ギアの耐久性における浸炭処理と窒化処理：どちらの熱処理の方が優れた性能を発揮するか

表面硬化は、歯車の耐久性と性能を決定づける最も重要な要因の一つです。自動車のトランスミッション、産業機械、鉱山用減速機、高速コンプレッサーなど、どのような用途であっても、歯車の表面強度は、長期運転時の負荷容量、耐摩耗性、変形安定性、騒音挙動に直接影響を及ぼします。数多くの熱処理オプションの中でも、浸炭そして窒化これらは、現代のギア製造において最も広く選択されている 2 つの表面強化プロセスです。

専門的なOEMギアメーカーであるBelon Gearは、浸炭と窒化の両方の技術を適用し、アプリケーション要件に基づいて摩耗寿命、表面硬度、疲労強度を最適化します。これらの違いを理解することで、エンジニアとバイヤーは実際の使用条件に最適な硬化方法を選択できます。

浸炭処理とは何ですか?

浸炭処理は、炭素を豊富に含む雰囲気中でギアを加熱し、炭素原子を鋼の表面に浸透させる熱化学拡散プロセスです。その後、ギアは焼入れされ、強靭で延性のあるコア組織を維持しながら、外殻の高硬度を実現します。

処理後、浸炭処理されたギアの表面硬度は通常HRC 58～63（約700～800HV以上）に達します。中心硬度はHRC 30～45程度と低く、材料によって高い耐衝撃性と曲げ疲労強度を示します。そのため、浸炭処理は高トルク、高衝撃荷重、および衝撃変動の大きい環境に適しています。

浸炭ギアの主な利点：

• 高い耐摩耗性と優れた衝撃靭性

• 中型から大型のギアに適した厚いケース深さ

• 重荷重伝達に耐える強力な曲げ疲労寿命

• 変動トルクや突然のトルクに対してより安定

• 自動車のファイナルドライブに共通する、鉱業ギアボックス、重機のギア

厳しい機械的ストレス下で動作するギアの場合、浸炭処理が最適な選択肢となることがよくあります。

窒化とは何ですか？

窒化は、低温拡散プロセスであり、窒素が鋼の表面に浸透して耐摩耗性化合物層を形成します。浸炭とは異なり、窒化は急冷を必要としないこれにより、歪みのリスクが大幅に軽減され、コンポーネントの寸法精度が維持されます。

窒化ギアは一般的に浸炭ギアよりも高い表面硬度（通常HRC 60～70、鋼種によっては900～1200 HV）コアは焼入れされていないため、内部の硬度は元の材料レベルに近いままであり、予測可能な変形安定性と優れた精度を保証します。

窒化処理ギアの利点:

• 非常に高い表面硬度（浸炭処理よりも高い）

• 変形が非常に少ないため、公差の厳しい部品に最適です。

• 優れた摩耗および接触疲労性能

• 耐腐食性と耐フレッティング性の向上

• ファインピッチギア、遊星ステージ、高速ドライブに最適

静かに動作し、回転数が高く、精密に制御される条件では、窒化処理が好まれることが多いです。

浸炭処理と窒化処理 — 深さ、硬度、性能の比較

どちらも耐久性を向上させますが、硬度の分布と歪みの挙動が異なります。

浸炭＝深い強度 + 衝撃耐性
窒化＝超硬質表面 + 精密安定性

ギアの用途に適した処理を選択する方法

選択は、負荷、潤滑、速度、設計寿命、および騒音制御の要件に基づいて行う必要があります。

Belon Gear — プロフェッショナルギア熱処理およびOEM製造

Belon Gearは、エンジニアリングの要求に応じて、浸炭または窒化処理された金属を使用したカスタムギアを製造しています。材料硬度管理範囲、冶金検査、CNC仕上げにより、高負荷用途における安定性を確保しています。

弊社は以下を供給します:

• 平歯車、ヘリカル歯車、内歯車

• スパイラルベベルとベベルピニオン

• ウォームギア、遊星ギア、シャフト

• カスタマイズされたトランスミッション部品

すべてのギアは硬度分布と表面強度が最適化されるよう設​​計されており、耐用年数が最大限に高まります。

結論

浸炭処理と窒化処理はどちらもギアの耐久性を大幅に向上させますが、その利点は異なります。

• 浸炭深いケース強度と耐衝撃性を備え、強力な動力伝達に最適です。

• 窒化歪みを最小限に抑えながら高い表面硬度を実現し、高精度と高速動作に最適です。

Belon Gear は、お客様が負荷容量、適用応力、硬度範囲、寸法許容差を評価し、あらゆるギア プロジェクトに最も適した処理を選択できるよう支援します。