本紹介資料は、[Hindawi Publishing Corporation] が発行した [“Experimental and Theoretical Studies on the Effect of Die Temperature on the Quality of the Products in High-Pressure Die-Casting Process”] 論文の研究内容です。 1. 概要: 2. 要約 A380 合金の高圧ダイカストにおける金型温度は、実験的観察と数値シミュレーションによって最適化されました。非常に複雑な形状を持つラダーフレーム (新しいモーター EF7 の一部) が実験サンプルとして選択されました。良好な部品を製造するために、金型温度と溶湯温度を調査しました。初期段階と最終充填位置での金型温度を測定し、これらの値の差を計算しました。ProCAST ソフトウェアを使用して部品の流体流れと凝固段階をシミュレーションし、その結果は実験測定によって検証されました。この合金に適した金型温度は 200°C 以上であることが示されました。 3. 研究背景: 研究テーマの背景: 高圧ダイカスト (HPDC) は、特に自動車産業において、高い寸法精度と生産性を持つ部品を製造するために広く使用されている製造プロセスです [1-7]。 先行研究の現状: 以前の研究は、プロセスパラメータの最適化 [14-16]、充填と凝固のシミュレーション [10, 11, 12]、プロセスパラメータが欠陥に及ぼす影響の研究 [6, 7, 8, 9,
この紹介論文は、Elsevierが発行した論文「Increasing the conductivity of aluminium high-pressure die casting alloy AlSi9Cu3Fe (226D) by Sr modification of eutectic and intermetallic phases」の研究内容をまとめたものです。 1. 概要: 2. 概要 高圧ダイカスト合金は現在、優れた鋳造性と要求される部品の機械的特性を満たすように最適化されています。一般的に、これらの合金の導電率は、機械的特性と鋳造性を改善するための努力によって低下します。モビリティおよび通信分野の新しいコンポーネントは、導電率が向上した合金を必要としています。この研究の焦点は、高圧ダイカスト合金AlSi9Cu3Feの導電率および機械的特性に対する改質の影響を評価することです。ハイスループット研究のために、実験室規模で高圧ダイカストの微細構造を模倣する真空アシスト機能を備えた新しいCuダイ設計が使用されました。Si相および金属間化合物の形態と分布の改質を組み合わせることで、合金の特性に総合的に影響を与えます。改質の程度は、存在する合金元素およびSr含有量レベルに関連しています。導電率は10%以上向上します。 3. 研究背景: 研究テーマの背景: アルミニウムは、気候保護、持続可能な生産、低排出製品の観点から、構造および機能コンポーネントとしてますます重要になっています[1,2]。高い熱伝導率および電気伝導率、良好な密度対強度比、優れた鋳造性は、Al鋳造合金にとって非常に重要です[3-5]。自動車工学における電動化の進展と他の分野における要求の高まりは、増大する重量および熱要件を満たすためにAl鋳造の革新を推進しています[6-8]。 先行研究の現状: 広く使用されているHPDC合金AlSi9Cu3(Fe) (226D)は、高いケイ素含有量と合金元素のため、純粋なAl(180-210 W/mK [9], 34 MS/m [9])よりも低い熱伝導率(110-120 W/mK [9], 13-17 MS/m [9])を持っています[9]。導電率は、組成、微細構造、欠陥に依存します[4,7,9,10]。Stadler et al. [11]は、Al-Si鋳物の電気伝導率と熱伝導率の間に線形相関があることを示しました。化学的改質剤は、Al鋳造合金の微細構造を変化させることができます[12]。Sr、Na、Ca、Sbなどの改質剤は、共晶ケイ素の形態を変化させることができます[12-14]。Sr改質メカニズムは広く研究されてきました[12,15-18]。Timpel et al. [17,19]は、改質が2種類のSr-Al-Si共偏析に基づいていることを示しました。Al-Si合金にSrを添加すると、共晶Si構造を改質することにより電気伝導率と熱伝導率を大幅に向上させることができ[6,8,10,20-22]、これはケイ素相の投影面積の減少に起因します[8,10,20,22]。 研究の必要性: Sanna et al. [5]とSamuel et al. [23]は、Sr添加が金属間化合物にも影響を与えることを観察しました。しかし、これらの変化は、Zhang
この紹介論文は、Université Bordeaux I によって出版された論文「Influence of Alumina (Al2O3) and Titanium Diboride (TiB2) nanoparticulates on the microstructure and properties of Al Si9 Cu3 Fe1 alloys for high pressure die casting applications」の研究内容です。 1. 概要: 2. 要旨 この研究の主目的は、高圧ダイカストとして知られる加圧プロセスによって処理されたアルミニウム鋳造合金の特性と物理的特徴に及ぼすTiB2およびAl2O3ナノ粒子（最大1wt％）の影響を研究することです。[Page 3] 3. 研究背景: 研究テーマの背景: 従来の研究状況: 研究の必要性: 4. 研究目的と研究課題: 研究目的: 主要な研究: 5. 研究方法 6. 主要な研究結果: 主要な研究結果と提示されたデータ分析: 図表名リスト: 7. 結論: 主要な調査結果の要約: 研究結果の要約、研究の学術的意義、研究の実用的意義 8.
