レーザー焼入れされたギヤは、レーザー光によって表面を硬化させたギヤです。ここでは、レーザー焼入れされたギヤの特徴や長所・短所、そして用途や例を紹介します。
レーザー焼入れされたギヤとは
レーザー焼入れされたギヤは、レーザー光によって表面を硬化させたギヤです。レーザー焼入れは、耐久性を高めたり摩耗抵抗を向上させたりすることを目的としています。高出力のレーザー光を表面に照射することで、表面の一部が急速に加熱・冷却され、硬化層が形成されます。精密な熱処理ができる点が、レーザー焼入れの特徴です。ギヤの特定の部分のみ焼入れができるため、ギヤ全体を加熱する必要がなく、硬化させる部分にのみレーザーを照射することで、部品の変形を抑えられます。レーザー焼入れは冷却時に水や油を使用しないため、環境に配慮した熱処理方法です。
レーザー焼入れされたギヤの長所と短所
長所
- 摩耗抵抗が向上する
- 表面の仕上げ加工が不要
- 耐久性が高まる
レーザー焼入れをしたギヤは、摩耗抵抗が向上し、耐久性が向上する点が長所です。また、必要な部分にのみレーザーを照射するため、ギヤ全体の変形や歪みを最小限に抑えることも可能です。
他の熱処理方法とは異なり、レーザー焼入れでは歪みがほとんど発生しないため、表面仕上げ加工が不要です。工程の簡素化により、作業者の負担も軽減されます。
短所
- 適用範囲が限定されている
- 材料に制約がある
- 深い硬化層には対応できない
レーザー焼入れは、適用範囲や材料の制約などがあります。表面硬化に使用されるため、部品全体の硬化はできません。ギヤ全体を硬化させたい場合は別の方法を用いる必要があるでしょう。
また、ギヤの素材にも制約があります。適用できる素材に制限があり、材料によってはあまり効果が得られないかもしれません。
ほかにも、硬化層の深さにも限界があります。浅い硬化になるケースが多いため、深さを求めたい場合はレーザー以外の方法がおすすめです。
レーザー焼入れされたギヤの主な用途（対応している分野）
- 産業用機械：長期間の運転に耐えられるギヤを使用する産業用機械で、レーザー焼入れされたギヤが用いられています。
- 自動車：ギヤにレーザー焼入れすることで、表面の耐摩耗性が向上し、ギヤの寿命が延びます。駆動性能が向上します。
レーザー焼入れされたギヤの製品例
引用元：富士高周波工業株式会社公式HP
（https://www.fuji-koushuha.co.jp/technology/laser-hardening/2021/07/13/1222.html）
富士高周波鋼業の例
歯車部分のみを局所的にレーザー焼入れしたギヤです。カタログに記載されている仕上げ品に対して、歯の精度がJIS規格から外れてしまわないように、レーザーで処理しています。
深さは0.3～0.5㎜、硬さはHRC50～60です。
引用元：富士高周波工業株式会社公式HP
（https://www.fuji-koushuha.co.jp/technology/laser-hardening/2023/01/27/4192.html）
歯切り工程で必要な精度まで仕上げ、最終工程としてレーザー焼入れを実施したギヤです。歯の精度の崩れを抑え、歯研工程を省略することで、工期やコストの削減を実現しました。
深さは0.5㎜、硬度はHRC55です。