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

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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．