2001 Fiscal Year Annual Research Report
小径鋼球によるマグネシウム合金への硬質材接合加工の基礎研究
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13650776
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
原田 泰典 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (30218656)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧 清二郎 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (20124315)
森 謙一郎 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (80127167)
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| Keywords | マグネシウム合金 / 接合 / 耐摩耗性 / 表面改質 / 金属薄板 / ショットピーニング / 塑性変形 / 硬質材料 |
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| Research Abstract |
本研究では,マグネシウム合金の表面特性を向上させるため,小径鋼球であるショットの衝突を用いた異種材料の接合加工を行うことを目的としている.ショットピーニング加工では表面近傍を局部的に塑性変形させるため,この塑性変形を利用して金属薄板を接合させた.まず,投射条件及び加熱条件の制御が可能である加熱炉内蔵の投射装置を試作した.単一のショット鋼球を打込むモデル実験を行い,接合可能な条件を明らかにするとともに,試作したショットピーニング装置を用いて金属薄板を接合させた.おもに,小径鋼球の投射速度,投射密度,試験温度および接合表面状態などの加工条件が材料と硬質金属との接合にどのような影響を及ぼすのかを調べた.接合が可能であった材料については曲げ試験とその破断面観察も行い,接合強度の評価を行った.また,パーソナルコンピューターを用い、材料の変形挙動を有限要素法によって解析を行った.接合部および接合表面の状態は,走査型電子顕微鏡で観察を行った.得られた結果をまとめると,マグネシウム合金に対して活性金属である純アルミニウム薄板の接合性は良好であったが,それ以外のニッケル,チタン及びステンレス鋼の薄板における接合性はあまりよくなかった.これはマグネシウム合金を母材側としたため,母材の塑性変形量が小さくなり,硬質である薄板の接合が困難になったものと考えられる.そこで,マグネシウム合金と金属薄板の間に純アルミニウム箔をはさむことによって,硬質薄板との接合性を改良した.小径鋼球による金属薄板接合加工では,接触面近傍だけを塑性変形させるため,難接合材料であるマグネシウム合金に対して,本手法は硬質金属薄板の接合に適していることが明らかとなった.
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