2008 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ炭素高速噴射によるインサイチュー金型表面創製技術の研究
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18560110
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐野 利男 Chiba Institute of Technology, 社会システム科学部, 教授 (60337699)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武石 洋征 千葉工業大学, 工学部, 教授 (20083909)
花田 幸太郎 産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (00357790)
菊地 薫 産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (80356865)
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| Keywords | ナノ炭素 / 高速噴射 / インサイチュー / 金型 / 熱間加工 |
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| Research Abstract |
熱間加工用の金型寿命を大幅に改善するには自己潤滑性、耐摩耗性、高熱伝導性の特性を併せ持つ表面皮膜及びそのコーティング技術の開発が必要不可欠であり、ショットピーニングを応用した固体潤滑高速噴射法によるナノ炭素コーティングが有効であると考えられる。本研究では、ナノ炭素高速噴射技術の開発とナノ炭素皮膜を有する高性能金型の開発を行うことを目的とした。H20年度は、前年度に引き続き噴射装置及び噴射ノズルの改良開発と金型へのナノ炭素コーティングを試み、金型性能等について評価した。
(1)ナノ炭素高速噴射技術の開発:粉末供給容器の改良によって高圧での高速噴射が可能となり、皮膜厚さと潤滑寿命が改善された。また、カーボンソースをプラズマ熱源により分解して高速噴射ノズルに送るシステムを装置に付加し、ナノカーボン粉末のIn-situ生成と高速噴射を試みた。組織観察及び摩擦試験の結果、In-situによるナノカーボン皮膜コーティングはきわめて成膜効率が悪く、得られた皮膜の摩擦性能も低いことが明らかとなった。
(2)熱間加工用高性能金型の開発:グラファイト/1%フラーレンを最適な成膜条件で高速噴射処理したSKD61押出しダイスとSKD11据え込みプレートを用いて、773Kで純アルミニウムの熱間押出しと熱間据え込み試験を行った。その結果、熱間押出し、熱間据え込み試験いずれにおいても、グラファイト/1%フラーレンを高速噴射処理した金型は、従来潤滑の金型に比べ焼き付きや潤滑剤の移着もなく、表面粗さが低く金属光沢をもったアルミ成形品を得ることができた。また、据え込み試験の結果から、グラファイト/1%フラーレン皮膜の潤滑効果は100ショットでも持続していることを確認した。
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