マグネシウム合金の先端的基盤技術とその応用展開

マグネシウム合金の先端的基盤技術とその応用展開

Advanced Magnesium Technologies and their Applications

  • ご好評いただいた前書から7年!産学官連携プロジェクトや実用化を目指す各メーカーの研究成果を網羅!
  • 電子機器筐体,輸送機器産業への応用を目指した各種技術を詳述!
  • 欧米からアジア諸国まで、マグネシウム合金の最新動向をチェック!
価格 66,000円+税 出版社 シーエムシー出版
監修 鎌土重晴、小原久 発行日 2012年9月
体裁 B5判、268ページ ISBNコード ISBN 978-4-7813-0553-0
商品コード T0844    

発刊にあたって

シーエムシー出版では21世紀を見据え、2001年には「マグネシウム合金の応用と成形加工技術」、2005年にはその改訂版を「マグネシウム合金の応用と成形加工技術の最前線」と題して発刊した。その内容はそれまでの時代背景を反映し、合金開発・評価、各種加工プロセス、応用・需要動向について広範囲に記述されている。

一方、ここ5年間で産学官連携プロジェクトや実用化を目指したメーカーの努力の結晶として世界最高レベルの高性能なマグネシウム合金の開発、製造プロセス技術の高度化が達成されてきた。

LED照明機器の製作にはLEDチップ、電源回路、放熱などの最適化も必要であり、これらについて書かれた書籍も多数見受けられる。しかし同時にLEDから発せられた光をどのようにコントロールするかが最も重要な問題である。にもかかわらずLED照明器具の製造者側に立ち、光学的な理解を提供する観点から執筆された書籍が見受けられなかった。そこで主題を「LED光のコントロール」とした本書を企画した次第である。第1編でLED照明のプランニングとその利点を生かした種々のアプリケーション及びその特徴を紹介する。第2編ではLED照明の光学系設計、照明シミュレーション技術を紹介する。また第3篇ではLED照明の測定と評価法について、更に第4編ではLED照明機器に用いられる各種エレメントについて紹介する。もちろん従来の照明器具で用いられていたエレメントも使用可能ではあるが、本編では光の効率化や分布を整え高品位なLED照明とするためのユニークなエレメントを選択して掲載した。

本書「マグネシウム合金の先端的基盤技術とその応用展開」では、ここ5年間における研究開発成果を反映させることに重点を置いた。我が国の研究機関、材料メーカー、加工メーカー、ユーザーの第一線の研究者および技術者がそれぞれの専門分野を担当し、材料、成形プロセス、設計という基礎から応用、国内外における応用動向、需要動向に至る多面的な角度から執筆いただいた。これを機にマグネシウム合金に関する研究開発がさらに活性化し、応用範囲が一層拡大することを期待する。

「はじめに」より抜粋

キーワード

自動車軽量化/難加工/成形加工/ダイカスト/塑性加工/連続鋳造/表面処理/展伸材/クロムフリー/リサイクル/市場動向

著者一覧

鎌土重晴
長岡技術科学大学 機械系 教授、高性能マグネシウム工学研究センター センター長
小原久
(一社)日本マグネシウム協会 専務理事
河村能人
熊本大学 先進マグネシウム国際研究センター センター長
榊原勝弥
(株)アーレスティ栃木 鋳造2課 課長
豊島敏雄
エムジープレシジョン(株) 技術部 技術課 課長
清水和紀
三協立山(株) 三協マテリアル社 技術開発統括室 マグネシウム推進部 用途開発課 課長
吉田雄
日本金属(株) 技術研究所
権田源太郎
権田金属工業(株) 代表取締役社長
高橋泰
(元)三協マテリアル(株) マグネシウム統括部 用途開発課 副主事
 
