金属基複合材料の部分使用に適した固相接合・複合プロセスの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450270
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 金武 直幸 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00115552)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平 博仁 川崎重工業(株), 航空宇宙事業本部, 主任研究員 ; 小橋 眞 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90225483)
• Keywords: 金属基複合材料 / 粒子強化複合材料 / アルミニウム合金 / 固相接合 / 鍛造 / 粉末成形法 / 圧縮ねじり成形法

Research Abstract

本研究では、高い比強度・比剛成、良好な耐熱性・耐摩耗性を有する粒子強化アルミニウム複合材料を、従来金属の代替ではなく、部材の一部として従来金属と一体で構造用部材を構成するような実用化方法の確立を目的として、異なる二つの方法(鍛造法と粉末成形法)の可能性を検討することを目指している。
○本年度に科学研究費補助金によって実施した研究は次の項目である。
・アルミニウム合金と粒子強化アルミニウム複合材料の押し出し素形材を、高温圧縮加工して両者の固相接合と同時に一体で成形加工する方法の可能性を検討する。
・粉末金属の圧縮ねじり成形法を利用して、溶製金属の上に粒子強化アルミニウム複合材料の混合粉末を直接固化接合する方法の可能性を検討する。
○これらの研究から、次のような成果が得られた。
・高温圧縮によるアルミニウム合金と粒子強化複合材料の固相接合は十分可能である。
・圧縮温度が773Kでは50%以上の圧縮率で、573Kでも70%以上の圧縮率で十分な接合強度を得ることが可能であり、いずれも円筒試料の中心部ほど接合強度は高くなる。
・圧縮ねじり成形法を利用して、アルミニウム合金や銅合金の溶製材上に粒子強化アルミニウム複合材料の混合粉末を直接固化接合することが可能である。
・固化接合する複合材料よりも変形抵抗の高い溶製材との組み合わせにおいて、複合材料中の強化粒子の分散やマトリックス組織の微細化への効果が大きい。