M6ボルトが折れて困っています
- M6のボルトが折れる事象が発生し困っています。締結時には折れずに数日後に確認すると折れている遅れ破損が発生しています。
- 2つのボルトの差異を確認した結果、芯部硬度に差がありましたが、引張り試験や破断トルク確認試験では大きな差はなく、軸力が大きくなる原因や潤滑剤の付着も見つかりませんでした。
- 同様の事象を経験された方や専門知識をお持ちの方にお聞きしたいです。今後の検証方法や効果的な対策について教えてください。
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M6のボルトが折れて困っています
現在M6のボルトが折れるという事象が発生し、困っています。 ・ボルト・・・SWCH18A、M6 ・締結ナット・・・ゆるみ止め用のロックナット ・事象・・・締結時には折れないのですが、数日後に確認すると折れているという遅れ破損が発生しています。 現在同じ仕様で不完全ネジ部長さのみ違う2つのボルトを使用しているのですが、一方は今まで何も問題なかったのですが、もう一方のボルトで上記遅れ破損が発生しています。 ・検証内容・・・2つのボルトの差異を確認した結果、芯部硬度がHV50程度差がありました。しかし引張り試験、破断トルク確認試験等実施したのですが、特に大きな差はありませんでした。 また特に軸力が大きくなるような原因、例えば潤滑剤の付着等もありません。 ・質問事項・・・ボルトの遅れ破損は一発破壊では中々差が見つけられていないのですが、もし同様の事象を経験された方、また専門知識をお持ちの方がおられましたら、今後どういった検証が必要で、どういった対策が有効かご教示をお願い致します。
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似たような事例の経験があります。 あまり詳細に記述ができませんが、 事象：ネジ部破断（組付け後、翌日から1週間以内）ポッキリ折れた。 締め付けは、トルクレンチ。 原因? 水素脆性（熱処理屋で浸炭焼入れ後、スケール除去のため酸洗い：びっくり）（全滅） ＝＞酸洗い廃止後も発生 原因? 図面指示の材質、硬度（ネジ部防炭指示なし）で、80％程度の確率で、破断発生。 （オーバートルク締め）（衝撃追加などする） 硬度変更、防炭で検証、破断回避できず。 ＝＞結果：材質、硬度、 指示を変更。ネジ部防炭指示追加。 設計側は、検証などしないため、対策案検証など難儀な事象でした。 当初はネジ精度、谷部形状なども確認しました。 結果論ですが、材質、硬度でしか表現しないという設計上の問題となりました。 ネジへの熱処理の必然性、なぜ必要かを確認しておくことを薦めます。 参考になりますでしょうか。
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多数の回答が付くなか、ちょっと亀レスで済まぬ。 思い当たるフシがあるので、書いておきます。 締め付け時に、ＱＬ型トルクレンチを使って失敗した事例があります。 プリセット型とも呼びますが、 ダイアルでセットしておいて、オーバートルクになるとカクッとなるタイプ。 ひょっとして、このＱＬ型を、お使いではありませんか？ このタイプはトルクのばらつきが大きく、 特に、回す速さが大きいとばらつき易い欠点があります。 ラチエット式になっているものは、特に要注意。 板バネを利用した、オーソドックスなタイプで検証を。
お礼
ご回答ありがとうございます。 確かに締結時にQL型トルクレンチを使用しています。 一応そのあたりのバラツキも考慮して締結トルクを 設定してはいますが、おっしゃる通りばらつきが 大きい締結方法だとは思います。 検証時に再度その辺りも追加確認してみます。 ありがとうございました。
再々々出です。 質問者さんに直接関係がない、少し脱線してしまった記述で申し訳ない。 > 繰返すけど、ネジへ安易に浸炭焼入するのは危ないです！！ に関しては、異存はないです。 でも、この質問内容に、直接的に関係があることは確認できません。 S45CやSCM435の熱処理内容に始まって、SWCH材の熱処理内容となっている経緯ですが、 iwanaiの内容こそ変だと思う。 ニッチな部分の文章だけを切り取って、“明かな間違い”と指摘しての一方的な訂正要望、 ？？？？？だね。 S45CやSCM435の熱処理硬度を、小生は旧ＪＩＳで示す低目の硬度を紹介。 (材料の加工歪みや後処理仕様、経年変化、加工性、等々を加味したアドバイスで) iwanaiは、それは古い資料で、もっと硬度があがる熱処理が可能。 そして、小生は、焼入れ/焼き戻しの焼戻し温度を調整すれば、高い硬度の熱処理も可能 とも記述している、色々なことに注意を払う必要が出てくると前置きして。 そして、局焼き(局部を焼き入れのみする)や高周波焼き入れ(高周波で略焼き入れのみする) 浸炭焼き入れ/焼き戻しへの展開。 引用の最初の過去ログは、S45C記述のもので？？？？。 しかも、浸炭焼き入れ/焼き戻しの内容は、この質問には直接関係がない。 質問者さんから見れば支離滅裂、理解不能となっているように思う。 “蛇のように…”なので、そこに力を注ぎたくない！
明かな間違いなので訂正すれば済むことと思ったが、、、 ＞都合がよい記述はフォローするが 自身は都合悪いとフォローも訂正もしないってこと。 ＞8.8 強度区分までのねじに適している記述があるので 普段はイヤになるほどバカバカ引用サイトを付けるのに、そうしなかったのは、デタラメを自覚していたということ。 糊塗するだけの中傷コトバの羅列 そんな人格を信じるか否かは、、、もう、、、質問者に任せます。 繰返すけど、ネジへ安易に浸炭焼入するのは危ないです！！
お礼
たくさんのご回答本当に感謝します。 途中で少し脱線してしまった所もありますが・・・ まずはみなさまから頂いたアドバイスを基に 引き続き検証を進めます。 まだまだ勉強が必要だと強く感じました。 本当にご協力頂き、ありがとうございました。
再々出です。 質問者さんに、関係がない記述で申し訳ない。 質問者さんは、再出の回答（６）を確認下さい。 > 逸らさず質問に答えるべきです。 > これは本質問で何故折れたかの内容と密接に関係しています。 小生は関係がないと考えますので、無用な記述はしません。 (質問者さんからは、相対的な硬度の記述はあるけど、絶対硬度の記述はないために。) そして、その後の内容の記述は意味不明！！ iwanaiの都合がよい記述はフォローするが、CMP等の誤った記述はそのまま……。 マスターベーション的記述は、ハンドネームの如くiwanai（云わない）ように。
再々出 →回答(４)(６) 逸らさず質問に答えるべきです。 これは本質問で何故折れたかの内容と密接に関係しています。 ねじに焼入を施す危険性について従来から議論になってるが、回答(２)の mytec さんからも、誤解したまま締切った他の質問者に注意喚起を頂いた事項でもある http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=265626&event=QE0004 本題はもう一人だけ除いた他の方から、(２)、(10)氏の意見でも決着付いてるから、更に刺激しないよう、こっそり書いておきます。 ＞溶接ボルト 本来の使い方をするなら、浸炭焼入れは絶対ダメ。 溶接は溶けるよう熱するから炭素分が多いと焼入れしてしまう。事前の焼入れの有無とは関係なくポッキリ折れる。 JISB1195 溶接ボルト ボルトの材料は、、、強度区分4.8の機械的性質を満足する炭素含有量0.2％以下の炭素鋼とし、 圧延鋼板への溶接性が良好なものでなければならない。 これに SWCH18A が適合しているから、特注でも同じく使っている。 強度区分8.8は嘘だがそれは論外、半分の4.8でよいから、炭素分が少ないもの、焼きが入らないものでないとダメと厳命しているのです。
再出です。 そのボルト強度区分から、適正な締付トルクで締め付けたのでしょうか？ の確認もあるのですよ、 締付トルクが同じでもね。 そのボルト強度区分の適正な締付トルクでない場合で、適正トルク以上で締め付けた場合には、 ａ）ボルトとナットの微妙な摩擦係数の違いで、軸力が若干高くなる 摩擦係数は、不確かなアバウト的数値なので、余裕をみる必要がある ｂ）材料の違いや熱処理の違い、加工の微妙な違いによる応力集中の違い、水素脆性の 若干の違い、等々で破壊する軸力が若干異なった にて、“遅れ破損”を起こすボルトと、ギリギリで踏み止まっていて破損しないボルトとに 分かれる場合があります。 そのボルト強度区分の適正な締付トルクで締付ましたか？ 後は、Ｎ数を増やして確認し、常時発生する内容なのか、特殊な内容なのかを確認することも 大切です。
お礼
