【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.01】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24SH0042

利用課題名 / Title

微細穴切削加工に関する研究

利用した実施機関 / Support Institute

信州大学 / Shinshu Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

加工穴, 硬度分布

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

小口 裕司

所属名 / Affiliation

株式会社ダイヤ精機製作所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

SH-011：ナノインデンター

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究では、開発したセンサユニットを用いて、様々な材料に対して同一加工条件でφ0.07mmの穴あけ実験を行い、加工性を評価した。評価は、ドリル折損までの穴あけ数、穴あけ数に対するスラスト力とトルクの増加率、増加率の切片に相当する加工開始時の初期切削力に着目した。その結果、従来のMR（Machinability Rating）とは異なる傾向が観察された。マイクロドリルの被削性は、材料の微細組織の影響を受けることが予想されるため、結晶組織と硬さとの関係を調べる。

実験 / Experimental

微細穴加工を行った試験片について、穴周辺における硬度の分布を、ナノインデンターを用いて測定した。
対象材料は S45C、SKS3、SUM23、SUS304、INCONEL600 の5種類で、それぞれドリル加工穴付近と加工穴から離れた場所での硬度測定を行った。押し込み荷重は4 mNとした。 代表例として、S45Cの測定位置をFig.1に示す。Fig.1(a) 加工穴付近、Fig.2(b) 加工穴から離れた場所で、赤枠内に圧痕が確認できる。

結果と考察 / Results and Discussion

ナノインデンターによる測定の代表例として、S45Cの荷重-変位曲線の生データをFig.2に示す。Fig.2(a) 加工穴付近、Fig.2(b) 加工穴から離れた場所での測定結果である。
Table 1に5種類の材料ごとの測定結果の平均値を示す。ここで、Er（GPa）はナノインデンターから求めたReduced Modulus、Es（GPa）はこれをヤング率に換算した値、H_IT（GPa）は押し込み硬さ、HV（kgf/mm²）はISO 14577に基づいて換算したビッカース硬さを参考のために併記した。
なお、生データの詳細を確認すると、Fig.2に示すように、データのばらつきが大きく、単純な平均値による評価は適切でない可能性があることがわかった。さらに、測定位置の画像から、測定点が異なる組織領域をまたいで測定されていることが確認され、組織によって硬さに違いがあると推測される。今後は、組織ごとに測定位置を特定して測定を行う方法を検討する必要がある。
また、他の要因として、組織観察のために施したエッチングによる腐食層が測定結果に影響を及ぼしている可能性も考えられる。今後は、これらの点も踏まえて、より適切な測定方法を検討していく予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1(a) 加工穴付近

Fig.1(b) 加工穴から離れた場所

Fig.2(a) 加⼯⽳付近

Fig.2(b) 加⼯穴から離れた場所

Table1 測定結果

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

信州大学国際科学イノベーションセンターの小畑美智子氏には、測定および測定結果のアドバイス等、大変お世話になりました。ここに感謝申し上げます。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件