2013年12月16日09:00
推出鑄造耐熱合金制造的螺釘
鑄造耐熱、急冷耐熱、鑄造不燃——熊本大學現在已經擁有3種類型的鎂合金，在實用化方面，制造起來比較容易的鑄造耐熱合金走在了前面。2000年代初，河村發現通過添加釔和鋅可以大幅提高鎂合金的阻燃性，之后，河村與企業聯手，不斷開發出制造大尺寸材料需要的熔解及鑄造技術，例如通過電磁攪拌實現成分均勻化、晶粒的微細化等。經過不懈努力，實用化終於有了眉目。協助開發的不二輕金屬公司已於2012年建成鑄造耐熱合金量產驗証工廠，開始供應樣品。
該廠擁有800kg的熔爐，容量是熊本大學MRC的2倍，而且還擁有擠壓加工機，能夠鑄造坯材，擠壓成型直徑為55mm的圓棒，以及寬100×厚5mm的板材（圖3）。當然也擁有后加工和表面處理設備。
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圖3：不二輕金屬的量產驗証設備 （a）為800kg的熔煉鑄造設備。（b）為鍛造設備。除此之外，還擁有機械加工、表面處理、沖壓、攪拌摩擦焊等設備。月產量可達10t。 |
不二輕金屬稱，表面處理方面，適合耐熱鎂合金的化成處理技術和陽極氧化膜處理技術也在開發之中。二者都需要專用的處理液，“化學處理技術已基本完成。預計在2014年內，陽極氧化膜處理技術也將看到眉目”。月產能力為10t。在量產驗証工廠全面投入運轉后，該公司希望使樣品的價格降低到1萬日元/kg左右。
使用鑄造耐熱合金的產品也將在近期登場。丸衛夢制作所即將在2014年春季上市利用該合金制造的螺釘。設想的用途是在制造大型結構材料時，用於鎂合金構件之間的固定，螺釘由久留米工業專業學校、不二輕金屬、丸衛夢制作所合作開發。通過開發專用的滾軋成型裝置，成功投入了實用（圖4）。
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圖4：鑄造耐熱合金的樣品 （a）是丸衛夢制作所預定於2014年春季推出的鑄造耐熱合金螺釘。（b）是不二輕金屬為飛機廚房的手柄和活塞的氣缸蓋制造的鍛件。 |
不二輕金屬表示，包括大型企業在內，現在共有100多家企業表達了購買意向，該公司已向約50家企業供應了鑄造耐熱合金樣品。還接到了共同研究的邀請。
但量產驗証設備的目的，只是為了優化熔煉的方式和步驟，以及熔煉和擠壓的溫度管理等制造條件，以便實現量產。不二輕金屬稱，雖然可以少量生產、供應樣品，但無法穩定大量供應，“還不到能夠評估成本的階段”。
急冷材料的連續制造進入視野
鑄造耐熱合金雖然在實用化上領先一步，但在河村看來，未來的主流會是具有阻燃性，而且高溫強度、耐腐蝕性俱佳的急冷耐熱合金。如上所述，這種材料適合作為飛機和鐵路等大型運輸工具的結構材料。海外飛機企業已經投來了熱切關注的目光。
美國聯邦航空管理局（FAA）也採取了行動。解除了過去對於鎂的禁令，正在制定評價阻燃性的試驗方法。合格的條件之一是暴露在火炎中一定時間內不燃燒，二是扑滅火焰后，合金在一定時間內自行熄滅。按照目前的試驗方案，耐熱鎂合金、不燃鎂合金均符合要求。
與鑄造合金相比，制造急冷耐熱合金費時費力，問題是成本。對此，河村正計劃建設能夠大規模、自動完成一系列制造工序的連續處理設備，但沒有透露詳細情況。如果實現的話，制造成本有望壓縮到與鑄造耐熱鎂合金相同的水平。（作者：吉田勝、中山力，日經技術在線！供稿）
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