粒子分散型MMC溶射皮膜の摩擦特性に関する研究

研究目的 : 本研究は、摩擦(すべり)係数を一定の範囲内で制御でき、しかも耐摩耗性に優れた表面改質技術の開発を目的にセラミックス粒子分散型MMC皮膜について検討したものである。さらに研究成果を基にMMC皮膜の階段用ステップ板への応用について検討した。研究方法 : MMC皮膜は、申請者らが開発した複合ワイヤ溶射法によって作製した。本溶射法は、ワイヤ外殻に相当するフープ材と充填物の組み合わせによって広範なMMC皮膜の創製が可能という優れた特徴を有する。本実験ではフープ材にアルミ、充填物には主に粒度の異なるアルミナを用いた。摩擦試験は日本工業規格JIS K 7125に準じた装置で行い、摩擦力Fと荷重Wから摩擦係数μ=F/Wを求めた。試験に供したMMC皮膜は、厚さ200μmを標準として#400サンドペーパで研磨し、SEM観察と粗さ測定を行った。研究成果 : 複合ワイヤ溶射法で作製したMMC皮膜の摩擦特性に関し次の知見を得た。(1) 同種MMC皮膜面間の摩擦係数(無潤滑)は0.14～0.19の範囲であり、セラミックスの種類、粗度、充填率の違いによる顕著な差異は見られなかった。対照試験として行ったアルミ板面間の摩擦係数(無潤滑)は0.31であり、MMC皮膜の摩擦低減効果が示唆された。(2) スピンドル油を薄く塗布した同種MMC皮膜面間の摩擦係数(有潤滑)は0.15～0.20であり、無潤滑の場合との有意差は見られなかった。これはMMC皮膜面間が境界潤滑状態のためと考えられた。すなわちMMC皮膜中に分散する無数のボイドに油が浸み込み、油膜が分子サイズの厚さになるためと思われる。(3) 溶射したままのMMC皮膜とゴム板(靴底を仮定)間の摩擦係数は、水に濡れた状態で1.20であった。この値は平滑な金属板とゴム板間の場合の0.83に比べて著しく大きく、MMC皮膜のステップ板への応用を期待できる。

研究目的 : 本研究は、摩擦(すべり)係数を一定の範囲内で制御でき、しかも耐摩耗性に優れた表面改質技術の開発を目的にセラミックス粒子分散型MMC皮膜について検討したものである。さらに研究成果を基にMMC皮膜の階段用ステップ板への応用について検討した。研究方法 : MMC皮膜は、申請者らが開発した複合ワイヤ溶射法によって作製した。本溶射法は、ワイヤ外殻に相当するフープ材と充填物の組み合わせによって広範なMMC皮膜の創製が可能という優れた特徴を有する。本実験ではフープ材にアルミ、充填物には主に粒度の異なるアルミナを用いた。摩擦試験は日本工業規格JIS K 7125に準じた装置で行い、摩擦力Fと荷重Wから摩擦係数μ=F/Wを求めた。試験に供したMMC皮膜は、厚さ200μmを標準として#400サンドペーパで研磨し、SEM観察と粗さ測定を行った。研究成果 : 複合ワイヤ溶射法で作製したMMC皮膜の摩擦特性に関し次の知見を得た。(1) 同種MMC皮膜面間の摩擦係数(無潤滑)は0.14～0.19の範囲であり、セラミックスの種類、粗度、充填率の違いによる顕著な差異は見られなかった。対照試験として行ったアルミ板面間の摩擦係数(無潤滑)は0.31であり、MMC皮膜の摩擦低減効果が示唆された。(2) スピンドル油を薄く塗布した同種MMC皮膜面間の摩擦係数(有潤滑)は0.15～0.20であり、無潤滑の場合との有意差は見られなかった。これはMMC皮膜面間が境界潤滑状態のためと考えられた。すなわちMMC皮膜中に分散する無数のボイドに油が浸み込み、油膜が分子サイズの厚さになるためと思われる。(3) 溶射したままのMMC皮膜とゴム板(靴底を仮定)間の摩擦係数は、水に濡れた状態で1.20であった。この値は平滑な金属板とゴム板間の場合の0.83に比べて著しく大きく、MMC皮膜のステップ板への応用を期待できる。