焼き入れ後の素材曲がりについて教えて下さい

質問

素材がHPM38とSKH51を加工していますが、焼き入れ後の素材曲りがひどくて困っています。ワ－ク形状は色々ですが、だいたいφ10φ20位の丸棒に縦方向に溝が入っています。加工径が太いものほど曲がりひどくなる傾向があるようです。１００本
焼き入れして4本位は曲がりが出てしまいます。曲がりが大きいので、径で0.09位になります。試しに加工後、焼き入れ前に測定してみましたが曲がりはありませんでした。焼き入れは外注に出しているので、作業の状況が分からないのでどうも不に落ちない所があります。焼き入れ硬さは、HRCでHPM38は54位でSKH51は61位まで入れます。材料も同じロットのものを使っているし全部に曲がりがでるわけではないの原因が特定できません。詳しい方どうかご教授おねがいします。

回答No.3

noname#230359

SKH51は焼き入れ性が乏しいので、冷却速度を速めるため、曲がりやすいのではないかと思います。曲がりの問題は熱処理屋さんとも話し合ってみては如何でしょうか。HPM38は焼き入れ性があるので、曲がりが
発生しにくいハズなのですが、ひょっとしたらSKH51の冷却条件で処理しているかもしれません。冷却速度が基準化しており、ゆっくり冷却するとサイクルタイムが長くなるので、料金が高くなる恐れがありますが
テストみたいなこともやって見ては如何でしょうか。
　ただし、一方的に熱処理屋さんに「不具合はおまえのせいだ」なんて
高圧的に望んでも原因ははっきりしなくなります。焼入れの冷却速度に
は数値化した規格はありませんし、各形状、各材料で変わりますので
材料メーカともお話されたら如何でしょうか。

参考URL：

http://www.hitachi-metals/j/product/steel/

回答No.2

noname#230359

焼入れ方法の変更は、可能でしょうか？
形状により変形が避けられない場合もあります。
内容は、ＺＥＫＩさんの書かれたものによります。
たとえば、高周波焼入れなどでやれば変形が
少なくなります。
変形の恐れのあるものはそうしていました。
参考になれば・・・

回答No.1

noname#230359

参考になるかどうかわかりませんが，以前に同様の問題でいろいろ調べたことがあります．その結果，問題がいくつか明らかになってきました．一つは切削加工時の残留応力の問題です．これは旋盤加工の工具が摩耗してくるだけで変わってしまう事がわかりました．今回は加えて溝があるとの事ですので，外形旋削と溝入れの残留応力バラツキがあるのではないでしょうか．したがって，工具摩耗の管理が必要だと思います．二つ目は焼き入れ温度のバラツキです．すべてのワークが同じ時間で温度変化していくわけではないので，雰囲気温度をいかに均一にするかが大切だと思います．熱処理環境については業者を訪問されてチェックした方が良いかと思います．三つ目は熱処理時の支持方法です．最適ポイントを支持しないと曲がりが出やすくなるようです．材料力学の梁の問題で，等分布荷重と仮定してどの点を支持すれば最もたわみが少なくなるかを求めれば良いと思います．また，同様の問題で，熱処理後の保管や運搬時の支持方法もチェックした方が良いかと思います．四つ目は，熱処理や保管時にワークの溝をどの位相にするかでバラツキが出ます．必ず溝は上にするとか下にするとか決めてみてはどうでしょう．参考になるかどうかわかりませんが，私の経験では上記の事が曲がりの原因となっていました．

お礼

お忙しいなかご解答ありがとうございました。たいへん参考になりました。単に
焼き曲がりといっても無数の要因があるのですね。まずは１つ１つ確かめていこうと思います。