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微細粒子分散による表面改質皮膜の高機能化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14550126
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械要素・トライボロジー
研究機関岡山大学

研究代表者

藤井 正浩  岡山大学, 工学部, 助教授 (80209014)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2002年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード表面改質 / トライボロジー / 粒子分散 / 摩耗 / 摩擦 / 析出物分散 / 溶射 / 有限要素法 / 複合めっき / 溶射被膜 / FEM
研究概要

表面改質皮膜の高機能化のための方法として微細粒子分散に着目し,粒子分散複合めっき,微細析出物分散,およびセラミックス粒子溶射を取り上げ,改質皮膜のトライボロジー挙動に及ぼす分散粒子の影響を実験および解析により検討した.更に,粒子分散複合表面改質を高真空下で使用する歯車への適用を試みた.これらの実験,検討結果を要約すると次のとおりである.
1.低摩擦性を有す微細粒子を分散した複合表面改質層の摩擦・摩耗特性を10^<-4>Paオーダーの高真空無潤滑下でローラ試験およびリング・ディスク試験により調べた.粒子分散複合表面改質層内の最大応力は粒子周りに発生し,粒子径よりも粒子含有量の影響が大きい.粒子分散複合表面改質層の摩耗挙動は改質層内の応力で説明された.
2.アルミナセラミックス粒子を溶射したローラの転がり疲れ強さを油潤滑下で調べ,損傷形態と表面下の応力との関係を考察した.観察されたスポーリングき裂の発生深さは計算されたせん断応力が最大となる深さとほぼ一致した.
3.潤滑性を有す微細析出物を分散したステンレス鋼の摩擦・摩耗特性を大気中無潤滑下,真空中無潤滑下および油潤滑下で従来鋼SUS420J2ステンレス鋼と比較した.いずれの環境下においても,潤滑性を有す析出物を分散させることでステンレス鋼の摩擦・摩耗特性は改善できた.
4.粒子分散複合めっきについて,10^<-4>Paオーダーの高真空無潤滑下で二円筒試験および歯車試験を行った.PTFE粒子を分散した場合,歯車試験では摩擦,摩耗および歯形誤差のいずれもめっき歯車中最も小さく,各かみあい位置の摩耗がほぼ均一であり,歯面動荷重も小さかった.かみ合い位置により面圧や滑り速度が大きく変化する歯車特有の摩耗挙動により歯車試験の摩耗は二円筒試験より極めて大きかったが,両試験の平均摩擦にはよい相関があった.
得られた結果は,表面改質皮膜の最適厚さや最適粒子分散設計に有用である.

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] Akira Yoshida, Masahiro Fujii: "Influence of soft surface modification on rolling contact fatigue strength of machine element"Tribology International. 35・12. 837-847 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤井正浩, 吉田彰, 原野智哉, 大前勝禎: "高真空無潤滑下における無電解Ni合金めっき歯車の摩擦・摩耗"日本機械学会論文集(C編). 69・681. 1417-1424 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Fujii, Akira Yoshida, Tomoki Harano: "Friction and Wear of Surface Modified Stainless Steel Gears and Rollers in High Vacuum"2003 ASME International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference. (CD-ROM). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akira Yoshida, Masahiro Fujii: "Influence of Soft Surface Modification on Rolling Contact Fatigue Strength of Machine Element"Tribology International. Vol.35,Issue12. 837-847 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Fujii, Akira Yoshida, et al.: "Friction and Wear of Electroless Ni Alloy Plated Gear under Non-Lubricating Condition in High Vacuum"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol.69,No.681. 1417-1424 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Fujii, Akira Yoshida, Tomoki Harano: "Friction and Wear of Surface Modified Stainless Steel Gears and Rollers in High Vacuum"2003 ASME International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference. (CD-ROM). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤井正浩, 吉田 彰, 原野智哉, 大前勝禎: "高真空無潤滑下における無電解Ni合金めっき歯車の摩擦・摩耗"日本機械学会論文集(C編). 69・681. 1417-1424 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Fujii, Akira Yoshida, Tomoki Harano: "Friction and Wear of Surface Modified Stainless Steel Gears and Rollers in High Vacuum"2003 ASME International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference. (CD-ROM). DETC2003/PTG-48101 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田 彰, 藤井正浩, 幸 賢司, 重村貞人, 谷 和美: "アルミナセラミックス溶射ローラの転がり疲れ"日本機械学会中国四国支部第41期総会・講演会講演論文集. 035-1. 283-284 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井正浩, 吉田 彰, 織田英哲: "無電解Ni基合金めっきの油潤滑下における摩擦・摩耗"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集. 03-1, Vol.IV. 127-128 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井正浩, 吉田 彰, 重村貞人, 谷 和美, 幸 賢司: "セラミックス溶射鋼ローラの純転がり接触における転がり疲れ"日本トライボロジー学会トライボロジー会議新潟2003-11予稿集. 75-76 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井正浩, 吉田 彰, 織田英哲: "耐摩耗性ステンレス鋼の摩擦・摩耗特性(油潤滑下および真空中の結果)"日本機械学会中国四国支部第42期総会・講演会講演論文集. 045-1. 413-414 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Yoshida, Masahiro Fujii: "Influence of soft surface modification on rolling contact fatigue strength of machine element"Tribology International. 35-12. 837-847 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井正浩, 吉田 彰: "粒子分散複合めっきの真空中トライボ性能"日本機械学会第2回機素潤滑設計部門講演会講演論文集. 02-12. 203-204 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井正浩, 吉田 彰, 原野智哉: "ヘルツ接触下における表面改質層の応力分布"日本機械学会中国四国支部・九州支部合同企画松山地方講演会講演論文集. 025-2. 181-182 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井正浩, 吉田 彰, 森田雅一: "無電解複合めっきローラの摩擦・摩耗に及ぼす分散粒子の影響"日本機械学会中国四国支部第41期総会・講演会講演論文集. 035-1. 285-286 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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