JPH0525577A - 耐熱性及びろう付け性に優れたアルミニウム合金 - Google Patents
耐熱性及びろう付け性に優れたアルミニウム合金Info
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- JPH0525577A JPH0525577A JP19824491A JP19824491A JPH0525577A JP H0525577 A JPH0525577 A JP H0525577A JP 19824491 A JP19824491 A JP 19824491A JP 19824491 A JP19824491 A JP 19824491A JP H0525577 A JPH0525577 A JP H0525577A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温雰囲気に晒される自動車用吸気マニホル
ド等として使用できる耐熱性を有し、アルミニウム合金
の展伸材に対しても良好な接合強度でろう付けすること
ができる鋳物用アルミニウム合金を提供する。 【構成】 このアルミニウム合金は、Ｍｎ：１．０〜
２．０重量％，Ｆｅ：０．０５〜０．５重量％，Ｓｉ：
０．０５〜０．５重量％，Ｃｕ：０．０５〜１．０重量
％，Ｎｉ：０．５〜２．５重量％，Ｔｉ：０．０５〜
０．２５重量％，Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％
及びＣｏ：０．０５〜０．３重量％を含有し、Ｍｇ含有
量を０．０５〜０．３重量％に規制している。更に、Ｃ
ｒ：０．０５〜０．２５重量％及び／又はＺｒ：０．０
５〜０．２５重量％を含有することもできる。 【効果】 機械的性質及び耐熱性を損なうことなく、合
金成分の含有量を規定することにより鋳造性が改善され
る。特に、Ｃｏの含有によって、耐鋳造割れ性が向上す
る。
ド等として使用できる耐熱性を有し、アルミニウム合金
の展伸材に対しても良好な接合強度でろう付けすること
ができる鋳物用アルミニウム合金を提供する。 【構成】 このアルミニウム合金は、Ｍｎ：１．０〜
２．０重量％，Ｆｅ：０．０５〜０．５重量％，Ｓｉ：
０．０５〜０．５重量％，Ｃｕ：０．０５〜１．０重量
％，Ｎｉ：０．５〜２．５重量％，Ｔｉ：０．０５〜
０．２５重量％，Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％
及びＣｏ：０．０５〜０．３重量％を含有し、Ｍｇ含有
量を０．０５〜０．３重量％に規制している。更に、Ｃ
ｒ：０．０５〜０．２５重量％及び／又はＺｒ：０．０
５〜０．２５重量％を含有することもできる。 【効果】 機械的性質及び耐熱性を損なうことなく、合
金成分の含有量を規定することにより鋳造性が改善され
る。特に、Ｃｏの含有によって、耐鋳造割れ性が向上す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ろう付け時や使用時の
高温雰囲気に耐え、ろう付け性が良好なアルミニウム合
金に関する。
高温雰囲気に耐え、ろう付け性が良好なアルミニウム合
金に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンに使用される吸気マニ
ホルドは、エンジン性能の向上を図るため、形状が複雑
になると共に大型化している。また、内部の空気抵抗を
減少させ、しかもマニホルド自体の軽量化を狙って、展
伸材と鋳物とを組み合わせて使用するようになってきて
いる。
ホルドは、エンジン性能の向上を図るため、形状が複雑
になると共に大型化している。また、内部の空気抵抗を
減少させ、しかもマニホルド自体の軽量化を狙って、展
伸材と鋳物とを組み合わせて使用するようになってきて
いる。
【０００３】たとえば、特開昭６４−２８３３８号公
報，特開昭６４−２８３３９号公報等では、押出し加
工，衝撃押出し加工，鍛造等の展伸によって製造した部
品を、ろう付け等の手段でアルミニウム鋳物に接合し、
吸気マニホルドを組立てることが紹介されている。
報，特開昭６４−２８３３９号公報等では、押出し加
工，衝撃押出し加工，鍛造等の展伸によって製造した部
品を、ろう付け等の手段でアルミニウム鋳物に接合し、
吸気マニホルドを組立てることが紹介されている。
【０００４】また、特開平２−１１５３３５号公報で
は、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ等を含有するアルミニウム合金を
展伸して主管或いは分岐管を製造し、相互をろう付けに
よって接続した吸気マニホルドが記載されている。当該
公報によるとき、Ｃｒ及びＺｒの添加によってアルミニ
ウム合金の結晶粒が微細化し、内面平滑性が向上すると
されている。また、Ｍｎの添加により、内面平滑性を損
なうことなく、強度の向上が図られるとされている。
は、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ等を含有するアルミニウム合金を
展伸して主管或いは分岐管を製造し、相互をろう付けに
よって接続した吸気マニホルドが記載されている。当該
公報によるとき、Ｃｒ及びＺｒの添加によってアルミニ
ウム合金の結晶粒が微細化し、内面平滑性が向上すると
されている。また、Ｍｎの添加により、内面平滑性を損
