複合金属粉末の反応焼結による傾斜機能構造金型の開発研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555037
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 中村 保 静岡大学, 工学部, 教授 (70023322)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山縣 裕 ヤマハ発動機, 研究開発センター, 主任技師 ; 今泉 晴樹 静岡大学, 工学部, 教務員 (80303535) ; 早川 邦夫 静岡大学, 工学部, 助手 (80283399) ; 田中 繁一 静岡大学, 工学部, 助教授 (60197423)
• Keywords: 複合金属粉末 / 反応焼結 / 放電プラズマ焼結 / 傾斜機能構造 / 金属間化合物 / メカニカルアロイング / 金型 / 硬さ試験

Research Abstract

1. 傾斜機能構造金型の製造は,次の手順によって行う.(a)金属間化合物を形成する異種金属素粉末をメカニカルアロイング又は単純混合する.(b)外周拘束リングの中に,それらの混合素粉末を最適な傾斜混合率となるように圧密成形する.(c)放電プラズマ焼結装置内で,高温・高圧・真空条件下で反応焼結を行う.(d)最終仕上げ研磨を行う.
2. 本研究のキーテクノロジーとなる主要設備の放電プラズマ焼結装置を設置した.本装置を用いて,加熱温度,加熱時間および加圧面圧等の成形条件を変更して,素材内部の温度分布,および製品の強度等を調査し,最適の成形条件を設定した.
3. 放電プラズマ焼結装置を用いて,金属間化合物を形成するCu-AlとTi-Alの素粉末の組合わせに対して.加圧・加熱反応焼結によるニアネットシェイプ成形を試みた.それらの製品の硬さ試験,圧縮試験,密度測定,SEMによる観察,EPMAによる分析,X線回折等により,製品強度特性や成分分析を行い,金型として最適の強度特性を発揮するための加圧・加熱等の成形条件を決定した.
4. 金型として強度的・機能的に最適となるような傾斜機能構造金型の数値シミュレーションを行い,金型構造の最適設計方法の確立を試みた.
5. 金属素粉末の組合わせCu-Al,Ti-Alに対する反応焼結過程の理論的,実験的考察を試み,金属間化合物を含有する複合組織の改善方法について検討し,金型強度特性の向上対策について考察した.
6. 金型構造の基本となる円筒型の加圧反応焼結の方法について,黒鉛型の組合わせ形式や.加圧反応焼結条件について検討し,メカニカルアロイング粉末から円筒状の金属間化合物の製品を成形することに成功した.

Research Products

• [Publications] T.NAKAMURA: "Near net shape monufacturing of lightweigh parts including Ti-Al intermetallic compound by powder forming" Proc.of 31st ISATA,Materials for Energy Efficient Vehicles. 31-1. 481-488 (1998)
• [Publications] 中村保 ほか4名: "ホットプレスと放電プラズマ焼結におけるCu-Al素粉末の反応焼結特性" 第30回塑性加工春季講演会講演論文集. (1999)