マグネシウムパイプの曲げ半径極小化を実現するねじり・ねじり戻し加工プロセスの開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06868
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: 古井 光明 東京工科大学, 工学部, 教授 (90262972)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 會田 哲夫 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (20283062)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ねじり・ねじり戻し加工 / マグネシウムパイプ / 温度 / 回転速度 / 回転角度 / 最適条件

Outline of Annual Research Achievements

環境調和性が高いプロセス制御型材料加工研究の一環として、ねじりのせん断を利用して曲げ半径が小さい高性能マグネシウムパイプを創製する、ねじり・ねじり戻し管材加工プロセスを開発することを目的として、変形や割れを伴うことなく、安定してマグネシウムパイプが成形できるねじり・ねじり戻し加工の最適条件を確立した。ねじり・ねじり戻し加工機に付属する六爪チャックを改良して、パイプ表面にダメージを与えないチャックを設計すると共に、パイプの内側に低融点合金の丸棒を挿入することによって、パイプのつぶれ変形を防ぐ手法を開発した。また、ねじり・ねじり戻しに要する回転トルクをモニタリングするため、回転側のチャックにトルクセンサーを取り付けた。ねじり・ねじり戻し加工のパラメーターの中で最も重要な温度，回転速度，回転角度を変化させ、AZ31Bマグネシウム合金パイプに対してパラメーターを組み合わせたねじり・ねじり戻し加工を実施した。パイプの表面状態やミクロ組織，硬さを測定した結果、安定したねじり・ねじり戻しが可能な温度393K，回転速度1rpm，回転角度360°の最適加工条件を見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成29年度はねじり・ねじり戻し管材加工プロセスの開発として、ねじり・ねじり戻し加工のパラメーターの最適化を目標に掲げた。研究計画調書の基盤C（一般）－3, 4ページに記載した平成29年度の研究計画・方法と照合した結果、この目標は概ね達成できたと考えられる。なお、チャックの改良やコア材の選定に時間を要したため、もう一種類の供試材であるAZ91Dマグネシウム合金パイプを用いた実験ができなかった。平成30年度に実施する予定である。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は微細・ランダム組織の形成メカニズムの解明と曲げ半径極小化，平成31年度ではパイプ特性の評価を通じて、微細でランダムなミクロ組織を作り込むための最適なねじり・ねじり戻し加工条件を確立し、製作したマグネシウム合金パイプの回転曲げ加工性，引張・疲労強度や硬度分布を明らかにする。加えて、結晶方位，結晶粒径および結晶粒形状のミクロ組織因子からねじり・ねじり戻し変形に伴うマグネシウムの特性向上のメカニズムを解明する予定である。

Causes of Carryover

次年度使用額18,008円は実験消耗品の手配ミスにより発生した繰越金である。この金額および平成30年度請求額は、次年度の微細・ランダム組織の形成メカニズムの解明と曲げ半径極小化の研究を実施するための消耗品に充てる。