Tag Archives: aluminum alloys

誘導電動機回転子のダイカスト時における品質評価

By user04/17/2025Aluminium-J, automotive-J, Copper-J, Technical Data-Jaluminum alloy, aluminum alloys, CAD, Computer simulation, Die casting, Efficiency, High pressure die casting, 金型, 금형, 해석

この紹介論文は、「韓国産学技術学会論文誌」によって発行された論文「誘導電動機回転子のダイカスト時における品質評価」に基づいています。 1. 概要 (Overview): 2. 抄録 (Abstract): 本研究では、産業現場で広く使用されている小型誘導電動機の回転子を生産工場でダイカスト(die casting)で製作する際のrotor core castの品質を評価するために、鋳造解析専用プログラムを用いて数値解析を行い、その結果を実験結果と比較して次のような結論を得た。第一に、誘導電動機回転子の高圧ダイカスト時に高速で射出されたアルミニウム溶湯の充填様相を経時的に評価した結果、溶湯は下部end ring部を先に充填し、水平に移動して上部end ring、core slot部を充填し、最終的にcore slot部で充填が完了する。第二に、mould内部での溶湯の充填様相を見ると、上部end ring、core slot部よりも下部end ring部で溶湯の流動による渦流が発生し、欠陥発生が予測され、現場の実験結果から下部end ring部の断面で大小多数の欠陥が発見された。第三に、ダイカスト作業で良好な品質の回転子を製作するためには、cast形状の変更や作業条件などの追加研究が必要であり、これについては今後報告する予定である。 3. 緒言 (Introduction): 誘導電動機は、産業現場で機械動力を生成するために広く使用されている。回転子(rotor)は、中心軸を中心に回転する部品である。誘導電動機用の回転子は、容量や使用目的に応じて種類が多様であり、しばしばrotor coreのslot部分に溶融アルミニウムを高圧のダイカスト(die casting)法で短時間で充填して製作される[1]。特に出力の低い小型誘導電動機の回転子は、生産工場でside gate typeのdie casting作業で製作されている。最近、cast品質に問題が発生していると現場から報告されており、これは電気効率の低下や高速回転時のunbalancing問題による騒音発生、追加の修正作業の必要性など、生産性向上の妨げとなっている。本研究は、現在のダイカスト作業条件下でのrotor end ring部分の品質を、解析的手法と実験的手法を用いて評価することを目的とする。 4. 研究の概要 (Summary of the study): 研究テーマの背景 (Background of the research topic): 小型誘導電動機の回転子は、一般的にダイカスト工程で製造される。しかし、鋳造されたアルミニウム部品の品質問題が懸念されており、これはモーターの性能（効率、騒音、不均衡による振動）に影響を与える可能性がある。先行研究の状況 (Status of previous research): 本論文は、ダイカストの一般的な内容[1]と高圧ダイカストにおける欠陥発生[2-4]を認識している。特定の応用分野である小型誘導電動機回転子のダイカストで報告されている問題を強調し、現在の生産条件下での品質に関する集中的な調査の必要性を示唆している。研究目的 (Purpose of the study): ダイカストで生産される小型誘導電動機回転子の鋳造品質を評価すること。具体的には、工程中の溶融アルミニウムの充填パターンを調査し、数値解析と実験的検証を通じてrotor

ホットプレス焼結プロセスによる水溶性複合塩中子の開発

By user04/17/2025Aluminium-J, automotive-J, Salt Core-J, Technical Data-Jaluminum alloy, aluminum alloys, CAD, Die casting, High pressure die casting, High pressure die casting (HPDC), Magnesium alloys, Microstructure, Salt Core, STEP, 금형

この紹介資料は、「[ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING]」に掲載された論文「[Development of Water-Soluble Composite Salt Sand Cores Made by a Hot-Pressed Sintering Process]」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録 (Abstract): 多種多様な水溶性中子は、内部にキャビティ、湾曲した流路、アンダーカットを持つ中空複合鋳物の成形に広く用いられている。中でも、無機塩の水溶液をバインダーとして添加して作られた中子は、水に対する溶解性に優れている。しかし、優れた崩壊性は、しばしば低い耐吸湿性を伴う。本研究では、砂、ベントナイト、複合塩の中子砂混合物をホットプレスおよび焼結することにより、適度な強度と耐吸湿性を備えた水溶性中子を調製し、T字管（tee tube）試験片を鋳造した。実験結果によると、KCl-K2CO3をバインダーとする中子は0.9 MPa以上の強度が得られ、相対湿度80±5%で6時間保持しても0.3 MPaを維持した。その後の焼結プロセスにより、ホットプレスされた中子の耐吸湿性を大幅に向上させることができた（相対湿度85±5%で24時間保管後0.6 MPa）。後処理によって調製された水溶性中子は、滑らかな内面を持ち気孔欠陥のないT字管鋳物を鋳造するために使用でき、中子の除去も容易であった。 3. 緒言 (Introduction): 水溶性中子は、鋳物の内面を形成するために、水溶性の塩を主原料[1-4]またはバインダー[5-7]として作られる部品である。その優れた水溶性の崩壊性と環境適合性により、特に自動車、衛生陶器、その他の製品の軽量化および一体化プロセスにおいて、複雑なキャビティや湾曲した流路を持つ鋳物を製造するための高圧ダイカスト法やその他の鋳造法（重力、低圧）で広く使用されている[8-11]。一般に、ダイカスト用の水溶性中子には高い強度が要求されるため、主に塩溶融物を鋳造する方法で作られる。しかし、溶湯の衝撃がはるかに小さい重力鋳造や低圧鋳造には、比較的低い強度の中子が適しており、加圧焼結やバインダー結合プロセスなど、さまざまな材料やプロセスを用いて水溶性中子を形成することができる。しかし、K2CO3結合中子[14]のように崩壊性に優れた多くの水溶性中子は、湿度の高い環境下での吸湿性のために直接使用することができず、その広範な応用が制限されている[15]。KClをバインダーとして使用すると耐湿性は向上するが、溶解度が比較的低いため、より多くの水分を導入する必要があり、強度が低下したり、成形が困難になったりする可能性がある。本稿では、K2CO3の高い強度とKClの良好な耐湿性を活用することを目的として、低温でのホットプレス後に比較的高温で焼結するプロセスにより、KCl-K2CO3複合塩バインダーシステムを用いた水溶性砂中子の開発を探求する。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 水溶性中子は、複雑な内部形状（キャビティ、流路、アンダーカット）を持つ中空鋳物の製造に不可欠である。その主な利点は、水中での優れた崩壊性と環境適合性であり、様々な産業における軽量化用途に適している。しかし、一般的な課題は、良好な崩壊性と、保管および取り扱い中の吸湿に対する十分な耐性とのバランスをとることである。従来の研究状況: 従来の研究では、様々なタイプの水溶性中子が検討されてきた：研究目的: 本研究の目的は、2段階プロセス（低温ホットプレス後の高温焼結）を用いてKCl-K2CO3複合塩バインダーを使用した水溶性砂中子を開発することであった。目標は、単純なホットプレス中子と比較して大幅に改善された耐吸湿性を持ちながら、鋳造後に容易に除去できるよう良好な水溶性崩壊性を維持する、適度な強度の中子を得ることであった。中核研究内容: 本研究は、シリカ砂、ベントナイト、およびKClとK2CO3の複合バインダーを使用して水溶性砂中子を製造することを含んでいた。プロセスは、混合物をホットプレスした後、焼結ステップを経た。研究では、様々なパラメータが中子特性に及ぼす影響を体系的に調査した： 5. 研究方法論研究設計: 本研究では実験的アプローチを採用した。水溶性砂中子サンプル（「8」字型ドッグボーン形状）を、ホットプレス法に続いて焼結プロセスを用いて作製した。バインダー組成（KCl/K2CO3比率）、バインダー量、ベントナイト含有量、加熱温度/時間、焼結温度/時間などの主要なパラメータを体系的に変化させた。得られた中子の特性を測定し、分析した。最後に、実際の応用における中子の性能を検証するために鋳造試験を実施した。データ収集および分析方法: 研究テーマと範囲: 本研究は、ホットプレス焼結プロセスを用いたKCl-K2CO3複合塩システムで結合された水溶性中子の開発と特性評価に焦点を当てた。範囲には以下が含まれる： 6. 主要な結果: 主要な結果: 図の名称リスト (Figure Name List): 7.

