| 研究課題/領域番号 |
17K06880
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| 研究機関 | 帝京大学 |
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研究代表者 |
頃安 貞利 帝京大学, 理工学部, 教授 (70215440)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 消失模型鋳造法 / アルミニウム合金 / 湯流れ |
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| 研究実績の概要 |
消失模型鋳造法による模型熱分解のその場直接観察するにあたり，まず，本申請課題の実験条件に対応する薄肉アルミニウム合金の消失模型鋳造法における湯流れに及ぼす塗型通気度の影響について検討を行った．通気度の異なる８種類の塗型に対して，薄肉平板状のアルミニウム合金鋳物を消失模型鋳造法で鋳造し，溶湯流動長と湯流れ速度を測定した．その結果，通気度が大きくなるにつれて溶湯流動長は長くなり湯流れ速度は大きくなった．通気度が約２以上では，通気度増加による湯流れ速度と流動長の増加は小さくなった．発泡倍率が大きい方が，また鋳込温度が高い方が溶湯流動長は長くなった．さらに湯流れ速度の実測値を用い，溶湯から塗型膜を通して鋳型中への伝熱から溶湯流動停止距離を推算したところ，溶湯流動長の実測値と概ね一致する結果も得られた．この解析から，模型熱分解のその場直接観察可能かどうかの実験条件である熱分解ガス層厚さの推算も可能となった．
鋳物厚さ5mmの薄肉の場合は，低通気度塗型を用いると，溶湯流動長が約50mmとかなり短いという結果が得られた．このため，低通気度塗型の場合は模型熱分解のその場直接観察は困難であり，ある程度大きな通気度の塗型を用いることと，鋳物厚さも10mm程度であることが必要であることが明らかになった．また，通気度が大きい領域においても，通気度増加による湯流れ速度と流動長の増加は小さいので，湯流れ速度の大きい領域での模型熱分解のその場直接観察も困難であることが明らかになった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
消失模型鋳造法による模型熱分解のその場直接観察ができる条件として，当初，熱分解ガス層厚さが大きくなる低通気度での実験を予定していたが，この条件では流動長が極めて短くなることが明らかになった．このため，ある程度大きな通気度の塗型を用いることで，直接観察可能な十分な厚さの熱分解ガス層厚さが得られるかを検討中である．
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| 今後の研究の推進方策 |
模型熱分解のその場直接観察可能な十分な厚さの熱分解ガス層厚さが得られる塗型通気度の条件を求め，この通気度の条件で直接観察の実験を開始する予定である．実験条件としては，まず無減圧条件下で直接観察の実験を行い，塗型通気度の影響について検討を行う予定である．さらに平成30年度実施予定であった減圧条件下での直接観察の実験も試みる予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消失模型鋳造法による模型熱分解のその場直接観察ができる条件として，当初，熱分解ガス層厚さが大きくなる低通気度での実験を予定していたが，この条件では流動長が極めて短くなることが明らかになった．このため，現在ある程度大きな通気度の塗型を用いることで，直接観察可能な十分な厚さの熱分解ガス層厚さが得られるかを検討中である．よって平成29年度に購入予定であった物品費によるハイスピードデジタルイメージングカメラは平成30年度に購入予定であり，平成29年度に予定していた模型熱分解のその場直接観察の実験も平成30年度から消耗品として購入予定の石英ガラスを用いて開始予定である．実験条件としては，まず平成29年度に予定していた無減圧条件下で直接観察の実験を行い，塗型の通気度の影響について検討を行う予定である．さらに平成30年度実施予定であった減圧条件下での直接観察の実験も試みる予定である．
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