軽量材料への硬質粉末のショットライニング加工

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1 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

2 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℃

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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．