PCPS法による複雑形状焼結体の新しいニァネットシェイプ加工法に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555203
• Research Institution: Takaoka National College
• Principal Investigator: 横田 勝 高岡短期大学, 産業造形学科, 教授 (10029225)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大寺 克昌 YKK株式会社, 研究開発本部, 主任研究員 ; 長柄 毅一 富山県工業技術センター, 主任研究員 ; 野瀬 正照 高岡短期大学, 産業造形学科, 教授 (70269570)
• Keywords: パルス通電加圧焼結 / ニアネットシェイプ加工 / ドライキャスティング / 難焼結性中子 / 複雑形状焼結体 / 難焼結性焼結 / 高融点材焼結 / 複合傾斜材料

Research Abstract

パルス通電加圧焼結法(PCPS)の有効性を実証するために,難焼結性の過飽和急冷凝固A1合金分を主として使用し,その焼結過程を検討するとともに,本方法で得られたA1合金焼結体の機械的性質を評価した.得られた主な結果は次のとおりである.
(1)アルミニウムのPCPS焼結では,酸化皮膜が破壊している金属接触部で発生するジュール熱が発生する.1パルスの電流で上昇する温度を概算すると,粉末界面の金属接触部における温度上昇量は700〜2700K程度となった.
(2)本法では,PCPS焼結工程中に脱ガスをおこなうため,押し出し材と比較して短い工程と短時間で容易に強度の高い焼結体を得ることが可能である.
(3)セラミック中子を用いてA1-12mass%Siアルミニウム合金中空形状焼結体のニアネットシェイプ成形を試み,焼結体のビッカース硬さ分布は52±3であり,中空体内部における硬さのばらつきが小さいことが明らかとなった.また,中子材料としてh-BN粉末またはグラファイト粉末が有効であることがわかった.また,中子の崩壊性についてはアルミナ,h-BN,タルクが優れていた.
(4)パルス通電加圧焼結プロセスにより寸法のばらつきの小さいアルミニウム合金焼結機械部品(ラックガイド)のニアネットシェイプ成形が可能である・さらにサイジング工程を採用することにより,ミクロンオーダーの寸法制御が可能であることがわかった.
(5)A2014組成混合粉末を出発原料として,パルス通電加圧焼結法によりステアリング部品のラックガイドを試作した.混合粉末焼結体の最高引張強さは熱処理前で最高300MPa,熱処理後400MPaと常圧焼結体に比較して,著しく高い強度を示した.このときの伸びはそれそれ17%,8%であった.

Research Products

• [Publications] 長柄毅一: "パルス通電加圧焼結されたアルミニウム粉末の酸化皮膜に及ぼすパルス通電の影響"日本金属学会誌. vol.65(8). 726-733 (2001)
• [Publications] 長柄毅一: "パルス通電加圧焼結法による難焼結性粉末の固化成形と複雑形状成形体の作製に関する研究"粉体および粉末冶金. vol.48(6). 531-538 (2001)
• [Publications] 長柄毅一: "PCPS法による複雑形状焼結体の新しいニアネットシェイプ加工法に関する研究"日本機械学会 第9回機械材料・材料加工技術講演会資料集. 123-124 (2001)
• [Publications] 長柄毅一: "パルス通電加圧焼結法による自動車ステアリング用部品のニアネットシェイプ成形"粉体および粉末冶金. vol.48(11). 1076-1081 (2001)
• [Publications] Takekazu Nagae: "Microstructure and Mechanical Properties of Gas Atomized Aluminum Alloy Powder Compact Densified by Pulse Current Pressure Sintering Process"Materials Transactions. Vol.43(3). 1-7 (2002)