2021 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of Improvement in Erosion Resistance of Aluminum Cast Iron to Aluminum Alloy Melt by Surface Oxidization
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18K04802
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
淺野 和典 近畿大学, 理工学部, 教授 (50268471)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 鋳鉄 / アルミニウム / 溶損 / 酸化物層 / 金型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低コストで優れた耐アルミニウム（Al）合金溶湯溶損性が期待できる金型材料として、Al添加鋳鉄に注目し、これに加熱処理を施して表面に耐溶損性に優れた酸化物層を生成させた試料について、その耐溶損性を明らかにすることを目的としている．
本年度の成果から、溶湯中のFe含有量と溶湯中に浸漬・撹拌した加熱処理鋳鉄試料の溶損時間の間に明確な関係は認められないことがわかった．いずれの溶湯中のFe含有量の場合も、鋳鉄表面の酸化物層と溶湯が反応し、MgAl2O4が界面に生成すること、また溶損の進行に伴い酸化物層が欠落した場所では、鋳鉄基地と溶湯の反応によりFe-Al系及びFe-Al-Si系化合物が界面に生成することがわかった．本研究における耐溶損性の評価では、溶湯撹拌によって鋳鉄試験片と溶湯の間に生じるせん断応力も耐溶損性に影響を及ぼすことが推察され、これらの要因が重なることで本結果につながったと考えた．
これまでに得られた結果から、Al鋳鉄は大気中で加熱処理することで表面に酸化物層を生成し、実用組成範囲のAl合金の溶湯に対してその耐溶損性を著しく向上させることが明らかとなった．溶湯中の主要元素のうち、Mgはその含有量が鋳鉄の溶損挙動に与える影響が大きく、Mgを含まない場合が溶損までの時間が最も長くなることがわかった．Al鋳鉄の溶損挙動は、溶湯との反応や酸化物の密着・剥離傾向、すなわち酸化物層の機械的・化学的安定性を合わせて考えることで説明できることが明らかとなった．溶湯中のFe含有量が鋳鉄の耐溶損性に及ぼす影響は先に述べたとおりであるが、Fe含有量が少ない溶湯を用いても加熱処理Al鋳鉄試験片への溶湯の焼付きは生じにくかったことから、本鋳鉄試料を金型材料として用いることにより、従来よりも少ないFe含有量の溶湯の鋳造が可能となる、すなわち高じん性なAl合金鋳物の金型鋳造が可能であることも示唆された．
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Research Products
(7 results)
