SCM415とSCM420：浸炭CNC部品の材料選定

SCM415とSCM420は、JIS G 4053に規定される機械構造用クロムモリブデン鋼です。歯車、軸、ピン、カム、ブッシュなど、耐摩耗性の高い表面と荷重を受ける芯部が必要な部品で検討されます。適切な供給状態で機械加工した後、承認された工程で浸炭、焼入れ、焼戻しを行う場合があります。大同特殊鋼の公開データでは、炭素量はSCM415が0.13～0.18%、SCM420が0.18～0.23%です。この差は熱処理後の芯部応答に影響しますが、選定条件のすべてではありません。断面寸法、焼入性、素材状態、必要浸炭深さ、使用荷重、許容変形を合わせて検討します。

浸炭は焼入れ前に表面へ炭素を拡散させ、芯部より硬く耐摩耗性の高い層を形成する処理です。そのため、図面には表面硬さだけでなく、有効または全浸炭深さの定義、測定位置、芯部要求、浸炭防止範囲を明記します。浅すぎる層は研削で失われ、不要に深い層は時間、コスト、変形リスクを増やします。ねじ、細溝、鋭角部、薄肉部は厚肉部と異なる応答を示す場合があります。切断試験片が必要な場合は、数量、代表位置、評価方法を指定します。表面HRCだけでは浸炭深さや芯部状態を十分に証明できません。

工程例は、素材準備、荒加工、必要に応じた応力除去、半仕上げ、浸炭・焼入れ・焼戻し、洗浄、管理された矯正、機能面の研削または仕上げ加工です。すべての部品に同じ工程を適用するわけではありません。熱処理前に加工代を適切に配分し、設計上可能であれば急激な断面変化を避けます。熱処理後の基準面には形状を回復できる加工代が必要ですが、有効硬化層を除去しない範囲にします。VietTechは図面に基づいて基準、加工代、測定方法を検討し、浸炭処理は適切な専門協力会社と連携します。

曲がり、真円度、平面度、振れの変化は、形状、質量分布、残留応力、炉内配置、焼入れ条件に左右されます。長軸と薄い歯車、不均一肉厚のブッシュでは挙動が異なります。研削代は寸法と形状を回復でき、かつ必要な浸炭深さを残す量にします。新規品や厳しい公差では、熱処理前後を測定する試作ロットが変形と加工代を決める有効な方法です。図面には熱処理後の振れ、円筒度、平面度、測定基準、支持条件、最終表面状態を明記します。

熱処理前の被削性は、供給硬さ、組織、素材形状、表面状態に依存します。切削条件は実際の工具、設備、硬さ、固定条件に基づき、SCM440の条件をそのまま流用しません。熱処理後は形状と残存硬化層要求に応じて円筒研削、平面研削、内面研削などを選びます。洗浄と温度安定後に寸法を測定します。表面硬さ、芯部硬さ、浸炭深さは異なる評価で、別の設備や試験片が必要な場合があります。CMMは位置・幾何関係に有効ですが、真円度測定機、ダイヤルゲージ、ゲージ、硬さ試験を自動的に置き換えるものではありません。

SCM415またはSCM420、JIS G 4053の版、素材形状、供給状態、材料証明書を指定します。同一改訂の2D図面と3Dモデルを添付し、浸炭部・浸炭防止部、表面硬さ、芯部要求、浸炭深さ、評価方法を示します。熱処理後に適用する寸法・幾何公差、研削面、除去量制限、圧痕禁止部を明確にします。相当材を許可する場合は比較規格と承認手順を定めます。試作数量、量産数量、検査成績書、熱処理証明書、ロット追跡、防錆梱包も記載します。

• 鋼種、JIS G 4053の版、供給状態
• 材料証明書と相当材承認方針
• 浸炭・防止範囲、硬さ、浸炭深さ
• 熱処理後寸法と幾何公差
• 研削面、加工代、粗さ
• 数量、試験片、報告書、ロット追跡

本稿は、日本規格協会のJIS G 4053:2026、愛知製鋼の機械構造用合金鋼情報、大同特殊鋼のSCM415・SCM420公開成分データを参照しています。炭素量範囲はメーカー公開値であり、すべての素材・証明書を保証するものではありません。共通の浸炭温度、時間、硬さ、深さは提示していません。VietTechは確認済み範囲でCNC加工、研削、測定を行い、専門熱処理は協力会社と連携します。鋼種または熱処理条件の変更には設計責任者の承認が必要です。