日立建機ら,レーザー焼入で歯車を修復し寿命を延長

日立建機と物質・材料研究機構(NIMS)は,使用済み歯車の表面にレーザー焼き入れすることで,摩耗によって損傷した部分を修復する手法を共同で開発した(ニュースリリース)。

日立建機の再生事業は,顧客の使用済み純正部品(油圧シリンダ,油圧ポンプ,走行装置など)を,機械の修理や定期交換時に回収し,分解・整備後,新品同等の機能保証付きの再生部品として提供している。

高負荷がかかる歯車は,長く使用すると摩擦や残留応力などにより疲労し,使用寿命を迎えると,変形や破損へと至る。浸炭処理した使用済み歯車にレーザーを照射することで,不具合を引き起こす金属の表層組織を部分的に改質して強度を回復し,新品の歯車と比べて,寿命を新品と同等以上に延長可能であることが実証された。

また,日立建機とNIMSは,修復した歯車の使用寿命を,新品と同等以上に延長可能であることを実証した。なお,この手法は,炭素を拡散させて金属の表面を強化する浸炭処理を施した歯車を対象としているという。

日立建機は,2023年4月より,使用済み油圧ポンプ内部の歯車の再生において,この手法を適用する。これにより,従来,廃棄の対象としていた歯車の再生利用率が約25%向上するとする。

20トンクラスの油圧ショベルの場合,毎回の定期部品交換時,新品ではなく再生された歯車を利用することで,新品部品を製造するときに発生するCO2排出量1台当たり約13kgの低減が見込まれる。

将来的には,鉱山機械の再生部品へのこの手法の適用や部品再生を行なっている日立建機グループの海外拠点への導入も計画しているとしている。

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