助成研究成果報告書Vol32
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− 53 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングキーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス[応用分野]釧路工業高等専門学校 創造工学科 教授[応用分野]富山大学 学術研究部・都市デザイン学系・材料デザイン工学科 教授AF-2016227一般研究開発助成AF-2016228一般研究開発助成レーザー加工,摩擦圧接部材,ステンレス溶接構造部材固相接合,耐食性,組織改善,鋭敏化対策t-taka@mech.kushiro-ct.ac.jp塑性加工,レーザー加工,冷間鍛造ステンレス鋼,冷間鍛造,テクスチャaida@sus.u-toyama.ac.jp高橋 剛会田 哲夫異種接合材の機械強度および耐食性向上を目的としたレーザ熱処理技術の開発ファイバーレーザ加工により表面改質したステンレス鋼の 冷間鍛造加工時における溶着改善に関する研究開発本研究は,材料組織改善を目的にレーザ装置を利用し,レーザ光による局所的材料熱処理を実施し,機能性向上を目指すものである.ここでは,大きく二つのことを取り上げる.一つは,時効硬化型アルミ合金を摩擦圧接するとき,摩擦熱によって焼鈍され材料が軟化する不具合対策として局所的な硬度回復にレーザ加熱を活用する方法を開発すること.もう一つは,硬度回復が耐食性に与える効果を確認すること並びにオーステナイト系ステンレス鋼を溶接した際に生じる応力腐食割れ対策としての局所的な組織改善にレーザ加熱を活用する方法を開発することにある.研究の結果,アルミ合金接合材の界面付近をレーザ溶射することにより硬度が回復し,そのことが熱サイクル負荷に対しても有利であることを確認できた.また,それは耐食性の向上にも繋がることも分かった.ステンレス鋼の溶接熱影響部に対する局所的溶体化処理により孔食を防止することも明らかにできた.ステンレス鋼の需要生産量は増加傾向にあり,その小型加工品の大量生産時には冷間鍛造が主に用いられている.メリットとしては,工程数が少なく省コスト,生産効率が高いことが挙げられる.しかしながらこの手法は金型内部や供試材表面に発生する凝着,かじり等の表面欠陥がある.そこでSUS430供試材にディンプル状表面テクスチャを作製し,表面テクスチャの効果の評価,また鍛造時の条件を変化させることで,冷間鍛造時やその供試材表面にどのような影響を及ぼすか調査した。その結果、回転数,周波数,送り速度を変えることで,テクスチャの個数や配列を変えることができ,より潤滑しやすいテクスチャの形状の選択ができることがわかった。ラム速度が増加するにつれ,最大荷重および金型温度は低くなる傾向にあるが,ラム速度98.5mm/sec時においてテクスチャを施したレーザー皮膜2種の供試材は,最大荷重,金型温度伴に減少することもわかった。

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