ご回答ありがとうございます。 確かにご指摘の通りかなり微妙な違いではある物の、 その微妙な違いによって折れる物と折れない物と が発生してるのだと思われます。 現状は強度区分の適正な締結トルクで締結はしていますが、 微妙な違いを一つずつ検証していこうと思います。 ありがとうございました。
→回答(４) http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=161406&event=QE0004 SWCH18A 8.8 強度区分までのねじに適している記述があるので こんな既述した資料はないと思うが？
・事象…締結時には折れないのですが、数日後に確認すると折れているという遅れ破損が 発生しています。 現在同じ仕様で不完全ネジ部長さのみ違う2つのボルトを使用しているのですが、 一方は今まで何も問題なかったのですが、もう一方のボルトで上記遅れ破損が発生 しています。 であるなら、一方ともう一方のボルト締付時の仕様は、同じだったのでしょうか？ 特に、締付トルクは同じだったのでしょうか？ “検証内容”では、一方ともう一方のボルト強度等は同じでも、ボルトの締付トルクが 異なれば、一方ともう一方のボルトの軸力が異なるので、ボルト締付トルクが高かった 方が“遅れ破損”を起こしたとなる場合もありますよ。 そのボルト強度区分から、適正な締付トルクで締め付けたのでしょうか？
お礼
ご回答ありがとうございます。 締結トルクは共に同じです。 参考に添付頂きましたサイトを確認し、考えられる部分を 1つずつ潰し込んでいこうと思います。 ありがとうございました。
＜ボルト・・・SWCH18A、M6 ＜芯部硬度がHV50程度の差 タッピンねじ？ http://www.iwatabolt.co.jp/pre_release/technological_relation/pdf/tech_2005_002.pdf 材料は、熱処理を施す為にＳＷＣＨ１２Ａ～１６Ａを使用しております。熱処理としましては、 浸炭焼入焼戻しを施しております。その為、頭飛び等の事故を防止する為に、表面処理を行う 際には必ず水素脆性除去処理を施すことになっております。 SWCH18Aで一般的な六角ボルトなら焼入無で強度区分5.8 http://www.kobelco.co.jp/technology-review/pdf/48_1/039-042.pdf 硬度を云々する必要も、水素脆性の危険もほぼ無い。 浸炭焼入れが問題でしょう。付随してメッキの水素脆性。なので強度が問題になるような箇所へ使うことも疑問です。 硬さの数値はいくらでしょう？ 述べた通り、浸炭焼入れする目的はタッピンねじで判るように相手を削るため必要なだけです。しかし表面だけの硬さを追うと疲れ強さは下がるし、バラツキも大きく、水素脆性の感受性が鋭くなって危険なので使うべきでない。 浸炭焼入無しなら、元来柔らので、水素脆性も効かず単に締付けが強すぎただけと思います。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ボルトは溶接ボルトに似たような物を使ってます。 (特注の規格外品ですが) メッキは両方のボルト共同じメーカーで、ベーキング処理の条件も同じ ですので、水素脆性ではないとは思っているのですが・・・ 特に強い荷重がかかる部分でもなく、締結トルクに対する安全率は 取っているのですが、ご指摘の浸炭焼入れ/水素脆性について、 更に深く検証してみます。 ありがとうございました。
トルク管理も気になるが ひょとして メッキはしてあるのでは？ 「遅れ破壊」と聞いてまずピンとくるのは「水素脆性」ですね。 ベーキング処理が不完全だと可能性は高いと思われる。 ＞同じメッキメーカーで、ベーキング処理の条件も同じでした。 こんな時、大抵の処理屋さんは同じだと言うが・・・？ 現実的には検証は困難です。 片方は長期間の在庫品とかの場合も条件が違います。 材質・形状・処理方法 そして 締め付け方法 これらのどこかに違いがある。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ご指摘の通りメッキをしています。 質問部に漏れがあり、申し訳ございません。 私も最初水素脆性かと思いましたが、両方のボルト共に 同じメッキメーカーで、ベーキング処理の条件も同じでした。 ご連絡ありがとうございます。 参考に添付頂きましたサイトも確認し、引き続き原因を探ってみます。
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