1991 Fiscal Year Annual Research Report
粉末材料の逐次押出し法の開発と傾斜機能素形材製造への応用
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03555149
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山口 克彦 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (90027805)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高倉 章雄 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (40163183)
今谷 勝次 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (70191898)
西田 俊彦 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (30027809)
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| Keywords | 粉末材料 / アルミニウム粉末 / 押出し / 傾斜機能材料 / 素形材 / 管の押出し / 最適ダイス角 / 逐次押出し |
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| Research Abstract |
粉末材料の押出しでは、粉末粒子同志、および粉末とコンテナ・ダイス間の摩擦が大きいために、押出し荷重の増大や製品密度の不均一が生じやすく、一度に押出しができる製品の長さには限界が存在する。
本研究では、このような問題点を解決するために、粉末をコンテナ内に少量ずつ充填しては押出しを繰り返すという、いわゆる逐次押出し法を考案し、長尺でかつ大形の傾斜機能素形材(棒、線、形材、管などの一次素材)の製造を試みている。
本年度は、基礎的事項の把握に重点をおき、アルミニウム粉末を使用して以下のような検討を行った。得られた結果を要約すると次のとおりである。
1.丸棒の逐次押出しにおける最適押出し条件の検討
押出し比、ダイス角、1回の押出しにおける粉末充填量など加工条件を変化させて丸棒の押出し実験を行い、押出し荷重、押出し材の密度分布、引張強度、表面状態、材料内部におけるシェブロンクラックの発生などに対する加工条件の影響を詳細に調べた。その結果、ダイス半角をθ=20〜30°に選べば、表面状態が良好でかつ内部欠陥もなく、溶製材に近い強度を持った押出し材が得られることがわかった。
2.円管の逐次押出しにおける最適押出し条件の検討
肉厚が異なる円管の逐次押出しを行い、最適加工条件を明らかにした。円管の場合には、粉末とコンテナ・ダイス間のみならず、粉末とマンドレル間にも摩擦が存在する。このため、押出し圧力は中実丸棒の場合より大きくなること、および最適ダイス半角はθ=30〜40°であることがわかった。
今後は、粉末材料の逐次押出しのFEMシミュレ-ション、金属系および金属-セラミックス系傾斜機能素形材の製造へと研究を進めていく予定である。
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