JP2006183122A - ダイカスト用アルミニウム合金およびアルミニウム合金鋳物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋳造性と耐食性に優れたダイカスト用アルミニウム合金を提供する。
【解決手段】 ダイカスト用アルミニウム合金成分量の中でもＭｎ、Ｆｅ、およびＣｕ量がアルミニウム合金の耐食性に大きく影響していることが判明した。そこで、Ｓｉ：９．０〜１２．０重量％、Ｍｇ：０．２０〜０．８０重量％、Ｍｎ＋Ｆｅ：０．７〜１．１重量％を含み、Ｍｎ／Ｆｅ比：１．５以上であり、不純物としてＣｕが０．５重量％以下に規制され、残部がアルミニウムと不可避的不純物からなるダイカスト用アルミニウム合金溶湯を、大気圧以下の所定圧以下に減圧した状態でダイカスト用金型内に充填する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、鋳造性および耐食性に優れたダイカスト用アルミニウム合金、アルミニウム合金鋳物の製造方法、およびアルミニウム合金鋳物に関する。

従来、特許文献１においては、Cｕ含有量を０．０２重量％以下に規制し、Ｓｉを４〜１３重量％含有する、透明皮膜を設けて使用されるダイカスト用アルミニウム合金において、０．０５〜０．３重量％のＴｉおよび０．０５〜０．１５重量％のＢｅの一種または二種を含有させ、これにより、耐糸状腐食性を向上させることが記載されている。
特開平２−２３２３３１号公報

ところで、特許文献１のアルミニウム合金組成においてＢｅは有毒性があるので、取扱に注意を要する。

従来、自動車用アルミニウムダイカスト部品には、一般的に鋳造性の優れたＪＩＳ−ＡＤＣ１２（ＪＩＳ−Ｈ−５３０２−２０００）合金が使用されているが、このＪＩＳ−ＡＤＣ１２は耐食性が低い。そのため、被水環境のように腐食進行が早い環境で用いられる製品においては、短期間で材料表面が腐食を起こし、その結果、強度が低下するので、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２は使用しにくい。

また、ＪＩＳ−ＡＤＣ５、ＪＩＳ−ＡＤＣ６は耐食性が良好である反面、アルミニウム合金の融点が高くなって、溶湯が金型表面で冷却され凝固しやすくなるので、溶湯の流動性が悪化して鋳造性が悪化する。なお、本明細書の「鋳造性」という用語は、「溶湯の流動性」、「溶湯凝固後のひけ性」、「溶湯凝固に伴う鋳造割れ性」、「金型に対する耐焼付き性」等の評価項目を含む総合的な成形性の意味で用いている。

本発明は、上記点に鑑み、鋳造性と耐食性に優れたダイカスト用アルミニウム合金を提供することを目的とする。

また、本発明は、Ｂｅのごとき有毒性のある成分を含まないダイカスト用アルミニウム合金を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、強度にも優れたダイカスト用アルミニウム合金を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、材料硬度を低下できるダイカスト用アルミニウム合金を提供することを他の目的とする。

本発明者らは、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２の耐食性低下の原因について実験研究を重ねた結果、ダイカスト用アルミニウム合金成分量の中でもＭｎ、Ｆｅ、およびＣｕ量がアルミニウム合金の耐食性に大きく影響していることが判明した。

すなわち、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２では、耐食性に有害なカソード極（電位の貴な部分）を構成するβ−ＡｌＦｅＳｉ粒子が発生するとともに、β−ＡｌＦｅＳｉ粒子よりは弱い作用ではあるが同じくカソード極を構成するα−Ａｌ（Ｆｅ・Ｍｎ）Ｓｉ粒子が発生して、耐食性を低下させることが判明した。

このβ−ＡｌＦｅＳｉ粒子およびα−Ａｌ（Ｆｅ・Ｍｎ）Ｓｉ粒子が発生するのは、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２におけるＭｎとＦｅの添加量比（Ｍｎ／Ｆｅ）が０．３４付近の低い値になっているためであって、ＭｎとＦｅの添加量比（Ｍｎ／Ｆｅ）を規制すれば、β−ＡｌＦｅＳｉ粒子の発生を抑制できるとともに、α−Ａｌ（Ｆｅ・Ｍｎ）Ｓｉ粒子の耐食性悪化要因を除去できることが分かった。

