2012 Fiscal Year Annual Research Report
超塑性ダイレス加工における結晶組織制御を利用した医療用高品位微細管の創製法開発
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24360310
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
真鍋 健一 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (10145667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
楊 明 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (90240142)
古島 剛 首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (30444938)
高橋 智 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (80260785)
清水 徹英 首都大学東京, システムデザイン研究科, 助教 (70614543)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | マイクロチューブ / ダイレス引抜き / 表面あれ / 酸化膜 / 結晶粒微細化 / 組織制御 / 多パス / 超塑性 |
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| Research Abstract |
初年度は既存ダイレス加工装置に「レーザー加熱装置」と「強加工用ねじり負荷装置(試作)」の導入する装置改造と、Ti、Mg、SUS304等の合金管を用いた超塑性マイクロチューブのダイレス創製法の実験検証と基礎データ収集、ならびに加工熱処理を考慮するための変態・熱・変形力学的FEM連成解析のモデル作成を目指した。
1、ねじり負荷機構をもつ既存ダイレス加工装置への改造
「強加工用ねじり負荷装置」が、既存の高周波装置と購入した「レーザー加熱装置」を有するダイレス引抜き装置に取り付けられるように改造し動作確認をした。また装置構造を横置き型から竪置き型に変更し、自重による面外変形抑止と、引抜き軸のアライメント精度向上を目指した。
2、超塑性マイクロチューブの多パスダイレス創製法の実験検証と基礎データ収集
基礎データ収集のため、Ti、Mg、sus304、りん脱酸銅(C1220)管を用いて多パスダイレス引抜き法の各種実験を行った。多パス加工での課題である酸化膜生成と自由表面あれの影響に関する検討を試みた。
・酸化膜の影響:SUS304、C1220ではアルゴンガス雰囲気では酸化膜を抑制できることを示し、適正な温度領域では、酸化膜抑制で限界断面減少率は向上し、最大の限界断面減少率が得られることを示した。しかし、さらに温度が高い場合には、逆に大気中引抜きのほうが酸化膜生成による表面あれの抑止効果で、限界断面減少率が高くなることを示した。
・表面あれの影響:SUS304の多パスプロセスで生成される酸化膜をパス毎に表面研磨する効果を検討した結果、最終的な限界断面減少率は53%から65%に向上し、直径290μmのマイクロチューブ創製に成功した。超塑性との関連は未解明にとどまっている。
3、変態・熱・変形力学的連成FEM解析のモデル作成準備
加工熱処理を考慮したダイレス加工プロセスの表記モデル作成に着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
以下の三つの理由がある。
1、レーザー加熱装置の納品が遅れそれを用いた検討が進んでいない。
2、超塑性発現に関する検討があまり進んでいない。
3、Ti,Mg合金管での検討が十分に進んでいない。
しかし、SUS304鋼管ではあるが酸化膜と自由表面あれの影響を明らかにし直径290μmのマイクロチューブ創製に成功できていることから、Ti,Mg合金のマイクロチューブ創製に関しても超塑性を発現できれば成功できる感触を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画を変更する必要はないと考える。当初計画のように高度ダイレス加工制御システムの構築、本格的な加工熱処理プロセスの開発研究着手、加工熱処理を考慮した変態・熱・変形力学的連成FEM解析の開発と適正加工熱処理条件の解明、表面酸化層の生成メカニズムや酸化層評価と抑止に関してはTi及びMg合金管への適用を検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
「直接経費次年度使用額」が43,412円である。当該助成金が生じた状況は研究進捗状況に合わせて実験材料および実験消耗品の適正執行を図るもので、次年度の実験消耗品として執行する計画である。
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