超音波キャビテーションに基づく超高圧ソノ凝固プロセスの開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360344
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属生産工学
• 研究機関: 豊田工業大学
• 研究代表者: 恒川 好樹 豊田工業大学, 工学部, 教授 (50148350)
• 研究分担者: 奥宮 正洋 豊田工業大学, 工学部, 准教授 (20177182) ; ワリード カリファ 豊田工業大学, 工学部, PD研究員 (30460611) ; セバスチャン グナポフスキー 豊田工業大学, 工学部, PD研究員 (20583280)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ソノ凝固 / 音響キャビテーション / 半溶融鋳造

研究概要

過共晶Al-Si合金溶湯に超音波を照射しながら凝固させる「ソノ凝固」では,音響キャビテーション自身が異質核となって初晶Siが微細化し,音響キャビテーションの崩壊に伴う超高圧場が非平衡・-Alの晶出核となるため,硬質の微細粒状初晶Siと粒状の非平衡・-Al相からなる特異なミクロ組織が形成される.過共晶Al-Si合金のソノ凝固プロセスとして,半溶融鋳造および連続鋳造の可能性を検討した結果,再加熱によって非平衡・-Alの一部は消滅するものの,残部・-Alは初晶Siとともに粗大化せず,形状付与後の構成相となる.

