2つの金属部品の滑り動作により、それらの部品に「金属のかじりしかし、長期間にわたって表面間の継続的な滑り動作は必要ないため、1 回の接触不良でもかじりが発生する可能性があります。かじり欠陥により金属部品間に望ましくない付着が発生し、不良率とメンテナンス費用が増加します。
かじりを防止するには、金属のかじりとは何か、その原因、かじり防止戦略について理解することが重要です。この記事を読み進めてください。これらの詳細がすべて記載されています。
金属のかじりとは何か？定義と現象
金属のかじりとは何でしょうか? 金属のかじりは、高圧摩擦による金属表面間の凝着摩耗として特徴付けられます。過度の摩擦圧力により、材料が 1 つの摺動面から別の摺動面に移動し、摩耗と凝着を引き起こします。部品の表面の視覚的な損傷 (通常はざらざら、隆起、または裂けた外観) を識別することで、かじり領域を特定できます。したがって、傷、材料の劣化、または突起は、この欠陥を示している可能性があります。
かじりのメカニズム/提供: ResearchGate
金属のかじりは、表面の接触点における局所的な塑性変形に関連する微視的現象です。金属表面の酸化層が磨耗すると、むき出しの金属分子が直接接触します。金属分子は冶金結合を形成し、わずかな材料の移動や冷間圧接を促進し、隆起した塊（かじり）を形成します。これらのかじりは、滑り運動が続くにつれて摩擦をさらに増加させます。
ベアリングの凝着摩耗
さらに、かじりはすべての金属や合金に起こりやすく、特に板状の部品は アルミプレス加工 または他の板金成形品にも見られます。ファスナー、油圧機器、ベアリングなどにも見られます。
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金属の摩耗と研磨摩耗と腐食摩耗
金属のかじりをよりよく理解するために、他の 2 種類の摩耗、研磨摩耗と腐食摩耗と比較してみましょう。これらの摩耗はすべて、その原因と形成メカニズムが異なります。
摩耗
以下の表に、主な違いを簡単に示します。
| 側面 | 金属のかじり | 摩耗 | 腐食摩耗 |
| 原因となる | 負荷がかかった状態での金属同士の接触による凝着摩耗。 | 硬い粒子が表面を削ったり侵食したりします。 | 化学反応により物質は劣化します。 |
| エフェクト | 表面の引き裂きと冷間溶接 | 溝、傷、または表面の侵食。 | 錆び、穴あき、または均一な材料損失。 |
| の賃貸条件 | 高圧、滑り、潤滑不足。 | 破片または研磨粒子の存在。 | 湿気、塩分、化学物質への暴露。 |
| 安全防災 | 潤滑剤、異種金属、または表面コーティング。 | より硬い材料、耐摩耗性コーティング。 | 耐腐食合金、保護フィルム。 |
| 影響を受けるアプリケーション | ベアリング、ねじ、油圧部品。 | ツール、コンベアベルト、研削システム。 | 海洋構造物、パイプライン、屋外設備。 |
金属のかじりの原因は何ですか?
金属のかじりの主な原因は、2 つ以上の接触した金属部品間の摩擦であり、通常は高圧下で摩擦力が増大します。ただし、摩擦は複数の独立した原因の結果である可能性があり、そのすべてが金属表面のかじりにつながります。これには、材料の組み合わせの適合性、潤滑不足、摺動部品への過度のストレス、表面の粗さなどが含まれます。
いくつかの主な原因について簡単に説明しましょう。
材料構成： 同じ冶金特性を持つ類似の材料をスライドさせると、熱が発生し、材料が柔らかくなり、一方の表面から他方の表面へ微細な転写が行われます。そのため、この転写がもう一方の部品に溶接され、材料のかじりが発生します。
潤滑不足: 回転面または摺動面間の潤滑が不足すると、材料分子間の直接接触が増加し、局所的な加熱が激化し、かじりが発生します。
過度のストレス: 高い負荷や接触圧力により、表面間の相互作用が高まり、局所的な応力が増加します。これにより、特に締結部品においてかじりが促進されます。
表面仕上げ品質: 表面仕上げが粗いと、2 つ以上の部品がスライドまたは移動する際の接触点が増え、摩擦が増加してかじりが発生します。
熱効果: 温度の上昇や変動も原因の一つです。温度の上昇や変動は潤滑剤の劣化、変形、固着を加速させます。
環境的原因: 部品の表面の腐食や研磨環境での動作により、摩擦と摩耗が発生します。
これらの原因は、製造された部品の全体的な品質と組み立ての考慮事項が金属部品の焼き付きに影響を与えることを示しています。一方、一部の原因は取り扱いや操作に関連しています。
かじりを防ぐには？6つの実践的戦略
スプレー留め具
金属のかじりとは何か、その原因を理解した後は、適切な材料の選択から部品の表面への追加コーティングまで、予防措置や戦略に移りましょう。
- 類似素材を避ける
異種金属のペアリング
同じ材質の部品は材料の移動と冷間加工を加速しますが、異なる材質の部品は耐かじり性が最善です。したがって、摺動部品の冶金特性を確認し、異なる構造になっていることを確認してください。たとえば、1つの銅部品ともう1つの真鍮部品を使用すると、同様の構成よりも最善の解決策となる場合があります。 真鍮対銅 ここで、アルミニウムとスチールは、互換性のある別の組み合わせになります。
- 表面間の潤滑
ラックのスライド部分の潤滑
