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CNC旋削用チタン合金工具の熱処理

チタン合金加工工具の熱処理工程は、大部分が周期的な操作であり、集合的な操作である。 それ故、熱処理工程には明らかな作業限界がある。 例えば、部品のバッチの焼入れは2シフトで完了することができる。 焼入れと焼戻しはしばしば2交替で完了します。 さらに、作業者の品質は不均一であり、管理措置は完全ではなく、そして品質問題はしばしば生産工程において発生する。 問題が発生した後、問題を分析して原因を見つけることは、時間がかかり、面倒であり、実際の理由を見つけるのが不可能な場合があります。
以下では、著者は長年にわたって生産現場で問題を解決するためのいくつかのアイデアと方法を要約して、読者のためにいくつかの役に立つ参照を提供します。


工具熱処理プロセス 
1.浸炭焼入れ歯車の硬度が低い
日本のUnicaseドリップ式ガス浸炭窒化炉で浸炭焼入れされた800個以上の歯車のバッチは、浸炭焼入れ後に58〜63 HRCの表面硬度を必要とします。 しかし、サンプリング時の部品の表面硬度はわずか52〜56 HRCです。これは浸炭問題または焼入れ問題です。 急冷は加熱の問題または冷却の問題であり、そして結論を引き出すことは困難である。 これらの歯車の製造の緊急の仕事のために、著者は検出された歯車の3個を取って鉄ワイヤーでそれらを束ね、それらを塩浴炉で再加熱し、そして油タンクで急冷しそして冷却した。 約30〜40分後、最終焼入れ硬度は63〜65HRCであった。 歯車を再加熱して急冷した後、単収縮硬度は全て適格である。 このような迅速でわかりにくい方法は必ずしも問題の本当の原因を突き止めるわけではありませんが、それは生産の緊急の必要性を解決します。
  
2.バー材料の焼割れ
焼入れ焼戻し後のφ14mm×240mm 40Crロッド材のバッチ。 約1週間後(使用時)には、ほぼ全ての棒材に亀裂があり、その亀裂形状は縦方向の単一亀裂であり、ほとんどの亀裂は棒の両端面に亀裂が入っていた。 これによると、割れは焼入れ割れであると判断され、担当作業員は責任を認めない。 操作記録をチェックして、バーのバッチが2つのシフトで急冷され、3つのシフトで焼き戻しされていることを確認します。 部品材料、焼入れ温度、冷却媒体などのプロセスパラメータは記録されません。 筆者は棒を取り、それを塩鋼の炉の中で45鋼の継ぎ手と共に加熱し、そして次に急冷しそして食塩水中で冷却した。 約20〜30分間冷却した後、バーは割れ、割れ形状は上記割れ形状と同じであった。 事実に直面して、オペレータはそれが45鋼としてバーのバッチを急冷することが誤っていたことを認めました。
  
3.箱型抵抗炉焼鈍硬さが不均一
私達の会社によって作り出されるベーンポンプのポンプシャフトバーは38CrMoAlAから成っています。 プロセスルートは、焼鈍→帯鋸切断→荒削り→焼戻し→仕上げ→研削→窒化となります。 バンドソーを切断すると、棒の硬度が不均一であり、局所硬度が高く、切断効率が低く、のこぎり刃が早く磨耗することがしばしば見いだされる。 分析後、バーが長いかバーが前方にあるためです。 箱型抵抗炉の口には発熱抵抗線がなく、熱損失が大きい。 従って、一般的な箱型抵抗炉では、炉口部の内側から200〜300mmのところに炉体部の加熱温度を均一にする必要がある。

 
4.鋳鉄焼入れは微量合金元素を制御するべきである
鋳鉄は熱伝導性です。 悪い、急冷および冷却は一般に油冷されています。 鋳鉄の基部は鋼鉄と同じで、パーライトとフェライトで構成されています。 炭素含有量の増加は焼入れ性を増加させることができるが、鋳鉄は高い炭素含有量を有するが、結局のところ、増加は大きくはない。 したがって、鋳鉄部品の焼入性を向上させるために:鋳鉄中の微量合金元素の役割、合金化元素の含有量を制御するために、熱処理焼入れ品質を確保するために。

私達の会社によって作り出されるベーンポンプ固定子は耐久力のある合金の鋳鉄から成っていて、50〜56HRCの熱処理硬度を必要とします。 鋳物中のCr、Mo、Mn、Snなどの合金元素の含有量が十分に制御されていないため、熱処理および焼入れ後の硬度が不均一であり、硬度が低い。 焼入れ後の低い硬度は鋳物の鋳放しマトリックス構造中のパーライトの割合が少ないという事実によると示唆されており、焼入れ前の正規化プロセスを増加させることが必要である。 試験は、鋳物が標準化後に急冷されそして硬度がまだ低いことを示した。 実際、同じ鋳造条件下で、鋳造品の鋳放しマトリックス構造中のパーライトの割合は微量元素の含有量に関係している。

浸炭焼入れ歯車
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