JP2003004665A - 鋳造鍛造品の検査方法 - Google Patents
鋳造鍛造品の検査方法Info
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Abstract
より完成部品を検査することにより、その後の鍛造工程
で使用しても、実質的に問題となるような欠陥を有しな
い鋳造鍛造品を検査精度高く、かつ、検査効率よく、検
査する方法の提供。 【解決手段】 肉厚加工製品、特に、鋳造鍛造品である
アルミニウム製の加工品について予めCTスキャナーに
よるスキャニングによりCT値を求め、次いで、このC
T値と完成品の機械的強度との相関を求め、予め合否と
判定基準となるCT値を設定し、次いで検査対象とする
プリフォームまたは完成品についてCTスキャニングを
行い、得られた結果と設定されたCT値を対比すること
により合否を判定することよりなる検査方法により達
成。
Description
品質検査方法に関する。より具体的には、自動車での燃
費改善のための軽量化に即応して、鋳造鍛造アルミニウ
ム合金が自動車の各種部品として使用されているが、こ
の様な部品の検査に使用可能な検査方法に関する。
は、人間のあらゆる活動における二酸化炭素の影響が大
きいといわれており、工場や発電所から排出される二酸
化炭素の低減と、自動車の燃料消費量低減が、世界的に
強く求められている。1997年に京都で開催された気
候変動枠組条約第3回会議、所謂地球温暖化防止会議C
OP3では、日本は主に二酸化炭素が占める温室効果ガ
ス排出量を、1990年比で2008〜2012年の平
均で6%低減することを約束している。これに基づき自
動車の燃費には、ガソリンエンジンで2010年度、デ
ィーゼルエンジンで2005年度を目標年度として、車
両重量区分別の燃費目標基準値が定められた。また、税
制面でも低公害車を優遇する措置が取られ、今後更に、
自動車購入者及び使用者の環境問題への理解度向上とと
もに、自動車製造業者においては、燃費向上のための技
術開発を促進し、燃費の優れた自動車の開発に努めるこ
とが強く求められている。
天然ガス、電気等の新しい動力源の利用、および、それ
らの複合動力源としての利用、あるいは、希薄燃料エン
ジンや直噴エンジン等の原動機系の技術改善、更には、
動力伝達系の損失改善や車体外形改善による走行抵抗の
低減等があるが、最も効果があり、他のどの技術とも併
用して適用可能なのが自動車重量の軽量化と考えられ
る。すなわち、自動車そのものを軽量化すれば動力源へ
の負荷が減り、動力源の種類の如何に拘わらずその使用
量を減らすことが可能となるからである。特に、自動車
の足廻りの軽量化を図ることが、自動車の運転操作性、
乗り心地感の向上に寄与することから、軽量化において
足廻り部品がより優先度の高い対象となり得るものと考
える。
度で、既にエンジンシリンダヘッド、エンジンシリンダ
ブロック等に、製造し易い鋳造品が多く用いられてい
る。しかし、足廻り部品においては、強度不足による破
損が安全に係わる重要な問題に直結するため、鋳造品の
適用が困難であるという問題がある。そのため、足廻り
部品、例えば、ナックルステアリング、サスペンション
アーム等に用いる材料には、腐食性が小さく強度や伸び
の特性が充分で欠陥の少ないことが必要で、要求に合っ
たA6061合金鍛造品やAC4CH合金スクィズ鋳造
品(低速射出成形品)等が既に用いられているが、これ
らは高コストという問題が解決されておらず、適用が極
めて限定されているのが現状である。
ゆる純粋なアルミニウム鍛造品が高コストである理由
は、工程数が多いこと、鍛造用原料そのものが高コスト
であること、且つ、製造工程中でバリ等の無駄が生じる
こと、バリ等の不用材は鍛造品としての原料にはリサイ
クルできないこと等が挙げられる。また、スクィズ鋳造
品も工程数が多い上に射出スピードが遅いため、生産性
が上がらず低コスト化が達成できていないのが現状であ
る。そこで、上記したように、耐食性に優れるだけでな
く、強度、伸び等の機械的特性が優れ、自動車用足廻り
部品に安心して適用可能で、且つ、低コストなアルミニ
ウム製品を製造する方法として、アルミニウム鋳造鍛造
品の製造方法が提案されている。
する成分からなるアルミ合金などの軽量合金を溶解し、
溶解液を使用して所望とする形状を有するいわゆるプリ
フォームを鋳造し、このものを荒鍛造、仕上げ鍛造工程
を経て、最終的な部品を製造するものであるが、製品の
品質保証について、十分な検査法方が確立していないの
が現状である。というのは、鍛造処理後に、製品を検査
しても、内在する欠陥は、鍛造により微細化しているた
め、内部構造の欠陥検査などに広く使用されているいわ
ゆるCTスキャナーで検査しても、その断面からは欠陥
は検出されないことが多く、強度試験等の試験に供する
ことにより、初めて、その段階で欠陥が発見されること
となる。膨大な数に及ぶ部品を全数にわたり強度試験に
供することは、非常に工数が掛かり非現実的な検査方法
と言わざるを得ず、また、検査結果、不良品と判断され
たものは、製造元の経済で回収すべきものか、それとも
納入先の経済で処分すべきかの点もさることながら、こ
の様な不良品回収に占めるコストが膨大に及ぶことが考
