2002 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマ表面硬化処理を施した歯車のスコーリング強さ
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14550134
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| Research Institution | Kure National College of Technology |
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Principal Investigator |
河野 正来 呉工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (20110223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中迫 正一 呉工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (30259923)
灘野 宏正 呉工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (40043799)
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| Keywords | プラズマ表面硬化処理 / 歯車 / スコーリング / プラズマ浸炭 / プラズマ窒化 / ラジカル窒化 / 二円筒試験 / 動力循環式歯車試験機 |
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| Research Abstract |
クロムモリブデン鋼SCM415H製の円筒に,プラズマ浸炭処理,プラズマ窒化処理,ラジカル窒化処理およびガス浸炭処理を施し,アムスラー摩擦試験機を使用して二円筒試験を行った。また,SCM415H製の歯車に同様の表面硬化処理を施し,動力循環式歯車試験機を使用して歯車試験を行った。潤滑油としては,いずれの試験の場合も無添加タービン油ISOVG46を用いた。さらに,三次元熱流の場合の楕円状分布移動熱源による瞬間温度上昇式を誘導し,接触面温度の観点から検討を行った。その結果,以下のことが明らかになった。
1.二円筒試験における試験円筒の焼付き強さは,プラズマ浸炭処理円筒>プラズマ窒化処理円筒>ガス浸炭処理円筒>ラジカル窒化処理円筒の順となる。この場合,プラズマ浸炭処理円筒の焼付き時の単位幅当りの垂直荷重は約920N/mmであり,ガス浸炭処理円筒の場合に比べて,焼付き強さは約1.3倍に向上する。
2.二円筒試験における焼付き直前の試験円筒の摩擦係数は,ガス浸炭処理円筒の場合は約0.09,プラズマ浸炭処理円筒の場合は0.08の値を示す。また,ラジカル窒化処理円筒の場合は約0.07,プラズマ窒化処理円筒の場合は約0.06となり,浸炭処理及び窒化処理の場合とも,焼付き強さの大きい試験円筒の場合が,焼付き直前の摩擦係数は小さい。
3.ヘルツ接触の応力分布と同様の熱量分布をもつ楕円状分布移動熱源による瞬間温度上昇式を誘導したことにより,接触面温度をより正確に計算することが可能となった。楕円状分布移動熱源による瞬間温度上昇の最高値は,本研究者らが従来,放物線状分布移動熱源で近似していた瞬間温度上昇の最高値と比べて,約0.93倍低く現れることがわかった。この計算式を適用した二円筒試験における焼付き発生直前の瞬間温度上昇に関しては,ガス浸炭処理円筒の場合には約120℃,プラズマ浸炭処理円筒の場合には約140℃となる。
なお,歯車試験については,実験を継続中である。
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