日本鋳造工学会、金型の表面処理テーマに第137回非鉄鋳物研究部会

　日本鋳造工学会 東海支部 非鉄鋳物研究部会は3月12日、「第137回研究部会」をWEB ミーティング形式で開催した。今回は「金型の表面処理技術－新化―」をテーマに4件の講演と総合討議がなされた。

・「ダイカスト金型の最新表面処理技術」河田一喜氏（河田技術士事務所）…水素センサと酸素センサにより雰囲気制御をした制御 窒化＋酸化 処理は、比較的安価な処理費で小さいピンから大重量のダイカスト金型まで処理可能である。その特性により耐溶損、耐焼付き、耐ヒートチェック性を向上できる。窒化拡散層＋高機能膜 (PVDあるいはPCVD)を形成することで、耐焼付き・耐溶損だけでなく耐ヒートチェック性・離型性にも効果を発揮できるとした。

・「最新表面処理（HiPIMS）コーティングの技術紹介」内田智也氏（日本エリコンバルザース）…HiPIMS（高出力インパルスマグネトロンスパッタリング）はドロップレットのない非常にスムースな表面、高硬度と優れたコーティング密着性、高密度のマイクロ構造というメリットが得られる一方で、出力レベルおよびパルス幅を変える場合の選択の柔軟性の低さや、シングルパルスの間に電圧・電流が不安定になりコーティング条件が一定でなくなること、高コストとなることなどの課題があった。これに対し、100%独自開発の電源供給技術によりパルス幅と電流が拡張可能、パルスの形を自由に制御可能、電流密度のレンジを非常に幅広くカバー可能、需要に合わせてコーティングを細かくカスタマイズ可能といった多くの利点を持つ独自のHiPIMS技術「S3p™」を紹介した。

・「鋳造時のインライン浸炭窒ダイカスト環境下における鋳造中の金型軟窒化・炭化プロセス開発化」田端英二氏（トヨタ自動車）…通常の雰囲気下における繰り返しの加熱で脱窒する問題に対して、窒化源を離型剤とともに付与することを検討。尿素配合離型剤を使用し950ショット評価した結果、以下の結論を得た。①鋳造中の金型軟窒化が認められた。また窒素濃度、金型表面硬化速度、型温にはそれぞれ相関がある結果を示した。②窒化は短期に拡散し始め飽和する傾向を示した。③高温部においてショット数を重ねると炭化も認められた。窒化＋炭化により硬度がさらに上昇した。④ダイカストにおける金型に発生するクラックおよび摩耗を鋳造しながら抑制することが期待できる。

・「ツールマークに左右されない型作り―ショットピーニングによる磨きレス化ヒートクラック対策―」鈴木祐樹氏（SUBARU）…ショットピーニング（SP）を用いることで金型の磨きレス化が可能なことを確認。耐ヒートクラック（H/C）性を得るには圧縮応力は必須だが、表層の組織は効果を左右する恐れがありナノ結晶化等を含め、求める組織と効果の知見を得ることが重要とした。また、加工（切削、放電）条件によって表層の形態、特性が変化するため、SP処理効果を安定的に得るには加工条件⇔SP条件の相関をつかむ必要があり、本磨きレス化は選択肢の一つとして検討の価値があると考えた。本取組みによって同社としては磨き工数削減を得ることができた（80H⇒8Hへ）ほか、耐H/C性の効果を得ることができたと結論。一方で、未だ不安定な状態であり、さらなる安定化、高い再現性を得る必要があるとした。