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SCMの熱処理について
- SCMの熱処理とは何か、どのように行われるのかについて説明します。
- 材料特性表における熱処理項目の意味や、熱処理の選択基準について解説します。
- 熱処理は材料の中まで全体に行われるものであり、加工後の実施は適さないことを説明します。
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つまり、素材（SCM435）→丸材加工（大まかな形状）＋熱処理（SCM435H） →加工屋（公差加工、仕上げ加工）→完成、と考えれば良かったのですね。 は、？？？？です。 SCM435は、 ※ 素材（SCM435）でも、材料屋さんから入手できますし、 ※ 熱処理（SCM435H）でも、材料屋さんから入手できます また、熱処理（SCM435H）は、焼入れ焼き戻しの硬度が低く、 加工屋（大まかな形状と公差加工、仕上げ加工）→ 完成、まで可能です。 纏めますと、 材料屋（熱処理のSCM435H入手）⇒ 加工屋（大まかな形状と公差加工、 仕上げ加工）⇒ 完成 となります。前回のアドバイスは、その意味です。 SCM415の浸炭焼入れ焼き戻しは、貴殿の記述となります。理由は、 焼入れ焼き戻しで硬度が高くなり、加工屋（公差加工、仕上げ加工） は、一般的に研削となるからです。 一度、他の回答者さんの内容も含めて、Microsoft Excelに纏めてみては 如何でしょうか？ 学生時代に、ノートを取った様に。 頭の中が、整理できますよ。
どんな製品を作りたいのですか？ 材料・熱処理などは その製品が求められる強度や耐久性などの要求に応じて 決められるものです。 材料素材は熱処理によって「寸法・硬さ・表面の状態」は変化します。 他の質問にも同様の事を書きましたが、例として私の加工工程は 素材SCM415の場合 1.素材荒加工 2.焼ならし 3.切削加工仕上げ 4.焼入れ（浸炭） 5.研削仕上 加工中に素材内部の残留応力の影響を出来るだけ小さくしたい為に 旋盤加工は焼きならしをはさんで２回(荒・仕上げ）をします。 量産の場合は材料屋さんと打合せして１回で済ませる事も考えますが 単品の場合は確実な方法を取ります。 経験上大丈夫だと思って舐めて掛かると痛い目に合います。 加工の難易度は概ね加工対象の硬度と比例します。 しかし、研削などは少々硬くても問題ありません。 穴あけやタップ加工は硬度が高いと苦労します。 旋盤・フライス加工ならばHRC60程度でも苦も無く加工する所は増えました。 加工屋は必要ならば知恵を出して大抵のの製品は形にします 加工の難易度と加工工賃は正比例しますので注意が必要ですが。 熱処理をすればどの程度寸法変化をおこすのか？ 変化量が少ないなら加工後に熱処理が良いでしょう。 やはり、どんな製品を作りたいか・・・ その為のベストに近い答えを求めるべきです。
Ｑ１ 材料屋⇒加工屋⇒熱処理屋 熱処理屋⇒材料屋⇒加工屋 どっちが一般的なんでしょうか・・・ Ａ１ 貴殿との遣り取りと、小生のアドバイスの中に、Ｑ１の内容は ありましたか？？？？ さて、材料にもよりますが、 SCM435Ｈは、硬度がHRC25～30程度であり、ハイスや超鋼バイトで加工が できます。因って、熱処理屋⇒材料屋（熱処理した物を材料屋から入手） ⇒加工屋が、２度加工しなくて良いので、コストメリットがあります。 SCM415で浸炭（深さ0.8mm程度）の焼入れ焼き戻しは、HRC58～63程度と なり、超鋼バイトでも加工が困難となり、精度がいる所は仕上げ記号に 研磨（Ｇ）を付け、例えば▽▽▽Ｇとします。 すると、材料屋⇒加工屋⇒熱処理屋⇒加工屋（研削加工）となり、加工が 製品ができます。焼入れは原則的には太るので研磨代が生まれる、叉は 焼入れ焼き戻しの指示があれば、焼入れ前の加工は、赤ペンで***.**mm 加工と加工屋の親方が記入して加工し、熱処理に廻します。 以上の様に、硬度によって、使い分けします。