(現)(株)パイオラックスメディカルデバイス 商品開発部 開発グループ 係長
西野創一郎
茨城大学 大学院理工学研究科 応用粒子線科学専攻 准教授
坂本満
(独)産業技術総合研究所 生産計測技術研究センター 研究センター長
斎藤尚文
(独)産業技術総合研究所 サステナブルマテリアル研究部門 主任研究員
近藤勝義
大阪大学 接合科学研究所 教授
宮下幸雄
長岡技術科学大学 工学部 機械系 准教授
小川誠
芝浦工業大学 名誉教授
山崎倫昭
熊本大学 先進マグネシウム国際研究センター 准教授
小野幸子
工学院大学 工学部 応用化学科 教授
松村健樹
ミリオン化学(株) 製品本部 部長
部谷森康親
大日本塗料(株) 技術開発部門 開発部 技術開発第2グループ グループ長
石附久継
(株)アーレスティ 製造本部 技術部 技術開発課
才川清二
富山大学 工学部 材料機能工学科 准教授
伊藤荿
伊藤技術士事務所 技術士
板倉浩二
日産自動車(株) 材料技術部 車両プロジェクト材料開発グループ
黒木康徳
(株)IHI 技術開発本部 基盤技術研究所 材料研究部 部長
森久史
(公財)鉄道総合技術研究所 材料技術研究部 主任研究員
船見国男
千葉工業大学 工学部 機械サイエンス学科 教授
野田雅史
千葉工業大学 工学部 機械サイエンス学科 研究員
樋口和夫
(株)K-Tech 代表取締役
日野実
岡山工業技術センター 技術支援部 部長
三戸部邦男
東北パイオニア(株)
佐藤政敏
東北パイオニア(株)
朝倉美智仁
東北パイオニア(株)
富山博之
東北パイオニア(株)
高橋宣章
東北パイオニア(株)
虫明守行
森村商事(株) 金属事業部 テクニカルマネージャ

目次

第1編 合金材料
第1章 レアアースフリー合金鎌土重晴

  • 1 はじめに
  • 2 マグネシウム合金の種類、特徴と用途
  • 2.1 砂型鋳造用マグネシウム合金
  • 2.1.1 Mg-Al系合金
  • 2.1.2 Mg-Zr系合金
  • 2.2 ダイカスト用マグネシウム合金
  • 2.2.1 Mg-Al-Zn系合金(AZ91D)
  • 2.2.2 Mg-Al-Mn系合金(AM60B、AM50、AM20)
  • 2.2.3 Mg-Al-Si系合金(AS41、AS21)
  • 2.3 展伸用合金
  • 2.3.1 Mg-Al-Zn系合金(AZ31B、AZ61A、AZ80A)
  • 2.3.2 Mg-Zn-Zr系合金(ZK60A)
  • 2.3.3 Mg-Mn系合金(M1A)
  • 3 新規汎用型マグネシウム合金に関する研究動向
  • 3.1 汎用型Mg-Al-Ca-Mn系鋳造用合金
  • 3.2 汎用型Mg-Al-Ca-Mn系押出し用合金

第2章 希土類金属添加合金河村能人

  • 1 はじめに
  • 2 希土類金属
  • 3 RE添加マグネシウム合金
  • 3.1 化合物晶出型マグネシウム合金
  • 3.2 LSPO型マグネシウム合金
  • 3.3 準結晶分散型マグネシウム合金
  • 4 その他のRE添加効果
  • 5 おわりに

第2編 成形加工/塑性加工/プロセス技術
第3章 ダイカスト法榊原勝弥

  • 1 マグネシウム合金とアルミニウム合金の違い
  • 1.1 単位容積当たりの熱量
  • 1.2 鉄との親和性
  • 1.3 固液共存域
  • 2 金型
  • 2.1 マグネシウム合金用金型構造
  • 2.2 冷却・温調回路
  • 3 鋳造方案
  • 3.1 ランナー・ゲート設計
  • 3.2 オーバーフロー設計
  • 3.3 ガス抜き設計
  • 4 生産技術
  • 4.1 冷却・温調装置
  • 4.2 溶解
  • 4.3 離型剤
  • 4.4 鋳造条件
  • 5 欠陥と対策
  • 5.1 欠陥の種類及び原因
  • 5.2 原因別対策
  • 5.2.1 湯ジワ
  • 5.2.2 湯境
  • 5.2.3 割れ
  • 5.2.4 焼付き
  • 5.2.5 引け巣
  • 5.2.6 ブローホール

