ステンレス鋼製ねじのロックに関する問題点と解決策

ロックアウトとは何ですか？ロックアウトは、また、一口として知られている、締め付けプロセスのボルトとナットを指し、一般的にステンレス鋼ボルトとステンレス鋼ナットの間に発生するので、また、ステンレス鋼ねじロックアウトまたはステンレス鋼ねじのかじりとして知られている現象をかむ発生します。

ロックアップが発生するとどうなるか

1.電動（または空圧）工具の取り付け

1.電動工具（または空気圧工具、以下同じ）による急速施工
自由状態（圧力を受けていない状態）でも、電動工具を用いて304ねじに304ナット（または316ねじに316ナット）を急速施工すると、必ずロックアップが発生します。ロックアップの確率と電動工具の速度については、速度が速いほどロックアップの確率が高く、遅いほど確率が低く、電動工具で繰り返し素早くねじ込んだり、ロックナットを取り付ける電動工具（ナイロンロック、金属ロック、平打ちロックナットなどを含む）などの極端なケースでは、最大で100％のロックアップになる場合がある。(ステンレスネジにステンレスロックナイロンナットを取り付けた電動工具のロック例です。）

しかし、手動で取り付けた場合はロックアップの問題はなく、電動工具の取り付けとロックアップの発生には相関関係があることも示している。

2.高強度ねじれ、アンバランス、傾き、アンセントリック取り付け

高強度のねじれやアンバランスな取り付けの代表例として、フランジの取り付けが挙げられます。

フランジは機器の重要な支持部品であるため、取り付け力が大きい。
取扱説明書があろうがなかろうが、常に死ぬ気でねじ込んでいる作業員を見かけることが多い。同時に、フランジはフランジ端に沿って取り付けられ、ねじ締め工程にアンバランスがあるため、上記2点が相まってロックする確率が高くなる
フランジはロックアップの代表例だが、取り付け環境にも同様の危険性が隠れている。例えば
傾けた取り付け。ねじ口とナットが正しく合っていない（＝センターが違う）（例：中心が違う）。

その理由とは

1.粘り気
2.熱
まず、「粘り気」は304（および316）ステンレス鋼特有の性質であるという点ですが、「粘り気」の概念をどう理解するかですが、石に例えると良い生地と想像でき、生地が粘っていることは明らかです。

物理パラメータ：延性、（延性は、それが破裂を生成する力を受ける前に塑性変形する材料の能力を示し、物質の機械的特性である）以下は、304ステンレス鋼の化学組成の表のスクリーンショットである。

比較として、炭素鋼製ファスナーの製造に使用される最も一般的な材料：10B21が選択されています。10B21の成分表のスクリーンショットです。

赤色でマーキングしています。これを以下の比較表にまとめました（304ステンレスと10B21の延性）。

上の表から、304ステンレス鋼は10B21炭素鋼よりはるかに延性があることがわかる。勉強するまでもなく、常識に従って評価すればよいのです。身近な金属では、金、銀、銅（特に純銅）は延性が高く、タングステン鋼から、高速度鋼の延性は確実に低くなります。
硬い金属ほど延性が低く、軟らかい金属ほど延性が高いと結論づけるのは近いでしょうか？相関関係はありますが、そうとも言い切れません。もちろん、それは別の日の話題ですので、ここでは割愛します。いずれにせよ、304は延性が高いのです。

実際、ステンレス材を加工している先生なら、こんな経験があるはずだ。まさにその粘性と延性の特性から、304/316材は押し出されたクシュクシュやバネ状の切りくずで加工されるが、真鍮や炭素鋼など他の材料は旋削加工中にクシュクシュや糸状の切りくずが見られるのである。ここでは、ステンレス製のナットを製作している（写真ではオイルジェットを取り外している）。

その切りくずの排出は容易ではなく、加工には切りくず排出の後始末をする専門の担当者が必要なほどだ。
延性の話の後は、ステンレスの熱伝導率について見ていこう。ここでは、ステンレス鋼、炭素鋼、銅の熱伝導率の比較表を示します。

上の表から、ステンレスは熱伝導率が悪く、銅は良く、炭素鋼は2番目ということがわかります。
ステンレスの粘着性と熱伝導性を理解すれば、ロックアップが起こる理由は基本的に推測できます。
ステンレス自体の粘着性が、ボルトとナットが噛み合いやすいことを決め、摩擦による発熱がこの現象を促進するのです。即座にこのような流れになります。

ステンレス製ファスナーが固定されるとき

歯と歯の間に発生する圧力と熱により、歯と歯の間の酸化クロム層が破壊され、消去される

フルーティングの接点の一つで直接ブロッキングと剪断を行う

接着が発生する

接着は連続的に起こり（通常、歯の直径の1回転以内）、面を形成します。

ステンレス製ファスナーは完全に固定される

もはや取り外すこともロックすることもできない。

解決策
ステンレスネジの噛み込みに対する解決策は、ファスニングメーカーの一方的なニーズだけでなく、間違いなくユーザーの参考・改良が必要です。
供給者として
1.現在、一般的な解決策は、熱伝導率と潤滑処理である。ねじの表面に熱伝導性の油や潤滑剤を塗って乾燥させ、放熱を早め、摩擦による発熱を抑えるもので、ねじがナットと一緒に使われる場合に適用できるものがある。
2表面にワックスを塗る会社もあり、原理は同じで、ワックスを塗ることで、熱伝導性を高め、摩擦による発熱を抑えられる。

ユーザーとしては
1.電動工具の実現可能性を再考し、効率的な取り付けの確保とロックアップの可能性を減らすことのバランスを見つける必要がある。電動工具の回転数を下げることは、おそらく最も直感的な方法である。
これは一般的に、上記のフランジ接続のような高強度の取り付け用ボルト・ナットに適用されるが、もちろんこの解決策はネジ面にオイルが付く。
3.ネジ面にオイルが付くと、ネジが緩みやすくなる。もちろん、乱暴な取り付けを避けることも必要です。上記のように「死ぬほどねじ込む」ことは決して許されません。トルクスパナを使って、使い過ぎを防止してください。

銅、アルミニウム、チタンネジのロック
実際には、銅のネジもロックするのは簡単ですが、ちょうどステンレス鋼のネジに比べてそれほど顕著ではありませんが、銅ネジの品質が良いほど、それがロックするのは簡単です、しばしばので、他の高い銅含有量よりも良質の銅ナット、および高鉛含有率と少ない銅含有量といくつかの質の悪い銅ネジです。銅の高い延性は、それが現象をロックする原因となりますが、銅は巨大な利点を持って、その熱伝導率は非常に良いですが、タイムリーな熱放散することができるので、提出の大きい程度とロックを避ける
アルミとチタンのネジもこの問題がある
しかし炭素鋼ボルトがロックされていません。
では、延性は利点なのでしょうか、欠点なのでしょうか？機械的特性としては、間違いなく長所です。つまり、その閾値を超えない限り、ステンレス鋼はより長い伸張率に耐えることができ、振動環境では間違いなく有利であり、疲労寿命も長くなる。この特性が非難を浴びるのは、あくまでもロックアップとしてである。