| 研究概要 |
昨年度は,純アルミニウムやAl-Si合金の板材を用いてポーラス金属を作製できた.今年度はマトリックスの結晶粒微細化の結果として誘起される微細結晶粒超塑性を金属フォームのプロセスに応用することを試みた.
古河スカイ株式会社製の超塑性5083アルミニウム合金板を実験に用いた.水素化チタン粉末を板の間に挿入し,二段式圧延機を用いて圧延接合を行った.切断,積層し,再び圧延接合を行った.このサイクルを繰り返すことにより,水素化チタン粉末がマトリックス中に均一に分散したプリフォーム板が得られた.ここまでは他のアルミニウム合金とほぼ同じである.
マトリックスの超塑性流動を発泡に利用するため融点以下の超塑性変形温度において発泡試験を行った.融点近傍の発泡に比べて発泡時間は長く,時間の増加につれて,気孔率は徐々に増加した.得られた発泡アルミニウムのポアの形状は圧延面に平行な楕円体であり,気孔率は最大で40%であった.ポアサイズは1mm未満であり,従来の鋳造法による発泡アルミニウムに比べて小さかった.
次に,超塑性ブロー成形と発泡を同時に行った.超塑性温度まで加熱した後,アルゴンガス圧を付加した結果,半球状に成形することができた.またその断面は非常に微細なポアで構成されていた.このようなセル構造体は,特に断熱構造部材としての応用が期待できる.
結晶粒微細化による超塑性変形を利用することにより,発泡と成形を同時に実施できることが確認された.従来の金属フォームは,作製後の塑性加工がほとんど不可能であったため,今回の手法を応用すれば,多孔質な内部組織を有する複雑な構造部材の作製が可能となる.
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