軟質軽量構造用材料のレーザ合金化法による表面改質

• Project/Area Number: 06650838
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Metal making engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中田 一博 大阪大学, 溶接工学研究所, 助教授 (80112069)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1994: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: レーザ合金化 / アルミニウム / マグネシウム / 軽量材料 / 構造用材料 / 粉末 / 金属 / セラミックス

Research Abstract

本研究では軟質軽量構造用材料としてのAlやMgの厚膜表面硬化法を開発することを目的としている。このため高出力のレーザビームを用いてこれら軟質材料の表面層を数mmの深さにわたって局部的に溶融し、その溶融部に各種金属・セラミックス物質を供給することにより、この表面溶融凝固層に硬い金属間化合物やセラミックス粒子を分散凝固させる方法並びに得られた合金化・複合化層の硬化特性および耐摩耗特性について検討を行った。得られた主な結果は次のとおりである。
(1)Al合金A5083およびMg合金AZ31の板表面を5KWCO_2レーザビームにより溶融し、同時にそこに粉末塗布法により金属粉末やセラミックス粉末を供給して、その表面にこれら粉末との合金化層やセラミックス分散複合化層を形成できることを明らかにした。
(2)適正合金化・複合化層を得るための粉末供給量とレーザ照射条件との関係を粉末の種類、粒度およびAlおよびMg合金ごとに明らかにした。
(3)金属粉末とセラミックス粉末の複合添加方法を開発した。
(4)得られた合金化・複合化層の形成組織、硬さ、耐摩耗性を評価した。
(5)以上の結果をもとに、耐摩耗性に優れた合金化・複合化層を得るためのレーザ照射条件及び合金化・複合化物質の種類、その添加量を明らかにした。