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酸化物の潤滑性を利用した溶着低減による環境対応型加工法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19560117
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関島根大学

研究代表者

臼杵 年  島根大学, 総合理工学部, 教授 (10176670)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2008年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2007年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード切削加工 / 環境対応 / 酸化物 / 溶着低減 / チタン合金 / インコネル / ベラーグ / コーティング工具 / 潤滑 / 溶着 / 切削 / コーティング
研究概要

本研究の目標は、酸化に着目して酸化物あるいは酸化膜の持つ潤滑性により工具への被削材の溶着現象の低減、あるいは複合酸化物系保護膜を生成させ、工具と被削材の直接接触を防いで拡散摩耗を防止して工具寿命を延長する環境対応型加工法を提供することである。
本年度の研究では、医療用βチタン合金(Ti-15Mo-5Zr-3Al)の高酸素雰囲気加工および酸化物系保護膜生成と摩耗機構、潤滑性コーティング工具の耐溶着性能について検討した。医療用βチタン合金は、これまで行ってきたTi-6Al-4V やβC チタン合金(Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr) と同様に高酸素雰囲気での加工が摩耗抑制に有効で、酸素濃度28% 辺りが適正濃度であった。また昨年度行った潤滑性コーティング( TiBON)について、今年度は膜厚の影響について調査した。全体膜厚を3μm とし、TiBON とTiAlN 膜の厚さ比率を変更した工具を用意した。その結果、チタン合金およびインコネルどちらに対してもTiBON 膜厚の厚い工具が最も長い寿命を示し、特にインコネルに対しては、膜厚2.5μm でTiAlN の約2 倍の寿命が得られた。一方、酸化物系保護膜の生成について、数種のコーティング工具と超硬P種でCa 脱酸鋼を切削し、生成したベラーグ膜と工具界面を所定の切削時間ごとにTEM観察した。切削開始10 秒段階でベラーグ膜はすでに安定な状態に生成しており、ある時間までアモルファス上のベラーグが工具との接触界面で反応層を生じることなく付着しており(これまで推測されていた状態とは異なる)、ある時間経過後、工具材料と間で拡散反応を生じて工具を摩耗させることがわかった。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Machining of Difficult-to-cut Material with a Lubricant Coated Tool, Progress of Machining Technology2009

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Isaka, Hiroshi Usuki, Satoshi Sakamoto and Kazuyuki Kubota
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials Vol.407-408

      ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Machining of Difficult-to-cut Material with a Lubricant Coated Tool2009

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Isaka, Hiroshi Usuki, Satoshi Sakamoto, Kazuyuki Kubota
    • 雑誌名

      Progress of Machining Technology Key Engineering Materials Vol. 407-408

      ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] コーテッド工具におけるBelag の生成と工具摩耗2009

    • 著者名/発表者名
      長井則孝,臼杵 年,多尾田有字,坂本智,中島省吾,久保田和幸,伊坂正和,狩野隆,山根八洲男
    • 学会等名
      精密工学会2009年度春季大会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2009-03-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] コーテッドエ具におけるBelagの生成と工具摩耗2009

    • 著者名/発表者名
      長井 則孝
    • 学会等名
      精密工学会2009年度春季大会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2009-03-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物系保護膜(Belag)の生成と工具摩耗に関する研究(第1報)-生成界面のTEM観察-2008

    • 著者名/発表者名
      長井 則孝,臼杵 年,多尾田有字,坂本智,久保田 和幸,伊坂 正和,狩野 隆,山根八洲男
    • 学会等名
      精密工学会中国四国支部愛媛地方学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2008-11-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 潤滑性コーティング工具による難削材料の加工2008

    • 著者名/発表者名
      臼杵 年,島本陽介,坂本 智,長見佳成 ,久保田和幸
    • 学会等名
      ABTEC2008(砥粒加工学会)
    • 発表場所
      滋賀県立大学
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 潤滑性コーティングエ具による難削材料の加工2008

    • 著者名/発表者名
      臼杵 年
    • 学会等名
      ABTEC2008 (砥粒加工学会)
    • 発表場所
      滋賀県立大学
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 潤滑性コーティング工具の切削性能(第1報)-B濃度が工具摩耗に及ぼす影響-2007

    • 著者名/発表者名
      長見佳成,臼杵 年,坂本 智,久保田和幸
    • 学会等名
      精密工学会中国四国支部呉地方学術講演会
    • 発表場所
      ポートピア呉
    • 年月日
      2007-11-16
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 潤滑性コーティング工具の切削性能(第1報)2007

    • 著者名/発表者名
      長見 佳成
    • 学会等名
      精密工学会
    • 発表場所
      ポートピア呉
    • 年月日
      2007-11-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://zairyo3.riko.shimane-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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