半凝固加工法による鉄系高機能材料の成形

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350382
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 野村 宏之 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60023272)
• 研究分担者: 小林 慶三 独立行政法人産業技術総合研究所, 中部センター, 研究員 ; 滝田 光晴 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20163355)
• キーワード: 半凝固加工 / 鋳造 / 高機能鋳鉄 / ミクロ組織 / クーリングプレート / 湯流れ性 / 鋳型充てん / 鋳型転写性

研究概要

半凝固プロセスにより実鋳造試験および加圧を併用した新鋳造法(SSCP法)を開発し、プロセス特性と成形体の特性を調査した。以下主要な結果を述べる。
(1)鋳鉄半凝固プロセスの実用化試験
・機械撹拌方式よびクーリングプレートによる注湯のいずれを用いても、50kgの鋳物を鋳造することができた。クーリングプレート使用において欠陥発生が少ないことが確認できた。
・薄肉部への充てんについては、固相率が5%以内では3mm厚さのキャビティまで充てん可能であり、またそれ以上の固相率では10mmまでの厚さで鋳造可能であった。
・鋳物厚さによりミクロ組織は異なるが、基本的にすべての場所において粒状のオーステナイトが生成し、半凝固プロセス特有の組織が得られた。
(2)半凝固-加圧組合せプロセス(SSCP法)による高機能鋳鉄の開発
・欠陥レスの高機能鋳鉄を目指してSSCP法により金型鋳造品を成形した。これにより、注湯温度1300〜1400℃で残留気孔がない引張強度710〜800MPa、伸び2.5〜4.2%、ビッカース硬度530〜660という革新的鋳鉄が得られた。
・加圧により成形体の鋳型転写性が向上した。
・加圧により微細な黒鉛組織を現出させることができ、微細粒オーステナイトの生成との相乗効果によって高機能鋳鉄が創製できた。

研究成果

• [文献書誌] Nuchthana Poolthong, et al.: "Effect of heat treatment on microstructure, wear properties"Int.J.Cast Metals Res.. Vol.16, No.6. 573-578 (2003)
• [文献書誌] Nuchthana Poolthong, et al.: "Primary particle distribution in cast iron by semi-solid processing"Int.J.Cast Metals Res.. Vol.16, No.6. 566-572 (2003)
• [文献書誌] Nuchthana Poolthong, et al.: "Effect of Heat Treatment on Microstructure and Properties"Mater.Trans.. Vol.45, No.6(印刷中). (2004)
• [文献書誌] Muumbo Alex, et al.: "Casting of Semi-solid cast iron"Proceedings of the 8th Asian Foundry Congress. 791-801 (2003)
• [文献書誌] Muumbo Alex, et al.: "Mechanical properties and microstructure of semi-solid"Int.J.Cast Metals Res.. Vol.16, No.1-3. 359-364 (2003)
• [文献書誌] 滝田光晴ら: "アルミニウム合金の半凝固接合プロセス"鋳造工学. 75巻、6号. 385-390 (2003)