JP2003221603A - 結晶表面固化成形体、その圧縮せん断による結晶表面固化成形方法および圧縮せん断による結晶表面コーティング方法 - Google Patents
結晶表面固化成形体、その圧縮せん断による結晶表面固化成形方法および圧縮せん断による結晶表面コーティング方法Info
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- JP2003221603A JP2003221603A JP2002022328A JP2002022328A JP2003221603A JP 2003221603 A JP2003221603 A JP 2003221603A JP 2002022328 A JP2002022328 A JP 2002022328A JP 2002022328 A JP2002022328 A JP 2002022328A JP 2003221603 A JP2003221603 A JP 2003221603A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮せん断力が負荷された面の異なる位置に
おいて内部組織や機械的性質等の差が少ない均一な固化
成形体の提供およびこの固化成形体を安全にかつ簡便に
得ることができる圧縮せん断による結晶表面固化成形方
法を提供する。 【解決手段】 表面層が結晶組織で、該表面層に挟まれ
た内層がアモルファス組織からなる複合組織を有する結
晶表面固化成形体、および互いに向かい合う面を有する
一対の成形工具の間に素材を挟み、該素材をいずれか一
方または両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮
したまま、素材を圧縮している一方の面に対して他方の
面の移動方向が平行となるように、かつ押圧力の方向と
交差する方向に一対の成形工具を１回、もしくは複数回
相対的に移動させ、素材を圧縮せん断により固化成形す
る。
おいて内部組織や機械的性質等の差が少ない均一な固化
成形体の提供およびこの固化成形体を安全にかつ簡便に
得ることができる圧縮せん断による結晶表面固化成形方
法を提供する。 【解決手段】 表面層が結晶組織で、該表面層に挟まれ
た内層がアモルファス組織からなる複合組織を有する結
晶表面固化成形体、および互いに向かい合う面を有する
一対の成形工具の間に素材を挟み、該素材をいずれか一
方または両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮
したまま、素材を圧縮している一方の面に対して他方の
面の移動方向が平行となるように、かつ押圧力の方向と
交差する方向に一対の成形工具を１回、もしくは複数回
相対的に移動させ、素材を圧縮せん断により固化成形す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面層と内層が異
なる組織、機能を有する複合組織型の成形体、いわゆる
傾斜機能材に係り、特に、微粉物質または微粉物質から
なる圧縮成形体素材の結晶表面固化成形体、その圧縮せ
ん断による結晶表面固化成形方法および圧縮せん断によ
る結晶表面コーティング方法に関する。
なる組織、機能を有する複合組織型の成形体、いわゆる
傾斜機能材に係り、特に、微粉物質または微粉物質から
なる圧縮成形体素材の結晶表面固化成形体、その圧縮せ
ん断による結晶表面固化成形方法および圧縮せん断によ
る結晶表面コーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】微粉物質、例えば、アルミニウム系や銅
系、鉄系等の金属粉末は、それらを使用する際、普通、
金属粉末の主成分である金属と酸素とが結合した酸化膜
によりその表面が覆われている。このような金属粉末表
面の酸化膜は、固化成形体を製造するとき、金属粉末の
一体化を阻害する。このため、金属粉末を還元し、固化
成形する際、還元雰囲気中で固化成形することも考えら
れるが、このようにして固化成形体を製造したのでは、
例えば、金属を溶製し、延伸して得られる金属製延伸材
製品に比べ、製品コストが高くなり、経済的ではない。
系、鉄系等の金属粉末は、それらを使用する際、普通、
金属粉末の主成分である金属と酸素とが結合した酸化膜
によりその表面が覆われている。このような金属粉末表
面の酸化膜は、固化成形体を製造するとき、金属粉末の
一体化を阻害する。このため、金属粉末を還元し、固化
成形する際、還元雰囲気中で固化成形することも考えら
れるが、このようにして固化成形体を製造したのでは、
例えば、金属を溶製し、延伸して得られる金属製延伸材
製品に比べ、製品コストが高くなり、経済的ではない。
【０００３】一方微粒物質を固化成形する方法として、
例えば、捻り圧縮せん断による結晶表面固化成形方法や
衝撃波による固化成形方法が提案されている。
例えば、捻り圧縮せん断による結晶表面固化成形方法や
衝撃波による固化成形方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した捻り圧縮せん
断による結晶表面固化成形方法では、図10に示すよう
に、一対の成形工具１、２をそれぞれの面が互いに向か
い合うように間隔を空けて平行に配置し、その間に所定
量の微粉物質Ａを充填し、その後、微粉物質Ａを一対の
成形工具１、２により圧縮したまま、図中下方に示す成
形工具２を回転軸中心20の周りに回転させ、捻り圧縮せ
ん断により固化成形するようにしている。
断による結晶表面固化成形方法では、図10に示すよう
に、一対の成形工具１、２をそれぞれの面が互いに向か
い合うように間隔を空けて平行に配置し、その間に所定
量の微粉物質Ａを充填し、その後、微粉物質Ａを一対の
成形工具１、２により圧縮したまま、図中下方に示す成
形工具２を回転軸中心20の周りに回転させ、捻り圧縮せ
ん断により固化成形するようにしている。
【０００５】ここで、図10は、従来の捻り圧縮せん断に
よる結晶表面固化成形方法を説明するための固化成形時
の状態を示す斜視図であり、図10中矢印３は押圧力の方
向を示し、矢印21は成形工具２の回転方向を表す。この
ようにして得た一例の固化成形体Ｂを図11に示す。図11
（ａ）は平面図、図11（ｂ）は正面図であり、符号ｔB
は固化成形体Ｂの厚さである。捻り圧縮せん断による結
晶表面固化成形方法では、微粉物質Ａを互いに向かい合
う平坦な面の平行を保った状態で圧縮しているので、固
化成形体Ｂの厚さｔB が一様である板状製品を得ること
ができる。
よる結晶表面固化成形方法を説明するための固化成形時
の状態を示す斜視図であり、図10中矢印３は押圧力の方
向を示し、矢印21は成形工具２の回転方向を表す。この
ようにして得た一例の固化成形体Ｂを図11に示す。図11
（ａ）は平面図、図11（ｂ）は正面図であり、符号ｔB
は固化成形体Ｂの厚さである。捻り圧縮せん断による結
晶表面固化成形方法では、微粉物質Ａを互いに向かい合
う平坦な面の平行を保った状態で圧縮しているので、固
化成形体Ｂの厚さｔB が一様である板状製品を得ること
ができる。
【０００６】しかしながら、捻り圧縮せん断による結晶
表面固化成形方法で得られた固化成形体Ｂは、回転軸中
心20からの距離である半径方向距離ｒによって、内部組
織や機械的性質が大きく異なってしまうという問題があ
った。また、衝撃波による固化成形方法は、図12に示す
ようにコンテナー30内に充填された微粉物質Ａを衝撃波
の重畳を利用して固化成形するため、フライヤー31とコ
ンテナー30との衝突により衝撃波を発生させなければな
らず、固化成形作業が極めて危険であるという問題があ
った。図12中に示した矢印32、33、34は、それぞれ平面
衝撃波の方向を示す矢印、斜め衝撃波の方向を示す矢印
およびフライヤー31の移動方向を示す矢印である。
表面固化成形方法で得られた固化成形体Ｂは、回転軸中
