2009 Fiscal Year Annual Research Report
超硬質Ti-B-Cコーティングによるドライ切削用高耐熱工具の開発
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20560114
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
神崎 昌郎 Tokai University, 工学部, 教授 (20366024)
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| Keywords | 薄膜 / スパッタリング / 切削加工 / チタン / ホウ素 / 炭素 |
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| Research Abstract |
本研究はチタン合金をはじめとする難削材の切削加工における環境対応化および高効率化を促進させることを目的に,広義のドライ加工(セミドライ加工を含む)に適用可能な高耐熱工具を新規硬質Ti-B-Cコーティングにより創成することを目指すものである.
平成21年度は,20年度に改良したDC二元マグネトロンスパッタリング装置を用いて,B/Tiが2以上であり,かつ酸素含有量が3%以下のTi-B-C薄膜を創成し,微小硬度35GPaの超硬質化を実現した.この超硬質Ti-B-C薄膜の切削工具への適用を目指して,Ti中間層形成による密着性向上およびC添加による摩擦特性改善に関する検討を進めた.その結果,Ti中間層形成によりTi-B-C薄膜の密着力を3倍以上に上昇させることができ,また,C含有量を40at%とすることで摩擦係数を0.7から0.2に低下させることができた.
さらに,平成21年度は超硬質潤滑性Ti-B-C薄膜を切削工具にコーティングし,析出硬化型ステンレス鋼(15-5PH)とチタン合金のドライ加工およびセミドライ加工(ミスト(潤滑油)供給量:12ml/h)を実施した.いずれの材料の切削時においても,Ti-B-Cコーテッド工具を用いることにより切り屑排出性は向上し,被削材の表面平滑性は向上した.また,チタン合金切削時には切削抵抗(主分力)が15%程度低下し,ノンコーテッド工具を用いたセミドライ加工とほぼ同程度の値となった.ただし,切削距離を1000m以上にすることにより,Ti-B-C薄膜の剥離が生じ,切削抵抗の上昇および被削材表面平滑性の低下が観測された.傾斜組成化等によるTi-B-C薄膜の密着性および耐久性向上が平成22年度の主たる課題である.
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