ボア表面のトライボロジー改善

この「メカノケミカル」プロセスは、タングステンをナノレベルで表面に含浸させながらバニシング/プラトー化することにより、鋼や鋳鉄などの鉄系材料のトライボロジー特性を改善できます。写真提供:Sunnen

多くの場合、ホーニングは、嵌合する内部コンポーネントに対応する必要がある精密ボアを備えた部品の最終機械加工操作の 1 つです。ホーニング装置と研磨剤の製造業者 Sunnen によると、このプロセスは、直径サイズ、ベルマウス、うねり、テーパー、虹、バレル形状、リーマーのびびり、ボーリング マーク、真円でない穴など、さまざまな好ましくない穴の状態を改善することができます。潤滑保持のための特徴的なクロスハッチ パターンを残しながら、±0.0002 インチのボア直径公差を達成できます。

これを一歩進めて、Sunnen は最近、スウェーデンの Applied Nano Surfaces (ANS) と提携し、標準的な Sunnen CNC ホーニング装置で ANS トライボコンディショニング技術を提供しました。トライボコンディショニングは、ホーニング加工の後に実行されるプロセスであり、ホーニング加工に非常によく似ています。これにより、嵌合部品間の摩擦と摩耗を低減しながら、ボア表面の仕上げと燃焼シールを改善できます。

これは、企業が「メカノケミカル」プロセスと呼んでいる、ナノレベルで表面にタングステンを含浸させながらバニシング/プラトー化することにより、鉄系材料 (鋼や鋳鉄など) のトライボロジー特性を改善するように設計されていることによって行われます。 .

典型的なホーニング作業を想像してみてください。砥石を取り付けた回転工具 (マンドレル) が、油で潤滑された状態でボアの内外をストロークします。プロセス中、ツールは研磨剤を膨張させて穴の表面に接触させ、微量の材料を除去して穴を適切なサイズと仕上げにすることができます。

カーバイドの「棚」への圧力ボア表面と発生した熱が組み合わさることで、トライボコンディショニング液中のタングステンがサブミクロンレベルで基材の表面に含浸されます。写真提供:Sunnen

トライボコンディショニングでは、砥石は研削および研磨されたカーバイドの「レッジ」に置き換えられ、オイルはタングステンを含むプロセス流体に置き換えられます。ボア表面へのレッジの圧力と発生した熱により、流体中のタングステンが基材の表面にサブミクロン レベルで含浸 (化学的に注入および結合) されます。タングステンは母材に含浸されているため、他の耐摩耗性コーティングのように剥がれたり剥がれたりすることはありません。 (つまり、トライボコンディショニングはコーティング プロセスではありません。) また、溶剤、燃料、潤滑剤による劣化に対する耐性も優れています。さらに、このプロセスは、下にあるホーニング クロスハッチを残しながら、ホーニングされた平坦な表面に「そのままの」効果を生み出します。

トライボコンディショニングに適したアプリケーションの 1 つは、自動車のエンジン シリンダーとライナーで、これらのコンポーネントとピストン リング間の摩擦が減少することで、エネルギー損失と排出量が減少します。さらに、バニシング効果は、エンジンが組み立てられて初めて始動したときに発生するシリンダーとライナーの「慣らし」プロセスとして機能します。また、処理された部品は低粘度の潤滑剤との適合性が高くなるため、摩耗関連の故障のリスクがなく、エンジンの燃費が向上します。

シリンダー ライナーなどのコンポーネントの場合、このプロセスは、下にあるホーニング クロスハッチを残しながら、ホーニングされた平坦な表面に「走行したまま」の表面を生成します。

ホーニング マシンでのトライボコンディショニングに適用できるその他の自動車部品には、ベアリング、バルブ ガイド、コネクティング ロッドなどがあります。このプロセスは、ギアやカートリッジ バルブなどの油圧アセンブリにも適しています。

Sunnen は、新しいホーニング マシンで使用するトライボコンディショニング処理を提供していますが、この技術は、プロセスに必要な力を生成するために必要な精密送りおよび制御システムの要件を満たす既存のマシンに後付けすることもできます。

しかし、内径ボア表面を処理する能力を超えて、ANS は、他の従来の工作機械機器プラットフォームを使用して、カムシャフト、クランクシャフト、ギア歯など、複雑な形状を持つ外径表面のトライボコンディショニング プロセスを開発しました。