JP2000061735A - 金属材料の表面加工方法 - Google Patents
金属材料の表面加工方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属材料の表面加工時の切削加工条件を設定し
て、研磨剤による研磨およびショットピーニングなどに
よる後処理を不要とすることで、コストを低減させ、か
つ能率を向上させる。 【解決手段】金属材料の表面を切削して加工を行う金属
材料の表面加工方法であって、金属材料の表面に圧縮応
力を形成し、または金属材料表面の残留応力を室温にお
ける耐力下の応力に緩和することを特徴とする。
て、研磨剤による研磨およびショットピーニングなどに
よる後処理を不要とすることで、コストを低減させ、か
つ能率を向上させる。 【解決手段】金属材料の表面を切削して加工を行う金属
材料の表面加工方法であって、金属材料の表面に圧縮応
力を形成し、または金属材料表面の残留応力を室温にお
ける耐力下の応力に緩和することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原子炉炉内
機器部品などに適用される金属材料の表面加工方法に関
するものであり、コストを低減させ、かつ能率を向上さ
せた技術に関するものである。
機器部品などに適用される金属材料の表面加工方法に関
するものであり、コストを低減させ、かつ能率を向上さ
せた技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子炉炉内機器部品は、高温高圧水環境
下において十分な耐食性と高温強度とを有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼またはニッケル基合金などにより
構成されている。原子炉炉内機器部品のなかでも交換不
可能な構造材に対しては、プラントの長期に亘る運転に
より長期間高温高圧環境中に曝され、さらに炉心材料は
中性子照射を受ける。このため、従来より中性子照射な
どが原因となって起こる材料劣化の問題が懸念されてい
る。
下において十分な耐食性と高温強度とを有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼またはニッケル基合金などにより
構成されている。原子炉炉内機器部品のなかでも交換不
可能な構造材に対しては、プラントの長期に亘る運転に
より長期間高温高圧環境中に曝され、さらに炉心材料は
中性子照射を受ける。このため、従来より中性子照射な
どが原因となって起こる材料劣化の問題が懸念されてい
る。
【０００３】一般に、これらのオーステナイト系ステン
レス鋼およびニッケル基合金などは、切削加工により残
留引張応力が発生するため、切削加工後の材料に引張応
力がかかった場合には応力腐食割れを発生させてしま
う。このため、金属材料の表面に圧縮応力を形成し、ま
たはこの残留引張応力を残留圧縮応力に緩和するため
に、特殊な研磨剤による研磨、またはショットピーニン
グなどによる後処理を行っていた。
レス鋼およびニッケル基合金などは、切削加工により残
留引張応力が発生するため、切削加工後の材料に引張応
力がかかった場合には応力腐食割れを発生させてしま
う。このため、金属材料の表面に圧縮応力を形成し、ま
たはこの残留引張応力を残留圧縮応力に緩和するため
に、特殊な研磨剤による研磨、またはショットピーニン
グなどによる後処理を行っていた。
【０００４】ショットピーニングは、高圧空気または遠
心力によって構造材料表面を塑性加工する技術である。
このショットピーニングを施すことにより、構造材料の
疲労強度が飛躍的に改善されるため、自動車および航空
機などの種々の産業分野で広く応用されている。
心力によって構造材料表面を塑性加工する技術である。
このショットピーニングを施すことにより、構造材料の
疲労強度が飛躍的に改善されるため、自動車および航空
機などの種々の産業分野で広く応用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の研磨剤による研磨またはショットピーニングに
よる金属材料の表面加工方法においては、部品製造工程
が増えるために金属材料の表面加工処理が繁雑であり、
表面加工処理の能率が低く、かつコストを要するという
欠点を有していた。
た従来の研磨剤による研磨またはショットピーニングに
よる金属材料の表面加工方法においては、部品製造工程
が増えるために金属材料の表面加工処理が繁雑であり、