心20からの距離である半径方向距離ｒによって、内部組
織や機械的性質が大きく異なってしまうという問題があ
った。また、衝撃波による固化成形方法は、図12に示す
ようにコンテナー30内に充填された微粉物質Ａを衝撃波
の重畳を利用して固化成形するため、フライヤー31とコ
ンテナー30との衝突により衝撃波を発生させなければな
らず、固化成形作業が極めて危険であるという問題があ
った。図12中に示した矢印32、33、34は、それぞれ平面
衝撃波の方向を示す矢印、斜め衝撃波の方向を示す矢印
およびフライヤー31の移動方向を示す矢印である。
【０００７】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解消することにあり、圧縮せん断力が負荷された面の
異なる位置において内部組織や機械的性質等の差が少な
い均一な固化成形体の提供およびこの固化成形体を安全
にかつ簡便に得ることができる圧縮せん断による結晶表
面固化成形方法を提供することを目的とする。また、本
発明は、表面層と内層が異なる組織、特性を有する複合
組織型の成形体およびその成形方法を提供することを目
的とする。
を解消することにあり、圧縮せん断力が負荷された面の
異なる位置において内部組織や機械的性質等の差が少な
い均一な固化成形体の提供およびこの固化成形体を安全
にかつ簡便に得ることができる圧縮せん断による結晶表
面固化成形方法を提供することを目的とする。また、本
発明は、表面層と内層が異なる組織、特性を有する複合
組織型の成形体およびその成形方法を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の通りで
ある。 １． 表面層が結晶組織で、該表面層に挟まれた内層が
アモルファス組織からなる複合組織を有することを特徴
とする結晶表面固化成形体。 ２． 互いに向かい合う面を有する一対の成形工具の間
に素材を挟み、該素材をいずれか一方または両方の成形
工具に付加される押圧力により圧縮したまま、前記素材
を圧縮している一方の面に対して他方の面の移動方向が
平行となるように、かつ前記押圧力の方向と交差する方
向に一対の成形工具を１回、もしくは複数回相対的に移
動させ、前記素材を圧縮せん断により固化成形すること
を特徴とする圧縮せん断による結晶表面固化成形方法。
ある。 １． 表面層が結晶組織で、該表面層に挟まれた内層が
アモルファス組織からなる複合組織を有することを特徴
とする結晶表面固化成形体。 ２． 互いに向かい合う面を有する一対の成形工具の間
に素材を挟み、該素材をいずれか一方または両方の成形
工具に付加される押圧力により圧縮したまま、前記素材
を圧縮している一方の面に対して他方の面の移動方向が
平行となるように、かつ前記押圧力の方向と交差する方
向に一対の成形工具を１回、もしくは複数回相対的に移
動させ、前記素材を圧縮せん断により固化成形すること
を特徴とする圧縮せん断による結晶表面固化成形方法。
【０００９】３． 互いに向かい合う面が平行に配置さ
れた一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、
前記微粉物質をいずれか一方または両方の成形工具に付
加される押圧力により圧縮したまま、前記互いに向かい
合う面の平行を保った状態で、前記押圧力の方向と交差
する方向にいずれか一方または両方の成形工具を１回、
もしくは複数回移動させ、前記微粉物質をせん断により
固化成形することを特徴とするせん断による固化成形方
法。
れた一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、
前記微粉物質をいずれか一方または両方の成形工具に付
加される押圧力により圧縮したまま、前記互いに向かい
合う面の平行を保った状態で、前記押圧力の方向と交差
する方向にいずれか一方または両方の成形工具を１回、
もしくは複数回移動させ、前記微粉物質をせん断により
固化成形することを特徴とするせん断による固化成形方
法。
【００１０】４． 上記３．に記載のせん断による固化
成形方法により所定厚さの固化成形体を得、次いで、得
られた固化成形体といずれか一方または両方の成形工具
との間に前記微粉物質を充填し、この後から充填された
微粉物質を、いずれか一方または両方の成形工具に付加
される押圧力により圧縮したまま、前記互いに向かい合
う面の平行を保った状態で、前記押圧力の方向と交差す
る方向にいずれか一方または両方の成形工具を１回、も
しくは複数回移動させ、せん断により固化成形し、最初
に得た固化成形体と一体化することを特徴とするせん断
による固化成形方法。
成形方法により所定厚さの固化成形体を得、次いで、得
られた固化成形体といずれか一方または両方の成形工具
との間に前記微粉物質を充填し、この後から充填された
微粉物質を、いずれか一方または両方の成形工具に付加
される押圧力により圧縮したまま、前記互いに向かい合
う面の平行を保った状態で、前記押圧力の方向と交差す
る方向にいずれか一方または両方の成形工具を１回、も
しくは複数回移動させ、せん断により固化成形し、最初
に得た固化成形体と一体化することを特徴とするせん断
による固化成形方法。
【００１１】５． 互いに向かい合う面が平行に配置さ
れた一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、
厚さが均一でかつ厚さ方向に機能が傾斜した固化成形体
を得るに当たり、厚さ方向の機能に対応した微粉物質を
複数用意し、用意した複数の微粉物質を厚さ方向位置に
対応するように一対の成形工具の間にそれぞれ層状に充
填し、層状に充填された複数の微粉物質を、いずれか一
方または両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮
したまま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状態
で、前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方ま
たは両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、
せん断により固化成形し、一体化することを特徴とする
せん断による固化成形方法。
れた一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、
厚さが均一でかつ厚さ方向に機能が傾斜した固化成形体
を得るに当たり、厚さ方向の機能に対応した微粉物質を
複数用意し、用意した複数の微粉物質を厚さ方向位置に
対応するように一対の成形工具の間にそれぞれ層状に充
填し、層状に充填された複数の微粉物質を、いずれか一
方または両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮
したまま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状態
で、前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方ま
たは両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、
せん断により固化成形し、一体化することを特徴とする
せん断による固化成形方法。
【００１２】６． 互いに向かい合う面が平行に配置さ
れた一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、
厚さが均一で、かつ厚さ方向に機能が傾斜した固化成形
体を得るに当たり、厚さ方向の機能に対応した微粉物質
を複数用意し、先ず、ある厚さ方向位置に対応した微粉
物質を、いずれか一方または両方の成形工具に付加され
る押圧力により圧縮したまま、前記互いに向かい合う面
