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WC-Ni硬質皮膜の形成メカニズム解明および実用化に向けた各種検討

WC-Ni硬质镀层形成机理的阐明及实际应用的各种研究

基本信息

批准号：
22K04757
负责人：
大木基史
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04757/
关键词：
WC-Ni硬質皮膜形成メカニズム高硬度耐摩耗性金型長寿命化

项目摘要

申請者のWC-Ni硬質皮膜に関する先行研究において既に実施済みのプロセス条件（結晶化熱処理：加熱温度650℃－保持時間10 / 30 /60分，ガス浸炭処理：加熱温度900℃－保持時間10分）の3種類において，「結晶化熱処理前（めっき施工後）」「結晶化熱処理後」「ガス浸炭後」各段階の試験片を作製した．また，WC-Ni硬質皮膜の成膜プロセスにおけるWC結晶およびNi-Fe固溶体母相の形成メカニズムを解明するためのTEM観察・分析を実施するにあたり，まずはTEM観察・分析用薄片試料作製のノウハウを蓄積する必要があるため，既存のWC-Ni硬質皮膜を用いて試験片切断→溶液処理による皮膜試料抽出（基材の溶解除去）→イオンミリングによる皮膜試料の薄片化，の一連の作業を試行し，薄片試料作製手順および作業条件の最適化を行った．これにより，WC-Ni硬質皮膜のTEM観察・分析用薄片試料作製手順をほぼ確立することができた．上記試行と並行して，当初2023~2024年度に実施予定だった「WC-Ni硬質皮膜を被覆した丸棒試験片を用いた連続打ち抜き試験」を，既存のWC-Ni硬質皮膜施工条件を適用して試行した．その結果，丸棒試験片エッジ部における顕著な皮膜損傷・摩耗が発生し，既存のWC-Ni硬質皮膜性能では研究目的である「金型長寿命化」が困難であることが明らかとなった．そこで，「厚膜化」「高硬度（高耐摩耗性）化」を達成するための皮膜施工条件の検討を行なった．その結果，既存のWC-Ni硬質皮膜より膜厚を増加させ，かつ表面硬度を向上させることが可能な皮膜施工条件の開発に成功した．

In the preliminary study of WC-Ni hard film of the applicant, three kinds of test pieces were prepared according to the conditions of application (crystallization heat treatment: heating temperature 650℃-holding time 10 / 30 /60 min, carbon immersion treatment: heating temperature 900℃-holding time 10 min),"before crystallization heat treatment (after construction),""after crystallization heat treatment" and "after carbon immersion." In addition, it is necessary to carry out TEM observation and analysis to explain the formation of WC crystals and Ni-Fe solid solution parent phases during the film formation process of WC-Ni hard films, and it is necessary to accumulate the use of thin sheet samples for TEM observation and analysis. The test piece for the use of the existing WC-Ni hard film was cut off → the film sample was extracted during solution treatment (dissolution and removal of the substrate) → the film sample was thinned during solution treatment. The continuous operation was tried out, and the procedure for preparing the thin film sample and optimization of operating conditions were carried out. WC-Ni hard films for TEM observation and analysis were prepared in accordance with the procedure established. In addition, in 2023 - 2024, the "WC-Ni hard film coating test piece" was carried out. As a result, the film damage and friction loss of the test piece of the ball rod are caused, and the performance of the existing WC-Ni hard film is difficult to "prolong the life of the gold type". "Thick film" and "high hardness (high wear resistance)" are achieved. As a result, the existing WC-Ni hard film thickness increases, and the surface hardness increases.