機械加工の内部応力と熱処理歪について

図面の指定硬さ　HRC 15-25は、十分切削加工が可能な硬さです。したがって、加工工程は、素材または粗加工後に調質を施して、仕上げ加工を行うのが一般的です。部品の形状・大きさによって、変形(歪み)対策は若干異なりますが、熱処理歪み(変形)の発生しやすい、面積/厚み比の大きいもの、長尺品などにおいては、(1)調質時に治具を用いて変形を防ぐ　(2)部位による残留応力の差を軽減するため、焼もどし時の冷却速度を「空冷」から「炉冷」に切り換えなどが考えられますが、これらは熱処理業者との調整が必要です。なお、切削加工時の注意事項として、ご承知のことと存じますが、a, 切り込み、回転速度、冷却方法など加工条件の調整で加工面の発熱を防ぐ。b,部位による残留応力の均一化を図るため　片側のみの偏り加工にならないよう。c, 被加工材料の固定方法は、マグネットによる方法を避け、ボルト等による締め付け方法の採用などの対応が必要でしょう。

補足

2006/02/07 19:30

回答ありがとうございます。
ワークの大きさとしてはΦ30ｘL20の肉厚2?のカラーになります。
熱処理後に0.1～0.03?の変形が発生します。
焼戻しの炉冷却は実施していただきましたが、結果はあまり変わるものではありませんでした。
やはり加工条件にて残留応力の軽減でしか方法はないのでしょうか

質問者

一番いいのは熱処理業者に相談することです。この文面だけでは判断できませんが、
１、S45Cは焼入れ性が悪いので大きさにもよりますが、冷間加工による内部応力がなかったとしても変寸は避けられないと思います。

２、ＨＲＣ２０に調質後に機械加工することはできないでしょうか

３、熱処理歪には
　１）冷間加工等による内部応力が加熱されたときに変形を起こすもの
　２）焼入れ冷却時の急冷時に起こる内外部の熱収縮差によるもの
　３）焼入れ冷却時のマルテンサイト変態変形が内外部で冷却速度の違いから発生するもの
以上３つ（他にもあるかもしれませんが私の知っているものではこの３つです）が考えられますがどれがどの程度影響しているかによって対策が変わると思います。サブゼロなどもありますが、焼入れ性の悪いS45Cでは２）、３）はある程度避けられないと思います。熱処理業者に相談することをお勧めします。

お礼

2006/02/07 19:25

解答ありがとうございます。
加工工程の都合により先調質はできません
熱処理屋には、内部応力の影響が大きく、均一でないために歪の方向が特定できないと言われました。
やはり炭素鋼の歪は避けられないのでしょうか

質問者