また、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２では、Ｃｕ添加量が１．５〜３．５重量％という比較的多い量になっている。このため、貴なＡｌ₂Ｃｕ相が多く、また、α−Ａ１（Ｆｅ・Ｍｎ）Ｓｉ粒子中へのＣｕの固溶が促進され、これにより、α−Ａ１（Ｆｅ・Ｍｎ）Ｓｉ粒子の電位が一層貴になって、耐食性を低下させる原因となる。

本発明は上記知見に基づいて案出されてものであり、請求項１に記載の発明では、Ｓｉ：９．０〜１２．０重量％、Ｍｇ：０．２０〜０．８０重量％、Ｍｎ＋Ｆｅ：０．７〜１．１重量％を含み、
Ｍｎ／Ｆｅ比：１．５以上であり、
不純物としてＣｕが０．５重量％以下に規制され、残部がアルミニウムと不可避的不純物からなるダイカスト用アルミニウム合金を特徴としている。

本発明者の実験研究によると、Ｍｎ／Ｆｅ比を１．５以上に設定することにより、耐食性に有害なカソード極（電位の貴な部分）を構成するβ−ＡｌＦｅＳｉ粒子の発生を抑制できると同時に、カソード極を同様に構成するα−Ａｌ（Ｆｅ・Ｍｎ）Ｓｉ粒子についても、その粒子中のＦｅ／Ｍｎ比を１以下に抑えることにより、その粒子の電位を引き下げることができて、耐食性悪化要因を除去できることが分かった。

また、Ｃｕ添加量を０．５重量％以下に規制することにより、貴なＡｌ₂Ｃｕ相を少なくでき、また、α−Ａ１（Ｆｅ・Ｍｎ）Ｓｉ粒子中にＣｕが固溶することを抑制でき、α−Ａ１（Ｆｅ・Ｍｎ）Ｓｉ粒子の電位を引き下げることができる。

これらのことが相まって、請求項１に記載の発明では、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２に比較して耐食性を大幅に向上できることを確認できた（後述の図５参照）。

そして、Ｓｉ添加量を９．０〜１２．０重量％の範囲に設定することにより、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２とほぼ同等の流動性を得ることができる。よって、ダイカスト用アルミニウム合金の鋳造性と耐食性の両立を実現できる。

しかも、Ｃｕ添加量を０．５重量％以下に規制すると、耐食性向上のみならず、材料硬度をＪＩＳ−ＡＤＣ１２に比較して大幅に引き下げることができる（後述の図６参照）。これにより、アルミニウム合金鋳物の圧入・かしめ等の加工性が良好になるので、アルミニウム合金鋳物と他部品との結合を容易に行うことができる。

さらに、Ｃｕ添加量を０．５重量％以下に規制して、上記のＣｕ固溶を抑制すると、アルミニウム合金の導電性（熱伝導性）が向上するので、放熱性も向上できる。

また、ＭｎとＦｅはアルミニウム合金の金型への焼付きを抑える効果がある。ここで、Ｍｎ＋Ｆｅ量（ＭｎとＦｅの合計添加量）を０．７重量％未満に減少すると、上記焼付きを抑制する効果が不十分となる。一方、Ｍｎ＋Ｆｅ量が1．1重量％を超えると、耐食性および強度と伸びが低下するとともに、溶湯保持炉中にて塊状のAｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物を生じ、切削を始めとした機械加工性を悪化させる可能性が高くなる。よって、Ｍｎ＋Ｆｅ量は０．７〜1．1重量％の範囲とするのがよい。

一方、Ｍｇの添加は機械的強度を向上させるためであり、Ｍｇ添加量を０．２０重量％未満では、強度向上効果が不十分であり、一方、Ｍｇ添加量が０．８０重量％を超えると、強度向上効果が低下する。よって、Ｍｇ添加量は０．２０〜０．８０重量％の範囲とするのがよい（後述の図８参照）。

また、Ｂｅのごとき有毒性のある成分を含まないから、アルミニウム合金の取り扱いが容易である。

請求項２に記載の発明では、請求項１に対して、不純物として更に、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｎａ、Ｓｂのいずれか一種以上を含んでいる。これにより、初晶α−Aｌ相の微細化と共晶Si粒子改良を成し、鋳造性ならびに強度をより一層改善したアルミニウム合金を提供できる。

