研究開発された技術紹介

建設機械におけるショベル用ツースなどアタッチメントは、掘削作業・解体作業などで常に土砂・金属にさらされており、最も摩耗の激しい部品である。アタッチメントに用いられる摺動特性の良い鋳鉄材料は海外での生産は難しいのが現状であり、より低コストで耐摩耗性・靭性があり、補修がし易い材料の開発が求められている。本研究では、耐摩耗性・靭性・溶接性をかねそろえた材料の開発を行い、試作を経て実用化を目指す

耐摩耗性・靭性・溶接性をかねそろえた建設機械用アタッチメント材料の開発
・耐摩耗性材料の開発→引張り強さ740(N/mm2)以上、伸び20%以上、硬さHBW＝600以上
・耐摩耗性6倍→交換サイクル15日間(1ヶ月2回交換)→90日間(3か月1回交換)
(新技術)
<対摩耗性材料>
・バナジウム(V)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)などを用いた耐摩耗性材料
・耐摩耗性6倍の90日間での交換サイクル

・4種類の耐摩耗性材料を開発
‐V、Cr、Niなど各元素含有量の重量割合において添加量が5～20%の範囲になるように調整し合金を設計
‐微細かつ粒状としてマトリックス状に分散した4種類の耐摩耗性材料(1白鋳鉄系球状炭化物鋳鋼、(2)高マンガン系球状炭化物鋳鋼、(3)コバルトを多量に含有した多合金系白鋳鉄、(4)(3)からコバルトを除き熱処理を行った多合金系白鋳鉄)を開発
・開発材料の耐摩耗性を確認
‐スガ式摩耗試験の結果、(1)が最も耐摩耗性に優れ(S50C(Q)の8倍)、次いで(2)、(3)、(4)の順で耐摩耗性を有していた
‐常温エロージョン摩耗試験は、いずれの衝突角度においても、摩耗量の差は見られず、全ての試験片においてほぼ同等の損傷速度耐摩耗。(4)が最も耐摩耗性を有し、次いで(1)、(2)(3)はほぼ同等
・試験用機、実機試験により、耐摩耗性を確認
‐一軸破砕機による土砂状摩耗試験では、(3)を用いた破砕刃が最も耐摩耗性に優れ、(2)(4)の5倍の耐摩耗性能を有する
‐ギロチン切断機試験では、(3)が最も耐摩耗性を有する
‐実機試験では、(4)が高い耐摩耗性を有している
・スガ式摩耗試験結果比較
〜各供試材の摩耗量はS50C(Q)の1/2以下に抑えられていることから炭素鋼よりも優れた耐摩耗性を有していることがわかる。耐摩耗材料1が最も耐摩耗性に優れており、比較材であるS50C(Q)の8倍の耐摩耗性を有した〜

・新聞:室蘭民報(H24.6)
・出展:26tH北海道技術・ビジネス交流会ビジネスEXPO(H24.11)

破砕機等の産業機器の摩耗部品として使用可能である。摩耗部品の交換頻度を2倍から3倍程度に伸ばすことができ、機器の停止による生産減などを抑制することが可能となる。

・H24年度に実用化に成功、事業化間近
・耐摩耗用破砕刃のサンプルあり(有償)
・自社利用の破砕機などの建設機械用の破砕刃として製造、利用し実施検証中。

・耐摩耗性向上→従来材に比べて8倍の耐摩耗性を持つ開発材料を破砕刃に使用することにより、交換サイクルを長期化させることが可能
・低コスト化→破砕刃の交換サイクルを長期化させることで、交換回数の減少や生産性向上などコスト削減に繋がる

事業化に向け、実地試験による評価を実施
・船舶解体に重機を使用している企業で、新規開発している油圧切断機用の破砕刃を有償にて試作を行い、耐摩耗性能についての第三者評価を進めている
・長期的な評価を行い、耐摩耗性能の確認を行い、状況によっては耐摩耗性能を向上させた材料による再試作も検討
・重機アタッチメントメーカーとの協議・実地試験による評価を進め事業化を目指す
・自社利用の破砕機などの建設機械用の破砕刃として製造、利用し実施検証中。