DESIGN OF A NEW CASTING ALLOYS CONTAINING LI OR TI+ZR AND OPTIMIZATION OF ITS HEAT TREATMENT

By user04/14/2025Aluminium-J, Technical Data-Jaluminum alloy, aluminum alloys, Aluminum Casting, Applications, CAD, Die casting, High pressure die casting, High pressure die casting (HPDC), Microstructure, Salt Core, thermophysical properties

この紹介資料は、「[Journal/academic society of publication]」によって発行された論文「DESIGN OF A NEW CASTING ALLOYS CONTAINING LI OR TI+ZR AND OPTIMIZATION OF ITS HEAT TREATMENT」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録 (Abstract): 本論文では、Al-Mg-Si系合金をベースに、Li添加による析出強化効果と、Ti+Zr添加による固溶体飽和および結晶粒微細化効果を目的とした新しい鋳造合金の設計を提案しました。AlMg5Si2Mn合金に1.0 wt.% Liを添加した合金、および0.1 wt.% Ti+0.1 wt.% Zrを添加した合金の永久鋳型鋳造による鋳放しおよび熱処理後の組織を、示差走査熱量測定(DSC)、微小硬さ測定、走査電子顕微鏡(SEM)、透過電子顕微鏡(TEM)、エネルギー分散型X線分析(EDS)を用いて調査しました。これらの合金の機械的特性は、最新の自動ボール圧痕(Automated Ball Indentation, ABI)法を用いて調査しました。この方法は標準引張試験と良好な一致を示し、試験された合金の硬さ、降伏応力、弾性係数を決定することが可能です。Liの添加は(Al)+(Mg2Si)共晶ラメラを薄くし、ラメラ間隔を大きくする改質効果を引き起こすことが観察されました。Ti+Zrの添加は共晶形態を変えませんが、α-Alデンドライトのサイズを強く減少させ、また初晶Mg2Si結晶の核生成粒子を生成します。研究対象合金を570℃で均質化処理するとMg2Siラメラが分解し、このプロセスは30分で板状ラメラを微細な球状に変態させます。LiおよびTi+Zr含有合金の両方で、硬さおよび微小硬さが同時に低下することが確認されました。さらなる加熱は硬さに顕著な変化をもたらしません。人工時効は硬さおよび微小硬さの増加につながります。得られた結果は、AlMg5Si2Mnの熱処理が、LiおよびTi+Zrによる析出硬化および固溶強化効果を助け、その機械的特性を改善することを示しました。 3. 緒言 (Introduction): 自動車および航空宇宙産業は、年々、軽量構造物製造のための新しい合金開発に強い関心を示しています。この文脈において、Al-Mg-Si系合金は、展伸材合金(6061, 6005など)を用いたシートや押出部品の製造、およびAlMg5Si2Mn合金を用いた薄肉鋳造のための有望な候補と考えられています。今日、Al-Mg-Si鋳造合金は、良好な耐食性、溶接性、高い表面仕上げ、そして特に良好な機械的特性を有することが確立されています。AlMg5Si2Mn合金への追加合金元素添加および熱処理を考慮すると、Cu, Zn, Cr, Ti, Zr, Sc+Zr, Liの添加および熱処理による機械的特性改善の可能性に関するデータは、かなり限定的であり、議論の余地があります[1-4]。Lenczowski[1]によると、T5状態のSc+Zr含有AlMg3Si1は、室温で270 MPa、250°Cで265 MPaの極限引張強さ(UTS)を示します。Petkowらの研究[2]からは、永久鋳型で鋳造されたAlMg5Si2Mn合金は、T6処理後に引張強さおよび極限引張強さがわずかに増加するものの、F調質状態で約2.5%であった破断伸びが人工時効後には1.4%に劇的に低下することがわかります。著者らのデータおよび文献情報[5]などによると、商用A356 T6のUTSは最大300 MPa、破断伸びは6.0%に達する可能性があります。A356に匹敵するのは永久鋳型鋳造AlMg5Si2Mn[6]であり、その極限引張強さは255～298 MPaの範囲で変動し、伸びは1.2～3.2%の範囲です。この伸びは、高圧ダイカスト(HPDC)されたAlMg5Si2Mn+0.2 wt.% Ti合金よりも一桁低く、この合金は鋳放し状態で15%に達することがあります[3]。Al-Mg-Si合金は時効硬化型合金のグループに属し、必要な特性の組み合わせを達成するために熱処理できることが知られています。しかし、最適な溶体化処理温度と時間、および人工時効の温度と時間はまだ確立されていません。熱処理と同様に、例えばLiやTi+Zrなどの元素をAlMg5Si2Mn合金に追加添加することが、組織形成と特性に及ぼす影響は、まだ十分に検討されていません。Fridlyanderらの初期の研究[7]からは、Al-CuまたはAl-Mg合金へのLi添加が、密度を低下させると同時に特性を大幅に向上させることができることは明らかです。近年、Al-Cu-LiおよびAl-Mg-Li展伸材合金の開発が大きく進展しました。しかし、まだ設計されたLi含有鋳造合金はありません。Li含有鋳造合金を設計するために、AlMg5Si2Mn鋳造合金をベース材料として使用することが提案されました。このアイデアは、AlMg5Si2Mn合金中のα-Al固溶体の組成が2.4 wt.% Mg、(0.3 –

