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ショットピーニングとは?疲労強度を向上させる表面改質技術
製品情報
ショットピーニングとは、金属部品の構造強度を高めるために、表面に制御された衝撃力を加える産業用の表面処理技術です。
ショットピーニングとは?
ショットピーニングは、小さな球状メディア(スチールショットやセラミックビーズなど)を高速度で金属表面に衝突させることにより、表面に残留圧縮応力を与える処理です。この圧縮応力により、金属の疲労強度や耐摩耗性が大幅に向上します。
この技術は、航空機、自動車、重機械、精密機器などの**繰り返し荷重を受ける部品**に広く使用され、製品寿命を延ばすのに貢献しています。
ショットピーニングの基本原理
ショットメディアを圧縮空気または機械的な力で高速に投射し、金属表面に局所的な塑性変形を引き起こします。この繰り返しの衝撃により、金属表面層に残留圧縮応力が形成され、引張応力を打ち消すことで疲労亀裂の発生を抑制し、部品の耐久性を向上させます。
用途とメリット
ショットピーニングは以下のような業界で活用されています:
- 航空機部品(例:タービンブレード、ギア)
→ 繰り返し荷重による疲労を低減し、寿命を大幅に延長
- 自動車部品(例:サスペンションスプリング、クランクシャフト)
→ 疲労強度を高め、振動による摩耗にも強くなる
- 医療機器・精密機械
→ 表面応力を精密に管理し、亀裂や摩耗のリスクを最小化
最適なショットピーニング処理を行うことで、部品寿命が1.5〜2倍に延びることもあり、設計の自由度や安全性の向上につながります。
処理条件と品質への影響
ショットピーニングの効果は、以下のようなパラメータに左右されます:
- ショット材質:スチール、ステンレス、セラミック、ガラスなど、用途に応じて選定
- ショットサイズ:小さいメディアほど表面は滑らかになるが、圧縮層は浅くなる
- ピーニング強度(アルメン強度):アルメンストリップで測定し、処理品質を評価
これらのパラメータを適切に調整することで、目的とする性能特性を効率的に実現できます。
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