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切削工具用超低摩擦薄膜の創成と表面反応を利用したニアドライ加工技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06089
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東海大学

研究代表者

神崎 昌郎  東海大学, 工学部, 教授 (20366024)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード切削加工 / コーテッド工具 / 摩擦係数 / 表面反応 / TiB2 / MoS2 / h-BN / ニアドライ加工 / スパッタリング / 摩擦特性 / 材料加工・処理
研究成果の概要

ホウ素含有薄膜(TiB2-MoS2系複合膜)に関する研究において,摩擦面でのB2O3の生成・溶融と低摩擦成分MoS2添加の効果を重畳させることにより,400℃・無潤滑下で摩擦係数0.01の超低摩擦特性の発現を可能とした.
TiB2単体膜の摩擦特性を200℃で評価したところ,窒素を供給することによりTiB2単体膜および相手材の摩耗量は減少した.摩擦面におけるh-BNの生成は確認できていないが,この結果は窒素供給によるホウ素含有薄膜の高温潤滑性向上を示唆するものであり,工具にコーティングしたTiB2-MoS2系複合膜表面(加工面)において高温潤滑性を有するh-BNの生成が可能と考えられる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において,切削加工時のせん断応力下で安定な窒素ガスを供給することにより,切削合具にコーティングしたTiB2-MoS2系複合膜表面に層状物質h-BNの生成反応促進の可能性を示す結果が得られており,その学術的意義は大きい.また,本研究で得られた結果を発展させ,加工点への窒素ガス供給方法の最適化を含めてニアドライ加工技術を開発することにより,切削加工における環境対応を進めることができると期待されるこの必要最小限の切削油を供給するニアドライ加工技術を開発することは,航空機開発においてニーズが高まっている難削材の加工においても,環境対応を進める上で現実的かつ重要な方策である.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Frictional Properties of TiB2+α-MoS2 Composite Films Heated in Ambient Atmosphere2019

    • 著者名/発表者名
      N. Ninomiya and M. Kohzaki
    • 雑誌名

      Proceedings of The International Conference on Materials Processing and Technology 2019

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frictional Properties of TiB2-MoS2 Composite Films Heated in Ambient Atmosphere2017

    • 著者名/発表者名
      N. Ninomiya and M. Kohzaki
    • 雑誌名

      Proceedings of The International Conference on Materials Processing and Technology 2017

      巻: 1 ページ: 194-199

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高温環境下におけるTiB2-MoS2 複合膜の低摩擦メカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      大和航,神崎昌郎
    • 学会等名
      日本機械学会 第26期関東支部講演会 第59回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 摩擦係数0.01を示す潤滑性硬質膜のホウ素過剰添加による使用可能温度拡大2019

    • 著者名/発表者名
      大和航,神崎昌郎
    • 学会等名
      SASシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Frictional Properties of TiB2-MoS2 Composite Films Heated in Ambient Atmosphere2017

    • 著者名/発表者名
      N. Ninomiya and M. Kohzaki
    • 学会等名
      MNTC International Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Mechanical Properties of TiB2 Based Films and Their Application for Cutting Tools2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tsuchiya and M. Kohzaki
    • 学会等名
      MNTC International Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東海大学工学部機械工学科 神崎研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mech.u-tokai.ac.jp/~kohzaki_la

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東海大学工学部機械工学科 神崎研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mech.u-tokai.ac.jp/~kohzaki_lab2/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 東海大学工学部機械工学科 神崎研究室HP

    • URL

      http://ns.mech.u-tokai.ac.jp/~kohzaki_lab/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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