SCM415材の品物で黒染めすると赤くなってしまう

質問

上記の材質で、外径12パイで全長4mm、座グリがある部品です。
冷間鍛造からのプレスでできた生地で、焼入れ焼き戻し、HS75ほど。その後黒染め処理するのですが、黒くならなく、赤茶色になってしまいます。特に座グリ部。
どなたか原因おわかりでしょうか？
是非、急ぎで情報いただけませんでしょうか？

回答No.2

nowane4649 · ベストアンサー

外径20cmくらいの比較的大きな部品(焼き戻しまで実施)ですが、おそらく同様の症状を見かけたことがあります。
TiAlN系の工具コーティングを濃くしたというか、銅が黒くくすんだ様な均質の濃い赤茶色になっているのでしょうか？
ただ、発生頻度は高めでも、「確実に」というほどでもなく、黒くできるときもあったみたいでした。

考えられるのは
1.四酸化三鉄(別名マグネタイト、磁鉄鉱)の被膜が、十分に成長できず、干渉色を出している(ステンレス溶接時の焼け色状態)
　反応促進を担う塩化物イオンの不足を疑います。
2.四酸化三鉄が適切な結晶構造を形成できず、構造色を出している(モルフォ蝶とか新しいレクサスの塗装みたいな状態)
　処理液濃度が濃すぎて、溶出イオンの拡散が阻害されていることを疑います。
3.四酸化三鉄が形成できずα-酸化鉄(III)(別名ヘマタイト、赤鉄鉱)の被膜になっている。
　(α-酸化鉄(III)を含む四酸化三鉄被膜かもしれない)
　以下のページで上の写真のイガイガタイプの鉱石みたいなものです。私が昔、見かけたものもこんな色でした。
　http://pochiko333.sblo.jp/article/42020190.html
　酸化剤過多になっていることを疑います。

以上のようなものでしたが、直接対応にかかわることはなかったので、その後の経過は不明です。

酸素までの軽元素分析が可能なSEM(走査電子顕微鏡)で観察が有効と思われます。
上記の想定要因に対し
1.では断面観察用に樹脂包埋や切断研磨を行い、断面を観察、酸素の存在領域で膜厚が測定できます。
2.ではそのまま、表面観察を行い、微細構造の有無を確認します。
3.では断面観察もしくは表面観察において、被膜元素構成で鉄と酸素の比率を測定します。

この他の手法だと、以下の様なものもあります。
一番確実なのは透過型電子顕微鏡での断面分析ですが、断面の薄片化が手間がかかります。
次いで、X線回折を用いた結晶構造分析ですが、多結晶が想定されるので、よくある者ではなく、粉末X線回折と呼ばれる分析が必要になります。

お礼

本当にありがとうございます。
奥が深くて驚きました！

回答No.1

kon555

焼き入れ後の黒染めは赤みが出る事があるようです
https://www.sanwa-p.co.jp/faq/detail5279.php
https://www.sanwa-p.co.jp/mekki/black/

詳細な理屈は不明ですが、黒染めとは「四三酸化鉄被膜」であり、要は安定的な錆です。焼き入れ処理では炭素その他の内部成分が変動するので、その辺りで安定した四三酸化鉄が生成されず、赤錆のようになるのでは、と予想されます。

例に挙げた処理屋さんのように、知見のある業者に相談するのが手っ取り早いと思います。

お礼

ありがとうございました😊