歯車ガス窒化の問題解決：効果的な対策
高度なガス窒化技術にもかかわらず、失敗する歯車があるのはなぜか？この記事では、歯車のガス窒化プロセスにおける重要なステップとよくある落とし穴について、その重要性から掘り下げます。
焼入れした部品が期待された硬度を持たないことを不思議に思ったことはありませんか？熱処理工程でよく見られるこの問題は、部品の性能に深刻な影響を与える可能性があります。この記事では、焼入れ時の硬度不足につながる主な要因について、原材料の選択、加熱プロセス、冷却方法などを掘り下げて解説します。最後には、これらの問題を特定し、解決するための実践的な洞察が得られ、焼入れ部品が最適な硬度と信頼性を達成できるようになります。
生産工程では、焼入れ後の硬度が不足することが少なくないが、これは熱処理や焼入れにおける一般的な欠陥である。
この欠陥には、ワーク全体の硬度が低い場合と、局所的な硬度不足や軟らかい部分がある場合の2つの症状がある。
硬度不足が発生した場合は、硬度試験や金属組織分析を行って原因を特定し、原料、加熱工程、冷却媒体、冷却方法、焼戻し温度などの潜在的な要因を調査して解決策を見出す必要がある。
硬度不足やソフトスポットを避けるため、部品に適した材質を選ぶことが重要です。中炭素鋼または 高炭素鋼 低炭素鋼の代わりに合金工具鋼を、通常の高炭素鋼の代わりに合金工具鋼を使用すべきである。
例1では、ギヤに#25鋼の代わりに#45鋼を使用すると、焼入れ硬さは380hbsに対し60HRCとなる。
例2では、T8鋼の代わりに9mn2v鋼を金型に使用することを推奨している。9mn2v鋼の焼入れ工程で誤って油冷を行ったため、硬度が50HRCにしかならなかったからである。
どちらのケースも、硬さ試験や金属組織試験で検出される全体的に不十分な硬さを示している。
このような問題を避けるために、次のことをお勧めする：
炭化物の偏析や凝集、例えばフェライト凝集、黒鉛、あるいは微細組織における深刻なウィドマンシュタッテン構造の存在は、硬度不足やソフトスポットをもたらす可能性がある。
この問題に対処するためには、鍛造または焼ならしや均質化などの予熱処理を繰り返すことによって、組織を均質化することが推奨される。 アニール クエンチする前に。
次亜共析鋼の硬度は、加熱温度がAC3からAC1の間に下がると、フェライトが完全に溶解しないため、影響を受ける可能性がある。 オーステナイト焼入れ後、均一なマルテンサイトではなく、フェライトとマルテンサイトが混在することになる。これは、金属組織学的分析によって見ることができる。
同様に、加熱や保持時間が不十分だと、高炭素鋼、特に高合金鋼のパーライトがオーステナイトに変態するのを妨げ、加工物の硬度に影響を与える。
生産現場では、温度測定値の偏差や炉の温度ムラ、材料の厚さの誤った見積もりなどが原因で、こうした問題がしばしば発生する。
このような問題を避けるために、次のことをお勧めする：
T8のような工具鋼では、780eの焼入れ温度でオーステナイトと炭化物(Fe3C)が形成される。オーステナイトに溶解する炭素量は0.77%をわずかに超える程度である。冷却すると、オーステナイトは次のように変化する。 マルテンサイト.
しかし、加熱温度が高すぎたり、保持時間が長すぎたりすると、炭化物中の炭素がオーステナイトに多量に溶け込み、安定性が増し、温度が下がり始めるとオーステナイトがマルテンサイトに変態する。これにより、大量の 保持オーステナイト は、焼入れ後の被加工材に存在し、その結果、m + ACの微細組織が形成される。
保持オーステナイト はオーステナイト系で硬度が低く、焼入れ後の硬度低下を引き起こす。保持されるオーステナイトの含有量は、加熱温度と焼戻し温度の両方に影響される。
この問題を避けるためには、次のことをお勧めする：
焼入れ後の#45鋼の表面は、金属組織分析によってフェライトと低炭素マルテンサイトが存在することがわかった。しかし 脱炭 層で、硬度は要件を満たしている。
この問題は、適切な保護がない箱型炉での加熱や、保護が不十分な塩浴での加熱、あるいは脱酸が不十分な塩浴での加熱によって生じることが多い。 炭素含有量 がワーク表面に付着し、表面硬度不足の原因となる。
この問題を避けるためには、次のことをお勧めする：
水または塩浴で急冷され、油で冷却されたワークピースの硬度は、不十分な冷却能力と遅い冷却速度のために低いことが多く、特にワークピースの中心部では、マルテンサイト（m）ではなく、オーステナイトからパーライト（AYP）への変態につながる。
例えば、油で急冷されたT10ハンドハンマーの硬度は、金属組織分析で見ると45HRC程度に過ぎず、マルテンサイトの代わりにトルースタイトが存在することがわかる。
この問題に対処するためには、適切な選手を選ぶことが重要だ。 冷却媒体 ワークピースの材質、形状、サイズに基づく。
多数の部品を連続的に焼入れする場合 水冷循環冷却システムの欠如は、水温の上昇と冷却能力の低下を引き起こし、硬化不良につながる。
油冷を使用する場合、加工開始時の油の温度が低く流動性が悪いと、冷却能力が不足し、硬化不良を起こすことがある。
このような問題を避けるために、次のことをお勧めする：
アルカリ（塩）浴中の不純物過多や水不足は、焼入れ時にソフトスポットの発生につながる。
この問題を防ぐには、定期的に 急冷媒体 そして、アルカリ（塩）浴中の水分を適切にコントロールする。
複雑な断面や大きな断面を持つスイッチ部品を炭素鋼から作る場合、変形や割れを防ぐために水冷や油冷が使われる。しかし、部品の温度が高く、特にコアの冷却速度が遅いため、均一で完全なマルテンサイトは得られません。
この問題に対処するために、以下のことが推奨される：
結論として、焼入れ不足の現象はしばしば発生するものであり、作業者は具体的な分析とさまざまな状況に基づいて原因を究明し、解決策を見出すべきである。
MachineMFGの創設者として、私は10年以上のキャリアを金属加工業界に捧げてきました。豊富な経験により、板金加工、機械加工、機械工学、金属用工作機械の分野の専門家になることができました。私は常にこれらのテーマについて考え、読み、執筆し、常にこの分野の最前線にいようと努力しています。私の知識と専門知識をあなたのビジネスの財産にしてください。
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