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<本当にあった高周波熱処理トラブルの話 - 第1話>
熱処理の中でも、ちょっとだけニッチな高周波焼入れ、
このシリーズでは、専門の高周波熱処理設備メーカーでなければなかなか知ることのない高周波熱処理にまつわるトラブルの事例を、技術的な考察を交えながらわかりやすくご紹介していきます。
第1話 ボールねじ高周波焼入れ
「早期フレーキング(剥離)の謎」
(ワーク)
・φ32 転造ボールねじ (材料:S48C)
(症状)
転造ボールねじの耐久試験において、設計寿命に対し極めて短い期間でねじ溝の一部がフレーキング(剥離)を起こした。
また材料ロットに関わらず、テストした全てのテストピースで同様の現象が見られた。
(高周波焼入れの状況)
他社製のボールねじ焼入れ機(縦型移動焼入れ機)を使用。
見たところ、極めて焼入れ移動速度が速い印象。
焼入れ後は別ステーションにてリヒート(高周波焼戻し)を行っていた.
(その他の情報)
○フレーキング発生箇所:
・ねじ部の全域でランダムに発生
・ねじ溝においては、常に焼入時上側の圧力角付近で発生
○結晶粒度:粒度番号 8 番
○表面硬さ(ボール当たり45°位置):
・焼入れ後HRC62程度
・焼戻し後HRC60程度
○コイル形状:Z型コイル
○コイル故障が頻発
(考察)
・フレーキングが常にねじ溝の同じ側で発生していることから、加熱または冷却に偏りがあるものと思われる。
・結晶粒がやや粗めであることから、最高温度が高めであると考えられる。
※オーバーヒートにより結晶粒が肥大気味。
・コイル寿命が短いことから、加熱コイルに高い電力を投じ「ハイパワー+高速移動焼入れ」で焼入れしているものと思われる。
・リヒート(焼戻し)前後で硬さの変化が少ないことから、焼戻し温度が低い、または焼戻し時間が短いことが考えられる。
(結論)
①均一冷却の面で不利となる「縦姿勢」での焼入れにより、冷却に偏りが発生。硬度ムラに繋がっている。
②「ハイパワー+高速移動焼入れ」により、焼入れ水が飛び散り、冷却に偏りが発生。硬度ムラに繋がっている。
③「ハイパワー+高速移動焼入れ」により、オーバーヒート気味で結晶粒が粗く、結晶粒界を起点とした不良が発生しやすくなっている。
④焼戻しが不十分であり、圧縮と引っ張りの応力バランスが悪い状態となっている。
弊社では、以上の4つの要因が早期フレーキング(剥離)に繋がっていると判断しました。
高周波焼入れには、電力を制御する電気関係の技術、焼入れ方案を実現する機械関係の技術が必要ですが、全ては、熱処理技術からスタートします。
高周波焼入れでお困りの方は、試作・焼入加工・焼入れ設備製作において最高峰の技術と実績を持つ富士電子工業にぜひご相談下さい。
~ボールねじ 高周波焼入れ 「早期フレーキング(剥離)の謎」~
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・カムシャフト高周波焼き入れ① コイル エンジン 試作
https://www.nc-net.or.jp/company/88995/product/detail/83958
・高周波焼入れにおける加熱コイルの重要性について
https://www.nc-net.or.jp/company/88995/product/detail/163589
・高周波焼入れとは? 電磁誘導を利用した誘導加熱
https://www.nc-net.or.jp/company/88995/product/detail/123597
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高周波焼入れの事なら、富士電子にお問い合わせください。
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会社名 |
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エミダス会員番号 | 88995 |
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国 | 日本 | 住所 |
日本 大阪府 八尾市 |
電話番号 | 072-991-1361 | FAX番号 | 072-991-1309 |
資本金 | 8,000 万円 | 年間売上高 | |
社員数 | 130人 | 担当者 | 能美 |
産業分類 | 工作機械 / 産業用機械 / 輸送機器 | ||
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