This paper introduction was written based on the ‘Improving Die Casting Melt Quality and Casting Results with Melt Quality Analysis and Filtration’ published by ‘Proceedings, 4th International Conference on Molten Aluminum Processing, AFS’. 1. 概要: 2. 概要または序論 概要 自動車用途におけるアルミニウム鋳物の使用は、著しいペースで拡大し続けています。大量生産の要求は、高圧、低圧、永久金型、精密砂型鋳造プロセスによって満たされています。これらの用途に対する技術的要件は、アルミニウム合金溶湯の状態に始まる、高度な鋳造健全性を要求しています。 本論文では、特に介在物に関する溶湯品質の清浄度を評価するためのいくつかの現場および実験室的方法、ならびにボンド粒子フィルターを用いた持続使用型炉内ろ過システムから得られる利点について紹介します。 ボンド粒子ろ過を利用することで、機械加工不良の削減、表面仕上げの向上、伸びの増加、リーカーの減少、および全体的なスクラップ削減において、最小限のコスト、労力、リスクで大幅な改善が可能です。 序論 アルミニウム鋳造の生産量とプロセス技術の成長は、過去10年間で非常に著しいものでした。エンジン部品、構造部品、ホイール、その他の機能部品への自動車用途の拡大は、この成長の主要な要因です。このような鋳物のより高い特性要求は、より厳格な金属清浄度管理、すなわち多孔性/微細孔隙率を最小限に抑えるための介在物と水素含有量の管理を可能にする優れた金属品質と溶湯処理プロセスを要求してきました。清浄な金属を製造するための溶湯処理には、フラックス処理および/またはフラックス注入、脱ガス、ろ過が含まれます。ろ過プロセスは現在、事実上すべてのアルミニウム形状鋳造作業で採用されています。期待され、達成される典型的な利点には、（1）鋳造プロセス中の金属流動性と湯回り性の向上、（2）鋳造特性の向上、（3）被削性の向上、（4）表面仕上げの向上、（5）スクラップおよび不良鋳物の全体的な削減が含まれます。 圧力ダイカスト、特定の重力ダイカストまたは永久金型プロセス、および大量の生砂または化学結合砂型鋳造プロセスでは、絶対的な注湯点、すなわち金型内ろ過を提供することは現実的ではありません。したがって、残された選択肢は、溶解/再溶解炉および鋳造炉に、可能な限り注湯点に近い位置にフィルターを設置することです。ボンド粒子フィルターは、ほとんどの場合、このような炉内用途に最適なフィルターとして登場しました（Neff、1995）。このフィルターは、溶融アルミニウム中で長期間にわたって劣化しない独自のセラミックバインダーで結合された炭化ケイ素の凝集体です。炭化ケイ素材料は、非常に耐久性があり、熱伝導性にも優れているため、長期間の連続使用に最適です。ボンド粒子フィルターの低い多孔性、内部構造の曲がりくねり、および介在物を捕捉および保持するバインダーシステムの親和性は、全体的な介在物除去効率を高めます。 一般的な構成には、鋳造炉または「ボックスフィルター」（図1b）の炉床とディップアウトウェルを分離する垂直ゲートフィルター（図1a）が含まれます。後者は、炉の形状と取鍋のサイズに合わせてさまざまな幾何学的形状とサイズに構成でき、より大きな表面積を提供するという利点があります。鋳造される金属は、保持炉またはるつぼ炉に設置されたフィルター容器の内部から自動取鍋または手動ディップされます。 3. 研究背景: 研究トピックの背景: アルミニウム鋳造業界、特に自動車用途では、大幅な成長を遂げてきました。この拡大は、高圧ダイカスト、低圧ダイカスト、永久金型鋳造、精密砂型鋳造などのプロセスを使用した複雑な部品の大量生産の需要によって推進されています。