| Project/Area Number |
22K03841
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下島 康嗣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50262887)
静 弘生 静岡大学, 工学部, 准教授 (80552570)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 切削加工 / コバルトフリー / 工具摩耗 / 純鉄系合金 / 耐溶着性 / レアメタルフリー切削工具 / 切削工具 / 純鉄系軟磁性材料 / Coフリー超硬工具 / FeAlバインダー |
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| Outline of Research at the Start |
代表的な低磁気損失材料である純鉄系軟磁性材は一般的な構造用炭素鋼と比較して切削工具への溶着が激しいことや工具摩耗進行が早く工具寿命が著しく短いことなど問題点が多い．本研究では純鉄系軟磁性材料の切削加工にコバルトレスWC-FeAl超硬切削工具を適用することにより現状の加工法と比較して工具寿命が長く低コストかつ高精度・高表面品質な仕上げ面を得る加工法の開発を行う.さらに純金属の切削加工における急速な境界摩耗進行のメカニズムについて工具バインダー材料の影響の観点から解析し，効果的な境界摩耗抑制方法の提案を行うことを研究目的とする.
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, tool wear and damage were evaluated through cutting tests of pure iron-based alloys using cutting tools made from TiCN-FeAl sintered material. It was found that the lowest boundary wear was achieved when the TiCN-FeAl material was mixed in a ball mill for 120 hours, sintered at 1340°C, and had 20 wt% FeAl, resulting in wear resistance superior to that of commercially available tools. Furthermore, cutting tests were conducted using tools with different amounts of Al2O3 produced during sintering of the material, and it was found that cutting tools with a higher amount of Al2O3 had lower adhesion and better cutting characteristics. From the above, this study was able to clarify the production conditions and starting materials for cobalt-free FeAl binder tool material suitable for cutting pure iron-based alloys.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究を通じて制御性が優れた純鉄系合金製アクチュエーター部品加工に適した耐摩耗性，耐溶着性が優れた工具材種を提案することができた．さらにタングステンやコバルトといったレアメタルを用いることなく優れた性能を有する切削工具を製作可能であることを示した．また，工具材料中のAl2O3の濃度が純鉄系合金の切削加工における溶着生成に影響を与えることを実験的に示し，施策加工における材料の工具への溶着のメカニズムを探る上で重要な学術的知見を得ることができた．
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