(57)【要約】【課題】肉盛層や溶射層等の被測定物の評価を行う被測定物の評価方法及び試験治具を提供する。【解決手段】被測定物１に対して引張力を与える操作によって被測定物１を評価する評価方法である。操作は、被測定物１に一方向から圧縮力を加えることにより、一方向と交差する方向に被測定物１に対して引張力を与えることにより行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に対して引張力を与える操作によって前記被測定物を評価する被測定物の評価方法において、
前記操作は、前記被測定物に一方向から圧縮力を加えることにより、一方向と交差する方向に前記被測定物に対して引張力を与えることにより行われることを特徴とする被測定物の評価方法。
【請求項２】
請求項１において、前記被測定物は基体に結合されており、
前記操作は、前記基体に一方向から圧縮力を加えることにより、前記一方向と交差する方向に前記基体に引張力を与え、前記基体を介して前記基体の被測定物に対して引張力を与えることを特徴とする被測定物の評価方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記被測定物のうち圧縮力が加えられる方向の延長線上に、前記被測定物の引張方向の歪を測定する歪測定要素が設けられていることを特徴とする被測定物の評価方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記被測定物は肉盛層、溶射層またはメッキ層であることを特徴とする被測定物の評価方法。
【請求項５】
請求項４において、前記肉盛層は溶融凝固した層であることを特徴とする被測定物の評価方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に係る被測定物の評価方法に使用される試験治具であり、前記試験治具は、所定の間隔を隔てて互いに対向するように突出する凸形状の第１圧縮力付与部及び第２圧縮力付与部を有することを特徴とする試験治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被測定物の評価方法及びそれに使用する試験治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物について肉盛層を例にとって従来技術を説明する。肉盛層は、肉盛材料を溶融凝固させて基体に肉盛したものである。一般的に、被測定物の評価には引張試験等が行われる。しかしながら、サイズに限界がある肉盛層から引張試験片を作製することは容易ではない。
【０００３】
また、特許文献１には、試験片の外側から溶接棒を試験片の開先の溶接部分へ一直線状に供給しながら、試験溶接部を形成する溶接割れ試験方法が開示されている。この場合、試験溶接部であるビード層を開先の長手方向の全長にわたって容易に設けることができ、溶接割れ率を求めることができる。
【０００４】
特許文献２には、中空形状または半中空形状を有するアルミニウム合金押出形材の断面を厚さ５ｍｍ以上のアルミニウム合金板にすみ肉溶接し、当該溶接部の溶接割れを目視判定する溶接割れ試験方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１８０２７８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１２２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した特許文献１，２とは異なる方式を採用することにより、肉盛層や溶射層等の被測定物に引張力を与えることにより被測定物の評価を行う被測定物の評価方法及びそれに使用する試験治具を提供することを課題とするにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る被測定物の評価方法は、被測定物に対して引張力を与える操作によって被測定物を評価する被測定物の評価方法において、操作は、被測定物に一方向から圧縮力を加えることにより、一方向と交差する方向に被測定物に対して引張力を与えることにより行われることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係る被測定物の評価方法によれば、操作は、被測定物に一方向から圧縮力を加えることにより、一方向と交差する方向に被測定物に対して引張力を与えることにより行われる。