自動車製造などの分野でマグネシウム合金が広く使われる中、同社のダイカスト技術は多くの課題に直面している。従来のダイカスト法は特定の生産ニーズを満たすことができますが、気孔率や変形などの問題により、マグネシウム合金ダイカストの性能と応用範囲が制限されます。これらの欠点を克服するために、研究者は過去 20 年間にわたり、酸素充填ダイカスト、半固体金属レオロジーまたはチクソトロピー ダイカスト、スクイズ キャスティング、真空ダイカストなどの新しいダイカスト技術を研究し続けてきました。-これらの新技術により、マグネシウム合金ダイカスト本来の品質と機械的特性がある程度向上し、その適用範囲が拡大しました。中でも、真空ダイカスト技術は気孔の除去と溶解ガスの除去に大きな成果を上げており、コールドチャンバーダイカストマシンやホットチャンバーダイカストマシンに適用され、高性能マグネシウム合金の自動車用ホイールハブやステアリングホイール部品の製造に成功しています。{7}
酸素充填ダイカストは、非多孔質ダイカストとも呼ばれ、-革新的なダイカスト技術です。溶融金属が金型キャビティを満たす前に、酸素またはその他の反応性ガスをキャビティ内に注入して、既存の空気を置き換えます。溶融金属の充填プロセス中に、これらの活性ガスが溶融金属と反応して小さな金属酸化物粒子が生成されます。これらの粒子はダイカスト全体に均一に分布し、ダイカスト内のガスを効果的に除去します。この技術により、ダイカストを熱処理により強化し、機械的特性を向上させることができます。日本軽金属株式会社は、この技術を応用してAZ91マグネシウム合金一体型磁気ヘッドサポートの製造に成功し、サポートの重量を大幅に軽減し、大きな経済的利益をもたらしました。さらに、同社はアルミニウム ホイールより 15% 軽い AM60 マグネシウム合金の自動車およびオートバイ用ホイールも量産しています。-熱処理強化後の酸素-充填マグネシウム合金ダイカスト-部品の機械的特性は、通常のダイカストや重力鋳造よりも優れているだけでなく、通常のマグネシウム合金ダイカストは熱処理中に変形しやすいため、機械的特性の試験が不可能であることは言及する価値があります。これは酸素充填ダイカストの大きな利点です。-
-半固体レオロジー ダイカスト技術には、金属飛散のないスムーズな充填プロセス、最小限の溶融金属の酸化損失、省エネと環境保護、安全な操作、鋳造品内の気孔欠陥を効果的に低減できる機能など、多くの利点があります。固形分率 40%-50% の AZ91D マグネシウム合金をコールド チャンバー ダイカスト機で-レオロジー的にダイカスト-すると、気孔欠陥を首尾よく除去でき、140-200 MPa の高い引張強度が得られます。米国のダウ ケミカルがマグネシウム合金の半固体ダイカスト法の商業化に成功し、3 つの基本特許を取得していることは注目に値します。-- 1991 年に発売された第 2 世代セミソリッド ダイカスト装置-は、通常のダイカスト マシンと同様のロック機構を維持しながら、電気加熱装置を備えたスパイラル射出機構を革新的に採用しました。-}このメカニズムにより、粒状マグネシウム合金はアルゴンで保護された温度制御-加熱ゾーンに螺旋状に効率的に搬送され、そこで精密に加熱され、最高 580 度の温度で半固体状態にせん断され、高速射出ゾーンに入る前に切断されます。-射出速度は約 318 m/s、キャビティ圧力は 34 ～ 41 MPa に維持され、サイクル全体にかかる時間はわずか 20 秒で最大 136 MPa に達することもあります。従来のダイカストの平均気孔率は 215% ～ 310% でしたが、半固体ダイカストの気孔率はわずか 14% ～ 118% と大幅に低くなります。
さらに、この技術は金型内の収縮を効果的に低減し、一部の鋳造品では抜き勾配をゼロにすることも可能になり、それによって脱型抵抗が大幅に低減され、寸法精度が向上します。現在、製造に成功したマグネシウム合金半固体ダイカストには、自動車のトランスミッション ハウジング カバーや点火ハウジングなどがあります。これらはすべて AZ91D 合金で作られています。
さらに、炭化ケイ素粒子強化複合材料などのマグネシウム合金{0}ベースの複合材料-は、長年の研究開発を経てきました。ダイカスト分野ではまだ完全には商業的に応用されていませんが、インペラ、自転車のクランク、自動車のシリンダーライナーなどの鋳物は、砂型鋳造や精密鋳造法を使用して製造することに成功しています。さらなる傾向は、これらの複合材料を半固体鋳造技術と組み合わせて、ダイカストやスクイズ鋳造での用途をさらに拡大することです。{4}}
現在、プロセス パラメータとダイカスト マグネシウム合金の機械的特性の関係について、世界中で多数の実験研究が行われています。{0}}しかし、ダイカストプロセスが微細構造に及ぼす影響に関する研究は依然として比較的少ない。{2}}したがって、-マグネシウム合金の微細構造と特性に対するダイカストプロセスの定量的な影響を徹底的に調査し、これに基づいてマグネシウム合金成形部品の性能を予測することは、間違いなく大きな可能性と実用化価値を備えた基礎研究の取り組みです。
