スクリューフライト材質詳細解説

スクリューフライトは非常に過酷な環境下で使用されます。巨大なトルク、激しい材料摩擦による摩耗（研磨摩耗、衝撃摩耗）、起こりうる腐食（材料中の水分、酸性・アルカリ性成分による）、そして衝撃荷重に耐えなければなりません。そのため、材質選定は非常に重要であり、​高強度、高耐摩耗性、優れた靭性​、そして一定の​耐腐食性​を備えている必要があります。一般的な材質は以下の通りです：

​高強度耐摩耗鋼板 (例：NM360, NM400, NM450, Hardox 400/450):​

​特徴：​ これは現在最も広く使用されている材質です。熱処理（焼入れ＋焼戻し）により、高い硬度と優れた耐摩耗性を獲得し、同時に一定の靭性と溶接性を維持します。NM400/NM450/Hardox 450の硬度はHBW 400-450に達し、耐摩耗性は非常に優れています。

​メリット：​ 総合的な性能が良い（強度、硬度、靭性、溶接性）、コストパフォーマンスが高い、調達と加工が容易（切断、圧延、溶接）。

​適用：​ ほとんどの作業条件下での第一候補であり、特に混合都市ごみ、産業廃棄物、建設廃棄物、木材など、中程度の研磨性を持つ材料の処理に適しています。

​高クロム鋳鉄 (High Chromium Cast Iron):​

​特徴：​ 高い割合のクロム（通常>15%）と炭素を含み、鋳造によって形成されます。その耐摩耗性は、主に母材中の大量の高硬度炭化物（例：M7C3）に由来します。硬度はHRC 55-65に達し、耐摩耗性は非常に高く、耐摩耗鋼をはるかに上回ります。

​メリット：​ ​耐摩耗性が非常に高い​ため、​研磨性が極めて強い​材料（例：鉱滓、スラグ、石英砂、砕石、大量の鉱物を含む産業廃棄物）の処理に特に適しています。

​デメリット：​ ​靭性が低い​ため、脆性が大きく、耐衝撃性が弱く、強い衝撃下で破損しやすいです。鋳造プロセスが複雑で、コストが高いです。溶接性が悪く、通常は一体鋳造または特殊な方法（例：アリ溝、ボルト）で軸に接続する必要があり、修理・交換が困難です。

​高マンガン鋼 (Hadfield Manganese Steel, 例：Mn13, Mn18):​

​特徴：​ 典型的な銘柄はZGMn13です。強い衝撃または圧力を受けると、表面に顕著な加工硬化が発生し、硬度が大幅に向上し（表面硬度はHBW 500以上に達する）、優れた耐衝撃摩耗能力を獲得します。

​メリット：​ ​耐衝撃靭性が非常に優れており​、強い衝撃条件下で耐摩耗性が際立っています。​大きな硬い物、金属不純物​を多く含む材料（例：廃車破砕物、大型ごみ）の処理に適しており、材料や刃物の予期せぬ衝撃に耐えることができます。

​デメリット：​ 衝撃がない、または低い衝撃の純粋な滑り摩擦条件下では、加工硬化効果が顕著ではなく、耐摩耗性は耐摩耗鋼や高クロム鋳鉄に劣ります。コストが高いです。

​表面硬化処理鋼 (例：炭素鋼/低合金鋼 + 溶接肉盛/溶射):​

​特徴：​ コストの低い基材（例：Q345B）を使用し、フライトの​摩耗しやすい部位（通常はフライト外縁と推進面）​に耐摩耗強化処理を施します。

​溶接肉盛 (Hardfacing)：​ フライト表面に、1層または複数層の高硬度、高耐摩耗性の合金溶接材料（例：炭化タングステン複合材料、高クロム鋳鉄溶接棒/溶接ワイヤ）を溶着します。耐摩耗性は調整可能で、効果は顕著です。

​溶射 (Thermal Spraying)：​ 例：アーク溶射、フレーム溶射による炭化タングステン、セラミックなどの耐摩耗コーティング。

​メリット：​ 基材が全体の強度と靭性を保証し、耐摩耗層が対象を絞った高い耐摩耗保護を提供します。全体に耐摩耗材料を使用するよりも、コストが低いです。摩耗後に修理可能です。

​デメリット：​ プロセスが複雑で、品質管理の要求が高いです。溶接肉盛層に亀裂や剥離のリスクが生じる可能性があります。形状が複雑なフライトの場合、処理が困難です。