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(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(yè)聯(lián)手，不斷開發(fā)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(xiàn)成分均勻化、晶粒的微細化等。經過不懈努力，實用化終于有了眉目。協(xié)助開發(fā)的不二輕金屬公司已于2012年建成鑄造耐熱合金量產驗證工廠，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。

圖3：不二輕金屬的量產驗證設備 （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(fā)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。在量產驗證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(wèi)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，用于鎂合金構件之間的固定，螺釘由久留米工業(yè)專業(yè)學校、不二輕金屬、丸衛(wèi)夢制作所合作開發(fā)。通過開發(fā)專用的滾軋成型裝置，成功投入了實用（圖4）。

圖4：鑄造耐熱合金的樣品 （a）是丸衛(wèi)夢制作所預定于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(yè)在內，現(xiàn)在共有100多家企業(yè)表達了購買意向，該公司已向約50家企業(yè)供應了鑄造耐熱合金樣品。還接到了共同研究的邀請。

但量產驗證設備的目的，只是為了優(yōu)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(xiàn)量產。不二輕金屬稱，雖然可以少量生產、供應樣品，但無法穩(wěn)定大量供應，“還不到能夠評估成本的階段”。

急冷材料的連續(xù)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(yè)已經投來了熱切關注的目光。

美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）也采取了行動。解除了過去對于鎂的禁令，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，二是撲滅火焰后，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(guī)模、自動完成一系列制造工序的連續(xù)處理設備，但沒有透露詳細情況。如果實現(xiàn)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）