表面加工処理の能率が低く、かつコストを要するという
欠点を有していた。
【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、金属材料の表面加工時の切削加
工条件を設定して、研磨剤による研磨およびショットピ
ーニングなどによる後処理を不要とすることで、コスト
を低減させ、かつ能率を向上させた金属材料の表面加工
方法を提供することを目的とする。
になされたものであり、金属材料の表面加工時の切削加
工条件を設定して、研磨剤による研磨およびショットピ
ーニングなどによる後処理を不要とすることで、コスト
を低減させ、かつ能率を向上させた金属材料の表面加工
方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の金属材料
の表面加工方法は、金属材料の表面を切削して加工を行
う金属材料の表面加工方法であって、前記金属材料の表
面に圧縮応力を形成し、または前記金属材料表面の残留
応力を室温における耐力下の応力に緩和することを特徴
とする。
の表面加工方法は、金属材料の表面を切削して加工を行
う金属材料の表面加工方法であって、前記金属材料の表
面に圧縮応力を形成し、または前記金属材料表面の残留
応力を室温における耐力下の応力に緩和することを特徴
とする。
【０００８】本発明によれば、研磨剤による研磨および
ショットピーニングなどによる後処理を施す必要がな
く、切削加工のみで金属材料の表面加工処理を行える。
このため、コストを低減させ、かつ能率を向上させた金
属材料の表面加工方法を提供することができる。
ショットピーニングなどによる後処理を施す必要がな
く、切削加工のみで金属材料の表面加工処理を行える。
このため、コストを低減させ、かつ能率を向上させた金
属材料の表面加工方法を提供することができる。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の金
属材料の表面加工方法において、前記切削加工の条件と
して、工具の切削速度を６３ｍ／ｍｉｎ以上、工具軸方
向の切り込み量を３ｍｍ以下および工具径方向の切込み
量を０．２ｍｍ以下としたことを特徴とする。
属材料の表面加工方法において、前記切削加工の条件と
して、工具の切削速度を６３ｍ／ｍｉｎ以上、工具軸方
向の切り込み量を３ｍｍ以下および工具径方向の切込み
量を０．２ｍｍ以下としたことを特徴とする。
【００１０】従来の切削加工においては、切削速度が本
発明の約１０分の１から５分の１までの遅い速度で行わ
れ、工具軸方向切込み量が約２０ｍｍおよび工具径方向
切込み量が１〜３ｍｍの範囲で加工処理が行われてい
た。このため、時間あたりに切削される金属材料の量が
多く、一瞬にして大量の金属材料を切削することから金
属材料に残留引張応力が発生し易く、切削加工後の材料
に引張応力がかかった場合には応力腐食割れを発生させ
てしまっていた。
発明の約１０分の１から５分の１までの遅い速度で行わ
れ、工具軸方向切込み量が約２０ｍｍおよび工具径方向
切込み量が１〜３ｍｍの範囲で加工処理が行われてい
た。このため、時間あたりに切削される金属材料の量が
多く、一瞬にして大量の金属材料を切削することから金
属材料に残留引張応力が発生し易く、切削加工後の材料
に引張応力がかかった場合には応力腐食割れを発生させ
てしまっていた。
【００１１】本発明によれば、金属材料を切削加工する
際に、工具を切削速度６３ｍ／ｍｉｎ以上、工具軸方向
の切込み量を３ｍｍ以下または工具径方向の切込み量を
０．２ｍｍ以下で加工して、従来よりも工具を高速回転
させて金属材料を除々に切削することにより、切削後の
材料表面に圧縮応力を形成し、または金属材料表面にお
ける残留引張応力を残留圧縮応力へと緩和することがで
きる。
際に、工具を切削速度６３ｍ／ｍｉｎ以上、工具軸方向
の切込み量を３ｍｍ以下または工具径方向の切込み量を
０．２ｍｍ以下で加工して、従来よりも工具を高速回転
させて金属材料を除々に切削することにより、切削後の
材料表面に圧縮応力を形成し、または金属材料表面にお
ける残留引張応力を残留圧縮応力へと緩和することがで
きる。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の金
属材料の表面加工方法において、金属材料は原子炉炉内
機器部品として適用されるオーステナイト系ステンレス
鋼からなることを特徴とする。
属材料の表面加工方法において、金属材料は原子炉炉内
機器部品として適用されるオーステナイト系ステンレス
