金属の耐摩耗はPCDで製造！金属パーツの使用用途と金属疲労

耐摩耗性が優れた金属とは？

アルミやチタンは、一般的に金属パーツとして使用されますが、摩耗しやすい欠点があります。耐摩耗性を高めるには、摩耗しにくい金属を使うのはもちろん、表面処理を施し摩擦に強くしなければなりません。

表面処理の方法としては、硬質クロムメッキがあります。これはメッキであるため、金属表面にメッキの被膜で覆います。摩擦係数が少ないので、耐摩耗性が高いです。

ただしクロムメッキした素材同士では摩耗しやすい傾向があります。また複雑な形状の金属パーツは、クロムメッキを施しにくいです。

金属素材自体は、焼き入れを行うと素材の硬度が高まり、耐摩耗性が向上します。

耐摩耗性に影響を与える硬さ

耐摩耗性は金属の硬さが関係しており、硬いほど耐摩耗性に優れています。硬さでいえば、40HRC以上のものが、摩耗が少ない金属です。

柔らかい金属でも焼き入れすれば硬くなりますが、硬ければ耐摩耗性があるとはいえません。硬さと同時に、歪みにくい素材である必要があります。場合によっては、焼き入れと焼き戻しを行います。

耐摩耗性

摩耗しやすいと、パーツとしての性能低下を招くばかりではなく、パーツ破壊や製品破壊につながります。表面処理や熱処理で耐摩耗性を高めるか、硬度が高い材料を使えば、耐摩耗性を向上させられます。

耐食性

化学反応によって、金属材料表面に錆が発生する現象です。海水中や湿度の高い場所では腐食が発生しやすいので、耐食性の高い材料を使用します。また腐食しやすい材料でも、塗装やメッキ加工を行うと耐食性を高められます。

耐久性

どのような金属パーツでも負荷がかかるので、耐久性が求められます。繰り返し荷重がかかるようなパーツでも、金属疲労で破壊が発生するのです。引張強度などを計算し、計算値でも絶えられる材料を選定しましょう。

耐熱性

摩擦が発生する場所で使うパーツや、加熱する場所で使うパーツは耐熱性を考慮しないといけません。特に1,000度や2,000度を越える環境で使用するとなれば、使える金属素材が限られます。

加工性

耐摩耗性や耐久性を考えると、硬度の高い金属が適していますが、硬い金属は加工しにくいです。使用する場所に適した形に加工できるかどうかの加工性も、金属材料を選ぶときは考慮します。加工しにくい金属材料だと、それだけ加工のためのコストがかかるため注意が必要です。