歯車の設計のための材質選び

質問

はじめまして。
この度、仕事のため歯車の勉強を始める事にしました。
色々分からない事があるのでお知恵を貸して下さい。

ギヤポンプ用の歯車でして、材料はFCD600を使っていました。
しかし、鋳造の段階で巣が出来たり等不安定なため急遽材質変更をする事になりました。
当社実績ではS45C材もしくはSCM材を多く使っているようです。

材質変更のために多くの方に相談したのですが、
SCM415が適切だ！　SCM420！等意見がバラツキ、上手く選定に結びつける事が出来ませんでした。

あまり熱処理や硬度の事も理解しておらず上手く相手に説明出来なかった事も原因です。

しかし多く聞けた意見の中で歯車の材質にSCM440はありえんっと言われました。440は炭素の含有量だと知っていましたが、炭素の含有量が多い程熱処理で靭性を大きくして、折れにくい材質になるわけではないのでしょうか？

また、SCM415やSCM420ではそんなに決定的に材質として差があるのでしょうか？

今の所、考えているのは、SCMを選定した際はは全面浸炭を行って材質全体の硬度を上げたいと考えています。

歯車仕様が現時点で未定の部分が多く、提示出来なく、回答者を困らせるような質問ですが、お力を貸して下さい。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

一度、貴殿の頭の中を整理して下さい。
先ず、歯車材質をFCD600としたが、製法上品質確保ができない為に材質変更する。
この時の設計強度計算は、FCD600の強度でＯＫですよね。
次に、貴殿の会社は、S45C（多分、高周波焼入れ）若しくはSCM材（表面のみ浸炭…）
と推測します。それは、FCD600のそれも含めまして、耐摩耗性を考慮した内容と考え
ます。因って、材質変更の焼入れ硬度アップは、表面のみで良いのでは？
最後に、全面焼入れは強度アップになりますが、反面では脆くなる欠点があります。
振動等で折れ易くなります。また、表面の硬化は、パイプの強度が充実棒とあまり
変わらない理由と同じで、強度アップに貢献があります。元々、FCD600の強度で、
設計がＯＫなら、表面の硬さと内部の靭性がある、貴社の実績材質と熱処理方法が
ベストと考えます。

機械強度の確認は、
http://www.forming.co.jp/database/index.html
を参照して下さい。熱処理の内容は、
http://www.netushori.co.jp/story/index.html
を参照して下さい。

お礼

回答頂き感謝致します。
正直、色々整理出来ていない状態で質問してしまいました。
お詫び致します。

あれから色々勉強して少しずつですが分かってきました。

最終的な目標はFCD600相当にするという事になると思います。

当社実績では歯車にはSCM420にて多くの製作実績がありました。