鋼からなることを特徴とする。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項２記載の金
属材料の表面加工方法において、金属材料は原子炉炉内
機器部品として適用されるニッケル基合金からなること
を特徴とする。
属材料の表面加工方法において、金属材料は原子炉炉内
機器部品として適用されるニッケル基合金からなること
を特徴とする。
【００１４】請求項５記載の発明は、請求項２記載の金
属材料の表面加工方法において、金属材料は原子炉炉内
機器部品として適用される肉盛り金属からなることを特
徴とする。
属材料の表面加工方法において、金属材料は原子炉炉内
機器部品として適用される肉盛り金属からなることを特
徴とする。
【００１５】請求項３から５までに記載の発明によれ
ば、原子炉炉内機器部品として適用されるオーステナイ
ト系ステンレス鋼およびニッケル基合金だけでなく、原
子炉炉内機器部品において肉盛溶接を行った肉盛り金属
についても同様に表面加工処理を行うことができる。
ば、原子炉炉内機器部品として適用されるオーステナイ
ト系ステンレス鋼およびニッケル基合金だけでなく、原
子炉炉内機器部品において肉盛溶接を行った肉盛り金属
についても同様に表面加工処理を行うことができる。
【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１から５ま
でのいずれかに記載の金属材料の表面加工方法におい
て、工具の刃の数は１枚または複数であることを特徴と
する。
でのいずれかに記載の金属材料の表面加工方法におい
て、工具の刃の数は１枚または複数であることを特徴と
する。
【００１７】本発明によれば、工具の刃の数は複数枚で
あってもよい。
あってもよい。
【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の金
属材料の表面加工方法において、工具は工具ホルダに取
り付けられ、前記工具および前記工具ホルダはモータの
駆動により回転することを特徴とする。
属材料の表面加工方法において、工具は工具ホルダに取
り付けられ、前記工具および前記工具ホルダはモータの
駆動により回転することを特徴とする。
【００１９】請求項８記載の発明は、請求項６または７
記載の金属材料の表面加工方法において、工具の材質は
金属またはセラミックスからなることを特徴とする。
記載の金属材料の表面加工方法において、工具の材質は
金属またはセラミックスからなることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下において、本発明に係る金属
材料の表面加工方法について、図１〜図３および表１〜
表７を用いて説明する。なお、残留応力の測定にはＸ線
照射装置を用いた。
材料の表面加工方法について、図１〜図３および表１〜
表７を用いて説明する。なお、残留応力の測定にはＸ線
照射装置を用いた。
【００２１】第１実施形態（図１〜図２、表１〜表４）
本実施形態においては、試験体としてオーステナイト系
ステンレス鋼、インコネルＸ−７５０材およびコルモノ
イ（肉盛り金属）を用い、工具としてφ４のスクエアエ
ンドミルを使用した。
ステンレス鋼、インコネルＸ−７５０材およびコルモノ
イ（肉盛り金属）を用い、工具としてφ４のスクエアエ
ンドミルを使用した。
【００２２】実施例１
図１は、試験体の形状を示す図である。
【００２３】図１に示すように、試験体１は板形状であ
り、本実施例では、オーステナイト系ステンレス鋼であ
るＳＵＳ３０４材を試験体１として用いた。
り、本実施例では、オーステナイト系ステンレス鋼であ
るＳＵＳ３０４材を試験体１として用いた。
【００２４】図２は、試作状態を示す図である。
【００２５】図２に示すように、工具として使用される
φ４のスクエアエンドミル２は、このスクエアエンドミ
ル２の上部に設置された工具ホルダ３に取り付けられ
る。そして、このφ４のスクエアエンドミル２と工具ホ
ルダ３とが、図示しないモータの駆動により回転され
る。
φ４のスクエアエンドミル２は、このスクエアエンドミ
ル２の上部に設置された工具ホルダ３に取り付けられ
る。そして、このφ４のスクエアエンドミル２と工具ホ
ルダ３とが、図示しないモータの駆動により回転され
る。
【００２６】試験体１を、工具軸方向切込み量３ｍｍお
よび工具径方向切込み量０．０５ｍｍとして加工を行っ
た。またφ４のスクエアエンドミル２の速度は、表１に