より具体的には、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒは、初晶α−Aｌ相の微細化に効果がある。Ｓｒ、Ｃａ、Ｎａ、Ｓｂは共晶Ｓｉ粒子の改良を成すとともに、鋳造性および強度を改善する効果を有する。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のダイカスト用アルミニウム合金において、Ｍｎ／Ｆｅ比の上限を５．０以下に規定している。これにより、Ｆｅの最低必要量を確保して、アルミニウム合金の金型への焼付きを防止する効果（耐焼付き性）を確保できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイカスト用アルミニウム合金を用いてアルミニウム合金鋳物を製造する製造方法であって、
金型（１０、１１）を閉じ、前記金型（１０、１１）内を大気圧未満の所定圧以下に減圧する減圧工程と、
前記減圧工程後に、前記金型（１０、１１）内に前記アルミニウム合金の溶湯を充填する溶湯充填工程とを備えることを特徴としている。

これによると、金型（１０、１１）内を大気圧未満の所定圧以下に減圧した後に、アルミニウム合金の溶湯を金型（１０、１１）内に充填するから、溶湯充填時に金型内圧（背圧）が上昇して溶湯の流動を妨げる現象を防止できる。従って、溶湯の流動性をより一層向上できる。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイカスト用アルミニウム合金を用いてアルミニウム合金鋳物を製造する製造方法であって、
金型（１０、１１）を閉じ、前記金型（１０、１１）内の空気を排出する排気工程と、
前記排気工程後に、前記金型（１０、１１）内に酸素を供給して前記金型（１０、１１）内を酸素雰囲気に置換する雰囲気調整工程と、
前記雰囲気調整工程後に、前記金型（１０、１１）内に前記アルミニウム合金の溶湯を充填する溶湯充填工程とを備えることを特徴としている。

これによると、金型（１０、１１）内を酸素雰囲気に置換した後に、アルミニウム合金の溶湯を金型（１０、１１）内に充填するから、アルミニウム合金の酸化を促進して合金材料の組織を緻密にすることができ、材料強度を向上できる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイカスト用アルミニウム合金を用いて製造されるアルミニウム合金鋳物であって、最小板厚部の板厚が０．５〜1．５ｍｍの薄肉フィン部（３１ｂ）を有することを特徴とする。

本発明によるアルミニウム合金の流動性はＳｉ添加量を前述の範囲に設定することにより、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２に準じた高いレベルにできるので、請求項６のような薄肉フィン部（３１ｂ）を有する製品形状であっても良好に鋳造できる。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイカスト用アルミニウム合金を用いて製造されるアルミニウム合金鋳物であって、圧入もしくはかしめにより他部品と結合される結合部（３１ｃ）を有することを特徴とする。

本発明によるアルミニウム合金では、前述のごとくＣｕ添加量を０．５重量％以下に規制することにより、材料硬度をＪＩＳ−ＡＤＣ１２に比較して大幅に引き下げることができるので、請求項７のような圧入もしくはかしめにより他部品と結合される結合部（３１ｃ）を有する製品構造であっても、この圧入もしくはかしめという機械的結合を容易に行うことができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下本発明の実施形態を具体的実施例に基づいて説明する。図１は本発明の実施例１〜５および比較例１〜３のダイカスト用アルミニウム合金の材料成分を示し、図２は図１の各材料組成の流動性の評価結果を示す。比較例２はＪＩＳ−ＡＤＣ１２であり、比較例３はＪＩＳ−ＡＣ４Ｃである。

なお、図１および後述の図４の材料成分において、「−」は各成分の添加量が０．０１重量％未満の微少量であることを示している。図３（ａ）（ｂ）には、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２、ＪＩＳ−ＡＤＣ５、ＪＩＳ−ＡＤＣ６、およびＪＩＳ−ＡＣ４Ｃの材料成分を示す。

実施例１〜５では、いずれも、Ｓｉ添加量を本発明のＳｉ添加範囲に含まれる９．１〜１０．８重量％に設定している。

図２の流動性の評価結果は、比較例２のＪＩＳ−ＡＤＣ１２の流動長を１としたときの流動長比率で表している。ここで、流動長は、各種アルミニウム合金の溶湯を、所定断面形状を有する鋳型内に流し込んだ時に、そのアルミニウム合金溶湯が凝固して溶湯の進行が停止するまでの溶湯進行方向の流動長さである。

