冷間加工後の焼きなまし。熱間加工と同じで寸法精度でないのでは？

おはようございます。
「お礼」についての回答というかアドバイスです。
＞冷間加工後にアニーリングを行うと、寸法精度には影響はあるのでしょうか？
Ans.　あります。
冷間加工をどんなに計算通りに正確に行っても偏肉が生じます。
冷間引き抜き加工ではダイスとプラグの隙間を素材が通り抜けて変形させることによって形状を整えますが、ダイスの形状誤差とプラグのセンタリングにもバラツキがあり、「絶対」偏肉が生じます。
この偏肉は、加工歪と熱処理温度分布の偏りにもつながり、結局は変形→狙い公差外れにつながると思います。
本来は冷間加工を行うと、熱間加工仕上げよりはまし、というぐらい。
JIS公差も熱間±15～20％としたら、冷間±10％程度。
スキンパス工程でこの半分ぐらい（？）
頑張って条件出しして、妥協点を見つけるのが良いのではないでしょうか。
中途半端なアドバイスで恐縮です。

まず最初に、　『焼きなまし』とは、簡単に説明すると、本来よりも柔らかくするときに用いる熱処理です。
元の機械的性質に戻すのは、『焼きならし』といいます。

それと、冷間でも熱間でも、高精度を求められるものに関して、加工後にスケールの付くような熱処理は行いません。

鍛造とは、あくまでも仕上げではなく、ワークと捉えるべきだと思います。

冷間においても熱間においても、鍛造製品で1/100ｍｍ単位の精度を求める自体が稀であるように思います。

弊社では熱間鍛造を専門で行っているのですが、バラつきというか、寸法公差などは一応決められています。

精密鍛造で、熱処理をするのであれば、スケールの発生を最低限に出来る方法を探すべきです。

どちらにしても、焼きなましはスケールの発生率が高い為、焼きなましの方がその後の加工にも有利に思います。

冷間加工とは、硬くて動きにくいものを無理矢理に動かして形を歪めています。
その歪みによって元よりも硬くなる加工硬化が生じています。

これを長時間おくとジワーと戻っていく、つまり加工終了後から変形していくことになる。但しねじなど一般的な部品では問題にならないレベル。

歪みは不均一なので、切削などで一部を削ると、バランスが崩れ平面であったところにソリが生じることになる。これは即時に現れる。
これがマズイので、粗加工後に焼きなまし(アニーリング)して歪みを解消しておく。仕上げの切削加工でも僅かながら新たな歪みが生じることはある。

熱間加工の加工精度が悪い→歪みが少ないので僅かな切削加工で補う。これは上記と同じことです。

熱間加工のあとで塑性変形を伴う冷間加工をすれば言われる通り元の黙阿弥で熱間加工の経歴は殆ど消えます。それと切削加工とは違う点に注意。

また冷間加工の加工硬化を積極的に利用することもあります。ピアノ線、ばね用ステンレスなどは、焼入れではなくこの作用で硬くなっています。

狙いの公差にもよります。
そのためにJISでも±10％程度の公差が設定されています。
これより厳しい公差を満足するために冷間加工仕上げ（スキンパス）なども存在します。

精度が出ない理由は、ほぼ質問にお書きになっている通りです。
ですが、一番影響があるのは「加工歪（＝加工硬化≒残留応力）」にもムラがあるからだと思います。

厳しい公差で、且つ焼きなましを要求されているのであれば、残留応力を出来るだけ抑えた冷間加工で仕上ること。
工程が増えますが、今まで一発で仕上ていた加工を複数回に分割して、最終加工の加工率をできるだけ小さくとってみてはいかがでしょうか？

素材により変形できる加工率が異なりますので、経験と試験が必要です。

あと、スケールの問題は、真空焼鈍か光輝焼鈍で解決すると思います。

書き忘れ）
冷間加工を単純に複数回やっても駄目です。
冷間加工後に毎回適切な焼きなましを行うこと。
抜かすと加工できない、または素材が破壊する恐れがあります。

私のアドバイスはあくまでも冷間プレス、冷間圧延、冷間引抜を前提にある程度の知識を基にしておりますので、かなり雑です。
あくまで参考にしてください。

お礼

2008/07/22 23:13

ありがとうございました。
んー、冷間加工後にアニーリングを行うと、寸法精度には影響はあるのでしょうか？

質問者