2016 Fiscal Year Research-status Report
急冷凝固法による高強度マグネシウム合金材料の創製と熱間鍛造性
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15K06522
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
渡利 久規 東京電機大学, 理工学部, 教授 (90210971)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽賀 俊雄 大阪工業大学, 工学部, 教授 (00212134)
鈴木 真由美 富山県立大学, 工学部, 准教授 (20292245)
山崎 敬則 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (80342476)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 急冷凝固 / 高濃度アルミミニウム含有マグネシウム合金 / 熱間鍛造 / 双ロールキャスティング / 連続鋳造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，地球環境を保護することを実現する環境にやさしい軽量化技術の開発を目指している．本研究課題では，急冷凝固法を用いて、市販されている材料よりも強度の高い高アルミニウム含有マグネシウム合金材料を創製し、この材料を熱間鍛造用の素材として利用することを実現することを目的として行ったものである
今年度（平成28年度）は、急冷凝固法を用いて以下の研究内容を実践し、これまで不明とされてきた以下の内容が明らかになってきている．さらに，実際に得られた鍛造用厚板素材に対して、熱間鍛造試験を行い、本研究において得られた高強度マグネシウム合金材料の熱間鍛造性に関して、一定の評価を行ったところ下記のような結果が得られている．
（１）Al11％－Zn1％－Mg合金素材,Al12％－Zn1％－Mg合金素材,Al13％－Zn1％－Mg合金素材,の三種類の素材に対して、鍛造用厚板素材を双ロール法によって製造実験したところ、接触弧長50mm、ロール周速度2.5m/minの場合に11mmの鍛造用素材を製造できることを確認した．（２）得られた鍛造用素材の結晶組織の観察のためEDSD解析を行ったところ、結晶粒径は、ロール表面近くで75μm,板材の中央部で40μmであった．また、粒界にはMg17Al12が不連続析出しているところも確認された．（３）得られた鍛造用厚板素材に対してサーボプレスを用いて、鍛造実験を行った．電子部品のヒートシンク状の部品を、鍛造温度420℃で鍛造し，高さ5mmmのピン形状部品の製造が可能であることを明らかにした．また、本実験ではサーボダイクッションによる背圧効果によって、鍛造部品のピンの高さを一定にそろえることができることを明らかにした．なお、サーボダイクッションによる背圧は最大荷重の１％程度であり，それほど大きな背圧でなくても成形には十分効果があることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は（平成28年度）は、急冷凝固法によって（１）三種類の高強度Mg合金を製造し、（２）製造された組織のＥＢＳＤ解析を行い（３）実際の熱間鍛造実験を行い、成形状態を調査すること、である．今年度は、計画に対して着実に各項目についての調査項目を明らかにしながら、その都度、国際会議での学会発表等を行ってきており、おおむね順調に進展しているといえる．得られた結果として次のような成果が得られている．
（１）Al11％－Zn1％－Mg合金素材,Al12％－Zn1％－Mg合金素材,Al13％－Zn1％－Mg合金素材,の三種類の素材に対して、鍛造用厚板素材（11mm程度）の鍛造用素材を製造できることを確認できたこと．（２）．（２）得られた鍛造用素材の結晶組織の観察のためEDSD解析を行い、結晶粒径は、ロール表面近くで75μm,板材の中央部で40μmで、微細になっていること、および、粒界にはMg17Al12が不連続析出しているところも確認されたこと．（３）実際に，得られた鍛造用厚板素材に対してサーボプレスを用いて、鍛造実験を行ったところ，電子部品のヒートシンク状の部品を、鍛造温度420℃で鍛造し，高さ5mmmのピン形状部品の製造が可能であることを証明できた．さらにこれまで不明であった、サーボダイクッションによる背圧効果によって、鍛造部品のピンの高さを一定にそろえることができることを明らかにした．なお、サーボダイクッションによる背圧は最大荷重の１％程度であり，それほど大きな背圧でなくても成形には十分効果があることが実際の熱間鍛造成形試験によって確認することができた．
これらの結果を踏まえて、最終年度である28年度は、さらに研究を進めていく予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、高アルミ含有マグネシウム合金板材を急冷凝固法によって製造し，得られた厚板素材をそのまま熱間鍛造用の素材として実用できるかどうかについて、実験的に調査してきた．今後は、これまでの結果を踏まえて、以下の点を中心に研究を進めて行く予定である．
（１）Al-Mn-Zn系の高アルミ含有マグネシウム合金素材の創製、およびそれらの材料学的、および力学的な特性の評価
（２）急冷凝固時に起こる不連続析出の状態、と、熱処理（溶体化，および時効処理）への影響調査
（３）Al-Mn-Zn系の高アルミ含有マグネシウム合金素材の熱間鍛造用素材への影響調査
上記の3点に絞って、最終年度は研究を推進していく方策である．
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| Causes of Carryover |
実験用の電気炉の故障によって、次年度に電気炉補修用の費用が不足する可能性が生じたため.
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に使用する必要の差額分については、故障した電気炉の修理用として使用する予定である．
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