キャビテーション・ショットレス・ピーニングによる金属材料の疲労強度向上
2006
受賞論文賞
受賞理由 鋳鋼などの球状粒子(ショット)を材料に打ち当てて、表面層を加工し強化する方法をショットピーニングといい、疲労強度改善のため自動車のばねや歯車等に広く用いられているが、コイルばねの内側や歯の付け根などにはショットを正面から当てにくいことや、高硬度のばねや歯車ではショット自体の損耗も激しいことなどのため、改良が望まれていた。著者らは、水中に高速水ジェットを流すと、局部的に減圧が起こり多数の水蒸気泡を生じるというキャビテーション現象に注目し、流速が低下して気泡がつぶれる際の強い衝撃パルスを利用してピーニングする方法を提案し、アルミ合金鋳物とばね鋼について実験を行い、疲労強度が従来のショットピーニングと同等の、1.5倍程度に向上することを示し、そのメカニズムを解明したものである。この方法はジェット流を必ずしも材料表面に直角に当てる必要がなく、またクリーンな工法であることから、広く発展する可能性がある。
関連文献自動車技術会論文集 Vol.34,No.1
受賞者祖山 均(国立大学法人東北大学)
坂 真澄(国立大学法人東北大学)
佐々木 圭(東北リコー株式会社)
斎藤 建一(住友金属工業株式会社)

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