第4章 射出成形技術豊島敏雄

  • 1 はじめに
  • 2 射出成形機と付帯設備
  • 3 射出成形プロセス
  • 4 射出成形金型
  • 5 射出成形品の特徴
  • 6 ミストフリー潤滑法
  • 7 今後の展望

第5章 塑性加工技術

  • 1 連続鋳造技術清水和紀
  • 1.1 はじめに
  • 1.2 マグネシウム合金ビレットの連続鋳造技術
  • 1.2.1 原料溶解工程
  • 1.2.2 溶製工程
  • 1.2.3 連続鋳造工程
  • 1.2.4 ビレット加工、均質化処理、検査工程
  • 1.3 連続鋳造技術の研究開発動向
  • 1.3.1 鋳造用小径連続鋳造ビレットの開発
  • 2 圧延技術吉田 雄
  • 2.1 はじめに
  • 2.2 圧延用マグネシウム合金
  • 2.3 マグネシウム合金圧延の特徴
  • 2.4 圧延機
  • 2.5 圧延材製造の流れ
  • 2.5.1 鋳造-厚板の製造
  • 2.5.2 温間仕上げ圧延
  • 2.6 圧延材の機械的性質
  • 3 双ロール鋳造技術権田源太郎
  • 3.1 はじめに
  • 3.2 マグネシウム合金板の製造方法
  • 3.3 鉄・アルミニウム合金における双ロール鋳造技術
  • 3.4 マグネシウム合金における双ロール鋳造技術の開発
  • 3.5 マグネシウム合金における双ロール鋳造技術の基本的な設備構成
  • 3.6 マグネシウム合金における双ロール鋳造技術の留意点
  • 3.7 マグネシウム合金の新しい高速双ロール鋳造技術
  • 4 押出技術高橋 泰
  • 4.1 はじめに
  • 4.2 押出用ビレット
  • 4.3 押出設備
  • 4.4 マグネシウム合金の押出用金型
  • 4.5 押出条件と内部組織
  • 4.6 押出形材の用途
  • 5 プレス加工技術西野創一郎
  • 5.1 はじめに
  • 5.2 研究展望
  • 5.2.1 温間プレス加工技術
  • 5.2.2 材質改善と冷間プレス加工技術
  • 5.3 板材の冷間曲げ加工における集合組織の影響
  • 5.3.1 冷間曲げ試験
  • 5.3.2 最小曲げ半径を用いた曲げ加工限界の評価
  • 5.3.3 集合組織が曲げ加工限界に及ぼす影響
  • 5.4 総括
  • 6 鍛造技術坂本 満、斎藤尚文
  • 6.1 はじめに
  • 6.2 Mg鍛造技術の現状
  • 6.3 サーボプレスを用いたMg合金鍛造技術
  • 6.4 今後の展望
  • 6.5 おわりに
  • 7 粉末冶金近藤勝義
  • 7.1 はじめに
  • 7.2 CNT単分散Mg粉末合金の組織構造と力学特性
  • 7.3 界面電位差と初期ガルバニック腐食現象
  • 7.4 今後の展望

第6章 接合技術宮下幸雄

  • 1 はじめに
  • 2 マグネシウム合金の溶融溶接
  • 2.1 MIG溶接
  • 2.2 TIG溶接
  • 2.3 レーザ溶接
  • 2.4 レーザ・アークハイブリッド溶接
  • 2.5 溶融溶接における予熱、溶接後の熱処理および接合体の強度特性
  • 3 固相接合
  • 4 ろう接合
  • 5 機械的締結法
  • 6 接着
  • 7 異種金属接合

第7章 切削技術小川 誠

  • 1 はじめに
  • 2 マグネシウム切削の特異性
  • 2.1 切削による素材から製品への加工
  • 2.2 マグネシウム合金切削の本質
  • 2.3 切削における結晶方位依存性
  • 2.4 マグネシウム合金切削の役割
  • 3 旋削・バイト切削
  • 3.1 切りくずの飛散と連続化
  • 3.2 切りくずの燃焼とその防止
  • 3.3 逃げ面付着物の発生とその抑制
  • 4 穴あけ・ドリル切削
  • 4.1 ドリル加工の3段階
  • 4.2 深穴のドリル切削
  • 4.3 薄板のドリル切削

