6. 기어의 재질

기어에 자주 사용되는 재질은 다음과 같다.

1. 주강
① 주강의 성질과 특징
강(steel)으로 주조한 주물을 주강이라 한다. 주강은 모양이 크거나 복잡하여 단조가공이 곤란하거나 대형인 기어에 자주 사용된다.   

주강은 탄소를 0.4-0.5% 이상 함유하는 경우가 대부분이다.
주강은 주조한 상태로는 거칠고 재질이 균일하지 않은 상태이므로 주조 후 완전 풀림을 실시하여 조직을 미세화 시키고 주조응력을 제거해야 한다.   

이러한 단점 때문에, 과거에는 주강 기어가 많이 제작되었으나, 요즈음에는 특수한 몇몇 경우와 대형 기어를 제외하고는 거의 사용되지 않고 있다.

② 주강의 종류
주강의 종류에는 탄소 주강 뿐 아니라 합금 주강, 스테인레스 주강 등이 있으나 기어에는 주로 탄소 주강이 사용된다.
탄소 주강에는 SC 360, SC 410, SC 450과 SC480이 있다.  

 
2.  기계구조용 탄소강의 성질과 특징
기계구조용 탄소강은 기계부품용 재료로 가장 많이 사용된다.   그러나 기계구조용 탄소강은 열처리 부분의 치수에 따라 그 기계적 성질이 현저하게 달라지는 점에 주의해야 한다.
기계구조용 탄소강 중에서 저탄소강(탄소함유량 0.1 - 0.25 %)은 볼트나 너트, 핀 재료로 사용되며, 기어에는 고탄소강을 사용한다.
고탄소강은 열처리에 의해 기계적 성질을 개선할 수 있기 때문에 담금질과 뜨임 열처리를 사용하는 경우가 많다.   

 

 

3. 기계구조용 합금강의 성질과 특징
탄소강에 특정 원소를 1-2종 적당량 합금하면 본래의 성질이 뚜렷하게 향상 개선되는 이외에도  여러 가지 성능을 얻을 수 있다.   

즉 합금강은 탄소강에 비해 다음과 같은 점을 개선할 수 있다.
       a) 기계적 성질 개선
       b) 내식, 내마멸성 증대
       c) 고온에서 기계적 성질 저하 방지
       d) 담금질성의 향상
       e) 단접과 용접성 향상
       f) 전,자기적 성질 변화
       g) 결정 입자 성장 방지 등.

1). 기계구조용 합금강의 종류
합금강은 특성에 따라 기계구조용 합금강, 공구용 합금강, 내식, 내열용 합금강으로 분류한다.    그 중에서 기어의 재료로는 기계구조용 합금강이 사용된다.
기계구조용 합금강은 다시 강인강과 표면 경화용 강으로 분류할 수 있다.
강인강에는 합금된 재료에 따라 Cr강 (SCr415, SCr420, SCr430 등)과 Ni-Cr강 (SNC236 - SNC836), Ni-Cr-Mo강 (SCCM240-SCCM630), Cr-Mo강, Mn강, 보론강 등으로 구분된다.
표면 경화용강은 침탄용강(침탄용 탄소강과 침탄용 합금강), 질화용강과 고주파 경화용강으로 구분된다.