お礼
すいません、少し頭の中だけで考えていました。 シルバーヘッドさんの ＞鋼材は基本的に素材段階で熱処理されていません。 ＞普通は機械加工後に熱処理を行います。 という御意見と 後の先、アフターユーさんの ＞SCM435-Hは、焼入れ焼き戻しした鋼材で、丸Ｈ材とも呼ばれ市販されても ＞いて、比較的硬度が低く加工も比較的に容易です。 という御意見が少しこんがらがってしまいました。 シルバーヘッドさんのおっしゃる素材段階とは、本当の素材を意味していて その素材から後の先、アフターユーさんの丸Ｈ材とも呼ばれ市販されているものに「加工」されていると 考えれば良かったのですね。 つまり 素材（SCM435）→丸材加工（大まかな形状）＋熱処理（SCM435H）→加工屋（公差加工、仕上げ加工）→完成 と考えれば良かったのですね。 浸炭とは表面を強くするための熱処理なんですね。 そのような熱処理をする場合は仕上げ加工が必要となり、熱処理後再度仕上げ加工と言うことですね。 色々ありがとうございました。
弊社（中国）でもSCM435材を多く使っています。 焼入性はSｘｘC材より遥かに良い材質ですが、 大きさによって素材のまま、荒引き後に調質をやっています。 ６０以上の場合は荒引きしています。 これ以上は芯部の硬度が保証できません。 中国の遣り方かもしれませんが・・・・・・
お礼
なるほど、加工後に熱処理と言う手順ですね。 大きさによっては内部まで熱処理効果が得られにくいということですね。
Ｑ１ 一般的にはSCM435のφ30シャフトが作りたいとして、材料屋さんにφ32のSCM435丸材が欲しいと言えば SCM435Hの丸材が納入され、これは既にJISの焼きいれ830～880℃油冷 焼き戻し530～630℃急冷が実施され JISの材料特性である引張り応力を持っているものであると考えてよろしいのでしょうか？ Ａ１ ＹＥＳ。
お礼
再度、ご回答ありがとうございます。 下の方と少し意見が異なっているので悩みますが、 鋼材の流れは 材料屋⇒加工屋⇒熱処理屋 熱処理屋⇒材料屋⇒加工屋 どっちが一般的なんでしょうか・・・ 一番引っかかっているのは、熱処理＝変形がある。ということで加工後に熱処理してしまっては 精度ある加工しても無駄になってしまうと思うのですが・・・ それほど大きく変形しないものなのか、最終加工前（加工代2mm程度残して）に熱処理を行うものなのか・・ 仕上げ加工しかしないなら、材料屋にて加工代を残した形状の材料を作って熱処理まで終わらせて 入荷するのが一般的なんでしょうか・・？
鋼材は基本的に素材段階で熱処理されていません。 普通は機械加工後に熱処理を行います。研削加工を行う場合は研削加工前に調質や表面硬貨処理を行います。 ただし、材料メーカによっては調質材や焼きなまし材を販売している場合があります。 機械加工後、または研削加工前に行う熱処理で、中まで熱を加えるものとして調質、ずぶ焼入れがあり、表面硬化として高周波焼入れ、浸炭焼入れ、窒化などがあり、表面だけではありません。 また、S○○C材の場合3種類の熱処理が載っていますが、」熱処理はこの３種類から選ぶ」ということではなく、「この条件で熱処理すると機械的性質がこうなります。」という風に読み取るもので、使用する側ではどのような熱処理で使っても自由です。 なお、焼なましの欄に引張強さが載っていないのは、焼なまし状態での使用を前提にしていないからです。焼きなましは加工しやすくするために行うもので、最終的に部品にした場合、焼きなました状態のままというのは有りえません。ただＳＸＸＣの場合は熱処理せず、素材のままの状態で部品にすることも有りえます。 最後に、ＳＸＸＣとＳＣＭＸＸＸの使い分けですが、比較的肉厚部品を中まで全体に焼入れする場合、質量効果が小さく、中まで焼きが入りやすいＳＣＭＸＸＸを使います。これはクロムやモリブデンの効果で、冷却時間が長くても焼きが入りやすくなっているからです。