革新的セラミック中子を用いた高圧ダイカスト（HPDC）による自動車部品の実験的および数値的検討

By user04/14/2025Aluminium-J, automotive-J, Salt Core-J, Technical Data-Jaluminum alloy, aluminum alloys, ANOVA, AUTOMOTIVE Parts, CAD, Casting Technique, CFD, Die casting, Die Casting Congress, Draft, High pressure die casting, High pressure die casting (HPDC), Microstructure, Review, Salt Core, 자동차 산업

本紹介論文は、「Metals (MDPI)」により発行された論文「Experimental and Numerical Study of an Automotive Component Produced with Innovative Ceramic Core in High Pressure Die Casting (HPDC)」に基づいています。 1. 概要: 2. Abstract（要旨）: 軽量化と材料置換は、自動車産業におけるトレンドとして増加しています。高圧ダイカスト（HPDC）は、軽合金の大量生産における従来の鋳造技術であり、近年、複雑で薄肉形状の自動車部品など、重要部品の製造に広く応用されています。しかし、この手頃な技術の主な制約は、中空断面やアンダーカットを持つ部品の設計・実現が困難であることです。HPDCの競争力をさらに高める革新的な方法は、HPDCで使用される高圧に耐えうる新しい消失中子（ロストコア）を使用して、複雑なアンダーカット形状の部品を成形することです。本稿では、HPDCによる乗用車用アルミニウムクロスビームの製造における、革新的なセラミック消失中子の使用について調査します。まず、クロスビームの設計を改善し、技術的特徴を確認するために、プロセスおよび構造シミュレーションを実施しました。その結果に基づき、プロセスパラメータを選定し、いくつかのプロトタイプを製造して最終的に特性評価を行いました。これらの分析により、セラミック中子を用いたHPDCによる中空部品製造の実現可能性が実証されました。 3. Introduction（はじめに）: 自動車産業では、車両性能の向上、燃費削減、排出ガス低減のために、軽量部品の需要が高まっています。高圧ダイカスト（HPDC）は、大量生産、低コスト、ニアネットシェイプのアルミニウム部品に適した競争力のある技術です。しかし、HPDCでは従来、複雑な中空断面やアンダーカットを持つ部品の製造が困難でした。これらは通常、金属性の可動中子を必要とし、重力鋳造で使用される消失中子と比較して設計の自由度が制限されます。HPDCの高い圧力と流速に対応できる消失中子は、この制限を克服するために必要とされています。HPDC用の塩中子に関する研究は存在しますが、課題も残っています。本稿では、複雑形状と良好な公差を実現するために射出成形で作られ、HPDCの高圧（1000 bar超）に耐え、ガスを放出しない革新的なセラミック消失中子の使用を探求します。この研究は、これらのセラミック中子を用いたHPDCによる乗用車用アルミニウムクロスビームの再設計、製造、実現可能性の実証に焦点を当てており、従来の方法と比較して軽量化、ねじり剛性の向上、製造時間短縮などの利点を目指しています。 4. Summary of the study（研究概要）: Background of the research topic（研究背景）: 自動車分野における軽量化の推進は、アルミニウムなどの軽合金を有利にしています。HPDCは、その高い生産性と費用対効果から、これらの合金の主要な製造方法です。しかし、優れた重量比剛性を提供する複雑な中空部品の製造は、従来のHPDCでは困難です。これは、アンダーカットや内部キャビティを従来の方法（金属性中子）で組み込むことの難しさ、または従来の消失中子（砂、塩など）が高圧の射出圧力に対応できないためです。 Status of previous research（従来研究の状況）: 従来の研究では、鋳造プロセス用に様々な消耗型中子（砂、塩、金属、有機材料）が検討されてきました。塩中子はHPDC用途で注目されており、その強度やプロセスパラメータに関する研究が行われています。シリンダーブロックなどのHPDC部品に可溶性中子を使用するための特許も存在します。しかし、要求される強度とプロセスの信頼性を達成することは依然として課題です。射出成形によって製造されるセラミック中子は、良好な寸法公差、低い表面粗さ、鋳造中のガス放出がないといった利点を提供し、より高い機械的特性につながる可能性があります。浸出や高圧ウォータージェットなどの脱芯方法が存在しますが、複雑な内部キャビティから抵抗力のある中子を除去することは考慮が必要です。 Purpose of the study（研究目的）: 主な目的は、革新的なセラミック消失中子を用いたHPDCによる複雑な中空自動車部品（アルミニウム製乗用車クロスビーム）の製造の実現可能性を調査し、実証することでした。これには、部品の再設計、プロセスと構造性能のシミュレーション、プロトタイプの製造、そして中子と最終鋳造部品の両方の特性評価が含まれます。 Core study（研究核心）: この研究では、既存のオープンプロファイルアルミニウムクロスビーム（EN AC-43500合金）を、セラミック中子（Al2O3 +

