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2020 年度 実績報告書

円盤摩擦接合法における異種材料接合界面形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K04773
研究機関富山大学

研究代表者

柴柳 敏哉  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (10187411)

研究分担者 山根 岳志  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 助教 (60272895)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードアルミニウム / チタン / マグネシウム / 円盤 / 継手界面組織 / 継手強度
研究実績の概要

円盤摩擦接合装置を用いて、工業用純アルミニウムと工業用純チタン、工業用純アルミニウムとAZ31マグネシウム合金、ならびにアルミニウムと樹脂のそれぞれについて接合接手の作成し、継手界面組織の材料組織学的評価ならびに継手強度評価を行った。
アルミニウム/チタン接合接手では、次の3項目の成果を得た。すなわち、(1)継手界面付近では微細化した組織が観察された.接合時の温度測定から,微細化は動的再結晶によるものだと結論された。(2)継手は接合界面相の生成を伴わずに直接接合した.継手強度は39.4MPaであり,界面に形成された凹凸が継手強度に大きく影響することを明らかにした。(3)円盤摩擦接合によりA1070とTP340の接合が可能であることが実証された.
アルミニウムとマグネシウム合金の接合接手では、次の3項目の成果を得た。すなわち、(1)円盤摩擦接合法でのAl/Mgの接合に成功した。(2)接合時の温度計測結果から融点より低い温度での接合であることが明らかとなり、この組み合わせの接合は固相状態で継手界面が形成された。(3)1500rpmで最大12.5MPaの継手が得られ、界面はフック形状を有する本接合法特有の構造であったことから、この組み合わせにおいてもアンカー効果が発現したことが実証された。アルミニウムと樹脂については、樹脂部において熱変性領域が存在することを確認し、接合中の温度制御の必要性と、その最適化による継手強度最大化の道筋が得られた。
なお、本研究は特許申請・審査中であったが、令和3年4月に特許庁より特許が認められたことをここに付記する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [学会発表] Current Situation of Multi-Material Joining - FSW and DFJ -2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Shibayanagi , Takeshi Yamane Naoya Tomonaga, Kyohei Ori, Masashi Mori, Arisa Takano Mizutani, Hiroki Kaido, JinyaYokoi, Norihiro Tajiri
    • 学会等名
      Global Situation of Light metal Manufacturing 1st GRGLMN International Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] 工業用純チタンTP340と工業用純アルミニウムA1070の円盤摩擦接合2020

    • 著者名/発表者名
      杉森康志郎、柴柳敏哉
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 北陸信越支部 令和2年度連合講演会
  • [学会発表] 円盤摩擦接合法によるアルミニウムとマグネシウム の接合2020

    • 著者名/発表者名
      水谷圭佑、柴柳敏哉
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 北陸信越支部 令和2年度連合講演会
  • [学会発表] 異材接合研究に関する2つの話題 ― 摩擦攪拌塑性流動の可視化と円盤摩擦接合 -2020

    • 著者名/発表者名
      山根岳志、田尻典大、杉森康司郎、森 優嗣、開道弘紀、横井仁哉、柴柳敏哉
    • 学会等名
      (一社)溶接学会 軽構造委員会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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