過酷なしゅう動条件下で摩擦低減をもたらす物理的かつ化学的な表面テクスチャの創製

创建物理和化学表面纹理，减少恶劣滑动条件下的摩擦

• 批准号: 18K03917
• 负责人: 亀山 雄高
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tokyo City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K03917/
• 关键词: テクスチャ; 微細周期構造; ピーニング; 移着; 潤滑油添加剤; トライボフィルム; テクスチャリング; 微粒子ピーニング; トライボロジー; 潤滑; 摩擦低減; 微視的接合; テクスチャリング加工; 微粒子の表面処理; 微視的強度

まず，微粒子ピーニングによって表面テクスチャを形成したアルミニウム基材の潤滑下摩擦試験を行った．斜投射微粒子ピーニングを用いて寸法が系統的に異なるうね状微細構造を形成した試験片（ピッチ：0.1mm弱・高さ：5～10um）と，比較材として機械加工によって形成した周期溝構造（ピッチ：0.1mm，高さ：3um）も用意し，これらのテクスチャ材をピン側試験片に，アルミ合金平板をディスク側試験片に用いて，ピンオンディスク回転式摩擦試験を行って摩擦係数を評価した．表面の潤滑状態を表すストライベック線図に結果を整理したところ，機械加工による周期溝構造よりも斜投射微粒子ピーニングによる微細うね状構造のほうがより良好な潤滑性を示す可能性が示唆された．またうね状微細構造の寸法が大きいほうが摩擦係数は低い値を取る傾向が認められた．次に微粒子ピーニングによって鉄成分を移着させたアルミニウム基材の摩擦摩耗試験を実施した．鉄成分の移着が潤滑油添加剤（Zn-DTP）の吸着とそれに伴う摩耗の低減に及ぼす影響について詳細に調べた．とくに，凹凸を有する表面において生じた微小な摩耗を定量的に評価する手法を定め，これを用いて鉄移着の有無による摩耗量を比較した．これまでの研究を通し，鉄を移着させたアルミニウム基材をZn-DTP存在下で摺動した場合，低い摩擦と少ない摩耗を示す場合と，対照的に高い摩擦と大きな摩耗量を示す場合とがあった．本年度の研究においてもこの傾向は再現された．摩耗量を定量的に比較したことにより，摩耗が少なくなる場合については鉄を移着させていない表面をZn-DTP存在下で摩耗させた場合よりも摩耗が低減されていることが明らかになった．また，摩耗が多くなるケースでは，相手材にアルミニウム試験片由来の摩耗粉が凝着し，同種材摩擦の様相となっていたことも明らかになり，摩耗現象の一層の理解が得られた．

ま ず, particles ピ ー ニ ン グ に よ っ て surface テ ク ス チ ャ を form し た ア ル ミ ニ ウ ム base material under の lubrication friction test line を っ た. Oblique projection particles ピ ー ニ ン グ を with い て inch が system に different な る う ね を micro structure form し た test piece (ピ ッ チ : 0.1 mm high, weak さ : 5 ~ 10 um) と, comparative material と し て machining に よ っ て form し た cycle groove structure (ピ ッ チ : 0.1 mm, high さ : 3 um) も intention し, こ れ ら の テ ク ス チ ャ material を ピ ン side test piece に, ア ル ミ alloy plate を デ ィ ス ク side test piece に with い て, ピ ン オ ン デ ィ ス ク back planning type friction test line を っ て を friction coefficient evaluation 価 し た. Surface の lubrication state を table す ス ト ラ イ ベ ッ ク line 図 に results を finishing し た と こ ろ, machining に よ る cycle groove structure よ り も oblique projection particles ピ ー ニ ン グ に よ る imperceptible う ね structure の ほ う が よ り な good lubricity を が す possibility in show business さ れ た. The またうね fine-grained structure has a large <s:1> inch method が, a low <s:1> ほうが ほうが coefficient of friction <e:1>, a low <s:1> value を, a る tendency が, and a められた. Time に particles ピ ー ニ ン グ に よ っ て iron objects composition を move the さ せ た ア ル ミ ニ ウ ム substrate の friction friction loss test を be applied し た. Iron objects composition の move the が lubricants add tonic (zinc - DTP) の sorption と そ れ に う mo の low consumption decrease に and ぼ す influence に つ い て detailed に adjustable べ た. と く に, concave and convex を す る surface に お い て raw じ た tiny な friction consumption を に of quantitative evaluation of 価 す る gimmick を め, こ れ を with い て iron objects move the の presence of に よ る mo consumption を compare し た. こ れ ま で の research を し, iron objects を move the さ せ た ア ル ミ ニ ウ ム substrate を で fold in the presence of zinc - the DTP dynamic し た occasions, low friction い と less な い "を と す occasions, consumption of seaborne に high friction い と き な mo consumption を す occasions in と が あ っ た. In the current year, <s:1> studies にお にお て て て <s:1> <s:1> tend to reappear された. The consumption of を quantitative に compare し た こ と に よ り, less friction consumption が な く な る occasions に つ い て は iron objects を move the さ せ て い な い surface を で mo consumption in the presence of zinc - the DTP さ せ た occasions よ り も mo が low consumption decrease さ れ て い る こ と が Ming ら か に な っ た. ま た, consuming more than が く な る ケ ー ス で は, hand material に ア ル ミ ニ ウ ム test piece origin の mo powder consumption が coagulation し, same material friction の others in phase と な っ て い た こ と も Ming ら か に な り, the phenomenon of consumption の layer の understand が too ら れ た.

项目成果

微粒子ピーニングによって化学組成を改質したアルミ合金表面における トライボフィルム形成と摩耗挙動に関する検討

颗粒喷丸改性铝合金表面摩擦膜形成及磨损行为研究

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Kitagawa;K. Ohtani;Y. Konishi;亀山雄高，島崎椋太，立沢隼弥，佐藤秀明，眞保良吉
• 通讯作者: 亀山雄高，島崎椋太，立沢隼弥，佐藤秀明，眞保良吉

日本刀は槌で鍛える．機械部品は粒で鍛える? ～金属を鍛え接合する微粒子ピーニング技術～

日本刀是用锤子锻造的。

• 发表时间: 2022
• 作者: Shun WATANABE;Togo SHINONAGA;Atsushi YAMAGUCHI;Akira OKADA;青木繁;青木繁;前野智美，金田晋弥，大塚美海，戸坂浩輔;亀山雄高
• 通讯作者: 亀山雄高

微粒子ピーニングによって生じる成分付加およびテクスチャ創製を利用した微細表面加工

使用由细颗粒喷丸引起的成分添加和纹理创建进行微表面处理

• 发表时间: 2022
• 作者: 鍜島麻理子;菅原健太郎;渡部司;丘華，山口哲郎，黄永安;青木繁，酒井康徳， 田中智久;亀山雄高
• 通讯作者: 亀山雄高

A Study on the Feature of Several Types of Floating Liner Devices for Piston Friction Measurement

几种活塞摩擦测量浮动衬套装置的特点研究

• DOI: 10.4271/2019-01-0177
• 发表时间: 2019
• 期刊: SAE Technical Paper
• 作者: Nagano Yusuke;Ito Akemi;Okamoto Daisuke;Yamasaka Kiyonari
• 通讯作者: Yamasaka Kiyonari

固相粒子積層プロセスにおける接合メカニズム

固相颗粒堆积过程中的键合机理

• 发表时间: 2020
• 作者: K. Kitagawa;K. Ohtani;Y. Konishi;A. Abe;市川裕士
• 通讯作者: 市川裕士