1.歯車の材質の種類

鋼鉄

鋼は最も一般的に使用される材料です歯車製造 強度、靱性、耐摩耗性に優れているためです。さまざまな種類の鋼には次のものがあります。

• 炭素鋼：適度な量のカーボンを含有し、強度を高めながらも手頃な価格を実現します。低負荷から中負荷のアプリケーションで一般的に使用されます。
• 合金鋼：クロム、モリブデン、ニッケルなどの元素を配合し、耐食性、硬度、耐久性を向上させます。重負荷の産業用歯車に最適です。
• ステンレス鋼: 耐食性に優れているので、湿気や化学物質にさらされる環境に適しています。食品加工機械や製薬機械でよく見られます。

アプリケーション：産業機械、自動車トランスミッション、重機。

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鋳鉄

鋳鉄は優れた耐摩耗性と振動減衰特性を備えていますが、脆いため衝撃荷重の大きい用途には適していません。

• ねずみ鋳鉄：振動低減、騒音対策が必要な歯車に使用されます。
• ダクタイル鋳鉄：ねずみ鋳鉄よりも引張強さが優れており、中程度の荷重に適しています。

アプリケーション：ポンプ、コンプレッサー、農業機器用のギアボックス。

真鍮と青銅

これらの材料は低摩擦と優れた耐食性を備えているため、特定の用途に最適です。また、自己潤滑特性も備えているため、外部潤滑の必要性が最小限に抑えられます。

• ブロンズギア：耐摩耗性に優れているため、ウォームギヤなどに使用されます。
• 真鍮の歯車：軽量で耐食性があり、小型機械や海洋用途に使用されます。

アプリケーション：ウォームギヤ、船舶用機器、小型機器。

2.歯車製造における熱処理工程

熱処理は、硬度、強度、耐摩耗性を向上させる歯車製造において重要なプロセスです。浸炭高周波焼入れ、火炎焼入れ、窒化焼入れなど、材質や用途に応じてさまざまな熱処理が施されます。

2.1 浸炭（肌焼）

浸炭には、低炭素鋼歯車の表面に炭素を導入することが含まれます。浸炭後、歯車は焼き入れされ、強靱な中心部を維持しながら硬い外層を形成します。

• プロセス: 歯車は炭素が豊富な環境で加熱され、その後焼き入れされます。
• 利点：表面硬度が高く、芯の靭性に優れています。
• アプリケーション：自動車用歯車、産業機械、鉱山機械。

2.2 窒化処理

窒化により合金鋼の表面に窒素が導入され、焼き入れを必要とせずに硬くて耐摩耗性の層が形成されます。

• プロセス: 歯車は窒素を多く含む雰囲気中で比較的低温で加熱されます。
• 利点：加工時の歪みがなく、精密歯車に最適です。
• アプリケーション：航空宇宙用歯車、自動車用高性能部品、精密機械。

2.3 高周波焼き入れ

高周波焼き入れは、誘導コイルを使用して歯車の特定の領域を急速に加熱し、その後焼き入れする局所的な熱処理です。

• プロセス：高周波電磁場によりギア表面が加熱され、その後急速に冷却されます。
• 利点：コアの靭性を維持しながら、必要な部分に硬度を提供します。
• アプリケーション：重機や鉱山機械に使用される大型歯車です。

2.4 焼き戻し

焼き入れ後に焼き戻しを行い、硬化した歯車の脆性を軽減し、内部応力を緩和します。

• プロセス: 歯車を適度な温度まで再加熱し、ゆっくりと冷却します。
• 利点：靭性が向上し、ひび割れの可能性が減少します。
• アプリケーション：強度と延性のバランスが求められる歯車です。

2.5 ショットピーニング

ショットピーニングは歯車の疲労強度を高める表面処理です。このプロセスでは、小さな金属ビーズがギアの表面に吹き付けられ、圧縮応力が生じます。

• プロセス：ビーズやスチールショットを高速でギア表面に発射します。
• 利点：耐疲労性を高め、亀裂のリスクを軽減します。
• アプリケーション: 航空宇宙および自動車用途で使用される歯車。

適切なギア材料を選択し、適切な熱処理を適用することは、さまざまな条件下でギアが効率的に機能するようにするために不可欠な手順です。鋼鉄その強度と多用途性のおかげで、産業用歯車のトップの選択肢であり続けており、多くの場合、浸炭 or 高周波焼入れ耐久性を高めます。鋳鉄優れた振動減衰を提供し、真鍮と青銅低摩擦用途に最適です

などの熱処理窒化, 焼き戻し、 そしてショットピーニング硬度の向上、摩耗の軽減、耐疲労性の向上により、ギアの性能がさらに向上します。さまざまな材料と熱処理の特性を理解することで、メーカーは歯車の設計を最適化し、さまざまな業界の特定の要求を満たすことができます。