高圧ダイカスト(HPDC)における革新的セラミックコアを用いて製造された自動車部品の実験的および数値的研究

本紹介資料は、「Metals (MDPI)」によって発行された論文「Experimental and Numerical Study of an Automotive Component Produced with Innovative Ceramic Core in High Pressure Die Casting (HPDC)」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 軽量化と材料置換は、自動車産業におけるトレンドとなっています。高圧ダイカスト(HPDC)は、軽合金の大量生産のための従来の鋳造技術であり、最近では複雑で薄肉形状の自動車部品など、重要部品の製造に広く応用されています。しかし、この手頃な技術の主な制約は、中空断面やアンダーカットを持つ部品の設計と実現が困難であることです。HPDCの競争力をさらに高める革新的な方法は、HPDCで使用される高圧に耐えることができる新しい消失コア（lost core）を使用して、複雑なアンダーカット形状の部品を成形することです。本論文では、HPDCによる乗用車用アルミニウムクロスメンバーの製造における革新的なセラミック消失コアの使用を調査します。まず、クロスメンバーの設計を改善し、技術的特徴を確認するために、プロセスおよび構造シミュレーションを実施しました。その結果に基づき、プロセスパラメータを選択し、最終的に特性評価を行うプロトタイプをいくつか製造しました。これらの分析は、セラミックコアを用いたHPDCによる中空部品の製造の実現可能性を示しています。 3. 緒言: 自動車産業では、車両性能の向上、燃費の削減、排出ガスの低減のために、軽量部品の需要が高まっています。高圧ダイカスト(HPDC)は、大量生産、低コスト、ニアネットシェイプのアルミニウム部品に適した競争力のある技術です。しかし、HPDCは従来、複雑な中空断面やアンダーカットを持つ部品の製造には課題がありました。これらはしばしば金属製の可動コアを必要とし、重力鋳造で使用される消失コアと比較して設計の自由度が制限されます。この制限を克服するためには、HPDCの高圧および高速流動に対応できる消失コアが必要です。HPDC用のソルトコアに関する研究は存在しますが、課題は残っています。本論文では、複雑な形状と良好な公差のために射出成形によって製造され、高いHPDC圧力（1000 bar以上）に耐え、ガスを放出しない革新的なセラミック消失コアの使用を探求します。この研究は、これらのセラミックコアを使用してHPDCで乗用車用アルミニウムクロスメンバーを再設計、製造し、その実現可能性を実証することに焦点を当てています。目標は、従来の方法と比較して、軽量化、ねじり剛性の向上、製造時間の短縮といった利点を達成することです。 4. 研究概要: 研究テーマの背景: 自動車分野における軽量化の推進は、アルミニウムのような軽合金を有利にしています。HPDCは、その高い生産性と費用対効果から、これらの合金の主要な製造方法です。しかし、重量比剛性に優れた複雑な中空部品は、従来のHPDC法（金属コア使用）ではアンダーカットや内部キャビティの組み込みが困難であるか、従来の消失コア（例：砂、塩）が高い射出圧力と互換性がないため、製造が困難です。先行研究の状況: 先行研究では、鋳造プロセス用に様々な消耗性コア（砂、塩、金属、有機材料）が検討されてきました。特にHPDC用途ではソルトコアが注目され、その強度やプロセスパラメータに関する研究が行われています。シリンダーブロックなどの部品にHPDCで可溶性コアを使用する特許も存在します。しかし、要求される強度とプロセスの信頼性を達成することは依然として課題です。射出成形によって製造されるセラミックコアは、良好な寸法公差、低い表面粗さ、鋳造中のガス放出がないといった潜在的な利点を提供し、より高い機械的特性をもたらす可能性があります。リーチングや高圧ウォータージェットのようなコア除去方法が存在しますが、複雑な内部キャビティから抵抗性のあるコアを除去することは考慮が必要です。研究目的: 主な目的は、革新的なセラミック消失コアを使用してHPDC法で複雑な中空自動車部品（アルミニウム製乗用車クロスメンバー）を製造することの実現可能性を調査し、実証することでした。これには、部品の再設計、プロセスと構造性能のシミュレーション、プロトタイプの製造、コアと最終鋳造部品の両方の特性評価が含まれます。コア研究内容: 本研究では、既存の開断面アルミニウムクロスメンバー（EN AC-43500合金）を、セラミックコア（Al2O3 + SiO2 + K2Oベース）を使用して閉断面ボックス形状に再設計しました。有限要素解析（FEA）を用いて、元の設計と修正された設計の構造性能（モード解析、座屈）を比較しました。計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、セラミックコアの熱特性を考慮して、両方の設計についてHPDCプロセス（充填、凝固、空気巻き込み）を分析しました。実験作業には、異なる焼結温度で製造されたセラミックコアの特性評価（密度、コア除去方法、3点曲げ試験による機械的特性）が含まれました。選択されたコアタイプを使用してHPDCプロトタイプを製造しました。最後に、鋳造されたプロトタイプは、微細構造解析（OM、SEM/EDS）およびビッカース微小硬さ試験によって特性評価されました。 5. 研究方法論研究設計: 本研究は、数値シミュレーションと実験的検証を組み合わせたアプローチを採用しました。既存の自動車クロスメンバー設計を、セラミックコアによって可能になる中空断面を組み込むように修正しました。元の開断面設計と新しい閉断面（ボックス）設計の間で比較分析（数値的および暗黙的な実験的）を行いました。研究は、部品再設計 -> 数値シミュレーション（構造FEAおよびプロセスCFD） -> セラミックコア材料の選択と特性評価 -> HPDCによるプロトタイプ製造

タグチ分析を用いた高圧ダイカストにおける鋳造欠陥の最小化

By user04/14/2025Aluminium-J, automotive-J, Copper-J, Salt Core-J, Technical Data-JAl-Si alloy, aluminum alloy, aluminum alloys, Aluminum Die casting, ANOVA, CAD, Die casting, Efficiency, High pressure die casting, High pressure die casting (HPDC), Microstructure, Permanent mold casting, Review, Sand casting, Taguchi method, 금형, 자동차 산업

