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ショットピーニングされた表面分析

3D非接触形状測定器の使用

作成者

CRAIG LEISING

はじめに

ショットピーニングは、表面に可塑性を誘発することを目的とした力で、球状の金属、ガラス、またはセラミックのビーズ (一般に「ショット」と呼ばれます) を基材に衝突させるプロセスです。ピーニング前後の特性を分析することで、プロセスの理解と制御を強化するための重要な洞察が得られます。表面粗さとショットによって残されたディンプルの範囲は、特に注目すべき興味深い点です。

ショットピーニング表面分析における 3D 非接触表面形状計の重要性

従来、ショットピーニングされた表面分析に使用されてきた従来の接触式形状計とは異なり、3D 非接触測定では完全な 3D 画像が提供され、対象エリアと表面トポグラフィーをより包括的に理解できます。 3D 機能がなければ、検査は 2D 情報のみに依存することになり、表面を特徴付けるには不十分です。 3D で地形、適用範囲、粗さを理解することは、ピーニング プロセスを制御または改善するための最良のアプローチです。ナノベアの 3D非接触形状計 機械加工およびピーニングされた表面に見られる急角度を測定する独自の機能を備えたクロマティック ライト テクノロジーを利用しています。さらに、プローブの接触、表面の変化、角度、または反射率により、他の技術が信頼できるデータを提供できない場合でも、NANOVEA 表面形状計は成功します。

測定目的

このアプリケーションでは、NANOVEA ST400 非接触表面形状計を使用して、原材料と 2 つの異なるピーニング処理を施した表面を比較レビューのために測定します。 3D 表面スキャン後に自動的に計算できる表面パラメータのリストは無限にあります。ここでは、3D 表面を確認し、粗さ、ディンプル、表面積の定量化と調査など、さらなる分析のために対象領域を選択します。

ナノビア ST400スタンダード
光学式3Dプロフィロメーター

標本、見本

ショットピーニング表面試験

結果

スチール表面

ショットピーニング処理表面粗さ
ショットピーニング表面特性評価

ISO25178 3D粗さパラメータ

SA 0.399μm 平均粗さ
スク 0.516μm RMS粗さ
エスエス 5.686μm 最大の山から谷まで
Sp 2.976μm 最大ピーク高
エスブイ 2.711μm 最大ピット深さ
スクー 3.9344 クルトーシス
エスケープ -0.0113 歪度
サル 0.0028mm 自己相関長
Str 0.0613 テクスチャのアスペクト比
スダール 26.539 mm² 表面積
SVK 0.589μm 谷の深さの減少
 

結果

ピーニングされた表面 1

ショットピーニング処理表面プロファイル
ショットピーニング表面プロファイル測定

表面被覆率 98.105%

ショットピーニング表面の研究

ISO25178 3D粗さパラメータ

サ 4.102μm 平均粗さ
スク 5.153μm RMS粗さ
エスエス 44.975μm 最大の山から谷まで
Sp 24.332μm 最大ピーク高
エスブイ 20.644μm 最大ピット深さ
スクー 3.0187 クルトーシス
エスケープ 0.0625 歪度
サル 0.0976mm 自己相関長
Str 0.9278 テクスチャのアスペクト比
スダール 29.451 mm² 表面積
SVK 5.008μm 谷の深さの減少

結果

ピーニングされた表面 2

ショットピーニング表面試験
ショットピーニング処理表面の分析

表面被覆率 97.366%

ショットピーニング表面計測学

ISO25178 3D粗さパラメータ

サ 4.330μm 平均粗さ
スク 5.455μm RMS粗さ
エスエス 54.013μm 最大の山から谷まで
Sp 25.908μm 最大ピーク高
エスブイ 28.105μm 最大ピット深さ
スクー 3.0642 クルトーシス
エスケープ 0.1108 歪度
サル 0.1034mm 自己相関長
Str 0.9733 テクスチャのアスペクト比
スダール 29.623 mm² 表面積
SVK 5.167μm 谷の深さの減少

まとめ

このショットピーニング表面解析アプリケーションでは、NANOVEA ST400 3D 非接触プロファイラーがどのようにピーニング表面のトポグラフィーとナノメートルの詳細の両方を正確に特徴付けるかを実証しました。原材料と比較すると、表面 1 と表面 2 の両方が、ここで報告されているすべてのパラメータに大きな影響を与えていることは明らかです。画像を簡単に視覚的に検査すると、表面間の違いが明らかになります。これは、カバーエリアとリストされたパラメータを観察することによってさらに確認されます。表面 2 と比較すると、表面 1 は平均粗さ (Sa) が低く、凹み (Sv) が浅く、表面積 (Sdar) が減少していますが、被覆面積はわずかに高くなります。

これらの 3D 表面測定から、対象領域を容易に特定し、粗さ、仕上げ、質感、形状、トポグラフィー、平坦度、反り、平面性、体積、段差の高さなどを含む包括的な一連の測定を行うことができます。詳細な分析のために 2D 断面をすばやく選択できます。この情報により、あらゆる種類の表面測定リソースを利用して、ピーニングされた表面の包括的な調査が可能になります。統合された AFM モジュールを使用して、特定の関心領域をさらに調べることができます。 NANOVEA 3D 表面形状計は、最大 200 mm/s の速度を実現します。サイズ、速度、スキャン機能の点でカスタマイズでき、クラス 1 クリーン ルーム規格に準拠することもできます。インデックスコンベヤやインラインまたはオンライン使用のための統合などのオプションも利用できます。

本ノートに掲載のサンプルを提供してくださったIMFのヘイデン氏に深く感謝いたします。Industrial Metal Finishing Inc. | indmetfin.com

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