実施例１〜５によると、比較例２のＪＩＳ−ＡＤＣ１２の流動長に対して、０．８以上の流動長比率を得ることができ、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２に準じた高いレベルの流動性を確保できることが分かる。

これに反し、比較例１、３はＳｉ添加量がそれぞれ６．７重量％、７．０重量％という少ない量である。その結果、比較例１、３は比較例２のＪＩＳ−ＡＤＣ１２の流動長に対して０．７近傍の流動長比率しか得ることができず、比較例２および実施例１〜５よりも一段と流動性が低下する。

次に、図４は、上記実施例１〜５および比較例２、３におけるＭｎ／Ｆｅ比およびＭｎ＋Ｆｅ量を示すものであり、実施例１〜５のＭｎ／Ｆｅ比は２．２〜４．８の範囲であり、Ｍｎ＋Ｆｅ量は０．９２〜１．０４重量％の範囲になっている。

これに対し、比較例２はＭｎ／Ｆｅ比が０．３４という、本発明の範囲から大きく外れる低い値である。また、比較例３はＭｎ／Ｆｅ比およびＭｎ＋Ｆｅ量の両方が本発明の範囲から大きく外れている。

図５は各材料の耐食性の評価結果を示すもので、比較例２のＪＩＳ−ＡＤＣ１２の腐食減量を１としたときの各材料の腐食減量比率を表している。ここで、耐食性評価は最も一般的な評価方法である塩水噴霧試験方法（ＪＩＳ Ｚ ２３７１（２０００）を参照）を用いて行っている。

具体的には、実施例１〜５および比較例２〜５の各合金材料で作製したテストピースを、塩水を噴霧できる浴槽内に置いて、所定時間経過後にテストピースを浴槽内から取り出して、テストピースの腐食した量（腐食減量）を測定し、その腐食減量が多いほど耐食性が低いと評価する。

実施例１〜５によると、その腐食減量比率を比較例２のＪＩＳ−ＡＤＣ１２の０．４以下に大幅に低減でき、耐食性を顕著に向上できる。

因みに、比較例２のＪＩＳ−ＡＤＣ１２は、Ｍｎ／Ｆｅ比＝０．３４という低い値であり、かつ、Ｃｕ添加量＝３．０８重量％という高い値であり、この両方が原因となって、耐食性を低下させている。

また、比較例３のＪＩＳ−ＡＣ４ＣはＣｕ添加量が０．０９重量％に減少しているものの、Ｍｎ／Ｆｅ比＝０．３３という低い値であるので、腐食減量比率は０．５付近となり、比較例３の耐食性は実施例１〜５より低下する。

なお、比較例３のＪＩＳ−ＡＣ４ＣはＭｎ＋Ｆｅ量が０．２４重量％という低い値であるため、アルミニウム合金の金型への焼付きを抑制する効果も不十分となる。

次に、図６はＪＩＳ−ＡＤＣ１２の材料硬度を１としたときの相対硬度にて、Ｃｕ添加量による材料硬度の変化を示している。図６の例では、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２のＣｕ添加量を２．５重量％にしている。一方、実施例６、７、８および比較例４のＣｕ添加量は、１．０重量％以下である。なお、実施例６、７、８および比較例４の材料組成は図７に示す通りである。

図６に示すように比較例４→実施例８→実施例７→実施例６の順にＣｕ添加量が減少するに伴って材料硬度が低下することが分かる。特に、Ｃｕ添加量を０．５重量％以下に規制することにより、ＪＩＳ−ＡＤＣ１２に対する相対硬度を０．８付近まで大きく下げることができる。これにより、ダイカスト成形されたアルミニウム合金鋳物への部品の圧入、かしめ等が可能となる。

次に、図８はＭｇ添加量＝０のときの強度（具体的には引張強度）を１としたときの相対強度にて、Ｍｇ添加量による材料強度の変化を示している。

図８から分かるように、Ｍｇ添加量＝０．２０〜０．８０重量％の範囲（より好ましくは０．３５〜０．６０重量％の範囲）においてアルミニウム合金の引張強度を効果的に向上できることがわかる。

なお、図８示すＭｇ添加量の変化によるアルミニウム合金の強度変化の傾向は、実施例１〜実施例８において共通して現れる。

なお、実施例１〜実施例８においてアルミニウム合金のその他の不可避不純物として、特に耐食性を低下させるＺｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ等は含有量を規制される。Ｚｎ、Ｎｉ、Ｓｎは０．０５重量％以下、Ｐｂ、Ｂｉは０．００５重量％以下が望ましい。

