2016 Fiscal Year Research-status Report
浸炭鋼の転動疲労寿命向上に対応した水中キャビテーションピーニングの構築
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15K05775
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
關 正憲 岡山理科大学, 工学部, 准教授 (10314650)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 機械要素 / 表面処理 / キャビテーション / 壊食 / 質量損失 / 転動疲労 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，キャビテーションピーニング（CP）条件の最適化を行った上で，浸炭鋼の転動疲労試験により転動疲労寿命に及ぼすCPの影響を検証する．そして，浸炭鋼の転動疲労寿命の向上に対応した水中CPを構築することを目的とする．
CPノズルはノズルアダプタ，ノズルプレート，ノズルキャップで構成され，これらの構成部品はステンレス鋼製である．平成28年度では，ノズルキャップ穴長さならびにノズルプレート穴長さを変更し，最適なCPノズル形状を検証した．まず，ノズルキャップ穴長さを5.2～6.0 mmの範囲で変えて壊食試験を行った．その結果，ノズルキャップ穴長さ5.6 mmで質量損失が最大となったため，ノズルキャップ穴長さの最適値を5.6 mmとした．次にノズルプレート穴長さを1.0～3.2 mmの範囲で変えて壊食試験を行った．その結果，ノズルプレート穴長さ1.6 mmで質量損失が最大となったことから，ノズルプレート穴長さの最適値を1.6 mmとした．
次に10 min～60 minの処理時間でCPを施した浸炭鋼の転動疲労試験を行った．その結果，ほとんどの浸炭鋼の転動疲労寿命がCPによって向上し，特にCP処理時間30 minまでは，CP処理時間が長くなるほど，転動疲労寿命が長くなった．ただし，CP処理時間60 minになると，CPによる転動疲労寿命の向上はみられなかった．
したがって，平成28年度では，CPノズルの形状として，ノズルキャップ穴長さとノズルプレート穴長さの最適値がそれぞれ5.6 mm，1.6 mmとなることを見出した．また，CPによって浸炭鋼の転動疲労寿命が向上し，特に処理時間30 minのCPにおいて転動疲労寿命が向上することを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
キャビテーションピーニング（CP）ノズルの最適形状を見出すために，様々な形状のノズル部品を製作し，壊食試験を行った．その結果，ノズル穴長さの最適値を見出すことができた．キャビテーションピーニング装置や精密天秤，転動疲労試験機が故障するなどのトラブルはなく，実験を順調に進めることができた．実験装置が故障しても，すぐに修理できるように手配先を確保している．また，CP装置を構成する部品の中には，市販のものだけでなく，自作のものもあるため，図面を準備して，すぐに部品を外注できるような態勢を整えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は，ノズル形状としてノズル穴長さに最適条件が存在することを確認できた．またCPによって浸炭鋼の転動疲労寿命が向上することを確認した．平成29年度では，ノズル形状を詳細に調査し，最適なノズル形状を決定する予定である．また，いくつかの条件でCPを浸炭鋼に施し，転動疲労試験を実施する予定である．そして，浸炭鋼の転動疲労寿命に及ぼすCPの影響を検証する．
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Research Products
(7 results)
