金属の瞬間的合金化プロセスの解明と接合、合金化、表面改質の技術開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450245
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: 神戸商船大学
• Principal Investigator: 佐野 幸雄 神戸商船大学, 商船学部, 教授 (40029517)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 晃久 神戸商船大学, 商船学部, 助教授 (50221726)
• Keywords: 合金化 / 拡散過程 / 合金波 / 熱波 / ジュール熱

Research Abstract

本研究の最終目的は、金属接合と合金化に関して低コストで高生産性の技術を開発することである。このため、突き合わせ抵抗溶接装置により生産が可能(装置の大掛かりな開発を必要としない)で、しかも生産時間が10^<-1>程度の、現行法よりもはるかに生産性の高い挿入接合法方式を採用した。挿入接合法は高融点挿入金属粒子が低融点母材内に拡散する現象を利用した方法である。挿入粉末量を多くして母材を接合部だけでなく内部深く合金化できるので、挿入接合法は拡散合金化法としても利用できる。粉末は母材に比べて電気抵抗が大きいために、通電の際ジュール熱が主に粉末部で発生し、広範囲な金属と粉末の組み合わせが可能となる。挿入粉末に微粒子粉末を用いて、母材の極表層部の金属組織を中心部と異なるものに仕上げ、表層部を物理的に高硬度に改質できると、表面改質法としても利用できる。現行法で高硬度を得るためには少量、長時間の処理が必要である。
本年度の研究の第一の目的は、現有の6kWの突き合わせ抵抗溶接装置を100kWのものに取り替えて、母材-粉末-母材のサンドイッチ試料から多種類及び種々な長さの合金棒をつくれるように改良することである。この実験におけるパラメータは、粉末量、加圧力、電流値、通電時間などである。Al-Ni-Alに対して良好な合金化条件を見つけることができた。第二の目的は、接合部での多孔質層の発生を防ぐことである。種々な速度で加圧することにより、Al-Ni-Alに対して多孔質層が発生しない良好な加圧速度条件を見つけつつある。