2017 Fiscal Year Research-status Report
耐凝着性および耐アブレシブ性に優れた切削工具用被膜の開発
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17K06102
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
和田 任弘 奈良工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10141912)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 切削 / PVDコーティング / (Al、Cr、W、Si)系被膜 / 被膜特性 / 工具摩耗 / 焼入れ鋼 / 焼入れ焼結鋼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、(Al、Cr、W、Si)系切削工具用被膜の有効性を明らかにすることを目的とする。
平成29年度に得られた主な結果は、以下の通りである。
（1）（Al53、Cr23、W14、Si10）合金ターゲットを使用し、超硬合金K10種母材に、PVDコーティング法によって、（Al、Cr、W、Si）N、-（C、N）、-C被膜を成形させた。その結果、（Al、Cr、W、Si）N、（Al、Cr、W、Si）（C、N）、（Al、Cr、W、Si）Cの硬度は、それぞれ、3010、2990、1780HV0.25Nであった。また、付着強度（母材と被膜の密着性を表し、スクラッチ試験による限界荷重）は、3種類の被膜とも100N以上であった。
（2）（Al58、Cr24.8、W7.2、Si10）合金ターゲットを使用し、超硬合金K10種母材に、PVDコーティング法によって、（Al、Cr、W、Si）N、-（C、N）、-C被膜を成形させた。その結果、（Al、Cr、W、Si）N、（Al、Cr、W、Si）（C、N）、（Al、Cr、W、Si）Cの硬度は、それぞれ、2950、2920、1790HV0.25Nであった。また、付着強度は、3種類の被膜とも100N以上であった。
（3）(Al60、Cr25、W15)（C、N)被膜と(Al53、Cr23、W14、Si10))（C、N)被膜を複層被膜したコーテッド超硬合金バイトで焼入れ焼結鋼の旋削を行った結果、これら2種類の被膜を積層化することによって工具摩耗が抑制された。
（4）(Al60、Cr25、W15)（C、N)被膜と(Al53、Cr23、W14、Si10))（C、N)被膜を複層被膜したコーテッド超硬合金エンドミルで焼入れ鋼SKD11のエンドミル切削を行った結果、これら2種類の被膜を積層化することによって工具摩耗は抑制された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通りに進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
（1）平成29年度で使用した2種類の（Al、Cr、W、Si）合金ターゲットを使用し、超硬合金K10種母材に、PVDコーティング法によって、バイアス電圧（-80、-150、-300V）が異なる（Al、Cr、W、Si）N被膜を成形させ、バイアス電圧が被膜特性に及ぼす影響を調べる。
（2）バイアス電圧の異なる（Al、Cr、W、Si）Nコーテッド超硬合金工具で、焼入れ鋼SKD11、焼入れ焼結鋼の旋削を行い、工具摩耗を調べる。
（3）平成29年度に行った研究結果について考察を行い、（Al、Cr、W、Si）の組成割合の検討を行う。必要に応じて、新たに組成割合の異なる（Al、Cr、W、Si）合金ターゲットを外注により製作する。新たな（Al、Cr、W、Si）合金ターゲットを使用し、超硬合金K10種母材に、PVDコーティング法によって、（Al、Cr、W、Si）系被膜を成形させる。
（4）上記（3）で成形された被膜について、被膜特性（被膜厚さ、被膜硬度、付着強度）の測定を行い、工具摩耗を調べる。
（5）上記（4）の実験結果から、切削工具用被膜として使用可能かどうかの判断を行う。
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| Causes of Carryover |
物品（消耗品）が、年度末までに納入されないため。平成30年度に購入予定。
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Research Products
(3 results)
