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Development of accelerated evaluation test method for chipping resistance and fatigue resistance of hard thin coatings by fine particle erosion method

Research Project

Project/Area Number 19K04151
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
Research InstitutionToyama Prefectural University

Principal Investigator

Miyajima Toshiro  富山県立大学, 工学部, 准教授 (60397239)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大嶋 元啓  富山県立大学, 工学部, 講師 (40511803)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsコーティング / 表面強さ / エロージョン / チッピング / 疲労 / 複合膜 / 可視化 / 遊離砥粒 / MSE / 硬質薄膜 / 評価 / 耐衝撃性 / 耐剥離性 / 微粒子 / スラリー / 摩耗
Outline of Research at the Start

数十μmの球形投射粒子と水を合わせたスラリーを圧縮空気で高速に投射する微粒子エロージョン法によって,繰り返し衝撃・応力付与を与えることで,先端硬質薄膜材料の新しい耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を開発する.
特に,①耐チッピング性評価法の確立,②耐疲労性評価法の確立,③投射状態の可視化および投射粒子挙動と投射粒子速度の解明を統括し,先端硬質薄膜の耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を完成させる.

Outline of Final Research Achievements

New method of chipping resistance and fatigue resistance of hard thin coatings were developed by repeatedly impacting stress by the fine particle erosion method that projects a slurry of 3 or 100μm spherical projection particles and water at high speed with compressed air. We have developed the evaluation test method, (1) establishment of chipping resistance evaluation method, (2) establishment of fatigue resistance evaluation method, (3) visualization of projection state and elucidation of projection particle behavior and projection particle velocity. We have completed the accelerated evaluation test method for chipping resistance and fatigue resistance of the hard thin coating.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた結果は,金型に使用される硬質薄膜の新しい知見を提示する事ができた.また,国内外において,投射粒子径を大きくして評価する手法を提案している事例が無く,先進的な評価手法であると言える.また,粒子・液体・気体の混合での投射状態挙動の可視化を試みられた事例が少ないため,今後の研究開発に役立つことが期待できる.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] MSE法によるWC系硬質薄膜とTiN系硬質薄膜の表面強さ評価2021

    • Author(s)
      奥井亮汰,宮島敏郎,鈴木真由美,里見大地,河村新吾
    • Organizer
      日本設計工学会2021年度秋季研究発表講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] MSE 法によるWC 系硬質薄膜の表面強さ評価2021

    • Author(s)
      奥井亮汰,宮島敏郎,鈴木真由美,里見大地,河村新吾
    • Organizer
      日本トライボロジー学会 トライボロジー会議 2021 秋
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 微粒子エロージョン法におけるスラリー液滴の粒径計測2021

    • Author(s)
      山下航河・大嶋元啓 坂村芳孝
    • Organizer
      日本機械学会北信越支部第50回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] MSE法による金型用硬質薄膜の表面強さ評価2020

    • Author(s)
      奥井亮汰・宮島敏郎・鈴木真由美・里見大地・河村新吾
    • Organizer
      トライボロジー会議 2020 秋 別府
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] MSE法によるアルミダイカスト金型用硬質薄膜被覆鋼材の表面強さ評価 -基材の窒化深さによる硬質薄膜への影響2020

    • Author(s)
      瀧川響・宮島敏郎・嶋村公二・安井悌希
    • Organizer
      トライボロジー会議 2020 秋 別府
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] MSE法・微粒子エロージョン法における投射状態の可視化2019

    • Author(s)
      福島滉也・大嶋元啓・宮島敏郎・堀川教世・勝俣 力
    • Organizer
      日本機械学会 北陸信越支部 第59期総会・講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 投射粒子径を変えたMSE法および微粒子エロージョン法による硬質薄膜の表面強度評価2019

    • Author(s)
      山下達希・宮島敏郎・堀川教世・里見大地・河村新吾
    • Organizer
      日本機械学会 北陸信越支部 第59期総会・講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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