の平行を保った状態で、前記押圧力の方向と交差する方
向にいずれか一方または両方の成形工具を１回、もしく
は複数回移動させ、せん断により固化成形し、次いで、
得られた固化成形体といずれか一方または両方の成形工
具との間に厚さ方向位置に対応した他の微粉物質を充填
し、この後から充填された微粉物質を、いずれか一方ま
たは両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮した
まま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状態で、
前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方または
両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、せん
断により固化成形し、最初に得た固化成形体と一体化す
るという操作を、繰り返すことを特徴とするせん断によ
る固化成形方法。
れた一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、
厚さが均一で、かつ厚さ方向に機能が傾斜した固化成形
体を得るに当たり、厚さ方向の機能に対応した微粉物質
を複数用意し、先ず、ある厚さ方向位置に対応した微粉
物質を、いずれか一方または両方の成形工具に付加され
る押圧力により圧縮したまま、前記互いに向かい合う面
の平行を保った状態で、前記押圧力の方向と交差する方
向にいずれか一方または両方の成形工具を１回、もしく
は複数回移動させ、せん断により固化成形し、次いで、
得られた固化成形体といずれか一方または両方の成形工
具との間に厚さ方向位置に対応した他の微粉物質を充填
し、この後から充填された微粉物質を、いずれか一方ま
たは両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮した
まま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状態で、
前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方または
両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、せん
断により固化成形し、最初に得た固化成形体と一体化す
るという操作を、繰り返すことを特徴とするせん断によ
る固化成形方法。
【００１３】７． 互いに向かい合う面が平行に配置さ
れた一対の成形工具の間に被コーティング材を挟み、被
コーティング材の表面をコーティングするに当たり、前
記被コーティング材といずれか一方または両方の成形工
具との間に微粉物質を充填し、前記微粉物質をいずれか
一方または両方の成形工具に付加される押圧力により圧
縮したまま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状
態で、前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方
または両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動さ
せ、圧縮せん断により固化させ、前記被コーティング材
の表面をコーティングすることを特徴とする圧縮せん断
による結晶表面コーティング方法。
れた一対の成形工具の間に被コーティング材を挟み、被
コーティング材の表面をコーティングするに当たり、前
記被コーティング材といずれか一方または両方の成形工
具との間に微粉物質を充填し、前記微粉物質をいずれか
一方または両方の成形工具に付加される押圧力により圧
縮したまま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状
態で、前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方
または両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動さ
せ、圧縮せん断により固化させ、前記被コーティング材
の表面をコーティングすることを特徴とする圧縮せん断
による結晶表面コーティング方法。
【００１４】ここで、上述した両方の成形工具を１回、
もしくは複数回移動させるとは、一対の成形工具を互い
に反対方向に移動させることとする。
もしくは複数回移動させるとは、一対の成形工具を互い
に反対方向に移動させることとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１を用いて、本発明の圧縮せん
断による結晶表面固化成形方法について説明する。図１
は、本発明の圧縮せん断による結晶表面固化成形方法の
説明図であって、（ａ）は固化成形する前、（ｂ）は固
化成形した後の状態を示す要部縦断面図である。また
（ｃ）は得られた固化成形体Ｂの厚さ方向断面模式図で
ある。
断による結晶表面固化成形方法について説明する。図１
は、本発明の圧縮せん断による結晶表面固化成形方法の
説明図であって、（ａ）は固化成形する前、（ｂ）は固
化成形した後の状態を示す要部縦断面図である。また
（ｃ）は得られた固化成形体Ｂの厚さ方向断面模式図で
ある。
【００１６】以下の説明では素材を微粉物質とした場合
について説明するが、素材としては、予め微粉物質を圧
縮成形した板素材、棒素材、パイプ素材等の圧粉素材を
用いることができる。このような微粉物質および圧粉素
材を圧縮せん断により固化成形することにより、図１
（ｃ）に示すように、表面層11が結晶組織で、表面層11
に挟まれた内層12がアモルファス組織からなる複合組織
を有する固化成形体Ｂを得ることができる。微粉物質お
よび圧粉素材を用いた場合のアモルファス組織とは、そ
れらの構成物質が結晶化していないか、或いは結晶化成
分が少ない組織であり、同じく結晶組織とは、それらの
構成物質が結晶化している組織である。
について説明するが、素材としては、予め微粉物質を圧
縮成形した板素材、棒素材、パイプ素材等の圧粉素材を
用いることができる。このような微粉物質および圧粉素
材を圧縮せん断により固化成形することにより、図１
（ｃ）に示すように、表面層11が結晶組織で、表面層11
に挟まれた内層12がアモルファス組織からなる複合組織
を有する固化成形体Ｂを得ることができる。微粉物質お
よび圧粉素材を用いた場合のアモルファス組織とは、そ
れらの構成物質が結晶化していないか、或いは結晶化成
分が少ない組織であり、同じく結晶組織とは、それらの
構成物質が結晶化している組織である。
【００１７】なお、図１（ａ）中矢印３は、成形工具１
に付加される押圧力の方向を示し、矢印４は、成形工具
２の移動方向を示している。また図中符号、ｔA は固化
成形する前の微粉物質Ａの充填高さ、ＬA は固化成形す
る前の微粉物質Ａの充填長さであり、ｔB は固化成形体
Ｂの厚さ、ＬB は固化成形体Ｂの長さである。固化成形
体Ｂの厚さ方向に直角な面の広さ（固化成形体Ｂの長さ
ＬB と固化成形体Ｂの幅との積）は、用いる固化成形装
置、例えばプレス装置のプレス能力や一対の成形工具
１、２の幅に応じて定まる。
に付加される押圧力の方向を示し、矢印４は、成形工具
２の移動方向を示している。また図中符号、ｔA は固化
成形する前の微粉物質Ａの充填高さ、ＬA は固化成形す
る前の微粉物質Ａの充填長さであり、ｔB は固化成形体
Ｂの厚さ、ＬB は固化成形体Ｂの長さである。固化成形
体Ｂの厚さ方向に直角な面の広さ（固化成形体Ｂの長さ
ＬB と固化成形体Ｂの幅との積）は、用いる固化成形装
置、例えばプレス装置のプレス能力や一対の成形工具
１、２の幅に応じて定まる。
【００１８】以下では、一対の成形工具１、２の互いに
向かい合う面が平坦とされ、板状の固化成形体Ｂを得る
場合について示し、また、押圧力が付加される成形工具
