| 研究概要 |
本研究は、耐熱性や耐食性・耐磨耗性に優れているが難加工なアルミナイド系金属間化合物や高融点金属・合金を自由造形する新たな3次元マイクロ溶接法(3DMW)を開発し、将来的にはIT技術との融合により遠隔生産システムを構築することを目的としている。得られた結果の概要を以下に示す。
1.アルミナイド系金属間化合物や高融点金属の高密度自由造形を可能にする3次元マイクロ溶接法(3DMW)を世界で初めて開発した。
2.本法は、太さ200μm程度の高融点金属細線の先端にマイクロアークを放電し、瞬間的に溶融ビードを形成して2次元層を形成しながら積層していくCAD/CAMシステムで、これまでにTi,Ni,Ta,TiNi,インコネル等のビード形成と簡単な3次元造形に成功し、ビードの形状、組成、組織制御に関し検討した。
3.2種類の異種金属細線を対向するスプールから交互に供給することにより、NiAlやTiNi等の金属間化合物を合成すると同時に自由造形できる可能性を示した。
4.微弱なアーク放電により金属表面に微小溶融プールを形成させ、窒素ガスを吹き付けて金属窒化物膜を形成させる機能を3DMW装置に持たせた。さらに、前記微小溶融プールにアルミニウム細線を供給しつつ放電と電極移動を継続することにより、試料金属表面にアルミナイド被覆を施せるようにした。これらの機能を持たせた3DMW装置を用いて、チタンへのTiN被覆、TiAlへのTiN被覆、ニオブへのNbN被覆を行った、また、ニオブへのNbAl_3被覆も行った。いずれの場合においても良好な被覆ができ、硬度、耐摩耗性、耐酸化性の著しい向上が観測された。
以上、本研究により、3DMWによる耐熱・耐磨耗・耐食材料の自由造形および自由被覆法の基礎技術を確立することが出来た。
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