トライボロジー

ボールオンディスク / ピンオンディスク
Friction and Wear properties

1.摩擦摩耗特性試験(ボールオンディスク,ピンオンディスク)

ボールオンディスク型摩擦摩耗試験機を用い、摩擦力と摩耗量を測定した。比摩耗量は質量減少法により算出し、各材質の組み合わせの比摩耗量の比較を行った。

試験機の外観
試験機の外観
試験片の設置状態
試験片の設置状態
ボール
ボール
ディスク
ディスク
試験中
試験中
試験後
試験後
Photo 1 ボールオンディスク型摩擦摩耗試験機
試験方法
Photo 2 摩耗試験方法

2.試験条件

table.1
試験条件
潤滑 ドライ(潤滑なし),塩水滴下(微量)
試験温度 室温
荷重 9.8N(1kgf)
摩擦速度(回転数) 12.6m/min(400rpm)/td>
摩擦時間 600sec

3.ボール(試験片)の種類

table.2
No 材質 形状 サイズ 硬度 表面粗さ
HRC (HV) Ra
01 SUS440C ボール 3/8インチ 59~65 0.05
02 SUJ2 ボール 3/8インチ 61~67 0.05
03 窒化珪素(Si3N4) ボール 3/8インチ (1400~1800 HV) 0.05
04 S45C ピン 球面(直径10㎜) 55 鏡面
  • ボールの等級:G28