１をパンチ１、パンチ１に付加される押圧力の方向と交
差する方向に移動させる成形工具２を可動ダイ２として
いる。固化成形体Ｂを得る際、所定量の微粉物質Ａがパ
ンチ１および可動ダイ２の互いに向かい合う面の間に充
填される。
向かい合う面が平坦とされ、板状の固化成形体Ｂを得る
場合について示し、また、押圧力が付加される成形工具
１をパンチ１、パンチ１に付加される押圧力の方向と交
差する方向に移動させる成形工具２を可動ダイ２として
いる。固化成形体Ｂを得る際、所定量の微粉物質Ａがパ
ンチ１および可動ダイ２の互いに向かい合う面の間に充
填される。
【００１９】本発明では、微粉物質Ａをパンチ１に付加
される押圧力により圧縮したまま、互いに向かい合う面
の平行を保った状態で、押圧力の方向と交差する方向に
可動ダイ２を１回、もしくは複数回移動させ、微粉物質
Ａを圧縮せん断により固化成形するようにしている。図
１（ａ）、図１（ｂ）には、可動ダイ２をパンチ１に付
加される押圧力の方向と直角な左方向にある移動量δだ
け１回移動させ、固化成形体Ｂが得られた場合について
示してある。
される押圧力により圧縮したまま、互いに向かい合う面
の平行を保った状態で、押圧力の方向と交差する方向に
可動ダイ２を１回、もしくは複数回移動させ、微粉物質
Ａを圧縮せん断により固化成形するようにしている。図
１（ａ）、図１（ｂ）には、可動ダイ２をパンチ１に付
加される押圧力の方向と直角な左方向にある移動量δだ
け１回移動させ、固化成形体Ｂが得られた場合について
示してある。
【００２０】微粉物質Ａとしては、例えば、アルミニウ
ム系や銅系、鉄系、シリコン系等の金属粉末、あるいは
非金属粉末を用いることができる。微粉物質Ａの粒度
は、+150μm （100 メッシュ）以下のものを用いること
ができる。パンチ１および可動ダイ２は、例えば、合金
工具鋼の金型を使用するのが普通である。本発明では、
可動ダイ２を１回の移動させ、微粉物質Ａが十分固化さ
れていないときには、固化成形されていない微粉物質Ａ
を均一に圧縮したまま、さらに右方向に移動するように
して固化成形体を得るようにすることもできる。
ム系や銅系、鉄系、シリコン系等の金属粉末、あるいは
非金属粉末を用いることができる。微粉物質Ａの粒度
は、+150μm （100 メッシュ）以下のものを用いること
ができる。パンチ１および可動ダイ２は、例えば、合金
工具鋼の金型を使用するのが普通である。本発明では、
可動ダイ２を１回の移動させ、微粉物質Ａが十分固化さ
れていないときには、固化成形されていない微粉物質Ａ
を均一に圧縮したまま、さらに右方向に移動するように
して固化成形体を得るようにすることもできる。
【００２１】あるいは、本発明では、可動ダイ２を１回
移動させ、１回の移動で固化成形体Ｂが得られた場合で
も、このような移動を繰り返すこともできる。固化成形
体Ｂの厚さ方向に直角な面に作用させる圧縮力は、固化
成形体Ｂの長さＬB と固化成形体Ｂの幅との積で除した
値で、微粉物質Ａの降伏点以上、純アルミニウムの場
合、３００ＭＰａ以上の範囲とするのが十分な機械的性
質が得られるから望ましい。また、パンチ１に付加され
る押圧力の方向と直角な左方向への可動ダイ２の移動量
δは、１mm以上とするのがせん断を十分付与できるから
望ましい。可動ダイ２の移動速度は、適宜な速度とする
ことができる。例えば、可動ダイ２の移動速度を１mm／
ｓ以上とすることができる。但し、本発明では、固化成
形する際、衝撃波を発生させて用いることはない。
移動させ、１回の移動で固化成形体Ｂが得られた場合で
も、このような移動を繰り返すこともできる。固化成形
体Ｂの厚さ方向に直角な面に作用させる圧縮力は、固化
成形体Ｂの長さＬB と固化成形体Ｂの幅との積で除した
値で、微粉物質Ａの降伏点以上、純アルミニウムの場
合、３００ＭＰａ以上の範囲とするのが十分な機械的性
質が得られるから望ましい。また、パンチ１に付加され
る押圧力の方向と直角な左方向への可動ダイ２の移動量
δは、１mm以上とするのがせん断を十分付与できるから
望ましい。可動ダイ２の移動速度は、適宜な速度とする
ことができる。例えば、可動ダイ２の移動速度を１mm／
ｓ以上とすることができる。但し、本発明では、固化成
形する際、衝撃波を発生させて用いることはない。
【００２２】このようにすることにより本発明では、衝
撃波が発生することもなく安全に、かつ簡便に固化成形
することができ、かつ圧縮せん断力が負荷された面の異
なる位置において内部組織や機械的性質等の差がより少
ない均一な固化成形体Ｂを得ることができる。その際、
常温で、大気雰囲気中で固化成形することもできる。ま
た、本発明では、厚さ方向の機能に対応した微粉物質を
複数用意し、厚さが均一でかつ厚さ方向に機能が傾斜し
た固化成形体を得ることもできる。
撃波が発生することもなく安全に、かつ簡便に固化成形
することができ、かつ圧縮せん断力が負荷された面の異
なる位置において内部組織や機械的性質等の差がより少
ない均一な固化成形体Ｂを得ることができる。その際、
常温で、大気雰囲気中で固化成形することもできる。ま
た、本発明では、厚さ方向の機能に対応した微粉物質を
複数用意し、厚さが均一でかつ厚さ方向に機能が傾斜し
た固化成形体を得ることもできる。
【００２３】例えば、図２（ａ）、（ｂ）には、厚さ方
向の機能に対応した微粉物質Ａ1 、Ａ2 を用意し、固化
成形体Ｂ1 、Ｂ2 が一体化されている固化成形体を得る
場合を示した。このような固化成形体を得るには、用意
した複数の微粉物質Ａ1 、Ａ 2 を厚さ方向位置に対応す
るように一対の成形工具１、２の間にそれぞれ層状に充
填し、層状に充填された複数の微粉物質Ａ1 、Ａ2 をパ
ンチ１に付加される押圧力により圧縮したまま、互いに
向かい合う面の平行を保った状態で、押圧力の方向と交
差する方向に可動ダイ２を１回、もしくは複数回移動さ
せ、圧縮せん断により固化成形し、一体化する。このよ
うにして得られる固化成形体は、厚さ方向に機能が傾斜
した傾斜機能材料であり、そのうえ、圧縮せん断力が負
荷された面の異なる位置において内部組織や機械的性質
等の差が少ない。
向の機能に対応した微粉物質Ａ1 、Ａ2 を用意し、固化
成形体Ｂ1 、Ｂ2 が一体化されている固化成形体を得る
場合を示した。このような固化成形体を得るには、用意
した複数の微粉物質Ａ1 、Ａ 2 を厚さ方向位置に対応す
るように一対の成形工具１、２の間にそれぞれ層状に充
填し、層状に充填された複数の微粉物質Ａ1 、Ａ2 をパ
ンチ１に付加される押圧力により圧縮したまま、互いに
向かい合う面の平行を保った状態で、押圧力の方向と交
差する方向に可動ダイ２を１回、もしくは複数回移動さ
せ、圧縮せん断により固化成形し、一体化する。このよ
うにして得られる固化成形体は、厚さ方向に機能が傾斜
した傾斜機能材料であり、そのうえ、圧縮せん断力が負
荷された面の異なる位置において内部組織や機械的性質
等の差が少ない。
【００２４】また、厚さ方向に３層以上の機能層を形成
する場合、それぞれの厚さ方向位置に対応する微粉物質
を用い、同様にすればよいので説明を省略する。上述し
たような固化成形体を得るには、図３（ａ）、（ｂ）に
示すようにすることもできる。すなわち、厚さ方向の機
能に対応した微粉物質Ａ1 、Ａ2 を用意し、先ず、図１
で説明したようにして、微粉物質Ａ1 からなる固化成形
体Ｂ1 を得、得られた固化成形体Ｂ1 を一対の成形工具
１、２のいずれか一方の成形工具に取り付けて配置す
る。次いで、図３（ａ）に示したように、この固化成形
体Ｂ 1 と他方の成形工具との間に他の微粉物質Ａ2 を充
填し、圧縮せん断により固化成形する。このようにする
ことにより、図３（ｂ）に示すように先に得た固化成形
体Ｂ1 と後に固化成形された固化成形体Ｂ2 とが一体化
した固化成形体を得ることができる。一体化した固化成
形体は、厚さが均一でかつ厚さ方向に機能が傾斜した傾