本紹介資料は、「Scientia Iranica, Transactions B: Mechanical Engineering」に掲載された論文「Minimizing the casting defects in high-pressure die casting using Taguchi analysis」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録 (Abstract): 高圧ダイカスト（HPDC）は自動車産業における主要な生産プロセスの一つであり、幾何学的に複雑な非鉄鋳物を製造するために広く用いられています。HPDCで製造された製品の機械的強度と微細構造は、射出圧力、溶湯温度、1次および2次プランジャー速度、冷却温度などのいくつかのプロセスパラメータの変動によって変化します。これらのプロセスパラメータは鋳造品質に直接影響するため、プロセスの生産性を最大化し、ポロシティ（気孔）、ピンホール、ブローホールなどの鋳造欠陥を最小化するためには、それらの最適な組み合わせが必要です。そこで、この問題に取り組むため、本論文では実験計画法（DOE）とタグチ分析を組み合わせてパラメータを最適化することにより、HPDCプロセスにおける主要な鋳造欠陥であるポロシティを最小化するアプローチを提示します。得られた結果は、冷却時間、射出圧力、および2次プランジャー速度が応答因子（鋳造部品の密度）に大きな影響を与えることを示しました。さらに、178 barの射出圧力、665°Cの溶湯温度、5秒の冷却時間、210°Cの金型温度、0.20 m.s⁻¹の1次プランジャー速度、および6.0 m.s⁻¹の2次プランジャー速度を使用することにより、選択された部品のポロシティによる不良率が61%削減されたと結論付けられました。 3. はじめに (Introduction): 高圧ダイカスト（HPDC）は、自動車、通信、農業などの産業向けに、経済的で複雑な形状かつ寸法精度の高い非鉄金属部品（アルミニウムなど）を製造するために、最も重要かつ広く使用されている製造プロセスの一つです[1, 2]。自動車産業では、クラッチ、ギアボックス、サスペンション、ブレーキ部品、コネクティングロッドなど、幅広い部品の製造に使用されています[3]。一般的にHPDCでは、溶融金属が準備され、高圧下でスリーブを通って金型キャビティに強制的に注入され、凝固が起こるまで高圧下に保持されます。金属の凝固後、金型が解放され、鋳造品が取り出されます[6]。HPDCプロセスは、優れた部品生産、高い寸法精度、部品あたりの製造コスト削減をもたらします[4]。プロセスには多くの利点がありますが、最終的な鋳造品には依然としてポロシティ、ピンホール、ブローホール、収縮、介在物、リングクラックなどの欠陥が存在します[4, 5, 7]。これらの欠陥は、引張強度や疲労強度に直接影響を与えるだけでなく、鋳造部品の被削性や表面仕上げにも悪影響を及ぼします[5, 8-10]。HPDCによって製造される部品の品質は、射出圧力、溶湯温度、1次および2次プランジャー速度、鋳造圧力、冷却温度、金型冷却時間など、様々な制御パラメータに依存します[5, 11-13]。これらのパラメータはそれぞれ、完璧な凝固と鋳造欠陥のない部品を得るために最適値に設定する必要があります。これらの制御パラメータの中で、射出圧力はポロシティの主要な寄与因子であり、ポロシティの変化は金型キャビティ内の負圧と線形関係にあります[14-16]。さらに、不均一な冷却温度は収縮欠陥の形成を引き起こします[17]。注入温度、鋳造圧力、1次および2次プランジャー速度の変動は、鋳造部品の冶金学的特性と機械的強度を変化させます[18]。プランジャー速度とその動きは、ダイカストの最終品質において重要な役割を果たします。1次プランジャー速度は機械内のダイカストチャンバーの充填に関連し、2次プランジャー速度は金型キャビティの充填と相関しています[19]。A380合金を扱う際の冷却温度の変動により、熱処理プロセス中に通常、空気巻き込み欠陥が発生します[20]。充填中の凝固挙動は表面欠陥に非常に大きな影響を与えます。金型内の溶湯温度の低下率は表面欠陥の確率に影響し、固体表面層の厚さが増加するにつれて増加します[21]。同様に、金型温度はHPDCにおける製品の品質に影響を与え、最適範囲からの逸脱は鋳造欠陥を引き起こします[22, 23]。1次および2次プランジャープロファイルと速度は、アルミニウム合金の場合、鋳物の強度特性を低下させる上で重要な役割を果たします[19]。これらの理由から、最小限の欠陥で高品質の鋳物を生産するためには、異なるHPDCプロセス制御パラメータ（射出圧力、溶湯温度、1次および2次プランジャー速度、鋳造圧力、冷却温度、金型冷却時間）の組み合わせを最適化する必要があります。 4. 研究概要: 研究テーマの背景: HPDCは複雑な非鉄部品を大量生産するための重要なプロセスですが、製品の品質と性能を損なうポロシティなどの様々な鋳造欠陥が発生しやすいという課題があります。多数の相互作用するプロセスパラメータを制御することは不可欠ですが困難です。先行研究の状況: 先行研究では、シミュレーションや実験を通じて個々のHPDCパラメータの影響が調査されてきました。ファジィシステム、ニューラルネットワーク、および「Anycasting」などのソフトウェアシミュレーションを用いた手法が、ポロシティなどの欠陥を予測または最小化するために使用されてきました[25-28]。実験計画法（DOE）と組み合わせたタグチメソッドは、スクイズキャスティングや砂型鋳造など、様々な製造プロセスの最適化に適用されています[35-39]。しかし、実際の産業アプリケーションにおいて、複数の主要なHPDCパラメータを同時に最適化してポロシティ欠陥を最小化することに特化した、DOEとタグチ分析を用いた包括的な実験的アプローチは、あまり検討されていないことが確認されました。鋳造現場で用いられる従来の試行錯誤法は、しばしば非効率的でコストがかかります[29]。研究目的: 本研究は、特定の自動車部品（バイク用クランクケースLH）の工業的HPDCプロセスにおいて、主要な鋳造欠陥であるポロシティを最小化することを目的としました。これは、実験計画法（DOE）とタグチ分析を組み合わせて、6つの主要な制御可能なプロセスパラメータ（射出圧力、溶湯温度、金型冷却時間、金型温度、1次プランジャー速度、2次プランジャー速度）を最適化することによって達成されました。目標は、鋳造部品の密度を最大化することによりポロシティを低減し、全体的な製品品質と生産歩留まりを向上させる最適なパラメータの組み合わせを見つけることでした。研究の核心: 研究はバイク製造会社で実施されました。高い生産量と不良率のため、アルミニウムADC 12合金製のクランクケース左側（LH）部品が選定されました（Figure 1, Table 1, Table 2）。生産データ分析とパレート図（Table 3, Figure 3）により、ポロシティ/ピンホールが不良の主な原因として特定されました（Figure 2）。ポロシティの原因となる要因を特定するために特性要因図（Figure

最先端の金属鋳造技術の進歩：現状、課題、トレンド—パート II：新技術と再評価技術

By user04/12/2025Aluminium-J, Technical Data-Jaluminum alloy, aluminum alloys, Applications, CAD, Die casting, Efficiency, IGES, Magnesium alloys, Microstructure, Quality Control, Review, 금형

