1994 Fiscal Year Annual Research Report
超耐熱合金高速切削用低反応性ウィスカ強化アルミナセラミック工具の開発
| Project/Area Number |
06453074
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
山根 八洲男 広島大学, 工学部, 助教授 (70140564)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
臼杵 年 広島大学, 工学部, 助手 (10176670)
鳴瀧 則彦 広島大学, 工学部, 教授 (10026081)
|
|---|
| Keywords | 超耐熱合金 / 切削加工 / セラミック工具 / ウィスカ |
|---|
| Research Abstract |
本年度は現在製造あるいは試作されている各種ウィスカの内、Ni基の超耐熱合金に対して高温でも安定なウィスカを選別し工具に焼結、その機械的特性を調べることを目的としている.
現在製造されているウィスカとしては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウムなど10種類以上にのぼるが、セラミック工具の強化用としての用途を考えた場合ウィスカの硬さは少なくとも母材であるセラミックス(本研究ではアルミナ)と同程度の硬さを有する必要がある。またNi基合金の高速切削を対象とした場合、切削温度が非常に高くなる(切削実験の結果によれば1200℃以上)ことから、高温においてNi基合金に対してウィスカが反応しないなど、化学的安定性が要求される。
現在入手可能なウィスカを種々検討調査したところ、硬さでは炭化ケイ素、窒化ケイ素、サファイヤおよび炭化チタン(TiC)が候補として挙げられたが、炭化ケイ素、窒化ケイ素は高温下でNi基合金に対する安定性に劣り、またサファイヤは現在ウィスカ直径が100ミクロン近く有るため切削工具の強化用としては問題が有ることが判明した。
そこで、本研究では最近開発されたTiCウィスカを使用することとし、予備実験を行なった結果、ウィスカ無添加では4.5MPam^<1/2>程度であった破壊靱性値が母材に対し40vol.%のTiCウィスカ添加により約7程度まで増加することが判明した。この値は市販のSiCウィスカ強化アルミナセラミック工具と同等である。また3点曲げにおける抗折力はTiCウィスカ強化工具はSiCウィスカ強化アルミナセラミック工具よりも25%程度高くなることが分かった。現在TiCウィスカ強化工具を用いて切削実験を行なっており、初期に得られた結果については、次ページでの研究発表及び精密工学会誌に研究論文として投稿中である。
|
-
[Publications] Y.Yamane,K.Hayashi,N.Narutaki: "High speed machining of Ni-based super alloys" 3rd International Conference on The Behaviour of Materials in Machining,15-17 Nov.1994,U.K.120-137 (1994)
