2013 Fiscal Year Annual Research Report
ホウ素含有薄膜の高温潤滑性能を利用した航空機用Ｔｉ合金の高効率加工に関する研究
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23560136
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
神崎 昌郎 東海大学, 工学部, 教授 (20366024)
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| Keywords | 切削加工 / コーテッド工具 / ホウ素 / 難削材 |
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| Research Abstract |
ホウ素含有薄膜の高温潤滑特性発現のメカニズム解明を一つの柱として研究を進めた．ホウ素含有量の異なるTiB2系薄膜を大気中で加熱し，表面酸化に及ぼすホウ素含有量および加熱温度の影響を明らかとした．また，XPS分析等を行い，表面酸化層の組成および結晶性を評価し，B2O3のようなガラス質固体の生成を促進する要因を検討した．これらを通して，表面で高温潤滑性能が効果的に発現する薄膜構造を検討した．
切削加工実験においては，MQL加工技術の高度化を念頭に，切削油供給量，圧縮空気供給量を変化させ，Ti合金の切削性向上につながるMQL加工条件を検討した．その後，ホウ素含有量を最適化したTiB2系薄膜を，実際の超硬合金製スローアウェイチップにコーティングし，航空機用Ti合金の旋削加工（MQL切削，ドライ切削）を行い，各種加工条件において，TiB2系薄膜がどのような加工性能を示すのかを加工性能評価システムを用いて評価した．あわせて，一部応用が進められている耐熱性薄膜（TiAlN膜）をコーティングした工具との加工性能の比較を行い，高温潤滑性能を有するTiB2系薄膜の特徴を顕在化させた．さらに，一連の旋削加工実験において，加工現象の解析（TiB2系薄膜表面でのガラス質固体の生成・溶融の有無の分析・観察，切削温度・切削抵抗測定，被削表面形状測定：申請設備を使用，切り屑排出状況・切り屑形状観察等）を進め，Ti合金の高効率加工（高速加工・ドライ加工）を実現するための最適薄膜組成（酸素含有量の制御）・最適薄膜構造を検討した．
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