2008 Fiscal Year Final Research Report
Study on Environmental Friendly Machining by Reducing the Adhesion with a Lubrication of Oxide
| Project/Area Number |
19560117
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Production engineering/Processing studies
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
USUKI Hiroshi Shimane University, 総合理工学部, 教授 (10176670)
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| Project Period (FY) |
2007 – 2008
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| Keywords | 切削加工 / 環境対応 / 酸化物 / 溶着低減 / チタン合金 / インコネル / ベラーグ |
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| Research Abstract |
本研究の目標は、酸化に着目して酸化物あるいは酸化膜の持つ潤滑性により工具への被削材の溶着現象の低減、あるいは複合酸化物系保護膜を生成させ、工具と被削材の直接接触を防いで拡散摩耗を防止して工具寿命を延長する環境対応型加工法を提供することである。
本年度の研究では、医療用βチタン合金(Ti-15Mo-5Zr-3Al)の高酸素雰囲気加工および酸化物系保護膜生成と摩耗機構、潤滑性コーティング工具の耐溶着性能について検討した。医療用βチタン合金は、これまで行ってきたTi-6Al-4V やβC チタン合金(Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr) と同様に高酸素雰囲気での加工が摩耗抑制に有効で、酸素濃度28% 辺りが適正濃度であった。また昨年度行った潤滑性コーティング( TiBON)について、今年度は膜厚の影響について調査した。全体膜厚を3μm とし、TiBON とTiAlN 膜の厚さ比率を変更した工具を用意した。その結果、チタン合金およびインコネルどちらに対してもTiBON 膜厚の厚い工具が最も長い寿命を示し、特にインコネルに対しては、膜厚2.5μm でTiAlN の約2 倍の寿命が得られた。一方、酸化物系保護膜の生成について、数種のコーティング工具と超硬P種でCa 脱酸鋼を切削し、生成したベラーグ膜と工具界面を所定の切削時間ごとにTEM観察した。切削開始10 秒段階でベラーグ膜はすでに安定な状態に生成しており、ある時間までアモルファス上のベラーグが工具との接触界面で反応層を生じることなく付着しており(これまで推測されていた状態とは異なる)、ある時間経過後、工具材料と間で拡散反応を生じて工具を摩耗させることがわかった。
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Research Products
(6 results)