この論文概要は、Metal誌に掲載された論文「Advances in Metal Casting Technology: A Review of State of the Art, Challenges and Trends—Part II: Technologies New and Revived」に基づいています。 1. 概要: 2. 研究背景: 研究トピックの背景: 金属鋳造業界は、e-モビリティ、ギガキャスティング技術の出現、環境への配慮の高まりなど、市場と製品の変化によって変化を迫られています。パートIでは、これらの変化する市場と製品、境界条件について議論しました。パートIIでは、業界内の技術開発に焦点を当て、一般的なトレンドと課題への対応としての新技術と再評価技術について考察します。既存研究の現状: 金属鋳造技術は、Gartnerのハイプサイクルやコンドラチエフ波などの技術中心モデルや経済レベルの観察によって説明できるサイクルを経験しています。鋳造業界は、市場の変化や境界条件の変化に関連する影響を受けており、これらの影響はパートIで議論されています。研究の必要性: 金属鋳造技術は直線的に進化するのではなく、サイクルを経験します。新しいアイデア、市場ニーズ、特許の満了などが技術の再興を後押しする可能性があります。鋳造業界は、市場と境界条件の変化に関連する影響を受けており、新技術と再評価技術を議論し、今後の研究の方向性を示す必要があります。 3. 研究目的と研究課題: 研究目的: 本研究の目的は、金属鋳造業界における技術開発を調査し、新技術と再評価技術を議論することです。読者に今後の研究のための出発点を提供することを目的としています。主要な研究課題: 研究仮説: 本論文は概要レベルであり、特定の研究仮説は立てられていません。しかし、論文全体を通して、新技術と再評価技術が金属鋳造業界の将来にとって重要であるという暗黙の仮説が存在します。 4. 研究方法研究デザイン: 本研究は、金属鋳造技術の現状、課題、トレンドに関する文献レビューに基づいた解説記事です。パートIで議論された境界条件と対照的に、パートIIでは技術指向のアプローチを採用しています。データ収集方法: 本研究は、既存の文献、特に金属鋳造技術に関する学術論文、業界レポート、および専門家の意見に基づいて情報収集を行っています。図2は、Google ScholarとScopusからの半凝固鋳造技術に関する出版数を引用しています。分析方法: 本研究は、文献レビューに基づいて、金属鋳造技術の現状、課題、トレンドを記述的に分析しています。技術的な観点から、主要な新技術と再評価技術を特定し、それらの利点と限界を評価しています。研究対象と範囲: 本研究は、金属鋳造業界、特に高圧ダイカスト（HPDC）およびアルミニウム合金鋳造に焦点を当てています。ただし、議論はより広範な金属鋳造技術にも関連しています。 5. 主要な研究結果: 主要な研究結果: データ解釈: 図2は、半凝固鋳造技術に関する出版数が、レオキャスティングでは近年増加傾向にあるものの、チクソキャスティングでは減少傾向にあることを示しています。図3は、レオキャスティング技術の応用例として、薄肉のラジオフィルターが製造可能であることを示しています。図4は、レオキャスティングが、従来の鋳造法と比較して、強度を維持しながら延性を向上させる可能性があることを示唆しています。図5は、複合鋳造における接合強度を向上させるための設計原則を示しています。図6は、複合鋳造とハイブリッド鋳造が、複雑な形状や機能統合を実現できることを示しています。図7は、コラプシブルコアが、複雑な内部形状を持つ鋳造部品の製造を可能にすることを示唆しています。図8は、3D砂型プリンターが、複雑なコアパッケージを製造できることを示しています。図9は、スマート鋳造を実現するための設計原則を示しています。図10は、スマート鋳造が、製品の継続的な進化を可能にすることを示唆しています。図11は、HPDCプロセスにおけるデータ収集の複雑さを示しています。図12は、ラムダアーキテクチャが、リアルタイム性と正確性のバランスを取るためのデータ処理アーキテクチャであることを示しています。図13は、データ分析が、鋳造プロセスの理解、特性評価、予測、制御に役立つことを示唆しています。図14は、デジタルツインが、鋳造プロセスの設計と生産段階の両方をカバーできることを示しています。図の名前リスト: 6.

鋳造方法の違いにより作製された鋳造アルミニウム合金のアノード酸化

By user04/11/2025Aluminium-J, Technical Data-Jaluminum alloy, aluminum alloys, Aluminum Casting, AUTOMOTIVE Parts, CAD, Die casting, High pressure casting, High pressure die casting, Microstructure, Sand casting, 자동차 산업

この紹介資料は、「ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING」に掲載された論文「Anodization of cast aluminium alloys produced by different casting methods」に基づいています。 1. 概要： 2. アブストラクト (Abstract)：本稿では、AlSi12およびAlSi9Cu3アルミニウム鋳造合金のアノード酸化に対する、砂型鋳造と高圧鋳造という2つの鋳造法の有用性を調査した。電解液組成、温度、電流タイプ、電流値などの定義されたアノード酸化パラメータを用いて、陽極酸化アルミナ表面層を生成した。選択したアルミニウム鋳造合金のアノード酸化後の陽極酸化層の品質、寸法、特性を調査した。アルミナ層は光学顕微鏡を用いて観察し、機械的特性も測定し、摩耗試験はABR-8251装置を用いて行った。研究には、アルミニウム鋳物に得られた陽極酸化層の化学組成、形状、粗さの影響分析が含まれた。実施された調査は、今後の研究分野、特にアルミニウム鋳造合金のアノード酸化プロセスの最適化の方向性を示している。例えば、建築構造物、電子部品、航空および自動車産業の構造部品などの過酷な環境での用途を増やすために、元素の耐食性を向上させ、適切な陽極表面層を得る範囲などである。 3. 導入 (Introduction)：環境条件下では、アルミニウム部品の表面は自然に薄いアルミナAl2O3層で覆われる。この層の厚さは、材料、環境、暴露時間に応じて数十ナノメートル程度である。適切なアノード酸化技術を選択することにより、層の厚さを数マイクロメートルの値まで増加させることができる。この方法を用いると、表面は塩水、酸性溶液、外部からの機械的影響などの環境要因に対してより高い耐性を持つようになる。アノード酸化はアルミニウム合金部品の腐食保護に一般的に使用されており、そのため陽極表面層の特性と品質を決定するためのISO 7599やDIN 17611などの国際規格が存在する。材料工学の進歩により、構造材料と工具材料の両方に関して、金属材料の強度に関する問題を満足に解決することが可能になった。近年、様々な産業分野でのアルミニウム合金の使用が継続的に増加しており、アルミニウムおよびその合金、アルミニウムマトリックス複合材料の製造技術の開発が多くの科学機関で観察されている[6-9]。陽極酸化層は、アルミニウム電子部品、家庭用品、器具部品、庭園家具、観光およびスポーツ用品、自動車付属品、アルミニウム建具の要素に適用され、保護的および装飾的な機能を持つ。酸化物層はコンデンサの電極用アルミニウム箔にも生成される。硬質陽極酸化層は航空および自動車産業に適用できる[10-12]。しかし、陰極部位として作用する銅の金属間化合物の存在は、銅含有アルミニウム合金を腐食攻撃に対してより脆弱にする。高い銅含有量は、アルミニウム合金をアノード酸化するのが最も困難な合金の一つにする。厚い陽極酸化皮膜の生成は硬質アノード酸化条件下でのみ可能であるが、この合金は局所的な焼損（バーニング）を起こしやすい。厚い多孔質酸化物が生成される際、Al-Cu合金のアノード酸化プロセス中に酸素発生による皮膜割れも観察される。この合金の特有の特徴は、合金/皮膜界面に比較的狭い銅濃化領域が形成された後、アノード酸化中に銅の酸化が起こることである。これは皮膜形成中の電流効率の低下をもたらす。この低下は、銅リッチ領域上での酸素発生にも起因しており、確立された銅腐食抑制剤が電流効率を改善するために使用されてきた[13-16]。 4. 研究の概要 (Summary of the study)：研究テーマの背景 (Background of the research topic)：アノード酸化はアルミニウム合金の重要な表面処理であり、耐食性と耐摩耗性を向上させる。結果として得られる陽極酸化層の特性は、合金組成、その製造プロセス（鋳造法）、およびアノード酸化パラメータに依存する。合金中の銅含有量はアノード酸化プロセスを複雑にする可能性がある。従来の研究状況 (Status of previous research)：アノード酸化は、既存の国際規格と既知の用途を持つ、確立されたプロセスである。これまでの研究では、合金の種類、アノード酸化パラメータ（電解液、電流、温度）の影響、および特定の合金組成（例：高銅含有量）に関連する課題が、結果として得られる陽極酸化層の特性と形成メカニズムに及ぼす影響が調査されてきた[1-16]。研究の目的 (Purpose of the study)： AlSi12およびAlSi9Cu3アルミニウム鋳造合金のアノード酸化に対して、砂型鋳造と高圧ダイカストという2つの異なる鋳造法の有用性を調査すること。本研究は、形成されたアルミナ層の構造と厚さを調べ、鋳造法が結果として得られる陽極酸化層に及ぼす影響を比較することを目的とした。中核となる研究 (Core study)： 2つのアルミニウム合金、EN AC-AlSi12(b)およびEN

