超音波キャビティーションピーニングの可能性について
高圧ポンプ使って、液中に噴流を作り、その時にできるキャビティーション(空洞崩壊現象)時の衝撃力で、ショットピーニングに代わるいわゆる金属表面の改質を 目的とする技術をキャビティーションピーニングという。
その事を最近、お客様から、教えていただきました。お客様は、噴流キャビティーションで、ピーニングが可能なら、超音波で出来るのではないかと言うのです。まして、当社は、簡易測定で 信じがたい大きさのキャビティ(微小真空核群)直径10mmを達成しているのですから。
ただ、噴流型のキャビティーションピーニングに、疑問があります。
キャビティーションの利用は、超音波洗浄含めて、空洞の崩壊時の液体の移動による衝撃力を利用します。噴流キャビティーションの空洞(泡と言っても良いですが)を崩壊させる圧力は、どこから来て、崩壊速度は、どのくらいでしょうか。そしてその泡の大きさは? 空洞が ノズルから出て発生するのは、高圧から大気圧下(推進による水圧は、この場合、無視できます)になる瞬間に溶解気体が、泡になる事は、わかります。次に、その泡が 消滅、或いは、破砕、分断されるとして、その圧力は、大気圧ではあり得ないので 噴流の圧力に起因するのでしょうか。乱流による圧力変化という事なのでしょうか。
実験の結果が公開され、一定の効果がある事が示されています。ぜひ、ご存知の方は、泡の形状、大きさ、衝撃波を起こす原理と 映像。消滅、或いは分泡速度、破砕速の記載のある文献を 教えていただけないでしょうか。
私は、超音波のキャビティ・直径10mmを使用して、超音波キャビティーションピーニングに挑戦したいと思います。
(2017.05.12)