4.試験片の形状

ディスクの形状
ディスクの形状
ピンの形状
ピンの形状

5.試験片の外観

table.3
ボール ピン ディスク
SUS440C SUJ2 窒化珪素 S45C 各種
SUS440C SUJ2 窒化珪素 ピン ディスク

6.試験片(ディスク)の種類と熱処理状態

6.1.析出硬化系ステンレス / 超強力鋼
table.4
No 鋼種 記号 熱処理 硬度 表面粗さ
熱処理① 熱処理② HV HRC Ra
01 シリコロイA2 SL-A2-ST 1050℃/WQ 396 35.0 0.020
02 シリコロイA2 SL-A2-LAG 1050℃/WQ 380℃×3hr/AC 458 43.4 0.018
03 シリコロイA2 SL-A2-AG 1050℃/WQ 480℃/AC 578 51.0 0.012
04 シリコロイA2 SL-A2-OAG 1050℃/WQ 650℃×6hr/AC 354 34.0 0.023
05 シリコロイA2
-粉末積層
SL-A2-3D-AG 1050℃/WQ 480℃×8hr/AC 594 55.0 0.030
06 シリコロイA2 SL-A2-OX380 1050℃/WQ 380℃×3hr/AC
(酸化被膜)
491 43.6 0.030
07 シリコロイA2 SL-A2-OX480 1050℃/WQ 480℃×8hr/AC
(酸化被膜)
551 50.0 0.088
08 シリコロイXVI SL-XVI-ST 1050℃/WQ 393 37.4 0.022
09 シリコロイXVI SL-XVI-LAG320 1050℃/WQ 320℃×3hr/AC 478 44.3 0.024
10 シリコロイXVI SL-XVI-LAG 1050℃/WQ 380℃×3hr/AC 601 50.7 0.016
11 シリコロイXVI SL-XVI-DAG 1050℃/WQ 200℃×2hr+460℃×12hr/AC 693 57.6 0.018
12 シリコロイXVI SL-XVI-OAG 1050℃/WQ 650℃×6hr/AC 391 39.4 0.020
13 シリコロイXVI
-粉末積層
SL-XVI-3D-ST 1050℃/WQ 413 39.1 0.016
14 シリコロイXVI
-粉末積層
SL-XVI-3D-LAG320 1050℃/WQ 320℃×1hr/AC 463 45.5 0.011
15 シリコロイXVI
-粉末積層
SL-XVI-3D-LAG 1050℃/WQ 380℃×1hr/AC 521 49.9 0.019
16 シリコロイXVI
-粉末積層
SL-XVI-3D-DAG 1050℃/WQ 200℃×2hr+460℃×12hr/AC 703 57.2 0.009
17 シリコロイXVI
-粉末積層
SL-X3-(B)-DAG 1050℃/WQ 200℃×2hr+460℃×12hr/AC 682 57.0 0.045
18 SUS630 SUS630-S 1050℃/WQ 364 35.3 0.024
19 SUS630 SUS630-H900 1050℃/WQ 480℃×3hr/AC 461 43.9 0.022
20 SUS630 SUS630-H1025 1050℃/WQ 550℃×3hr/AC 396 37.2 0.024
21 SUS630 SUS630-H1075 1050℃/WQ 580℃×3hr/AC 372 35.1 0.030
22 SUS630 SUS630-H1150 1050℃/WQ 620℃×3hr/AC 345 32.9 0.023
23 SUS630 SUS630-OX380 1050℃/WQ , H900 380℃×2h/AC
(酸化被膜)
452 39.9 0.031
24 SUS630 SUS630-OX480 1050℃/WQ , H900 480℃×3hr/AC
(酸化被膜)
439 42.3 0.082
25 マルエージング鋼 マルエージング-ST 850℃/AC 324 31.6 0.023
26 マルエージング鋼 マルエージング-AG 850℃/AC 480℃×3hr/AC 598 53.3 0.022
  • HV硬度の試験力:500g
6.2.マルテンサイト系ステンレス / 工具鋼
table.5
No 鋼種 記号 熱処理 硬度 表面粗さ
熱処理① 熱処理② HV HRC Ra
27 SUS420J2 SUS420J2 1030℃×1hr/ガス冷 200℃×3hr/AC 607 53.0 0.026
28 SUS420J2 SUS420J2-47 1030℃×1hr/ガス冷 550℃×3hr/AC 582 50.5 0.042
29 SUS440C SUS440C 1030℃×1hr/ガス冷 160℃×3hr/AC 738 58.8 0.034
30 ELMAX ELMAX 1050~1100℃/急冷 500℃/AC,サブゼロ実施 725 61.2 0.010
31 SKD11 SKD11 1030℃×1hr/ガス冷 200℃×3hr/AC 735 61.4 0.015
32 SKD61 SKD61 1030℃×1hr/ガス冷 550℃×3hr/AC 642 55.4 0.019
  • HV硬度の試験力:500g
6.3.オーステナイト系ステンレス / フェライト系ステンレス / 2相ステンレス
table.6
No 鋼種 記号 熱処理 硬度 表面粗さ
熱処理① 熱処理② HV HRC Ra
33 SUS303 SUS303 1050℃×40min/WQ 239 15.0 0.021
34 SUS304 SUS304 1050℃/WQ 247 2.0 0.024
35 SUS316L SUS316L 1050℃/WQ 176 0.019
36 SUS310S SUS310S 1085℃/WQ 196 0.014
37 SUS430 SUS430 780-850℃/FC 188 1.0 0.015
38 シリコロイB2 SL-B2 1050℃/WQ 242 18.8 0.022
39 シリコロイD SL-D 1050℃/WQ 235 5.3 0.023
  • HV硬度の試験力:500g
6.4.高耐熱耐食合金 / チタン
table.7
No 鋼種 記号 熱処理 硬度 表面粗さ
熱処理① 熱処理② HV HRC Ra
40 ステライトNo6 ステライトNo6 549 39.0 0.014
41 ハステロイC22 ハステロイC22 1150℃×1.17hr/WQ 252 10.1 0.011
42 インコネル601 インコンル601 1130℃×11M R.C 192 0.020
43 インコネル625 インコンル625 950℃×0.5hr/WQ 328 21.3 0.016
44 インコネル718 インコンル718-ST 980℃×1.5hr/WQ 302 18.9 0.010
45 チタン チタン 165 0.245
  • HV硬度の試験力:500g

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