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リサイクルのための不純物含有合金素形材化プロセス技術開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15310065
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境材料
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

大沢 嘉昭 (大澤 嘉昭)  独立行政法人物質・材料研究機構, エコマテリアル研究センター, 主幹研究員 (90354141)

研究分担者 皆川 和己  独立行政法人物質・材料研究機構, エコマテリアル研究センター, 主任研究員 (00354134)
高森 晋  独立行政法人物質・材料研究機構, エコマテリアル研究センター, 主任研究員 (20354136)
垣澤 英樹  独立行政法人物質・材料研究機構, エコマテリアル研究センター, 主任研究員 (30354137)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
2005年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2004年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2003年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワードスクラップ / 不純物 / アルミニウム / 銅 / 急冷凝固粉末 / 固化成形 / 表面改質 / 凝固結晶粒 / 鉄スクラップ / 超音波振動
研究概要

資源循環型社会の構築においては,ゼロエミッションが不可欠な課題となる.しかしながら,製品に使用される材料には高機能化により材料の複合化や,各種材料が組み合わせられるなどリサイクルの点で問題が多い.最終的に破砕された製品や,部品では残滓として各種金属や合金が分離不能として存在し,埋め立て処分される.このような分離不能の回生原料中の不純物を積極的に利用し素形材化するプロセスの開発が望まれている.
そこで本研究では,銅とアルミニウムが不純物として入った鉄スクラップの有効利用法について研究した.銅含有鉄スクラップでは,粉末冶金法の技術を用い,急冷凝固粉末中に不純物を封じ込めたまま,温間域で強加工成形する技術を検討した.アルミニウム含有鉄スクラップでは,不純物に対して許容量が鋼より大きい鋳鉄に着目し,アルミニウム含有鋳鉄の創製実験を試みた.アルミニウム中に不純物の鉄が混入すると,凝固時に粗大針状の金属間化合物が生成しリサイクルが困難となる.そこで凝固時に超音波振動を付加して形状を制御することを実験した.Al-Si合金中に4mass%Feを入れて溶解し実験を行った.
銅を多量に含む鉄スクラップの利用法として,Fe-Cu急冷凝固粉末にして強加工成形を施すことで,銅を含まない鉄鋼素材を上回る機械的特性に優れた素形材創製の可能性を見いだした.鉄にアルミニウムが複合化されたスクラップの有効利用法として,アルミニウム含有鋳鉄を製造した.この鋳鉄でのアルミニウムの影響を検討し,耐摩耗性に優れた鋳鉄素形材化の可能性を見いだした.Al-6Si-4Fe,Al-12Si-4Fe合金では,粗大針状に金属間化合物が生成するが,超音波振動で微細粒状になった.Al-18Si-4Fe合金では,粗大粒状組織を微細粒状組織に変えることができた.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (19件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Al-Si-Fe合金の凝固組織と超音波振動による組織制御2006

    • 著者名/発表者名
      大澤嘉昭, 高森晋, 皆川和己, 垣澤英樹, 木村隆
    • 雑誌名

      Journal of Japan Foundry Engineering Society 78

      ページ: 65-70

    • NAID

      10017256192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Controlling of the Al-Si-Fe Alloy Intermetallic Compounds of the Solidification Structure by Ultrasonic Vibration2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Osawa, S.Takamori, T.Kimura, K.Minagawa, H.Kakisawa
    • 雑誌名

      Journal of Japan Foundry Engineering Society 78-2

      ページ: 65-70

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Al-Si-Fe合金の凝固組織と超音波振動による組織制御2006

    • 著者名/発表者名
      大澤嘉昭, 高森 晋, 皆川和己, 垣澤英樹, 木村 隆
    • 雑誌名

      Journal of Japan Foundry Engineering Society 78

      ページ: 65-70

    • NAID

      10017256192

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface modification of aluminum alloyed cast iron2005

    • 著者名/発表者名
      S.Takamori, H.Kakisawa, K.Minagawa, Y.Osawa, K.Halada
    • 雑誌名

      Advances in Ecomaterials 2

      ページ: 485-493

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface modification of aluminum alloyed cast iron2005

    • 著者名/発表者名
      S.Takamori, H.Kakisawa, K.Minagawa, Y.Osawa, K.Halad
    • 雑誌名

      Advances in Ecomaterials 2

      ページ: 485-493

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Production of fine spherical lead-free solder powders by hybrid atomization2005

    • 著者名/発表者名
      K.Minagawa, H.Kakisawa, S.Takamori, Y.Osawa, K.Halada
    • 雑誌名

      SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS, 6

      ページ: 325-329

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication Process for Controlling of the Solidification Structure for Recycling2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Osawa, S.Takamori, K.Minagawa, H.Kakisawa, K.Halada
    • 雑誌名

