Transcript 軽量材料への硬質粉末のショットライニング加工

軽量材料への硬質粉末のショットライニング加工
塑性加工研究室
小杉 仁
研究目的
軽量材料（Al合金，Mg合金）
比強度が高い
ショット
耐食性，耐摩耗性が低い
軽量材料表面への硬質粉末
のライニング加工
１．平板試験片へのライニング
２．耐摩耗性，接合性の評価
３．曲面試験片へのライニング
Al薄板
塑性変形 硬質粉末
硬質粉末の
ショットライニング加工
平板試験片へのショットライニング加工法
投射速度 40,80 m/s
ショット
直径 1.0 mm
硬質粉末の固定
Al薄板
母材
硬質粉末
試験片断面
母材
マスキング板
Al合金（A2017，A5052）
Mg合金（AZ31B，AZ91D） Al薄板
(ｔ＝0.015mm)
加熱温度 20～400℃
硬質粉末
超硬合金
アルミナ
ジルコニア
(粒径≒0.1mm)
平板試験片へのライニング加工条件
120
○100%ラ イ ニン グ可能
△ 70%ラ イ ニン グ可能
×
ラ イ ニン グ不可
80
×
△
○
○
40
×
×
△
○
0
100
200
300
400
加熱温度／℃
（ａ）A2017母材，
超硬合金粉末
投射速度／m/ｓ
投射速度／m/ｓ
120
500
○100%ラ イ ニン グ可能
△ 70%ラ イ ニン グ可能
×
ラ イ ニン グ不可
80
×
×
○
○
40
×
×
×
△
0
100
200
300
400
加熱温度／℃
（ｂ）AZ31B母材，
超硬合金粉末
加熱温度300℃，投射速度80m/s
500
ライニング加工した平板試験片
超硬合金 Al薄板
断面
0.3mm
（ａ）超硬合金粉末
外観
母材：AZ31B
粉末：超硬合金
加熱温度300℃，投射速度80m/s
アルミナ Al薄板
0.3mm
（ｂ）アルミナ粉末
摩耗試験
a b3
WS＝ 8ｒP L
6
ａ
摩耗痕
ライニング面
4
回転円盤
大越式摩耗試験法
0
アルミナ
2
超硬合金
ｂ
硬質粉末
A2017母材
ｄ
研削試験
研削深さｄ／mm
1.4
モータ
砥石
ライニング面
研削試験法
●粉末なし
1.2 ▲超硬合金
1.0 ■ジルコニア
◆アルミナ
0.8
0.6
0.4
0.2
0
10
20
30
研削時間／s
A2017母材
40
曲げ試験
ライニング面
割れ
超硬合金
100μm
試験片
母材：A2017
粉末：超硬合金
曲面試験片へのショットライニング加工法
ショット
直径:80mm
長さ:40mm
母材
実用的な曲面部品
硬質粉末
Al薄板
サンドイッチ薄板
サンドイッチ薄板
曲面試験片への
ショットライニング加工
曲面試験片へのショットライニング加工装置
100
ショット
マスキング板
加熱装置
試験片
ヒータ
モータ
レール 押え板
ライニング加工した円柱状試験片
超硬合金
Al薄板
0.3mm
（ｂ）断面
（ａ）外観
母材：A2017
粉末：超硬合金
ライニング加工した凹曲面試験片
（ａ）Ｖ字型
母材：A2017
粉末：アルミナ
（ｂ）Ｕ字型
母材：A2017
粉末：超硬合金
まとめ
１）軽量材料の表面に硬質粉末を載せてショットピー
ニングを行うことによって，硬質粉末を接合する
ことができた．
２）摩耗試験結果から，硬質粉末をライニング加工し
た材料表面は耐摩耗性が向上したことが分かった．
３）サンドイッチ薄板を用いることにより，曲面試験
片への硬質粉末のライニング加工が可能になった．