熱処理後の変形 — 曲がり・真円度・ピッチのずれ
曲がったねじ、真円度の崩れたナット、焼入れ後にゲージが通らないねじ：残留応力の解放、冷却の不均一、積載の問題と、前後比較測定による確認。
現象
炉に入れる前はまっすぐで公差内だった部品が、そうでなくなる。長いねじは反り、細い軸は曲がり、ナットやワッシャは真円度が崩れて皿状になり、平面度・直角度が外れ、通っていたねじが通りゲージに入らなくなる（有効径とつるまき線が動くため）。変形は系統的で、ロット全体が同じ方向に傾きます。取扱いによる打痕はランダムです。
確認方法
図面の記憶と比べるのではなく、同じ部品を処理前後で測定します。センタまたは V ブロックで振れ、ISO 4759-1 で幾何公差、ISO 1502 の通り・止まりゲージと ISO 965-1 の有効径。次に不合格品をバスケット内の位置と向きで分類します。偏りが常に同じ方向なら、原因は材料ではなく支持・積載・焼入れの流れです。寸法の問題なので断面観察はほとんど不要ですが、硬さ確認により変態自体が正常だったことを裏づけられます。
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- 1加熱による残留応力の解放：冷間圧造、転造、切削で閉じ込めた応力が、最初のオーステナイト化保持で解放される。
- 2冷却の不均一 — 片側が先に冷え、断面内で変態時刻が異なり、部品を引っ張って歪ませる。
- 3支持のない形状：細長いねじ、薄いワッシャ、ばね部品を深いバスケットに平置きすると高温で自重により垂れる。
- 4変態に伴う体積変化 — マルテンサイトは元の組織より体積が大きいため断面は膨らみ、硬化深さが異なる箇所では膨らみ方も異なる。
- 5断面変化に対して加熱・冷却が速すぎる。特に細いねじ部と厚い頭部の接続部。
- 6積載と積み重ね荷重 — 独自のパターンを刻み、規定しない限り作業者ごとに変わります。
再発を防ぐ工程管理
- 加工硬化が大きい入荷品は焼入れ前に応力除去または焼ならしを行い、動きを完成寸法になる前に起こさせる。
- 積載を直す：積層厚さの規定、細長い部品の積み重ね禁止、長いねじや平物にはトレイ・治具。
- 断面変化が大きい部品は予熱し、より緩やかに昇温し、積載を均一にしてバスケット全体が同じサイクルを受けるようにする。
- 焼入れへの入り方と攪拌を制御して均一に冷やす — 対称部品を非対称に冷やすのが典型的な原因です。
- 図面で取り決める：ねじと寸法の公差は熱処理・皮膜処理の後に検査する（前ではなく）。
- 熱処理後に初品を測定し、めっき後にもう一度測定して、どの工程が動かしたのかを切り分ける。
診断のためにお送りいただくもの
- 対応の取れたサンプル — 同じ部品の処理前後の測定値を、比較できるよう印を付けて。
- 不合格となった幾何公差が分かる図面と、使用したゲージまたは計測器。
- 積載情報：バスケット内での置き方、積層厚さ、積み重ねの有無。
お見積り依頼には 24 時間以内に返信します。
技術者からよくある質問
後から矯正できますか。+
延性のある部品で図面が許す範囲なら可能な場合もありますが、焼入れ済み締結部品の矯正は新たな応力を生み、割れることもあります。ねじ部品では矯正してもねじはほとんど戻りません。動かさないほうが安上がりです。
変形と膨張は同じですか。+
違います。膨張はオーステナイトがマルテンサイトへ変態する際の一様な体積変化で、処理前寸法に織り込めるほど予測できます。変形はその不均一な部分 — 曲がり、テーパ、真円度 — で、加熱・冷却の不均一と残留応力の解放によります。
なぜ焼入れ後にだけねじゲージが通らないのですか。+
有効径が体積変化で大きくなり、つるまき線が曲がりに伴って動くためです。処理前に公差帯の上限で転造していれば、膨張だけで外れます。公差帯の中央で転造する、あるいは設計が許すなら熱処理後に転造することで大半は解決します。
公開規格と一般的な締結部品冶金学に基づく解説です。記載値は代表的な範囲であり、部品・材質・適用仕様によって変わります。お客様の図面と適用規格が常に優先します。本ページは実部品の破損解析に代わるものではありません。