副理事長就任のご挨拶

I .はじめに
超硬合金とは、周期律表の2a, 3a,   4a族金属（Ti,   Zr,   Hf,   V, Nb, Ta, Cr, Mo, W)の炭化物粒子と鉄族金属(Co, Fe, Ni)を結合材に用いて焼結した複合合金である。これらの炭化物はいずれも高融点、高硬度で酸化抵抗に優れている。９種類の炭化物と鉄族金属の組み合わせにより、数多くの超硬合金が得られるが、それらのうち機械的性質に最も優れているWC-Co系合金を指して、普通、超硬合金と称している。現在、WC-Co系、WC- TiC-Co系、WC-TiC-Ta(Nb)C-Co系等が使われている。一方、金型の寸法精度は金型材料の結晶粒径と結晶面異方性に大きく依存する。つい最近までは0.5 ～ 0.6 μ mの結晶粒径の合金しか得られていなかった。超硬合金の粒成長は、オストワルド成長機構によって起こる。すなわち、液相中への分散固相の平均溶解度は、固相粒子の粒径が小となるほど大となることに基づいて、小粒子の液相中への溶解→溶質の液相中への拡散→大粒子上への析出の３過程を繰り返すことは一般的に認められている。この異常粒成長を抑制し、0.1 μ m以下の原料粉を用い、十分に緻密化した0.1 μ  mの超硬合金が得られれば、± 0.1 μ mの金型寸法精度を得ることが可能となる。 (財)金属系材料研究開発センターでは、新エネルギー・産業技術総合開発機構の委託を受けて「精密部材成形用材料創製・加工プロセス技術開発プロジェクト」（実施期間平成14年度〜平成18年度）において、高精密成形加工を安定に行うため、高強度、高靭性等を有すると同時に微細加工性に優れた金型用超微細粒W C粉末原料製造技術の開発と、焼結時の不均質な結晶粒成長を抑制する粒成長抑制焼結技術の開発を実施し、粒径0.1マイクロメートルの超嶺細な超硬合金の開発に成功した。世界最小の結晶粒径の超硬合金（以下、ナノ微粒超硬合金という。）である。超硬合金の低温での摩耗は、主としてCo結合相部の優先的摩耗とWC粒子の欠損によって生じる。これ等のうち、Co結合相部の優先的摩耗は、Co結合相厚さが薄くなる(WCが微粒となる)ほど起こりにくい。WC粒子の欠損は、微粒ほど起こりにくい。従って、ナノ微粒超硬合金製工具は、市販超微粒超硬合金製工具に比べ、工具の耐摩耗特性が優れると共にシャープなエッジを出し易い特徴がある。ナノ嶺粒超硬合金は、市販の超嶺粒超硬合金に比べ、優れた特性を有するが、原料粉末が70ナノメートルと極小であり、ナノ粉末と型との間で摩擦力が大きいために粉末の流動が拘束され、圧粉成形が単純な円柱状しか出来ない等の問題に直面しているのが現状であった。
II.研究開発の内容
本プロジェクトは、関東経済産業局の「戦略的基盤技術高度化支摄事業」の委託を受けて平成19年度から３年間をかけて「ナノ微粒超硬合金を用いた精密金型の開発」を実施し、前述の課題を克服すべく、圧粉成形工程における二アネットシェイプ成形加工技術の開発と、離型性に優れ、より平滑性、潤滑性を期待できるDLCの表面処理技術を開発し、市販の超微粒超硬合金と同程度の金型加工コスト実現を目指している。 1.ニアネットシェイプ成形加工技称の開発1 − 1．圧粉成形工程におけるニアネットシェイプ成形加工技術の開学インクジェットノズルやマイクロギアなどの成形用パンチ等に用いることが可能なナノ微粒超硬合金製小径長尺丸棒や硬脆材料切断刃用の薄平帯板を出来るだけ安価・迅速に作製するための加工法を開発することを目的とする。従来は「一軸金型成形によって成形したプロック状圧粉体の切断・研削加工」により作製し、多大な労力および時間を必要とした。健全な押出し成形体を作製するために必要な成形助剤の種類と添加量、成形助剤と合金粉末との混錬条件、混錬物（コンパウンド）の押出し成形条件、成形体からの脱脂（脱成形助剤）のための加熱条件および焼結条件等について検討を行った。圧粉成形プロセスにおいて成形助剤の種類が一つであると、脱成形助剤プロセス時に所定加熱温度下での成形助剤気化ガス圧力が高まるため圧粉体内部に大きな張力が生じ圧粉体にクラックが生じやすい。そこで所定温度でのガス圧を小とするため、成形助剤の種類は複数とすること、これらの助剤は互いに溶解度がほとんど無いこと、および沸点が互いにかなり異なることが必要である。安価な150nmWC原料粉末を用いて小型押出機にて、沸点が異なる２種の成形助剤種とその添加量の検討、有機溶媒の検討を実施した。小型押出機の結果を用いて大型押出機の押出条件を検討し、焼結後の合金組織と機械的性質の健全性を確認した。（図１）に押出成形された丸棒、（図２）に薄帯平板の押出、（図３）に２段成形体、（図4）に研摩・食刻面の組織を示す。图1　押出成形された丸棒本年度は、70nmWC原料粉末を用いての丸棒及び薄帯平板の押出し条件の最適化を図る。焼結プロセス時の脱成形助剤条件の確立のために脱脂解析装置を用いて定量的な脱成形助剤条件を検討する。また、開発技術のガラス非球面レンズ用金型としての適用性の把握・評価と硬脆材料切断刃への適用性の把掘を実施する。
1 − 2．高精度・高精密金型成形加
工技術の開発
