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金属部材のき裂修復方法及びき裂修復装置 新技術説明会

国内特許コード P160012900
整理番号 1551
掲載日 2016年4月14日
出願番号 特願2014-142623
公開番号 特開2016-016499
出願日 平成26年7月10日(2014.7.10)
公開日 平成28年2月1日(2016.2.1)
発明者
  • 細井 厚志
  • 巨 陽
  • 浅岡 幸靖
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 金属部材のき裂修復方法及びき裂修復装置 新技術説明会
発明の概要 【課題】簡易な設備等により、様々な金属材料に対し、疲労等によって生じたき裂面に存在する酸化物を除去した上で、き裂面を接合させることにより、接合強度の高いき裂の自己治癒を実現する。
【解決手段】き裂修復装置10は、金属部材を収容する収容部11と、収容部11に収容された金属部材に熱処理を施す加熱冷却手段12と、加熱冷却手段12による熱処理を制御する制御手段13とを備えている。制御手段13では、き裂の表面に存在する酸化被膜が消失する圧力条件及び温度条件で金属部材を加熱した後、金属部材を急冷し、き裂の周囲に熱圧縮応力を発生させてき裂面が接合するように前記熱処理を制御する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


疲労等によって金属構造物に発生したき裂を修繕する手法として、き裂先端に円孔を開けて応力集中を低減させる手法、溶接金属によってき裂を接合させる手法、き裂周囲に補強部材を設ける手法等がある。しかしながら、これら従来のき裂修繕手法は、き裂面上に存在して当該き裂面同士の完全な接合を妨げる酸化物を除去するのではなく、疲労等によって発生した金属部材のき裂を根本的に治癒するものではない。つまり、当該き裂治癒を促す訳ではないため、修繕後、構造物に対して原型と相違する何等かの変形を伴うことになる。



ところで、特許文献1には、き裂が生じた金属部材に対し、当該金属部材の熱膨張率より小さい熱膨張率の治具を挟み込んで圧縮応力を生じさせ、その状態で当該金属部材を高温高圧下で熱処理を施し、固相拡散接合によってき裂を補修する手法が開示されている。当該特許文献1には、当該高温高圧下で熱処理の前に、き裂面に生じた酸化層を還元するために、水素及び/又は塩素の雰囲気中での熱処理を前処理として行うことも開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、疲労等によって金属部材に生じたき裂を自己治癒させることのできる金属部材のき裂修復方法及びき裂修復装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
き裂が生じた金属部材に対し、真空加熱を施して前記き裂の表面に形成された酸化被膜を消失させた後、前記金属部材を急冷し、前記き裂の周囲に熱圧縮応力を発生させて前記き裂面を接合させることを特徴とする金属部材のき裂修復方法。

【請求項2】
き裂が生じた金属部材に対し、大気中、若しくは前記き裂の表面を酸化させないガス雰囲気中で、10MPa以上の圧力で加熱し、前記き裂の表面に形成された酸化被膜を消失させた後、前記金属部材を急冷し、前記き裂の周囲に熱圧縮応力を発生させて前記き裂面を接合させることを特徴とする金属部材のき裂修復方法。

【請求項3】
き裂が生じた金属部材を修復するき裂修復装置において、
前記金属部材を収容する収容部と、当該収容部に収容された前記金属部材に所定の熱処理を施す加熱冷却手段と、当該加熱冷却手段による熱処理を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段では、前記き裂の表面に存在する酸化被膜が消失する圧力条件及び温度条件で、前記金属部材を加熱してから、前記金属部材を急冷し、前記き裂の周囲に熱圧縮応力を発生させて前記き裂面が接合するように、前記熱処理を制御することを特徴とする金属部材のき裂修復装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014142623thum.jpg
出願権利状態 公開
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