示す切削速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）を用いた。また、表１に
示す切削送り量Ｆ（ｍｍ／ｍｉｎ）は、試作材を図２に
示すＹ軸方向に移動させる量を示すものである。そし
て、上述した切削速度Ｖと切削送り量Ｆとにより決定さ
れる１刃当たりの送り量Ｒｄ（ｍ／ｍｉｎ）についても
同時に表１に示した。
よび工具径方向切込み量０．０５ｍｍとして加工を行っ
た。またφ４のスクエアエンドミル２の速度は、表１に
示す切削速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）を用いた。また、表１に
示す切削送り量Ｆ（ｍｍ／ｍｉｎ）は、試作材を図２に
示すＹ軸方向に移動させる量を示すものである。そし
て、上述した切削速度Ｖと切削送り量Ｆとにより決定さ
れる１刃当たりの送り量Ｒｄ（ｍ／ｍｉｎ）についても
同時に表１に示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示すように、まず切削速度Ｖを６３
（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆを５００（ｍ／ｍｉ
ｎ）として加工を行った。次に、切削速度Ｖを１２６
（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆを５００、１０００
および２０００（ｍ／ｍｉｎ）とした場合、また切削速
度Ｖを２５２（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆを２０
００（ｍ／ｍｉｎ）とした場合の５通りの条件を用いて
加工を行った。
（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆを５００（ｍ／ｍｉ
ｎ）として加工を行った。次に、切削速度Ｖを１２６
（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆを５００、１０００
および２０００（ｍ／ｍｉｎ）とした場合、また切削速
度Ｖを２５２（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆを２０
００（ｍ／ｍｉｎ）とした場合の５通りの条件を用いて
加工を行った。
【００２９】金属材料の表面加工前と表面加工後とにお
ける金属材料の表面応力をＸ線応力測定法により測定し
た。なお、Ｘ線応力測定法では、引っ張り方向の応力は
（＋）値で示し、圧縮方向の応力は（−）値で示した。
ける金属材料の表面応力をＸ線応力測定法により測定し
た。なお、Ｘ線応力測定法では、引っ張り方向の応力は
（＋）値で示し、圧縮方向の応力は（−）値で示した。
【００３０】Ｘ線応力測定法による結果、表面加工前の
表面応力は（＋）３５０ＭＰａであり、一方、表面加工
後の表面応力は表２に示す値となった。
表面応力は（＋）３５０ＭＰａであり、一方、表面加工
後の表面応力は表２に示す値となった。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２に示すように、ＳＵＳ３０４材の表面
加工後の表面応力はいずれも（−）値となっており、圧
縮応力が形成されることが分かった。
加工後の表面応力はいずれも（−）値となっており、圧
縮応力が形成されることが分かった。
【００３３】実施例２
本実施例では、ニッケル基系合金であるインコネルＸ−
７５０材を試験体として用い、図１に示す形状の試験体
１を用いた。
７５０材を試験体として用い、図１に示す形状の試験体
１を用いた。
【００３４】また、工具としてφ４のスクエアエンドミ
ル２を用い、試験体１を、工具軸方向切込み量３ｍｍお
よび工具径方向切込み量０．０５ｍｍとして加工を行っ
た。
ル２を用い、試験体１を、工具軸方向切込み量３ｍｍお
よび工具径方向切込み量０．０５ｍｍとして加工を行っ
た。
【００３５】本実施例においても、表１に示すように、
まず切削速度Ｖを６３（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量
Ｆを５００（ｍ／ｍｉｎ）として加工を行った。次に、
切削速度Ｖを１２６（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆ
を５００、１０００および２０００（ｍ／ｍｉｎ）とし
た場合、また切削速度Ｖを２５２（ｍ／ｍｉｎ）とし、