えられる。
たものであり、その目的とするところは、検査精度が高
く、検査効率もよく、製品の出荷前に検査できる方法を
提供することにある。より詳しくは、鋳造後のいわゆる
プリフォーム或いは必要により完成部品を検査すること
により、その後の鍛造工程で使用しても、実質的に問題
となるような欠陥を有しない鋳造鍛造品を製造すること
ができるプリフォームの検査方法を提供することにあ
る。
めに、鋳造鍛造加工により製造される肉厚加工製品特
に、アルミニウム製の加工品について種々検討した結
果、鋳造後のプリフォーム比重が、プリフォームの内部
欠陥との相関性が高いこと、比重が一定の水準以上にあ
れば、荒鍛造および仕上鍛造工程により十分な機械的な
特性を備えた鋳造鍛造品が製造可能なことを見出して、
本発明を完成させたものである。更に、比重は、CTス
キャナーによるスキャニングにより得られるCT値、例
えば、平均CT値と各位置における測定CT値とのバラ
ツキが一定の範囲内で、かつ、最小値と最大値の幅が所
定の範囲内にあれば、プリフォーム鋳造時の欠陥は、そ
の後の荒鍛造および仕上鍛造工程により十分な機械的な
特性を備えた製品とすることができることを見出して本
発明を完成させたものである。
ば、予めプリフォームの比重を測定しておき、その値と
プリフォームのCTスキャニングにより得られた特定の
値、例えば、平均CT値、標準偏差、最大値と最小値の
差と、そのものを鍛造して得られる鋳造鍛造品の特定部
分の機械的性質、例えば、引張強さ、耐力、伸びなどを
測定し、それらの間の相関を求め、得られた結果を予め
プログラムされた計算機にデータ入力して、これらと実
際に製造されたプリフォーム或いは完成部品のCTスキ
ャニングの結果を対比させて製品の良不良を判断する方
法が提供される。
が異なる鋳造鍛造品の欠陥の判定にも使用可能な検査方
法が提供される。この場合には、肉厚が異なる部分部分
毎にCTスキャニングを行い、その部分毎のCT値を測
定し、透過距離、すなわち、肉厚とCT値との関係につ
いて、予め測定したCT値に基づき相関を求め、相関値
に基づき補正をすることにより、検査可能となる。
検査方法について、例を挙げて説明するが、本発明は、
この例に限定されて解釈されるものではなく、本発明の
範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づい
て、種々の変更、修正、改良を加え得るものであること
はいうまでもない。上述したように、本発明に係る検査
方法によれば、鋳造鍛造により製造される肉厚加工製品
について予めCTスキャナーによるスキャニングにより
CT値を求め、次いで、このCT値と完成品の機械的強
度との相関を求め、予め合否と判定基準となるCT値を
設定し、次いで検査対象とするプリフォームまたは完成
品についてCTスキャニングを行い、得られた結果と設
定されたCT値を対比することにより合否を判定するこ
とを特徴とする鋳造鍛造品の検査方法が提供される。
使用するCT値が平均CT値、測定CT値のバラツキ、
および、最小値と最大値の幅であることを特徴とする鋳
造鍛造品の検査方法が提供される。更にまた、鋳造鍛造
品がアルミニウム合金製の鋳造鍛造品であることを特徴
とする鋳造鍛造品の検査方法が提供される。本発明によ
れば、また、検査対象がプリフォームであることを特徴
とする鋳造鍛造品の検査方法が提供される。さらに、検
査対象が完成品であることを特徴とする鋳造鍛造品の検
査方法が提供される。
定結果については省略するが、検査対象の鋳造鍛造品が
異なる毎に、予め、比重を測定し、次いで、同一の標品
についてCT値を測定し、更に、その標品の機械的特性
について試験をし、これらの間の相関を予め求めておく
ことが必要なことはいうまでもない。なお、試験用標品
の調製に当たっては、過去の製造例を考慮して、製造条
件を変更させて様々な比重を有する標品を作成するなど
の配慮が必要なことはいうまでもない。CTスキャニン
グには、例えば、東芝製のトスキャナ2000等のCT
スキャニング装置等が好適に使用される。合否判定は自
動化してもよく、また、検査員が打ち出されたデータを
基に判断してもよいことは勿論である。合否判定の基準
としては、データの集積度合い、製造条件の変動などを
考慮して定めればよいが、通常は、平均CT値、各位置
における測定CT値とのバラツキ、および、最小値と最
大値の幅等を採用すればよい。
される肉厚加工製品の検査方法について具体例を挙げて
説明することとする。アルミ鋳造鍛造用のアルミ合金で
ある6061材を使用して、図1に示す外部形状を有
し、図2に示したような断面構造を有する部品のプリフ
ォーム3個を鋳造した。なお、このプリフォームについ
ては、比重と機械的強度の試験結果が関連付けられてい
る条件を採用して製造した。鍛造工程に回す前に、図1
に示した形状を有する部品のプリフォームの位置につい
て、東芝製のトスキャナ2000を使用して、CTスキ
ャニングを行った。なお、プリフォームを厚さ方向に三
等分し、その各三等分線であるAとB(図示せず)に沿
ってCTスキャニングを行い、それぞれCT値を得た。
CT値については、平均CT値、最大値と最小値、両者
間の差、標準偏差を表1に示す。なお、使用した標品の
