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2010 Fiscal Year Annual Research Report

厚膜DLCの複合皮膜化による高耐食性・生体適合性マグネシウム合金部材の開発

Research Project

Project/Area Number 21560086
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

植松 美彦  岐阜大学, 工学部, 准教授 (80273580)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 戸梶 恵郎  岐阜大学, 工学部, 教授 (80021616)
Keywords軽量合金 / 疲労 / 複合皮膜 / DLC皮膜 / 溶射皮膜 / 回転曲げ / 応力解析
Research Abstract

基材に展伸マグネシウム(Mg)合金AZ80を用い,DLC皮膜による基礎的な疲労強度向上因子を把握するために,大気中および純水中においてDLC皮膜のみを被覆した試料を用いて疲労試験を実施した.なおDLC皮膜を製膜する際,製膜欠陥に結びつく異常放電(アーキング)が発生しにくいように電源を制御し,かつ単層3μmと1μm×3層の多層材を用いて比較した.その結果,大気中における疲労強度がアーキング低減制御によって著しく向上した.また純水中では,アーキング低減制御と多層化を組み合わせることで腐食疲労強度の向上に成功した,Mg合金の耐食性DLC皮膜として,アーキング低減制御と多層化が重要な因子であることを指摘したことは工学的に重要な意義がある.また複合皮膜材については,前年度にMg合金と溶射皮膜との線膨張係数の相違から,DLC製膜時に中間層割れが生じることを指摘した.そこで今年度は,基材を線膨張係数が若干小さいアルミニウム(Al)合金A5083を基材とし,WC-12Coの溶射中間層とDLC皮膜を組み合わせた複合皮膜材を作成し,疲労試験を実施した.その結果,基材の線膨張係数を下げた場合でも中間層に割れが生じ,DLC製膜温度を現状の150℃よりも低温とすることを今後の検討課題とした.疲労試験については,WC-12Co溶射皮膜の単層材では,皮膜厚さが厚くなるほど,皮膜による基材の変形拘束や皮膜の応力負担によって疲労強度が大きく向上することが判明した.また,DLC皮膜と複合化することで,中間層厚さが70μmの場合に単層皮膜材よりもさらに強度が向上する.しかし,中間層が70μmよりも薄い,あるいは厚い場合に,複合化しても強度向上できないことを明らかにした.このように,複合皮膜によって強度向上を達成するには,中間層として最適厚さがあることを指摘したことは,工学的に重要な知見である.

  • Research Products

    (6 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Improvement of corrosion fatigue strength of magnesium alloy by multilayer diamond-like carbon coatings2011

    • Author(s)
      Y. Uematsu, T. Kakiuchi, T. Teratani, Y. Harada, K. Tokaji.
    • Journal Title

      Surface and Coatings Technology

      Volume: 205 Pages: 2778-2784

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DLC/WC-12Co溶射複合皮膜を有するマグネジウム合金AZ80Aの疲労挙動2010

    • Author(s)
      岡田博成, 植松美彦, 寺谷武馬, 小林圭史, 原田良夫
    • Journal Title

      日本機械学会論文集A編

      Volume: 46 Pages: 500-505

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fatigue behaviour in AZ80A magnesium alloy with DLC/thermally splayed WC-12Co hybrid coating2010

    • Author(s)
      岡田博成,植松美彦, 戸梶恵郎
    • Journal Title

      Procedia Engineering

      Volume: 2 Pages: 283-290

  • [Presentation] 多層DLC皮膜を有する展伸マグネシウム合金AZ80の大気中および純水中における疲労挙動2010

    • Author(s)
      柿内利文
    • Organizer
      日本機械学会 2010年度年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      2010-09-07
  • [Presentation] Fatigue behaviour in AZ80A magnesium alloy with DLC/thermally splayed WC-12Co hybrid coating2010

    • Author(s)
      岡田博成
    • Organizer
      10th International Fatigue Congress
    • Place of Presentation
      チェコ,プラハ
    • Year and Date
      2010-06-11
  • [Presentation] DLC皮膜を有する展伸マグネシウム合金AZ61の疲労挙動に及ぼす膜弾性係数の影響2010

    • Author(s)
      柿内利文
    • Organizer
      日本材料学会 第59期学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2010-05-23

URL: 

Published: 2012-07-19  

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