このように圧縮力を引張力に変換することにより、被測定物に引張力を与えることができるため、被測定物の評価を行なうことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る被測定物の評価方法によれば、操作は、被測定物に一方向から圧縮力を加えることにより、一方向と交差する方向に被測定物に対して引張力を与えることにより行われる。このように被測定物に対して引張力を与えることができるため、被測定物の評価を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る被測定物の評価方法によれば、被測定物に一方向から圧縮力を加えることにより、一方向と交差する方向に被測定物に対して引張力を与えることにより行われる。
【００１０】
本発明に係る被測定物の評価方法によれば、好ましくは、被測定物は基体に結合されている形態を採用することができる。この場合、上記した操作は、基体に一方向から圧縮力を加えて基体の被測定物に一方向から圧縮力を加えることにより、一方向と交差する方向に基体に引張力を与え、基体に与えられる引張力に伴い、基体を介して被測定物に対して引張力を与える形態を採用することができる。
【００１１】
このように被測定物に対して引張力を直接的に与えるのではなく、被測定物を保持する基体に引張力を与えることにより基体を介して被測定物に対して引張力を間接的に与えるため、被測定物のサイズが小さいときであっても、基体に保持されている被測定物に対して引張力を良好に与えることができる。
【００１２】
本発明に係る被測定物の評価方法によれば、好ましくは、被測定物のうち圧縮力が加えられる方向の延長線上に、被測定物の歪を測定する歪測定要素が設けられている形態を採用することができる。被測定物のうち当該延長線上の部位の引張力が大きくなり、被測定物のうち当該延長線上の部位が破断する頻度が高くなる。このため、被測定物のうち当該延長線上に歪ゲージ等の歪測定要素を設けておけば、被測定物が破断に至るまでにおける被測定物の歪（引張歪）を精度よく測定することができる。
【００１３】
本発明に係る被測定物の評価方法によれば、好ましくは、被測定物としては肉盛層、溶射層またはメッキ層などのコート層である形態を採用することができる。被測定物は密着強度の確保のため、ある程度の厚みを有することが望ましい。たとえば被測定物が肉盛層であれば、５μｍ以上が望ましい。被測定物の厚さの上限としては、使用するプレス装置等の圧縮力付与手段の圧縮能力に応じて適宜設定することができる。肉盛層としては高エネルギの付与により溶融凝固した層である形態を採用することができる。高エネルギとしては単位面積当たり高いエネルギを付与するものであり、高エネルギビーム、アーク、高周波誘導加熱等が挙げられる。高エネルギビームとしてはレーザビーム、電子ビームが挙げられる。レーザビームとしてはＣＯ2レーザビーム、ＹＡＧレーザビームが例示される。メッキ層としては無電解メッキ層、電気メッキ層が例示される。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１について図１及び図２を参照して説明する。本実施例は肉盛層で形成されている被測定物１を簡易迅速に評価する方法である。肉盛層で形成されている被測定物１は、肉盛後において亀裂が発生することがある。このため肉盛層で形成されている被測定物１の靱性を迅速に評価することが要請されている。一般的には、靱性評価には引張試験等が行われるが、サイズ等の関係上、肉盛層から引張試験片を作製することは容易ではない。
【００１５】
まず、図１に示すように、金属製の基体２の表出面２０上に、肉盛粉末１０ｃを載せた肉盛粉末層１０を形成する。肉盛粉末層１０は一直線状に配置されている。基体２は金属製であり、殊に、アルミニウム合金（ＡＣ２Ｃ合金）で形成されているが、これに限定されるものではない。その後、高エネルギビームとしてのレーザビーム１５（ＣＯ2レーザビーム）を基体２の肉盛粉末層１０に矢印ＸＡ方向にスキャンして照射することにより、基体２の肉盛粉末層１０を溶融させる。レーザビーム１５が移動した後には、肉盛粉末層１０における溶融部分は冷却されて凝固する。このため溶融凝固層で形成した直線状の被測定物１が基体２の表出面２０上に形成される。この場合、被測定物１の表面が露出した状態で、溶融凝固層で形成された被測定物１が基体２の表出面２０上に一体的に結合されている。被測定物１と基体２との結合強度は強固である。基体２の靱性は被測定物１よりも充分に大きい。
【００１６】
