焼入れ割れは CNC 加工における一般的な焼入れ欠陥であり、その原因は数多くあります。熱処理欠陥は製品設計から始まるため、アネボンではクラック防止の取り組みは製品設計から始める必要があると考えています。材料を正しく選択し、構造設計を合理的に実行し、適切な熱処理技術要件を提示し、プロセスルートを適切に配置し、適切な加熱温度、保持時間、熱媒体、冷却媒体、冷却方法および運転モードなどを選択する必要があります。
1. 材料
1.1炭素は焼き入れや割れの傾向に影響を与える重要な要素です。炭素含有量が増加すると、MS点が低下し、焼割れ傾向が増加します。したがって、硬度や強度などの基本特性を満足する条件の下で、焼き入れや割れが発生しにくいように、炭素含有量はできる限り低いものを選択する必要があります。
1.2焼入れ割れ傾向に対する合金元素の影響は、主に焼入れ性、MS点、粒径成長傾向、脱炭への影響に反映されます。合金元素は、焼入れ性に影響を与え、焼入れ割れの傾向に影響を与えます。一般的に焼入性が高くなると焼入性が高まりますが、焼入性が上がると同時に冷却能力の弱い焼入媒体を使用することで焼入変形を低減し、複雑な部品の変形や割れを防ぐことができます。したがって、複雑な形状の部品の場合、焼割れを避けるためには、焼入性の良い鋼を選択し、冷却能力の弱い焼入れ媒体を使用するのが良い解決策となります。
合金元素はMS点に大きな影響を与えます。一般に、MS が低いほど、焼入れ割れの傾向が大きくなります。 ＭＳ点が高いと、相変態により形成されたマルテンサイトが直ちに自己焼き戻しされ、相変態の一部が消失する可能性がある。応力により焼割れを回避できます。したがって、炭素含有量を決定する際には、合金元素の量が少ないか、またはMS点に影響を与えにくい元素を含む鋼種を選択する必要があります。
1.3鋼材を選択するときは、過熱感受性を考慮する必要があります。過熱に弱い鋼は割れが発生しやすいため、材質の選択には注意が必要です。
2. 部品の構造設計
2.1断面サイズは均一です。断面寸法が急激に変化する部品は、熱処理時の内部応力によりクラックが発生します。したがって、設計時に断面サイズを急激に変更することは可能な限り避けてください。壁の厚さは均一である必要があります。必要に応じて、アプリケーションに直接関係しない厚肉部品に穴を開けることができます。穴はできるだけ貫通穴としてください。のためにCNC加工アルミニウム部品異なる厚さの製品を個別に設計し、熱処理後に組み立てることができます。
2.2ラウンドコーナートランジション。部品に角、鋭角、溝、横穴がある場合、応力が集中しやすく、焼き入れや割れの原因となります。そのため、部品は極力応力集中が生じない形状に設計する必要があり、鋭角な角や段差は丸く加工されています。
2.3形状係数による冷却速度の違い。部品を焼き入れる際の冷却速度は部品の形状によって異なります。違う中でもCNC部品同じ部品であっても、さまざまな要因により冷却速度は異なります。したがって、焼き割れを防ぐために過度の冷却差を避けるようにしてください。
3. 熱処理の技術的条件
3.1可能な限り局所焼入れまたは表面硬化を使用する必要があります。
3.2部品の使用条件に応じて、焼き入れ部品の局部硬度を合理的に調整します。局所的な焼入れ硬度の要件が低い場合は、全体の硬度を無理に一定にしないようにしてください。
3.3鋼の質量効果に注意してください。
3.4最初の種類の焼戻し脆性ゾーンでの焼戻しは避けてください。
4. プロセスルートとプロセスパラメータを合理的に配置する
材質、構造、技術的条件が決まれば、スチール部品が決定された場合、熱処理技術者はプロセス分析を行って合理的なプロセスルートを決定する必要があります。つまり、予備熱処理、冷間加工、熱間加工の位置を正しく配置し、加熱パラメータを決定する必要があります。
焼入れ割れ
4.1500X 未満では、ギザギザがあり、最初の亀裂は広く、終わりの亀裂は小さいか、まったくありません。
4.2 顕微鏡分析: 異常な冶金学的介在物、ギザギザ状に広がる亀裂。 4%硝酸アルコールによる腐食後に観察したところ、脱炭現象はなく、顕微鏡的外観は下図に示されています。
1#サンプル
製品の亀裂には異常な冶金的介在物や脱炭は認められず、亀裂はジグザグ状に伸びており、典型的な焼割れの特徴を有している。
2#サンプル
分析の結論:
4.1.1 サンプルの組成は規格の要件を満たしており、元の炉番号の組成に対応しています。
4.1.2 顕微鏡分析によると、サンプルの亀裂には異常な冶金的介在物は検出されず、脱炭現象も見られませんでした。亀裂はジグザグ状に伸びており、典型的な焼入れ亀裂の特徴を持っています。
鍛造亀裂
1. 典型的な材料上の理由により発生する亀裂。エッジは酸化物です。
2. ミクロ観察
表面の明るい白い層は二次焼入れ層、二次焼入れ層の下の濃い黒色は高温焼戻し層です。
分析の結論:
脱炭を伴う亀裂は、素材亀裂であるかどうかを区別する必要があります。一般に、表面脱炭深さ以上の脱炭深さを有する亀裂は素材亀裂であり、表面脱炭深さよりも浅い脱炭深さの亀裂は鍛造亀裂である。
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投稿日時: 2023 年 2 月 20 日