第3編 表面処理技術
第8章 マグネシウムの腐食山崎倫昭

  • 1 はじめに
  • 2 マグネシウムの熱力学
  • 3 マグネシウムの腐食メカニズム
  • 3.1 Negative Difference Effect
  • 3.2 マグネシウムの腐食反応
  • 3.3 マグネシウムの腐食形態
  • 4 腐食挙動に及ぼす因子
  • 4.1 不純物元素の影響
  • 4.2 合金元素の影響
  • 4.3 第二相の影響
  • 4.4 溶媒の影響
  • 5 マグネシウムの分極挙動
  • 6 腐食速度の評価方法
  • 7 おわりに

第9章 陽極酸化処理小野幸子

  • 1 マグネシウム陽極酸化処理の背景
  • 2 合金によるアノード分極挙動の違い
  • 3 アノード酸化皮膜構造に対する電圧の効果
  • 4 プラズマ電解酸化法によるアノード酸化皮膜の構造と組成
  • 5 Dow17電解液で生成した皮膜の構造
  • 6 新しい陽極酸化法の開発

第10章 マグネシウム合金の化成処理松村健樹

  • 1 はじめに
  • 2 化成処理の定義と歴史
  • 3 マグネシウム合金の表面処理の種類とその要求機能
  • 4 マグネシウム合金のクロム系化成処理
  • 5 マグネシウム合金のクロムフリー化成処理
  • 5.1 クロムフリー化成処理の種類
  • 5.2 携帯電子機器の表面処理への要求機能
  • 5.3 マグネシウム合金の化成処理プロセス
  • 5.4 マグネシウムプレス成形材の化成処理
  • 6 塗膜二次密着性向上への化成処理皮膜の適合化
  • 7 マグネシウム合金の化成処理に対する新しい要求
  • 7.1 低電気抵抗性と高裸耐食性
  • 7.2 金属外観無色透明処理

第11章 マグネシウム合金用塗料と塗装部谷森康親

  • 1 マグネシウム合金と塗装の現状
  • 2 前処理
  • 3 マグネシウム合金用塗料と塗装
  • 3.1 溶剤型塗料
  • 3.1.1 プライマー
  • 3.1.2 パテ
  • 3.1.3 中塗
  • 3.1.4 トップコ-ト
  • 3.2 粉体塗料
  • 3.2.2 粉体プライマー(下塗塗料)
  • 3.2.2 1コート仕上げ用粉体塗料
  • 3.2.3 粉体塗料、粉体塗装の今後の課題
  • 4 各塗膜の要求事項
  • 5 マグネシウム合金塗装の注意点、問題点
  • 6 これからのマグネシウム合金の塗装仕様

第4編 リサイクル技術
第12章 インハウスリサイクル石附久継、才川清二

  • 1 はじめに
  • 2 比重分離を利用した溶解・保持炉(ノルスクヒドロ社2ポット炉)
  • 3 ガス吹き込みによる溶解・保持炉(ラウフ社)
  • 4 比重分離とガス吹き込みを併用した溶解・保持炉(アーレスティ)

第13章 リターン材リサイクル伊藤 荿

  • 1 はじめに
  • 2 マグネシウム合金
  • 3 スクラップの分類と国内での再生企業
  • 4 合金の再生工程
  • 5 マグネシウムおよび合金の溶解設備
  • 6 溶解作業
  • 6.1 酸化防止
  • 6.2 不純物の混入防止
  • 6.3 注湯
  • 6.4 溶解・精錬用フラックス(溶剤)
  • 6.5 合金成分の調整
  • 6.6 脱ガス
  • 7 品質
  • 7.1 不純物元素の管理
  • 7.2 塩化物汚染
  • 7.3 インゴットの保管
  • 7.4 マグネシウム中の介在物評価法
  • 8 酸化防止用保護ガス

第5編 輸送体への応用
第14章 自動車への適用板倉浩二

  • 1 はじめに
  • 2 マグネ合金の自動車への適用動向と課題
  • 2.1 自動車へのマグネ合金適用の歴史
  • 2.2 パワートレイン部品への適用
  • 2.3 コックピット部品への適用
  • 2.4 車体部品への適用
  • 2.5 シャシー部品への適用
  • 2.6 その他の課題
  • 3 おわりに