切削送り量Ｆを２０００（ｍ／ｍｉｎ）とした場合の５
通りの条件を用いて加工を行った。
まず切削速度Ｖを６３（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量
Ｆを５００（ｍ／ｍｉｎ）として加工を行った。次に、
切削速度Ｖを１２６（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆ
を５００、１０００および２０００（ｍ／ｍｉｎ）とし
た場合、また切削速度Ｖを２５２（ｍ／ｍｉｎ）とし、
切削送り量Ｆを２０００（ｍ／ｍｉｎ）とした場合の５
通りの条件を用いて加工を行った。
【００３６】金属材料の表面加工前と表面加工後とにお
ける金属材料の表面応力をＸ線応力測定法により測定し
た。
ける金属材料の表面応力をＸ線応力測定法により測定し
た。
【００３７】Ｘ線応力測定法による結果、表面加工前の
表面応力は（＋）３５０ＭＰａであり、一方、表面加工
後の表面応力は表３に示す値となった。
表面応力は（＋）３５０ＭＰａであり、一方、表面加工
後の表面応力は表３に示す値となった。
【００３８】
【表３】
【００３９】表３に示すように、ＳＵＳ３０４材の表面
加工後の表面応力はいずれも（−）値となっており、圧
縮応力が形成されることが分かった。
加工後の表面応力はいずれも（−）値となっており、圧
縮応力が形成されることが分かった。
【００４０】実施例３
本実施例では、肉盛り金属であるコルモノイを試験体と
して用い、図１に示す形状の試験体１を用いた。
して用い、図１に示す形状の試験体１を用いた。
【００４１】また、工具としてφ４のスクエアエンドミ
ル２を用い、試験体１を、工具軸方向切込み量３ｍｍお
よび工具径方向切込み量０．０５ｍｍとして加工を行っ
た。
ル２を用い、試験体１を、工具軸方向切込み量３ｍｍお
よび工具径方向切込み量０．０５ｍｍとして加工を行っ
た。
【００４２】本実施例においても、表１に示すように、
まず切削速度Ｖを６３（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量
Ｆを５００（ｍ／ｍｉｎ）として加工を行った。次に、
切削速度Ｖを１２６（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆ
を５００、１０００および２０００（ｍ／ｍｉｎ）とし
た場合、また切削速度Ｖを２５２（ｍ／ｍｉｎ）とし、
切削送り量Ｆを２０００（ｍ／ｍｉｎ）とした場合の５
通りの条件を用いて加工を行った。
まず切削速度Ｖを６３（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量
Ｆを５００（ｍ／ｍｉｎ）として加工を行った。次に、
切削速度Ｖを１２６（ｍ／ｍｉｎ）とし、切削送り量Ｆ
を５００、１０００および２０００（ｍ／ｍｉｎ）とし
た場合、また切削速度Ｖを２５２（ｍ／ｍｉｎ）とし、
切削送り量Ｆを２０００（ｍ／ｍｉｎ）とした場合の５
通りの条件を用いて加工を行った。
【００４３】金属材料の表面加工前と表面加工後とにお
ける金属材料の表面応力をＸ線応力測定法により測定し
た。
ける金属材料の表面応力をＸ線応力測定法により測定し
た。
【００４４】Ｘ線応力測定法による結果、表面加工前の
表面応力は（＋）３００ＭＰａであり、一方、表面加工
後の表面応力は表４に示す値となった。
表面応力は（＋）３００ＭＰａであり、一方、表面加工
後の表面応力は表４に示す値となった。
【００４５】
【表４】
【００４６】表４に示すように、コルモノイ（肉盛り金
属）の表面加工後の表面応力はいずれも（−）値となっ
ており、圧縮応力が形成されることが分かった。
属）の表面加工後の表面応力はいずれも（−）値となっ
ており、圧縮応力が形成されることが分かった。
【００４７】従って、本実施形態によれば、切削速度６
３ｍ／ｍｉｎ以上で加工した場合、金属材料表面に圧縮
応力が形成され、または表面加工前の引張り残留応力が
残留圧縮応力に緩和されることが判明した。
３ｍ／ｍｉｎ以上で加工した場合、金属材料表面に圧縮
応力が形成され、または表面加工前の引張り残留応力が
残留圧縮応力に緩和されることが判明した。
【００４８】また、工具軸方向の切込み量が３ｍｍ以下
の場合には、当然応力が低くなることから、工具軸方向
の切込み量が３ｍｍ以下で加工した場合、表面加工前の
引張り残留応力は残留圧縮応力に緩和された。
の場合には、当然応力が低くなることから、工具軸方向
の切込み量が３ｍｍ以下で加工した場合、表面加工前の
