極限環境では、次のようなコンポーネントがエンジンローターの根元ロック, 着陸装置ベアリングシートなどの重要な航空宇宙部品は、高周波の交互応力にさらされています。{0}これらの部品は、特に積み降ろしサイクルが繰り返される条件下で、構造の完全性と安全性を維持する上で重要な役割を果たします。その結果、コントロールすることで、表面疲労亀裂動作の信頼性を維持し、そのようなコンポーネントの寿命を延ばすためには不可欠になります。
挑戦
これらのコンポーネントの加工における最も重要な課題の 1 つは、その管理です。表面応力集中ゾーン、時間の経過とともに亀裂が非常に発生しやすくなります。これらの領域には次のものが必要です。
極めて低い表面粗さ疲労亀裂の発生を避けるためです。
残留圧縮応力亀裂の伝播に対する材料の耐性を強化します。
これらの特性を達成するには、特に高応力領域で表面処理プロセスを正確に制御する必要があり、これは重要な航空宇宙部品の機械加工において最も困難な作業の 1 つとなっています。{0}
当社のソリューションアプローチ
コンポーネントが厳しい疲労耐性要件を確実に満たすために、高度な機械加工技術と後処理方法を組み合わせて使用されます。-
精密旋削加工
高精度を採用しています-CNC旋削加工必要な条件を達成するために表面仕上げRa 値が非常に低い (0.2 μm 未満)。このステップにより、疲労亀裂の起点となる可能性のある粗さが表面に残らないようにします。
ショットピーニング
誘導する残留圧縮応力表面層には、ショットピーニング機械加工されたコンポーネントに。このプロセスにより、材料表面での亀裂の発生と成長が防止され、疲労寿命が向上します。
ナノ-研磨
ショットピーニングに続いて、コンポーネントに次の処理が行われます。最終のナノ-研磨非常に滑らかな表面を実現します。-このプロセスにより、亀裂が形成される可能性がさらに低減され、コンポーネントの全体的な耐久性が向上します。
統合された多段階プロセス-
組み合わせることで精密旋削, ショットピーニング、 そしてナノ-研磨に複合多段階プロセス-、当社は表面疲労耐性のあらゆる側面に最初から最後まで取り組むことを保証します。
結果
| メトリック | 最適化前 | 最適化後 |
|---|---|---|
| 表面粗さ（Ra） | Ra > 0.8μm | Ra < 0.2 μm |
| 残留応力 | 低 (圧縮なし) | 高 (圧縮) |
| 疲労亀裂の発生 | 頻繁 | 大幅に削減 |
| コンポーネントの寿命 | 減少 | 30～50%延長 |
応用例: 航空機着陸装置ベアリングシート
重要な航空宇宙メーカーから、機械加工への挑戦を持ちかけられました。ベアリングシート着陸装置コンポーネントは、飛行中に極度の負荷と頻繁な応力反転にさらされます。従来の機械加工方法では、表面仕上げが不十分で、早期に疲労破壊が発生していました。
多段階の-段階のプロセス-精密旋削、ショットピーニング、ナノ-研磨-を導入した後、ベアリングシートの疲労寿命は大幅に向上し、表面粗さは最小にまで減少しました。Ra < 0.2 μm。メーカーが報告したのは、コンポーネントの寿命が 30% 延長そして疲労亀裂の発生がゼロフィールドテスト中。
結論
表面疲労耐性が最も重要な極限環境用途では、完璧な表面仕上げそして残留圧縮応力コンポーネントの寿命と信頼性を確保するための鍵となります。を使用することで、複合多段階プロセス-組み合わせる精密加工高度な後処理技術を使用して-ショットピーニングそしてナノ-研磨を実現すれば、これらの課題にうまく対処し、高性能コンポーネントの耐用年数を延ばすことができます。{0}}
