| 研究課題/領域番号 |
17K06102
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| 研究機関 | 奈良工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
和田 任弘 奈良工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10141912)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | PVDコーティング / (Al, Cr, W, Si)系被膜 / 被膜特性 / 工具摩耗 / 焼入れ鋼 |
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| 研究実績の概要 |
平成29年度で使用した2種類の（Al、Cr、W、Si）合金ターゲットを使用し、超硬合金ISO K10種母材に、PVDコーティング法によって、バイアス電圧が異なる（Al、Cr、W、Si）N被膜を成形させ、バイアス電圧が被膜特性、工具摩耗に及ぼす影響を調べた。
（1）（Al58、Cr24.8、W7.2、Si10）合金ターゲットを使用した場合、バイアス電圧が、-80V、-150V、-300Vの硬度は、それぞれ、2970、2950、2960HV0.25Nであった。また、密着強度は、バイアス電圧が、-80、-150Vの場合は130N以上であったが、-300Vの場合は120Nでやや低かった。しかし、一般に、密着強度は100N以上あれば切削工具用被膜として使用できるので、いずれのバイアス電圧も、実用的な密着強度が得られたと考えられた。
（2）（Al53、Cr23、W14、Si10）合金ターゲットを使用した場合、バイアス電圧が、-80、-150、-300Vの硬度は、それぞれ、2870、2900、2500HV0.25Nであった。また、バイアス電圧が、-80V、-150V、-300Vの密着強度は、それぞれ、85N、102N、108Nであった。このため、（Al58、Cr24.8、W7.2、Si10）合金ターゲットを使用した方が、優れた特性（硬度、密着強度）を有する被膜が得られることが分かった。
（3）（Al58、Cr24.8、W7.2、Si10）Nコーテッド超硬合金工具で、焼入れ鋼SKD11の旋削を行い、工具摩耗を調べた。この結果、切削速度0.55m/s，1.25m/sではバイアス電圧-300Vのコーテッド超硬合金工具の摩耗進行が遅かった。これに対し、切削速度0.83m/sではバイアス電圧-150Vのコーテッド超硬合金工具の摩耗進行が遅かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画通りに進行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の完成年度であるため、2種類の（Al、Cr、W）合金ターゲット、および2種類の（Al、Cr、W、Si）合金ターゲットを使用し、超硬合金ISO K10種母材に、PVDコーティング法によって2種類の複層被膜を形成させ、被膜耗性、工具摩耗を明らかにするとともに、単層被膜との比較を行う。
（1）複層化の状態が被膜特性（被膜硬度、密着強度）に及ぼす影響を調べる。
（2）複層化被膜コーテッド超硬合金工具で、焼入れ鋼SKD11、焼入れ焼結鋼の旋削を行い、工具摩耗を調べる。
（3）平成30年度に行った単層被膜の研究成果も踏まえ、一部の複層化被膜コーテッド超硬合金については、工具摩耗面の詳細観察（SEM観察、EDS元素分析）を行い、工具被膜の摩耗機構を解明する。
（4）上記の実験結果から、新しい切削工具用被膜を開発するための有用な情報を得る。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定した切削工具が当該年度に納品されないため、翌年度に持ち越して発注・納品することにした。また、この切削工具を使用したPVD処理の実施も、切削工具が納品されないため翌年度に持ち越した。翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画は、翌年度早々に、切削工具の発注・納品、および納品された切削工具を使用したPVD処理の発注・納品を実施することとした。
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