お礼
御回答ありがとうございます。 材料メーカによっては熱処理済みの材料を扱っているところもあると言うことですね。 つまり、購入段階で熱処理済みか未熱処理かは購入側（加工側）が選ぶわけですね。 もしくは 材料屋＝未熱処理材料を指定の形状に切って出荷 加工側＝加工して図面形状を作る、そして熱処理屋へ送る 熱処理屋＝指定もしくはJISによる熱処理を実施する。 ↓ 完成（別途仕上げ加工要？） と言う流れが一般的なのでしょうか？ しかし、SCM材は熱処理（SCMだとずぶ焼入れ？）を行うと変形するっと書いてありました。 変形度合いが分かりませんが、公差加工などしていると狂ってしまうのでないでしょうか？ 再処理をしたくないなら、熱処理済み鋼材を購入し、加工する方がよいのでしょうか・・？ ＳＸＸＣの表記方法の御説明ありがとうございました。 非常にすっきりしました。
SCM材は、使用方法が少し難しい材料です。 SCM435-NやSCM435-Aは、単に冷間圧延の内部応力除去等をするための内容 で、素材そのものの特性がでます。 SCM435-Hは、焼入れ焼き戻しした鋼材で、丸Ｈ材とも呼ばれ市販されても いて、比較的硬度が低く加工も比較的に容易です。 SCM435は、局部焼入れ（焼入れのみ）で使用する場合があり、焼入れのみ の硬度はHRC50以上となります。 <前述の様な使用用途は、S45CやS55Cと同じです> さらに、SCM415は炭素含有量が少ない鋼材ですが、表面の0.8mm程度の部分 に炭素を染み込ませて（浸炭させ）、高周波焼入れをすると、表面はHRC55 以上の硬度が確保でき、内部は素材のままの硬度が確保でき、硬くて靭性が ある素材となります。（歯車等に使用されます） 等々、熱処理に関して、少し奥深い知識が必要です。 さて、SCM材の特徴は、以下を http://www.venus.dti.ne.jp/~sando/other/scm/scm435.html 化学成分と材料特性（熱処理等の）は、以下のその部分をクリックして http://www.forming.co.jp/database/index.html また、硬度換算表で、硬度 ⇒ 引張強さを確認下さい。 そして、以下で各種炭素合金に熱処理特性を http://furuike.co.jp/composition[3].html 以下で、N（焼ならし） A（焼なまし）等の用語を http://www.daiwakg.co.jp/TECHHEAT.htm http://www.atuen.com/sub230.htm 熱処理の事は、以下を確認下さい。 http://www.netushori.co.jp/story/index.html
お礼
詳しい説明と情報サイトの御紹介ありがとうございます。 熱処理も調べていくと奥深いですね。勉強不足が身に染みます。 一般的にはSCM435のφ30シャフトが作りたいとして、材料屋さんにφ32のSCM435丸材が欲しいと言えば SCM435Hの丸材が納入され、これは既にJISの焼きいれ830～880℃油冷 焼き戻し530～630℃急冷が実施され JISの材料特性である引張り応力を持っているものであると考えてよろしいのでしょうか？ 今までSCM○○○と数字でしか指定したことが無かったので、それぞれに対応した熱処理があるとは 思いませんでした。
