⚡ 要点
- 何が起きるか：高い面圧の下で、ステンレスのねじ山フランクの金属原子が相互拡散して冷間溶着し、結合部は締め込むほど抵抗が増して、最終的にはせん断に至ります。
- 発生しやすい条件：A2-70 や A4-80 のボルトに同じグレードのナットを組み、潤滑なしで高速に締め付けた場合です。
- 原因：不動態皮膜はわずか数ナノメートルで、熱伝導率が低く、摩擦熱により局部的な溶融と凝着が起こります。
- 対策：低速で締め付ける、MoS₂ や銅ペースト、PTFE コーティング、異なるグレードの組み合わせです。
- 規格：GB/T 3098.6-2014、ステンレス締結部品の機械的性質。
1. かじりとは
かじり（焼付き）は、締付け中に突然回転が止まる現象です。トルクが急上昇し、さらに力を加えるとボルトがせん断するか、ねじ山がむしれます。取り外すと、おねじとめねじが溶着していることが分かります。
これは水素脆性ではありません。
- 水素は組立後に遅れ破壊を起こします。
- かじりは組立中に発生します。
- 破面には明らかな金属の移着と青色の変色が見られます。
2. ステンレスが最もかじりやすい理由
GB/T 3098.6 は A1、A2、A3、A4、A5、F1、F2、F3 のオーステナイト系グレードを対象としています。その特徴は次のとおりです。
- 薄い不動態皮膜：数ナノメートル程度の Cr₂O₃ 層で、締付け中に破断します。
- 低い熱伝導率：炭素鋼の約 3 分の 1 で、摩擦熱が逃げません。
- 急激な加工硬化：せん断された表面が硬化し、より凝着しやすくなります。
- 同グレードの組み合わせ：A2 ボルトと A2 ナットの組み合わせが最も相互拡散しやすくなります。
高リスク条件：M10 超の細目のステンレスボルト、潤滑なし、高速の電動締付け、粗いねじフランク、高地や高温環境。
3. 防止策
| 対策 | 効果 | 備考 |
|---|---|---|
| 低速で締め付ける | 高 | 摩擦熱を避けるため 15 rpm 以下 |
| ねじ用潤滑剤 | 高 | MoS₂、銅ペースト、ニッケル系焼付き防止剤 |
| PTFE コーティング | 高 | 金属面を隔離する |
| 異種組み合わせ | 中 | A4 ボルトに亜鉛めっき炭素鋼ナット |
| 表面仕上げの改善 | 中 | ねじ山 Ra ≤ 1.6 |
| 細目ではなく並目 | 中 | 接触面積が減り、摩擦が下がる |
4. 焼き付いた後の対処
- 無理に緩めないでください。せん断します。
- 浸透性潤滑油（WD-40 など）を塗布し、30 分置きます。
- ボルトではなくナットをヒートガンで加熱し、熱膨張差で接触を緩めます。
- それでも外れない場合は、ボルトをドリルで除去し、タップを切り直します。
5. よくある質問
Q. A4-80 は A2-70 よりかじりやすいですか。 はい。高強度なほど表面の加工硬化が大きくなります。
Q. ねじロック剤はかじりを防ぎますか。 いいえ。化学接着剤は摩擦を下げるのではなく高めます。
Q. ステンレスボルトにはステンレスナットが必要ですか。 いいえ。A4 ボルトと 8 級の炭素鋼ナットの組み合わせは一般的で、コストも低くなります。