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

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450270
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 金武 直幸 名古屋大学, 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, 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、比強度、比剛性、耐熱性、耐摩耗性などに優れる粒子強化アルミニウム基複合材料を、従来金属の代替ではなく、成形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)の可能性を検討した。
○本年度に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合金複合材料の素形材を、高温で圧縮加工して両者の接合と加工を同時に行う方法について、加工温度、加工量、加工後の熱処理の影響を検討した。
・粉末金属の圧縮ねじり成形法を利用して、粒子強化アルミニウム合金複合材料の混合粉末を異種の溶製金属や粉末金属と一体で直接固化接合する方法について、プロセス条件の影響を検討した。
○これらの研究から、次のような成果が得られた。
・一軸圧縮変形による接合では、温度773K、圧縮率50%以上で、100MPaを超える比較的良好な接合強度を得た。この接合強度は、加工後のT6処理によって母材と同様に大幅に向上する。
・平面ひずみ圧縮変形による接合では、一軸圧縮変形よりも大きな接合強度を得ることが可能であり、静水圧応力の高い試料中心では、母材に近い接合強度が得られる。
・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基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。
・粒子強化アルミニウム基複合材料の混合粉末と異種の金属粉末とを一体で固化成形して、一部分を複合材料とした部材を比較的短時間に生産性良く作製することができる。