ナノ微粒超硬合金は、研削工程において従来条件では、超硬質であるためにチッピングを起こしやすい。チッピング寸法を超硬合金結晶粒径程度にするために超硬合金結晶粒径が0.3 μ mを用い研削条件の検討を実施した。砥石の幅および砥粒の集中度、切込み量がチッピング性に影響を与えることを把握した。また、研削面に直角な面の表面性状がチッピング性に及ぼす影響を明らかにした。直角な面をバフ研磨で仕上げた場合は、研削条件を制御することにより、チッピング寸法を超硬合金のWC結晶粒径程度に抑制できることが示唆された。本年度は、更なる検討を推し進め、ナノ微粒超硬合金においてチッピングに対する目標を達成すべく諸条件の最適化を図る。形状精度についても一層詳細な検討を開始する。
2．金型表面処理技術の開発
DLCコーティングプロセスにおいて、一般的な耐摩工具の被膜では問題とならない約１μ m寸法の介在物が存在することが判った。介在物は、組成分析により、ガス原料由来であることを解明した。この介在物を減少させるために、反応ガスとイオンの流れの影響を把握する目的で成膜プロセスのプラズマ発生イオン源と原料ガス導入位置との関係や成膜速度の影響を把握した。両者とも重要な因子であることを確認した。本年度は、介在物の大幅な減少を図るため、成膜速度と、反応ガスとイオンの流れなどの最適化に取り組む。また、DLC被膜密着強度は、超硬合金の結晶粒径が小さくなるほど強度は増加する傾向にあるが、ナノ微粒超硬合金に対する介在物極微のDLC被膜の密着強度を検討する。 Ш. ニアネットシェイプ成形加工技術の開発によるナノ微粒超硬合金の用途拡大への期待非球面レンズは球面収差を発生させることなく、短焦点を実現するレンズであり、優れた結像性能を持つが、医療用等、更なる高性能化が望まれており、結像レンズで形状箱度はナノメートルの要求がある。 (図5)にガラス非球面レンズ金型を示す。図５　ガラス非球面レンズ成形用金型情報家電分野情報家電の分野では硬脆材料の切断が多用されている。LCD（液晶パネル）、PDP（プラズマディスプレィパネル)、FPD (フラットパネルディスプレィ)に代表される板ガラス基板や、セラミックスコンデンサーや多層セランミックス基板等のバリ、欠けのない高品質な切断以外に更に薄い10 μ m程度厚さの切断刃（図６）の要求がある。さらにニアネットシェイプ成形加工により(図７) (図８)等への用途拡大が期待される。
IV.研究開発体制
（財）金属系材料研究開発センターでは、関東経済産業局からの委託を受け、冨士ダイス株式会社の他、複数のハイテク大手企業の支援を得て研究開発を実施している。
活動報告)
■鉄鋼材料研究部一○経済産業省「鉄鋼分野における産学人材育成パートナーシッププロジェクト」平成21年度試行事楽を開始経済産業省からＪＲＣＭが受託している標記プロジェクトでは昨年度の議論、検討結果をふまえ、今年度においては、新テキストによる集中講義、課題解決型インターンシップ、開発マネジメント教育についての試行事業を行うことを計画している。今回、参加各大学、企業の協力を得て、集中講義を８月第１週と第２週に、インターンシップは７月から３社において、開発マネジメント教育を8月最終週にそれぞれ実施している。今後はこれらの試行結果に基づき、継続して、鉄鋼分野の人材育成のあるべき姿について議論を行う予定である。 (日比部長) ■非鉄材料研究部一○アルミニウム圧延品製造プロセス技術伝承・中核人材育成プロジェクトの進捗昨年度は、ファーストステップ座学プログラムの試行を、京都大学にて実施したが、本年度は、作成したテキストのすべての範囲を網羅する自立化時の形に近い試行を実施する。樽成の特徴は、 1 ）ファーストステップ座学と関連するセカンドステップ演習を組み合わせ、２日または３日のコースを１単位とする、２）コースは、 A ;鋳造、 B :力学基礎、 C :加工（圧延、押出）、D：熱処理の４つの分野に分ける、ことである。日程、場所も決まり、10月1日～３日：鋳造コース（阪大）、 10月8日～ 10日：熱処理コース（東工大）、11月６日、７日：力学基礎コース（阪大）、11月26日～ 28日：加工（圧延、押出）コース（同志社大）で、実施される。単に知識だけを身につけることを狙うのではなく、得られた結果が、どのようなメカニズムでそうなったのかを、理論的に考察できる考え方の獲得に重きが置かれている。そのため、演習も結果の解析や考察に時間が割かれる。現在、前述の試行を計画通り進めるべく、参加各大学と企業が連携して、演習で使う試料の製作や各種講義ツールの作成を進めている。今回の試行への参加者の募集は、（社）日本アルミニウム協会（H 22年からの自立化時には事務局が置かれる）から、同協会会員企業に対して、案内が配られたところである。 (箕浦部長)
お知らせ：2008年度大学インターンシップ実施状況調査結果まとまる
特定非営利活動法人JRCM産学金連携センターでは毎年大学インターンシップの実施状況を調査している。その結果の一部として大学別の学生インターンシップ派遣学生数を右図のようにグラフ化している。各大学のインターンシップの詳細内容については、産学連携サイト「産学プラザ」http://www. sangakuplaza.jpで、企業、行政、議員事務所のインターンシップ受入れ状況とともに公開している。また、この調査結果は朝日新聞社が毎年発行している「大学ランキング」にも取り上げられている。政2008年度大学インターンシップ実施状況調査結果The Japan Research and Development Center for Metals JRCM NEWS  ／第275号内容に関するご意見、ご質問はJRCM総務企画部までお寄せください。本書の内容を無断で複写・複製・転載することを禁じます。