スラグスクレーパーコンベヤチェーン(丸リンクチェーン)の材質と硬度

のために丸リンクチェーンスラグスクレーパーコンベアに使用される鋼材は、優れた強度、耐摩耗性、高温や研磨環境に耐える能力を備えている必要があります。

17CrNiMo6と23MnNiMoCr54はどちらも高品質の合金鋼で、スラグスクレーパーコンベアの丸リンクチェーンなどの高負荷用途に広く使用されています。これらの鋼は、優れた硬度、靭性、耐摩耗性で知られており、特に浸炭焼入れによる表面硬化処理を施すことでその性能が向上します。以下は、これらの材料の熱処理と浸炭焼入れに関する詳細なガイドです。

17CrNiMo6 (1.6587)

浸炭処理後も優れた芯部靭性と表面硬度を有するクロム・ニッケル・モリブデン合金鋼です。ギア、チェーンなど、耐摩耗性が求められる部品に広く使用されています。

17CrNiMo6の熱処理

1. 正規化(オプション)

- 目的: 結晶構造を微細化し、加工性を向上させます。

- 温度: 880~920℃。

- 冷却:空冷。

2. 浸炭処理:

- 目的: 表面の炭素含有量を増やして、硬くて耐摩耗性のある層を作ります。

- 温度: 880~930℃。

- 雰囲気: 炭素を多く含む環境 (例: 吸熱ガスによるガス浸炭または液体浸炭)。

- 時間:希望する硬化深度(通常は0.5~2.0 mm)によって異なります。例:

- 0.5 mm のケース深さ: 約 4 ~ 6 時間。

- ケースの深さ 1.0 mm: 約 8 ~ 10 時間。

- カーボンポテンシャル:0.8~1.0%(高い表面炭素含有量を実現するため)。

3. 焼入れ:

- 目的:高炭素表面層を硬質マルテンサイトに変換します。

- 温度: 浸炭直後に油中で急冷します(例: 60~80℃)。

- 冷却速度: 歪みを避けるために制御されます。

4. 焼き戻し:

- 目的:脆さを軽減し、靭性を向上させます。

- 温度: 150~200°C (高硬度の場合) または 400~450°C (靭性を高める場合)。

- 時間: 1~2時間。

5. 最終硬度:

- 表面硬度:58~62 HRC。

- コア硬度:30~40 HRC。

23MnNiMoCr54 (1.7131)

優れた焼入れ性と靭性を備えたマンガン・ニッケル・モリブデン・クロム合金鋼です。高強度と耐摩耗性が求められる部品に多く使用されます。

23MnNiMoCr54の熱処理

1. 正規化(オプション)

- 目的:均一性と加工性を向上させます。

- 温度: 870~910℃。

- 冷却:空冷。 

2. 浸炭処理:

- 目的: 耐摩耗性を高めるために高炭素表面層を形成します。

- 温度: 880~930℃。

- 雰囲気: 炭素を豊富に含む環境 (例: ガスまたは液体の浸炭)。

- 時間: 希望するケース深度によって異なります (17CrNiMo6 と同様)。

- カーボンポテンシャル:0.8~1.0%。 

3. 焼入れ:

- 目的:表面層を硬化します。

- 温度: 油中で急冷します (例: 60~80°C)。

- 冷却速度: 歪みを最小限に抑えるように制御されます。 

4. 焼き戻し:

- 用途: 硬度と靭性のバランスをとる。

- 温度: 150~200°C (高硬度の場合) または 400~450°C (靭性を高める場合)。

- 時間: 1~2時間。 

5. 最終硬度:

- 表面硬度:58~62 HRC。

- コア硬度:30~40 HRC。

浸炭処理の主要パラメータ

- 硬化層深さ:用途に応じて、通常は0.5~2.0 mmです。スラグスクレーパーチェーンの場合は、1.0~1.5 mmの硬化層深さが適していることが多いです。

- 表面炭素含有量:0.8~1.0%で高硬度を確保。

- 焼入れ媒体: これらの鋼の割れや変形を防ぐには、油が推奨されます。

- 焼き戻し: 最大の硬度を得るには低温焼き戻し (150~200°C) を使用し、高温焼き戻し (400~450°C) では靭性が向上します。

17CrNiMo6および23MnNiMoCr54の浸炭処理の利点

1. 高い表面硬度:58~62 HRCを実現し、優れた耐摩耗性を発揮します。

2. 強靭なコア:衝撃や疲労に耐える延性コア(30~40 HRC)を維持します。

3. 耐久性: 摩耗や衝撃が頻繁に発生するスラグ処理などの過酷な環境に最適です。

4. ケースの深さの制御: 特定のアプリケーションに基づいてカスタマイズできます。

治療後の考慮事項

1. ショットピーニング:

- 表面に圧縮応力を誘発することで疲労強度を向上します。

2.表面仕上げ:

- 研削または研磨を行うことで、必要な表面仕上げと寸法精度を実現できます。

3. 品質管理:

- 適切な硬化層の深さと硬度を確認するために、硬度試験 (例: Rockwell C) と微細構造分析を実行します。

17CrNiMo6や23MnNiMoCr54などの材料で作られた丸リンクチェーンの品質と性能を確保するには、特に浸炭処理や熱処理後に硬度試験が不可欠です。以下は、丸リンクチェーンの硬度試験に関する包括的なガイドと推奨事項です。

硬度試験の重要性

1. 表面硬度: チェーンリンクの浸炭層が所望の耐摩耗性を達成していることを確認します。

2. コア硬度: チェーンリンクコア材料の靭性と延性を検証します。

3. 品質管理: 熱処理プロセスが正しく実行されたことを確認します。

4. 一貫性: チェーンリンク全体の均一性を保証します。

ラウンドリンクチェーンの硬度試験方法

浸炭チェーンの場合、次の硬度試験方法が一般的に使用されます。

1. ロックウェル硬さ試験(HRC)

- 目的: 浸炭層の表面硬度を測定します。

- スケール:高硬度材料にはロックウェルC(HRC)を使用します。

- 手順:

- ダイヤモンドコーンインデンターを大きな荷重がかかった状態でチェーンリンク表面に押し付けます。

- 侵入の深さを測定し、硬度値に変換します。

- 用途:

- 表面硬度の測定に最適です(浸炭層の場合 58~62 HRC)。

- 装置:ロックウェル硬度計。 

2. ビッカース硬度試験(HV)

- 目的: ケースやコアなどの特定のポイントの硬度を測定します。

- スケール:ビッカース硬度(HV)。

- 手順:

- ダイヤモンドピラミッドインデンターを材料に押し込みます。

- くぼみの対角線の長さを測定し、硬度に換算します。

- 用途:

- 表面から中心部までの硬度勾配の測定に適しています。

- 設備:ビッカース硬度計。

 

 

ラウンドリンクチェーンの硬度

3. 微小硬度試験

- 目的: 顕微鏡レベルで硬度を測定します。ケースとコア全体の硬度プロファイルを評価するためによく使用されます。

- スケール: ビッカース (HV) またはヌープ (HK)。

- 手順:

- 小さな圧子を使用して、微小な圧子を作成します。

- 硬度は、圧痕の大きさに基づいて計算されます。

- 用途:

- 硬度勾配と有効硬化層深さを決定するために使用されます。

- 装置:マイクロ硬度計。

4. ブリネル硬さ試験(HBW)

- 目的: コア材料の硬度を測定します。

- スケール: ブリネル硬度 (HBW)。

- 手順:

- タングステンカーバイドのボールを特定の荷重で材料に押し込みます。

- くぼみの直径を測定し、硬度に変換します。

- 用途:

- コア硬度(30~40HRC相当)の測定に適しています。

- 設備:ブリネル硬度計。

浸炭チェーンの硬度試験手順

1. 表面硬度試験:

- 浸炭層の硬度を測定するには、ロックウェル C (HRC) スケールを使用します。

- チェーンリンクの表面の複数のポイントをテストして、均一性を確認します。

- 予想される硬度:58~62 HRC。 

2. コア硬度試験:

- コア材料の硬度を測定するには、ロックウェル C (HRC) またはブリネル (HBW) スケールを使用します。

- チェーンリンクの断面を切断し、中心部分の硬度を測定することでコアをテストします。

- 予想される硬度:30~40 HRC。 

3. 硬度プロファイル試験:

- ビッカース (HV) テストまたはマイクロ硬度テストを使用して、表面から中心部までの硬度勾配を評価します。

- チェーンリンクの断面を準備し、一定の間隔(例:0.1 mm ごと)でくぼみを付けます。

- 硬度の値をプロットして、有効な硬化層深さを決定します (通常、硬度が 550 HV または 52 HRC に低下する場所)。

スラグスクレーパーコンベアチェーンの推奨硬度値

- 表面硬度:58~62 HRC(浸炭焼入れ後)。

- コア硬度:30~40 HRC(焼戻し後)。

- 有効硬化層深さ: 硬度が 550 HV または 52 HRC に低下する深さ (通常は 0.5~2.0 mm、要件によって異なります)。

スラグスクレーパーコンベアチェーンの硬度値
ラウンドリンクチェーン硬度試験01

品質管理と基準

1. テスト頻度:

