ねじの材質変更のよる効果について

Question

以前下記のような質問をさせてもらいました。
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=222418&event=QE0004

周辺部品との兼ね合いで、現状のねじ寸法を変更することは困難なため、
ねじ材質をSUS→鉄に変更して効果確認をしようと考えていますが、
上司から、変更による効果を定量的に示さないと試作させない、と
言われてしまいました。

数値で表そうといろいろ調べてみましたが、現状の材質と鉄材の耐力に
差がほとんどなく（SUS434：205MPa以上、S10C：205MPa以上、SWCH16A：耐力不明）
面圧での比較では変わらないことから、硬さでのアプローチを考えました。
（SUS434：183HB以下、S10C：109～156HB、SWCH16A：190HB相当？）
しかし、相手部品の硬さ（100HB前後）に対してはねじの方が硬いため、
座面削れ自体の発生しにくさを数値で予測することができないのでは
ないかと行き詰ってしまいました。

このような場合に不具合の抑制具合を定量的に示そうとすると、どのような
手法があるのでしょうか。

ご存知の方がいましたら、ぜひお教えください。

条件としては、
ねじサイズ：M5×0.8（頭径：φ8）
ねじ材質：SUS434
バカ穴径：φ6
締結相手：SECC

Answer

鋼は、焼入れすると硬度が上がり、引張強さが増します。
それを利用して、鋼のボルトは同じサイズでも、強度が異なります。
これをボルトの等級区分と云います。
また、SUSボルトも同様で、焼入れによる強度区分があります。
そして、SUSを焼き入れすると粒界腐食等で防錆効果が落ちる物があるので、
SUS304やSUS316等は、加工硬化で硬度を上げて、引張強さを増します。
（SUSや鋼類は、硬度と引張強さは比例関係にあります。硬度換算表を確認すれば判ります）
以上の内容を利用して、強度等の改良を材質変更と熱処理で行なえば良いと考えます。
強度区分毎のボルトも、ボルト屋さんに売っています。

標準部品のミスミさんのカタログにも、説明書き等の記載付きで掲示しています。

後、ねじのトルクと軸力の関係を示す資料を以下に記しますので、確認下さい。
http://www.110.ne.jp/nejitech/ct1_003.html
ねじとトルク ⇒ トルク計算式 や ねじとトルクの関係式、…を
順番にクリック確認してみて下さい。

Answer

SUS434：183HB以下、S10C：109～156HB、SWCH16A：190HB相当
に対することの
　　相手部品：100HB前後

では、結果が見えてます。相手部品が負けます。

座金など仲介させて直接あたらないようにするなど、諸兄が提案されてるような進路変更をすべきです。

＞定量的に示そうとする

摩耗試験機というのは見たことありますが、定圧で押し付けるメカを付ければボール盤でも旋盤でも使えます。公的試験場、大学でも有るはず。

Answer

ねじ自体の頭径が小さいことが原因のようなので、根本的に解決する方法で
http://neji.web.infoseek.co.jp/waltusya2.htmのサイトにある金属製の
ワッシャー/クロメート　φ5.1xφ8xt0.3　を入れる方法はダメなのかな？

ねじの材質変更による効果と定量的評価方法