酸化温度の話

2023年7月25日

酸化温度とは

今回のテーマ「酸化温度」は、膜が大気中で加温されることにより、
酸素と反応を起こしたり、構造が変化する温度のことを指しています。

生産加工で、この酸化温度が上がる要因は２つ考えられます。

(１)工具や金型の加工時、接触している箇所に摩擦熱が発生して温度上昇する。
(２)樹脂やガラスなどの加工物を温め、塑性変形しやすくしてから加工する場合、
金型の昇温、熱伝導により温度上昇する。

このような温度上昇で、膜が変質することがあります。

 

Ti、Cr、Alのセラミックス膜の酸化

Ｔｉ（チタン）やＣｒ（クロム）Ａｌ（アルミ）のセラミックス（金属化合物）膜の酸化は、以下のような現象が起きます。

（ａ）Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌの窒化膜は軟化または脆化が起きます。

（ｂ）加工物の表面も軟質化や流動化し、工具、金型に凝着（付着）しやすくなります。
膜と加工物が合金化することもあります。

（ｃ）工具、金型の材質自体に、熱応力による割れが起きる場合があります。

ＤＬＣコーティングの酸化

ＤＬＣコーティングの酸化は、炭素成分が酸素と結合して炭酸ガス（二酸化炭素）や、ススの構造に急激に変化します。
金属化合物の膜よりも使用時の温度管理はシビアになります。

今回のまとめ

加工での表面温度を測定することは難しく、「実加工での寿命効果確認、加工後の工具、金型表面観察からの推測、ユーザーからの使用感」から、摩耗、親和性、酸化温度のどれが加工障害となっているかの判断となります。

最初の膜選択の時点で、上記の現象の絞り込みまで判明していればベストですが、
そうでない場合何が悪いのか？を掴むことが重要だと思います。

当社では多くの実績によるデータがありますので、
「この事例はどうなの？」とお悩みの方は、お問合せください。