ガラスビーズは、アルミナ、炭化ケイ素、スチールグリットといった他の多くの研磨材と比較して、優れた「表面親和性」を示します。この特性は主に、ガラスビーズの独特な物理的・化学的特性に起因しています。ガラスビーズの表面親和性は、ワークピース自体へのダメージを最小限に抑えながら、表面を効率的に洗浄または研磨する能力に表れています。
この現象に寄与するいくつかの主な要因は次のとおりです。
1.形状と構造：球形と角張った形
- 球状ガラスビーズ：ガラスビーズは球状です。ワーク表面へのサンドブラスト加工中、ガラスビーズは点接触を形成します。この接触モードにより、応力集中が比較的少なくなります。この作用は「タッピング」または「ローリング」効果に似ており、主に錆層や古い塗膜などの脆弱な表面汚染物質を、ワーク材料に深く浸透することなく除去します。
- 角型研磨材：対照的に、ブラウンコランダム、スチールグリット、銅スラグなどの研磨材は、一般的に鋭く不規則なエッジを特徴としています。サンドブラストに使用すると、線状または点状の接触となり、大きな局所応力が発生します。これは、多数の小さなノミで表面を彫刻するのと似ています。
ガラスビーズは球形であるため、鋭いエッジによる切断や穴あけを効果的に回避でき、ワークピースの摩耗を大幅に低減し、表面粗さの増加を最小限に抑えます。
2.材料の硬度：中程度で調整可能
ガラスビーズの硬度は、一般的にモース硬度6～7の範囲です。この硬度レベルは、錆（モース硬度4～5）や古い塗膜など、一般的な表面汚染物質を効果的に除去するのに十分な強度です。同時に、この硬度は多くの金属材料の硬度よりも低いか、同等です。
3. ショットピーニングによる強化効果
ガラスビーズが金属表面に球状に衝突すると、均一で微細な圧縮応力層が形成されます。この層は、次のような利点をもたらします。
- 疲労耐性の向上：金属部品の疲労強度を向上させ、亀裂の発生と伝播に効果的に抵抗します。
- 応力腐食リスクの軽減: 圧縮応力層により、応力腐食の可能性が低減します。
- 耐摩耗性の向上：表面にわずかな冷間加工硬化を誘発することで、材料の耐摩耗性が向上します。
4. 表面仕上げ
ガラスビーズは球状で衝撃に強いため、均一で滑らか、鋭い傷のない表面を形成します。これは「サテン仕上げ」と呼ばれることもあります。この仕上げは、その後のスプレー、コーティング、電気めっき工程に最適な下地となり、強力なコーティング密着性を確保します。
逆に、角のある研磨材は、凹凸のある粗い表面形状を作り出します。これにより、ある程度の密着性向上が期待できますが、コーティング材の消費量が増加し、美観が低下します。
これらの利点を踏まえ、ガラスビーズは、精密部品、金型、航空宇宙部品、ステンレス鋼製品、アルミニウム合金ダイカストなどの加工など、基材の完全性が極めて重要となる用途で頻繁に使用されています。ガラスビーズは、効果的な表面洗浄と基材の保護のバランスを実現する最適な選択肢です。
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投稿日時: 2025年9月18日
