直接通電による抵抗発熱を利用した直接通電による抵抗発熱を利用した金属粉末の半溶融焼結金属粉末の半溶融焼結

目的目的　　

　　　　融点の違う金属粉末の混融点の違う金属粉末の混合粉を試料として合粉を試料として ,, 通電通電焼結実験を行い焼結実験を行い ,, 半溶融半溶融焼結の可能性を調べた焼結の可能性を調べた ..

塑性加工研究室　塑性加工研究室　 Soo Kean LeongSoo Kean Leong

電極

電極

粉末

AC

電極

電極変圧器 通電時間

圧粉圧力

粉末

実験材料実験材料 電解銅粉 CE-25 アルミニウム Al-200mesh 鉄　 Fe-S-200mesh ニッケル　 Ni-200mesh 亜鉛　 Zn-150mesh Fe-Al50vol ％

通電時間　ｔ =1 ～ 3/s 圧粉圧力　ｐ =9.8 ～ 245.8/MPa 電圧　 E=5 ～ 8.5/V

焼結条件焼結条件

絶縁コンテナ PC

熱電対

２００Ｖ

電圧

電流

粉末

図 圧粉圧力に対する電気抵抗の変化

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200 250

p MPa圧粉圧力 ／

log(

RmΩ

)電

気抵

抗／

AlFe-Al 50vol%Fe

図 相対密度と圧粉圧力の関係

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 50 100 150 200 250p MPa圧粉圧力 ／

相対

密度

AlFe-Al50vol%Fe

1 2 3 4

200

400

600

800

1000

0時間t／s

温度

T／℃

Fe-Al50vol% (0.8873g) p=49MPa t=1.3s

　図 通電焼結中の温度変化

E=7V

E=6V

E=5V

　 (図 温度と加熱エネルギの関係 断熱）

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 0.5 1 1.5 2 2.5kJ加熱エネルギ／

℃温

度／

Fe(0.8873g)Al(0.8873g)Fe-Al50vol%(0.8873g) {Fe:0.660g Al:0.227g}

Al

Fe

Fe-Al50vol%

0.5 1

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0通電時間t／ｓ

加熱エネルギ

Q／ｋ

J

Fe-Al50vol% (0.8873g)P=49MPa　 t=1.3s

図 加熱エネルギと通電時間の関係

E=7V

E=6V

E=5V

0.5 1 1.5

500

1000

1500

2000

0通電時間t／ｓ

温度

T／℃

Fe-Al50vol% (0.8873g)p=49MPaE=6V

　図 温度変化の実験値と計算値の比較

計算値（断熱）実験値

(a)E=5V ρ=89.4% Al 未溶融

図　焼結体組織写真

(b)E=6V ρ=97.8% Al 半溶融

(c)E=7V ρ=99.9% Al 溶融

p=49MPat　=1.3sρ: 相対密度

VE

VL

粉体　　 R

rjωＬ

Iトランス