| 研究課題/領域番号 |
25420025
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 滋賀県立大学 |
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研究代表者 |
田邉 裕貴 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (00275174)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 密着強度 / 薄膜 / 転がり疲労 / はく離 |
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| 研究概要 |
本研究では，転がり接触荷重の繰返し負荷による界面はく離発生に着目し，その寿命を評価パラメータとして，これまで困難であった”非常に高い密着強度”を有する薄膜の密着強度評価や，”基材硬さの異なるセラミックス被覆材”の密着強度の定量比較などが可能な新手法を開発することを目的とする．本研究を進めるにあたり，セラミックス薄膜の密着強度や基材硬さの調整のために，セラミックス被覆材の高機能化手法として研究代表者らが提案・開発した「成膜後炉熱処理法」や「成膜後レーザ熱処理法」を利用するが，セラミックス薄膜の転がり接触荷重下におけるはく離発生寿命に及ぼすこれら処理の影響は，明らかになっていなかった．そこで平成25年度は，まず，はく離発生寿命に及ぼすこれら処理の影響を明らかにするために，球－平板接触式スラスト型転がり疲労試験を実施した．基材には炭素工具鋼SK105を，セラミックス薄膜にはCrAlN薄膜を使用した．試験の結果，成膜後炉熱処理を施した試験片に比べ，成膜後レーザ熱処理を施した試験片の方が長寿命となることが明らかとなった．成膜後レーザ熱処理では極めて短時間で基材の焼入れが可能であるが，成膜後炉熱処理では基材の焼入れのために試験片を一定時間以上高温下で保持する必要がある．そのため，成膜後炉熱処理では，成膜後レーザ熱処理に比べ膜の硬さや残留応力の低下が生じやすくなり，その結果として，両者のはく離発生寿命に相違が生じたものと考えられた．本結果より，はく離発生寿命に及ぼす密着強度の影響に関する検討を行うにあたっては，処理に伴う膜の硬さや残留応力の変化が小さい成膜後レーザ熱処理法を採用し，薄膜の密着強度の調整を行う必要のあることがわかった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成25年度に購入した転がり疲労試験機の荷重負荷機構において，低荷重を安定的に負荷するための機構の改良が必要となり，当初予定したスケジュールに遅れが生じた．しかし，既存装置で実施可能な課題に取り組むとともに，本研究を実施する上で重要な試料作製条件に関する検討も進め，有用な知見を得ることができた．また、平成26年度実施予定の課題も、一部前倒しして取り組んだ。試料の作製ならびに調整についても順調に進んでいるため，現状の遅れは今年度中に取り戻せると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
現段階では大幅な研究計画の変更は予定していない．平成26年度には，平成25年度の「はく離発生寿命に及ぼす密着強度の影響に関する検討」「はく離発生寿命に及ぼす基材硬さの影響に関する検討」を継続実施するとともに，当初の予定通り，「はく離発生寿命に及ぼす膜硬さ，膜厚，基材表面粗さ，基材前処理等の影響についての検討」にも着手する．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
小額の残額が生じたため．
物品費に加え，消耗品の購入に充てる．
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