ニッケルや二硫化モリブデンなどの固着防止成分を含む潤滑剤を塗布することができます。潤滑剤は接触面の間にバリアを提供し、摩擦を減らします。その結果、PTFE などの固体潤滑剤は、状況によってはより優れた性能を発揮します。
- 表面コーティングを施す
金属のかじりを防止する効果的な方法の 1 つは、表面をコーティングすることです。コーティングは物理的なバリアとして機能し、相互作用を減らします。摩擦を減らすには、コーティング層を滑らかに仕上げることも不可欠です。
かじり防止コーティング
窒化チタン、亜鉛、リン酸塩は、かじり防止コーティング材の例であり、 電気めっきまたは無電解めっきさらに、付着のリスクを最小限に抑えるために、AlCrN または TiAlN の蒸着を適用することもできます。
もっと興味があれば読んでみてください 電気メッキと陽極酸化処理金属のかじりを防止するために使用できる 2 つの方法。
- 制御荷重と接触圧力
ファスナー、ベアリング、油圧ピストンのいずれの場合も、過負荷や高い接触圧力を避けてください。また、過度のプリロードによっても摩擦が増加する可能性があります。これを確実にするために、校正されたツールを使用し、潤滑剤やデジタル制御システムを検討してください。
- 外部要因を考慮する
海洋、酸性、湿気、高温、研磨性などの厳しい環境条件で金属部品を使用する場合は、必要な仕上げを施し、動作変数を考慮してください。また、このような条件では材料の選択も考慮する必要があるかもしれません。
- 定期的なメンテナンス
定期的に破片、汚れ、腐食を清掃してください。その後、潤滑剤を再塗布してください。これにより、かじりのない連続動作が保証されます。
どの金属が焼き付きを起こしやすいですか?
あらゆる種類の金属や合金は焼付きを起こす可能性がありますが、冶金学的に好ましい性質を持つ金属や合金は焼付きを起こしやすい傾向があります。アルミニウムなどの延性と成形性に優れた金属部品は焼付きを起こしやすい傾向があります。 ステンレス鋼、オーステナイト鋼などです。また、酸化層が形成される金属も焼き付きのリスクを高める可能性があります。
アルミニウムのかじり
アルミニウムは比較的柔らかく、延性が高い金属であるため、摩耗しやすく、加工硬化しやすい傾向があります。特に、アルミニウムを使用した 2 つの可動部品はリスクが高くなります。ねじ、ファスナー、ドア スライダーなどがその例です。
アルミプレス加工における焼き付き
アルミニウムのかじりを防止するには、圧力を下げて潤滑剤を塗布します。また、陽極酸化処理などのハード仕上げを施すこともできます。
ステンレス鋼のかじり
オーステナイト系ステンレス鋼は、303、304、316 などの他のステンレス鋼に比べて、かじりが発生しやすいです。その理由は、その延性とホーク硬化特性にあります。さらに、強靭な表面が欠如し、自己不動態化酸化物層が形成されることで、かじり現象がさらに進行します。
ステンレス鋼ファスナーの焼き付き
ステンレス鋼のかじりを防止するには、316と420のような異なるグレードを使用し、 PTFE表面コーティング適切な潤滑剤を塗布してください。
チタンの焼き付き
チタンは、高応力処理能力と低い熱伝導率により、金属の焼き付きを起こしやすくなります。チタングレードは摩擦係数が高く、材料の接着も促進します。
チタンの焼き付きを防ぐには、応力集中が低くなるように設計を最適化し、TiN などのコーティングを施し、表面を潤滑します。
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まとめ
成形性、延性、加工硬化、柔らかさは、金属がかじりやすくなる主な材料特性です。一方、表面分率、高応力、位置ずれ、高温、その他の動作条件が、かじりの主な原因です。ただし、潤滑剤の塗布、表面コーティング、過度の応力の回避など、適切な予防策を講じることができます。
全体として、材料の組み合わせと表面処理を最適化することで、 金属のかじりProlenTech では、CNC 機械加工されたネジでも、板金製品でも、包括的な表面仕上げおよびかじり防止コーティング サービスを提供できます。さらに、当社のエンジニアと業界の専門家が、材料の選択と適切な潤滑ソリューションについてお手伝いします。
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よくあるご質問
金属部品のかじりとは何ですか?
かじりは、2 つの金属表面が圧力を受けて互いに滑り合うときに発生する凝着摩耗であり、接触点における材料の微細な摩擦圧接によって引き起こされます。
アルミニウム部品間の金属のかじりを防ぐにはどうすればよいでしょうか?
適切な潤滑、滑らかな仕上げの陽極酸化処理、およびスライド用途でのアルミニウムと硬質金属の研磨は、アルミニウム部品間のかじりを防ぐのに役立ちます。
金属のかじりが発生しやすいアプリケーションはどれですか?
摺動、締結、高圧接触に関連する用途では、かじりの影響を受ける可能性があります。例としては、ボルト、ナット、機械部品、ベアリング、ピストン、バルブゲートなどがあります。
かじり防止潤滑剤とは何ですか?
PTFE、二硫化モリブデン、固着防止剤、ドライフィルム潤滑剤などがかじり防止潤滑剤です。かじり防止用途の一般的な市販潤滑剤の1つは、 WD-40®。