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フレッティング摩耗試験 トライボロジー

フレッティング摩耗評価

フレッティング摩耗評価

航空機のフレッティング摩耗評価

著者

Duanjie Li, PhD

によって改訂されました。

Jocelyn Esparza

鉱業・冶金におけるフレッチング摩耗の評価

はじめに

フレッティングとは、"負荷がかかり、振動や何らかの力によって微小な相対運動をする2つの材料の接触部に発生する特殊な摩耗現象 "である。機械が稼働しているとき、ボルトやピンで固定されている接合部、動くことを意図していない部品間、振動するカップリングやベアリングなどでは、必然的に振動が発生する。このような相対的な摺動運動の振幅は、マイクロメートルからミリメートルのオーダーであることが多い。このような低振幅の運動の繰り返しは、表面における深刻な局所的機械摩耗や物質移動を引き起こし、生産効率や機械性能の低下、あるいは機械の破損につながる可能性がある。

定量性の重要性
フレッティング摩耗評価

フレッチング摩耗には、二体摩耗、凝着、フレッチング疲労摩耗など、接触面で発生するいくつかの複雑な摩耗メカニズムが関与することがよくあります。フレッチング摩耗のメカニズムを理解し、フレッチング摩耗保護に最適な材料を選択するには、信頼性の高い定量的なフレッチング摩耗評価が必要です。フレッチング摩耗挙動は、変位振幅、垂直荷重、腐食、温度、湿度、潤滑などの作業環境に大きく影響されます。多用途な トライボメータ さまざまな現実的な作業条件をシミュレートできるこのツールは、フレッチング摩耗の評価に最適です。

Steven R. Lampman, ASMハンドブック:第19巻:疲労と破壊
http://www.machinerylubrication.com/Read/693/fretting-wear

測定目的

本研究では,ステンレス鋼SS304のフレッティング摩耗挙動を異なる振動速度と温度で評価し,その能力を明らかにした。 ナノベア T50 トライボメータは、金属のフレッティング摩耗プロセスを適切に制御・監視してシミュレートすることができます。

ナノビア

T50

試験条件

ステンレス鋼SS304サンプルの耐フレッティング摩耗性を、以下の方法で評価した。 ナノビア 直線往復運動式摩耗モジュールを使用したトライボメータ。対向材としてWC(直径6mm)ボールを使用しました。を使用して摩耗痕を調べた。 ナノビア 3D非接触プロファイラー。 

フレッティングテストは、室温(RT)、200 °Cで行い,SS304試料の耐フレッティング摩耗性に及ぼす高温の影響を検討した。試料ステージに設置した加熱板により、フレッティング試験中の試料を200℃に加熱した。 °C.摩耗率のことです。 Kの式で評価した。 K=V/(F×s)で、ここで V は摩耗量です。 F は法線荷重であり s は滑走距離である。

なお、今回の研究では、カウンター材としてWCボールを例として使用した。形状や表面仕上げの異なるあらゆる固体材料を、カスタムフィクスチャを使用して実際の適用状況をシミュレートすることができます。

テストパラメーター

摩耗計測の

結果・考察

によって算出された摩耗痕の体積損失を、3D摩耗痕プロファイルによって直接かつ正確に把握することができます。 ナノビア 山地解析ソフト。 

低速100rpm、室温での往復摩耗試験では、0.014mmという小さな摩耗痕を示した³.一方、1000rpmの高速回転で行ったフレッティング摩耗試験では、0.12mmというかなり大きな摩耗痕が形成されています。³.このような加速摩耗は,フレッティング摩耗試験で発生する高熱と激しい振動が金属片の酸化を促進し,激しい3体摩耗をもたらすことに起因すると考えられる。200℃の高温環境下でのフレッティング摩耗試験で,金属破片の酸化が促進され,3体摩耗が激しくなった。 °Cは0.27mmと大きめの摩耗痕を形成する³.

1000rpmでのフレッティング摩耗試験で、摩耗量は1.5×10-4 ミリメートル³/Nmとなり,100rpmでの往復摩耗試験と比較して約9倍となった。また,高温でのフレッチング摩耗試験では,摩耗速度がさらに加速され,3.4×10-4 ミリメートル³/Nmとなりました。異なる速度と温度で測定された耐摩耗性にこのような大きな差があることは、現実的なアプリケーションのためのフレッティング摩耗の適切なシミュレーションの重要性を示しています。

トライボシステムにわずかな試験条件の変更を加えると、摩耗挙動が大きく変化することがあります。の汎用性 ナノビア トライボメータは、高温、潤滑、腐食など、さまざまな条件下での摩耗を測定することができます。また、モーターによる正確な速度・位置制御により、0.001~5000rpmの範囲で摩耗試験を行うことができ、研究・試験室において、さまざまなトライボロジー条件下でのフレッティング摩耗を調査するための理想的なツールとなっています。

様々な条件下でのフレッティング摩耗痕

光学顕微鏡下

光学顕微鏡による様々な条件下でのフレッティング摩耗痕の観察

3Dウェアトラックプロファイル

基礎的な理解を深めることができる
フレッティング摩耗機構の

3D摩耗痕プロファイル - フレッティング

結果まとめ

異なるテストパラメータを使用して測定

まとめ

この研究では、その能力を披露した。 ナノビア ステンレス鋼SS304試料のフレッティング摩耗挙動を良好に制御し、定量的に評価するためのトライボメータ。 

試験速度と温度は、材料の耐フレッティング摩耗性に重要な役割を果たします。フレッティング中の高熱と激しい振動により、SS304サンプルの摩耗は9倍近くまで大幅に加速されました。200℃の高温 °Cでさらに磨耗率が3.4×10-4 ミリメートル3/Nmです。 

の多用途性 ナノビア トライボメータは、高温、潤滑、腐食など様々な条件下でのフレッティング摩耗の測定に最適なツールです。

ナノビア トライボメータは、ISOやASTMに準拠した回転・直動モードによる精密で再現性の高い摩耗・摩擦試験と、オプションで高温摩耗、潤滑、トライボコロージョンを1つのシステムに統合して提供することが可能です。当社の比類なき製品群は、薄手・厚手、軟質・硬質のコーティング、フィルム、基材など、あらゆる種類のトライボロジー特性を測定するための理想的なソリューションです。

さて、次はアプリケーションについてです。

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