第15章 航空機部材への応用黒木康徳

  • 1 はじめに
  • 2 航空機材料へのニーズ
  • 3 航空機材料としてのマグネシウム
  • 4 航空機用部材を視野にいれたマグネシウム合金の開発
  • 4.1 鋳造マグネシウム合金と部材化技術
  • 4.2 粉末マグネシウム合金開発と部材化技術
  • 5 おわりに

第16章 鉄道への応用森 久史、船見国男、野田雅史

  • 1 はじめに
  • 2 車体の設計の基本的な考え方
  • 2.1 車体強度
  • 2.2 全体剛性
  • 2.3 車両構体素材の要求特性
  • 3 鉄道車両の軽量化のメリットおよびマグネシウム合金への期待
  • 3.1 軽量化のメリット
  • 3.2 マグネシウム合金への期待
  • 4 マグネシウム合金の適用の設計上の問題点と検討状況
  • 4.1 燃焼性
  • 4.2 剛性低下
  • 4.3 加工性
  • 4.3.1 素材加工
  • 4.3.2 車両製造に対する大型部材加工の必要性
  • 4.4 車体の溶接
  • 5 マグネシウム合金を車体構造に適用するための課題

第6編 エレクトロニクスへの応用
第17章 電子機器(主にノートパソコン)への応用樋口和夫

  • 1 はじめに
  • 2 ノートPCハウジングに求められる特性と解決例
  • 2.1 内部機構の保護、構造体としての強度
  • 2.2 軽量かつコンパクト
  • 2.3 放熱、熱分散
  • 2.4 電磁シールド
  • 2.5 アンテナと電磁シールド
  • 2.6 マグネシウム合金筐体の製造工程
  • 2.7 マグネシウム合金筐体の表面処理
  • 2.8 マグネシウム合金筐体の塗装
  • 3 マグネシウム合金を使ったノートPCのリサイクル

第18章 電子機器(主に携帯機器)への応用日野 実

  • 1 はじめに
  • 2 携帯機器へのマグネシウム適用の経緯
  • 3 製造方法および問題点
  • 4 携帯機器筐体への新技術
  • 4.1 表面仕上げ加工
  • 4.2 導電性陽極酸化処理
  • 4.3 陽極酸化皮膜のレーザ除去加工
  • 5 おわりに

第19章 スピーカ振動板及びヘッドホン筐体への応用
三戸部邦男、佐藤政敏、朝倉美智仁、富山博之、高橋宣章

  • 1 はじめに
  • 2 スピーカ振動板への応用
  • 2.1 高音域再生用振動板素材の理想追求
  • 2.2 マグネシウム超薄肉素材の開発
  • 2.3 圧延材のミクロ組織と正極点図
  • 2.4 マグネシウム振動板の特徴
  • 3 ヘッドホン筐体への応用
  • 3.1 成形方法と材料の選定
  • 3.2 具体的実施例
  • 4 おわりに

第7編 市場動向
第20章 国内市場動向小原 久

  • 1 はじめに
  • 2 マグネシウムの需要動向
  • 2.1 マグネシウムの需要推移
  • 2.2 マグネシウムの供給
  • 2.2.1 マグネシウム供素材給メーカー
  • 2.2.2 マグネシウム展伸材メーカー
  • 2.2.3 マグネシウム鍛造・射出成形メーカー、各種加工メーカー
  • 3 主要な市場分野の動向
  • 3.1 自動車部品マグネ化の現状
  • 3.2 携帯機器マグネ化の現状
  • 3.3 構造部品マグネ化の現状
  • 4 さいごに

第21章 アジア市場動向小原 久

  • 1 はじめに
  • 2 中国の動向
  • 3 韓国の動向
  • 4 その他のアジア各国の動向
  • 5 さいごに

第22章 欧米市場動向虫明守行

  • 1 欧米でのマグネシウム精錬
  • 2 欧州でのマグネシウム価格動向
  • 3 米国の需要動向
  • 4 米国での開発動向
  • 5 欧州の開発動向