すべり軸受の軸の溶接（軸素材の選定）

質問

ご教示お願いいたします。
すべり軸受の軸に溶接が必要な構造体なのですが、軸素材の選定に困っています。
現在、溶接を伴うということでSS400を選定していますが、軸受の面圧が19Mpa（1.9kgf/mm2）と非常に高いため、SS400では硬度が低すぎます。硬質クロムメッキをかけましたが、母材が柔らかいためクリープを生じてしまいます。
すべり軸受のみを考慮すれば、S45CやSCM435Hの調質＋高周波焼入れなどもありますが、溶接は非常に危険だと聞きます。（予後熱処理を施してもかなり不安）
そこで、溶接性も良く（予後熱ありでも可）、すべり軸受としての性能もよい（表面処理も可）材料って存在するのでしょうか。
どなたかご教示お願いいたします。（ほんと、困ってます。。。トホホ。。。）

回答No.3

noname#230359

溶接性も考慮にいれ
S35Cでどうでしょうか？
但し、市中にほとんど在庫していないと
思われます。従って、納期に余裕が必要ですﾈ

お礼

早速のアドバイスありがとうございます。
S35C検討させていただきます。（入手性に少々ひっかかりますね。）

回答No.2

noname#230359

径や軸受け巾が不明ですので可能かどうかわかりませんが、
SCM415はどうでしょうか。
SCM415なら浸炭をしなくてもある程度硬度はでますし、溶接
する使用用途もあります。（参考過去ログNo.14677）
メッキをほどこすのであれば、
SCM415を荒加工→焼入れ焼き戻し→加工→溶接→低温焼鈍
→仕上げ加工→メッキ
が良いと思います。
もちろん溶接に予後熱は必要と思いますが。

SCM415なら炭素濃度0.15％程度ですし、特別困難な溶接というわけではない
と思います。溶接棒メーカーに聞けば適切な溶接棒の種類や条件を教えて
くれますよ。実績は私のところでは用途が無かったためあまりありません。
が、世の中にはあるようですね。

　よほどメタルに変動荷重がかかるようですね、通常の回転荷重なら
テフロン系のバイメタルタイプなら50MPaくらいは持つでしょうから。
荷重に負けて軸が歪んでいませんか？表面の面粗よりも軸剛性を上げるか、
メタル幅を増やす方が良いかもしれません。メタル寿命が短いとありますが、
摩耗？剥離？焼き付き？など原因によって変わりますよね。
大同メタルのHPに参考になりそうな技術資料が有りました。
参考になれば幸いです。

http://www.daidometal.co.jp/products/index.html

お礼

早速のアドバイスありがとうございます。
SCM415ならば溶接実績が多いのでしょうか。でもそれ相応の技術、ノウハウが必要なのでしょうか。業者選定も視野に入れなければなりませんか？
補足ですが、現在の仕様は軸径１００、軸受幅５０でテフロン系ドライベアリングを使用しています。計算上の最大面圧は20Mpaですが、構造上偏荷重がかかりどうもこれ以上出ているケースがあるようで、何度やってもテフロンの耐久性が予想以上に悪い結果になっています。なので、軸受の選定もいろいろ考えています。
また軸の表面処理は高周波以外にタフトライド（低温軟窒化）や日本パーカライジングのパルリューベ、パルソナイトなどいろいろ試してみようと考えています。
もし思い当たることがあればご教示お願いいたします。

クラッシュリリーフにも回答していただきありがとうございます。
とても興味がある（というか切羽詰っている）ので、もっと「やっぱりものづくり」さんのお話が聞ければと思います。
ところで50Mpaですか。。。今回の仕様をもう少し詳しくご説明いたします。
仕様圧力は5.5～19Mpa、周速は最大0.87m/min、PV値は最大8.73Mpa・m/minになります。軸径はφ１００mm、揺動角40度、使用頻度4万回/月、目標寿命10年（簡易なメンテナンス可）。なのです。
寿命にいたったのは、テフロン系の軸受でテフロン層が摩耗し、終いには焼き付きをおこしてしまっています。（約140万回程度）
軸はハードクロムですが、場所によっては凹んでいるところもあるので、母材がやわらかいという可能性も大アリです。
実は大同メタルの技術者にもいろいろ相談し、他の軸受メーカーや樹脂メーカーの摺動関係の技術者、建機関係の方、表面処理屋などいろいろあたっています。どうもトライボロジーの技術は軸と軸受の組合せの影響が大きいらしく軸受ばかりを考えていても解決しないようですね。でもこれだけいろいろな材料を組み合わせるとなると実験するにも数十通り。寿命試験ともなると数ヶ月かかってしまうのが現実です。何事もトライが近道なんですよね。おそらくものづくりさんも相当いろいろな技術をお持ちであろうかと思います。これからもよろしくお願いします。

回答No.1

noname#230359

役に立つか分かりませんが、少し心当たりがあったので。

溶接可能な高張力鋼として新日鉄の「WEL-TEN」というのがあります。
板材ですし、硬度もどの程度かは分かりませんが、参考まで。

参考URL：

http://www.hq.nsc.co.jp/plate/newprd/denryoku/den07a.html

お礼

早速のアドバイスありがとうございます。
HP拝見いたしました。やはり板材しかないようです。今回は軸のため使用できなそうです。他の検討に使用させていただきます。ありがとうございました。