Novel Micro Fabrication Technique of Mg Alloys and Its Application to Micro Forming

镁合金微细加工新技术及其在微成形中的应用

基本信息

批准号：
17F16718
负责人：
古島剛
金额：
$ 0.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-10-13 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F16718/
关键词：
マグネシウム合金生体材料マイクロ加工 ECAP

项目摘要

マグネシウム合金は，超軽量かつ高比強度，高比剛性の特徴と生体内での優れた生体適合性と分解特性を有することから新たな生体材料として注目されている．しかしながら，微細部品で構成された生体用医療機器部品を成形する場合，その成形性が劣ることなどが大きな問題となっている．本研究では生体用微細マグネシウム合金部材を成形するための素材製造法として，直径5ｍｍのマグネシウム合金AZ31および純マグネシウムを対象にしたマイクロECAPを開発した．ECAP法は，屈曲したチャネル内に材料を押し通すことでせん断ひずみを加える強加工法である．マグネシウム合金棒材のマイクロECAPにおける各種加工条件（ルート，加工温度，押出い速度，潤滑条件）が表面特性，結晶組織，機械的性質に及ぼす影響を明らかにした．加工温度が低いほど結晶粒は微細化されることがわかった．また加工ルートBcの場合，双書変形が結晶粒界をまたぐ現象が生じることがSEM-EBSD観察結果から明らかとなった．また結晶塑性有限要素法による集合組織解析法を提案し，塑性変形後の集合組織の予測を行った．さらにECAP加工後の材料に対し，NaClを用いたin-vitro分解特性試験を行った．特にレーザ顕微鏡を用いて腐食の過程を逐次観察することで，どの部位から腐食が始まっているかを明らかにした．以上，マイクロECAP法によって創製した組織制御マグネシウム合金の開発指針を得ることができた．

镁合金作为新生物材料引起人们的注意，因为它们具有超轻质，具有很高的特异性强度，高特异性的刚度，并且具有出色的生物相容性和降解特性。但是，当成型由精美零件制成的生物医疗设备零件时，这些组件的可可差是一个主要问题。在这项研究中，我们开发了一种靶向镁合金AZ31和纯镁，直径为5毫米的纯镁作为制造方法，用于塑造用于活生物体的细镁合金成员。 ECAP方法是一种强大的处理方法，其中通过将材料推动通过弯曲通道来应用剪切应变。阐明了镁合金棒材料对表面特性，晶体结构和机械性能的各种加工条件（途径，加工温度，挤压速度，润滑条件）的影响。发现处理温度越低，晶粒变得越细。此外，SEM-EBSD观察结果的结果表明，在处理BC的情况下，发生晶界越过晶界的情况。我们还使用晶体可塑性有限元法提出了一种纹理分析方法，并在塑性变形后预测了纹理。此外，使用NaCl进行ECAP加工后，对材料进行了体外分解特性测试。特别是，通过使用激光显微镜依次观察腐蚀过程，我们澄清了腐蚀的哪些部分开始了。这为开发了通过MicroEcap方法产生的组织控制的镁合金提供了指南。

项目成果

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专利数量（0）

Development on the Technologies and Applications of the Equal Channel Angular Pressing

等通道角向冲压技术及应用进展

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hejie Li;Ken-ichi Manabe;Andreas Ochsner;Zhengyi Jiang;Tsuyoshi Furushima
通讯作者：
Tsuyoshi Furushima

A new constitutive analysis of hexagonal close-packed metal in equal channel angular pressing by crystal plasticity finite element method

DOI：
10.1007/s00161-017-0583-9
发表时间：
2018
期刊：
Continuum Mechanics and Thermodynamics
影响因子：
2.6
作者：
Hejie Li;A. Öchsner;P. Yarlagadda;Yingping Xiao;T. Furushima;D. Wei;Zhengyi Jiang;K. Manabe
通讯作者：
Hejie Li;A. Öchsner;P. Yarlagadda;Yingping Xiao;T. Furushima;D. Wei;Zhengyi Jiang;K. Manabe

東京大学生産技術研究所　変形加工学研究室

东京大学产业科学研究所变形加工研究室