キーワード：摩擦攪拌表面改質，リサイクル■■，金属基複合材料，表面硬化 ■■■■■■■■■■■■■ ■■ ■■Mg ■4.63 ■Elongation ■■１．研究の目的と背景 （ ■■■年度■一般研究開発助成■■■■ ■■■■■■■■ ） ることで高強度化することを試みた．■ ２．実験方法 ・■■供試材料■供試材は，板厚■■■■の展伸■■合金■■■■■■■材である．その化学成分と機械的性質を表１に示す．強化材として用いたリサイクル■■は，温度■■■℃の窒素封入環境下で炭化させ，さらに■■■■℃の焼成空気下で焼成する二段階熱処理を施したものである．■■■■■板材には放電加工によって幅 ■■■，深さ■■■■の溝を導入し，長さ■■■■と■■■■に切断した■■を■■■■■充填した．■■が充填された溝上にエポキシ樹脂と硬化剤を塗布し，■■■■による材料攪拌時に■■が飛散しないよう固着した．■ ・ ■■■■■条件■■■■■は 回にわけて行った．そのプロセスは，図１に模式的に示すように通常の■■■ツールが有する径■■■■のプローブ先端部分のみを■■を充填した溝に沿って■■■■■■押し込んで回転させながら移動させ，溝に蓋をすることで■■を■■内に封入した．次に，図１最下部の■■が封入された状態に対し，図２に示す渦溝ツールを利用して攪拌を行い，■■基材内への■■の分散を行った．同ツールの渦巻き溝深さは■■■■■■，ショルダー直径φは■■■■■である．ツール挿入深さは■■■■■■であり，前進角■º，送り速度■■■■■■■■■■，回転数■■■■■■■■とした．■ ・■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■を施す際，■■を改質部全体により均一に分散させるために，同一のパスに対して複数回にわけて■■■■を施す■■■■■■■■■■■■■■も実施した．■■■■の条件を表２に示す．ここで，パス数が奇数の時の■■■■進行方向に対し，パス数が偶数の場合は進行方向を逆としている．■パス目の■■■■は全て，押込み量を■■■■■■で統一した．また， パス目以降の条件は，最終パスの押込み量が■■■■■■となる■環境問題の深刻化にともない，省エネルギー化のため機械構造材料には軽量，高強度かつリサイクル性に優れた材料が求められている．その中でアルミニウム（■■）合金は代表的な軽量構造材料であり，機械構造への使用量が増加している．しかし■■合金の絶対的な強度は，一般的には鋼材よりも低いため，ショットピーニング（■■）などの表面処理によって表面を硬化して利用することが多い．■■は比較的簡単な処理ではあるが，ショット材を用いるために利用環境が限られる．したがって■■合金をより広範に利用するために，高強度化を目指した種々の表面改質手法が提案されている．本申請課題では，表面改質手法として摩擦攪拌改質（■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■）を利用した摩擦攪拌表面改質（■■■■：■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■）を提案するものである．この手法は，回転ツールを材料に挿入したときに発生する強い塑性流動によって組織改質するものであるが，近年，塑性流動によって■■■粒子などの強化粒子を同時に練り込むことで金属基複合材料化する手法も試みられている■■■ ■．■一方，省エネルギー化につながる軽量構造材料として炭素繊維強化複合材料（■■■■）の利用も拡大している．しかし■■■■についてはそのリサイクル性が課題となっている．例えば，廃棄した■■■■の樹脂部を熱エネルギーとして回収しても，■■（■■■■■■■■■■■■）は残存して廃棄される．このような■■の有効利用法に対する目処は立っていない．■そこで本研究では，リサイクル■■を強化材とし ■，■■■■によって展伸■■合金■■■■■の表面を金属基複合材料化す■表２■マルチパスFSSP条件． σ0.2 [MPa] 岐阜大学■機械工学科■教授■植松■美彦■Sample 1Pass 4Pass 8Pass 0.5 0.5→0.53→0.56→0.6 0.5→0.52→0.54→0.55→0.56→0.57→0.58→0.6 Fe Si 0.13 0.23 0.2%proof stress 136 Indentation depth（mm） σ [MPa] 311 表１■供試材（A5083-O）の化学組成と機械的性質． Mn Cu 0.02 0.63 Tensile strength d [%] 26 Zn 0.01 Cr 0.12 Vickers hardness Ti 0.01 Al Bal. HV 85 − 179 −摩擦攪拌表面改質による リサイクル■■強化金属基複合材料の創製■
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