歯車用鋳鋼品

歯車用鋳鋼品

切削歯車用の鋼鋳物は化学分析に基づいて購入し、2 種類の分析のみを使用することをお勧めします。1 つは肌焼きした歯車用、もう 1 つは未処理の歯車と焼き入れおよび焼き戻しを行う歯車の両方用です。鋼は平炉、るつぼ、または電気炉プロセスによって製造されます。コンバータプロセスが認識されません。健全性を確保し、不当な分離を防ぐために、十分なライザーを設ける必要があります。ライザーは、焼きなましされていない鋳物から無理に折ってはいけません。ライザーをトーチで切断する場合、切断面は鋳物の表面から少なくとも 0.5 インチ上にし、残りの金属ははつり、研削、またはその他の無害な方法で除去する必要があります。

歯車に使用する鋼は、表 3 に示す化学組成の要件に適合する必要があります。歯車用の鋼鋳物はすべて、焼きなましされていない鋳物の特徴的な組織を完全に除去するような温度と時間を使用して、完全に焼きならしまたは焼きなましする必要があります。

表3 歯車用鋳鋼の組成

スチール 仕様	化学組成 a
	C	ん	シ
SAE-0022 SAE-0050	0.12～0.22 0.40～0.50	0.50-0.90 0.50-0.90	0.60以下 0.80以下	浸炭の可能性あり 焼入可能 210-250

C  = 炭素; Mn = マンガン; Si = シリコン。

金属の合金が歯車鋼に及ぼす影響

特定の目的に使用する特定の種類の合金鋼を決定する際に役立つように、鋼に対するさまざまな合金元素の影響がここにまとめられています。概要を説明した特性は、熱処理された鋼にのみ適用されます。合金元素の添加の効果が述べられる場合、同じ炭素含有量の普通炭素鋼と比較した、所定の炭素含有量の合金鋼について言及されることが理解される。

ニッケル: ニッケルを添加すると、延性をほとんど犠牲にすることなく、硬度と強度が向上する傾向があります。硬度侵入は普通の炭素鋼よりも若干大きくなります。合金元素としてニッケルを使用すると、焼入れ温度が低下するため、臨界点が低下し、歪みが少なくなります。肌焼きグループのニッケル鋼は浸炭が遅くなりますが、結晶粒の成長は少なくなります。

クロム: クロムは、ニッケルの使用によって得られるものよりも硬度と強度を高めますが、延性の損失は大きくなります。クロムは粒子を微細化し、より深い硬度を与えます。クロム鋼は高度の耐摩耗性を備えており、粒子が細かいにも関わらず容易に機械加工できます。

マンガン: 合金という用語の使用を保証するのに十分な量が存在する場合、マンガンの添加は非常に効果的です。ニッケルよりも強度が高く、クロムよりも高い靭性が得られます。冷間加工を受けやすいため、厳しい単位圧力下で流動する可能性があります。これまで熱処理歯車としてはあまり使用されていませんでしたが、近年注目が高まっています。

バナジウム: バナジウムにはマンガンと同様の効果があり、硬度、強度、靱性を高めます。延性の損失はマンガンによる損失よりも若干大きくなりますが、硬度の侵入は他の合金元素よりも大きくなります。非常に微細な結晶粒構造により、衝撃強度が高くなります。しかし、バナジウムは加工を困難にする傾向があります。

モリブデン：モリブデンは延性に影響を与えることなく強度を高める性質があります。同じ硬度の場合、モリブデンを含む鋼は他の合金鋼よりも延性が高く、ほぼ同じ強度を持ち、より靭性が高くなります。靭性が向上しているにもかかわらず、モリブデンの存在によって機械加工が難しくなることはありません。実際、そのような鋼は他の合金鋼よりも高い硬度で機械加工することができます。衝撃強度はバナジウム鋼とほぼ同等です。

クロムニッケル鋼: クロムとニッケルという 2 つの合金元素を組み合わせることで、両方の利点が加わります。ニッケル鋼に存在する高度な延性は、クロムの添加によって付与される高強度、より微細な粒子サイズ、深い硬化、および耐摩耗性の特性によって補完されます。靭性が向上したため、これらの鋼は普通の炭素鋼よりも機械加工が難しくなり、熱処理もより困難になります。歪みはクロムとニッケルの量とともに増加します。

クロムバナジウム鋼: クロムバナジウム鋼は、クロムニッケル鋼と実質的に同じ引張特性を持ちますが、結晶粒径が細かいため、硬化力、衝撃強度、耐摩耗性が向上します。他の合金鋼に比べて加工が難しく、歪みやすくなります。

クロムモリブデン鋼: このグループはストレートモリブデン鋼と同じ品質を持ちますが、クロムの添加により硬化深さと耐摩耗性が向上します。この鋼は熱処理や機械加工が非常に簡単です。

ニッケルモリブデン鋼: ニッケルモリブデン鋼は、クロムモリブデン鋼に似た品質を持っています。靭性はより高いと言われていますが、鋼の機械加工はやや困難です。

焼結材料

負荷が低く中程度のギアを大量に生産する場合、焼結金属粉末を使用することで大幅な生産コストの削減が可能となる可能性があります。この材料を使用して、歯車は高圧下で金型内で成形され、その後炉で焼結されます。主なコスト削減は、歯車の歯やその他の歯車のブランク表面を機械加工する人件費が大幅に削減されることによってもたらされます。生産量は金型のコストを償却するのに十分な量でなければならず、歯車ブランクは成形して金型から容易に取り出せるような形状でなければなりません。