- 各バッチのチェーンの代表的なサンプルに対して硬度テストを実行します。

- 一貫性を確保するために複数のリンクをテストします。 

2. 基準:

- 硬度試験に関する国際規格(ISO 6508など)に従う

ラウンドリンクチェーンの硬度試験に関する追加の推奨事項

1. 超音波硬度試験

- 目的: 表面硬度を非破壊で測定する方法。

- 手順:

- 超音波プローブを使用して、接触インピーダンスに基づいて硬度を測定します。

- 用途:

- 完成したチェーンを損傷することなくテストするのに役立ちます。

- 設備:超音波硬度計。 

2. ケースの深さの測定

- 目的: チェーンリンクの硬化層の深さを決定します。

- 方法:

- マイクロ硬度試験: さまざまな深さで硬度を測定し、有効なケース深さ (硬度が 550 HV または 52 HRC に低下する深さ) を特定します。

- 金属組織分析: 断面を顕微鏡で検査し、硬化層の深さを視覚的に評価します。

- 手順:

- チェーンリンクの断面を切り取ります。

- サンプルを研磨およびエッチングして微細構造を明らかにします。

- 硬化層の深さを測定します。

硬度試験ワークフロー

浸炭チェーンの硬度テストのワークフローをステップごとに説明します。

1. サンプルの準備:

- バッチから代表的なチェーンリンクを選択します。

- 表面を清掃して、汚染物質やスケールを除去します。

- コア硬度と硬度プロファイルのテストを行うには、リンクの断面を切断します。

2. 表面硬度試験:

- ロックウェル硬度計(HRCスケール)を使用して表面硬度を測定します。

- 均一性を確保するために、リンク上のさまざまな場所で複数回の読み取りを行います。 

3. コア硬度試験:

- ロックウェル硬度計(HRCスケール)またはブリネル硬度計(HBWスケール)を使用してコア硬度を測定します。

- 断面リンクの中心をテストします。 

4. 硬度プロファイル試験:

- ビッカース硬度計またはマイクロ硬度計を使用して、表面から中心部まで一定の間隔で硬度を測定します。

- 硬度の値をプロットして、有効な硬化深度を決定します。 

5. 文書化と分析:

- すべての硬度値と硬化層深さの測定値を記録します。

- 結果を指定された要件(例:表面硬度 58~62 HRC、コア硬度 30~40 HRC、ケース深さ 0.5~2.0 mm)と比較します。

- 逸脱を特定し、必要に応じて是正措置を講じます。

一般的な課題と解決策

1. 硬度のばらつき:

- 原因: 浸炭または焼入れの不均一。

- 解決策: 浸炭中の温度と炭素ポテンシャルを均一に保ち、焼入れ中の攪拌を適切に行います。

2. 表面硬度が低い:

- 原因: 炭素含有量が不十分、または焼入れが不適切。

- 解決策: 浸炭中の炭素ポテンシャルを確認し、適切な焼入れパラメータ (油温や冷却速度など) を確保します。

3. ケースの深さが大きすぎる:

- 原因: 浸炭時間が長い、または浸炭温度が高い。

- 解決策: 必要な硬化層の深さに基づいて、浸炭時間と温度を最適化します。 

4. 焼入れ時の歪み:

- 原因: 急速な冷却または不均一な冷却。

- 解決策: 制御された焼入れ方法 (例: 攪拌を伴う油焼入れ) を使用し、応力緩和処理を検討します。

標準と参照

- ISO 6508: ロックウェル硬度試験。

- ISO 6507: ビッカース硬度試験。

- ISO 6506: ブリネル硬度試験。

- ASTM E18: ロックウェル硬度の標準試験方法。

- ASTM E384: マイクロインデンテーション硬度の標準試験方法。

最終勧告

1. 定期的な校正:

- 精度を確保するために、認定された参照ブロックを使用して硬度試験装置を定期的に校正します。 

2. トレーニング:

- オペレーターが適切な硬度試験技術と機器の使用方法について訓練されていることを確認します。 

3. 品質管理:

- 定期的な硬度テストと文書化を含む堅牢な品質管理プロセスを実装します。 

4. サプライヤーとの連携:

- 材料サプライヤーや熱処理施設と緊密に連携し、一貫した品質を確保します。


投稿日時: 2025年2月4日

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