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SUSボルトとチタンボルトの焼き付きについて
- SUSボルトとチタンボルトの焼き付きについて
- 半導体製造装置で使用されるSUSボルト（M6 P=1）が焼き付くことがあります。このボルトは一時的に高温になり、チタンコーティングされています。しかし、チタン合金も焼き付きやすい材料です。
- ボルトの材質を6-4チタン合金に変えることを検討していますが、焼き付きのリスクがあるため、注意が必要です。また、ボルトが折れた場合の取り外しが困難になる可能性もあります。
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コーティングの上をいきたいとするなら、 SDCプラズマ表面硬化処理・・・SDCクリーンボルト http://www.sdc-tanaka.co.jp/html/product-plasma.html SUS に対しては窒化処理。チタンに対してはコーティングで TiN、TiC 両方あるように浸炭処理もあると思います。 処理方法からクリーン度は申分ないし、膜の耐熱性も充分。素地内部からの処理なので剥がれも多分・・・ チタンボルトはレーシングカー用など高強度もあるが、化け学用は純チタンが多いように思え、これは軟らく焼き付き易いでしょう。 やはりSUS316系で、なるたけ http://www.sunco.co.jp/street/pdf/premi_tirashi.pdf 高強度、高温対応で、クリーンとSDCの組合せでは 高温の程度次第ながら、相手側も問題になるため、付外し度毎の使い捨てまでしなくとも交換頻度は多くする方が安心でしょう。
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金属チタンとチタンコーティングは別の物と考えたほうが良いでしょう。 コーティングの場合は窒化チタンであり特性が異なる部分が多い。 なぜ 焼きつき(かじり)が起こるか？ 基本的には硬度差が少ないと起こり易いが、TinのコーティングとSUS材なら 硬度差は十分のはず それで焼き付くなら膜厚と密着性の問題ではと考える。 使用温度が上下するので素材との熱膨張の違いで密着も悪くなるかも？ これが原因なら窒化処理も効果がありそう また、摩擦が大きく影響しているならＤＬＣコーティングも有効 頻繁に脱着するなら効果は高い筈です。
お礼
情報ありがとうございます。 現状、チタンのTinコーティングで焼きつくことがありますが、摩擦が原因と考えています。 確かにDLCコーティングすることで、平滑になりますので、参考にさせて頂きます。 御参考 http://www.nanotec-jp.com/coating/machine/dlc.html
小生が実施したん内容を以下に記します。 現状では、焼付きが問題なので、焼付きを防止することを注視しましょう。 パーティクルの心配から、焼付き防止目的のグリース等は使用したくない ↓ ではなくて、 揮発物質のヒュームの心配から、焼付き防止目的のグリース等は使用したくない が正確な内容であれば、半導体グレードのリチュームグリース又はシリコーングリースを使用 することはできませんか？ 高温時のSUSの防錆低下も、多少は抑制できる効果もあります。 一番心配なボルトが折れたときに、ドリルで中央に穴を明ける際に、スリースが飛散する危険性 が頭をかすめましたが、ドリル加工での金属微粒子の飛散の方が半導体では厳禁なので、その 対策と同様に考えれば問題ないと判断しました。 (例えば、クリーンルーム外に分解して持ち出し、ドリル加工をするなどしてです) 以上の対応をしておりましたが、貴殿の物件は同様の対応はできませんかね。 半導体グレードのグリースは、パサパサに近いので、摩擦係数を非常に低くする効果がないので、 ねじが緩む心配はあまりありません。 他の回答者さんとは、視点を変えて、原点に戻っての実施体験考察ですが、参考になりませんかね？
お礼
情報ありがとうございます。 確かに、半導体製造装置でもグリースを使用している箇所は多々ありますが、頻繁にボルトを取り外しする箇所であり、ユーザの眼にふれやすい箇所なので、実害はないかもしれませんが、グリースは使用してません。 かじり易いという問題の対策には、グリースが最も実効力があるのですが。
構造が判らないので使えるかどうかも全く自信が無いのだが・・・ 頻繁に脱着するような箇所には、スタッドボルト（植え込みボルト）を使用し 解決させたことがある。万一齧ったら同じだが、その確率は激減するだろう またSUS304BoltとSUS410Nutの組合せは非常にカジリが生じにくいのだが、 クリーンルームでの耐食性の問題があるから、まづ使えないだろうけど・・・ 蛇の道はヘビ？だったかwボルトメーカーに相談してみたら早いかもしれないぞ
お礼
情報ありがとうございます。 今の構造ではスタッドボルトは不可ですが、今後の参考とさせて頂きます。
半導体製造装置で高温とのことですが真空度、温度がどの程度かによりますが 以下のような対策も考えられます。 1.200℃未満で済む場合 a.テフロンコートやテフロン含浸無電解ニッケルメッキ 2.450℃くらいまでの場合 a.金や銀といった安定な軟質金属のめっき (銀メッキがSwagelokやフジキンの食込み系継手で使われています。) (鉛が超高真空用ベアリングで使用されています。) b.MoS2やグラファイトの焼き付け (組立時の剥離でパーティクルが出るかも) 3.450℃越えの場合 a.TiN、TiCrNなどのチタンやクロムの窒化物、炭窒化物系のコーティング (切削工具で使用されています。硬度が高いので組立時に雌ねじ側を削ってパーティクルがでるかも) b.モリブデンなどの高融点、低熱膨張率な金属のねじにする。 (10＾-8Pa台600℃位で使用経験がありますがかじりはなかったです。 ただしかなり高いです。)
お礼
詳しい情報ありがとうございます。 モリブデンのボルトをWebで調べてみましたが、やはり高価で手が出ません。
お礼
情報ありがとうございます。 SDCボルトのことは、初めて知りました。 SDC処理はチタンでも可能なようなので、材質チタンのSDC処理が最も良いかもしれませんが、コストが気にかかるところです。 現在、6-4チタン合金ボルトを手配中なので、それがダメなら、次策として考えてみます。