1.ギア材料の種類

鋼鉄

鋼は最も一般的に使用される材料ですギア製造 優れた強度、靭性、耐摩耗性を持つ鋼材です。鋼材の種類には以下のものがあります。

• 炭素鋼: 適度な量の炭素を含み、強度を高めながらも手頃な価格を実現。低～中荷重用途で広く使用されています。
• 合金鋼クロム、モリブデン、ニッケルなどの元素を混合し、耐食性、硬度、耐久性を向上させています。高負荷産業用ギアに最適です。
• ステンレス鋼: 耐腐食性に優れており、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によく使用されます。

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。

その他のギア製品を見る

鋳鉄

鋳鉄は耐摩耗性と振動減衰性に優れていますが、脆く、衝撃負荷の大きい用途には適していません。

• ねずみ鋳鉄: 振動低減、騒音抑制が必要なギアに使用します。
• ダクタイル鋳鉄: ねずみ鋳鉄よりも引張強度に優れ、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、農業機械用のギアボックス。

真鍮と青銅

これらの材料は低摩擦性と優れた耐腐食性を備えており、特定の用途に最適です。また、自己潤滑性も備えているため、外部潤滑の必要性を最小限に抑えることができます。

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

アプリケーション: ウォームギア、船舶機器、小型機器。

2.歯車製造における熱処理プロセス

熱処理は、歯車製造において硬度、強度、耐摩耗性を向上させる重要なプロセスです。材料や用途に応じて、浸炭、高周波焼入れ、火炎焼入れ、窒化、焼入れなど、様々な熱処理が適用されます。

2.1 浸炭（表面硬化）

浸炭処理とは、低炭素鋼製の歯車の表面に炭素を導入することです。浸炭処理後、歯車は焼入れされ、強靭な芯部を維持しながら硬い外層を形成します。

• プロセス: ギアは炭素を多く含む環境で加熱され、その後急冷されます。
• 利点：表面硬度が高く、芯部の靭性に優れています。
• アプリケーション: 自動車用ギア、産業機械、鉱山設備。

2.2 窒化

窒化処理では、合金鋼の表面に窒素を導入し、焼き入れを必要とせずに硬くて耐摩耗性のある層を生成します。

• プロセスギア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: 加工中に歪みが出ないので、精密ギアに最適です。
• アプリケーション: 航空宇宙用ギア、高性能自動車部品、精密機械。

2.3 高周波焼入れ

誘導焼入れは、誘導コイルを使用してギアの特定の領域を急速に加熱し、その後急冷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: コアの強靭性を維持しながら、必要な場所に硬度を提供します。
• アプリケーション重機や鉱山機械などに使われる大型の歯車。

2.4 焼き戻し

焼入れ後に焼戻しを行うことで、硬化したギアの脆さを軽減し、内部応力を緩和します。

• プロセスギアは適度な温度まで再加熱され、その後ゆっくりと冷却されます。
• 利点: 靭性が向上し、割れる可能性が減ります。
• アプリケーション: 強度と延性のバランスが求められるギア。

2.5 ショットピーニング

ショットピーニングは、ギアの疲労強度を高める表面処理プロセスです。このプロセスでは、小さな金属ビーズをギアの表面に吹き付け、圧縮応力を発生させます。

• プロセスビーズまたはスチールショットがギアの表面に高速で発射されます。
• 利点: 疲労耐性を高め、ひび割れ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ギア。

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動作することを保証する上で重要なステップです。鋼鉄強度と汎用性により、工業用ギアの第一選択肢であり、多くの場合、浸炭 or 高周波焼入れ耐久性が向上します。鋳鉄優れた振動減衰性を備え、真鍮と青銅低摩擦アプリケーションに最適です

熱処理など窒化, 焼き戻し、 そしてショットピーニング硬度の向上、摩耗の低減、耐疲労性の向上により、ギアの性能をさらに向上させます。さまざまな材料と熱処理の特性を理解することで、メーカーは様々な業界の特定の要求を満たすギア設計を最適化できます。