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微細ショットピーニング加工による 金属部品の機械的特性の向上

通常サイズのショット. 変位 / mm. 切り欠き効果. 測定距離 / mm. 微細ショット. 圧縮残留応力 のピーク値. d = 0.1mm 以下. d = 0.6 ~ 1.0mm. 変位 / mm. 表面粗さ減少. 測定距離 / mm. 塑性加工研究室 上杉 秀人. 微細ショットピーニング加工による 金属部品の機械的特性の向上. 通常サイズのショット (d = 0.6 ~ 1.0mm). 微細ショット (d = 0.1mm 以下 ). 鋳鋼製. 直径: d = 1.0 , 0.1 mm 比重: 7.5 硬度: 490 HV.

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微細ショットピーニング加工による 金属部品の機械的特性の向上

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Presentation Transcript


  1. 通常サイズのショット 変位 / mm 切り欠き効果 測定距離 / mm 微細ショット 圧縮残留応力 のピーク値 d = 0.1mm以下 d = 0.6~1.0mm 変位 / mm 表面粗さ減少 測定距離 / mm 塑性加工研究室 上杉 秀人 微細ショットピーニング加工による金属部品の機械的特性の向上 通常サイズのショット (d = 0.6~1.0mm) 微細ショット (d = 0.1mm以下)

  2. 鋳鋼製 直径:d = 1.0,0.1 mm 比重:7.5 硬度:490 HV 温間ピーニング 塑性変形量大 圧縮残留応力大 1.0mm 1.0mm 1.0mm 微細ショットピーニング 表面近傍のクラック発生を抑制し,疲労寿命の更なる向上 本研究 微細ショット 超硬合金製 アモルファス合金製 直径:d = 0.1 mm 比重:14.0 硬度:1405 HV 直径:d = 0.1 mm 比重:7.5 硬度:925 HV

  3. 投射圧力 :p =0.3,0.6,0.8 MPa 形状:φ25×10 低炭素鋼S25C (硬度:176 HV) 浸炭鋼SCM420 (硬度:863 HV) カバレージ C = 100 % 加工条件 圧縮空気 供試材料 微細ショット

  4. 微細ショット   表面粗さを 1/2に低減 低炭素鋼におけるショット材質の影響 ~表面粗さの変化~ 加工温度 : 室温

  5. 投射圧力 : p = 0.6MPa 加工温度 : 室温 ~残留応力分布~

  6. 浸炭鋼におけるショット材質の影響 ~表面粗さの変化~ 加工温度 : 室温

  7. 超硬合金製ショット 圧縮残留応力が 約2倍に向上 投射圧力 : p = 0.6MPa 加工温度 : 室温 ~残留応力分布~

  8. 冷間加工(硬) 加工量少 被加工材 供試材料 ・ばね鋼SUP9A 硬度:546 HV 400 ℃高温焼戻 温間加工(軟) 加工量多 被加工材 温間ショットピーニング加工

  9. 未加工 高温焼戻処理ばね鋼 加工温度300℃付近が最適 高温焼戻処理ばね鋼への温間ショットピーニング ~温度変化と残留応力分布の関係~ 応力測定位置 : 表面近傍 焼戻温度 焼戻余熱の利用  消費エネルギの低減

  10. 微細ショットピーング 加工硬化による 耐摩耗性の向上が期待 供試材料 ・冷間工具鋼SKD11 (硬度:766 HV) 冷間工具鋼への微細ショットピーニング加工

  11. 投射圧力 : p = 0.6 MPa 加工温度 : 室温 ~硬度分布~

  12. 大越式摩耗試験 試験片 比摩耗量測定部 ~摩耗試験結果~

  13. まとめ •  微細ショットを用いることで,表面粗さの低減と •   材料表面近傍の圧縮残留応力が向上できた. •  ばね鋼に対する温間ピーニングの最適温度300℃ •   付近であり,余熱を利用して加工することで消費 •   エネルギの削減が可能となる. •  高硬度な超硬合金製,アモルファス合金製ショットにより, •   冷間工具鋼の耐摩耗性が向上できた.

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