2018 Fiscal Year Research-status Report
電解水（還元／酸化）と磁気援用加工法による複合的表面創製に関する研究
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18K03870
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
川久保 英樹 信州大学, 学術研究院教育学系, 准教授 (90579129)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 表面改質 / 磁気援用加工 / 電解水 / 残留応力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，複雑形状面・内面などの加工困難な箇所に対して，磁気粒子ブラシと電解水（還元水／酸化水）との組み合わせ効果による仕上げ，および機能性を複合的に付与する表面創製法（表面改質・表面テクスチャリング・異種成分移着）を提案するものである．本年度は，加工液として電解還元水を供給しながら，砥粒は使用せずに磁気粒子ブラシのみで表面加工を行い，加工面擦過による（A）表面改質効果，（B）部分的・選択的加工，（C）異種材の表面移着の基礎的検討を行った．研究成果をまとめると次のとおりである．
（A）表面改質効果：強磁性材粒子の形状と主軸傾斜の影響を検討し，以下を明らかにした．①球形粒子の方が圧縮の残留応力値は大きくなる．これは，球形粒子には切れ刃となる凹凸がなく表面を押しならすバニシ作用が大きくなったためである．一方，不定形粒子では圧縮残留応力値は小さくなる．これは粒子の凹凸が切れ刃となって，残留応力付与面の一部を除去しているためと考えている．②主軸傾斜により磁気粒子ブラシの接触状態を変えると加工面への衝突力が増加し，表面粗化と同時に加工面の圧縮残留応力は更に増加する．
（B）部分的・選択的加工：平面試料の一部をアルミ材（0.2mm厚）でマスクキングし，非マスキング部への表面加工を行い，以下を明らかにした．①マスキングによる部分的・選択的表面加工が可能である．②部分的・選択的な圧縮残留応力の付与（未加工部：-7MPa，加工部：-966MPa）が可能である．
（C）異種材の表面移着：Ni成分の移着を試みた．加工手順は，第1段階として，不定形強磁性材で形成される磁気粒子ブラシを用いて加工面を粗面化し，第2段階としてNi粒子で形成される磁気粒子ブラシで加工面を擦過した．元素分析を行った結果，Niの質量％は，未加工面が8％，加工面が28%であり，Niが移着されていることを確認した．
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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
2018年度は，加工液として電解還元水を用いた場合の表面加工に関する基礎的検討を行った．具体的には，(A）表面改質効果，（B）部分的・選択的加工，（C）異種材の表面移着に関して検討し，基本的特性を把握することができた．
電解酸化水を加工液とした場合については，現在実験中である．また，新たな実験装置の試作を予定している．
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度は電解還元水を加工液とした場合の表面加工に関する基本特性を明らかにしてきたが，2019年度は以下を検討する．
(1)現在実験中の電解酸化水を加工液とした場合の，磁気粒子ブラシ制御による擦過作用制御による（A）表面改質効果，（B）部分的・選択的加工，（C）異種材の表面移着の基礎的検討を行う．
(2)電解還元水の場合と電解酸化水の場合の加工特性を把握したうえで，電解水の特性制御（洗浄作用／エッチング作用）と，磁気粒子ブラシ制御による擦過作用制御とを組み合わせた表面加工の基本的な特性を明らかにする．
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| Causes of Carryover |
(1)次年度使用額が生じた理由：現在実験中の検討項目があり，その実験結果を整理したうえで新たな実験装置を試作する必要がでてきた．そのため，次年度使用額は，2019年度請求額と併せて使用することになった．
(2)使用計画：①実験装置（新たに専用の磁気研磨装置を試作：約70万円（次年度使用額を含む）），②試料購入（ステンレス鋼，炭素鋼，Aｌ合金，Cu合金など：約10万円），③測定評価（Ｘ線残留応力測定の依頼試験，FE-SEM使用料など：約30万円），④その他（論文投稿，学会発表，旅費等：約25万円）
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Research Products
(3 results)
