マグネシウム合金鋳造品の凝固組織微細化技術の確立

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11225211
• 研究機関: 千葉工業大学
• 研究代表者: 茂木 徹一 千葉工業大学, 工学部, 教授 (00083824)
• 研究分担者: 田村 洋介 千葉工業大学, 工学部, 助手 (40316807) ; 佐藤 英一郎 千葉工業大学, 工学部, 教授 (60083820)
• キーワード: マグネシウム合金 / セミソリッド / 連続鋳造 / 鋳造組織 / ビレット / チクソキャスティング / 結晶粒微細化 / 高圧鋳造

研究概要

マグネシウム合金の凝固組織を均一微細にするために、合金のセミソリッドスラリーをきわめて簡単に作製する技術を開発し、それを直ちに鋳造する技術および一旦凝固させて再加熱により、半溶融状態で加工するための素材ビレットを連続鋳造で作製する技術を開発した。すなわち前者は、傾斜冷却板という一定温度に水冷した銅製の樋状の冷却帯上に溶融マグネシウム合金を流下させて、初晶マグネシウムを晶出させてセミソリッドスラリーを作り、下方に設置した鋳型に直接鋳造または高圧鋳造機にて圧力鋳造する技術である。また後者は、傾斜冷却板を流下して作ったセミソリッドスラリーを特別設計・製作した水平式連続鋳造機を用いて、AZ91合金を直径40mm、長さ1mのビレットに作製する技術を開発した。傾斜冷却板への流下する温度は615℃が最もよく、傾斜冷却板の長さは200mm、角度は45°が最適であった。
また得られたビレットをチクソキャスティングするために、最適加熱温度を調べた結果、570〜580℃が粒子形状および大きさとも最適であり、流動性の大きいスラリーであることが確認できた。
さらに、AZ系合金中に不純物のFeおよびMnが鋳造組織の微細化に影響することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 灰谷直, 田村洋介, 茂木徹一, 河野紀雄, 佐藤英一郎: "高純度Mg-9%Al合金鋳塊の結晶粒微細化機構と結晶粒径に及ぼす微量FeおよびMnの影響"軽金属. 51巻8号. 403-408 (2001)
• [文献書誌] 茂木徹一, 矢野英治, 西川直樹: "New Casting Process of Semisolid Mg-Al-Zn Alloy"Proceedings of International Conference of THERMEC 2001. 129-135 (2001)
• [文献書誌] 茂木徹一, 矢野英治, 西川直樹: "New Semisolid Process of Magnesium Alloys"Proceedings of 2nd International Conference of Light Materials for Transportation Systems. 1巻. 185-190 (2001)
• [文献書誌] 矢野英治, 田村洋介, 茂木徹一, 佐藤英一郎: "AZ91マグネシウム合金の結晶粒微細化に及ぼす炭素粉末添加効果"軽金属. 51巻11号. 599-603 (2001)