| 研究概要 |
金属の辷り摩耗において、その摩耗量は摩擦速度に大きく依存し、数百倍の摩耗量の違いがあらわれる。従来、ある摩擦速度において摩耗量がいちじるしく大となる事実が報告されており、速度特性におけるこの山を避けた機械設計を行なうことが必要とされて来た。しかしながら、速度変化にともない摩耗量が山および谷を画く理由については今まで不明であった。一方、辷り摩耗量は必ずしも摩擦距離に比例せず、摩擦の初期においては摩耗率高く(シビアー摩耗),ある摩擦距離もしくは摩擦のくり返しののちは摩耗率の低い状態(マイルド摩耗)に遷移する。従って従来知られた摩耗の速度特性なるものは、実はこの距離と摩耗量との関係すなわち摩耗進行曲線に支配されている筈である。
この観点に立って、筆者はFe/Fe,Cu/Fe,Ni/Feの各純金属組合せを用い,広範囲の速度條件のもとで摩耗進行曲線を画き,距離・速度・摩耗量の三元グラフを作成した。
シビアー摩耗とマイルド摩耗の摩耗率には10^3倍ほどもの差異があることがわかった。摩擦速度を変えてもシビアー・マイルド摩耗の各々の摩耗率の変化は比較的少いが,シビアー摩耗の期間は大きく変化する。ごく低速の間はシビアー摩耗期間が短く,従って最終摩耗距離における摩耗量は少ない。速度が上昇するに従ってシビアー摩耗の期間がのび,これによって全摩耗量が増大する。したがって摩擦距離の選び方で摩耗量の速度特性は変化する。
摩擦速度がさらに高まると,摩擦面摩耗粉の酸化がはげしくなり,それまで,シビアー摩耗であった摩耗形態はマイルド摩耗のそれに近づく。さらに速度を増すと新しく第2のシビアー摩耗があらわれ,それまでのシビアー摩耗は第2マイルド摩耗としてある摩耗距離後にあわれる。このため摩耗の速度特性に山と谷がくり返し出現することが判った。
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