− 18 −塑性加工塑性加工AF-2019012-B2一般研究開発助成AF-2019013-B2一般研究開発助成医療デバイス，塑性加工生体用金属材料，熱間加工，耐食性，加工組織m-mori@sendai-nct.ac.jp自動車，接合，塑性加工摩擦攪拌接合，異種金属，付加製造，アンカー効果t_tanaka@orist.jp仙台高等専門学校 総合工学科 准教授大阪産業技術研究所 金属材料研究部 主任研究員森 真奈美田中 努塑性加工を用いて高強度化した生体用Co−Cr−Mo合金における ３次元表面形状制御を利用した革新的マルチマテリアル化技術の構築耐食性に及ぼす加工組織の影響本研究では、生体用Co−Cr−Mo合金の耐食性に及ぼす塑性加工の影響について調査した。まず、種々の加工条件にて生体用Co−Cr−Mo合金の熱間加工を行い、得られた試料に対して、結晶粒径、転位密度、集合組織、構成相等の観点から加工組織の定量的な評価を行った。その後、加工組織の定量的な解析を行った試料に対して、耐食性の評価を行い、組織解析結果との対応関係を調査することで、腐食挙動に及ぼす加工組織の影響を明らかにするとともに、塑性加工プロセスの最適化を目的とした。その結果、本合金において多パス熱間圧延は機械的特性だけでなく、耐食性の改善も可能であることが示唆され、生体材料としての材料特性の向上に有効な手段であることが明らかとなった。付加製造法によって鉄鋼表面に突起を造形し、その面に対して摩擦攪拌接合によりアルミニウムを流入させることで異種金属接合する技術の確立を目指した。突起面に対して垂直方向に引張った際、突起形状が引張強度に及ぼす影響を数値解析により明らかにした。その突起形状を有する接合材にて引張応力を確認したところ、突起形状と引張強度との相関性はほぼ一致しており、引張強度を最大にする突起形状を明らかにした。また、付加製造ままでの接合材では、鉄とアルミニウムが材質的に接合していなかったことから、さらなる高強度化を目指して金属めっきの効果を調査したところ、銀とニッケルめっきによって鉄とアルミニウムが材質的に接合することを見出した。この知見を活かし、めっきした突起を設けた接合材で引張試験を行ったところ、引張強度は未処理材に比べて、銀めっきでは1.3倍、ニッケルめっきでは1.5倍、改善させることに成功した。
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