据え込み鍛造実験結果

Upsetting

ratio [%]

Upsetting before forging After forging

0

30

50

Fig 4.56 Photograph of forging products and cross-sectional

10 mm 10 mm

10 mm 10 mm 10 mm

10 mm 10 mm 10 mm 10 mm

Table 4.5 Maximum forging load Upsetting ratio

[%]

Maximum load [kN]

0 1440

30 1350

50 1300

4.4.2. 据え込み鍛造成形品の硬度

Fig 4.57 は鍛造成形品のビッカース硬度の測定位置を示す．据え込み鍛造成形品

については得られたビレットの中央部の硬度を測定した．Fig 4.58は据え込み率が鍛造 成形品のスクロール壁根元の硬度に及ぼす影響を示している．Fig 4.59 は鍛造成形品 のスクロール底板中央部の硬度に及ぼす影響を示している．据え込み後の硬度は ，ス クロール壁根元より底板部の方が高くなり据え込み率で差はない．Fig 4.58 より成形後 のスクロール壁根元の硬度は据え込み率が高い場合に硬度が高くなっている．Fig 4.59 よりスクロール底板中央部では据え込み率が硬度に及ぼす影響は見られない．鍛造成 形後の製品の硬度は，スクロール壁根元が88HV程度，底板部も88HV程度であった．

スクロール壁根付近は予成形である据え込 み工程によって塑性変形量が大きくなり，加 工硬化が進んでいるものと考える．予成形である据え込み工程がない場合の鍛造成形 品の硬度は，スクロール壁根元も底板中央部もいずれも 81HV であることから，予成形 としての据え込み工程が成形品の硬度向上には有効であることが確認できた．

Fig 4.57Hardness measurement position

Fig 4.58Effect of upsetting ratio on vickers hardness (Scroll waii edge)

Fig 4.59 Effect of upsetting ratio on vickers hardness (Bottom plate center)

4.4.3. 据え込み品のミクロ組織

Fig 4.60 は据え込み後のビレットおよび鍛造成形品のミクロ組織を示している．ミクロ

組 織の観 察は，据え込み後のビレットの中 央 部および鍛造 成 形 品の底 板 中 央部を対 象とした．据え込み後 のビレット組織には鋳造組織が残 留したままであるが，据え込み

率が 30%から 50%になることで組織の一部に材料流れが起こっていて加工組織になっ

ている部 分が確 認できる．また，予成 形である据え込み工程を経 て鍛造 成 形した後の 組織写真は黒っぽく見えるが，これは粒界に析出した金属間化合物が鍛造後に破壊さ れ分散しているものと推測できる．据え込み工程がない場合の鍛 造品の組織は全体的 に白っぽく見えるため，金属間化合物は粒界にとどまったままで分散は進んでいないと 考えられる．従って，据え込み工程を経た熱間鍛造成形は鍛造成形品の硬度を上昇さ せるためには有効であることが確認できた．

Upsetting ratio

[%]

Upsetting before forging

After forging

0

30

50

Fig 4.60Photos of microstructure of forged products with upsetting（Bottom plate center）

4.4.4. 据え込み鍛造成形品の機械的特性

Fig 4.61は据え込み率が引張特性に及ぼす影響を示している．据え込 み率が増加す

ると，0.2%耐力と引張強さはわずかに低下する．据え込み鍛造成形品の強度が据え込 み率の増加によってわずかに低下する明確な理由は不明であるが，据え込み工程にお ける材料の加工軟化が原因であると考えている．この点については今後詳細な検証が 必要であると考えられる．

Fig 4.61Tensile properties of upsetting forging

4.4.5. アルミニウム合金製品との強度比較

Fig 4.62 は本章の実験で得られた鍛造成形品の強度（AXM4303 合金）とアルミニウ

ム合金製品の強度とを比較している．本章で得られたスクロール鍛造成形品の強度は，

鋳造品を直接鍛造することで鍛造成形性を確保しながら強度の向上を狙ったものであ る．Fig 4.62 より 0.2%耐力と引張強さは一般的な鍛造用アルミニウム合金に匹敵してお

り，特に 0.2%耐力は A4032 合金の鍛造成形品を上回る強度が得られている．ただし，

現時点ではスクロール鍛造成形品の伸びは 1%態度と低いため今後さらに改善すること が必要であると考えられる．

Fig 4.62 Comparison of mechanical properties between Aluminum alloy products and Magnesium alloy products