次に、本実施形態によるアルミニウム合金を用いたアルミニウム合金鋳物の製造方法（ダイカスト方法）を説明する。最初に、本実施形態のダイカスト装置を図９により説明する。ダイカスト装置は固定型１０と、この固定型１０に対向配置された可動型１１とから構成される金型を有している。

可動型１１は可動側ブロック１２とスペーサ１３とダイベース１４とにより構成される。可動型１１のダイベース１４には図示しない油圧駆動機構等が連結されて、可動型１１が図９の左右方向に移動できるようになっている。

図９は可動型１１の可動側ブロック１２が固定型１０に接触する位置に移動して金型を閉じている状態を図示しており、可動側ブロック１２と固定型１０との間にアルミニウム合金鋳物の製品形状を作るキャビティ１５が形成される。

固定型１０の外側には円筒状の射出スリーブ１６が配置され、この射出スリーブ１６の内部空間の一端部は、固定型１０を貫通するスプールブッシュ１０ａを介してキャビティ１５と連通している。射出スリーブ１６の上面部に給湯口１６ａが開口している。

射出スリーブ１６の内部には射出プランジャ１７が嵌合している。この射出プランジャ１７には図示しない油圧駆動機構等が連結されて、射出プランジャ１７が射出スリーブ１６の軸方向（図９の左右方向）に移動可能になっている。

図９は射出プランジャ１７が給湯口１６ａを開口する位置に後退した状態を示す。ラドル１８はアルミニウム合金の溶湯を射出スリーブ１６内に注入する柄杓（溶湯注入器）の役割を果たすものであって、図示しない炉内部に保持されているアルミニウム合金の溶湯をラドル１８によって給湯口１６ａから射出スリーブ１６の内部に注入する。

電動式等の真空ポンプ１９および真空タンク２０はキャビティ１５を含む金型内部空間を大気圧未満の所定圧以下に減圧するための減圧装置を構成するもので、真空タンク２０はホース２１および可動側ブロック１２内の連通路２２を介してキャビティ１５に連通している。

ここで、ホース２１の途中には電動式等の開閉弁２１ａが配置されている。また、連通路２２はより具体的には、キャビティ１５のうち、射出スリーブ１６の連通部位と反対側の部位に連通している。また、連通路２２には圧力計（真空計）２３が接続され、この圧力計２３により金型内部の圧力（減圧度合い）を計測できるようになっている。

さらに、可動型１１には、連通路２２を開閉できる開閉手段をなすカットオフピン２５、押出しピン２６、押出しプレート２７等が装備されている。

次に、上述のダイカスト装置を用いた、アルミニウム合金鋳物の製造方法（ダイカスト方法）を説明する。まず、可動型１１の可動側ブロック１２を図９に示すように固定型１０に接触させて金型を閉じた状態（型締め状態）にするとともに、射出プランジャ１７を図９の実線で示す最大後退位置に後退させて給湯口１６ａを開口する。

この状態にて、ラドル１８によりアルミニウム合金の溶湯を給湯口１６ａから射出スリーブ１６の内部に注入する。

射出スリーブ１６内部への溶湯注入が終了した後に、射出プランジャ１７を前進させて、図９の破線１７ａで示す中間停止位置まで前進させる。このとき、給湯口１６ａは全閉でなくてもよく、要は射出プランジャ１７の前進によって金型内を密封して、金型内と大気（外気）雰囲気とを遮断できればよい。

次に、キャビティ１５を含む金型内部空間を大気圧未満の所定圧以下に減圧する減圧工程を実施する。具体的には、電動式等の開閉弁２１ａ、およびカットオフピン２５を開状態に操作して真空タンク２０内の高真空度により金型内部空間の空気を連通路２２、ホース２１を介して真空タンク２０側へ吸引して金型内部空間を減圧する。

金型内部空間の圧力を真空計２３により計測して、金型内部圧力が予め設定された所定圧（例えば、1３．３ｋＰａ）以下に低下すると、圧力計２３の計測信号に基づいて、開閉弁２１ａ、およびカットオフピン２５を閉状態に復帰させる。