斜機能材料であり、そのうえ、圧縮せん断力が負荷され
た面の異なる位置において内部組織や機械的性質等の差
がより少ない。なお、厚さ方向に３層以上の機能層を有
する固化成形体とする場合、それぞれの厚さ方向位置に
対応する微粉物質を用い、同様にすればよいので説明を
省略する。
する場合、それぞれの厚さ方向位置に対応する微粉物質
を用い、同様にすればよいので説明を省略する。上述し
たような固化成形体を得るには、図３（ａ）、（ｂ）に
示すようにすることもできる。すなわち、厚さ方向の機
能に対応した微粉物質Ａ1 、Ａ2 を用意し、先ず、図１
で説明したようにして、微粉物質Ａ1 からなる固化成形
体Ｂ1 を得、得られた固化成形体Ｂ1 を一対の成形工具
１、２のいずれか一方の成形工具に取り付けて配置す
る。次いで、図３（ａ）に示したように、この固化成形
体Ｂ 1 と他方の成形工具との間に他の微粉物質Ａ2 を充
填し、圧縮せん断により固化成形する。このようにする
ことにより、図３（ｂ）に示すように先に得た固化成形
体Ｂ1 と後に固化成形された固化成形体Ｂ2 とが一体化
した固化成形体を得ることができる。一体化した固化成
形体は、厚さが均一でかつ厚さ方向に機能が傾斜した傾
斜機能材料であり、そのうえ、圧縮せん断力が負荷され
た面の異なる位置において内部組織や機械的性質等の差
がより少ない。なお、厚さ方向に３層以上の機能層を有
する固化成形体とする場合、それぞれの厚さ方向位置に
対応する微粉物質を用い、同様にすればよいので説明を
省略する。
【００２５】ここで、図３（ａ）、（ｂ）では、固化成
形体Ｂ1 を可動ダイ２に取り付け、固化成形体Ｂ1 とパ
ンチ１との間に微粉物質Ａ2 を充填した場合を示した
が、固化成形体Ｂ1 をパンチ１に取り付け、固化成形体
Ｂ1 と可動ダイ２との間に微粉物質Ａ2 を充填するする
こともできる。また、図３（ａ）、（ｂ）に示した圧縮
せん断による結晶表面固化成形方法を応用すれば、図４
（ａ）、（ｂ）に示すようにして被コーティング材Ｃの
表面をコーティングすることもできる。図中Ａ3 は、微
粉物質であり、Ｂ3 は微粉物質Ａ3 を固化した被膜であ
る。微粉物質Ａ3 としては、被コーティング材Ｃ表面の
被膜Ｂ3 として適当なものを用いる。なお、ここでは一
対の成形工具１、２の互いに向かい合う面が平坦とした
場合について示した。
形体Ｂ1 を可動ダイ２に取り付け、固化成形体Ｂ1 とパ
ンチ１との間に微粉物質Ａ2 を充填した場合を示した
が、固化成形体Ｂ1 をパンチ１に取り付け、固化成形体
Ｂ1 と可動ダイ２との間に微粉物質Ａ2 を充填するする
こともできる。また、図３（ａ）、（ｂ）に示した圧縮
せん断による結晶表面固化成形方法を応用すれば、図４
（ａ）、（ｂ）に示すようにして被コーティング材Ｃの
表面をコーティングすることもできる。図中Ａ3 は、微
粉物質であり、Ｂ3 は微粉物質Ａ3 を固化した被膜であ
る。微粉物質Ａ3 としては、被コーティング材Ｃ表面の
被膜Ｂ3 として適当なものを用いる。なお、ここでは一
対の成形工具１、２の互いに向かい合う面が平坦とした
場合について示した。
【００２６】すなわち、本発明の圧縮せん断による結晶
表面コーティング方法は、被コーティング材Ｃを、互い
に向かい合う面が平行に配置された一対の成形工具１、
２のいずれか一方に取り付けて配置すると共に、被コー
ティング材Ｃと他方の成形工具との間に所定量の微粉物
質Ａ3 を充填し、微粉物質Ａ3 を一方の成形工具に付加
される押圧力により圧縮したまま、互いに向かい合う面
の平行を保った状態で、押圧力の方向と交差する方向に
他方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、微粉
物質Ａ3 を圧縮せん断により固化し、被コーティング材
Ｃの表面をコーティングする。被コーティング材Ｃとし
ては、例えば、アルミニウムや鉄とすることが好適であ
り、また、被膜Ｂ3 とする微粉物質Ａ3 はアルミニウム
や銅とすることができる。
表面コーティング方法は、被コーティング材Ｃを、互い
に向かい合う面が平行に配置された一対の成形工具１、
２のいずれか一方に取り付けて配置すると共に、被コー
ティング材Ｃと他方の成形工具との間に所定量の微粉物
質Ａ3 を充填し、微粉物質Ａ3 を一方の成形工具に付加
される押圧力により圧縮したまま、互いに向かい合う面
の平行を保った状態で、押圧力の方向と交差する方向に
他方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、微粉
物質Ａ3 を圧縮せん断により固化し、被コーティング材
Ｃの表面をコーティングする。被コーティング材Ｃとし
ては、例えば、アルミニウムや鉄とすることが好適であ
り、また、被膜Ｂ3 とする微粉物質Ａ3 はアルミニウム
や銅とすることができる。
【００２７】図４（ａ）、（ｂ）においては、被コーテ
ィング材Ｃを可動ダイ２に取り付け、被コーティング材
Ｃの上面をコーティングする場合を示したが、図４
（ａ）、（ｂ）で被コーティング材Ｃの下面をコーティ
ング場合、被コーティング材Ｃをパンチ１に取り付け、
微粉物質Ａ3 を被コーティング材Ｃの下側に充填する。
ここで、図１に示したようにして得た薄板状の固化成形
体Ｂの厚さｔB が不十分である場合、次のようにして厚
くすることもできる。
ィング材Ｃを可動ダイ２に取り付け、被コーティング材
Ｃの上面をコーティングする場合を示したが、図４
（ａ）、（ｂ）で被コーティング材Ｃの下面をコーティ
ング場合、被コーティング材Ｃをパンチ１に取り付け、
微粉物質Ａ3 を被コーティング材Ｃの下側に充填する。
ここで、図１に示したようにして得た薄板状の固化成形
体Ｂの厚さｔB が不十分である場合、次のようにして厚
くすることもできる。
【００２８】先ず、図１で説明したせん断による固化成
形方法により、所定厚さｔB の固化成形体Ｂ1 を得、次
いで、得られた固化成形体Ｂ1 といずれか一方の成形工
具（図３参照、この場合、パンチ１）との間に微粉物質
Ａ2 を層状に充填する。この後から充填された微粉物質
Ａ2 を、いずれか一方の成形工具に付加される押圧力に
より圧縮したまま、互いに向かい合う面の平行を保った
状態で、押圧力の方向と交差する方向に他方の成形工具
を１回、もしくは複数回移動させ、せん断により固化成
形し、最初に得た固化成形体Ｂ1 と一体化する。この
際、固化成形体Ｂ 1 に用いる微粉物質Ａ1 と微粉物質Ａ
2 とを同じものとする。
形方法により、所定厚さｔB の固化成形体Ｂ1 を得、次
いで、得られた固化成形体Ｂ1 といずれか一方の成形工
具（図３参照、この場合、パンチ１）との間に微粉物質
Ａ2 を層状に充填する。この後から充填された微粉物質
Ａ2 を、いずれか一方の成形工具に付加される押圧力に
より圧縮したまま、互いに向かい合う面の平行を保った
状態で、押圧力の方向と交差する方向に他方の成形工具
を１回、もしくは複数回移動させ、せん断により固化成
形し、最初に得た固化成形体Ｂ1 と一体化する。この
際、固化成形体Ｂ 1 に用いる微粉物質Ａ1 と微粉物質Ａ
2 とを同じものとする。
【００２９】本発明に用いる微粉物質としては、アルミ
ニウム系や銅系、鉄系、シリコン系等の金属粉末が好適
であり、そのうち特に酸素と結合して強固な酸化膜でそ
の表面が覆われているアルミニウム系の金属粉末に適用
することがより好適である。また、本発明に用いる微粉
物質は非金属粉末、例えば、プラスチック粉末等を用い
ることもできる。
ニウム系や銅系、鉄系、シリコン系等の金属粉末が好適
であり、そのうち特に酸素と結合して強固な酸化膜でそ
の表面が覆われているアルミニウム系の金属粉末に適用
することがより好適である。また、本発明に用いる微粉
物質は非金属粉末、例えば、プラスチック粉末等を用い
ることもできる。
【００３０】例えば、傾斜機能材料製品を製造する場
