Investigation for the explosive manufacturing technique of porous materials used by Mg alloy

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26820328
• Research Institution: Sojo University
• Principal Investigator: 森 昭寿 崇城大学, 工学部, 准教授 (60433017)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 衝撃加工 / ポーラス材 / マグネシウム合金

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，爆薬の爆発時に発生する高エネルギーを利用して材料を瞬間的に加工する爆発加工法に着目し，マグネシウム合金AZ31材料によるポーラス材の作製を試みる研究である．反応性が高いマグネシウム合金を試料として用いる場合，微細な粉末状態での取扱いには細心の注意が必要である．そこでここでは，マグネシウム合金AZ31の丸棒を旋盤で切削したときの切削屑を利用した．前年度までにはマグネシウム合金切削屑を粉砕して粒径を揃えつつポーラス材料の作製を図り，良好なポーラス形状を有する固化体の成形に成功した．ただ，スペーサ周辺での試料の強度が弱く，スペーサ除去の際に破損する試料もあった．またスペーサと試料粉末を混在した場合，衝撃波の反射等の影響で粉末内部の圧力が推定できない可能性が考えられた．
そこで最終年度では，測定実験や数値解析を容易に行うことができるように，簡単な形状での実験を行い，スペーサを除去しても構造・強度的に弱体化せず，容易に試料の準備が可能な形状のポーラス金属製作を試みた．一つは，直径の異なる二つのマグネシウム合金パイプを用意し，その間にマグネシウム合金の切削屑を充填し，成形体の断面がドーナツ状となるポーラス材料の作製を試みた．これは，試料粉末に作用する圧力が求めやすく，また，中心軸上に発生する高圧力状態（マッハステム）を避けることが狙いである．結果として，成形体の上下の形状がやや破損したものの良好に成形を達成することができ，切削屑を利用した場合の成形に必要な圧力を推定することができた．また，マグネシウム合金薄板にスペーサを部分的に貼り付け，ロール状にして衝撃負荷を与える方法も試みた．作業の簡便化と成形体の強度増加を考え，爆発圧接と同じ原理で成形できないかと試みたものであったが，粉末固化成形に要した圧力では接合を達成できず，薄板からポーラス材を形成することができなかった．