真空熱処理時の変色の原因について

Question

解決できず、ご教授いただけるとありがたいです。
当方卸売業で、サプライヤー様に熱処理をしていただいているものです。
SUS440Cを真空熱処理で焼き入れ焼き戻しいております。
温度はそれぞれ1100°前後→580°前後で処理しております。
焼ききれ後は綺麗な光沢を持っているのですが、
焼き戻し後に鈍い黒～濃い黄色っぽくワークが変色してしまいました（光沢はのこっております）。徐冷の方法は、減圧冷却です。
ワークの大きさは親指程度の製品であり、全部が全部変色しているわけではなく、約50％の製品が部分的に変色しております。特になぜか切削部よりも転造しているねじ部が多く変色しております。
現象としては、おそらく酸化（それ以外に原因があればご教授下さい）。だとは思うのですが、原因が不明で困っております（熱処理業者においても不明とされてしまいました）。一緒に入れているSUS303の治具や、他の部品に変色がない事から、酸素のリークではないとは思うのですが・・・。
サプライヤーからは詳細原因不明とされ、顧客からは原因を求められ板挟み状態です。現品を見る限り酸化現象だとは思うのですが、どこで酸化しているのかがわかりません。
当方熱処理について初歩的な知識しかなく、思い当たる原因や文献等がございましたらご教授いただけないでしょうか。
よろしくお願いいたします。

※OKWAVEより補足：「技術の森(材料・素材)」についての質問です。

Accepted Answer

ここで原因を考えても、技術的詳細はサプライヤーでないと分からないですよね。

「サプライヤー」ということは、その企業が熱処理を含めて部品を製造し、御社を介して顧客に納入しているということでしょうか。
普通は「真空熱処理としては不良品」と言われてしまうと思いますが、サプライヤーは「原因不明」で終わりなのでしょうか。

流通として出来ることは、限られますよね。
このままでは顧客が納得しないだろうから、
(1)工業試験所に持ち込んで調べる(費用や工数は誰が負担するのか)
(2)真空熱処理だけを他の業者に依頼する(まず試験的にでも)
ぐらいかなー。

Answer

焼入れ後は綺麗なんですよね。と言うことは焼戻しで変色してるわけです。
つまり焼戻し処理の加熱時の雰囲気が原因の可能性が高いと思います。

基本的には酸化でしょう。
真空なら真空度はどのくらいですか。
微圧の不活性ガスなら、その純度はどのくらいですか。

焼戻しは焼入れと同じ炉で、焼入れと連続して処理しているのですか。
それとも別の真空焼戻し炉ですか。

Answer

いきなり原因を探るよりも、まずは現象の切り分けを行うべきシチュエーションに思います。

>> 一緒に入れているSUS303の治具や、他の部品に変色がない
　もしこの『他の部品』に、該当部品と同じが存在しないなら、まずはSUS440Cのテストピースを用いて現象が再発するかを確認しましょう。
　SUS440Cは炭素を含むため、SUS303では比較対象として不適切です。
　質問文からの判断ですが、切削部と転造ねじ部で現象に差があるという事は、おそらく加工時の応力や熱履歴が絡んでいるように思います。
　テストピースはそれを踏まえて、例えば熱履歴のある物、ない物を用意出来ればベストです。
　そうした不可解な現象は、まずは発生条件の仮説を立てて、再現できればほぼ解決したようなモノです。
　一歩ずつ、分からない範囲を潰し込んで行く事をオススメします。

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