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液体窒素による膨張又は永久歪み
2023/09/06 21:39
- 液体窒素を使用したブッシュの圧入作業で、ブッシュ自体が0.2～0.3mm大きくなり、穴に入らなかったことが起きました。
- 液体窒素での冷却により、ブッシュが膨張してしまった可能性が考えられます。
- 冷却後のブッシュの寸法が元に戻らず、常温に戻っても入らない状態が続いています。
液体窒素による膨張又は永久歪み
2014/12/10 00:16
今回、他所の部署で持ち上がった問題があったのでそれについて質問させて頂きます。
φ100×150の穴にブッシングをする為ブッシュを液体窒素で冷やして圧入しようとした結果、ブッシュ自体が0.2～0.3mm大きくなり入らなかったという事がありました。
その後、常温になるまでブッシュを放置しても寸法は元に戻らなかったとのことです。
何故液体窒素でブッシュを冷やしたのか、穴の方を温めればよかったのではないか、等々突っ込みどころはあるかと思いますが・・・・。
実際問題そういう事が起き得るのかどうか、又起き得るのであれば何故そうなったのか皆さんのお知恵を拝借できればと思い質問させて頂きました。
サブゼロ処理の様に応力除去した結果、膨張したのかと思いきやサブゼロ処理は焼入れ後・焼き戻し前にする処理とありましたので少し違う様な・・・。
また冷やしているにもかかわらず、熱膨張係数による縮小の影響も感じられない膨らみ様に戸惑っております。
ブッシュについて
サイズ：φ100×φ60×L150
材質：SKS3
処理：焼入焼戻（HRC58～62）→両端面・外径内径研磨済み
備考：焼入方法については不明（真空或いはソルトバス等）
：外径及び内径の寸法が0.2～0.3mm大きくなった
：全長についても伸びたという報告あり
：液体窒素に投入したのは完成品になってから２～３日経過している
何か思い当たる節等ありましたらご教授願います。
その他の回答 （18件中 6～10件目)
我田引水、水掛け論なのですが。
＞ 小生が議論したいことは、「60HRCの低靱性(脆性)材料部品」の適正設計方法です
なら、、「サブゼロ処理は焼入れ後・焼き戻し前にする」と、性能はより向上のが大前提。
だから、「サブゼロ処理は焼入れ後・焼き戻し前にする」と、「60HRCの低靱性(脆性)
材料部品」の性能は向上して、圧入の問題も解決し、一番良い問題の処理方法と考えます
と、 黒猫 さんは、回答していると考えて良いのですね。
だから、圧入以外の固定方法？？は、メリットが半減する行為と同じことなので。
小生のような、金属材料の専門家でない設計（管理）者は、設計のリスク回避のため、
熱処理した物を、冷却であるが熱ストレスを、新たに与えて圧入（組付け）をする行為は、
色々な問題を派生させる危険があるので、ねじ等で代用する手段を取りなさいと、
前回答で記載した大まかな方針（方向性）から、設計基準としてセクションを管理して
おりました。
冷却であるが熱ストレスを与えると、性能が低下するケースの物もあり、全てを管理する
ことができないし、設計基準を使用する部下も、多くの資料から判断し作業することは、
小生がそうであったので望まないし、工数ロスにもなる。
因って、コスト的にもメリット差が無い理由から、インロー＋ねじ止め を設計基準と
した経験があり、我田引水、水掛け論なのですが、前述の如くアドバイスをしております。
失礼は承知ですが、今回の「60HRCの低靱性(脆性)材料部品」の適正設計方法で、
「サブゼロ処理は焼入れ後・焼き戻し前にする」と、性能は低下するなら、
我田引水、水掛け論にもならない、落ちが付くことになります。
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この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
冷やしバメ前のワーク寸法は測定していたのでしょうか？
つまらない可能性として、焼入焼戻し後にまだ研磨仕上げしていないとか、はたまた熱処理前のワークとか。
0.2～3mmとか取りしろに見えてしまって...
黒猫 さんの記載も判り難いので、整理すると、
「HRC60の耐摩耗低靱性部品」は、「サブゼロ処理は焼入れ後・焼き戻し前にする」と、
性能はより向上するのですね。それが、文面を観ると？？？なので。
もし、仮に否であれば、サブゼロ処理をしないでセットできる方法を考えた方が合理的。
否でないとしても、圧入以外の方法でセットした方が合理的なケースがあるのでは
ないでしょうかが、小生のアドバイスです。
そのケースを考えた方が良い場合もあるので。
専門家は、専門の分野での最良の解決策を模索しがちですが、
小生は、前述の視点での最良の解決策を模索した方が合理的と考えました。
また、「HRC60の耐摩耗低靱性部品」であるブッシングは、
ａ）軸芯に、穴がある物
ｂ）穴が無い物は、油溝又は摩耗粉の逃がし溝
等があることが多く、ゲス上での詳細確認は、意味がないので、質問者の追記待ちに
しましょうってことです。
（質問者さんは、そこまで求めてはいない場合、ゲス上での詳細内容討論は、意味がないので）
また、水掛け論は、元々、我田引水する両者のことですから、そのようになっているのでは？？
60HRCのSKS製ブッシュの場合、多くが
? 軸受で使用する場合、大きな穴が元々明いている
? 端面をスライドさせる場合、油溝や摩耗粉逃がし溝が加工されている
ので、取付穴加工は、五十歩百歩ではないかと、前回答でも軽く記載しておるが
如何かな？？
回答（６）から回答（９）は同一人物の書き込みですが
何と、何が、「水掛け論」になっているのでしょうか？
水掛け論。
圧入の目的を、質問者さんに記載してもらい、圧入しなかったら、
ブッシュを液体窒素で冷やして圧入しようとならないので、
もっと、トータルで考えれば、良い対応ができるの一例を提示しています。
具体論の上げ足を取っても、圧入の目的を質問者さんに記載してもらわないと、
詳細なアドバイスをしても、空論となるので意味がない。
圧入が、ブッシングの固定なら、ねじをどのように使用しての固定するかの具体論は、
圧入の目的を質問者さんに記載してもらった後が、合理的です。
