摩擦攪拌プロセスによる改質部の切削性および難削性発現機構

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04134
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 生田 明彦 近畿大学, 工学部, 教授 (70330321)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 崎野 良比呂 近畿大学, 工学部, 教授 (80273712)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 摩擦攪拌プロセス / 切削 / 表面改質 / 切削抵抗 / 残留応力

Outline of Annual Research Achievements

本課題では，摩擦攪拌プロセスによって硬質材料を分散させ，金属基複合材料のように表面改質した材料表面の仕上げ加工として切削加工に注目し，その切削性を明らかにするため，改質材料の特性が切削性に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている．
初年度は，摩擦攪拌プロセス部における基本的な切削時の現象を明らかにすることであり，種々の条件を変化させた単純な摩擦攪拌プロセス部に切削を行った場合，切削時の諸現象を調査するため，切削抵抗，仕上げ面粗さおよび仕上げ面の残留応力について調査を行った．その際，新たに切削動力計およびX線残留応力測定装置を導入した．なお，これらの装置は，今後も実験に供する．これらの結果から，摩擦攪拌プロセス部の切削性について，摩擦攪拌プロセス条件が直接的な影響をおよぼすのは切削抵抗であり，仕上げ面粗さおよび仕上げ面の残留応力には，摩擦攪拌プロセス施工方向と切削方向との相対方向が影響をおよぼすことを明らかにした．
一方，硬質材料を分散させる摩擦攪拌プロセス条件についても基礎的な調査を行っており，超硬合金粉末をアルミニウム合金表面に分散させる複合化摩擦攪拌プロセスに関して，最適条件を見いだした．さらに，最適条件により改質した粒子分散型の摩擦攪拌プロセス部の切削性について，切削抵抗および仕上げ面粗さがやや大きくなることを明らかにした．
さらに，引き続き摩擦攪拌プロセス部における基本的な切削時の現象を明らかにするために，粒子分散型の摩擦攪拌プロセス部の残留応力測定を行っている．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

切削動力計の製品納入および取り付け治具作製に時間がかかったため，切削性評価実験の開始が遅れた．

Strategy for Future Research Activity

これまでに導入した切削動力計およびX線残留応力測定装置を使用し，引き続き摩擦攪拌プロセス部における基礎的な切削時の現象を調査するため，比較材料としての金属基複合材料の切削性について調査を行う．

Causes of Carryover

実験計画の遅れにより，学会発表を未実施で次年度に持ち越したため，当初予定の学会発表1回に加え，さらにもう1回の学会発表を行う．