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機械部品の摩耗対策——アブレシブ・凝着・疲労・腐食の型を見分けてから選ぶ

調達購買ノウハウ

投稿日：2026年10月30日

機械部品の摩耗対策——アブレシブ・凝着・疲労・腐食の型を見分けてから選ぶ

部品の摩耗の原因調べを、解析先探しから任せる→ 技術課題の解決

この記事のポイント（結論先出し）

摩耗の対策は、どの型の摩耗かを見分けてから選ぶ。型によって効く対策が逆になることがあるからである。摩耗は大きく、硬い突起や粒子が相手を削るアブレシブ摩耗、接触部がくっ付いてちぎれる凝着摩耗、潤滑が良くても表面の疲労で起きる疲労摩耗に分けられ、ここに環境との反応が絡む腐食摩耗が加わる^[1]^[3]。アブレシブ摩耗は、その部分を硬い材料で作るか、フィルタなどで異物の侵入を防ぐ以外に手がない、とする解説がある^[2]。摩耗面の傷の向きと形、摩耗粉の大きさと形、使い始めからの減り方の 3 つで型を見当付け、決まらなければ摩耗面と摩耗粉の観察を外に頼む。

この記事は、設備や製品の部品（軸、軸受、ガイド、歯車、カム、ローラ、刃物、樹脂の摺動部品など）が想定より早く減る、焼き付く、異音が出る、という困りごとを、保全・生産技術・設計の担当者がどう切り分け、社内で何を試し、外に何を頼むかを扱う。摩耗試験の方法の指定は摩耗試験を外注するときで扱ったので、ここでは試験の規格の説明は繰り返さない。

摩耗の型を知る

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表面技術協会誌の解説は、摩耗を「摩擦による固体表面部分の逐次減量現象」と定義されているものとして紹介し、機械システムの寿命を決める原因の多くに摩耗が関係し、運転時の騒音や振動、焼け付きも摩耗から派生すると書いている^[1]。同じ解説は、摩耗をメカニズムで大別して、次のように整理している^[1]。

アブレシブ摩耗
表面の突起が相手の表面を削り取る摩耗。硬い表面の突起が削る二元アブレシブ摩耗と、摩擦する面の間にある硬い粒子が削る三元アブレシブ摩耗に分けられる。摩耗面には線状の傷（線条痕）ができ、切りくず状の摩耗粒子が出るのが特徴とされる^[1]。

凝着摩耗
表面突起どうしの接触部がくっ付いてちぎり取られる摩耗。摩耗の速いシビア摩耗と遅いマイルド摩耗に分かれ、摩耗率は 2 桁以上違う^[1]。シビア摩耗では摩耗面が大きく荒れて 10 μm 以上の大きな粒子が出て、マイルド摩耗では面がなめらかで数 μm 以下の細かい粒子が出る^[1]。

疲労摩耗（表面疲労）
アブレシブ摩耗も凝着摩耗も起きない場合に、表面の疲労破壊で進む摩耗^[1]。ターボ機械協会誌の解説は、潤滑状態が良く潤滑膜で二面が隔てられているときに起きることがあり、最大せん断応力が表面から少し内部に入った所に生じ、繰り返しの力で内部にできた亀裂が表面まで進み、最後に薄片状の粒子が離れる、と説明している^[3]。

腐食摩耗
同じ解説は、不適当な潤滑油や油中の極圧添加剤、酸・アルカリなどの腐食性物質で金属の摺動面が腐食され、腐食生成物は表面への吸着力が弱く摺動ではがれやすい、と書いている^[3]。凝着とせん断が繰り返されると新しい面が出続け、腐食が進む^[3]。

型を見分ける 3 つの手がかり

減った部品を前にして、まず次の 3 つを見る。

型	摩耗面	摩耗粉	減り方の目安
アブレシブ摩耗	動く方向にそろった線状の傷	切りくず状	異物や硬い相手がある限り減り続ける。摩耗量は大きい
凝着摩耗（シビア）	大きく荒れる。相手の材料が移り付いていることがある	10 μm 以上の大きな粒子	マイルド摩耗より摩耗率が 2 桁以上大きい
凝着摩耗（マイルド）	なめらか	数 μm 以下の細かい粒子	使い始めに減って、その後落ち着くことがある
疲労摩耗	はく離した穴（ピット）や薄くはがれた跡	薄片状	しばらく問題なく使えたあと、急に出る
腐食摩耗	変色、腐食生成物	酸化物などの粉	油の劣化や環境の変化と時期が重なる

表の摩耗面と摩耗粉の特徴、凝着摩耗の摩耗率と粒子の大きさは表面技術協会誌の解説^[1]、疲労摩耗と腐食摩耗の特徴はターボ機械協会誌の解説^[3]による。減り方の目安の列は、これらの特徴から現場で見当を付けるためのもので、決め手にはならない。

