2019 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental research on high performance machining of titanium alloys including the use of garaphene and single crystal SiC
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17K06079
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
臼杵 年 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10176670)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高熱伝導材料 / チタン合金 / 切削加工 / グラフェン / 単結晶SiC / コーティング膜損傷 / ホットブロー加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では金属系航空・宇宙産業用材料のチタン合金に絞り,工具損傷の発生原因となる凝着物の微細化現象に着目して,これを軽減する手法とその際に生じる現象を検証するものであり,また高熱伝導材料としてその特性が期待されているグラフェンと単結晶SiCを工具および工具ホルダに用いて高温となる工具刃先温度を低温化して凝着損傷を軽減するための検討を行い,航空・宇宙関連の加工分野産業に応用展開するための知見および付随的な新規加工方法を提供することを目的として,以下の項目を検討した．①チタン合金切削時の凝着物結晶の微細化を抑制するために冷却速度の緩和（加熱）の効果をナノレベルで明らかにし,先の研究で得られた知見を軽減する対策の効果を検討した．②逆に再結晶化を防止するために高能率に刃先で発生した熱を放散させる工具（グラフェン応用の切削工具）を試作し,その効果を検討した.③さらに工具の保持具（工具ホルダ、ロケータ）に単結晶SiCを用いてその放熱効果を検討した．
その結果，以下の知見が得られた．
①冷却速度を低減する目的のHot blow加工用機器を試作し，加工試験を実施した.切りくず流出の影響を受け，想定した効果が得られなかった.そこで切りくずの影響を受けずらい逃げ面からのアプローチを装置の改造含めて準備し，継続検討する予定である．
②グラフェン利用の工具の試作を重ねて試験を行った結果，当初想定しなかった初期摩耗の半減効果が得られる知見が得られた．冷却効果については想定通りの結果が得られていないが，新規の高熱伝導材料を追加して試験を行っている．
③単結晶SiCの高熱伝導性を利用した工具ホルダーを製作した．工具の方と合わせた効果の検証を行う予定にしている．
得られた成果については，近いところで公表を予定しており，また継続しての検討も計画している．
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