2015 Fiscal Year Research-status Report
鉄ホウ化物強化と放電焼結の利用による難加工材成形用のユビキタス工具最適化開発
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26340101
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
松木 一弘 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30253115)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
崔 龍範 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00457269)
佐々木 元 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30192595)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 鉄ホウ化物放電焼結 / 難焼結材料 / Ni無電解めっき |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度に得られた放電焼結体を用いて、難加工材料（Ti-6Al-4V、高張力鋼、Ni超合金、Fe系繊維複合材料など）を相手材料として、リング-オン-ディスク方式の摩擦・摩耗試験を遂行する予定であった。しかし、実用・汎用性を考慮するため最安価の粉末を出発原料とするため、FeB、Fe2B、FeおよびBの4種類の構成相が存在するため、焼結可能温度が各相間で大きく異なり最難焼結材料と位置付けられ、焼結条件の最適化が極めて困難である。なお、Niを無電解めっきしたFeB系粉末を用いても緻密化は幾分促進されるていどであり、真密度化は期待できない。このことは、Ni無電解めっき有無の差によるFeB系粉末の焼結速度を実験的かつ理論的に導出し、相対密度向上が不可能に近い事を世界で初めての知見として得ることとなった。そこで、Niめっき量と焼結条件の関係を考慮しつつ得られたFeB-Ni系焼結体を用いて硬度および圧縮試験の実施止まりとし、組織―機械的特性―焼結条件の相関を得た。なお摩擦・摩耗試験を遂行するには、さらなる高密度化が要求されるため、FeB系粉末にNiを無電解めっきを施したうえ、良好な摺動特性が期待できるMoS2固体潤滑剤の10vol%までの添加を試みた。なお、MoS2の添加によりFeB系粉末中における、幾何学的な粉末の装填改善を利用して焼結空孔の解消を行うことが可能となった。MoS2固体潤滑剤は気相反応により熱分解して残留が困難な事から、熱分解温度付近での放電焼結速度をコントロールする事で、高密度化と理論的にも実際的にも残留が実現したことは特筆するべきである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実用・汎用性を考慮するため最安価の粉末を出発原料とするため、FeB、Fe2B、FeおよびBの4種類の構成相が存在するため、焼結可能温度が各相間で大きく異なり難焼結材料であり、実験的・理論的な放電焼結速度解析より相対密度向上が困難であると見出せた。
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| Strategy for Future Research Activity |
低相対密度値のため摩擦摩耗試験を取りやめ、硬度・圧縮試験のみを行った。相対密度向上と摩擦・摩耗試験に備え固体潤滑剤MoS2の添加と焼結体内への残留に成功した。幾何学的な粉末装填促進とMoS2の熱分解温度付近での放電焼結速度をコントロールする事で、良好な焼結体を得る。得られた焼結体を用いて摩擦・摩耗試験を行う。さらに焼結体より切削チップを作製して連続・断続切削試験に備える。
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| Causes of Carryover |
本来、摩擦摩耗試験片の作製と切削用チップの加工費用が当該年度に実施されなかったことと、固体潤滑剤を購入せず手持ちの物を使用したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
FeB系粉末に固体潤滑を添加しそれらをNi無電解めっき処理し、焼結性を向上させるため、真密度に近い焼結体が得られることを明らかにしたので、本来当該年度に予定していた摩擦摩耗試験や切削試験を遂行できる。そのため、当該年度と翌年度の助成金の合算を請求する。
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Research Products
(7 results)
