| 研究課題/領域番号 |
18H01349
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
細川 晃 金沢大学, 設計製造技術研究所, 教授 (40199493)
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| 研究分担者 |
小谷野 智広 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (20707591)
古本 達明 金沢大学, 設計製造技術研究所, 教授 (60432134)
橋本 洋平 金沢大学, 機械工学系, 助教 (30456686)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
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| キーワード | PVDコーティング / 窒化バナジウム / 多層膜 / マグネリ相 / 潤滑性 / 切削工具 / エンドミル / 工具摩耗 / 耐熱性 / コーティング / 複合膜 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，既存のPVDコーティング装置に“磁界ステアリング型アークプラズマ蒸発源”を増設して多層・複合膜の生成が可能な対向電極型アーク放電プロセス成膜装置を構築し，高温雰囲気で潤滑性と耐摩耗性に優れるVN/AlCrN-複合膜(8層および116層)の創成を行った．構築した多層膜はVN 膜と同様に高温領域で摩擦係数が減少するが，500℃まで常温硬度を維持しており，切削工具に適用できるレベルの潤滑性と耐熱性をもつことがわかった．その後，コーティングエンドミルによるプリハードン鋼の乾式切削を行った結果，高切削速度条件においても逃げ面摩耗幅が小さく，切削温度も低いことが明らかになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではAIP法によってVN/AlCrN-多層膜を創成した．VNコーティング膜は500℃以上の高温において表面に摩擦係数の低い酸化バナジウム層を形成する．他方，AlCrNコーティング膜は高温下において表面に耐熱性の高い酸化アルミニウム層が形成される．したがって，VN膜とAlCrN膜を多層化することで耐熱性と潤滑性を兼ね備えたコーティング膜となり，難削材(Ti合金，Ni基耐熱合金など)の切削加工の高速・高能率化が実現できる．
また，本研究は膜種自体の特性と膜種に起因した反応生成物の複合作用で潤滑性，耐熱性，母材との密着性等に優れたコーティング膜を創成したものであり，学問的にも意義がある．
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