極薄ストリップのマイクロ圧延における摩擦潤滑メカニクス

超薄带材微轧制中的摩擦润滑机理

基本信息

批准号：
12F02770
负责人：
真鍋健一
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では異周速マイクロ圧延実験からFEMモデルに必要な基礎的な情報を得て、圧延不良を防ぎ優れた成形性と高精度で高品質の金属箔材を製造するために適した異周速マイクロ圧延における影響因子を解明することを目的とした。昨年度の成果を踏まえた当該年度における研究成果は以下のとおりである。当初の研究計画の大枠は達成した。(1) マイクロ異周速圧延機の試作開発と供試箔材の材料評価試験 : 昨年度開発したマイクロ圧延FEMモデルの実験的検証のため、異周速圧延が可能なマイクロ圧延機の設計試作に初めて成功した。その後の性能評価により所望の圧延機特性が得られていることを確認した。供試材として用いた金属箔(ステンレスSUS304)の焼なまし処理によってマイクロ圧延で重要な材料因子である結晶粒径、変形抵抗の異なる箔材を製造し、引張試験でその力学特性を得た。(2) マイクロ圧延におけるマイクロトライボロジーの観点からの素材表界面の変形観察と評価 : 上記供試箔材を用いたマイクロ異周速圧延実験を行い多くの実験データを収集した。その結果、種々の摩擦速度や箔厚の条件における表面アスペリティ部の変形挙動観察から、マイクロ圧延中の油膜厚と真実接触面積の変化を調査し、マイクロ圧延中の表面粗さ進展挙動が潤滑条件の影響を受けることを明らかにした。これは高品位な金属箔を得るための重要なマイクロ圧延における具体的な技術知見の一つである。(3) FEAモデルの妥当性評価 : マイクロ圧延3次元FEM解析による表面あら進展と摩擦潤滑特性は定性的には妥当な結果を得ることができた。しかし表面アスペリティの塑性変形をFEAで十分にシミュレートできていないため、詳細な議論ができる段階まで至らなかった。

这项研究旨在从差速速度微滚动实验中获取FEM模型所需的基本信息，并阐明差异速度微滚动中的影响因素，这些因素适合防止滚动缺陷并产生具有出色高质量的高质量金属箔材料，具有良好的高素质和高精度。根据去年的结果，今年的研究结果如下。实现了原始研究计划的一般框架。（1）开发原型的微型外外滚动厂和测试箔材料的材料评估测试：为了实验验证去年开发的微型外围滚动FEM模型，我们已经成功设计和测试了设计和原型的微型近期磨机，这些铣床可以划分。随后的性能评估证实了所需的滚动磨坊特性。通过将用作测试材料的金属箔（不锈钢SUS304）进行退火处理，产生了具有不同晶体晶粒尺寸和变形的铝材材料，这是微滚动的重要材料因素，并通过拉伸测试获得了机械性能。（2）从微生物学的角度观察和评估材料的表面界面的变形：通过使用测试箔材料进行微分散速度滚动实验，收集了大量的实验数据。结果，我们研究了微卷曲过程中油膜厚度的变化以及在各种摩擦速率和箔厚度条件下表面浅层部分的变形行为所带来的真实接触区域，并揭示了微卷曲期间的表面粗糙度进展行为受到润滑条件的影响。这是微卷中的特定技术知识之一，这对于获得高质量的金属箔很重要。（3）FEA模型的有效性评估：微滚动3D FEM分析的表面发育和摩擦润滑特性在定性上有效。但是，由于FEA无法充分模拟表面覆盖的塑性变形，因此尚未达到可以进行详细讨论的阶段。