ステンレス鋼歯車は単なる「錆びない鋼の歯車」ではありません。一般的な鋼種は耐食性、被削性、焼入れ性が大きく異なり、選択を誤ると柔らかすぎて摩耗が早いか、硬すぎて不経済な加工になります。食品機械、医療機器、海洋機器は選択が最も重要な3つの用途であり、図面に「ステンレス」とだけ書く購入者は確認の質問を受けることが多いです。
304と316はオーステナイト系で、耐食性優先の場合の第一選択です。316はモリブデンを含み、塩化物環境(海水、洗浄剤)に304よりはるかに強くなります。代償として、どちらも熱処理ではほとんど硬化せず、通常200–250HB程度で、軽負荷には適しますが実トルク下では摩耗が早くなります。被削性も炭素鋼より悪く、切削速度は通常30–40%低く、機械コストが高くなります。
17-4PHはステンレス歯車の最高のオールラウンダーです。析出硬化系で、耐食性は304に近く、H900調質後は約44HRCに達し、強度が高く靭性も良好です。実用的な工程は、溶体化(軟質)状態で加工し、その後時効硬化、最後に歯研することです。これにより17-4PHは産業機器で最もよく指定されるステンレス歯車鋼種になっています——耐食性を犠牲にせずに実際の負荷容量を得られます。
440Cは硬さ重視の選択肢です。マルテンサイト系ステンレスで、焼入れ焼戻しで58–60HRCにでき、ステンレス歯車鋼種の中で最高の耐摩耗性を持ちます。代償として、耐食性は304/316より低く、溶接性が悪く、切欠き感受性があります。440Cは高負荷で耐摩耗性が重要、かつある程度の耐食性が必要な箇所——ポンプ駆動、バルブアクチュエータ、一部の海洋部品——に適しており、316の方が安全な水洗い式食品機械には不向きです。
ステンレス鋼歯車の製造は炭素鋼とは異なるリズムが必要です。材料は加工硬化が速いため、工具は切れ味が良く、送りは大きく、切削速度は低くする必要があります。熱処理による変形は炭素鋼より大きいため、歯面には十分な研削代を残さなければなりません。17-4PHの推奨工程は、粗加工→溶体化→半仕上げ→時効→歯研です。当社が製造するステンレス歯車はすべて歯研仕上げです。フライス加工だけではこれらの用途が期待する精度に達しないことが多いからです。
当社では304、316、17-4PH、440Cの歯車をIT6–IT7で加工し、自社で熱処理と歯研を行っています。環境——水洗い、海水、医療、乾燥した産業——と負荷・回転数をお知らせいただければ、「ステンレス」を一つの材料のように見積もるのではなく、適した鋼種と工程を推奨します。