合、厚さ方向の機能に対応した複数の微粉物質Ａ1 、Ａ
2 の組合せは、放熱板製品の場合、アルミニウム粉末と
アルミニウム／クラスタダイヤモンド複合粉末との組合
せとし、軸受製品の場合、アルミニウム合金粉末とクラ
スタダイヤモンド分散固体潤滑複合粉末との組合せとす
ることができる。
合、厚さ方向の機能に対応した複数の微粉物質Ａ1 、Ａ
2 の組合せは、放熱板製品の場合、アルミニウム粉末と
アルミニウム／クラスタダイヤモンド複合粉末との組合
せとし、軸受製品の場合、アルミニウム合金粉末とクラ
スタダイヤモンド分散固体潤滑複合粉末との組合せとす
ることができる。
【００３１】以上の説明では板状の固化成形体を得る場
合および板状の被コーティング材の表面をコーティング
する場合について説明したが、本発明の圧縮せん断によ
る結晶表面固化成形方法および本発明の圧縮せん断によ
る結晶表面コーティング方法では、用いる一対の成形工
具の互いに向かい合う面の形状を製造するものの形状に
対応させることにより、棒状、パイプ状等種々の形状の
固化成形体を得ることができ、また棒状、パイプ状等種
々の形状の被コーティング材の表面をコーティングする
ことができる。
合および板状の被コーティング材の表面をコーティング
する場合について説明したが、本発明の圧縮せん断によ
る結晶表面固化成形方法および本発明の圧縮せん断によ
る結晶表面コーティング方法では、用いる一対の成形工
具の互いに向かい合う面の形状を製造するものの形状に
対応させることにより、棒状、パイプ状等種々の形状の
固化成形体を得ることができ、また棒状、パイプ状等種
々の形状の被コーティング材の表面をコーティングする
ことができる。
【００３２】
【実施例】図５に示す固化成形装置10を用いて、微粉物
質Ａとして、平均粒径が37μm の純アルミニウム粉末
（東洋アルミニウム株式会社：品名AC-1003 ）を固化成
形し、得られた固化成形体の相対密度、ビッカース硬
さ、機械的性質および結晶方位について調べた。なお、
用いた純アルミニウム粉末の粒度（ロータップテスト）
は、+150μm （100 メッシュ）：０質量％、+45 μm
（325 メッシュ）：24.3質量％、-45 μm ：75.7質量％
であった。
質Ａとして、平均粒径が37μm の純アルミニウム粉末
（東洋アルミニウム株式会社：品名AC-1003 ）を固化成
形し、得られた固化成形体の相対密度、ビッカース硬
さ、機械的性質および結晶方位について調べた。なお、
用いた純アルミニウム粉末の粒度（ロータップテスト）
は、+150μm （100 メッシュ）：０質量％、+45 μm
（325 メッシュ）：24.3質量％、-45 μm ：75.7質量％
であった。
【００３３】図５は、本発明に用いて好適な固化成形装
置10の縦断面図であり、パンチ１、可動ダイ２は図１〜
４と同じものである。また、符号３は押圧力の方向であ
って、この固化成形装置10においては、機体７に螺設さ
れた雌ねじに螺合するスクリュー６の把持部6aを回すこ
とにより、シャフト５を下方に移動させる。これによ
り、パンチ１の平坦な面と可動ダイ２の平坦な面との平
行を保った状態で、パンチ１と可動ダイ２との一対の成
形工具で純アルミニウム粉末を圧縮するように構成され
ている。
置10の縦断面図であり、パンチ１、可動ダイ２は図１〜
４と同じものである。また、符号３は押圧力の方向であ
って、この固化成形装置10においては、機体７に螺設さ
れた雌ねじに螺合するスクリュー６の把持部6aを回すこ
とにより、シャフト５を下方に移動させる。これによ
り、パンチ１の平坦な面と可動ダイ２の平坦な面との平
行を保った状態で、パンチ１と可動ダイ２との一対の成
形工具で純アルミニウム粉末を圧縮するように構成され
ている。
【００３４】この実施例では、パンチ１と可動ダイ２と
の間の純アルミニウム粉末の圧縮応力を300 ＭＰａで一
定とし、純アルミニウム粉末が圧縮された状態で可動ダ
イ２を矢印４の方向に１回移動させた。また、パンチ１
と可動ダイ２との間への純アルミニウム粉末の充填量
は、いずれの場合でも質量0.1gとし、また、充填する際
には、純アルミニウム粉末が周囲に飛散してしまわない
ように充填用金型を使用し、厚みｔ＝0.16mmの均一な固
化成形体を得た。
の間の純アルミニウム粉末の圧縮応力を300 ＭＰａで一
定とし、純アルミニウム粉末が圧縮された状態で可動ダ
イ２を矢印４の方向に１回移動させた。また、パンチ１
と可動ダイ２との間への純アルミニウム粉末の充填量
は、いずれの場合でも質量0.1gとし、また、充填する際
には、純アルミニウム粉末が周囲に飛散してしまわない
ように充填用金型を使用し、厚みｔ＝0.16mmの均一な固
化成形体を得た。
【００３５】その際、発明例１としては、テーブルプレ
スを用いて可動ダイ２を１mm／ｓの速度で移動させ、準
静的なせん断応力を純アルミニウム粉末に作用させた。
移動量は、１〜２mmの間で変化させた。発明例２として
は、ガス銃からストライカを発射し、図５に示す可動ダ
イ２に衝突させ、動的なせん断応力を純アルミニウム粉
末に作用させた。可動ダイ２の矢印４方向への移動量
は、ガス銃のガス圧をコントロールして発明例１とほぼ
同じとなるように調整した。
スを用いて可動ダイ２を１mm／ｓの速度で移動させ、準
静的なせん断応力を純アルミニウム粉末に作用させた。
移動量は、１〜２mmの間で変化させた。発明例２として
は、ガス銃からストライカを発射し、図５に示す可動ダ
イ２に衝突させ、動的なせん断応力を純アルミニウム粉
末に作用させた。可動ダイ２の矢印４方向への移動量
は、ガス銃のガス圧をコントロールして発明例１とほぼ
同じとなるように調整した。
【００３６】発明例１および２共に、常温で、大気雰囲
気中で固化成形した。発明例１および２により得られた
固化成形体の相対密度を図７に、ビッカース硬さを図７
に、機械的性質として引張強さを図８に示した。相対密
度は、溶製材の密度に対する得られた固化成形体の密度
であって、相対密度が0.97以上であれば、固化成形体中
の空孔が少なく、良好な成形体と評価できる。ビッカー
ス硬さは、ビッカース硬さ試験をJIS 2244の規定に準拠
し、試験力２９４Ｎで行い、測定した。機械的性質とし
て、引張試験をJIS 2241の規定に準拠し、室温で、引張
速度 0.5mm／ minで行い、引張強さを求めた。引張試験
片は、JIS 2201に準拠し、幅が４mm、 標点距離が3.2 m
m、平行部長さが3.84mm、肩部半径が15mm、つかみ部幅
が６mmとした。
気中で固化成形した。発明例１および２により得られた
固化成形体の相対密度を図７に、ビッカース硬さを図７
に、機械的性質として引張強さを図８に示した。相対密
度は、溶製材の密度に対する得られた固化成形体の密度
であって、相対密度が0.97以上であれば、固化成形体中
の空孔が少なく、良好な成形体と評価できる。ビッカー
ス硬さは、ビッカース硬さ試験をJIS 2244の規定に準拠
し、試験力２９４Ｎで行い、測定した。機械的性質とし
て、引張試験をJIS 2241の規定に準拠し、室温で、引張
速度 0.5mm／ minで行い、引張強さを求めた。引張試験
片は、JIS 2201に準拠し、幅が４mm、 標点距離が3.2 m
m、平行部長さが3.84mm、肩部半径が15mm、つかみ部幅
が６mmとした。
【００３７】図６〜８に示す結果から、発明例１および
２の場合、いずれの条件でも、空孔が少なく、良好な固
化成形体が得られていることがわかる。また、発明例１
および２の場合、いずれの条件でも、ビッカース硬さお
よび引張強さは、純アルミニウムA1060-O の展伸材より
も高く、機械的性質が良好であることがわかる。また、
発明例１および２の場合、引張試験後の試験片破面のＳ
ＥＭ観察により粉末微粒子同士が十分結合していたこと
を表すディンプルマークが観察された。
２の場合、いずれの条件でも、空孔が少なく、良好な固
