高強度ファスナーの洗浄における一般的な問題点について紹介します。

高強度締結部品の洗浄問題は、熱処理や焼き戻し後にしばしば発生し、主な原因はすすぎが不十分なことです。締結部品の不適切な積み重ねによって表面に苛性ソーダが残留し、表面錆やアルカリ焼けが発生したり、焼入れ油の選択ミスによって締結部品の表面が錆びたりすることがあります。

1. すすぎ中に発生する汚染物質

焼入れ後、ファスナーをケイ酸塩系洗浄剤で洗浄し、すすぎを行ったところ、表面に固体物質が付着した。この物質を赤外分光計で分析した結果、無機ケイ酸塩と酸化鉄であることが確認された。これは、すすぎが不十分であったためにファスナー表面にケイ酸塩が残留したことによるものである。

2. ファスナーの積み重ねは適切ではない

焼き戻し後、ファスナーに変色が見られる場合、エーテルに浸し、エーテルを揮発させて残った油状残留物を調べると、これらの物質は脂質を多く含んでいることがわかります。これは、すすぎの際にファスナーが洗浄剤や焼入れ油で汚染され、熱処理温度で溶融して化学的な焼け跡を残したことを示しています。このような物質は、ファスナーの表面がきれいではないことを証明しています。赤外分光計で分析すると、焼入れ油中の基油とエーテルの混合物であることがわかります。エーテルは焼入れ油の添加物に由来する可能性があります。メッシュベルト炉の焼入れ油の分析結果から、加熱中の不適切な積み重ねによりファスナーが焼入れ油中でわずかに酸化していることが確認されましたが、これはほとんど無視できる程度です。この現象は、焼入れ油の問題ではなく、洗浄プロセスに関連しています。

3. 表面残留物

高強度ねじに付着した白色残留物を赤外分光計で分析したところ、リン化物であることが確認された。すすぎ槽の洗浄には酸性洗浄剤が使用されておらず、すすぎ槽の検査の結果、炭素溶解度が高いことが判明した。すすぎ槽は定期的に空にし、槽内の苛性ソーダ濃度を頻繁に確認する必要がある。
4. アルカリ火傷

高強度ねじ焼き入れ残留熱黒化処理により、均一で滑らかな油黒色の外面が実現されています。しかし、外周部にはオレンジ色の部分が見られます。さらに、淡青色や淡赤色の部分も存在します。
ねじの赤い部分はアルカリ焼けによるものであることが判明しました。塩化物やカルシウム化合物を含むアルカリ洗浄剤は、熱処理中に鋼製締結部品を焼損させ、表面に斑点を残します。

鋼製締結部品の表面アルカリ性は焼入れ油では除去できないため、高温オーステナイト化の際に表面が焼けてしまい、次の焼戻し工程での損傷を悪化させます。締結部品の焼けの原因となるアルカリ残留物を完全に除去するため、熱処理前に締結部品を十分に洗浄・すすぎ洗いすることをお勧めします。

5. 不適切なすすぎ

大型ファスナーの場合、ポリマー水溶液による急冷処理がよく用いられます。急冷処理の前に、アルカリ性洗浄剤を用いてファスナーを洗浄・すすぎます。急冷処理後、ファスナー内部に錆が発生しました。赤外分光計による分析の結果、酸化鉄の他にナトリウム、カリウム、硫黄が検出され、ファスナー内部にアルカリ性洗浄剤（おそらく水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、または類似物質）が付着し、錆の発生を促進していることが示されました。ファスナーのすすぎ時に過剰な汚染がないか確認し、すすぎ水を頻繁に交換することも推奨されます。また、水に防錆剤を添加することも有効な方法です。