課題番号 ：S-16-NI-07
利用形態 ：技術代行
利用課題名（日本語） ：SiC単結晶刀具開発
Program Title (English) ：CMP processing of SiC cutting tools
利用者名（日本語） ：青木　渉1)
Username (English) ：Wataru Aoki1)
所属名（日本語） ：1) BTT株式会社
Affiliation (English) ：1) BTT. CO.,LTD.

１．概要（Summary ）
単結晶シリコンカーバイド（以下SiC）を刃先とする、精密加工用刃具開発において、刃先をCMP加工する技術代行を実施した。刃先丸みを20nm程度に仕上げるためには、ギア式の研磨定盤では実現できず、空気浮上型研磨定盤が必要となるため、本事業により開発協力を実施した。BTT株式会社は、カスタマイズされた金属刃物製造を得意としているが、本研究成果をタングステンカーバイドとコバルトの合金である超硬と呼ばれる素材の刃物への転用することに挑戦した。単結晶とは異なり自己組織化的に刃先が生成されないため、砥粒と硬質のパッドとの組み合わせを実施した。

２．実験（Experimental）
・MAT社製エアスピンドル40cm研磨定盤一式
・曲面形成治具一式
１：形状形成された刃具を、曲面形成治具に固定する
２：名古屋工業大学江龍研究室にて開発した研磨溶液並びにパッドを用いて刃先をCMP加工する。

３．結果と考察（Results and Discussion）

上図は市販の旋盤加工用超硬チップの刃先のSEM像である。5000倍に拡大しているが、刃先エッジはタングステンカーバイド粒子が不規則に分散し、刃先丸みも4μmあり、精密加工に用いることはできない。そこでSiC刃先の研究成果を超硬刃先に転用した。

上図は同チップを新規に研磨加工した結果である。刃先丸みは50nm程度となっており、タングステンカーバイド粒子とコバルトが等速度で加工できていることが分かる。本成果をSiC刃物での前加工に用いることで低歪な加工表面の実現を目指す。次年度も同様に研究を実施し、複雑形状の刃物加工を実現する砥石冶具作製に挑戦したい。
４．その他・特記事項（Others）
なし
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
「刃物の鋭利化が作り出す世界（口頭）」江龍 修、2017/11/08、サイエンス交流プラザ（名古屋市守山区）
「単結晶炭化ケイ素を刃先とする精密加工用刃物開発」、青木　渉（ビーティーティ(株））、江龍　修、2017/08/25、JSTフェア2016(東京ビッグサイト)
「無粒界単結晶刃先刀具の実現」、江龍　修, 青木渉、機械技術刊工業出版）、(2018) 2 p.32-p.34.
「SiCの切削工具への応用」、江龍　修, 青木渉、機械と工具（技術刊工業出版）、(2018) 3 p.14-p.18.
６．関連特許（Patent）
なし