2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of die coating system for difficult-to-process materials by forming cBN/hBN mixed phase nanocrystalline boron nitride film
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16H04540
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
楊 明 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (90240142)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森河 和雄 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部先端材料開発セクター, 主任研究員 (60463048)
清水 徹英 首都大学東京, システムデザイン学部, 助教 (70614543)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 薄膜プロセス / HFCVD / 金型コーティング / チタンの鍛造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鍛造用金型のチタン系材料等に対する耐焼付き性向上を目的とした低コストかつ汎用性の高い熱フィラメント化学気相成長（HFCVD）法による高強度かつ高潤滑性の窒化ホウ素（BN）ナノ積層膜の形成を試みた。今年度は以下の項目を実施した。
１. 昨年度成功したhBN/SiCナノ積層膜（計400層）を実際の金型材料であるWC基板材料の上に製膜し、膜の機械特性およびトライボロジー特性をナノインデンテーションとボールオンディスクなどで評価した。また、hBNとSiCの膜厚を変えることにより、硬さ、潤滑性をある程度制御できることが分かった。
２．マイクロ精密鍛造での効果を評価するために、チタン棒材を鍛造するための半円筒形状金型を製作し、金型表面にhBN/SiCナノ積層膜を製膜した。協力企業である株式会社シャルマンに評価試験を依頼し、眼鏡や医療部品に使用するチタン材を用いた鍛造評価試験を行った。従来の金型では、数回で金型表面にチタンが凝着するのに対して、本ナノ積層膜コーティング金型の場合は100回以上試験しても、金型表面に変化が見られず、チタンの凝着も見受けられないことが分かり、チタン材の鍛造において、耐焼付き性が大幅に向上したことが分かった。
３．チタン材などへの耐焼付き性に優れたhBN/SiCナノ積層膜を加工条件に応じて設計するために、hBNとSiCの膜厚がトライボロジー特性に及ぼす影響を評価し、膜の硬さ、潤滑性の設計指針を示した。
薄膜組成をcBN/hBNからhBN/SiCに変更し、より安定した膜生成を可能にし、さらに得られたナノ積層膜の成膜プロセス最適化により、優れた機械特性およびトライボロジー特性の膜を得ることができた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
