アルミナ短繊維強化アルミニウム合金複合材料の切削における工具摩耗

C-7
アルミナ短繊維強化アルミニウム合金
複合材料の切削における工具摩耗
08-1-035-0069 寺町耕太朗
1. 緒言
アルミニウムは軽量で，常温での強度も優れて
いるため，自動車，輸送機器などの軽量化材料と
くなることがわかる．
クレータ摩耗幅 KB は B97 の方が B80 より大きく
なった．
して使用量が増加している．しかし，高温で著し
工具寿命曲線を図 2 に示す．
高硬度の繊維
（B97）
く強度が低下するため，単体では耐熱性が要求さ
の複合化により工具寿命が短くなることがわかる．
れる部位への適用は困難である．これを改善する
0.3
繊維を強化材として用い，複合化させる方法があ
る．セラミックス繊維の中でもアルミナ繊維は高
強度で耐摩耗性が良好であるが，アルミナ短繊維
強化アルミニウム合金複合材料の切削性に関する
研究報告はほとんど見られない．そこで本研究で
逃げ面摩耗幅 V B (m m )
手法の 1 つに，耐熱性に優れたセラミックスの短
0.25
0.2
B97(v=150)
0.15
B97(v=100)
B97(v=50)
0.1
は，加圧含浸法を用いて作製したアルミナ短繊維
0.05
強化複合材料について，その切削過程で生じる工
0
B80(v=150)
B80(v=100)
B80(v=50)
0
具の摩耗挙動を明らかにすることを目的とする．
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
切削距離x　(m)
2. 実験方法
図 1 逃げ面摩耗幅 VB と切削距離 x の関係
アルミナ短繊維B97(Al2O3含有量 97mass%， SiO2
含有量 3 mass %，繊維径 3．5μm) ，B80(Al2O3含
200
有量 80 mass %， SiO2含有量 20 mass %，繊維径 3．
JIS-AC8Aアルミニウム合金溶湯(1073K)を加圧含
浸法により複合化させた．複合材料中の繊維体積
率(Vf)は 15vol%とした．工具摩耗試験は以下の条
件で行い，逃げ面摩耗幅VBとクレータ摩耗幅KB
B97
切削速度 V ( m / m in )
5μm)を用いてプリフォームを作製し，これと
150
B80
100
50
を測定した．工具寿命の設定値は，VB=0．2mmとし
た．
(1)バイト：材種H1 (超硬合金)
0
0
(2)切込み t：0．1mm
(3)送り量 f：0．1 mm/rev
20
40
60
80
工具寿命T　(min)
100
120
図 2 工具寿命曲線
(4)切削速度 v：50 m/min，100m/min，150m/min
４．結言
3．実験結果
同じアルミナ短繊維でもその特性によって切削
図 1 に逃げ面摩耗幅 VB と切削距離 x の関係を示
性に及ぼす影響は大きく，とくに高硬度の繊維を
す．VB は x が同じなら切削速度の影響をあまり受
複合化させると工具寿命は短くなることが明らか
けないが，切削速度を大きくすると工具寿命は短
となった．

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