− 35 −塑性加工塑性加工AF-2015041一般研究開発助成AF-2015042一般研究開発助成金型，医療用器具，精密加工表面改質，回転回動，放電加工hirao@ed.niigata-u.ac.jp金型，切削加工，コーティングダイヤモンド，表面処理，超硬合金tsaito@chemeng.osakafu-u.ac.jp新潟大学 教育学部 技術科教育専修准教授大阪府立大学 工学研究科 物質・化学系専攻 化学工学分野准教授平尾 篤利齊藤 丈靖回転回動工具電極を用いた金型表面に対する機能性表面改質法に関する研究基材表面のナノ構造化による高密着性ナノダイヤモンドコーティング技術回転電極を用いた気中放電による表面改質法は，装置の簡便さや安全な管理が可能であることから，金型の補修や工具への表面改質に広く適用されている．通常，気中放電による表面改質法は，電極と被加工物間に短絡解除放電を発生させ，その発生熱によって電極材料を被加工物へ移行堆積させる．一般的に，気中放電による表面改質は，回転電極を手動によって操作し，作業者の目視観察に基づいて行われている．このため，作業には高い熟練を要す．さらに，堆積速度と表面粗さとを同時に制御することは困難となる．電極先端部は常に数百度以上の高温状態を維持する必要がある．そこで，回転電極に正方向および逆方向の回転運動を交互に与え，この回転角を独立に制御し， 両回転角の差に相当する回転角で電極全体を一方向に回転（回転回動）させる手法を提案した．回転回動によって得られた堆積表面には，巣などの欠陥がほとんど認められなかった．本研究では、母材となるWC-Co基板に強酸やCF4プラズマ等で前処理を行うことで表面の組成や微細構造を変化させた後、基板表面及び膜物性を調べた。また、大面積化、高速成長が期待できるDCプラズマおよびパルスDCプラズマを用いて、ダイヤモンド粒子を成長させ、[100]、[111]方向の成長速度を算出し、比較・検討を行った。WC-Co基板は王水やCF4プラズマによって表面構造や組成を変化させることが出来、基板表面のRaは王水を用いた場合には溶液温度60℃処理時間5 minで最大147 nm、CF4プラズマを用いた場合には電力300 W基板温度300℃処理時間90 minで最大175 nmを得ることが出来た。DCプラズマを用いた550℃におけるダイヤモンド薄膜成長では、すべてのCH4濃度で[100]面の成長速度がほぼ一定の1000 nm/hであった。パルスDCを用いたダイヤモンド薄膜成長では、[111]面の成長速度がDCに比べ遅くなるが、結晶性の改善も図れることから、[100]成長をおこなうときにはDCよりもパルスDCの方が優位と考えられる。
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