組織特徴、欠陥および表面品質がAl-Si-Mg鋳造合金の疲労性能に及ぼす影響

By user04/10/2025Aluminium-J, automotive-J, Technical Data-JAl-Si alloy, Aluminium die coating, aluminum alloys, Aluminum Casting, CAD, Die casting, Microstructure, Quality Control, Sand casting, secondary dendrite arm spacing, Thin films, 자동차 산업

本紹介論文は、「Jönköping University, School of Engineering, Dissertation Series No. 084」によって発行された「The Effect of Microstructural Features, Defects and Surface Quality on the Fatigue Performance in Al-Si-Mg Cast Alloys」論文に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 地球温暖化により、産業界は二酸化炭素（CO2）排出量を削減するために、より軽量な部品を製造する必要に迫られています。これを達成するための有望な候補として、アルミニウム-シリコン（Al-Si）鋳造合金があり、高い重量対強度比、優れた耐食性、良好な鋳造性を提供します。しかし、これらの合金の機械的特性のばらつきを理解することは、重要な用途向けの高性能部品を製造する上で不可欠です。欠陥や酸化物は、機械的特性に悪影響を与えるため、疲労用途において鋳造部品が不合格となる主な理由です。 Al-Si鋳物におけるα-アルミニウム素地、Al-Si共晶、表面粗さ、気孔、水素含有量、酸化物、金属間化合物などのパラメータと疲労性能との相関関係に関する包括的な理解は、まだ達成されていません。本論文で提示された研究では、最先端の実験技術を用いて、周期的荷重下でのAl-Si-Mg鋳造合金の機械的特性およびき裂発生・進展挙動を調査しました。走査型電子顕微鏡（SEM）と電子後方散乱回折（EBSD）、デジタル画像相関法（DIC）、集束イオンビーム（FIB）加工を組み合わせたその場（In-situ）周期的試験を実施しました。これらの技術により、水素含有量、表面粗さ、酸化物、金属間化合物相を含む、疲労性能に影響を与えるパラメータに関する包括的な研究が可能になりました。具体的には、溶湯品質、銅（Cu）含有量、酸化介在物（oxide bifilms）、表面品質、および気孔率の影響を調査しました。熱処理されたAl-Si合金におけるCu濃度の増加は、金属間化合物相の量を増加させ、き裂挙動に影響を与えました。さらに、高ひずみ領域から遠く離れた領域であっても、き裂発生サイトで酸化介在物が検出されました。Siリッチおよび鉄（Fe）リッチな金属間化合物が、これらの介在物上に析出していることが観察されました。これらの酸化物は非常に小さいため、一般的に非破壊検査では検出されませんが、比較的低い引張応力で開口するように見えるため、機械的特性に影響を与えます。最後に、Al-Si合金の鋳肌（casting skins）は、疲労性能を向上させるという点で興味深い効果を示し、そのような合金に対する表面研磨の悪影響を浮き彫りにしました。 3. 緒言: 温室効果ガス、特にCO2の排出削減は世界的な主要な焦点であり、自動車などの産業においてアルミニウムのような軽量材料の使用を推進しています[1]。アルミニウム-シリコン（Al-Si）鋳造合金は、高い強度対重量比、費用対効果、耐食性、鋳造性により、主要な候補です[2, 3]。リサイクルアルミニウムの使用が増加しており、一次生産と比較して大幅なエネルギー節約を提供します[4-6]。純アルミニウムは強度が限られていますが、特にSi、Cu、Mgとの合金化は、固溶強化および析出強化を通じて機械的特性を向上させます[7-12]。しかし、鋳造アルミニウム部品の高サイクル疲労（HCF）性能は依然として課題であり、疲労は全破壊の約90%を占めます[13]。酸化膜（bifilms）や気孔などの欠陥は、疲労寿命を大幅に低下させます[14-17]。しばしば部品の潜在的な疲労寿命のわずか1%に制限します[17]。気孔のような一部の欠陥は検出できますが[19]、酸化介在物のような他の欠陥は破壊が発生するまで隠れたままであることが多いです[20, 21]。粗さを含む表面状態も、疲労発生に決定的な影響を与えます[16]。機械加工された試験片に対する標準的な実験室疲労試験は、鋳肌（casting skins）を持つ実際の部品の挙動を完全には表していない可能性があります[22]。したがって、組織特徴、欠陥、および表面品質が、鋳造Al-Si合金の機械的性能、特に疲労にどのように影響するかについてのより良い理解は、要求の厳しい用途向けに部品を最適化するために不可欠です。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: CO2排出削減のための軽量部品の必要性は、様々な産業、特に自動車産業においてAl-Si鋳造合金の使用を推進しています[1, 2]。これらの合金は、高い強度対重量比や良好な鋳造性といった有利な特性を提供します[3]。しかし、特に疲労が重要な部品への適用は、固有の組織特徴や欠陥によってしばしば制限されます。先行研究の状況: 疲労破壊は、鋳造Al部品における主要な課題です[13]。気孔や酸化介在物のような欠陥、および表面粗さは、疲労性能を著しく低下させることが知られています[14-17, 22]。多くの研究が存在しますが、α-アルミニウム素地、Al-Si共晶、様々な欠陥（気孔、酸化物）、金属間化合物相、水素含有量、および表面粗さ間の複雑な相互作用が疲労寿命に及ぼす影響に関する包括的な理解はまだ不足しています[24]。特に、表面粗さや溶湯状態から生じる欠陥の役割に関しては、文献中に矛盾する結果やギャップが存在します[24]。研究の目的: 本研究の主な目的は、様々な組織特徴、欠陥（酸化物/介在物、気孔を含む）、溶湯品質パラメータ（水素含有量）、合金添加物（特に銅）、および表面品質（粗さ、鋳肌）が、Al-Si-Mg系鋳造合金の機械的特性、特に疲労性能（き裂発生および進展）に及ぼす影響を調査し、理解することでした[25, 28]。目標は、高性能用途向けにこれらの合金を最適化し、生産におけるエネルギー消費を潜在的に削減するための知識を提供することでした。コア研究: 本研究は、Al-Si-MgおよびAl-Si-Mg-Cu鋳造合金の疲労性能に影響を与えるいくつかの主要な側面に焦点を当てました： 5.