これらの用途に対する技術的要件は、アルミニウム合金溶湯の品質に根本的に依存する、優れた鋳造健全性を必要としています。高い鋳造健全性を達成するには、特に溶湯の清浄度に関して、溶湯状態を綿密に管理する必要があります。 既存研究の現状: フラックス処理、脱ガス、ろ過などの溶湯処理プロセスは、清浄なアルミニウム溶湯を製造するために不可欠です。特にろ過は、事実上すべてのアルミニウム形状鋳造作業における標準的な慣行となっています。ボンド粒子フィルターは、炉内ろ過用途に最適な技術となっています。独自のセラミックバインダーで結合された炭化ケイ素凝集体で構成されるこれらのフィルターは、溶融アルミニウム中での劣化に対する耐性を提供し、持続的かつ継続的な使用のために設計されています。低い多孔性や曲がりくねりなどの構造的特徴と、バインダーの介在物親和性と相まって、介在物除去効率の向上に貢献しています。 研究の必要性: ろ過が広く採用されている一方で、その有効性と結果として得られる溶湯品質の向上を定量化することは依然として重要です。ダイカストメーカーは、巨視的な観察を超えて、ろ過性能を評価する方法を必要としています。生産規模の実験と継続的な生産環境の両方で、ボンド粒子ろ過によって達成された溶湯清浄度の向上を評価するために、定量的および半定量的な手法が必要です。この評価は、鋳造プロセスを最適化し、欠陥を削減し、ダイカスト部品の全体的な品質を向上させるために不可欠です。 4. 研究目的と研究課題:
This paper introduction was written based on the ‘High Pressure Die Casting of Aluminium and Magnesium Alloys – Grain Structure and Segregation Characteristics’ published by ‘Norwegian University of Science and Technology (NTNU)’. 1. 概要: 2. 抄録または序論 コールドチャンバー高圧ダイカスト（HPDC）は、複雑なニアネットシェイプのアルミニウムおよびマグネシウム合金鋳物の製造における重要な商業プロセスです。本論文で提示された研究は、このタイプの鋳造における微細構造形成の調査を目的としています。プロセスと合金に関連する凝固特性は、結晶粒と欠陥の形成を制御します。これは、鋳物の機械的特性に大きな影響を与えます。 調査は主にAM60マグネシウム合金とA356アルミニウム合金を使用して実施されました。コールドチャンバーHPDC法と重力ダイカスト法の2つの異なる鋳造方法が使用され、異なる流れと凝固条件を可能にしました。鋳物中の微細構造は、光学顕微鏡、画像解析、走査型電子顕微鏡、電子後方散乱回折測定、および電子プローブマイクロアナリシスを使用して調査されました。 HPDC実験では、ショットスリーブの凝固条件は、主に注湯時の溶融金属の過熱度を変化させることによって調査されました。これは、鋳物中の微細構造に大きな影響を与えました。外部凝固結晶（ESC）の割合は、AM60とA356ダイカストの両方で、ゲート付近で一貫して最大であることがわかりました。これは、固有のショットスリーブ凝固条件とプランジャーの動きによって設定された流れに起因すると考えられます。過熱度を上げると、鋳物中のESCの割合が減少しました。さらに、高い過熱度は、AM60とA356鋳物の両方で、樹枝状/伸長した幹の形態を持つESCを与え、低い過熱度は、より粗く、より球状のESCを生成しました。ESCは通常、ダイカストのゲートから遠く離れた断面の中央領域に向かって偏析しました。 AM60ダイカストの製造において、ショットスリーブ壁に薄い断熱コーティング層を適用すると、鋳物中のすべてのESCがほぼ除去されました。