成果報告書詳細
管理番号20110000001327
タイトル平成21年度成果報告書 「省エネルギー革新技術開発事業/先導研究(事前研究)/レーザーを用いた低摩擦表面処理技術開発の事前研究」
公開日2011/10/12
報告書年度2009 - 2009
委託先名財団法人レーザー技術総合研究所
プロジェクト番号
部署名エネルギー対策推進部
和文要約 本研究では、自動車等の軽量化対策のために鉄系鋳物からの置き換えが進みつつある高シリコンアルミ合金を試料として、フェムト秒レーザーを用いた低摩擦表面処理技術の開発を行った。従来、学会等ではステンレス鋼などの比較的レーザー改質しやすい材料に対して摩擦低減効果のトップデータが発表されていたが、本研究では産業機器の実部品に用いられる合金を対象として当該技術の再現性及び実用性を検証した。本研究開発では以下に代表される成果を得た。
・ フェムト秒レーザーを用いて、シリコンアルミ合金を構成するシリコン、アルミニウム単体のアブレーションレートの定量的データを取得した。
・ フェムト秒レーザーを用いて、シリコン含有量が9.6~12%の共晶合金、同じく14.5~16%の過共晶合金のアブレーションレートの定量的データを取得した。
・ 共晶合金、過共晶合金表面に微細周期構造が形成されるレーザー照射条件を明らかにした。
・ 共晶合金表面に微細周期構造を形成することで、表面の摩擦係数が17%低下することが確認された。
・ 過共晶合金表面に微細周期構造を形成することで、表面の摩擦係数が27%低下することが確認された。
英文要約Title : Development of Innovative Technology for Energy-Saving. Feasibility Study for Technology Development of Processing Low-Friction Surface by Lasers
In this research project, we have investigated femtosecond-laser-induced surface texturing of Al-Si alloy for controlling the surface friction. Although it had been reported for typical metal substrates such as stainless steel that the Laser-Induced Periodic Surface Structure (LIPSS) had effects of lowering surface friction, we focused our experiments on the Al-Si alloy used in industrial equipments. Main results obtained in the project are described below.
・ We obtained quantitative data of ablation rate for Al and Si, which are the main composition of Al-Si alloy using a femtosecond laser.
・ We obtained quantitative data of ablation rate for two types of Al-Si alloy, ADC and NH using a femtosecond laser.
・ We clarified the conditions of laser irradiation for induce the periodic surface structure.
・ We observed 17% reduction of surface friction for the laser-processed ADC substrates.
・ We observed 27% reduction of surface friction for the laser-processed NH substrates.
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