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細径シャフトSUS(ステンレス)に変わる折れにくい材料
2023/10/19 15:17
- 細径シャフトで繰り返し荷重に強い材料を探しています。
- シャフトには径方向に繰り返し荷重が数百グラムが日に数十万回掛かります。
- 現在の材料はSUS303(ステンレス)ですが、超硬やSKD11+真空焼き入れなどあまり硬くしても折れやすくなると思われます。
細径シャフトSUS(ステンレス)に変わる折れにく…
2016/05/06 15:38
細径シャフトSUS(ステンレス)に変わる折れにくい材料
細径シャフトで繰り返し荷重に強い材料はあるでしょうか。
自動機のシャフトで根本は太いですが先端部の径φ1~2mmで長さは約8mmあり、ここの部分がよく折れてしまいます。
シャフトには径方向に繰り返し荷重が数百グラムが日に数十万回掛かります、シャフトは測定端子を押しているためできるだけたわまないことが条件です、シャフト径はスペース的にこれ以上太くすることはできません。
現在の材料はSUS303(ステンレス)ですが、超硬やSKD11+真空焼き入れなどあまり硬くしても折れやすくなると思われます。
良い材料や処理方法または表面処理がありましたら、詳しい方ご教授お願いいたします。
回答 (9件中 6~9件目)
回答(1)再
↓回答(3)
こんなアブラウリ回答の再現じゃん
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=261849&event=QE0004
“錆び難さ”は油やグリースを上手く使用してフォローしてもらいたいです。
>防錆力は若干落ちますが、、、SCM435、SCM415、、、
若干どころか素の鉄です!!
回答(1)で示したミスミの資料にもあるが、錆び対策のクロゾメ、無電解ニッケル、黒色クロムの表面処理がほぼ前提で、少し長納期。
SUS304の資料を示す意味が無い。使用上はSUS303と変わらない(ミスミに無し)。
追記に至っては勝手な思い込みと幻想。
結論 ⇒ すべてが役立たずの無駄書き。多様な見解にもならない。
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折れる箇所にもよりますが、鋼類では硬さと引張強さはある範囲比例関係にあります。
ですから、焼きを入れて引張強さ(強度)を上げるのは、有効な手段です。
では、詳細説明を以下にします。
? 先ず、現在SUS303(ステンレス)の選定理由が不明です。
理由が、超硬やSKD11+真空焼き入れなどあまり硬くしても折れやすくなる。
SUSはドリルの刃が立たなく滑り易い=硬い=引張強度があると思い込みの選定。
且つ“先端部の径φ1~2mmで長さは約8mm”なので、加工がし易い材料からSUS303とした。
以上が選定理由なら、SUS303引張強度を確認すると判りますが、そんなに強度はありません。
? SUSを使用するなら、防錆力は若干落ちますが、SUSの焼入れができる材料を選んだ方がよい。
SUSでないなら、軸であるので、先ずはオーソドックスな、
◆ SCM435で、“先端部の径φ1~2mmで長さは約8mm”を高周波焼入れ&研磨
◇ SCM415で、“先端部の径φ1~2mmで長さは約8mm”を浸炭焼き入れ研磨
から、対策してみる
? “先端部の径φ1~2mmで長さは約8mm”の径に段差があり、そこから折れる場合は、応力集中
も原因なので、工具R部をできるだけ大きなRにする、R部の表面も研磨し表面凹凸を
できるだけなくして、応力集中を緩和する
また、φ2mmから根元の段差で折れる場合も同様です
相手があり、できない場合は、相手の面取りを大きくする等で応力集中を緩和する
? “先端部の径φ1~2mmで長さは約8mm”なのであまり望めませんが、浸炭深さを調整すれば、
表面は浸炭で焼きが入るが、中心部はそんなに焼きが入らない、強くて折れ難い“日本刀”
のような効果も微細焼入れ表現で可能です。
以上を踏まえ、URLの最下部内容を基に、SCM材ではなくもっと踏み込んだ(強くて靭性がある)
材料選定をしても可です
それと、相手側要因も再確認が必要でしょう。
例えば、芯出し確認や冶具等を利用して確実に心を出せるや、動作のタイミングや速度を
再調整する。
また、全体の見直しが、小改修でできるなら立案し、上司等の許可をもらい実施する。
お礼
2016/05/09 08:49
ご検討ありがとうございました。
>>日に数十万回
耐久加速試験をしてるようなもの
材料を変えて劇的に変わるとは思えない
根本的に変える必要があると思う
測定端子をと書いてあるので
測長だと思いますが
非接触センサーはいくらでもある
高いが
お礼
2016/05/09 08:45
ご検討ありがとうございました。参考にさせていただきます。
超硬まで必要ないにしろ焼入鋼にすれば効果あります。
耐錆性のためSUS303の選択なら、焼入れできるSUS440Cに置き換えます。
コマーシャルではないが少量なら実に多品種をライナップするミスミを使う方が安い。材質、焼入どうする加工どうするを考えずカタログで選ぶだけ。
ミスミが嫌ならそれらを真似ればよい。
http://cp.misumi.jp/catalog/HP30011-K.pdf
材質・処理 SUS303処理無
SUS440C相当(50~55HRc)
〃+硬質クロム 耐摩耗性が向上
>シャフトは測定端子を押しているためできるだけたわまないことが条件
鋼のヤング率は焼入をしても変わらないのでたわみは同じ。弾性限は上がる。
ヤング率を高くするには超硬。
お礼
2016/05/06 17:29
参考になりました、早速SUS440Cで試してみます。
ありがとうございました。
お礼
2016/05/09 08:49
ご検討ありがとうございました。