次に、圧力計２３の計測信号に基づいて射出プランジャ１７の前進が開始され、射出スリーブ１６内部の溶湯がキャビティ１５内部に充填される。この充填工程の際に、金型内部が上記所定圧以下に前もって減圧されているので、溶湯充填に伴う背圧（溶湯移動方向前方側空間の圧力）の上昇が発生しない。このため、キャビティ１５内部への溶湯充填をスムースに行うことができる。

図９の破線１７ｂは射出プランジャ１７の射出前進限位置であり、この射出前進限位置１７ｂにてキャビティ１５内部への溶湯充填が終了する。その後も、射出プランジャ１７の射出前進限位置１７ｂは保持され、キャビティ１５内部の溶湯が凝固する。

そして、溶湯が凝固した後に、可動型１１を固定型１０から離れる方向（図９の左方向）へ移動させて型開きを行い、押出しプレート２７および押出しピン２６を図９の右方向へ前進させて、キャビティ１５内部で凝固した製品（鋳造品）を金型外部へ取り出す。

次に、図１０により本実施形態のダイカスト装置の他の例を説明する。図１０の例では、図９に示すダイカスト装置に対して酸素供給装置２４を付加している。この酸素供給装置２４はキャビティ１５を含む金型内部空間に酸素を供給するためのもので、具体的には、酸素を所定圧で貯蔵している酸素タンク２４ａ、供給管２４ｂ、および供給管２４ｂの通路を開閉する電動式等の開閉弁２４ｃを備えている。

供給管２４ｂの先端を、射出スリーブ１６およびスプールブッシュ１０ａにより構成される内部空間のうち射出プランジャ１７の中間停止位置１７ａよりも前進側の部位に開口し、スプールブッシュ１０ａの内部空間を通して金型内部空間に酸素を供給するようになっている。

次に、図１０のダイカスト装置を用いた、アルミニウム合金鋳物の製造方法（ダイカスト方法）を説明すると、まず、アルミニウム合金の溶湯を給湯口１６ａから射出スリーブ１６の内部に注入する。この溶湯注入工程は図９の例と同じであり、射出スリーブ１６内部への溶湯注入が終了した後に、射出プランジャ１７を中間停止位置１７ａまで前進させる。

次に、キャビティ１５を含む金型内部空間の大気成分を排出する排気工程（換言すると真空引き工程）を行う。この排気工程は図９の例の減圧工程に相当するものであるが、その目的は金型内部の減圧ではなく、金型内部の大気成分の排出である。

この排気工程を実施した後に、金型内部を酸素雰囲気に置換する雰囲気調整工程を実施する。すなわち、この雰囲気調整工程では供給管２４ｂの開閉弁２４ｃを開弁して、酸素供給装置２４の酸素タンク２４ａ内の酸素を供給管２４ｂ、射出スリーブ１６およびスプールブッシュ１０ａを通してキャビティ１５内部に供給する。

そして、金型内部の酸素雰囲気の圧力が大気圧を超える所定圧力まで上昇したことを圧力計２３により測定すると、供給管２４ｂの開閉弁２４ｃを自動的に閉塞して、雰囲気調整工程を終了する。

次に、前述の図９の例と同様に溶湯充填工程、溶湯充填状態の保持、型開きによる製品（鋳造品）の取り出し等を行う。

図１０の例によると、金型内を酸素雰囲気に置換した後に、アルミニウム合金の溶湯を金型内に充填するから、アルミニウム合金の酸化を積極的に促進でき、この酸化により合金材料の組織を緻密にすることができ、材料強度を向上できる。

次に、図１１により本発明のアルミニウム合金鋳物の具体的製品例を説明すると、図１１は電気発熱部品３０の放熱フィン３１を本発明のアルミニウム合金鋳物により構成した例を示している。電気発熱部品３０はより具体的にはダイオードである。

放熱フィン３１は平板状の基板３１ａの表裏両面に複数枚の薄肉フィン部３１ｂを一体成形している。そして、基板３１ａのうち、薄肉フィン部３１ｂを成形していない平坦部に円形の取付穴３１ｃを開けて、この円形の取付穴３１ｃに円柱状の外形に形成された電気発熱部品３０を圧入固定するようになっている。

薄肉フィン部３１ｂの最小板厚部（先端部）の板厚ｔは０．５〜1．５ｍｍ程度である。このような薄肉板形状であっても、アルミニウム合金鋳物のダイカスト成形時の流動性向上により成形が可能となる。

