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日々これ溶射
溶射といえばやっぱりセラミック溶射、それともフレーム溶射。そんな表面処理な日々の記録を、淡々とつづります。
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2010.02.15
テーマ： 硬質クロムメッキ(1)
カテゴリ： 硬質クロムメッキ
を掛けて、膨らまします。
そのままだと内圧の分だけ膨らみ樽形状になりますので
ところどころに直径で80μm（半径で40μm）の
クリアランスのリングを嵌めて、それ以上膨らまない
シャフトを製作しましたが、わけあってシャフト表面を
硬質クロムメッキ処理をしようと思ってますが、
シャフトが膨らむ事でシャフト表面が伸びたり、
応力が発生します。
勿論、メッキ成分、メッキ法、メッキ厚で様々ですが、
一般的な硬質クロムメッキ（HCr）だと、
どれくらいの伸び、応力に耐えるのでしょうか？
シャフトが直径で80μm（半径で40μm）程度膨張、
収縮を繰り返すものですので微少クラック等が心配です。
当然、素材とメッキの伸び率も違うので、
なんらかの影響がでそうです。
ちなみに素材はスケジュール管で、表面の伸び、
発生する引っ張り応力は計算するつもりです。
00φのシャフトがわずか半径で40μ伸びるだけ、
熱膨張換算10度分ですので、まず剥離するとは思えません。
からどう考えてもメッキ時点での液温は常温から
最低でも2～30度は高いはずです。
従って使用時の10度の温度上昇で剥離することはありえません。
腕のいいメッキ屋さんにたのまられればまず問題ないと思います。
もちろん基材の表面仕上げに関してはメッキ屋から指示があるはず。
0.02％の伸びなら何の心配もいりません。
接着強度はメッキ屋の腕次第、上手なメッキ屋さんなら
心配はいらないはずです。
定量的にメッキの強度（密着性）がどれくらいあるのか？
シャフトが実際にどのようにご使用されるのかが分からない、
特に硬質クロムメッキがどのような環境にさらされるのか
（軸受けに挿入されており、摺動摩擦が生じていると思われますが、
その際の摺動摩擦力が、メッキ剥離の主要因になるはずです）が
分からないので回答は困難ですね。
あり得ないとは思いますが、メッキ面には外力がかからず
たんに半径で40ミクロン膨張するだけでメッキが剥離するか
どうかという設問として、回答します。
直径40ミクロンの膨張によるシャフト表面の伸びは
単純に40μ÷200mmですので2exp(-4)の伸びですよね。
問題を簡単にするために熱応力の問題、それも一次元問題
で2EXP(-4)ののびを温度に換算してみますと、
シャフト材料の線熱膨張係数から2EXP(-4)の伸びは、
10℃相当ですよね。
10℃の熱で剥離するような硬質クロムメッキは、まずありえませんので、
剥離はしないと思います。
メッキ膜にかかる応力は単純にフックの法則から一次元で
近似すれば、出てきますよね。
二次元というのか、膜厚を考えれば三次元問題ですが、
一般的には、応力が下がる方向になるはずです。
それよりも摺動抵抗のほうがずっと問題ですし、
メッキ面が相手側とあたった際の衝撃とか、案外リング部分に
当たったさいの衝撃の方が大変だと思いますが‥。
硬質クロムメッキの剥離がご心配で、このような大型の物で、
かつ耐摩耗性が必要というのなら、溶射でもされた方が
安心と思います。
材料によれば、侵炭とかガス窒化といった
表面処理という手もありますね。
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最終更新日
2010.02.26 20:40:48
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