摩耗粉は、潤滑油の中や、ガイドのすき間、カバーの内側にたまっている。捨てずに集めて、拡大鏡で形を見る。油に混じっているなら、油を少量採って紙でこすと粉が残る。摩耗粉の形は、部品を分解しなくても見られる貴重な手がかりである。

型ごとの対策の考え方

アブレシブ摩耗：硬くするか、異物を入れない

精密工学会誌の解説は、アブレシブ摩耗の起きる場面は 2 とおりあるとしている^[2]。1 つは、その部品の役割として硬い物体と接触する場合で、これはそれ自体を硬い材料で作れば避けられる。もう 1 つは、軸受のすき間に入った砂で減った、というように本来そこにあるはずのない異物で起きる場合で、これはフィルタなどで異物の侵入を防げばよい^[2]。解説は、これら以外に打つ手がない、とまで書いている^[2]。

現場で多いのは後者である。研削や切削の粉、鋳物の砂、粉体の原料、外から舞い込むほこりが、カバーやシールのすき間から入る。線状の傷が見えたら、材料を替える前に、異物の入り口を探す。シールの劣化、カバーの欠け、給油口の汚れ、清掃のときの圧縮空気の吹き付けで粉を押し込んでいないか。部品を硬くしても、異物がもっと硬ければ削られる。

油圧や循環給油の設備なら、油の汚れを数字で管理できる。JIS B 9933（油圧－作動油－固体微粒子に関する汚染度のコード表示）は、1 mL 中の 4 μm(c) 以上、6 μm(c) 以上、14 μm(c) 以上の粒子数を、それぞれスケール番号で表すコードを定めている^[5]。対策の前後で同じコードで比べれば、異物の侵入を止められたかを、部品が減るのを待たずに確かめられる。

凝着摩耗：潤滑と組合せ

凝着摩耗は、金属どうしが直接触れて起きる。潤滑油やグリースが切れていないか、量と交換の周期が守られているか、温度が上がって油が薄くなっていないかを見る。同じ材料どうしの組合せは凝着しやすいとされることが多く、相手の材料や表面処理を変えることも選択肢になる。シビア摩耗からマイルド摩耗へ移ることもあるので^[1]、使い始めの「なじみ」の運転の条件を見直すと、その後の減り方が変わることがある。

疲労摩耗：荷重と潤滑の清浄さ

疲労摩耗は、潤滑が良くても、繰り返しの力で内部から壊れる^[3]。転がり軸受では、寿命そのものがこの考え方で定義されている。JIS B 1518 は、軸受の寿命を、軌道輪又は転動体のいずれかに材料の疲れの最初の形跡が現れるまでの回転数としている^[4]。そのうえで、信頼度 90 % のときの定格寿命を基本定格寿命とし、異なった信頼度、潤滑状態、潤滑剤の汚染、疲労限荷重を考慮した修正定格寿命の計算方法も規定している^[4]。つまり、同じ軸受でも、潤滑の状態と油の汚れで寿命の見積もりが変わる、ということが規格の計算の中に入っている。軸受が早くはく離するなら、荷重が設計の想定より大きくないか、油に異物が混じっていないかを見る。

腐食摩耗：油と環境

腐食摩耗は、油の劣化や、合わない添加剤、水や薬品の混入で起きる^[3]。精密工学会誌の解説は、腐食摩耗が問題になる環境として、大気中の酸素と、酸性の燃焼生成物などで汚れた潤滑油を挙げ、境界潤滑は制御された腐食にほかならないから、腐食摩耗の危険は常にある、と書いている^[2]。同じ解説は、鋼では材料と摩擦条件の組合せで、酸素による腐食摩耗と破壊による摩耗のどちらかが起こり、前者の摩耗量はほぼ 2 桁小さい、としている^[2]。腐食が絡んでいても、それが軽い摩耗で済んでいる場合もある。油を替えた、洗浄液を替えた、湿気の多い季節に入った、という変化と時期が重なるかを見る。腐食そのものの見分け方は金属の腐食の対策で扱う。

社内で切り分ける手順

1. 減った部品と相手の部品を両方残す
摩耗は 2 つの面の組合せで起きる。片方だけでは型が決まらない。新品の同じ部品も 1 つ用意する。

2. 摩耗粉と潤滑剤を採っておく
交換の前に、油やグリースを少量容器に採る。交換した後では、原因が流れてしまう。

3. 使われた時間と条件を集める
交換してから何時間・何回動いたか、荷重、速度、温度、清掃や給油の記録、周りで粉や水を扱っていないか。

4. 摩耗面を拡大鏡で見る
傷の向き、荒れ方、変色、はく離の穴。写真に、動く方向の矢印を書き込んでおく。

5. 変えたことを確かめる
材料、熱処理、表面処理、潤滑剤、仕入先、運転の条件に、減り方が変わった時期の前後で変更がなかったか。

対策を試すときは、1 回に 1 つだけ変え、変える前と同じ測り方で減り量を比べる。摩耗量を比べる試験の組み方は摩耗試験を外注するときで、樹脂の摺動部品の選び方はPOM（ポリアセタール）の選び方や超高分子量ポリエチレンの選び方で扱った。

