静岡大学工学部の菊池将一准教授、東京電機大学の井尻政孝助教、ヤマハ発動機材料技術部からなる共同研究グループは6月30日、加熱することなくチタン合金表面に硬質な窒化層を短時間で形成させることに成功したと発表した。
軽くて強くて錆びないチタン合金は構造材料として実用されているが、チタン合金の適用範囲拡大には摩擦摩耗特性に乏しい点を克服することが不可欠だ。現在は窒素拡散を利用してチタン表面を硬くしたり、摩耗に強い膜をコーティングすることが主流だが、いずれもチタン合金を長時間加熱する必要があり、チタン組織の粗大化を引き起こし強度が低下。加熱を必要としない短時間表面硬化プロセスの開発は、チタン合金の多機能化のブレークスルーとなる。
共同研究では、常温・大気環境で窒素含有微粒子を高速投射するプロセスにより、チタン合金表面に硬い窒化層が形成されることを明らかにした。処理時間はわずか30秒ほどで、従来手法と比較して処理時間を大幅に短縮。さらに、従来手法の課題だった加熱によるチタン合金組織の粗大化を防ぐことにも成功した。
共同研究で得られた研究成果は、今後、優れた摩擦摩耗特性と強度特性を併せ持つ多機能チタン合金の開発につながると考えられ、航空機、自動車、生体医療分野などへの応用展開が期待される。