引張り残留応力は残留圧縮応力に緩和された。
【００４９】第２実施形態（図３、表５〜表７）
本実施形態においては、試験体としてオーステナイト系
ステンレス鋼、インコネルＸ−７５０材およびコルモノ
イ（肉盛り金属）を用い、工具としてφ４のボールエン
ドミルを使用した。
ステンレス鋼、インコネルＸ−７５０材およびコルモノ
イ（肉盛り金属）を用い、工具としてφ４のボールエン
ドミルを使用した。
【００５０】実施例４
本実施例では、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳ
ＵＳ３０４材を試験体として用い、図１に示す形状の試
験体１を用いた。
ＵＳ３０４材を試験体として用い、図１に示す形状の試
験体１を用いた。
【００５１】また、工具としてφ４のボールエンドミル
４を用い、試験体１に切削速度６３ｍ／ｍｉｎ、１刃当
たり送り量０．０１２５ｍｍで、図３のように工具軸軸
方向の切込み量０．５ｍｍとし、工具径方向の切込み量
を０．０５ｍｍ、０．１ｍｍおよび０．２ｍｍとして加
工を行った。
４を用い、試験体１に切削速度６３ｍ／ｍｉｎ、１刃当
たり送り量０．０１２５ｍｍで、図３のように工具軸軸
方向の切込み量０．５ｍｍとし、工具径方向の切込み量
を０．０５ｍｍ、０．１ｍｍおよび０．２ｍｍとして加
工を行った。
【００５２】表面加工の前後に表面応力をＸ線応力測定
法により測定した結果、表面加工前の表面応力は（＋）
２５０ＭＰａであり、一方、表面加工後の表面応力は表
５に示す値となった。
法により測定した結果、表面加工前の表面応力は（＋）
２５０ＭＰａであり、一方、表面加工後の表面応力は表
５に示す値となった。
【００５３】
【表５】
【００５４】表５に示すように、ＳＵＳ３０４材の表面
加工後の表面応力はいずれも（−）値となっており、圧
縮応力が形成されることが分かった。
加工後の表面応力はいずれも（−）値となっており、圧
縮応力が形成されることが分かった。
【００５５】実施例５
本実施例では、ニッケル基系合金であるインコネルＸ−
７５０材を試験体として用い、図１に示す形状の試験体
１を用いた。
７５０材を試験体として用い、図１に示す形状の試験体
１を用いた。
【００５６】また、工具としてφ４のボールエンドミル
４を用い、試験体１に切削速度６３ｍ／ｍｉｎ、１刃当
たり送り量０．０１２５ｍｍで、図３のように工具軸軸
方向の切込み量０．５ｍｍとし、工具径方向の切込み量
を０．０５ｍｍ、０．１ｍｍおよび０．２ｍｍで加工を
行った。
４を用い、試験体１に切削速度６３ｍ／ｍｉｎ、１刃当
たり送り量０．０１２５ｍｍで、図３のように工具軸軸
方向の切込み量０．５ｍｍとし、工具径方向の切込み量
を０．０５ｍｍ、０．１ｍｍおよび０．２ｍｍで加工を
行った。
【００５７】表面加工の前後に表面応力をＸ線応力測定
法により測定した結果、表面加工前の表面応力は（＋）
２８３ＭＰａであり、一方、表面加工後の表面応力は表
６に示す値となった。
法により測定した結果、表面加工前の表面応力は（＋）
２８３ＭＰａであり、一方、表面加工後の表面応力は表
６に示す値となった。
【００５８】
【表６】
【００５９】表６に示すように、インコネルＸ−７５０
材の表面加工後の表面応力はいずれも（−）値となって
おり、圧縮応力が形成されることが分かった。
材の表面加工後の表面応力はいずれも（−）値となって
おり、圧縮応力が形成されることが分かった。
【００６０】実施例６
本実施例では、肉盛り金属であるコルモノイを試験体と
して用い、図１に示す形状の試験体１を用いた。
して用い、図１に示す形状の試験体１を用いた。
【００６１】また、工具としてφ４のボールエンドミル
４を用い、試験体１に切削速度６３ｍ／ｍｉｎおよび１
刃当たり送り量を０．０１２５ｍｍとし、かつ図３に示
すように工具軸軸方向の切込み量を０．５ｍｍ、工具径
方向の切込み量を０．０５ｍｍ、０．１ｍｍおよび０．
２ｍｍと変化させて加工を行った。
４を用い、試験体１に切削速度６３ｍ／ｍｉｎおよび１
刃当たり送り量を０．０１２５ｍｍとし、かつ図３に示
すように工具軸軸方向の切込み量を０．５ｍｍ、工具径
方向の切込み量を０．０５ｍｍ、０．１ｍｍおよび０．
２ｍｍと変化させて加工を行った。
【００６２】表面加工の前後に表面応力をＸ線応力測定
法により測定した結果、表面加工前の表面応力は（＋）
２８５ＭＰａであり、一方、表面加工後の表面応力は表
７に示す値となった。
法により測定した結果、表面加工前の表面応力は（＋）