その後、図２に示すように、プレス装置等の圧縮力付与手段により基体２に一方向（矢印Ｙ１方向）から圧縮力Ｆ１を加える。ここで、一方向（矢印Ｙ１方向）は、被測定物１が延設されている方向に交差する方向である。この場合、圧縮力を加える方向（矢印Ｙ１方向）において、図２に示すように、被測定物１の両側には基体２の部位２ａ，２ｂが位置しており、部位２ａ，２ｂにより被測定物１が挟持されている。矢印Ｙ１方向は上下方向とすることができる。
【００１７】
上記したように基体２に一方向（矢印Ｙ１方向）から圧縮力Ｆ１を加えると、当該一方向と交差する方向（矢印Ｘ１方向,横方向）に沿って基体２に引張力Ｆ２が与えられる。基体２は所要のポアソン比（縦歪と横歪との比）を有するためである。このように基体２に与えられる引張力Ｆ２に伴い、基体２の被測定物１に長さ方向（矢印Ｘ１方向）において被測定物１に対して引張力Ｆ３が与えられる。換言すると、圧縮力Ｆ１により、基体２を介して被測定物１に引張力Ｆ３が間接的に与えられる。引張力Ｆ３の方向は被測定物１の長さ方向に沿っている。
【００１８】
上記のように本実施例によれば、被測定物１に対して直接的に引張力を与えるのではなく、基体２に圧縮力Ｆ１を与えることにより基体２に引張力Ｆ２を与え、これにより基体２に保持されている被測定物１に対して間接的に引張力Ｆ３を与える。このため、被測定物１の幅サイズ及び長さサイズが小さいときであっても、被測定物１に対して引張力Ｆ３を与えて、被測定物１の引張試験（破壊試験）を行うことができる。これにより被測定物１の靱性等の機械的性質を評価することができる。
【００１９】
なお、被測定物１に対して引張力Ｆ３が与えられて被測定物１が破断するとき、引張力Ｆ３は、被測定物１のうち前記した圧縮力Ｆ１の延長線Ｐ上に該当する部位で最も大きいと考えられる。このため被測定物１が破断するとき、被測定物１の破断箇所は前記した圧縮力Ｆ１の延長線Ｐ上となる頻度が高い。
【実施例２】
【００２０】
本発明の実施例２について図３を参照して説明する。実施例２は実施例１と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。前述したように被測定物１が破断するとき、被測定物１の破断箇所ＭＡ（図３参照）は前記した圧縮力Ｆ１の延長線Ｐ上となる頻度が高い。
【００２１】
この点について本実施例によれば、被測定物１のうち圧縮力Ｆ１が加えられる方向の延長線Ｐ上に、被測定物１が引張変形するとき、被測定物１の歪量を測定する歪測定要素としての歪ゲージ４が設けられている。このように被測定物１のうち当該延長線Ｐ上に歪ゲージ４を設けておけば、基体２に保持されている被測定物１が破断する瞬間の被測定物１の歪量（引張歪量）を歪ゲージ４により精度よく測定することができる。これにより被測定物１の靱性等の機械的性質を精度よく測定することができる。
【実施例３】
【００２２】
本発明の実施例３について図４を参照して説明する。実施例３は実施例１と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、図４に示すように、アルミニウム合金で形成された１次試験片７の表出面２０に肉盛層からなる被測定物１を肉盛した。肉盛層からなる被測定物１は、高エネルギビームであるレーザビーム１５を肉盛粉末層に照射して溶融させた後に凝固させることにより形成されており、厚みが１ミリメートル、幅が５ミリメートルである。その後、切断線７ａ，７ｃに沿って１次試験片７を切断する。これにより被測定物１を基体２の表出面２０に肉盛した試験片８を形成する。
【００２３】
図５に示すように、本試験方法に使用される試験治具６は、金属製の凸形状の第１圧縮付与部６１を有する腕部６３と、第２圧縮付与部６２を有する腕部６４とを有する。第１圧縮付与部６１及び第２圧縮付与部６２は、所定の間隔を隔てて互いに上下で対向するように突出する。
【００２４】
腕部６４には、腕部６３，６４の上下方向の動作を案内するシャフト状の案内部材６６が立設されている。圧縮力が加わったとき、案内部材６６は腕部６３の軸受６７により円滑に案内される。案内部材６６にはリターン用のバネ部材６５が配置されている。バネ部材６５のバネ力により、腕部６３，６４が所定距離離間しており、腕部６３，６４間において被測定物１を設置することができる。なお、案内部材６６は腕部６３に設けられていても良い。軸受６７は腕部６４に設けられていても良い。
【００２５】
