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J-GLOBAL ID：202102237367106360   整理番号：21A0169675

酸素含有量制御によるTiB₂系薄膜の高硬度化と工具用コーティング材への応用

Hardening of TiB₂ base films by controlling oxygen content and their application for cutting tools

著者 (2件)： 神崎昌郎 (東海大) ,  大和航 (東海大 大学院)
資料名： 砥粒加工学会誌  (Abrasive Technology)
巻： 65  号： 1  ページ： 30-35  発行年： 2021年01月01日 
JST資料番号： L0473A  ISSN： 0914-2703  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： Ti合金等の難削材の高効率加工に適用可能なコーテッド工具の開発を念頭に,耐熱性に優れるTiB₂系薄膜の高硬度化を目指した.スパッタリング法によるTiB₂系薄膜形成時にBを過剰に含有したターゲットを用い,薄膜中のB/Ti比を2以上にした.これにより成膜時のTiの酸化が抑制され,TiB₂系薄膜中の酸素含有量は低下した.それに伴い微小硬度が上昇するとともに,密着性も改善した.この結果をふまえ,TiB₂系薄膜中の酸素含有量を制御することを目的に,スパッタ成膜前の真空度を高めた実験を行った.その結果,TiB₂系薄膜中の酸素含有量を3at.%まで低減させることができ,35GPaを超える微小硬度が得られた.この高硬度かつ高密着性を有するTiB₂系薄膜を切削工具用コーティング材として用いることを目的としてCを添加し,摩擦摩耗特性を改善した.Ti合金切削時にCを添加したTiB₂系薄膜をコーティングした工具を用いることにより,ドライ加工においても切削油を供給した場合と同様の切りくず排出性を実現できた.また,被削材(Ti合金)の表面平滑性も向上し,加工初期の切削抵抗を低減させることが可能となった.(著者抄録)

シソーラス用語： *被覆工具 ,  *薄膜 ,  チタン化合物 ,  ホウ化物 ,  含有量 ,  酸素 ,  酸化 ,  微小硬さ ,  密着性 ,  炭素 ,  耐摩耗性 ,  切削抵抗 ,  *被覆材 ,  切削性 ,  摩擦係数 ,  マグネトロンスパッタリング ,  スパッタ蒸着 ,  難削材 ,  チタン合金
準シソーラス用語： DCマグネトロンスパッタリング ,  *ホウ化チタン ,  酸素含有量制御

分類 (2件)： 金属材料へのセラミック被覆  (YC02050V) ,  切削一般  (QC02010V)

引用文献 (10件)：

• 1) K. A. VENUGOPAL, S. PAUL and A. B. CHATTOPADHYAY: Growth of Tool Wear in Turning of Ti-6Al-4V Alloy under Cryogenic Cooling, Wear, 262(2007)1071.10.1016/j.wear.2006.11.010
• 2) J. RAO, A. SHARMA and T. ROSE: Titanium Aluminum Nitride and Titanium Boride Multilayer Coatings Designed to Combat Tool Wear, Coatings, 8, 12(2018).10.3390/coatings8010012
• 3) J. M. PAIVA, M. A. M. SHALABY, M. CHOWDHURY, L. SHUSTER, S. CHERTOVSKIKH, D. COVELLI, E. LOCKS. Jr. P. STOLF, A. ELFIZY, C. A. S. BORK, G. FOX-RABINOVICH and S. C. VELDHUIS: Tribological and Wear Performance of Carbide Tools with TiB2 PVD Coating under Varying Machining Conditions of TiAl6V4 Aerospace Alloy, Coatings, 7, 187(2017).
• 4) S. SHIMADA and M. KOHZAKI: Developing the Ti-B films with High Temperature Lubricating Properties for Cutting Difficult-to-Machine Materials, Proceedings of The International Conference on Materials Processing and Technology 2015, (2015)71.
• 5) M. KOHZAKI: Preparation of Boron Containing Thin Films by Magnetron Sputtering Method and Evaluation of Their Mechanical Properties -Influences of Reactive Gas Addition-, J. Jpn. Soc. Precision Eng., 72, 6(2006)756 (in Japanese).10.2493/jspe.72.756

タイトルに関連する用語 (7件)： 酸素含有量 ,  TiB2 ,  薄膜 ,  高硬度 ,  工具 ,  コーティング材 ,  応用