ガス窒化及びイオン窒化処理品後の膨張

質問

若輩者から経験豊富な技術者の方々へ質問させて頂きます。
ある程度精度が必要な機械部品（シャフト等）にガス窒化処理をする事が
あるのですが、窒化処理前に化合物層（白層）を研磨除去する（約１０～２０μｍ）を考慮して加工した物をガス窒化処理後寸法測定を行ったら膨張していたので寸法精度を出すために研磨する必要がありました。膨張がある事は知っておりましたがどの程度膨張するのかがわかりません。
形状等の差があるのかわかりませんが何％程度膨張するのでしょうか？
ご教示の程宜しくお願い申し上げます。

回答No.2

noname#230359

窒化処理の膨張率もありますが、素材の塑性変化による寸法変化の可能性もありますので、被加工材の材質・寸法なども記載した方がアドバイスしやすいと思うのですが・・・

基本的に白層ができる窒化の場合、白層分（１０～３５μmぐらいでしょうか）の膨張が起きると考えて大丈夫だと思いますが、上記の塑性変化・加工応力の開放を伴うとより大きく出る場合があります。

材質がSACMということなので、私が知っているガス窒化ですと520℃ほどの処理温度なので問題はないと思うのですが・・・（塑性変化による寸法変化については）

そうすると、白層分の寸法変化として、弊社の資料では約30μmの白層ができています。あれ方向も考えると、最大値で40μmの膨張の可能性ということになります。予測の－交差に比べ、10～20μmほどで済んでいれば白層分の膨張で納まっているということになりますし、それ以上の寸法になっている場合は、焼き戻し温度と処理温度の関係を調べて見てください。

ちなみに焼戻し温度を処理温度が超えると、100分台で寸法が動きます。

お礼

回答誠に有り難う御座います。満足のいく回答を頂く事が出来ました。
今後の参考にし活かして行きたいと思います。

補足

こんにちわ。材質の方明記しておりませんでしたね。材質は窒化鋼（ＳＡＣＭ６４５）です。形状は外径φ１２４×穴径φ５０×１５０ｍｍ長さの物や板厚１０ｔ×２５０×２５０の中央付近に３個所φ５０ぐらいの穴が空いた部品です。アドバイスお願い申し上げます。

回答No.1

noname#230359

こんにちわ。チッカ処理は、外注でされているのですか？そうであれば、外注にお聞きください。ある程度のノウハウはあるはずです。我社には、ガスチッカ炉の設備がありますが、中に入れる材質、形状、等によっては若干膨張率が違います。チッカ層の厚み、ＨＶ(表面硬さ）によっては、処理条件が違い、特に我社で苦労したのが、表面粗さ、研磨目、旋盤目、の違いによって狂いが生じてきます。などなど、結構問題点はあるんです。ですので、このぐらいですよ。って言うのは難しいです。

お礼

こんにちわ。ご回答有り難う御座います。今後の参考にさせて頂きます。誠に有り難う御座いました。確かに窒化処理は、外注さんへお願いしておりますので問い合わせしてみます。材質等も明記しておりませんでしたね。材質は、窒化鋼（ＳＡＣＭ６４５）です。