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 ショット 軽量材料(Al合金,Mg合金) 比強度が高い 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 塑性変形 硬質粉末 Al薄板 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 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 硬質粉末の固定 直径 1.0 mm Al薄板 硬質粉末 母材 試験片断面 硬質粉末 母材 マスキング板 超硬合金 アルミナ ジルコニア (粒径≒0.1mm) Al合金(A2017,A5052) Mg合金(AZ31B,AZ91D) Al薄板 (t=0.015mm) 加熱温度 20~400℃
平板試験片へのライニング加工条件 (a)A2017母材, 超硬合金粉末 (b)AZ31B母材, 加熱温度300℃,投射速度80m/s
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 アルミナ 外観 Al薄板 母材:AZ31B 断面 0.3mm (a)超硬合金粉末 外観 アルミナ Al薄板 母材:AZ31B 粉末:超硬合金 加熱温度300℃,投射速度80m/s 0.3mm (b)アルミナ粉末
摩耗試験 比摩耗量Ws ×10-6/mm2/kg a b3 6 WS= 8rP L なし 摩耗痕 4 a ライニング面 b ジルコニア 2 大越式摩耗試験法 a 摩耗痕 b ライニング面 回転円盤 a b3 8rP L WS= なし 超硬合金 アルミナ ジルコニア 比摩耗量Ws ×10-6/mm2/kg 6 4 2 硬質粉末 A2017母材
研削試験 d モータ 研削深さd/mm 砥石 ライニング面 研削時間/s 研削試験法 A2017母材 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 1.2 1.4 10 20 30 研削時間/s A2017母材 ●粉末なし ▲超硬合金 ■ジルコニア ◆アルミナ 研削深さd/mm 40 モータ 砥石 ライニング面 研削試験法
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 サンドイッチ薄板 硬質粉末 Al薄板 硬質粉末 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 20 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 (a)外観 (b)断面 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 (b)U字型 母材:A2017 粉末:アルミナ 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.