ギアマテリアルテクノロジーのブレークスルー：スパイラルギアの耐摩耗性合金のサービスライフに関する研究- Jiangsu Julian Reducer Co., Ltd.

コアコンポーネントとして、産業トランスミッションの分野では、らせんの材料性能ギヤ機器の信頼性と操作およびメンテナンスコストを直接決定します。製造業界が高精度、高負荷、長寿命にアップグレードするにつれて、極端な動作条件での従来のギア材料の耐摩耗性ボトルネックがますます顕著になっています。近年、耐摩耗性合金材料の研究開発と適用により、スパイラルギアのパフォーマンスブレークスルーのための新しいソリューションが提供され、グローバルな産業用トランスミッション分野の技術的焦点となりました。

1。伝統的なギア素材のパフォーマンスボトルネックと業界の問題点

伝統的なスパイラルギアは、主に20CRMNTI浸炭スチールまたは45＃の強化鋼を使用しています。彼らは一定の強さと靭性を持っていますが、それらは高い負荷、強い衝撃、および腐食性の環境が制限されています。
高い摩耗率：冶金のホットローリング、マイニング機械、およびその他のシナリオでは、ギア表面接触の疲労摩耗率が0.05mm/千時間に達する可能性があり、その結果、透過精度が低下します。
耐性耐性：化学工学や海洋工学などの湿度の高い環境では、従来の鋼は電気化学腐食が発生しやすく、平均的なサービス寿命は30％〜50％短縮されます。
大規模なエネルギー効率の損失：粗い表面によって引き起こされる摩擦損失は、緑の製造傾向に適合しない機器の総エネルギー消費の15％〜20％を占めています。

2。耐摩耗性の合金材料の技術的なブレークスルーと性能の利点

新しい摩耗耐性合金は、マルチアロイ要素の組み合わせと微細構造の最適化を介して、「ハードフェーズ強化腐食バリア低摩擦係数」という3次元保護システムを構築しました。
合金組成の革新
高クロム鋳鉄：クロム含有量は20％〜30％に増加し、M7C3タイプの炭化物硬質相を形成し、HV1400-1600のマイクロハルトで、従来の鋼の4〜5倍です。
ニッケルベースの合金：15％-25％のニッケル要素を追加して顔中心の立方溶液を形成し、その耐食性はステンレス鋼の耐性の8〜10倍で、強酸と強いアルカリ環境に適しています。
銅合金の修飾：ベリリウムやチタンなどの微量元素を導入して、穀物を5〜10μmに改良し、摩擦係数を0.03未満に減らし、ポリテトラフルオロエチレンのレベルに近い。
準備プロセスのアップグレード
真空製錬技術：真空環境での合金製錬を通じて、不純物含有量は0.005％未満で制御され、空気やスラグ包含の欠陥を避けます。
等温消光プロセス：250-350の塩浴でベイナイト変換が行われるため、ギアの表面に残留圧縮応力層（深さ0.3-0.5mm）が形成され、疲労抵抗の寿命は200％-300％増加します。
表面コーティング技術：物理的な蒸気堆積（PVD）技術を使用して、厚さ2〜5μmのダイヤモンド様（DLC）コーティングをコーティングし、表面の粗さはRA0.2を下回ります。

3。耐摩耗性合金スパイラルギアの業界アプリケーションとデータ検証

耐摩耗性合金の商用アプリケーションは、多くの分野でブレークスルーを行い、機器の信頼性と経済学を大幅に改善しました。
冶金産業：鉄鋼工場のローラーギアが高クロムニッケル合金を使用した後、サービス寿命は6ヶ月から5年に延長され、摩耗率は0.01mm /千時間に減少し、年間メンテナンスコストは80％削減されます。
化学産業：ニッケルベースの合金ギアは、塩酸培地（濃度30％、温度80）で1000時間連続して動作し、腐食深度はわずか0.02mmで、316Lステンレス鋼の12倍です。
新しいエネルギーフィールド：風力発電ギアボックスが銅ベースの摩耗合金を使用した後、透過効率は92％から96％に増加し、年間エネルギー消費量は約500,000度減少し、騒音は15dB減少しました（a）。
International Gear Association（AGMA）のデータによると、世界の耐摩耗性合金ギア市場の市場は2023年に47億米ドルに達し、年間複合成長率は12.5％で、そのうちスパイラルギアは60％以上を占め、最も急成長しているセグメントになりました。

4.将来の技術の進化と産業への影響

耐摩耗性の合金材料の開発は、複合、インテリジェント、緑に向かって反復しています。
複合構造設計：「耐摩耗性表面層の丈夫なコア」の勾配材料を開発し、表面の硬度と全体的な衝撃耐性を考慮して、レーザークラッディングテクノロジーを介して異なる合金層の冶金組み合わせを実現します。
インテリジェントな監視統合：ギアマトリックスに埋め込まれたファイバーブラッググレーティング（FBG）センサーがリアルタイムで摩耗と温度の変化を監視し、AIアルゴリズムと組み合わせて残りの寿命を予測し、エラー率は5％未満です。
循環経済の実践：耐摩耗性合金のリサイクル性は95％以上に達し、生産プロセスのエネルギー消費量は、EUの「循環経済行動計画」の要件に沿った従来の熱処理プロセスのエネルギー消費よりも30％低くなっています。
鉱業機械の大量送信から半導体機器の精密な制御まで、耐摩耗性の合金スパイラルギアは、産業用トランスミッションの基礎となる論理を再構築しています。材料技術におけるこのブレークスルーは、従来の鉄鋼材料の代替であるだけでなく、製造業の「メンテナンスの少ない、長寿命、高エネルギー効率」への変換に対する重要なサポートでもあります。グローバルな製造業が信頼性と持続可能性の要件を増やし続けているため、耐摩耗性の合金ギアは今後5年間でハイエンドの送信市場の70％以上を占めると予想され、産業用具の進歩を測定するためのコア指標の1つになります。