軟質軽量構造用材料のレーザ合金化法による表面改質

激光合金化法对软质轻质结构材料进行表面改性

• 批准号: 06650838
• 负责人: 中田 一博
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650838/
• 关键词: レーザ合金化; アルミニウム; マグネシウム; 軽量材料; 構造用材料; 粉末; 金属; セラミックス

本研究では軟質軽量構造用材料としてのAlやMgの厚膜表面硬化法を開発することを目的としている。このため高出力のレーザビームを用いてこれら軟質材料の表面層を数mmの深さにわたって局部的に溶融し、その溶融部に各種金属・セラミックス物質を供給することにより、この表面溶融凝固層に硬い金属間化合物やセラミックス粒子を分散凝固させる方法並びに得られた合金化・複合化層の硬化特性および耐摩耗特性について検討を行った。得られた主な結果は次のとおりである。(1)Al合金A5083およびMg合金AZ31の板表面を5KWCO_2レーザビームにより溶融し、同時にそこに粉末塗布法により金属粉末やセラミックス粉末を供給して、その表面にこれら粉末との合金化層やセラミックス分散複合化層を形成できることを明らかにした。(2)適正合金化・複合化層を得るための粉末供給量とレーザ照射条件との関係を粉末の種類、粒度およびAlおよびMg合金ごとに明らかにした。(3)金属粉末とセラミックス粉末の複合添加方法を開発した。(4)得られた合金化・複合化層の形成組織、硬さ、耐摩耗性を評価した。(5)以上の結果をもとに、耐摩耗性に優れた合金化・複合化層を得るためのレーザ照射条件及び合金化・複合化物質の種類、その添加量を明らかにした。

This study aims to develop a thick film surface hardening method for soft structural materials such as Al and Mg. The surface layer of soft material is several mm deep and locally melted, and the melted part is supplied with various metals and substances. The surface melting solidification layer is hard intermetallic compound and particles are dispersed and solidified. The hardening characteristics and wear resistance characteristics of alloying and composite layer are discussed. The main result is that (1)Al Alloy A5083 and Mg alloy AZ31 plate surface 5KWCO_2 melting, powder coating method at the same time, metal powder, powder supply, surface, powder alloying layer, dispersion composite layer formation. (2)The relationship between the powder supply amount and the irradiation conditions, the powder type, the particle size and the Mg alloy thickness, is discussed. (3)Development of a composite additive method for metal powders (4)The formation structure, hardness and wear resistance of alloying and composite layers were evaluated. (5)As a result, the abrasion resistance of the alloy/composite layer is optimized, and the irradiation conditions and the type and amount of the alloy/composite layer are optimized.