２８５ＭＰａであり、一方、表面加工後の表面応力は表
７に示す値となった。
【００６３】
【表７】
【００６４】表７に示すように、コルモノイの表面加工
後の表面応力はいずれも（−）値となっており、圧縮応
力が形成されることが分かった。
後の表面応力はいずれも（−）値となっており、圧縮応
力が形成されることが分かった。
【００６５】本実施形態によれば、工具径方向の切込み
量が０．２ｍｍ以下の場合、表面加工前の引張り残留応
力は残留圧縮応力に緩和することが判明した。
量が０．２ｍｍ以下の場合、表面加工前の引張り残留応
力は残留圧縮応力に緩和することが判明した。
【００６６】なお、本実施形態においては、原子炉炉内
機器部品に適用される金属材料について説明したが、原
子炉炉内機器部品以外の機器部品として適用される金属
材料を加工する場合においても本発明を適用することが
できる。
機器部品に適用される金属材料について説明したが、原
子炉炉内機器部品以外の機器部品として適用される金属
材料を加工する場合においても本発明を適用することが
できる。
【００６７】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明に係る金
属材料の表面加工方法によれば、切削加工により表面加
工を行えるため、部品製造工程を減少させてコストを低
減するだけでなく、特殊な研磨剤による研磨工程の人件
費を削減することで、金属材料の表面加工方法の能率を
大幅に向上できる。
属材料の表面加工方法によれば、切削加工により表面加
工を行えるため、部品製造工程を減少させてコストを低
減するだけでなく、特殊な研磨剤による研磨工程の人件
費を削減することで、金属材料の表面加工方法の能率を
大幅に向上できる。
【図１】本発明の第１実施形態における、表面加工前の
試験体の形状を示す図。
試験体の形状を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態における、試験体の試作
状態を示す図。
状態を示す図。
【図３】本発明の第２実施形態における、試験体の試作
状態を示す図。
状態を示す図。
１ 試験体
２ φ４のスクエアエンドミル
３ 工具ホルダ
４ φ４のボールエンドミル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮崎 哲
神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
(72)発明者 小茂鳥 岳
神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
(72)発明者 小畑 稔
神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株
式会社東芝横浜事業所内
Claims (8)
- 【請求項１】 金属材料の表面を切削して加工を行う金
属材料の表面加工方法であって、前記金属材料の表面に
圧縮応力を形成し、または前記金属材料表面の残留応力
を室温における耐力下の応力に緩和することを特徴とす
る金属材料の表面加工方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の金属材料の表面加工方法
において、前記切削加工の条件として、工具の切削速度
を６３ｍ／ｍｉｎ以上、工具軸方向の切り込み量を３ｍ
ｍ以下および工具径方向の切込み量を０．２ｍｍ以下と
したことを特徴とする金属材料の表面加工方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の金属材料の表面加工方法
において、金属材料は原子炉炉内機器部品として適用さ
れるオーステナイト系ステンレス鋼からなることを特徴
とする金属材料の表面加工方法。 - 【請求項４】 請求項２記載の金属材料の表面加工方法
において、金属材料は原子炉炉内機器部品として適用さ
れるニッケル基合金からなることを特徴とする金属材料
の表面加工方法。 - 【請求項５】 請求項２記載の金属材料の表面加工方法
において、金属材料は原子炉炉内機器部品として適用さ
れる肉盛り金属からなることを特徴とする金属材料の表
面加工方法。 - 【請求項６】 請求項１から５までのいずれかに記載の
金属材料の表面加工方法において、工具の刃の数は１枚
または複数であることを特徴とする金属材料の表面加工
方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の金属材料の表面加工方法
