研究開発された技術紹介

溶接が難しい鋳鉄を機械加工後にEBW(電子ビーム溶接)できれば、鋳鉄部品の設計自由度が増し、ボルト締結や穴加工が不要となり軽量化、コスト低減が実現できる。本研究開発では、溶接割れを防ぐため、「カーボンは酸化するが、鋳鉄は酸化しない」という、矛盾した要求に応えられるシビアな熱処理条件の制御を可能とし、カーボンをスケールの発生なしで除去できる脱炭熱処理技術を開発する

新規のDLC成膜技術を開発し、非熱処理部材にも高硬度のDLC成膜を可能に
・高密封性、高断熱性熱処理炉の開発→密封性:0.0012MPaの内圧を30分保持、断熱性:炉外壁温度が室温+10℃以下(現状+30℃)
・低コスト化→脱炭保温時電力が現状比30%減
・熱処理条件→スケール厚み:現状0.3mm程度→0.1mm以下、脱炭層厚み2mm以上
(新技術)
・最適な熱処理条件を選定・自動計測し、スケールレスの脱炭熱処理を安定的に行う
・鋳鉄の溶接を実現し、鋳鉄部品の結合方法を多様化する
・部品コストの低減や鋳鉄製品の軽量化に繋がる

・高密封性・高断熱性熱処理炉を開発
‐ワークの出し入れが容易な、前面上下スライド扉タイプの熱処理炉に対し、断熱材や水冷ジャケット、シリコンゴム製リングを活用し、開口部のシール性を確保
‐新開発断熱材を従来の断熱材と組み合わせて適正に配置することで断熱性を確保。炉温900℃×6時間保温後の条件下で、炉外壁温度は室温+10℃以内を達成
‐従来の脱炭炉に比べ、単位表面積当たりの消費電力を31%削減
・スケールレス脱炭のための熱処理データの収集・分析
‐変成炉及びガス分析・制御装置を開発し、脱炭時の温度、脱炭雰囲気ガス比率等を測定
‐データマイニング手法により、脱炭厚及びスケール厚の目標を達成する条件を計算
・最適化した条件下で試作を行い、設定目標を達成
‐スケール厚さ大のため、スケール剥離部のグラインダ手入れが必要であった部品について試作を行い、脱炭厚2mm以上でありながら、スケール厚を従来の0.3mmから0.06mmに削減し、グラインダ手直しも不要
‐脱炭処理、機械加工後のEBW試作を実施し、溶接割れやブローホール、スパッタの発生がないことを確認

出展:メッセナゴヤ2012(H24.11)、TECH BIZ EXPO2012(H24.11)

自動車の軽量化とそれによる燃費向上が期待できる

・H28年度の実用化に向けて補完研究中
・無償サンプルあり(鋳鉄デフケースとリングギアの電子ビーム溶接サンプル。提示のみ)
※川下企業から要望があれば、有償でのサンプル試作も可能

・軽量化→ボルト締結から電子ビーム溶接に変更する事により、部品点数削減、ボルト締結のための締結代廃止等による軽量化が可能
・低コスト化→軽量化、部品点数削減、ボルト穴加工不要等の効果として、製造・加工コストを低減

ユーザーニーズと自社シーズのマッチングを図り、事業化を推進していく
・弊社のお客様である大手自動車部品メーカに鋳鉄部品の電子ビーム溶接化の共同開発を提案中である。また、メッセナゴヤ2012等の展示会に出展し、技術PRとユーザーニーズ吸い上げを実施している
・事業化の課題は低コスト化・高品質化であり、今後ユーザーニーズを吸い上げながら、この課題を解消すべく研究開発を継続する
・弊社シーズとユーザーニーズのマッチングを図るべく、ユーザーニーズの吸い上げ、研究開発を実施し、早期事業化に結び付ける