放電プラズマ焼結装置を活用した異種複合材料半溶融接合成形法

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13875029
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 中村 保 静岡大学, 工学部, 教授 (70023322)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今泉 晴樹 静岡大学, 工学部, 教務員 (80303535) ; 早川 邦夫 静岡大学, 工学部, 助手 (80283399) ; 田中 繁一 静岡大学, 工学部, 助教授 (60197423)
• Keywords: 放電プラズマ燒結装置 / 半溶融接合成形 / 複合材料 / 加熱圧接 / 異種金属素材 / 接合強度 / チタン合金 / ステンレス鋼

Research Abstract

本研究では,放電プラズマ燒結装置を用いて異種金属素材等の各種複合素材を,型孔内で半溶融状態に加熱し加圧成形することにより,接合とニアネットシェイプ成形を同時に行う複合材料の半溶融接合成形法を開発することを目的としている.本年度に実施した研究結果の概要は次の通りである.
1.放電プラズマ燒結装置を用いて異種金属素材等の接合とニアネットシェイプ成形を同時に行う複合材料の半溶融接合成形法を具体化するための型設計,成形素材の組合せ,成形条件等の成形試験条件の検討を行った.
2.放電プラズマ燒結装置を用いて,1000℃以上2000℃までの加熱温度で接合試験を可能にするため,赤外線温度計を購入し,これによる温度制御システムの設計・試作および温度検定を実施した.
3.複合素材として、各種金属素材の組合せについて、加熱・圧接接合試験を行った.その結果,鋼系の金属同士の接合では,いずれもほぼ100%に近い接合強度が得られた.しかし,その他の異種金属同士の接合では,銅とチタン合金及び鋼系合金は50%以上の接合強度が得られたが,チタン合金と鋼系合金との接合は困難であることがわかった.
4.ステンレス鋼とチタン合金の組合せについて,接合条件を種々工夫した結果,界面に銅粉末を介在させることにより,ほぼ40%程度の接合強度が得られることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] 中村 保: "直接通電加熱圧接による各種金属の接合条件"平成13年度塑性加工春季講演会講演論文集. 373-374 (2001)
• [Publications] 中村 保: "DCパルス通電加熱燒結法による異種金属素粉末の加圧反応燒結特性"日本機械学会論文集C編. 67・660. 2692-2699 (2001)
• [Publications] Tamotsu Nakamura: "Application of Intermetallic Compounds Parts by Spark Plasma Sintering Process of Cu-Al Elemental Metal Powders"