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.
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