浸炭炉での熱処理治具の歪み方（膨張？収縮）について

質問

新治具が入荷してくるとまず部品をセットせずに空焼き（脱脂炉、連続浸炭処理炉、洗浄機、焼き戻し炉、ショット機）というように、通常の流れを部品をセットしない状態で流します。その後部品をセットして通常処理を行っているのですが、それ以降何度も繰り返し治具を使用するわけですが、治具はその度に膨張、収縮して変形するのでしょうか？変形するというのは、長期間使用している治具を現場で見て、全体の姿が歪んできているのを見ているので分かるのですが、一度浸炭処理した治具なら浸炭されにくいのでは？というイメージなのですが、治具棒一本一本自体の膨張、収縮率というのはどうなのでしょうか？回数を重ねるごとに（小さく？少なく？低く？）なるのでしょうか？

回答No.2

noname#230359

こんにちは、
空焼きは治具が溶接構造であれば、応力がぬけるのでいい方法です。
できれば、治具の片面構造使用だけでなく、両面構造で使用する方が寿命がのびます。
後はＳＵＳ３０４の材質であればＳＵＳ309か310ｓの材質ＵＰをお勧めします。鋳造品で寿命をのばすあればＳＣＨ－13（ｓｕｓ３０９相当）から当社みたい。ニッケル32（ＮＩ）ＵＰを使用するか歪の無いセラミック（但し油焼き入れはでは使用できません）

お礼

お礼が遅くなりまして申し訳ありません。回答ありがとうございました。これからの仕事の参考にさせていただきます。

回答No.1

noname#230359

新治具が、鉄鋼類で構成されているなら、相似形で変化（膨張と収縮）を繰り返します。

> 一度浸炭処理した治具なら浸炭されにくいのでは？というイメージなのですが
物事には、許容量があり、腹一杯で入らない状態と同じです。

> 治具棒一本一本自体の膨張、収縮率というのはどうなのでしょうか？
> 回数を重ねるごとに（小さく？少なく？低く？）なるのでしょうか？
（殆ど）変わりません。変わるのは焼き入れ硬度です。

> 形するというのは、長期間使用している治具を現場で見て、全体の姿が歪んできている
> のを見ているので分かるのですが、…
熱クリープ等による変形ではないでしょうか？

一般的に、鉄鋼は熱膨張率と熱収縮率は変わりません。
因って、線膨張係数で規定の温度寸法の推測が可能です。

但し、焼き入れをしますと組織が変わるので、焼き膨れが発生し焼き入れ前の同じ温度より
多少膨張します。
また、炭素量が少ない鋼板を赤く熱して、急速冷却しますと組織が微細化して縮みます。
これを“ヤイト”とよんで、縞鋼板等を溶接した時に、板が反って少し上向きにアーチ状
になり、その上に乗ると下向きアーチ状になり、降りると元に戻り『ベコベコ』と音が
なる問題が生じた時に、“ヤイト”をすえると平になり収束します。

以上のような特別な状況以外は、ありません。

参考URL：

http://www.mterm-pro.com/machine-yougo/strength-materials/creep.html

お礼

早速の回答ありがとうございます。治具棒の膨張、収縮率が変わらないということは、膨張率の方が収縮率より大きい場合は、熱処理すればするほど棒は肥大化するということでしょうか？

大変参考になりました。ありがとうございました。