冷やしバメ (ひやしばめ)        [h19]

【用語の意味】

冷やし嵌め。入れ子になる品物の中側を液化炭酸ガスや冷蔵庫などで冷やして嵌め合わせる方法。これに対して、外側を加熱する「焼きバメ」もある。

【補足説明】

鉄鋼の線膨張率は11~12(x10のマイナス6乗)程度なので、温度差が100℃、品物が100mmであれば、0.11~0.12mm伸縮することになる。これを利用して2つのリング製品などを結合するのが冷やしバメ(または、焼バメ)である。

この時、品物に圧縮強さを高めることで割れなどに強くなるが、反対に働き面に引張力が加わらないように形状設計をする必要がある。

冷やしバメは液化炭酸ガスやドライアイスが用いられることが多いが、その温度は-70℃程度であるので、上記数字のように締め付け強さや「締め代」は限定される。

常温が30℃であれば、炭酸ガスを用いると温度差は110℃程度であるので、これは、150℃程度の焼きバメをしても同等の寸法差が得られる。

この温度では酸化被膜や着色もほとんどないのだが、冷やし嵌めのほうが精密加工であるように考えられている感がある。

当社では焼戻し温度がわかっておれば、大きな締め代を得やすい「焼バメ」を利用することが多い。やってみるとわかるのだが、冷やしバメは霜がつくので結構やりにくい。

また、冷やしバメをする場合に、焼入れ鋼などでは低温ぜい性の影響や残留オーステナイトのマルテンサイト化を注意する必要がある。

例えば、冷間工具鋼のSKD11などの部品は、200℃程度の焼戻しで60HRC程度の硬い硬さのものが多いが、通常の品物では20%を超える残留オーステナイトがあって、この残留オーステナイトは、温度が下がることで、その一部が焼入れ組織に変化することがある。

もしもそうなると、一般的には品物の体積が膨張するので、変形したり、不均一な応力状態になったり、極端な場合は割れることもあるので注意をする必要がある。
このこともあって、冷やしバメより焼きバメを採用することが多い。



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