化成形体が得られていることがわかる。また、発明例１
および２の場合、いずれの条件でも、ビッカース硬さお
よび引張強さは、純アルミニウムA1060-O の展伸材より
も高く、機械的性質が良好であることがわかる。また、
発明例１および２の場合、引張試験後の試験片破面のＳ
ＥＭ観察により粉末微粒子同士が十分結合していたこと
を表すディンプルマークが観察された。
【００３８】なお、比較例として、可動ダイ２を移動さ
せず、それ以外の条件は発明例１、２と同じ条件で成形
した場合、純アルミニウム粉末同士が十分固化せず、試
験を行うための成形体を得ることができなかった。比較
例の場合、固化不良部をＳＥＭ観察したところ、粉末微
粒子の界面が明瞭に残っており、その輪郭が円形状でほ
とんどせん断を受けていないことがわかった。
せず、それ以外の条件は発明例１、２と同じ条件で成形
した場合、純アルミニウム粉末同士が十分固化せず、試
験を行うための成形体を得ることができなかった。比較
例の場合、固化不良部をＳＥＭ観察したところ、粉末微
粒子の界面が明瞭に残っており、その輪郭が円形状でほ
とんどせん断を受けていないことがわかった。
【００３９】また、本発明例１の可動ダイ２の移動量が
２mmの条件で圧縮せん断により固化成形し、得られた固
化成形体の試料表面に対する結晶方位の集積度を調べ、
図９に示した。試料表面は、パンチ１または可動ダイ２
の平坦な面と接触していた圧縮せん断力が負荷された面
であり、図９中の角度２θはＸ線の入射角と検出器との
なす角度で、試料長手方向とは可動ダイ２の移動方向で
あって、固化成形体の長さ方向である。
２mmの条件で圧縮せん断により固化成形し、得られた固
化成形体の試料表面に対する結晶方位の集積度を調べ、
図９に示した。試料表面は、パンチ１または可動ダイ２
の平坦な面と接触していた圧縮せん断力が負荷された面
であり、図９中の角度２θはＸ線の入射角と検出器との
なす角度で、試料長手方向とは可動ダイ２の移動方向で
あって、固化成形体の長さ方向である。
【００４０】この結果と、１１１並びに２００、２２０
反射の極点図の結果とから、Al結晶（fcc 構造) の（１
００）面が試料表面方向に向いていると共に、試料長手
方向に（０１１）面が向いていることがわかった。そし
て、結晶格子は、試料面内方向にはほとんど回転してお
らず、（１００）面が試料長手方向に傾いて分布してい
ることがわかった。すなわち、可動ダイ２の移動方向に
対応した結晶組織が形成されている。
反射の極点図の結果とから、Al結晶（fcc 構造) の（１
００）面が試料表面方向に向いていると共に、試料長手
方向に（０１１）面が向いていることがわかった。そし
て、結晶格子は、試料面内方向にはほとんど回転してお
らず、（１００）面が試料長手方向に傾いて分布してい
ることがわかった。すなわち、可動ダイ２の移動方向に
対応した結晶組織が形成されている。
【００４１】なお、この結果から、図１（ｃ）に示し
た、表面層11が結晶組織であることがわかる。なお、表
面層11に挟まれた内層12がアモルファス組織であること
は、断面のＸ線解析にてわかる。
た、表面層11が結晶組織であることがわかる。なお、表
面層11に挟まれた内層12がアモルファス組織であること
は、断面のＸ線解析にてわかる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、衝撃波を発生させるこ
とがなく安全にかつ簡便に、圧縮せん断力が負荷された
面の異なる位置において内部組織や機械的性質等の差が
より少ない均一な固化成形体を得ることができる。
とがなく安全にかつ簡便に、圧縮せん断力が負荷された
面の異なる位置において内部組織や機械的性質等の差が
より少ない均一な固化成形体を得ることができる。
【図１】図１は本発明の圧縮せん断による結晶表面固化
成形方法の説明図であって、（ａ）は固化成形する前、
（ｂ）は固化成形した後の状態を示す要部縦断面図であ
る。（ｃ）は得られた固化成形体の厚さ方向断面模式図
である。
成形方法の説明図であって、（ａ）は固化成形する前、
（ｂ）は固化成形した後の状態を示す要部縦断面図であ
る。（ｃ）は得られた固化成形体の厚さ方向断面模式図
である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の圧縮せん断に
よる結晶表面固化成形方法の適用例を説明する要部縦断
面図である。
よる結晶表面固化成形方法の適用例を説明する要部縦断
面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の圧縮せん断に
よる結晶表面固化成形方法の他の適用例を説明する要部
縦断面図である。
よる結晶表面固化成形方法の他の適用例を説明する要部
縦断面図である。
【図４】図４は、本発明の圧縮せん断による結晶表面コ
ーティング方法を説明する要部縦断面図である。
ーティング方法を説明する要部縦断面図である。
【図５】図５は、本発明に用いて好適な固化成形装置の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図６】図６は、本発明により得られた固化成形体の相
対密度を示すグラフである。
対密度を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明により得られた固化成形体の硬
さを示すグラフである。
さを示すグラフである。
【図８】図８は、本発明により得られた固化成形体の引
張強さを示すグラフである。
張強さを示すグラフである。
【図９】図９は、本発明により得られた固化成形体のＸ
線回折パターンである。
線回折パターンである。
【図10】図10は、従来の捻りせん断による固化成形方法
を説明する斜視図である。
を説明する斜視図である。
【図11】図11は、捻り圧縮せん断による固化成形方法に
より得られた一例の固化成形体を示す（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図である。
より得られた一例の固化成形体を示す（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図である。
【図12】従来の衝撃波による固化成形方法の説明図であ
る。
る。
Ａ（Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 ） 微粉物質
Ｂ（Ｂ1 、Ｂ2 ） 固化成形体
11 表面層
12 内層
Ｂ3 被膜
Ｃ 被コーティング材
１ パンチ
２ 可動ダイ
３、４ 矢印
ｔA 固化成形する前の微粉物質の充填高さ
ＬA 固化成形する前の微粉物質の充填長さ
δ 移動量
ｔB 固化成形体の厚さ
ＬB 固化成形体の長さ
５ シャフト
６ スクリュー
6a 把持部
７ 機体
10 固化成形装置
20 回転軸中心
21 回転方向
ｒ 半径方向距離
30 コンテナー
31 フライヤー
32 平面衝撃波の方向を示す矢印
33 斜め衝撃波の方向を示す矢印
34 フライヤー31の移動方向を示す矢印
ｄ コンテナーの左右間隔
フロントページの続き
(72)発明者 武石 洋征
千葉県千葉市花見川区柏井町1525−91
(72)発明者 中山 昇
秋田県本荘市出戸町中梵天５−３−305
(72)発明者 前川 隆雄
千葉県習志野市香澄２−４−６
(72)発明者 柴田 充弘
茨城県筑波郡谷和原村絹の台３−９−２
(72)発明者 四十宮 龍徳
千葉県船橋市前貝塚町270−27
Ｆターム(参考） 4K018 AA03 AA14 AA24 BA02 BA08
BA13 CA50 GA01 JA02 JA22
KA61
Claims (7)
- 【請求項１】 表面層が結晶組織で、該表面層に挟まれ
た内層がアモルファス組織からなる複合組織を有するこ
とを特徴とする結晶表面固化成形体。 - 【請求項２】 互いに向かい合う面を有する一対の成形