研究成果

• [雑誌論文] 超音波照射による連続鋳造マグネシウム合金ビレットの結晶粒微細化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木悠、恒川好樹、奥宮正洋、清水和紀
  • 雑誌名: 日本鋳造工学会誌 第83巻、第2号 ページ: 93-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ultrasonic Melt-Treatment on the Eutectic Silicon and Iron Intermetallic Phases in Al-Si Cast Alloys (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Khalifa, Y.Tsunekawa, M.Okumiya
  • 雑誌名: Materials Science Forum Vol.638-642 ページ: 431-436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonic Grain Refining Effects in A356 Al-Si Cast Alloy (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Khalifa, Y.Tsunekawa, M.Okumiya
  • 雑誌名: Transactions of the American Foundry Society Vol.118 ページ: 91-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波照射による過共晶Al-Si合金の初晶けい素微細化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福井雄太、恒川好樹、奥宮正洋
  • 雑誌名: 日本鋳造工学会誌 第82巻、第10号 ページ: 618-624
  • 査読あり
• [雑誌論文] Appearance of Non-Equilibrim・-Aluminum Grains in Hypereutectic Al-Si Alloy through Sono-Solidification (2010)
  • 著者名/発表者名: 恒川好樹, 田賀佳奈子, 福井雄太, 奥宮正洋
  • 雑誌名: Materials Science Forum Vols.638-642 ページ: 362-367
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleation with Collapse of Acoustic Cavitation in Molten Al-Si Alloys (2010)
  • 著者名/発表者名: 福井雄太, 恒川好樹, 奥宮正洋
  • 雑誌名: Advanced Materials Research Vols.89-91 ページ: 190-195
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波キャビテーションによるAl-18mass%Si合金での非平衡・-Al固溶体の晶出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田賀佳奈子、福井雄太、恒川好樹、奥宮正洋
  • 雑誌名: 日本鋳造工学会誌 第81巻、第10号 ページ: 469-474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonic Cavitation Treatment for Soldering on Zr-based Bulk Metallic Glass (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Tamura, Y.Tsunekawa, M.Okumiya, M.Hatakeyama
  • 雑誌名: Journal of Materials Processing Technology, (Elsevier) Vol.206 ページ: 322-327
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of ultrasonic melt treatment on microstructure of A356 aluminium cast alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Khalifa, Y.Tsunekawa, M.Okumiya
  • 雑誌名: International Journal Cast Metal Research Vol.21, No.1-4 ページ: 129-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Reheating to the Semisolid State on the Microstructure of the A356 Aluminum Alloy Produced by Ultrasonic Melt-Treatment (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Khalifa, Y.Tsunekawa, M.Okumiya
  • 雑誌名: Solid State Phenomena Vol.141-143 ページ: 499-504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hot-Dip Coating of Lead-free Aluminum on Steel Substrates with Ultrasonic Vibration (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsunekawa, S.Tamura, M.Okumiya, N.Ishihara
  • 雑誌名: J.Mater.Sci.Technol. Vol.24, No.1 ページ: 41-44
  • 査読あり
• [学会発表] Thixocasting with Ultrasonically Treated Al-Si Alloy Billets Containing Iron as Impurity-Sono-solidification in Al-Si Alloys- (2010)
  • 著者名/発表者名: 恒川好樹
  • 学会等名: KFS Annual Autumn Meeting
  • 発表場所: Incheon University, Korea
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] Crystallization of Non-equilibrium a-Aluminum and Primary Silicon with Acoustic Cavitation in Hypereutectic Al-Si Alloy (2010)
  • 著者名/発表者名: 恒川好樹, 田賀佳奈子, 福井雄太, 奥宮正洋
  • 学会等名: The 69th World Foundry Congress
  • 発表場所: 浙江省人民大会堂,Hangzhou, China
  • 年月日: 2010-10-18
• [学会発表] 超音波処理したAl-18wt%Si合金ビレットの半溶融遠心鋳造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮本侑典、恒川好樹、奥宮正洋
  • 学会等名: 日本鋳造工学会第157回全国講演大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-10-03
• [学会発表] Sono-Solidification in Hypereutectic Al-Si Alloy (2010)
  • 著者名/発表者名: 恒川好樹
  • 学会等名: ICAA12
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] アルミニウム合金のサステイナブル鋳造プロセス-超音波溶融処理Al-Si-Feビレットの半溶融鋳造- (2010)
  • 著者名/発表者名: 恒川好樹
  • 学会等名: 日本鋳造工学会ダイカスト研究部会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Improvement in Weltability by Ultrasound and Its Application to Cast Joining (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsunekawa, M.Okumiya, Y.Furukawa
  • 学会等名: CIMTEC2010
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] 超音波キャビテーションによるAl-18mass%合金での非平衡・-Al固溶体の晶出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田賀佳奈子、福井雄太、恒川好樹、奥宮正洋
  • 学会等名: 日本鋳造工学会第156回全国講演大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] Appearance of Non-Equilibrim・-Aluminum Grains in Hypereutectic Al-Si Alloy through Sono-Solidification (2009)
  • 著者名/発表者名: 恒川好樹
  • 学会等名: THERMEC' 2009
  • 発表場所: Technical University Berlin, Germany
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] Graphite Structure in Plasma Sprayed Coatings with Iron Powder and Suspension (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Iwata
  • 学会等名: The 3rd Asian Thermal Spray Conference
  • 発表場所: Shingapore
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] 超音波による半溶融鋳造用Al-Si-Feビレットのミクロ組織の改良 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本村隆寛
  • 学会等名: 日本鋳造工学会第153回全国講演大会
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 20081000
• [学会発表] Effect of Reheating to the Semisolid State on the Microstructure of the A356 Aluminum Alloy Produced by Ultrasonic Melt-Treatment (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Khalifa
  • 学会等名: The 10th International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites
  • 発表場所: Aachen, Germany
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Increase in Graphite Carbon in Plasma-sprayed Cast Iron Coatings Based on Flying Droplet Diagnostic (2008)
  • 著者名/発表者名: 恒川好樹
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference
  • 発表場所: Maastricht, The Netherlands
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] Effect of Ultrasonic Melt Treatment on the Microstructure of A356 Aluminum Cast Alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Khalifa
  • 学会等名: 10^<th> Asian Foundry Congress
  • 発表場所: ポートメッセなごや
  • 年月日: 20080500
• [学会発表] Al-Si合金の一方向凝固組織に及ぼす超音波の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福井雄太
  • 学会等名: 日本鋳造工学会第152回全国講演大会
  • 発表場所: ポートメッセなごや
  • 年月日: 20080500