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電解作用を併用した研削加工による超硬合金の高効率高品位加工技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K03884
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関静岡理工科大学

研究代表者

後藤 昭弘  静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (00711558)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード電解 / ミーリング / 超硬合金 / 研削 / 複合加工 / 切削 / 電解加工 / 研削加工 / コバルト / 高速加工
研究成果の概要

超硬合金の高速高精度な加工方法として、電解作用を利用した研削加工法の開発を行った。電解作用によりCoを溶出させ、脆弱化した超硬合金を絶縁性の砥粒で削り取る方法である。
まず、電解作用による加工面の反応について調べた。超硬合金の成分であるCoをイオン化する反応がはじめに起き、それに続いて、WCの酸化の反応が起きることがわかった。実際の加工試験において、電解作用を用いた場合に、加工負荷を低減できることを示した。
また、Crを含む材料を加工することを想定し、六価クロムの生成防止技術の研究を行った。二価の鉄イオンを電解液中に供給することにより、六価クロムが生成する現象を抑えることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ものづくり現場では、機械部品を精度よく、安価に大量に作るための方法として、冷間鍛造金型を超硬合金化することが注目されている。しかし硬質材料であるため、加工が困難であり、広い普及には至っていない。超硬合金の高速高精度な加工方法として、研削加工に電解加工の作用を複合させることで、加工効率を高めることができるようになり、超硬合金を使用する問題の一つを解決できると考える。また、電解作用を利用する際に問題になる六価クロム生成の問題についても、解決する方法を提供することができるようになると考える。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Prevention of Hexavalent Chromium Formation by Iron-ion-added Electrolyte in Electrochemical Machining of Chromium-containing Steel2021

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Goto, Sicong Wang, Yohei Kotsuchibashi, Atsushi Nakata, Junda Chen, Yandong Chen, Kunio Hayakawa
    • 雑誌名

      International Journal of Electrical Machining

      巻: 26 ページ: 9-15

    • NAID

      130008110497

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Milling of Sintered Carbide using Electrochemical Reaction -Measurement of cutting force and investigation of machining phenomena-2021

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Goto, Sicong Wang, Atsushi Nakata, Kosuke Shirai, Yusuke Wakikawa, Koki Sakabe, Junda Chen, Kunio Hayakawa
    • 雑誌名

      International Journal of Electrical Machining

      巻: 26 ページ: 16-24

    • NAID

      130008110527

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電解現象を利用した超硬合金の高速ミーリング加工の研究2021

    • 著者名/発表者名
      後藤昭弘、陳俊達、中田篤史
    • 雑誌名

      型技術

      巻: Vol.36, No.6 ページ: 068-071

    • NAID

      40022562149

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Crを含む鋼材の電解加工における鉄イオン添加電解液による六価クロム生成防止の研究(第2報)2021

    • 著者名/発表者名
      陳俊達、後藤昭弘、小土橋陽平
    • 雑誌名

      電気加工技術

      巻: Vol.44, No.138 ページ: 1-6

    • NAID

      130008143220

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 電解現象を利用した超硬合金の高速ミーリング加工の研究(第2報)2020

    • 著者名/発表者名
      陳俊達、後藤昭弘、中田篤史
    • 雑誌名

      型技術

      巻: Vol.35, No.12 ページ: 040-041

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Crを含む鋼材の電解加工における鉄イオン添加電解液による六価クロム生成防止の研究2020

    • 著者名/発表者名
      王思聰,後藤昭弘,小土橋陽平,中田篤史,陳俊達,陳彦東,早川邦夫
    • 雑誌名

      電気加工学会誌

      巻: 54 ページ: 2-9

    • NAID

      130007884256

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 -切削抵抗の測定と加工現象の調査-2020

    • 著者名/発表者名
      王思聰,後藤昭弘,中田篤史,白井康介,脇川祐介,坂部晃紀,陳俊達,早川邦夫
    • 雑誌名

      電気加工学会誌

      巻: 54 ページ: 22-30

    • NAID

      130007884295

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電解現象を利用した超硬合金の高速ミーリング加工の研究2019

    • 著者名/発表者名
      陳俊達,王思聰,坂部晃紀,後藤昭弘
    • 雑誌名

      型技術

      巻: 34 ページ: 18-19

    • NAID

      40022562149

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] クロム含有鋼材の電解加工における鉄イオン添加電解液による六価クロム生成防止の研究2019

    • 著者名/発表者名
      陳彦東,陳俊達,王思聰,後藤昭弘,小土橋陽平
    • 雑誌名

      電気加工技術

      巻: 43 ページ: 5-11

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 - Coの溶出現象の調査 -2020

    • 著者名/発表者名
      陳俊達,後藤昭弘,中田篤史
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工 -加工原理に対する考察-2020

    • 著者名/発表者名
      焦思琦,陳俊達,後藤昭弘,中田篤史,白井康介,脇川祐介
    • 学会等名
      精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 -電解条件の選定-2020

    • 著者名/発表者名
      陳俊達,王思聰,後藤昭弘,中田篤史,白井康介,脇川祐介
    • 学会等名
      精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄イオン添加電解液による六価クロム生成防止の研究-鉄イオンの連続供給の方法-2020

    • 著者名/発表者名
      陳彦東,陳俊達,王思聰,後藤昭弘,小土橋陽平
    • 学会等名
      精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Milling for Sintered Carbide Using Electrochemical Reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Sicong Wang, Akihiro Goto, Atsushi Nakata, Yusuke Wakikawa, Kosuke Shirai, Kunio Hayakawa
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronic, Automobile, and Environment Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄イオン添加電解液による六価クロム生成防止の研究2019

    • 著者名/発表者名
      陳俊達,陳彦東,王思聰,後藤昭弘,小土橋陽平
    • 学会等名
      精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 -加工条件の加工面への影響と加工現象の調査-2019

    • 著者名/発表者名
      王思聰,後藤昭弘,中田篤史,脇川祐介,白井康介,早川邦夫
    • 学会等名
      精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 -加工条件の加工面への影響-2019

    • 著者名/発表者名
      陳俊達,王思聰,後藤昭弘,中田篤史,白井康介,脇川祐介
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄イオン添加電解液による六価クロム生成防止の研究-鉄イオン濃度低下防止の方法-2019

    • 著者名/発表者名
      陳彦東,陳俊達,王思聰,後藤昭弘,小土橋陽平
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 - 電解条件の加工面への影響 -2019

    • 著者名/発表者名
      坂部晃紀,王思聰,後藤昭弘,中田篤史,白井康介,脇川祐介
    • 学会等名
      精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 - 切削抵抗の測定と加工現象の調査 -2018

    • 著者名/発表者名
      王思聰,坂部晃紀,後藤昭弘,中田篤史,白井康介,脇川祐介,早川邦夫,酒井克彦
    • 学会等名
      電気加工学会第224回電気加工研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 ― 電解条件の切削抵抗低減への影響 ―2018

    • 著者名/発表者名
      王思聰,坂部晃紀,後藤昭弘,中田篤史,白井康介,早川邦夫,酒井克彦
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解現象を利用した超硬合金のミーリング加工の研究 ― 切削メカニズムの調査 ―2018

    • 著者名/発表者名
      坂部晃紀,王思聰,後藤昭弘,中田篤史,白井康介,脇川祐介
    • 学会等名
      電気加工学会全国大会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 加工装置及び加工方法2019

    • 発明者名
      後藤昭弘、王思聰、白井康介
    • 権利者名
      静岡理工科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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