焼結型金属三次元積層造形技術によるTiAl系合金造形と造形・焼結現象の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

CP-Ti、Ti系合金（６Al4V）、TiAl金属間化合物のFFFプロセスによる3次元積層造形を行った。造形では、すでに開発を終了しているバインダーを用いてフィラメントを作成し、造形を行った。その結果、FFF方式造形でもMIM相当の金属粉含有率（50vol％）のグリーン体の造形がが可能であることが確認できた。さらに、溶媒脱脂実験をおこなった。ジクロロメタン、アブゾール(商品名)等でバインダー中の低融点成分がほぼ抽出できることを確認した。マグネシウムによる水分除去フィルター、低酸素分圧発生装置を組み合わせて焼結炉を構成し、超低酸素分圧下での焼結準備をおこなった。構成した炉において、加熱実験を行ったところ、水分除去フィルターのみでも1150℃で10-19atm、さらに低酸素分圧発生装置を用いることにより、1150℃で10-24atmの低酸素分圧を発生できることが確認できた。ちなみに、Tiは1150℃では10-22atm以下で還元が可能となる。上記焼結炉を用いて、CP-Ti、Ti系合金試験片の焼結処理を行った。またTiAl金属間化合物試験片焼結の調整を行った。その結果、CP-Ti、Ti合金においては1150℃という低温焼結でも4時間以上の保持時間で90%を超える焼結体密度の達成できる事が確認できた。CP-Ti,Ti合金焼結製品の機械的強度を評価した。CP-Tiで延性域までの伸び、標準的な強度(400MPa）を達成した。Ti合金においては弾性域で破断し、十分な強度（800MPa）までは到達しなかった。これは、Ti合金にはAl6%が含まれて酸化性が高く、焼結時に十分に酸素除去ができなかったためと考えられる。そのため、酸素除去操作の再検討を行い、さらにAｌ含有率の高い,TiAl合金の焼結実験に臨む必要があると考える。