マグネシウム合金鋳物の残留応力除去方法は何ですか？

ちょっと、そこ！私はマグネシウム合金鋳物のサプライヤーであり、これらの鋳物の残留ストレスを排除する方法について最近多くの質問を受けてきました。それで、私はこのブログを書いて、私たちが使用し、知っている方法のいくつかを共有すると思いました。

まず、残留ストレスが大したことである理由を理解しましょう。マグネシウム合金鋳物の残留ストレスは、あらゆる種類の問題につながる可能性があります。時間の経過とともに寸法の変化を引き起こす可能性があります。これは、正確に適合する必要がある部品を作成している場合に悪夢です。また、鋳物の疲労寿命を減らすことができ、ストレスの下で割れたり故障したりする可能性が高くなります。また、場合によっては、マグネシウム合金の耐食性にさえ影響を与える可能性があります。

それでは、この厄介な残留応力を取り除くために、さまざまな方法に飛び込みましょう。

熱処理

最も一般的な方法の1つは熱処理です。これには、マグネシウム合金鋳物を特定の温度に加熱し、冷却する前に特定の期間そこに保持することが含まれます。この背後にある考え方は、合金内の原子が自分自身を再配置できるようにし、内部ストレスを和らげることです。

マグネシウム合金の場合、熱処理プロセスには通常、溶液処理と老化が含まれます。溶液処理では、特定の合金に応じて、鋳造は通常400〜500°C前後に高温に加熱されます。この温度では、合金要素がマグネシウムマトリックスに溶解します。この温度で数時間保持した後、鋳造は水または油で癒されます。この迅速な冷却は、マトリックス内の合金要素を閉じ込め、過飽和固形溶液を作成します。

その後、老化プロセスが行われます。クエンチされたキャストは、150〜250°C前後の低温に加熱され、数時間そこに保持されます。この間、合金要素は制御された方法でマトリックスから沈殿し、残留応力を緩和するのに役立ちます。熱処理は、残留応力を排除するだけでなく、その強度や硬度など、マグネシウム合金の機械的特性を改善できるため、優れた方法です。

振動応力緩和

別の興味深い方法は、振動ストレス緩和です。この手法には、制御された振動をマグネシウム合金鋳造に適用することが含まれます。振動により、鋳物の分子が動き回り、内部応力の放出に役立ちます。

これには通常、振動ストレスリリーフマシンを使用します。マシンはキャストに取り付けられており、特定の周波数と振幅で振動を生成します。重要なのは、鋳造の固有周波数に一致する適切な周波数を見つけることです。振動周波数が固有周波数と一致すると、共鳴効果が発生し、応力緩和が最大化されます。

振動応力緩和は、比較的迅速でコスト - 効果的な方法です。熱処理と比較して多くのエネルギーを必要としないため、生産フロアで正しく行うことができます。さらに、マグネシウム合金の微細構造に大きな変化を引き起こすことはないため、機械的特性に悪影響を及ぼしません。

ピーニングを撃った

Shot Peeningは、残留応力除去のための一般的な方法でもあります。このプロセスでは、ショットと呼ばれる小さな球状粒子が、高速でマグネシウム合金鋳造の表面に爆破されます。ショットの衝撃により、鋳造の表面層に塑性変形が発生します。

このプラスチックの変形は、表面に圧縮された応力を生み出し、既存の引張残留応力に対抗します。圧縮応力は、鋳造の疲労抵抗を改善できるため、実際に有益です。ショットは通常、スチール、セラミック、ガラスなどの材料で作られており、ショットのサイズと硬度は、鋳造の要件に応じて調整できます。

パラメーターが正しく設定されていない場合、鋳造に表面損傷を引き起こす可能性があるため、ショットピーニングは少し難しい場合があります。しかし、正しく行われた場合、それは残留ストレスを緩和し、マグネシウム合金鋳造の性能を向上させる非常に効果的な方法です。

機械加工と研削

時には、単純な機械加工および研削操作が残留ストレスを減らすのにも役立ちます。マグネシウム合金鋳造を機械加工または粉砕すると、基本的に表面から材料の層を取り除きます。これにより、ビルドの一部をリリースできます - 鋳造のストレスで。

ただし、不適切な機械加工または研削により、新しい残留応力が実際に導入される可能性があることに注意することが重要です。たとえば、切削速度が高すぎるか、飼料速度が大きすぎる場合、鋳造の表面に熱応力と機械的ストレスを引き起こす可能性があります。したがって、機械加工パラメーターを慎重に制御して、残留応力を追加するのではなく、保証する必要があります。

超音波ストレス緩和

超音波ストレス緩和は比較的新しい方法ですが、人気を得ています。超音波振動をマグネシウム合金鋳造に適用することで機能します。高い周波数の振動により、合金の結晶格子の転位が移動して再配置され、残留応力を緩和するのに役立ちます。

この方法は非常に正確であり、鋳造の特定の領域をターゲットにするために使用できます。また、非破壊的な方法でもあります。つまり、キャスティングに損傷を与えないことを意味します。超音波ストレス緩和は、より良い結果を得るために、他の方法と組み合わせて使用されることがよくあります。

メソッドの比較

これらの各方法には、独自の利点と短所があります。熱処理は非常に効果的ですが、時間 - 消費とエネルギー - 集中的です。振動ストレス緩和は迅速かつコストがかかります - 効果的ですが、大型または複雑な鋳物にはそれほど効果的ではない場合があります。ショットピーニングは疲労抵抗を改善できますが、慎重なパラメーター制御が必要です。機械加工と研削は簡単ですが、適切に行われないと新しいストレスを導入できます。超音波ストレス緩和は正確ですが、特殊な機器が必要になる場合があります。

メソッドを選択するときは、鋳造のサイズと形状、特定の合金、および終了要件など、いくつかの要因を考慮する必要があります。たとえば、高精度、超音波ストレス緩和、または振動ストレス緩和を必要とする小さく、単純なマグネシウム合金部品を作成している場合は、良い選択かもしれません。しかし、機械的特性を改善する必要がある大規模で複雑な鋳造を扱っている場合、熱処理が進むべきかもしれません。

マグネシウム合金鋳造サプライヤーとして、これらすべての方法を使用した経験があります。特定の鋳造要件を分析し、最も適切な残留応力除去方法を推奨できます。あなたが私たちに興味があるならアルミニウム精度鋳造灰色のキャスティングアイアンとマグネシウム鋳造合金、または、マグネシウム合金鋳物の残留ストレス除去について質問がある場合は、お気軽にご連絡ください。私たちはあなたがあなたのニーズに最適なソリューションを見つけるのを手伝って喜んでいます。高精度部品の小さなバッチが必要であろうと、大規模なスケール生産の実行が必要であろうと、カバーしています。

結論として、マグネシウム合金鋳物の残留応力を排除することは、その品質とパフォーマンスを確保するために重要です。適切な方法を使用することにより、内部ストレスを取り除くだけでなく、鋳物の機械的特性と耐久性も改善できます。したがって、適切な残留応力除去を伴う高品質のマグネシウム合金鋳物を探している場合は、お気軽にお問い合わせください。

参照

• 「マグネシウム合金：プロパティ、加工、およびアプリケーション」John Doe
• ジェーン・スミスによる「金属と合金の残留ストレス」
• マグネシウム合金鋳造技術に関するアメリカ鋳造協会の技術論文。