検査部位は、同一の肉厚で、厚さ30mmの箇所を選定
し検査に供した。
た後、図1に示す位置1と2の上段、中段および下段か
らそれぞれテストピースを3点ずつ切り出し、それぞれ
のテストピースについて、機械的特性である引張強さ、
耐力、伸びについて試験した。その結果は表2に示す。
に組み込まれたデータと対比して製品としての合否の判
定をした。なお、この部品における合否判定の基準は、
予めCTスキャナーによるスキャニングにより得られる
平均CT値と各位置における測定CT値とのバラツキを
示す標準偏差と最小値と最大値との幅がそれぞれ所定の
範囲内であるか否かで判定した。そして、3の判定基準
が満たされるものを合格とした。
求めた相関関係から、平均CT値が390以上、CT値
の最大と最小の幅が最小値の3分の1以下、標準偏差が
20以下ものを合格とした。従って、このプリフォーム
は位置1においては、問題がないにも拘わらず、位置2
においては、不合格と判断された。
品の位置1と位置2とからそれぞれそれぞれ3個切り出
したテストピースについての引張強さ、耐力、伸びの試
験結果は、位置1においては何れも標準とされる値以上
のデータが得られたにも拘わらず、位置2においては、
引張強さおよび耐力では、標準をクリアーできたにも拘
わらず、伸びでは、テストピース間の差異が大きいだけ
でなく、伸びの最低標準基準である12%を充足できな
いものが多かった。なお、比重の点で全く問題ないと考
えられるプリフォームについて同様の試験をしたが、平
均CT値は390以上で、CT値の最大と最小の幅も最
小値の3分の1以下で、標準偏差が20以下であった。
ても同様の試験をしたが、何れも平均CT値は390以
上で、CT値の最大値と最小値の差異も最小値の3分の
1以下で、標準偏差が20以下であり、引張強さ、耐
力、伸びの試験結果も、それぞれ標準基準である、33
0MPa、260MPa、および12%を充足してい
た。このことは、完成品の検査にも十分使用可能なこと
が実証されたものと判断する。
ば、完成品の機械的性質を検査して、合否を判断する必
要が無く、プリフォーム、完成品を問わず、検査するこ
とができる極めて信頼性の高い検査方法といえる。ま
た、部品によっては、肉厚が異なることが十分に考えら
れるが、その場合には、図3に示したように、肉厚が異
なる部分についても、肉厚、即ち透過距離と、平均CT
値との相関を求めることにより補正すれば、十分な判定
が可能である。
て、CTスキャニングの位置を示す状態図である。
である。
を求めるのに使用したグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 鋳造鍛造品について予めCTスキャナー
によるスキャニングによりCT値を求め、次いで、この
CT値と完成品の機械的強度との相関を求め、予め合否
と判定基準となるCT値を設定し、次いで検査対象とす
るプリフォームまたは完成品についてCTスキャニング
を行い、得られた結果と設定されたCT値を対比するこ
とにより合否を判定することを特徴とする鋳造鍛造品の
検査方法。 - 【請求項2】 判定基準として使用するCT値が平均C
T値、測定CT値のバラツキ、および、最小値と最大値
の幅であることを特徴とする請求項1に記載の検査方
法。 - 【請求項3】 鋳造鍛造品がアルミニウム合金製の鋳造
鍛造品であることを特徴とする請求項1または2に記載
の検査方法。 - 【請求項4】 検査対象がプリフォームであることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の検査方
法。 - 【請求項5】 検査対象が完成品であることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれか1項に記載の検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001187369A JP2003004665A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 鋳造鍛造品の検査方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020085553A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 検査方法、検査装置および複合材料 |
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2001
- 2001-06-20 JP JP2001187369A patent/JP2003004665A/ja active Pending
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JP7070995B2 (ja) | 2018-11-20 | 2022-05-18 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 検査方法および検査装置 |
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