金属系航空・宇宙材料加工用コーティング工具と凝着低減加工法の基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 26420049
• 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: 島根大学
• 研究代表者: 臼杵 年 島根大学, 総合理工学研究科, 教授 (10176670)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014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: コーティング工具 / 結晶粒微細化 / 超耐熱合金 / チタン合金 / TEM / 被膜損傷 / 切削工具 / コーティング / 皮膜損傷

研究成果の概要

航空・宇宙・エネルギー分野に利用されているチタン合金やNi基超耐熱合金を安定に加工可能なコーティング工具の開発をコーティング膜の微細損傷状態の把握と被削材凝着界面の冶金学的調査を行い，損傷モデルの構築とそれに基づいた損傷低減対策を提案した．これらの材料を切削した時の凝着現象は凝着物（被削材）結晶の微細化が発端で生じる．そして凝着界面には拡散反応層を生じることなく，原子間力等で直接付着している．その後は各材料の加工特性によってコーティング膜の損傷に影響を与える．この損傷機構は従来の治験にはない新規のものであり，工具開発に有用な知見となる．

研究成果

• [雑誌論文] Wear Mechanism of PVD-Coated Cutting Tools During Continuous Turning of Ti-6Al-4V Alloy (2017)
  • 著者名/発表者名: Shuho Koseki, Kenichi Inoue, Katsuhiko Sekiya, Sgigekazu Morito, Takuya Ohba and Hiroshi Usuki
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: 47 ページ: 434-444
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Alloy 718旋削加工時のPVDコーテッド工具の逃げ面摩耗 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小関秀峰，井上謙一，臼杵 年
  • 雑誌名: 精密工学会誌 巻: 82, 5 ページ: 460-466
  • NAID: 130005150320
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Damage of physical vapor deposition coatings of cutting tools during alloy 718 turning (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Koseki, K. Inoue, H. Usuki
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: 44 ページ: 41-54
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of TiN-coated tools using CVD and PVD processes during continuous cutting of Ni-based superalloys (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Koseki, K. Inoue, S. Morito, T. Ohba, H. Usuki
  • 雑誌名: Surface & Coatings Technology 巻: 283, 15 ページ: 353-363
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ti合金の断続切削時におけるPVD皮膜の損傷要因 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小関秀峰，井上謙一，緒方 真，上原一剛，臼杵 年，鹽津陵雅
  • 学会等名: 精密工学会
  • 発表場所: 東洋大学
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-19
• [学会発表] 凝着現象に及ぼすコーティング結晶方位とミネラル水ミストの影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 湯浅昌章，臼杵 年，山根貴瑛，前田明良，小関秀峰，井上謙一
  • 学会等名: 精密工学会
  • 発表場所: 鳥取大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] Damaging phenomena of PVD coated cutting tools for interrupted cuttring of Ni-based superalloys (2014)
  • 著者名/発表者名: Shuho Koseki, Kenichi Inoue, Kazutake Uehara, Hiroshi Usuki, et all
  • 学会等名: International Conference of Machining, Materials and Mechanical Technology
  • 発表場所: 台北、NTUH International Convention Center
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04