において、工具は工具ホルダに取り付けられ、前記工具
および前記工具ホルダはモータの駆動により回転するこ
とを特徴とする金属材料の表面加工方法。 - 【請求項８】 請求項６または７記載の金属材料の表面
加工方法において、工具の材質は金属またはセラミック
スからなることを特徴とする金属材料の表面加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10232095A JP2000061735A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 金属材料の表面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10232095A JP2000061735A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 金属材料の表面加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000061735A true JP2000061735A (ja) | 2000-02-29 |
Family
ID=16933935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10232095A Pending JP2000061735A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 金属材料の表面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000061735A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005066813A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-17 | Japan Aircraft Mfg Co Ltd | 切削工具及び切削装置 |
| JP2006263904A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 表面加工制御方法、及び表面加工制御プログラム |
| WO2012060380A1 (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 三菱重工業株式会社 | 加工条件設定システム、加工条件設定方法およびこれらを用いて加工された加工物 |
| CN111520441A (zh) * | 2019-02-05 | 2020-08-11 | 住友重机械工业株式会社 | 偏心摆动型减速装置及偏心体的制造方法 |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP10232095A patent/JP2000061735A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005066813A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-17 | Japan Aircraft Mfg Co Ltd | 切削工具及び切削装置 |
| JP4500994B2 (ja) * | 2003-08-04 | 2010-07-14 | 国立大学法人東京農工大学 | 切削工具及び切削装置 |
| JP2006263904A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 表面加工制御方法、及び表面加工制御プログラム |
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| CN111520441A (zh) * | 2019-02-05 | 2020-08-11 | 住友重机械工业株式会社 | 偏心摆动型减速装置及偏心体的制造方法 |
| JP2020125820A (ja) * | 2019-02-05 | 2020-08-20 | 住友重機械工業株式会社 | 偏心揺動型減速装置、偏心体の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050926 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060214 |