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粉末液相成形法　No.99002 キーワード ：粉末液相成形、粉末冶金、溶湯法、複合加工技術、複合材料、強化材料 概要 気孔や溶融金属の凝固時に発生するボイド等の 　金属加工技術の複合化が注目されています。粒 欠陥をなくすとともに所定の形へ成形します。 子または短繊維分散型複合材料の製造では粉末 冶金法と溶湯法が広く用いられていますが、両者 ともそれぞれに長所と短所を有しています。粉末 液相成形法は、粉末冶金法と溶湯法の特徴を合わ 　　図２　粉末液相成形法の模式図 せ持つ興味深い複合加工技術の一種ですが、これ 以下、当研究所で行った基材の純アルミニウム まで報告例は余り見られません。ここでは当研究 粉末に強化材として炭化珪素(SiC)粉末を添加し 所で行った粒子分散型アルミニウム基複合材料 た場合の実験結果を紹介します。なお、粉末粒度 の研究例をもとに、粉末液相成形法の概略を紹介 はメッシュナンバー(#xxx)で、添加量(mass%)は% します。 で表示してます。 解説 　予備実験で、圧粉体の相対密度が添加粉末の量 　図１に粉末液相成形法の工程を示します。 および粒度に関係なくほぼ0.8になる成形圧力を 圧粉体成形工程では、混合機にて基材の合金粉末 求め、混合粉末を圧粉体に成形して使用しました。 と強化材料を混合し、金型内で混合粉末を加圧し 図３に成形温度，添加粉末粒度および添加量を て圧粉体を成形します。次に液相成形工程でこの 変化させた場合の相対密度と成形圧力の関係を 圧粉体を金型に挿入後、金型ごと基材の合金粉末 示します。アルミニウムの液相線温度以下の成形 の液相線温度以上に加熱し、加圧成形します。 では、添加粉末粒度および添加量が同じ場合、成 形圧力の増加にともなって相対密度は上昇しま したが、相対密度1.0に到達することは極めて困 難でした。しかし液相線温度以上での成形では添 加粉末の粒度および量に関係なく、低い成形圧力 (57.8Mpa)で相対密度は1.0まで上昇しました。 　　　図１　粉末液相成形法の模式図　　　 図２に模式図としてアルミニウムを基材とし た場合の粉末液相成形法の基本的な考え方を示 します。圧粉体成形状態は図１の液相成形工程の 挿入に相当します。これをアルミニウム粉末の液 　　 相線温度以上に加熱すると、アルミニウム粉末の 図３　相対密度と成形圧力の関係　　　　図 内部は溶融状態になっても粉末表面は強固な酸 ４に成形