ラッピング加工による超精密仕上げ加工法の検討

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研究目的塑性加工における金型や材料表面の凝着粒子についてのフラクタル解析を行うため、これに使用する金型表面の仕上げは定盤によるラッピング加工で行ってきたが、ナノスケールでの検討を行うためには、金型(工具)面の仕上げ精度をさらに上げる必要がでてきた。そこで本研究では、ラッピング加工を用いて、工具面の仕上げ精度をナノスケールまで向上させるために、加工法を検討し、確立することを目標とした。研究方法・研磨材の種類、粒度、加工圧力および研磨方法を分析するため、系統的に加工実験を行った。・試験片直径15mm、高さ7mm、材質SKD11。・研磨剤酸化アルミナ#1200,#4000,1μm,0.3μm,0.05μm。・研磨定盤ブラウンシャープ型定盤(300×300)、自作研磨定盤(直径75mm、高さ22mm)・工具面の観察・計測には、電子顕微鏡(SEM)、表面あらさ計(本研究経費で購入)および原子間力顕微鏡(AFM)を用い、測定したデータの解析に、パソコン(本研究経費で購入)を用いた。実験結果・研磨に定盤(300×300)、酸化アルミナ(#1200,#4000)を使用し、R_z=0.2μm程度まで研磨した後、自作研磨定盤を使用し、酸化アルミナ(1μm,0.3μm,0.05μm)を順次使用し、研磨を行った。・試験片の表面あらさを部分的には、R_zを10nm程度、平均20nm程度の試験片を作ることができるようになった。研究成果および今後の課題・酸化アルミナ0.05μmを使用して、試験片の表面あらさが、R_zが、20nm以下とすることができた。・工具の研磨は、手作業のため、加工に時間がかかり、習熟が必要であることがわかった。