図５に示すように、第１圧縮付与部６１及び第２圧縮付与部６２の間に試験片８を配置する。この場合、図５に示すように、第１圧縮付与部６１,試験片８の基体２の部位２ａ，被測定物１、基体２の部位２ｂ，第２圧縮付与部６２が順に位置している。第１圧縮付与部６１と第２圧縮付与部６２との間に位置するように、歪ゲージ４を試験片８の被測定物１の表面に配置する。
【００２６】
この状態で試験治具６はプレス装置にセットされている。プレス装置を駆動させることにより、第１圧縮付与部６１の第１加圧面６１ｘと第２圧縮付与部６２の第２加圧面６２ｘとが違いに接近するように、試験治具６を加圧する。これにより試験片８の基体２に圧縮力Ｆ１を与える。本実施例においても、圧縮力を加える方向において、被測定物１の両側には基体２の部位２ａ，２ｂが位置しており、部位２ａ,２ｂにより被測定物１が挟持されている。
【００２７】
上記したように試験治具６に搭載された基体２に一方向（矢印Ｙ１方向）から圧縮力Ｆ１を加えると、当該一方向と交差する方向（矢印Ｘ１方向）に基体２の部位に引張力Ｆ２が与えられる。このように基体２に与えられる引張力Ｆ２に伴い、実施例１と同様に、基体２の被測定物１にこれの長さ方向（矢印Ｘ１方向）において被測定物１に対して引張力Ｆ３が間接的に与えられる。
【００２８】
上記したように基体２を介して被測定物１に引張力Ｆ３を間接的に与えるため、被測定物１の幅サイズ及び長さサイズが小さいときであっても、基体２に保持されている被測定物１に引張力Ｆ３を与えて、被測定物１を破断させ、被測定物１に対して割れ感受性の評価試験を行うことができる。
【００２９】
被測定物１は肉盛層であり、銅系とされている。その基本組成は、例えば、重量比で、１６％ニッケル、８％コバルト、７％モリブデン、６％鉄、２％クロム、３％シリコン、残部実質的に銅である。但し被測定物１の組成はこれに限定されるものではない。
【実施例４】
【００３０】
本発明の実施例４について図６を参照して説明する。実施例４は実施例１と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、被測定物１Ｃは、飛翔する溶融状態または半溶融状態の溶射材料を基体２の表出面２０に衝突させることにより形成された溶射層で構成されている。この場合、溶射層で形成された被測定物１Ｃの割れ感受性等の評価を行うことができる。
【実施例５】
【００３１】
本発明の実施例５について図７を参照して説明する。実施例５は実施例１と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、基体２の表出面２０は粗面化されており、微小の凹凸２０ｘを有する。故に、被測定物１Ｄの製造過程等の影響により、被測定物１Ｄと基体２との境界域の結合強度が充分でないときであっても、被測定物１Ｄと基体２との境界域における結合性を向上させることができ、このため基体２に作用する引張力を被測定物１Ｄの引張力として良好に被測定物１Ｄに伝達させることができる。
【００３２】
（その他)
その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更して実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は肉盛層、溶射層、メッキ層等のコート層に代表される被測定物の割れ性、材質を評価する方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係り、レーザビームの照射により被測定物を形成している過程を模式的に示す断面図である。
【図２】実施例１に係り、基体に保持されている被測定物を試験している状態を模式的に示す側面図である。
【図３】実施例２に係り、基体に保持されている被測定物を試験している状態を示す斜視図である。
【図４】１次試験片の表出面に肉盛層からなる被測定物を肉盛している状態を模式的に示す斜視図である。
【図５】被測定物がセットされている試験治具で試験を行っている状態を模式的に示す正面図である。
【図６】実施例４に係り、試験片の断面図である。
【図７】実施例５に係り、試験片の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
図中、１は被測定物、２は基体、４は歪ゲージ（歪測定要素）、６は試験治具、６１は第１圧縮付与部、６２は第２圧縮付与部を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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