      Advances in Ecomaterials 2

      ページ: 520-528

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] アルミニウムを6mass%含有した鋳鉄の表面改質と耐摩耗性2004

    • 著者名/発表者名
      高森晋, 大澤嘉昭, 劉新宝, 木村隆
    • 雑誌名

      JOURNAL OF JAPAN FOUNDARY ENGINEERING SOCIETY 76

      ページ: 760-766

    • NAID

      10013510930

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Consolidation of Fe-Cu PM alloy for recycling of scrap iron2004

    • 著者名/発表者名
      垣澤英樹, 皆川和己, 高森晋, 大澤嘉昭, 原田幸明
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE MATERIALS RESEARCH SOCIETY OF JAPAN 29

      ページ: 2145-2148

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface modification of cast iron containing 6 mass% aluminum and its wear property2004

    • 著者名/発表者名
      S.Takamori, Y.Osawa, X.Liu, T.Kimura
    • 雑誌名

      JOURNAL OF JAPAN FOUNDARY ENGINEERING SOCIETY 76-9

      ページ: 760-766

    • NAID

      10013510930

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Consolidation of Fe-Cu PM alloy for recycling of scrap iron2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kakisawa, K.Minagawa, S.Takamori, Y.Osawa, K.Halada
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE MATERIALS RESEARCH SOCIETY OF JAPAN 29

      ページ: 1781-1784

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] アルミニウムを6mass%含有した鋳鉄の表面改質と耐摩耗性2004

    • 著者名/発表者名
      高森晋, 大澤嘉昭, 劉新宝, 木村隆
    • 雑誌名

      Journal of Japan Foundary Engineering Society 76

      ページ: 760-766

    • NAID

      10013510930

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 粉末固着3次元積層造形法の金属成形品への適用2004

    • 著者名/発表者名
      皆川和己, 井田慶介, 垣澤英樹, 高森晋, 大澤嘉昭, 林照剛, 前川克廣
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy 51

      ページ: 756-760

    • NAID

      10013743521

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of Ultra Fine Lead-Free Solder Powders by A New Atomization Technology2004

    • 著者名/発表者名
      皆川和己, 垣澤英樹, 高森晋, 大澤嘉昭, 原田幸明
    • 雑誌名

      Transactions of the materials Research Society of Japan 29

      ページ: 2145-2148

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Consolidation of Fe-Cu PM alloy for recycling of scrap iron2004

    • 著者名/発表者名
      垣澤英樹, 皆川和己, 高森晋, 大澤嘉昭, 原田幸明
    • 雑誌名

      Transactions of the materials Research Society of Japan 29

      ページ: 2145-2148

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Utilization of powder microstructure to strengthening of Fe-Cu alloy from rapidly solidified powder.2003

    • 著者名/発表者名
      Kakisawa, Minagawa, Takamori, Osawa, Halada
    • 雑誌名

      JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES A-SOLID MECHANICS AND MATERIAL ENGINEERING 46

      ページ: 255-259

    • NAID

      10016191430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hybrid Atomization Proces Applied to Fine Lead-Free Solder Powder Production.2003

    • 著者名/発表者名
      Minagawa, Kakisawa, Osawa, Takamori, Halada
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS 44

      ページ: 1316-1319

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Utilization of powder microstructure to strengthening of Fe-Cu alloy from rapidly solidified powder2003

    • 著者名/発表者名
      H.Kakisawa, K.Minagawa, S.Takamori, Y.Osawa, K.Halada
    • 雑誌名

      JSME International Jounal Series A-Solid Mechanics and Material Engineering 46-3

      ページ: 255-259

    • NAID

      10016191430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hybrid Atomization Process Applied to Fine Lead-Free Solder Powder Production2003

    • 著者名/発表者名
      K.Minagawa, Y.Liu, H.Kakisawa, Y.Osawa, S.Takamori, K.Halada
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS 44-7

      ページ: 1316-1319

    • NAID

      10011913078

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osawa, Takamori, Minagawa, Kakisawa, Halada: "Ecomaterial processing for recycling of iron scrap involving impurities."Materials Science Forum. 432. 3347-3352 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kakisawa, Minagawa, Takamori, Osawa, Halada: "Utilization of powder microstructure to strengthening of Fe-Cu alloy from rapidly solidified powder."JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES A-SOLID MECHANICS AND MATERIAL ENGINEERING. 46. 255-259 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Minagawa, Kakisawa, Osawa, Takamori, Halada: "Hybrid Atomization Proces Applied to Fine Lead-Free Solder Powder Production."MATERIALS TRANSACTIONS. 44. 1316-1319 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takamori, Osawa, Minagawa, Kakisawa, Halada: "Aluminum alloyed cast iron as an ecomaterial."Materials Science Forum. 432. 3305-3310 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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