2014 Fiscal Year Annual Research Report
ホロカソード放電型スパッタ装置によるフリーカーボン含有高潤滑コーティング膜の創成
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24360054
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
細川 晃 金沢大学, 機械工学系, 教授 (40199493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小谷野 智広 金沢大学, 機械工学系, 助教 (20707591)
古本 達明 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (60432134)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | PVD / FAD法 / AIP法 / ドロップレット / 密着強度 / エンドミル / 切削抵抗 / 工具摩耗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成25年度末に完成したFAD(Filtered Arc Deposition)法を成膜原理とする“アーク放電収束プラズマ輸送型イオンプレーティング装置(VACS-100)”による本格的な成膜実験を実施した．得られた主たる研究実績は以下の通りである．
1. 本装置で生成したコーティング膜は膜厚が一様で，ドロップレット(Macro-particle)がほとんどないため，膜の表面粗さは母材のそれとほぼ同じである．すなわち，極めて平滑なコーティング膜が生成できる．
2. コーティング膜の機械特性は主として成膜時のバイアス電圧に依存し，バイアス電圧を上げることにより膜硬度が上昇する．一方，母材との密着強度はバイアス電圧を上げるに連れて低くなる．これは電圧が高くなれば金属イオンを引きつける力が強くなるために，膜の結晶化率が増加するとともに，膜内部の残留応力が圧縮方向に強く働くためである．なお，過度の電圧はボンバードメントが過剰に起こり，膜が脆くなる．
3. 微粒子超硬スクエアエンドミルにTiN-コーティングを施し，プリハードン鋼(SUS420J2)の乾式側面切削を行い，市販のホローカソード型イオンプレーティング法のものと切削特性を比較した．その結果，FAD法による工具は市販のものと比べて低い切削抵抗と優れた耐摩耗性を示した．これは本手法によるコーティング膜が同じコーティング膜材質においても高い硬度と優れた母材との密着性を持つためである．また，コーティング面が平滑なため，工具逃げ面への工作物の凝着も少なく，仕上げ面も良好であった．
4. カーボンをターゲットとして水素を含有しないDLC(テトラヘドラルアモルファス カーボン: ta-C)の成膜に成功した．DLCコーティング膜も極めて平滑である．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
本研究の特徴は独自のコーティング装置の導入であったが，その開発と導入が平成25年度にずれ込んだため，研究の進展がやや遅れた．そのため，研究論文は平成27年度に発表する．
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