自動車および航空宇宙用途向けアルミニウム合金の材料特性評価

By user04/10/2025Aluminium-J, Technical Data-Jaluminum alloy, aluminum alloys, Applications, CAD, Die casting, High pressure die casting, High pressure die casting (HPDC), Microstructure, STEP, 자동차

本紹介資料は、「Luleå University of Technology」により発行された論文「Material characterization of aluminum alloys for automotive and aerospace applications」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: アルミニウム合金は、自動車、特に航空機の構造部品に広く使用される材料の一つです。シミュレーションによるこれらの部品の性能と寿命の妥当な予測には、高度な物理ベースの材料モデルの使用が必要です。このようなモデルは、様々な変形条件下での機械的応答と、その根底にある微細構造の進展に基づいています。上記の動機を踏まえ、本博士論文の目的は、AA7075-T651合金およびリサイクルAlSi10MnMg(Fe)合金の加工、微細構造、機械的挙動、破壊挙動の関係を調査し理解することでした。第一に、押出丸棒から最初に引き出されたAA7075-T651合金の変形挙動を、低ひずみ速度（0.01および1 s⁻¹）および高ひずみ速度（1400 – 5300 s⁻¹）で、室温（RT）から500 °Cの範囲の変形温度での圧縮試験を通じて調査しました。低ひずみ速度変形では、合金は200 °Cまで1 s⁻¹のひずみ速度から生じる断熱加熱により、より多くの軟化を経験しました。200 °Cを超えると、軟化効果は動的回復（dynamic recovery）および動的再結晶（dynamic recrystallization）に取って代わられ、これらは0.01 s⁻¹のひずみ速度によって促進されました。高ひずみ速度および高温での変形は、材料中に断熱せん断帯（ASBs）および亀裂の形成をもたらしました。ASBsおよび亀裂の形成と成長の可能性は、ひずみ速度からの有意な影響を無視して、ひずみと温度の増加とともに増加しました。第二に、高圧ダイカスト（HPDC）によって製造されたリサイクル二次AlSi10MnMg(Fe)合金を調査しました。二次合金は、その従来の一次対応物、すなわちAlSi10MnMg合金によって発揮される範囲内の強度と延性を示す大きな可能性を示しましたが、その引張特性は、鋳造表面に不均一に形成された微細粒スキン層によって制限されました。スキン形成における前記の不均一性は、「波と湖（waves and lakes）」タイプの鋳造欠陥に対応していました。このような不均一なスキン層は、隣接するマトリックスとの結合不良により急激な破壊を起こすことによって、二次合金の延性を制限しました。本研究で使用されたAlSi10MnMg(Fe)合金には、HPDC加工材料の破壊の背後にある駆動要因として知られている気孔、コールドフレーク、および金属間化合物が豊富に含まれていましたが、不均一なスキンからの影響が支配的であることが判明しました。 3. 序論: アルミニウム合金は、高強度、軽量性、寸法安定性などの特性により、自動車および航空機の構造部品に広く使用されています。部品の性能と寿命を正確に予測するには、様々な条件下での材料の挙動の理解に基づく、高度な物理ベースの材料モデルが必要です。これらのモデルは、微細構造の進展を機械的応答と関連付けます。本研究は、2つのアルミニウム合金、すなわち押出されたAA7075-T651（航空機用フィッティング、ギアなどに使用）と、高圧ダイカスト（HPDC）で加工されたリサイクル二次AlSi10MnMg(Fe)（自動車用ショックタワーなどの代替候補）の特性評価に焦点を当てています。これらの合金の性能は、製造中に付与される初期微細構造と、様々な条件下での変形中の微細構造の進展によって影響を受けます。本論文は、様々な温度およびひずみ速度条件下でのこれら2つの合金の加工、微細構造、機械的挙動、および破壊の関係を調査することを目的としています。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: 自動車および航空宇宙用途におけるアルミニウム合金部品の正確な性能予測には、堅牢な材料モデルが必要です。これらのモデルの開発と較正には、関連する使用条件下（様々な温度およびひずみ速度）での機械的挙動および関連する微細構造の進展に関する詳細な実験データが必要です。本研究は、航空宇宙分野で一般的な高強度展伸材であるAA7075-T651と、持続可能な自動車用途を対象としたHPDCプロセスによって製造されたリサイクル二次AlSi10MnMg(Fe)合金に焦点を当てています。リサイクルHPDC合金の挙動を理解することは、二次合金への関心の高まりと、HPDCプロセスおよびリサイクルによって導入される複雑さのため、特に重要です。先行研究の状況: AA7075については、低ひずみ速度変形は研究されていますが、高温で起こる動的回復（DRV）および動的再結晶（DRX）現象を示す詳細な微細構造解析（EBSDなど）が不足しています。さらに、高ひずみ速度（10³ s⁻¹）変形挙動、特に高温でのデータは乏しいです。リサイクル二次AlSi10MnMg(Fe) HPDC合金については、その微細構造の進展と機械的特性に関する文献は限られています。具体的には、表面スキン層の形成とその影響、特にその潜在的な不均一性と他の鋳造欠陥と比較した機械的特性への影響は、十分に調査されていません。研究の目的: 主な目的は、押出AA7075-T651およびHPDCリサイクル二次AlSi10MnMg(Fe)合金における加工、微細構造、機械的挙動、および破壊の関係を調査し理解することです。本研究は以下の問いに取り組んでいます：核心研究: 本研究は、2つの主要な調査を含んでいました： 5. 研究方法論研究設計: 本研究は、材料特性評価に焦点を当てた実験的アプローチを採用しました。2つの異なるアルミニウム合金が研究されました：押出丸棒として提供されたAA7075-T651と、高圧ダイカスト（HPDC）によって段付き厚さ部品に加工されたリサイクル二次AlSi10MnMg(Fe)合金。方法論は、これらの材料を様々な条件下（温度、ひずみ速度）で機械試験に供し、その後、それらの微細構造と破壊挙動を分析することを含んでいました。データ収集および分析方法: 研究トピックと範囲: 本研究は以下に焦点を当てました：