■２．実験方法■■２・１■鋳ぐるみ多層構造鋳物成形工法■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ キーワード：塑性加工，鋳ぐるみ，局部加圧■ ■■研究の目的と背景■■自動車産業において、ＥＶ車に代表される環境配慮型自動車の開発が加速する中、数多くの部品が使用されている鋳造についても、環境配慮を重視した■■ 排出量の削減可能な鋳造プロセス技術の開発が求められる。鋳造プロセス技術では、製品化された鋳造品の使用時および鋳造工程での■■ 排出量削減が考えられる。前者は、鋳ぐるみといわれる多層構造鋳物であり、たとえば鋳鉄層、断熱層、それらを鋳ぐるむアルミニウム合金層の三層構造にて断熱による省エネ効果が期待できる。鋳ぐるみ工法においては、鋳鉄層とアルミニウム合金層の接合部が、熱伝導および接合強度に大きく影響する。そのため、接合部を変更要素とし、熱伝導、ひずみ、接合強度の変化を測定・検証した。後者は、局部加圧鋳造工法によって、従来の重力鋳造法における押し湯による歩留まりの悪さと鋳造サイクル低下というデメリットの改善が期待できる。局部加圧鋳造工法においては、加圧開始時間に対する凝固時間と鋳巣変化の関係、および加圧力の影響範囲の定量把握、そしてシミュレーションへの適合について測定・検証した結果について報告する。■■２・１・１■研究方法■■鋳ぐるみ試験品の作製工程について説明する。まず、サイズ内径φ ■■■■■、外径φ ■■■■■、高さ■■■■の内層を鋳鉄（■■■■■）で鋳造した。次に鋳鉄に断熱層（イソウール■■■ペーパ■厚さ■■■）を巻き付けて加熱成形した。断熱層には、後工程の外層アルミニウム鋳造により、内層の鋳鉄と外層のアルミニウム合金との接合部を設けるため、穿孔を施した。穿孔サイズおよび形状を表■に示す。次にサイズ外径φ■■■■■■、高さ■■■■の外層をアルミニウム合金（■■■■）で鋳造した。尚、鋳ぐるみによる接合状態はff■■心材が溶融消滅し、鋳ぐるみ材と一体化する場合、ff ■心材の表面部分のみが溶融し、鋳ぐるみ材と溶接状態で接合する場合、ff■■心材は溶融しないが、界面近傍で相互の拡散があり、合金相を形成する場合、ff■■心材の溶融も相互拡散も生じず、力学的に接合している場合、以上■つに分類■■されるが本研究においては、実用性を鑑みff■■力学的接合を採用し試験品を作製した。以上の工程を図１に、作群馬産業技術センター■応用機械係■（ ■■■年度■一般研究開発助成■■■■ ■■■■ ■■■■）■坂田■知昭■製した鋳ぐるみ試験品を図 に示す。■■次に研究方法について説明する。温度およびひずみ測定用の実験装置を図■に示す。鋳ぐるみ試験品の内層中空部にカートリッジヒータ（日本ヒーターff株■製■型式■■■■ ■改■ ■■■■■■サイズ外径φ ■■■■、高さ■■■■）を挿入し、両端を断熱材で挟み込む。カートリッジヒータに通電加熱し、その時のヒータ温度、アルミニウム合金層の表面温度および表面ひずみを測定した。ヒータ温度はカートリッジヒータ内蔵の■種熱電対、アルミニウム合金層の表面ひずみは高温用ひずみ（ff株■共和電業■■■■■ ■■ ■■■■■ ■■■■■）を使用し、データロガー（ff株■キーエンス■■■■■■■）でデータを取得した。アルミニウム合金層の表面温度は、赤外線サーモグラフィ（日本アビオニクスff株■■■■■■■■■■■）で測定した。■■接合強度の試験状況を図■に示す。鋳ぐるみ試験品の外層のアルミニウム合金層を固定し、内層の鋳鉄を治具で押し込み、接合強度を測定した。測定機は材料試験システム（インストロンff株■■■■■ ）、移動速度■■■／■■■とした。■図 ■鋳ぐるみ試験品■■■■■図■■実験装置■試験品試験品α試験品β試験品γ試験品θ表１■鋳ぐるみ試験品の接合部寸法■図１■鋳ぐるみ試験品の製造工程■接合部サイズφ6mm×8箇所φ9mm×8箇所幅6mm帯×2箇所接合部なし接合面積mm2 ■■■■■■■− 141 −鋳ぐるみによる多層構造鋳物成形工法および■局部加圧鋳造工法に関する基礎的研究■
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