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

基本信息

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

项目摘要

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．

首先，在润滑下进行摩擦测试，对铝底物进行，该铝底物具有通过细颗粒尿形成的表面纹理。我们还使用倾斜的投影微颗粒式镀金（俯仰：低于0.1mm，高度：5-10UM）和周期性的凹槽结构（俯仰：0.1mm，高度：3UM），由斜面的投影微粒式涂层（音高：刚好低于0.1mm，高度：5-10UM），制备了具有系统不同尺寸的标本。这些纹理材料被用作针脚测试片，将铝合金板用作圆盘侧测试片，并使用销钉旋转摩擦测试来评估摩擦系数。结果是在表面润滑态的曲线图上组织的，并提出具有斜射颗粒细颗粒的细脊状结构可能比由加工引起的定期凹槽结构表现出更好的润滑性。此外，观察到的是，脊样微结构的大小越大，摩擦系数越低。接下来，在铝制基板上进行了摩擦磨损试验，其中通过细颗粒式转移铁成分。我们详细研究了铁成分转移对润滑油添加剂（ZN-DTP）的吸附以及磨损减少的影响。特别是，建立了一种方法来定量评估在表面上产生的小磨损，并使用此方法比较了由于存在或不存在铁转移而导致的磨损量。通过先前的研究，当在Zn-DTP的存在下将铁转铝底物滑动时，它表现出低摩擦和低磨损，相反，高摩擦力和较大的磨损。在今年的研究中也复制了这种趋势。磨损量的定量比较表明，与在Zn-DTP存在下佩戴的无铁的表面相比，磨损的情况下的磨损降低。此外，在增加磨损的情况下，发现粘附在柜台材料上的铝制标本中的磨损粉末，导致相同的材料摩擦，可以更好地了解磨损现象。