기어(Gear)의 열처리 종류와 사용 재질

→ 기어의 열처 종류와 사용 재질

 

1. 열처리

    기어는 형상이 복잡하고 기계적 성질도 내마모성이 요구되고 또한 동적인 반복

     충격에 강하고 변형이 적어야 하는 등 서로 상반된 성질을 매우 높은 수준까지

     요구한다. 열처리 방법은 여러가지가 있고 각각 요구하는 바에 따라 재료의 선택과

     열처리 방법을 결정한다. 기어재료는 치수정도를 확실히 보증하고 가공변형, 열변형,

     경년변형(經年變形)을 방지하기 위하여 열처리를 황삭(荒削)뒤에

     반드시 실시하는 것이 원칙이다.

   열처리 용어 

    불   림 =  고름질,  야끼나라시,  Normalizing

     풀   림  =  어닐링,  야끼나마시,  Annealing

     담금질  =  담금질,  야끼이레,     Quenching

     뜨   임  =  되달굼,  야끼모도시,  Tempering 

2. 열처리 방법 선정 기준

   침탄열처리  =  마찰속도가 느리고 마찰압력이 크고 형상이 복잡할때 선정.

    고주파열처리  =  침탄열처리와 동일한 조건에서 형상이 간단한 경우 선정.

    질화열처리  =  마찰속도가 빠르고 마찰압력이 낮고 충격응력이 적을때 선정.

3. 열처리 방법에 따른 사용 가능한 소재

 - 침탄열처리(Carburizing)

    침탄열처리는 일반적으로 저탄소강의 표면에 탄소(C)를 확산시켜 탄소함량을 0.8~1.0%로 처리하여 사용한다.

    탄소량이 0.25%이하 함량의 강이 사용된다. 침탄한 강은 침탄층만 경도와 내마모성이 크고 비침탄한 부분은

    강인한 것이 필요하다. 또한 형상이 복잡한 부품에 사용되므로 담금질성이 좋고 열변형이 적은 것이 요구된다.

    소재로는 SCr415, SCr420, SCM415, SCM420, SNCM220, SNCM420, SNCM616 등이 있다.

    침탄 깊이는 대략 아래의 기준으로 정한다.

    0.15 이하  =  내마모성만을 필요로 하고 강도는 별로 중요시되지 않는 부품 <Shift Fork, Pump Shaft 등>

    0.5 ~ 1.0   =  내마모성과 동시에 높은 하중에 대한 강도를 필요로 하는 부품 <Mission Gear, Steering Arm,

                       Ball Stud, Valve Rocket 등>

    1.0 ~ 1.5   =  Sliding 및 회전등의 마모에 대한 고압하중, 반복굴곡하중에 견디는 강도를 요구하는 부품 <Ring Gear,

                       Drive Pinion, Piston Pin, Cam Shaft, Gear Shaft, Roller Bearing 등>

    1.5 이상   =  고도의 충격적 마모, 비교적 고도의 반복하중에 충분한 견딤을 요구하는 부품 <Connecting Shaft, Cam 등>

                      최대전단 강도를 고려한 기어의 침탄경화 깊이 < 깊이 = Module × 0.15(또는 0.18) ≤ 2mm 이하 >

 

Module (모듈)	침탄깊이 (mm)
1.0 ~ 1.5	0.2 ~ 0.3
1.5 ~ 2.0	0.4 ~ 0.7
2.0 ~ 2.75	0.6 ~ 1.0
2.75 ~ 4.0	0.8 ~ 1.2
4.0 ~ 6.0	1.2 ~ 1.7
9.0 ~ 12.0	1.3 ~ 2.0

- 고주파열처리

  내마모성을 주거나 피로강도 개선 목적 등 강재내에 존재하고있는 탄소를 이용하므로 탄소함량이

  0.35 ~ 0.6%정도의 강이 필요하다.

  고주파 처리된 조직이 중요하므로 Normalize, GT 처리가 필요하다.

  고주파열처리 강에는 SM40C, SM45C, SM53C, SCM435, SCM440 등이 있다.

- 질화처리

  내마모성을 향상시키고 열처리시 변형을 최소화 할 필요가 있는 부품에 적용한다.

  질화처리 할수있는 강은 SUS강을 제외한 거의 모든 강재에 적용할수 있다.

 

Stock Gears / Hollow Worm / Worm Gear / Worm Shaft / Circular Pitch / Addendum / Dedendum /

         Base Circie Diameter / Face Width / Clearance / Spur Gear / Internal Planetary Gear / Rack Gear /

         Module / Spiral Bevel Gear / Pinion Gear / Straight Bevel / Helical Bevel / Crown Gear / Hypoid Gear /

         Screw Gear / Involute / Hobbing / Shaping / Spline / Quenching / Tempering / Cutting / Finishing /

         Grinding / Lapping / Horning / Low Backlash / Gearbox / Cyclo Gearmotor / Reduction / Speed Reducer