アルミニウム合金鍛造品の開発は、国際的な傾向に適合しています
近年、地球温暖化やエネルギー不足により、自動車用のアルミ合金鍛造品が急速に発展しています。 自動車の軽量化は、エネルギーを節約し、二酸化炭素排出量を削減するための一般的なニーズであり、アルミニウム合金のボディと部品の広範な使用は、自動車の軽量化に大きな役割を果たしてきました。
今日、ヨーロッパ、アメリカ、日本などの伝統的な自動車大手は、鋼材をアルミニウム合金で最大限に置き換える方法を研究するために、多くの人的および物的資源を投資しています。 統計によると、米国では自動車 1 台あたりのアルミニウム合金の平均使用量は総重量の 36.3% に達し、ヨーロッパと日本でも自動車 1 台あたりのアルミニウム合金の平均使用量は自重を 15% 以上上回っています。 したがって、製造業におけるアルミニウム合金鍛造品の需要は爆発的に増加しています。 近年、世界中で生産されるアルミニウム合金鍛造品の大半は、自動車のアクスルやシャシーなどに使用されています。 省エネや排出ガス削減への意識が高まる中、アルミ合金鍛造品にはさらなる発展の余地があります。
鍛造アルミニウム合金の展性解析
可鍛性とは、外力の作用下で金型の溝を埋める金属の能力を指します。 金属の塑性と変形抵抗を総合的に測定するためによく使用されます。 塑性加工によって優れた部品を得る難しさを測る工程性能指標です。 塑性が高いほど、変形抵抗が小さくなり、金属の可鍛性が向上します。 炭素鋼および低合金構造用鋼と比較して、アルミニウム合金は強い可鍛性を備えているため、この材料は鋳造および鍛造に非常に適しています。
アルミニウム合金の耐高温変形特性の特徴
まず、さまざまなアルミニウム合金の高温変形抵抗は大きく異なり、組成によって大きく変化します。 6000系アルミニウム合金に代表される一部の低強度アルミニウム合金および中強度アルミニウム合金は、高温変形抵抗が低い。 しかし、7000系アルミニウム合金に代表される高強度アルミニウム合金の中には、高温での変形抵抗が高いものがあります。 アルミニウム合金鍛造品の種類によっては、高温変形抵抗が炭素鋼よりも高いものもあれば、炭素鋼よりも低い、または炭素鋼とほぼ同等のものもありますが、ほとんどのモデルは炭素鋼よりも低いです。
第二に、アルミニウム合金の変形抵抗は温度に非常に敏感で、温度の上昇とともに急速に変化します。 統計によると、アルミニウム合金の高温変形抵抗は温度の低下とともに急速に増加し、成長速度は炭素鋼および低合金構造用鋼よりも高い。 炭素鋼と低合金構造用鋼の温度が 100 度下がると、強度限界は約 50% 上昇しますが、アルミニウム合金の温度が 50 度下がると、強度限界は約 50% から 300% 上昇します。最初の 2 つよりも高い。
したがって、アルミニウム合金、特に合金化度の高いものは、この材料の鍛造温度範囲を制限する、暖かく低温の環境で最終鍛造を行うことはできません。 オペレーターは、アルミニウム合金の温度が適切な範囲を超えないように、処理中に迅速に操作する必要があります。 型鍛造生産におけるアルミニウム合金の変形抵抗は、材料自体の強度限界、加工条件、および鍛造の複雑さを決定します。