研究開発
Research & Development

権田金属の技術 高速双ロール鋳造・温間圧延によるマグネシウム合金薄板の量産開発

双ロール鋳造技術とは溶融金属から直接金属薄板を鋳造する技術であり、従来の薄板製造方法と比較して工程数を大幅に減らすことができます。特に当社が開発したGTRC(Gonda Twin-Roll Casting)は、双ロール鋳造の高速化を実現し生産性をさらに高めることに成功しています。

GTRCはAZ31以外にもAZ61・AZ91・AM60等多岐にわたる合金を製造することができ、なかでも強度、表面処理性、プレス性が良いAZ61を当社では2008年から量産しています。

新たに「難燃性マグネシウム合金板」の生産を開始し、当製品の特長は800℃以上に加熱しても溶解するだけで燃焼しない難燃性にあります。この特長を活かし建材等への利用が期待されています。

マグネシウム製品製造の難しさ

熱間圧延の繰り返しは割れの原因となります。

アルミニウムや銅に比べると、マグネシウム素材の熱間圧延や熱間押出しは難しい。
熱間圧延の繰り返しは板表面の割れの原因となります。


従来の製造方法:TRC(双ロール鋳造)とは?

水平タイプ 垂直タイプ

TRCは19世紀中期に鉄の鋳造のために開発された技術です。1930年代にアルミニウムのために、1980年代にマグネシウム合金用に転用され、現在の薄板材の主要な製造方法です。

薄板が直接製造できるので、熱間圧延工程が大幅に削減可能で、これは設備や工程の削減と、省エネルギーを実現できることが利点です。欠点としては鋳造速度が遅いことと、鋳造出来るマグネシウム合金が限られていることがあげられます。


GTRCの特長

GTRCの概要図

板に割れのない高速鋳造を実現

GTRCは、「Rapid Cooling Hi-speed casting」という急速冷却システムにより、高速鋳造を可能にしました。

さらに研究を進め、現在ではいろいろな合金の鋳造を可能にしました。2003年に日本特許、2007年に主要国で特許を取得しています。


圧延版製造の流れ

1.0mmの圧延板が製造可能

従来の薄板の製造方法は溶解・鋳造工程で約80 mmのブロックを製造後、加熱・熱間圧延を30回程度、繰り返す必要があります。しかし双ロール鋳造ではt=2.0~4.0 mmと薄い板が直接製造できるため、その後の圧延工程を数回行う程度で1.0mmの圧延板が製造できます。


一般的なTRCの10倍以上の鋳造速度で鋳造できます

従来の10倍以上の鋳造速度

冷却方法の改善により、従来の10倍以上の鋳造速度が実現できました。いろいろな種類のマグネシウム合金を鋳造できます。


AZ61とAM60にカルシウムを添加すると燃えにくい難燃性マグネシウムとなります

GTRCで容易にカルシウム入りマグネシウム合金板が製造可能

GTRCでは、難燃性マグネシムも製造が可能です。
AZX611とAZX612の場合、それぞれ約1%と2%のカルシウムが、AMX601とAMX602の場合もそれぞれ約1%と2%のカルシウムが添加されています。