工具の間に素材を挟み、該素材をいずれか一方または両
方の成形工具に付加される押圧力により圧縮したまま、
前記素材を圧縮している一方の面に対して他方の面の移
動方向が平行となるように、かつ前記押圧力の方向と交
差する方向に一対の成形工具を１回、もしくは複数回相
対的に移動させ、前記素材を圧縮せん断により固化成形
することを特徴とする圧縮せん断による結晶表面固化成
形方法。 - 【請求項３】 互いに向かい合う面が平行に配置された
一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、前記
微粉物質をいずれか一方または両方の成形工具に付加さ
れる押圧力により圧縮したまま、前記互いに向かい合う
面の平行を保った状態で、前記押圧力の方向と交差する
方向にいずれか一方または両方の成形工具を１回、もし
くは複数回移動させ、前記微粉物質を圧縮せん断により
固化成形することを特徴とするせん断による結晶表面固
化成形方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の圧縮せん断による結晶
表面固化成形方法により所定厚さの固化成形体を得、次
いで、得られた固化成形体といずれか一方または両方の
成形工具との間に前記微粉物質を充填し、この後から充
填された微粉物質を、いずれか一方または両方の成形工
具に付加される押圧力により圧縮したまま、前記互いに
向かい合う面の平行を保った状態で、前記押圧力の方向
と交差する方向にいずれか一方または両方の成形工具を
１回、もしくは複数回移動させ、圧縮せん断により固化
成形し、最初に得た固化成形体と一体化することを特徴
とするせん断による結晶表面固化成形方法。 - 【請求項５】 互いに向かい合う面が平行に配置された
一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、厚さ
が均一でかつ厚さ方向に機能が傾斜した固化成形体を得
るに当たり、厚さ方向の機能に対応した微粉物質を複数
用意し、用意した複数の微粉物質を厚さ方向位置に対応
するように一対の成形工具の間にそれぞれ層状に充填
し、層状に充填された複数の微粉物質を、いずれか一方
または両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮し
たまま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状態
で、前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方ま
たは両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、
圧縮せん断により固化成形し、一体化することを特徴と
するせん断による結晶表面固化成形方法。 - 【請求項６】 互いに向かい合う面が平行に配置された
一対の成形工具の間に所定量の微粉物質を充填し、厚さ
が均一で、かつ厚さ方向に機能が傾斜した固化成形体を
得るに当たり、厚さ方向の機能に対応した微粉物質を複
数用意し、先ず、ある厚さ方向位置に対応した微粉物質
を、いずれか一方または両方の成形工具に付加される押
圧力により圧縮したまま、前記互いに向かい合う面の平
行を保った状態で、前記押圧力の方向と交差する方向に
いずれか一方または両方の成形工具を１回、もしくは複
数回移動させ、圧縮せん断により固化成形し、次いで、
得られた固化成形体といずれか一方または両方の成形工
具との間に厚さ方向位置に対応した他の微粉物質を充填
し、この後から充填された微粉物質を、いずれか一方ま
たは両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮した
まま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状態で、
前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方または
両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、圧縮
せん断により固化成形し、最初に得た固化成形体と一体
化するという操作を、繰り返すことを特徴とする圧縮せ
ん断による結晶表面固化成形方法。 - 【請求項７】 互いに向かい合う面が平行に配置された
一対の成形工具の間に被コーティング材を挟み、被コー
ティング材の表面をコーティングするに当たり、前記被
コーティング材といずれか一方または両方の成形工具と
の間に微粉物質を充填し、前記微粉物質をいずれか一方
または両方の成形工具に付加される押圧力により圧縮し
たまま、前記互いに向かい合う面の平行を保った状態
で、前記押圧力の方向と交差する方向にいずれか一方ま
たは両方の成形工具を１回、もしくは複数回移動させ、
圧縮せん断により固化させ、前記被コーティング材の表
面をコーティングすることを特徴とする圧縮せん断によ
る結晶表面コーティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022328A JP4176353B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 圧縮せん断による結晶表面固化成形方法および圧縮せん断による結晶表面コーティング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022328A JP4176353B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 圧縮せん断による結晶表面固化成形方法および圧縮せん断による結晶表面コーティング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003221603A true JP2003221603A (ja) | 2003-08-08 |
| JP4176353B2 JP4176353B2 (ja) | 2008-11-05 |
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| JP2002022328A Expired - Fee Related JP4176353B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 圧縮せん断による結晶表面固化成形方法および圧縮せん断による結晶表面コーティング方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4176353B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009085234A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Ntn Corp | 滑り軸受およびその製造方法 |
| US9320602B2 (en) | 2011-09-20 | 2016-04-26 | Shinshu University | Compressed fiber structural material and method for producing the same |
| JP2019116664A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 国立大学法人信州大学 | 抵抗体の製造方法 |
-
2002
- 2002-01-30 JP JP2002022328A patent/JP4176353B2/ja not_active Expired - Fee Related
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