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

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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．