社内で手に負えないとき、外に何を頼むか

見分けが付かない、対策しても変わらない、型が 2 つ以上重なっていそう、という場合は、観察と分析を外に頼む。頼む中身は次のように分かれる。

頼むこと	分かること	渡すもの
摩耗面の観察（顕微鏡・走査電子顕微鏡）	傷の形、移り付き、はく離の様子から型を見当付ける	減った部品、相手の部品、新品
摩耗粉・油の分析	粉の形と大きさ、どちらの部品から出たか、異物の成分	採った油・グリース、周りで扱う粉の見本
油の汚染度の計測	粒子の数を JIS B 9933 のコードで表し、対策の前後を比べる	設備から採った油（採る位置と時期を記録）
断面観察・硬さの測定	表面の硬さ、熱処理や表面処理の厚さが図面どおりか、内部の亀裂	図面の熱処理・表面処理の指示
条件をそろえた摩耗試験	材料や処理の候補を同じ条件で比べる	実機の荷重・速度・温度・潤滑の見積もり

断面の切り方の指定は断面観察の依頼で決めること、異物の成分の分析の頼み方は成分分析を外に頼むとき、壊れた部品全体の解析の頼み方は故障解析を外に頼むときで扱う。

頼む前に、何を決めたいのかを一文にしておく。「どの型の摩耗かを知りたい」「材料を替えるか、異物の対策をするかを決めたい」「交換の周期を見直したい」。決めたいことによって、観察だけで足りるか、試験まで要るかが変わる。

よくある質問

硬い材料に替えれば摩耗は減りますか

アブレシブ摩耗で、相手が自分より硬いなら効くことがある。ただし異物がさらに硬ければ削られ続けるので、異物の侵入を止める方が先になる場合がある^[2]。凝着摩耗や疲労摩耗では、硬さだけで決まらない。

潤滑油を増やせば摩耗は止まりますか

油切れによる凝着摩耗なら効く。異物の混じった油を増やしても、アブレシブ摩耗は止まらない。疲労摩耗は潤滑が良くても起きる^[3]。油の量より、油の清浄さと交換の周期を見る。

メーカーの寿命の計算より早く軸受が壊れました

軸受の寿命の計算は、潤滑状態や潤滑剤の汚染で変わる修正定格寿命の考え方を含んでいる^[4]。計算に使った荷重や汚れの前提が実機と合っているかを、まず確かめる。

まとめ

摩耗は、アブレシブ・凝着・疲労・腐食の型に分けてから対策を選ぶ^[1]^[3]。見分ける手がかりは、摩耗面の傷、摩耗粉の大きさと形、減り方の 3 つである。アブレシブ摩耗は硬くするか異物を入れない^[2]、凝着摩耗は潤滑と組合せ、疲労摩耗は荷重と油の清浄さ^[4]^[5]、腐食摩耗は油と環境を見る。減った部品・相手・摩耗粉・油を残しておき、決まらなければ観察と分析を外に頼む。

あわせて、めっき不良の原因の切り分け、工場の静電気対策も参照してほしい。

出典・参考資料

長谷亜蘭「摩耗メカニズムの研究事例と動向」（表面技術 Vol.65 No.12／2014 年）
木村好次「摩耗の破壊論－耐摩耗材料の開発と摩耗量の予測をめざして－」（精密工学会誌 Vol.59 No.2／1993 年）
水本宗男・宇佐美賢一「摩耗はなぜ起こるのか（1）」（ターボ機械第 24 巻第 5 号／1996 年）
JIS B 1518:2013 転がり軸受－動定格荷重及び定格寿命（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2013 年 11 月 20 日改正・2023 年 10 月 20 日確認）
JIS B 9933:2023 油圧－作動油－固体微粒子に関する汚染度のコード表示（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2023 年 8 月 21 日改正）

部品の摩耗の原因を、観察と分析の段取りから進める

newji の「技術課題の解決」では、品質不具合の原因を知りたいというご相談に、分析や試験を受けてくれる会社を探して調べる段取りを組みます。何を決めたいかの整理と進行の管理は newji が行い、摩耗面の観察や摩耗粉の分析、摩耗試験のように専門の設備が要る作業は専門の会社と組んで進めます。ご相談、専門の会社の選定・打診、見積のご提示までは無料です。観察と判定は専門の会社が行い、結果を前もってお約束するものではありません。

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