SNCM鋼について質問していた者です． 似たような質問でしたので，自分の知っていることだけでも． まず，熱処理は大まかに 焼きなまし→加工によって硬化したものをやわらかくし，加工しやすくする． 焼きならし→鋼の材質改善 焼き入れ・焼き戻し→硬さ(特に表面の)改質 だと思っています． (焼き入れ焼き戻しは調質として総称されることがあります．) たしかに必要強度や用途によって熱処理を変える場合もありますが，多くの場合は加工の段階によって熱処理を行うのではないでしょうか？ 『焼きならした鋼材を焼きなまして加工しやすくし，加工後焼入れをして硬度を得る』 という風に把握しております． (もちろん靭性を得る為に熱処理をすることもわかっております) JISに記載されているのは，おっしゃるとおり熱処理をした際の機械特性を記載されています．(焼き入れ深さなどはJISを見てください) しかし，最初からSCM鋼に焼入れをしたよう素材を渡されてしまった場合，あまりに硬すぎませんか？ 切削等の機械加工に向かず，研削するか，結局焼きなまして加工するかになります． これでは多くの場合，焼入れをした意味がなくなってしまいます． つまり，焼入れは一般的に行われずむしろ焼きなまして販売されることが多いのです． よって『SCMに熱処理をしない材料はない』のではなく，S--C材や，SCMといったS-A材などは基本的に自分で調質するものです． (詳しくは下記のURLにて) もし熱処理をしたくない，熱によるひずみが影響するというようならばプリハードン鋼のPX-5などを検討してみてください． (プリハードン鋼：中程度に焼き入れ処理をした鋼材．被削性がよく，機械特性も優れる) (PX-5：SCM系のプリハードン鋼) >材料特性表には硬さだけで引っ張り強さなどが記載されていない熱処理項目 これは，確信を持って言うことができませんが， １.焼きならしのときと大きな差異がない， ２.焼きなましたまま使うことはない のどちらかではないでしょうか？ 私は１だと思っておりますが，証拠がないのでなんとも… 非常に分かりやすく熱処理の説明をしてくれるサイトがあったので添付しておきます．
お礼
御丁寧な解説ありがとうございます。 確かにSCM部品は加工をどうするのか？と言うほど硬く、加工性が低いものと聞きます。 加工前の素材がそこまで硬いと加工できなくはなくとも、作業性が悪いということですね。 と言うことは、教えて頂いたHPにあるように鋼材は熱処理前の材料を仕入れ 加工した後に指定熱処理を行い、JISにある材料特性を得ると言うことなのでしょうか。 ですが、今も熱処理について色々調べているのですが、加工には熱処理が必ずつくもの と言うイメージがあります。 しかし、加工設備はあっても熱処理設備が無い会社もあるようです。 もちろん炉と言うようなものは無く、単にあぶる程度ならできるのでしょうけど・・・ そのような会社の場合、ある程度の形のものを購入し加工を行うようにしていると言うことなのでしょうか？、 仕上げ加工設備のみな会社の場合、完成図面からある程度の形状をした加工素材状態を 別会社に作ってもらい、熱処理まで終わらせたものを入荷して仕上げ加工のみを行っているということなのでしょうか？ 加工量が少ないので加工硬化等の影響も少なく熱処理が不要と考えて良いのでしょうか？
お礼
御回答ありがとうございます。 そうですね。 まずは設計条件ありきというのは基本ですね。 基本的にはSCM435材質指定で鍛造品を作り、最終的にはH公差くらいの穴加工と仕上げ面加工して 完成としたいのです。 しかし、焼入れ指定が焼入れ、焼戻し指定があるのですが 鍛造の次に熱処理しては加工し難いのではないか？ 加工の次に熱処理しては変形してしまうのではないか？ もしや、鍛造前の素材で既に熱処理されていないとSCM435とは言わないのか？ という疑問から今回の質問をさせて頂きました。 最初の質問は自分の熱処理に関する知識不足もあり、少し的が外れてる感じもしますね・・・ SCM435なら熱処理済みでも加工出来るようですので、鍛造前、もしくは鍛造後熱処理を行い 材料特性を持たせた後、加工するのが正解と考えて良いものでしょうか？