環境に優しいエコ傾斜機能材料の半溶融ニアネット加工

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17560074
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 福井 泰好 鹿児島大学, 工学部, 教授 (00117540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 裕 鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50281738) ; 熊澤 典良 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60284907)
• Keywords: 傾斜機能材料 / 半溶融加工 / ニアネットフォーミング / レオロジー / 有限要素法

Research Abstract

本研究では、遠心力法で作成する傾斜機能材料の1)半溶融加工、2)ニアネットフォーミング、3)レオロジー解析を目指している。Al-Al_3NiとAl-Sicを供試材として、Al基傾斜機能材料を作成した。この材料について、その半溶融加工とニアネット加工特性の実験的解析及び、レオロジー解析を目指している。ニアネット加工は、後方押し出し法を用いて、分散粒子である金属間化合物Al_3Niとセラミックス粒子のSicの分布を可視化した。そのさい、Al_3Niは微細化するため、その機構解明のために、比較材としてAl-SiC材を用いている。
レオロジー解析をすすめるため、落下鍛造粘性計を設計し、作成をすすめている。半溶融状態で供試材の円柱を耐熱工具鋼で作成した、下板と重力で落下する上板の間で圧縮し、このときの円柱の運動をレーザ変位計で測定する装置である。下板は炉の床から離すために円柱と円盤を組み合わせた形状の鋼板の上に置いてある。耐熱工具鋼の棒が取り付けられた直径15cmの上板はサンプルが固着することを防ぐため、黒鉛が塗布されている。特別なおもりが圧縮中の供試材の負荷を増すように上板に取り付けることができる。摩耗を最小にするため、炉のシーリングの黒鉛溝を通る棒は、板のz軸位置を制御する調整可能なソレノイドによって炉の外側で吊されている。上板の最大高さは30.5cmである。
これに平行して、後方押し出しにおける半溶融材料の粘性特性を考慮した有限要素法解析を行い、Al-金属間化合物傾斜機能材料における、金属間化合物粒子微細化機構の解析をすすめている。