Hitachi

トライボロジー評価の例

自動車の燃費向上や工作機械などの省エネルギー化にとって、重要な要素となっているのが部品の低摩擦、低摩耗、表面損傷の低減です。こういった各種部品への低摩耗ニーズの実現には、より正確・精密なトライボロジー評価が求められています。ナノ3D光干渉計測システムVS1800は、ワンショットで広いエリアにおけるナノメートルオーダーの粗さ計測が可能です。トライボロジー評価においては、3次元計測結果から負荷曲線解析を行うことにより摩耗量(面積および体積)を算出することができるため、定量的な評価が可能になります。
ここでは、金属の摺動試験に新油および劣化油を使用した結果をご紹介します。

図1、2は、新油および劣化油を使用した際の摺動痕の形状を計測した結果です。各々、摺動部の表面形状および断面プロファイルを比較すると、劣化油使用時の摺動痕は6倍ほど深くなっており、摺動方向が明瞭にわかるスジ状に削れています。

図1 新油使用時の形状計測結果

表面形状

断面プロファイル

図2 劣化油使用時の形状計測結果

表面形状

断面プロファイル

さらに負荷曲線解析を行います。この解析では、摩耗によって削られた領域を高さの閾値により等高線画像を二値化し、その面積および体積を算出することができ、磨耗量を定量的に評価することができます。

図3 新油使用時の負荷曲線解析結果

図4 劣化油使用時の負荷曲線解析結果