Development of nano-coating film using laser peening and evaluation of tribo performance

激光喷丸纳米涂层薄膜的开发及摩擦性能评价

基本信息

批准号：
21K03837
负责人：
藤井正浩
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，レーザピーニングを援用して，高負荷・高すべり運転条件下において，耐久性向上に加えて動力損失低減と耐焼付き性向上を実現するための新しいレーザ援用表面改質法を開発する．YAG レーザ発振器を用い，電動ステージとレーザ発振を同期制御して試験片表面にレーザピーニングによりピーニング効果の付与と同時に表面テクスチャリングを行うことに加えて，レーザピーニングのエネルギーを利用して接触表面にナノカーボンコーティングを行うものである．レーザピーニングによる表面の耐久性，すなわち疲労寿命については，すべり転がり接触下の試験でファインピーニングと同程度の効果が確認できている．レーザピーニングによるテクスチャリングの効果については，すべり転がり条件下の試験で評価し，レーザピーニングでは比較的大きなディンプルが形成されること，およびテクスチャの効果は接触領域の大きさに依存することが明らかになり，テクスチャの効果は運転条件により異なることが確認できている．レーザピーニングによるテクスチャは中長期の摩擦低減に効果があると考えられるが，運転初期には比較的摩擦が大きいなどの挙動を示すため，運転初期での低摩擦のためにトライボ表面へのレーザ援用ナノカーボンコーティングを進めており，カーボン粒子径，カーボンプリコートの厚さ，および表面保護層の影響を検討し，カーボン粒子の付着状態の詳細観察より，ナノカーボンコーティングの最適レーザピーニング条件やカーボンの付着メカニズムについて究明している．

在这项研究中，我们将开发一种新的激光辅助表面修饰方法，以提高耐久性，并在高负载和高滑动工作条件下降低功率损耗和改善的癫痫发作。除了使用YAG激光振荡器外，还可以同步控制电级和激光振荡，并通过激光镀皮将表面纹理施加到表面上，以对表面施加镀锌效果，并使用激光涂层能量将纳米碳夹层施加到接触表面上。关于由于激光剥离而引起的表面耐用性，即疲劳寿命，在滑动接触下的测试中确认了细化的效果。在滑动条件下测试中评估了纹理激光乳状的效果，并且发现在激光镀皮中形成相对较大的酒窝，并且纹理的效果取决于接触区域的大小，并且纹理的效果因工作条件而异。尽管人们认为激光镀皮的纹理可有效地减少培养基在长期的摩擦，但由于它们在操作的早期阶段表现出相对较大的摩擦，因此激光辅助的纳米碳涂层正在底环上进行，以在早期运行阶段低摩擦。我们研究了碳颗粒的直径，碳座的厚度以及表面保护层的影响，并通过详细观察到碳颗粒的粘附力来研究纳米碳涂层的最佳激光固定条件和碳粘附机制。