超微細粒組織を有する高強度金属フォームのバルク発泡プロセスによる創製

采用整体发泡工艺制备具有超细晶粒结构的高强度泡沫金属

基本信息

批准号：
15656187
负责人：
佐藤英一
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Japan Aerospace Exploration Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度は,純アルミニウムやAl-Si合金の板材を用いてポーラス金属を作製できた.今年度はマトリックスの結晶粒微細化の結果として誘起される微細結晶粒超塑性を金属フォームのプロセスに応用することを試みた.古河スカイ株式会社製の超塑性5083アルミニウム合金板を実験に用いた.水素化チタン粉末を板の間に挿入し,二段式圧延機を用いて圧延接合を行った.切断,積層し,再び圧延接合を行った.このサイクルを繰り返すことにより,水素化チタン粉末がマトリックス中に均一に分散したプリフォーム板が得られた.ここまでは他のアルミニウム合金とほぼ同じである.マトリックスの超塑性流動を発泡に利用するため融点以下の超塑性変形温度において発泡試験を行った.融点近傍の発泡に比べて発泡時間は長く,時間の増加につれて,気孔率は徐々に増加した.得られた発泡アルミニウムのポアの形状は圧延面に平行な楕円体であり,気孔率は最大で40%であった.ポアサイズは1mm未満であり,従来の鋳造法による発泡アルミニウムに比べて小さかった.次に,超塑性ブロー成形と発泡を同時に行った.超塑性温度まで加熱した後,アルゴンガス圧を付加した結果,半球状に成形することができた.またその断面は非常に微細なポアで構成されていた.このようなセル構造体は,特に断熱構造部材としての応用が期待できる.結晶粒微細化による超塑性変形を利用することにより,発泡と成形を同時に実施できることが確認された.従来の金属フォームは,作製後の塑性加工がほとんど不可能であったため,今回の手法を応用すれば,多孔質な内部組織を有する複雑な構造部材の作製が可能となる.

去年，我们能够使用纯铝或Al-Si合金材料制造多孔金属。今年，我们试图通过基质泡沫工艺的晶粒细化而施加诱导的细晶粒超塑性。实验中使用了由Furukawa Sky Co. Ltd.生产的巨型5083铝合金纸。将钛氢化粉末插入板之间，并使用两阶段的滚动厂滚动和粘合。将混合物切割，层压和卷曲并再次加入。通过重复此循环，获得了氢化钛粉末均匀分散在基质中的预制板。到目前为止，它与其他铝合金几乎相同。为了利用矩阵的巨型流进行泡沫，在熔点以下的超塑性变形温度下进行了泡沫测试。泡沫时间比在熔点附近泡沫的时间更长，并且随着时间的增加，孔被诱导。速度逐渐增加。获得的铝泡沫孔的形状是平行于滚动表面的椭圆形，孔隙率高达40％。孔径小于1毫米，该孔径比常规铸造方法小。接下来，同时执行超塑性吹塑和泡沫。加热到巨型温度后，施加了氩气压，横截面由非常细的毛孔制成。可以特别期望这种细胞结构用作热绝缘结构构件。通过利用晶粒细化引起的巨型变形，可以同时进行泡沫和成型。由于制造后几乎无法塑料进行塑料处理，因此该方法可以应用于目前的方法，以生产具有多孔内部结构的复杂结构构件。