| 研究課題/領域番号 |
60550491
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属加工
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
大城 桂作 九大, 工学部, 助教授 (40038005)
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| 研究分担者 |
沢本 章 九州大学, 工学部, 助手 (70117125)
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| 研究期間 (年度) |
1985 – 1986
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| 研究課題ステータス |
完了 (1986年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1986年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1985年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | 鋳造 / 複合材料 / 耐摩耗 / アブレージョン / 炭化物 / 界面反応 / ぬれ性 / 接合 |
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| 研究概要 |
耐摩耗材料は摩耗を受ける表面層が高硬度であることが要求されるが、同時に靭性を必要とする場合が多い。表面層だけに高硬度の炭化物や各種セラミックスを分散させ、内部は高強度、高靭性であるような複合材料とし、しかも硬化層と厚さを任意にコントロールできれば、多様に変化する実際の摩耗条件に対応しうる上、コストや資源の低減を計れる。本研究では、まず耐摩耗複合材として具備すべき条件を究明するため、接着法による金属表面へのセラミックスの被覆及び分散性の有効性を調査した。すなわち、鋼の表面に【Al_2】【O_3】及びZr【B_2】タイルを接着した材料、熱処理して硬度を変化させた鉄鋼に【Al_2】【O_3】ピンを埋め込んだ材料及び高クロム鋳鉄について、試料-アブレシブ粒子-試料の3body typeの摩耗試験した結果、耐アブレシブ摩耗用複合材料は強靭な金属基地中に微細でち密なセラミツクスを出来るだけ多量に分散させねばならないことが示された。次に、簡便な複合材料製造法と考えられる鋳型内部へセラミックスを塗布して金属溶湯を注入し複合材料を製造する被覆鋳造法の基礎研究として、WC及びZr【O_2】焼結体と鋳鉄溶湯とのぬれ性を静滴法により測定した。鋳鉄の融点に近い1200℃における鋳鉄溶湯のZr【O_2】へのぬれ角度は100〜110度であったが、WC焼結体に対しては0度であり、金属炭化物と鋳鉄との複合化においてぬれ性に問題はない。WC,VC,【Cr_3】【C_2】,【Mo_2】Cの焼結体及び粉末をC【O_2】砂型内に設置し、球状黒鉛鋳鉄溶湯を鋳造し、各炭化物と鋳鉄溶湯との反応性について調査した。【Cr_3】【C_2】と【Mo_2】Cは鋳鉄溶湯に極めて溶け込み易く、とくに【Cr_3】【C_2】は鋳鉄溶湯の大部分を白鋳鉄に凝固させた。WCとVCは溶湯への溶け込み量が比較的少なく安定した反応層を生じ、VCは球状黒鉛鋳鉄の黒鉛形状に対してもほとんど悪影響を及ぼさない。WC粉末と【Cr_3】【C_2】粉末を量比を変えて混合することにより、反応層の厚さや性状を制御しうることが判明した。
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