研究開発された技術紹介

研究開発車用薄板の金属プレス金型材料に鋳造用亜鉛合金(ZAS)が用いられている。ZAS材金型は切削性、仕上げ性がよく、金型製作時間が短い。反面、鉄製金型に比べ剛性、耐久性などが劣る。車両軽量化のため高張力鋼板のプレス加工部品のニーズが高まり、ZAS材に代わる高強度な金型材料が必要となってきた。本研究開発では、高張力鋼板に対応する剛性、耐久性に優る亜鉛合金金型材料及び新鋳造方法の開発を行う

新規な鋳造法である内部急冷凝固鋳造法を用いて、鋳鉄並の性能を持つプレス金型であるALZSⅡを開発し、高張力鋼板のプレス加工に利用できることを検証する
(新技術)
内部急冷凝固鋳造法を用いることで、プレス金型に求められる合金特性に最適な亜鉛合金金型(ALZSⅡ)を制作する

(新技術の特徴)
・短納期製作が可能な亜鉛合金金型(ZAS)と同等な日程で製作できる
・金型の再利用によりコストを削減できる

・新鋳造法の検証と確立
‐急速冷却システムを用いた新鋳造法を確立する
・研究開発車用プレス金型製作法の開発
・ZAS材料の改質によるALZSⅡ材料の設計開発
・ALZSⅡ材料の機械的物性の検証
・プレス成形試験による検証
‐新亜鉛合金を用いたプレス金型が、高張力鋼板のプレス成形に耐えられることを検証する
・鋳造法による金型及び材料としての理論的検証

・亜鉛合金金型(ALZSⅡ)
・内部急冷凝固鋳造法を用いた従来型合金の鋳造製品

・急冷凝固鋳造法の条件を確立し、また急冷凝固鋳造法で製作した鋳物が通常鋳造の鋳物より強度が有る事を確認した
・ALZSⅡ材料の開発により高張力鋼鈑に対応できるプレス金型の製作が可能になった
・ALZSに関して試験的採用(評価)を受け、今後、採用する方向で検討していただけるようになった

・亜鉛合金を用いた納期の短い金型により、研究開発車両の開発サイクル短縮
‐急速に冷却することで、従来用いられていた亜鉛合金
‐ZASを上回る、鋳鉄並みの性能を持つ新亜鉛合金ALZSⅡを製造することに成功した
‐ALZSⅡ製のプレス金型を使うことで、高張力鋼板製のプレス部品製作にかかる納期が短縮され、結果的に研究開発車両の開発サイクル短縮が期待できる
・材料の再利用により金型コスト削減
‐ALZSⅡ製の金型は何回も溶解して再利用できるため、2回目以降は金型の製造コストを2割程度削減できる
・多様な金属種の鋳造品質向上に展開可能
‐ALZSⅡに限らず、鋳鉄や合金など多様な金属種の鋳造に本技術を活用することで、強度の向上や表面欠陥の改善などの効果が期待される

・ALZSⅡのプレス金型で製作した高張力鋼板部品のサンプル素材を川下製造産業に提供し、評価を得ることで実用化に向けて要求スペックを検討する
・他の材質においても内部急冷鋳造法を用いたサンプル品を製作し、売り込みを行う
・材料開発のため、評価を受けにくいが、現状で関心のある企業(2～3社)に売り込みを行う