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研究テーマ
エネルギー・環境ものづくり・製造技術
学科の分類
工学部機械工学科

高速ロールキャストしたADC12合金の板成形 ダイカスト用アルミニウム合金のアップグレードリサイクル

工学部

機械工学科

材料加工

羽賀俊雄 教授

共同研究者

越智秀
布施宏

国内で最も使用量が多いダイカスト用のアルミニウムダイカスト用合金であるADC12は，強度は高いが延性が低く，板成形には使用することは不可能である．ADC12がダイカスト以外にも使用できれば，リサイクルアルミニウム合金の使用範囲を拡大できると考えられる．ADC12の板成形について調査した例は見当たらない． 　本研究では，異径双ロールキャスターにより板に鋳造したADC12を使用して，板の成形性を確認した．ADC12の成分の中で延性（板の成形性）を低下させている元素についても調査した

異径双ロールキャスター

異径双ロールキャスターは，従来のアルミニウム合金用の双ロールキャスターと比較して20倍以上の高ロール周速で板の鋳造が可能であり，冷却速度は2倍以上に達する．共晶SiやFeを含む金属間化合物を微細化して延性を向上させることが可能である．

 

深絞り

ADC12は，板厚を0.5ｍｍと0.7ｍｍとした場合は，深絞りの限界絞比ＬＤＲが1.7であった．単純な形状の板成形であれば，ロールキャストしたADC12を使用できると考えられる

三本ロール曲げ

ロール径30mmの三本ロールを使用して厚さ1mmnの板から直径40mmのパイプを作成することができた．曲げ方向はは板幅方向である．曲げ方向が鋳造方向であれば細いパイプが作製できると考えられる．ロールキャストしたADC12板にはロールフォーミングが適しているかもしれない．

 

V曲げ

厚さ0.5mmのADC12板は，板幅方向であれば曲率半径10mm，鋳造方向であれば曲率半径1mmで曲げることができた．

 

深絞りへの添加元素の影響

ADC12の各添加元素の深絞りに対する影響を調査した．Siは10%と展伸材と比較すると５倍以上で格段に多いが，LDRを低させて鋳ない．Fe量は曲げ性を低下させる元素とされているが，LDRを低下させていない．CuがMgやZnとともに添加された場合にLDRが低下することが明らかになった．

機械的性質へのSiとFeの影響

SiやFeの量がが展伸材と比較して多いことがADC12などのダイカスト用アルミ合金の延性を低下させると考えられていた．しかし，SiやFeの量が展伸材より多いことがADC12の延性の低下に影響していないことが引張試験の結果より明らかである．

機械的性質へのCuの影響

ADC12においてCuの量が延性に強いさに及ぼす影響を調査した．規格ではADC12のCu量は1.5から3.5%であるがこの範囲では．伸びやLDRは低かった．Cuが0.5%以下になると伸びやLDRは改善することが明らかになった．

 

まとめ

異径双ロールキャスターで鋳造したADC12の板に焼きなまし，冷間圧，焼きなましを行った板において以下のことが明らかになった．

１．0.5から0.7 mmの厚さの板は深絞りにおいてLDRが1.7であった．

２．0.5 mmの厚さの板はR10以上であればV曲げが可能であった．

３．1ｍｍの厚さの板は，直径40 mmのパイプが3本ロール曲げ機で作製可能であった．

0.5～0.7 mmの厚さの板が成形には適していると考えられる．

　ADC12の深絞りに影響を与える元素について調査を行いいかのことが明らかになった．

４．SiとFeは，ADC12の低いLDRには，直接関係無いと考えられる．

５．CuがZnまたはMgとともに存在するとき，またはCu，Zn，Mgが存在するときにLDRは，低下した．

６．Cuの量が少なくなるほどLDRは大きくなる傾向があった．

研究者INFO: 工学部 機械工学科 材料加工 羽賀俊雄 教授

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