- ▸シール面の平坦度は通常0.0009 mm(He-Ne単色光下で3光条以内)であり、粗いラッピング済みのブランクより約2桁も細かい
- ▸加工工程は3段階から成り、粗ラッピングで形状を設定(0.1~0.5 mm除去)、細かいラッピングで平坦度を達成、研磨で粗さをRa 0.1~0.2 μmクラスに仕上げる
- ▸グラファイトの細かいラッピングには鋳鉄製のラッピングプレートが主に使われ、溝付きプレートはスラリーの分散と切粉の排出を助ける
- ▸スラリーと研磨剤(SiCまたはダイヤモンド微粉)は段階的に精製され、最終的にW1~W3グレードに達する
- ▸平坦度は単色光下で光学フラットを用い光条数を数えて検査し、光条の歪みは凸または凹として読み取る必要がある
- ▸環境条件がデータの信頼性を支える:温度管理と清潔な作業環境が0.0009 mm達成の前提条件
シール面はシールシステム全体で最も高精度な面であり、0.0009 mmの平坦度は人間の髪の毛のごく一部の表面偏差を維持することを意味します。単一の工程で達成されるものではなく、工程連鎖によって実現されます。
I. なぜ0.0009 mmか
シール面はサブミクロンの液膜を介した適合接触によって密封します。光条数の要件を超えると接触領域が分断され、液膜が保持できず漏れが増加します。工学的計測では干渉縞を用い、1光条は光の波長の半分、約0.0003 mmに相当するため、3光条は0.0009 mm以内を意味します。
II. 3段階の工程連鎖
粗ラッピング:形状設定
含浸・硬化後のブランクは0.1~0.5 mmのシール面余裕を持っています。ここでの粗研磨剤は精度ではなく形状をターゲットにし、平行度や厚みを細かいラップの余裕内に迅速に調整します。
細かいラッピング:平坦度の達成
1.設備:平面ラッピング機、キャリア内のリングが惑星運動で回転
2.プレート:鋳鉄製、溝付きでスラリーを広げ切粉を排出し局所的な発熱を防止
3.研磨剤:SiCまたはダイヤモンド微粉、段階的にグレードを精製
4.パラメータ:圧力と速度はプレートとリングのサイズに合わせ調整。過剰な圧力はエッジを丸める
研磨:粗さの低減
最終段階ではW1~W3の微粉を用い、Ra 0.1~0.2 μmまでの軟らかい研磨を行い、細かいラッピングで残った微細な傷を除去します。微細な傷は初期の漏れ経路となるため重要です。
III. スラリーとプレートの管理
1.スラリーは通常水性で防錆剤を含み、粘度と濃度で研磨剤の分布を制御
2.プレートは定期的に再調整され、プレートの平坦度が直接ワークに転写されるため、平坦でないプレートは平坦なリングを作れない
3.切粉の不完全な除去は次のより細かい段階で粗い粒子がシール面を傷つける原因となる
IV. 平坦度検査:単色光と光学フラット
1.光学フラットをシール面に押し当て、単色光で照射し干渉縞を数える
2.直線的な光条が3本以内なら合格。曲がった光条は高さ偏差を示し、凹凸を判定して再ラップを行う
3.接触面は塵埃がないことが必須で、塵埃1粒でも誤った光条を生じる
Huahao Sealingは安徽省六安市の工場でラッピングと研磨の全工程を完結し、すべてのリングを単色光下で検査し光条数を記録しています。0.0009 mmは機械の設定値ではなく、プレートの再調整、研磨剤の交換、清潔管理などの工程管理の結果です。どれか一つでも欠ければ、この精度は達成されません。
