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立体造形

自動車部材を高強度・高機能化!黒鉛組織制御技術による鋳鉄部材の製造技術

岩手県

株式会社及精鋳造所

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 組織制御型高強度・高機能鋳鉄製自動車用部材の製造技術開発
基盤技術分野 立体造形
対象となる産業分野 自動車、農業、産業機械、工作機械
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成21年度~平成23年度

プロジェクトの詳細

事業概要

本プロジェクトでは、鋳鉄の黒鉛形態と基地組織を制御し傾斜高機能化することにより自動車用部材であるインペラー、プーリー、ブレーキディスクを対象に鋳鉄部材を高強度化する。また自動車産業と関連して、自動車部品を作るプレス金型を構成する鋳鉄部材の高強度化を図る。さらに部位毎に異なる組織の確からしさを計測する技術として、実体品を超音波法により非破壊で試験する技術を確立する

開発した技術のポイント

黒鉛形態と基地組織を制御し、高強度・高機能鋳鉄部材を開発
・ウォーターポンプ用インペラー→羽部肉厚3mm程度、ボス部強度150MPa
・エンジンプ-リ-→引張強さ300MPa、切削性10%向上、主要肉厚4mm
・ブレーキディスク→引張強さ200MPa
・プレス金型台座→引張強さ200MPa、ブリネル硬さ160HB
(新技術)
マンガン、硫黄量のコントロール等による黒鉛組織制御技術
特徴
・高強度化、高高度化
・薄肉軽量化
・引張強度の向上
・切削性の向上

具体的な成果

・黒鉛化と黒鉛形状の制御による高強度・高機能鋳鉄部材製造技術を開発
‐化学組成制御技術(C、Si、Mn、S量)、及び接種(Fe-Si、Ca-Si、Ca-Si-Ba、RE-Si接種剤)処理による黒鉛化促進とチル化防止技術、チル臨界冷却速度制御技術を組み合わせた黒鉛組織制御技術により、鋳鉄部材の製造技術を開発
・インペラー、テンションプーリー、ブレーキディスク、金型台座を製作
‐上記技術により、インペラー羽部肉厚の3mm化、ボス部強度の150MPa以上の薄肉組織制御ウォーターポンプ用インペラーを製作
‐トラックエンジンのテンションプーリーを製作、引張強さ384MPa、ブリネル硬さ241HB、切削性が36%向上
‐C、Mnの適正化により、引張強さ209MPaの特性を持つブレーキディスクを製作
‐250MPa以上の引張強さを有するプレス金型台座を製作
・組織制御鋳鉄品の非破壊評価技術を確立
‐片状黒鉛鋳鉄品のJIS規格:G5501(FC100~FC350)の材質の非破壊評価技術を開発
‐実体の引張強さを実体の超音波伝播速度(音速)と硬さを用いて非破壊評価する技術を確立し、装置を試作

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・実用化に成功、事業化に時間がかかる(非破壊評価技術は事業化に成功)
・インペラー、テンションプーリー、ブレーキディスク、プレス金型台座のサンプルあり(無償)
・片状黒鉛鋳鉄の引張強さ非破壊評価システムのサンプルあり(有償)

製品・サービスのPRポイント

・強度・剛性向上→インペラー(ボス部強度150MPa以上)、テンションプーリー(引張強さ384MPa)、ブレーキディスク(引張強さ209MPa)、プレス金型台座(引張強さ253MPa)
・新方式の実現→片状黒鉛鋳鉄品実体の引張強さを非破壊で評価する技術を確立

今後の実用化・事業化の見通し

各製品とも事業化に向けた取組を実施
・量産設備での製造性評価や実機試験による品質確認に取り組んでいる(インペラー)
・H26年度の事業化に向け、ユーザーでのベンチテストを継続中(テンションプーリー)
・H26年度の事業化に向け、コスト面での優位性を確立するため金型の設計会社との連携を取って解決に取り組む(プレス金型台座)
・既存の球状化率判定装置に成果の一部を搭載した装置を販売(非破壊評価技術)

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社及精鋳造所
事業管理機関 国立大学法人岩手大学
研究等実施機関 株式会社柴田製作所
有限会社前田鋳工所
有限会社日下レアメタル研究所
日本ピストンリング株式会社
奥州市鋳物技術交流センター
国立大学法人岩手大学 付属鋳造技術研究センター

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社及精鋳造所
本社所在地 岩手県盛岡市上田4-3-5
ホームページ http://www.iwate-u.ac.jp
連絡先窓口 地域連携推進センター特任研究員 横内孝之
メールアドレス yokouti@iwate-u.ac.jp
電話番号 019-621-6371