巨大ひずみ誘起ナノグラデーション微細組織高機能表層の創成とトライボ特性の向上

创建具有大应变诱导纳米级微观结构的高功能表面层并改善摩擦电性能

• 批准号: 22K03894
• 负责人: 加藤 寛敬
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Fukui National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03894/
• 关键词: 巨大ひずみ; ナノグラデーション微細組織; 摩擦加工; 滑りバニシング; トライボロジー; ナノ微細組織; 硬度分布

摩擦加工を受けた表面は、ひずみ勾配をもつ巨大塑性ひずみによりナノ組織が形成され、バルクSPDでは達成できない超微細化が可能である。すなわち、バルクSPDで作製したバルクナノメタルに、摩擦加工（滑りバニシング、SB加工）を行えば、母材から表面にかけて組織が変化したナノグラデーション微細組織が形成され、表面に近くなるほど硬度が上昇し耐摩耗性が飛躍的に向上すると予想される。しかしながら、この硬度分布が材料の摩耗特性に及ぼす影響については明らかにされていない。そこで本年度では、SB加工により生成した微細傾斜組織表層の摩耗の進行について検討した。SB加工では、回転するS45Cディスク表面にSi3N4ボールをばね力で押し付けながら送りを与えて無潤滑下で加工を行った。摩耗試験は、SB加工した試験片を用いてボールオンディスク方式で行った。その結果、SB加工の押し付け荷重が高いディスクほど表面硬さは高く、摩耗量は少なくなる傾向にあり、摩耗量は表面硬さの逆数と直線関係にあった。ボールオンディスク摩耗中断試験の未加工材と押し付け荷重100 Nのディスクでは、摩耗の進行が極めて大きい初期摩耗とその後摩耗の進行が緩やかになる定常摩耗がみられた。これは、接触面圧が摩耗の進行とともに低下したためと考えられる。一方、押し付け荷重500 Nのディスクでは、硬くて深い微細組織表層が生成されたため初期摩耗はみられなかった。しかし、試験時間10分で微細組織表層(HV400以上深さ27 μm)が摩耗して消滅してしまうと摩耗量が急増することが判明した。

The friction processing is affected by the surface, the surface, the large plasticity, the microstructure, the SPD, the microstructure, the microstructure and the microstructure. The surface microstructure of the base metal is characterized by the formation of the microstructure, the wear resistance of the surface, the hardness of the surface, the wear resistance of the surface, the hardness of the surface and the hardness of the surface. The friction properties of the material, the hardness distribution, the friction property and the hardness distribution of the material. For the current year, the SB processing system generates a micro-scale diagonal organization table to determine the friction consumption. SB processing equipment, return to the S45C production line, the surface of the Si3N4 machine is required to make sure that it is necessary to send the machine and slide down the processing line without delay. The wear and tear of the film is processed by SB, and the film is processed in the way that it is processed. According to the results of the test, the SB processing equipment requires that the surface hardness is high, the friction consumption is low, and the friction consumption is the inverse of the surface hardness. This is due to the loss of friction. The raw materials are required to pay a load of 100 N per kilowatt load. After the initial wear rate, the wear rate is measured and the constant wear rate is measured. The wear and tear of the contact surface and the contact surface should be measured. On the one hand, the load is 500 N, and the micro-organization table is used to generate the initial wear and tear. At 10 minutes per hour and 10 minutes per minute, the micro-organization table (above HV400, 27 μ m deep) is used to determine the wear and tear consumption.

项目成果

Wear of a strain-induced gradient nanostructure surface layer by slide-burnishing

滑动抛光引起的应变诱导梯度纳米结构表面层的磨损

• 发表时间: 2023
• 作者: 野口昭治;堀田智哉;横尾 拓海，須山寛，瀬戸口 恵一，米本 幸弘，川原 顕磨呂;Hirotaka Kato
• 通讯作者: Hirotaka Kato