> SNCM220 是 JIS G4053 規範的鎳鉻鉬滲碳鋼,在鉻鉬成分外再添加鎳(Ni),韌性與淬透性優於 SCM 系列,是汽車變速箱齒輪、差速器齒輪的代表性材料。本文以表格整理各熱處理狀態的強度、硬度數據,並比較 SNCM220 與 SCM420 的選材差異。
SNCM220 是 JIS G4053 規範的鎳鉻鉬滲碳鋼,在鉻鉬成分外再添加鎳(Ni),韌性與淬透性優於 SCM 系列,是汽車變速箱齒輪、差速器齒輪的代表性材料。本文以表格整理各熱處理狀態的強度、硬度數據,並比較 SNCM220 與 SCM420 的選材差異。
SNCM220 是什麼?
SNCM220 為機械構造用合金鋼(JIS G4053)中的鎳鉻鉬(Ni-Cr-Mo)滲碳鋼。鎳的添加提升了心部韌性與淬透性,使零件在承受衝擊載重時更不易脆裂,滲碳後同樣能獲得 HRC 58–62 的高硬度耐磨表層。典型用途為汽車與機車的變速箱齒輪、差速器齒輪、傳動軸等高衝擊傳動零件。
SNCM220 化學成分(JIS G4053)
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 含量 (%) | 0.17–0.23 | 0.15–0.35 | 0.60–0.90 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.40–0.70 | 0.40–0.65 | 0.15–0.30 |
SNCM220 各種熱處理狀態下的機械性質
1. 正火/退火狀態下的機械性質(加工狀態)
| 項目 | 數值 |
|---|---|
| 抗拉強度 | 約 550–700 MPa |
| 布氏硬度 | 約 HB 150–200 |
| 伸長率 | 約 17–23% |
特點:加工性良好,主要成形加工應在滲碳前完成。
2. 滲碳淬火回火後的機械性質
| 部位 | 參考數值 | 說明 |
|---|---|---|
| 表面硬度 | HRC 58–62 | 耐磨、抗點蝕 |
| 心部抗拉強度 | ≥ 830 MPa(JIS G4053 參考值) | 鎳提升心部韌性 |
| 心部硬度 | 約 HRC 25–38 | 依尺寸與淬透性而異 |
| 有效硬化層深度 | 常見 0.5–1.5 mm | 依圖面指定 |
特點:心部衝擊韌性優於同級 SCM 滲碳鋼,適合承受衝擊與變動載重的齒輪。
韌性、疲勞壽命與實務考量
- 鎳的韌化效果:Ni 0.40–0.70% 提升低溫韌性與抗衝擊能力,齒輪在啟停、換檔等衝擊工況下更不易崩齒。
- 淬透性:Ni-Cr-Mo 複合添加使淬透性佳,較大斷面零件心部性能穩定。
- 疲勞表現:滲碳層殘留壓應力搭配韌性心部,彎曲疲勞與接觸疲勞壽命俱佳,是車用齒輪長壽命的關鍵。
- 成本考量:含鎳使材料成本高於 SCM 系列,一般工業零件若無衝擊需求,SCM420 通常已足夠。
SNCM220 vs SCM420 選材比較
| 比較項目 | SNCM220 | SCM420 |
|---|---|---|
| 合金系統 | Ni-Cr-Mo | Cr-Mo |
| 心部抗拉強度 | ≥ 830 MPa | ≥ 930 MPa |
| 心部衝擊韌性 | 較佳(含 Ni) | 一般 |
| 材料成本 | 較高 | 較低 |
| 典型用途 | 汽車變速箱/差速器齒輪 | 一般工業齒輪、軸類 |
衝擊載重明顯、可靠度要求高的車用傳動零件選 SNCM220;一般工業傳動零件以 SCM420 為主即可,成本更有優勢。
SNCM220 常見問題 FAQ
Q1:SNCM220 與 SCM420 該如何選擇?
A: 兩者滲碳後表面硬度相當(HRC 58–62)。SNCM220 因含鎳,心部衝擊韌性與淬透性較佳,適合換檔衝擊頻繁的汽車變速箱與差速器齒輪;SCM420 心部強度參考值較高(≥ 930 MPa)且成本較低,一般工業齒輪、軸類多以 SCM420 為主。簡單原則:重衝擊、重可靠度選 SNCM220,一般負載選 SCM420。
Q2:為什麼汽車齒輪常指定 SNCM220?
A: 汽車傳動系統的齒輪承受頻繁的啟停與換檔衝擊,鎳元素提供的心部韌性可降低崩齒風險;同時 Ni-Cr-Mo 的高淬透性讓量產零件的熱處理品質更穩定,滲碳表層則確保齒面耐磨與抗點蝕,綜合壽命與可靠度表現優異,因此成為車廠規範的常用材料。
Q3:SNCM220 圓棒的供貨形式與材質證明如何確認?
A: SNCM220 常見供貨形式為黑皮圓棒與磨光棒。購買時應要求檢驗證明書(Mill Test Report),確認鎳 0.40–0.70%、鉻 0.40–0.65%、鉬 0.15–0.30% 等成分符合 JIS G4053。双享鋼鐵備有 SNCM220 圓棒庫存,並可協助評估與 SCM 系列的選材比較,歡迎填表洽詢!