A356合金（およびショットスリーブコーティングなし）を使用した場合、（Tiを固溶させない状態で）ESCの割合が大幅に減少しましたが、AlTi5B1結晶粒微細化剤の添加は、ESCの割合の増加と鋳物中の結晶粒径の大幅な微細化を誘導しました。AlTi5B1結晶粒微細化剤をA356合金に添加すると、球状ESCの形成が促進されました。 制御された実験室レベルの重力ダイカスト実験では、典型的なHPDC微細構造が、半凝固金属を鋼製ダイに注湯することによって作成されました。ESCは、最大充填（ESCの割合〜35〜40％）に達するまで、流れの間に中央領域に偏析/移動することがわかりました。偏析の程度は、ESCの割合によって決定され、ダイ温度はESCの位置に影響を与えます。ESCの偏析は、揚力の結果として流れの間に発生すると説明されました。 縞状欠陥の形成も研究されました。縞の位置は、ダイ温度とESCの割合によって影響を受けました。縞の性質とその発生に基づいて、欠陥縞の形成に関する新しい理論が提案されました。流れの間、ダイ壁からの固体の分布は、3つの領域で構成されています。1）壁面の固体分率勾配。2）運搬する低固体分率領域（3）ESCのネットワーク。変形速度が樹枝状晶間の流速を超える臨界固体分率が存在します。誘導応力がネットワーク強度を超えると、変形は滑りによって発生し、その後に液体の流れが続きます。液体の流れは、凝固収縮、内部ESCネットワーク上の静水圧、および液体を引き込むギャップの形成によって引き起こされます。 3. 研究背景: 研究トピックの背景: 輸送産業、特に自動車産業は、堅牢な部品の開発において軽量材料を求めることを義務付けられています。したがって、アルミニウムおよびマグネシウム合金の世界的な生産量が増加しており、アルミニウムの消費量は、既存の一次金属の生産能力を同時に上回っています。したがって、リサイクルおよび燃料消費規制の要件を満たす統合機能を備えた軽量製品を提供できる、経済的に持続可能なプロセスを開発または発明する必要があります。高圧ダイカスト（HPDC）は、これらの要求に非常に適した方法です。 HPDCは、複雑で薄肉のニアネットシェイプ鋳物の製造のための、全自動、大容量、高生産性のプロセスであり、部品重量は数グラムから15kg以上まで及びます。従来はハウジングなどの製造に利用されてきましたが、これは変化しました。現在、実現可能な製品は、マグネシウム合金の自動車用フロントエンド構造およびインストルメントパネル、アルミニウム合金のBピラーです。しかし、HPDCが拡張された自動車用途で競争力を持ち、新しい市場セグメントにとって魅力的であるためには、耐衝撃性と疲労特性を改善し、プロセスと金属挙動の科学的な理解が必要です。 既存研究の状況: HPDCプロセスにおける金属挙動に関する研究は、多くの研究者によって行われてきました。数値モデリングと実験的研究は一般的に類似した構成的な金属挙動を明らかにしています。ショットスリーブ充填シミュレーションと主要な流れの特性は、図6 [32, 33]に示されており、主な流れの特性は次のとおりです。1）金属はプランジャー付近のショットスリーブ底部に衝突します。2）ショットスリーブの端まで流れ、次に後方に流れます。3）サージ波が注湯口に向かって後退します。4）さらに、金属はプランジャーに継続的に洗い流され、部分的にそこに蓄積します（図6aの上部にある速度スケールバーに注意してください）。サージ波は、金属の流れがフルード数[35]、Fr = v /（gh）1/2によって特徴付けられる油圧ジャンプ[34]に似ています。金属が充填中にどこに配置されるかを考慮することが重要です。図6b [33]に示すように、緑色の粒子は初期に溶融金属に浸漬され、主にダイ付近に配置されます。より「古い」赤色と黄色の粒子はプランジャー付近に残ります。
