窒化面と浸炭面の相性について教えてください。

質問

耐摩耗について考えているのですが、教えてください。
現在、窒化処理のものを組み合わせて摺動しているのですが、
歪などでカジリが出るため処理後、
手仕上げで歪を取る必要が出てしまいます。
（クリアランス0.01以下のもの）
ここを手仕上げの必要を無くす為、層の厚い
浸炭後、研磨に変えようかと思っているのですが
どうしても位置決め作業が残ってしまい、
基本的に浸炭後は切削が不可能と考えているので、

片方が窒化の物のままでの考案を考えています。
硬度はお互い同じになることはないと
思うのですが、やはり偏摩耗などが起きてしまうのでしょうか？
もしくは浸炭した物に穴あけなど可能なのでしょうか？

回答No.1

noname#230359

摩耗の観点からいうと、同材種で同じ表面処理の物同士を摺動させると、結晶構造が同じことから、摺動している界面に凝着や移着が起こりやすい傾向があります。片方を浸炭に変更するというのは良い方向に行くと思います。
　硬さについてですが、浸炭焼入にて得られるものは、焼入をしてマルテンサイトという組織に変えて硬化させる物理的硬化方法です。一方窒化は、母材のFeやCrなどと窒素を反応させて硬い窒化物を生成する化学的な硬化方法です。したがって、例えばHv700という同じ硬さだとしても、耐摩耗性に関しては全く異なった物性を持っています。
　一般的に硬さが高いものほど耐摩耗性があると信じられているようですが、これはアブレッシブ摩耗（硬い砥石で磨くような形態）の場合だけで、一概にそうとは言えません。すごく柔らかいプラモデルの樹脂製のピニオンギアと金属製の平歯車を組み合わせても、柔らかい樹脂が一方的に減るとは言えないことや、メタルとして使っている柔らかい銅合金が一般的に用いられていることがその例です。
　浸炭品への穴あけですが、HRC60以上の表面硬さのものに機械加工にて穴あけするのは無理だと思いますので、放電加工になるのではないでしょうか。

お礼

そういえば、ジャーナル部のメタル、エンプラの歯車が金属の歯車を壊したなど経験がありましたね。なるほど納得しました。凝着固着は構成刃先やダイヤが炭素鋼に弱いなどと同じですかね？浸炭、窒化の組み合わせがこんないい組み合わせとは気づきませんでした。貴重な解説ありがとうございました。後加工が出来れば・・・。