また、本発明のアルミニウム合金鋳物によると、アルミニウム合金の材料硬度が低下するので、放熱フィン３１の基板３１ａの取付穴３１ｃに電気発熱部品３０を圧入固定することが良好な品質で効率よく行うことができる。

なお、図１１では、電気発熱部品３０を放熱フィン３１の基板３１ａに圧入固定しているが、電気発熱部品３０を放熱フィン３１の基板３１ａにかしめ固定する場合にも、アルミニウム合金の材料硬度が低下することにより、放熱フィン３１の基板３１ａのかしめ加工を良好な品質で効率よく行うことができる。

図９、１０に示すダイカスト装置において、可動型１１の駆動機構としては、油圧駆動機構に限らず、電動モータ、水圧、空気圧等の種々の動力源を用いた駆動機構を使用できる。同様に、真空ポンプ１９を駆動する動力源も、電動モータの他に、油圧、水圧、空気圧等の種々の動力源を使用できる。

本発明の実施例１〜５および比較例１〜３の材料成分を示す図表である。 図１の各種のアルミニウム合金材料の流動性の評価結果を示すグラフである。 ＪＩＳに規定されたアルミニウム合金材料の材料成分を示す図表である。 本発明の実施例１〜５および比較例２、３の材料成分を示す図表で、図１に対してＭｎ／Ｆｅ比およびＭｎ＋Ｆｅ量を付加している。 図４の各種のアルミニウム合金材料の耐食性の評価結果を示すグラフである。 アルミニウム合金材料へのＣｕ添加量と材料硬度との関係を示すグラフである。 本発明の実施例６〜８および比較例４の材料成分を示す図表である。 アルミニウム合金材料へのＭｇ添加量と材料強度との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態におけるダイカスト装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態におけるダイカスト装置の他の例を示す概略断面図である。 本発明によるアルミニウム合金鋳物の具体的製品例を示す斜視図である。

符号の説明

１０…固定型（金型）、１１…可動型（金型）、１６…射出スリーブ、１６ａ…給湯口、１７…射出プランジャ。

Claims (7)

1. Ｓｉ：９．０〜１２．０重量％、Ｍｇ：０．２０〜０．８０重量％、Ｍｎ＋Ｆｅ：０．７〜１．１重量％を含み、
   Ｍｎ／Ｆｅ比：１．５以上であり、
   不純物としてＣｕが０．５重量％以下に規制され、残部がアルミニウムと不可避的不純物からなることを特徴とするダイカスト用アルミニウム合金。
2. 不純物として、更に、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｎａ、Ｓｂのいずれか一種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト用アルミニウム合金。
3. Ｍｎ／Ｆｅ比の上限が５．０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のダイカスト用アルミニウム合金。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイカスト用アルミニウム合金を用いてアルミニウム合金鋳物を製造する製造方法であって、
   金型（１０、１１）を閉じ、前記金型（１０、１１）内を大気圧未満の所定圧以下に減圧する減圧工程と、
   前記減圧工程後に、前記金型（１０、１１）内に前記アルミニウム合金の溶湯を充填する溶湯充填工程とを備えることを特徴とするアルミニウム合金鋳物の製造方法。
5. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイカスト用アルミニウム合金を用いてアルミニウム合金鋳物を製造する製造方法であって、
   金型（１０、１１）を閉じ、前記金型（１０、１１）内の空気を排出する排気工程と、
   前記排気工程後に、前記金型（１０、１１）内に酸素を供給して前記金型（１０、１１）内を酸素雰囲気に置換する雰囲気調整工程と、
   前記雰囲気調整工程後に、前記金型（１０、１１）内に前記アルミニウム合金の溶湯を充填する溶湯充填工程とを備えることを特徴とするアルミニウム合金鋳物の製造方法。
6. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイカスト用アルミニウム合金を用いて製造されるアルミニウム合金鋳物であって、
   最小板厚部の板厚が０．５〜1．５ｍｍの薄肉フィン部（３１ｂ）を有することを特徴とするアルミニウム合金鋳物。
7. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載のダイカスト用アルミニウム合金を用いて製造されるアルミニウム合金鋳物であって、圧入もしくはかしめにより他部品と結合される結合部（３１ｃ）を有することを特徴とするアルミニウム合金鋳物。
   

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