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ステンレス鋼製リニアモーションコンポーネント

腐食性環境を伴う用途においては、リニアモーションシステムの設計者は、脆弱な部品を保護するためのカバーの使用、特殊なコーティングやメッキを施した部品の発注、危険な液体やガスへの曝露を最小限に抑えるための機械やシステム内部における敏感な部品の戦略的な配置といった予防措置を講じることができる。

しかし、汚染の性質や業界規制への準拠といった理由から、可能な限りステンレス鋼材料の使用が求められる用途もあります。とはいえ、一般的に「ステンレス鋼」と呼ばれるものには多くの鋼合金が存在し、メーカーは様々なグレードのステンレス鋼を使用した直線運動部品やサブコンポーネントを提供しています。

耐腐食性に優れたリニアモーション製品の中から最適なものを選ぶお手伝いをするために、ここでは最も一般的なステンレス鋼製の製品について、それぞれがリニアモーションシステムで一般的に使用される例とともにご紹介します。

ステンレス鋼には、結晶構造、つまり原子の配列によって特徴づけられる、オーステナイト系、フェライト系、二相系(オーステナイト・フェライト混合系)、マルテンサイト系の4つの主要なファミリーがあります。リニアベアリング用途で使用されるステンレス鋼のほとんどは、オーステナイト系とマルテンサイト系に属します。オーステナイト系ステンレス鋼はクロムニッケル合金で、モリブデン、マンガン、窒素などの他の元素が添加されることがあります。マルテンサイト系ステンレス鋼もクロム合金ですが、オーステナイト系よりもクロムの含有量が少なく、炭素の含有量が多くなっています。そのため、マルテンサイト系ステンレス鋼はオーステナイト系よりも硬度が高い反面、耐食性は劣ります。

最も一般的なステンレス鋼はオーステナイト系で、特に316と304が挙げられます。316と304のステンレス鋼の最も大きな違いは、316にはモリブデンが含まれていることです。モリブデンは耐食性が非常に高く、特に塩素や塩分を含む環境で威力を発揮します。実際、316ステンレス鋼は「マリングレードステンレス鋼」と呼ばれることもあります。また、316よりも炭素含有量が少なく、耐食性がさらに高い316L(「L」は「ライト」の意)というグレードのステンレス鋼もあります。

304ステンレス鋼は最も一般的に使用されているオーステナイト系ステンレス鋼ですが、食品加工、半導体、医薬品製造などの用途では、316および316Lグレードが好まれます。直線運動システムでは、300系ステンレス鋼が、循環部品、潤滑継手、その他の非荷重支持部品に一般的に使用されます。

マルテンサイト系ステンレス鋼(440系など)は、オーステナイト系ステンレス鋼よりも硬度が高く、極度の圧力やヘルツ応力にもより強く耐えられるため、ボール、シャフト、ガイドレールなどの荷重を受ける部品によく使用されます。ベアリングハウジングなどのその他の重要な部品も、一般的にマルテンサイト系ステンレス鋼で作られています。

マルテンサイト系ステンレス鋼のもう一つの形態である析出硬化型マルテンサイト鋼(例えば630グレード)は、熱処理後に高い強度と硬度を持ち、304ステンレス鋼と同等の耐食性を持つため、ボールねじの軸に使用されることがある。

メーカーによって、リニアモーションシステムの各コンポーネントに使用されるステンレス鋼のグレードは異なります。例えば、ボールには440Cグレードのステンレス鋼を使用するメーカーもあれば、440Bグレードや431グレードを使用するメーカーもあります。そのため、使用するステンレス鋼のグレードが、用途において曝される化学物質や汚染の種類に適していることを確認することが重要です。

使用するステンレス鋼のグレードもシステムの静的および動的耐荷重能力に影響を与えるため、荷重および寿命計算を行う際には、適切な(低減された)耐荷重能力を使用するようにしてください。


投稿日時:2022年6月27日
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