超塑性を利用した高機能FRMの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460217
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 西村 尚 東京都立大学, 工学部, 教授 (70087170)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 若山 修一 東京都立大学, 工学部, 助手 (00191726) ; 真鍋 健一 東京都立大学, 工学部, 助教授 (10145667)
• Keywords: FRM / 超塑性 / 塑性加工 / 複合材料 / 粉未冶金

Research Abstract

本研究は,FRMの製法として生産性が高く,能率のよい固相接合法として,超塑性マトリックスを母体とする方法を開発するものである。マトリックス粉末としては,超塑性を示すSPZ(亜鉛ーアルミ合金)とSPA(アルミ合金)を用いた。強化繊維としては,太径のB及びSiCさらにSiCウイスカ,SiC粒子を用いた。製造法はホットプレス法で温度は380℃〜550℃,圧力40〜100MPa,時間15分であり,繊維を損傷するほどの圧力ではなく,反応が急激に進むほどの温度でもない。
本年度得られた成果を要約すると,超塑性を利用したSiC粒子強化アルミニウム複合材の加工性に関する研究では,SPAとSiC粒子を最高40%混合した複合材の強度と延性に及ぼす製造条件を調べた,成形密度を向上することが健全な複合材を製造することにつながり,そのためには,圧粉圧力の向上が有効で圧粉時間はそれほど影響がないことが解った。SiC粒子強化SPZ複合材では,超塑性温度における液圧張出し加工を行った.超塑性マトリックスの場合の延性は非超塑性の場合に比べて2〜10倍大きいことが認められ,液圧張出しにおいても張出し性は向上するが向上度は低い.その理由は変形中に粒子とマトリックスの界面にキャビティが生じるためであることが解った。キャビティをなくすために背圧を加える液圧張出しを行った所張出し性は向上した.
繊維と粒子ハイブリッド強化アルミニウム複合材の強度と耐摩耗性の研究では,強度の向上を連続繊維で行い,耐摩耗性の向上を粒子で行う方式の複合材で新しい考え方の機能性複合材である。SiC連続繊維強化はROM値に従い,耐摩耗性は粒子の硬さに比例して向上することが明らかとなった.硬さと耐摩耗性とはよい相関があることを示した.

Research Products

• [Publications] 西村 尚也: "超塑性を利用した単層FRMの曲げ加工特性" 軽金属. 39. 836-842 (1989)
• [Publications] 西村 尚也: "超塑性を利用した多層FRMの曲げ加工" 軽金属. 39. 843-847 (1989)
• [Publications] 西村 尚也: "超塑性を利用したFRMの曲げ加工に関する基礎的研究" 鉄と鋼(材料とプロセス). 2. 1329-1330 (1989)
• [Publications] 西村 尚也: "SiC粒子強化超塑性合金板の2次加工" 塑性加工連合講演会論文集. II. 495-498 (1990)
• [Publications] 西村 尚也: "長繊維および粒子ハイブリッド強化アルミニウム複合材料の強度と耐摩耗性" 第79期軽金属秋期大会. 113-114 (1990)