なうことなく、強度の向上が図られるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】鋳物の作り易さに重点
をおくとき、Ｓｉ含有量の増量により湯流れ性等の鋳造
性を向上させることが考えられる。しかし、アルミニウ
ム合金の融点は、Ｓｉ含有量の増量によって一般に低下
する。高温雰囲気に晒される吸気マニホルドとして使用
する場合、増量したＳｉ含有量に起因する融点降下を打
ち消すようにＦｅ，Ｍｎ，Ｎｉ等の融点上昇元素の添加
が必要となる。
をおくとき、Ｓｉ含有量の増量により湯流れ性等の鋳造
性を向上させることが考えられる。しかし、アルミニウ
ム合金の融点は、Ｓｉ含有量の増量によって一般に低下
する。高温雰囲気に晒される吸気マニホルドとして使用
する場合、増量したＳｉ含有量に起因する融点降下を打
ち消すようにＦｅ，Ｍｎ，Ｎｉ等の融点上昇元素の添加
が必要となる。
【０００６】しかし、これら添加元素は、アルミニウム
溶湯が凝固する段階で偏析や結晶成長に悪影響を与え
る。その結果、使用可能なアルミニウム合金の成分系に
拘束を受けるばかりでなく、得られた鋳物に鋳造割れ，
湯回り不良，引け不良等の欠陥が発生し易くなる。そし
て、本来の鋳物としての機能が損なわれ、耐圧洩れ等の
問題が発生する。この傾向は、特に吸気マニホルドのよ
うに、肉厚変動がある閉ざされた鋳物を製造する場合に
顕著に現れる。
溶湯が凝固する段階で偏析や結晶成長に悪影響を与え
る。その結果、使用可能なアルミニウム合金の成分系に
拘束を受けるばかりでなく、得られた鋳物に鋳造割れ，
湯回り不良，引け不良等の欠陥が発生し易くなる。そし
て、本来の鋳物としての機能が損なわれ、耐圧洩れ等の
問題が発生する。この傾向は、特に吸気マニホルドのよ
うに、肉厚変動がある閉ざされた鋳物を製造する場合に
顕著に現れる。
【０００７】また、製造されたアルミニウム合金鋳物に
展伸法で製造された部品をろう付けする際、一般的には
Ａｌ−Ｓｉ系のろう材を使用し、約５９０〜６２０℃の
高温に加熱している。このろう付け温度は、アルミニウ
ムの融点直下であり、アルミニウム合金鋳物が軟化し、
強度低下やヘタリ等が発生し易くなる。このような高温
雰囲気に耐える実用的な鋳物用アルミニウム合金は、い
まだ開発されていない。
展伸法で製造された部品をろう付けする際、一般的には
Ａｌ−Ｓｉ系のろう材を使用し、約５９０〜６２０℃の
高温に加熱している。このろう付け温度は、アルミニウ
ムの融点直下であり、アルミニウム合金鋳物が軟化し、
強度低下やヘタリ等が発生し易くなる。このような高温
雰囲気に耐える実用的な鋳物用アルミニウム合金は、い
まだ開発されていない。
【０００８】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、高温のろう付け雰囲気やエンジン
系の高温雰囲気に晒された場合にあっても、高温強度及
びろう付け性に優れ、しかも鋳造し易いアルミニウム合
金を提供することを目的とする。
出されたものであり、高温のろう付け雰囲気やエンジン
系の高温雰囲気に晒された場合にあっても、高温強度及
びろう付け性に優れ、しかも鋳造し易いアルミニウム合
金を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウム合
金は、その目的を達成するために、Ｍｎ：１．０〜２．
０重量％，Ｆｅ：０．０５〜０．５重量％，Ｓｉ：０．
０５〜０．５重量％，Ｃｕ：０．０５〜１．０重量％以
下，Ｎｉ：０．５〜２．５重量％，Ｔｉ：０．０５〜
０．２５重量％，Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％
及びＣｏ：０．０５〜０．３重量％を含有し、Ｍｇ含有
量を０．０５〜０．３重量％に規制したことを特徴とす
る。また、この成分系に、更にＣｒ：０．０５〜０．２
５重量％及び／又はＺｒ：０．０５〜０．２５重量％を
含有させることもできる。
金は、その目的を達成するために、Ｍｎ：１．０〜２．
０重量％，Ｆｅ：０．０５〜０．５重量％，Ｓｉ：０．
０５〜０．５重量％，Ｃｕ：０．０５〜１．０重量％以
下，Ｎｉ：０．５〜２．５重量％，Ｔｉ：０．０５〜
０．２５重量％，Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％
及びＣｏ：０．０５〜０．３重量％を含有し、Ｍｇ含有
量を０．０５〜０．３重量％に規制したことを特徴とす
る。また、この成分系に、更にＣｒ：０．０５〜０．２
５重量％及び／又はＺｒ：０．０５〜０．２５重量％を
含有させることもできる。
【００１０】
【作 用】通常の鋳物用アルミニウム合金としては、Ａ
ｌ−Ｓｉ合金，Ａｌ−Ｃｕ合金，Ａｌ−Ｍｇ合金等が使
用される。このうち、Ａｌ−Ｓｉ合金は、Ｓｉ含有量が
多いＡｌ−Ｓｉ系を基本としており、共晶量が多く、Ａ
ｌ−Ｓｉ二元共晶点である５７７℃以下の溶融温度を示
す。Ａｌ−Ｃｕ系合金は、共晶量こそ少ないものの、偏
析に起因した局部的な濃縮がある。そのため、Ａｌ−Ｃ
ｕ二元共晶点である５４８℃以下の溶融温度を示すこと
が多い。これらの系統の合金において、Ｓｉ，Ｃｕ等の
共晶を少なくすることにより合金の溶融温度は高くなる
が、強度が低下することは勿論、溶湯流動性，引け性，
耐鋳造割れ性等の鋳造性が著しく低下する。
ｌ−Ｓｉ合金，Ａｌ−Ｃｕ合金，Ａｌ−Ｍｇ合金等が使
用される。このうち、Ａｌ−Ｓｉ合金は、Ｓｉ含有量が
多いＡｌ−Ｓｉ系を基本としており、共晶量が多く、Ａ
ｌ−Ｓｉ二元共晶点である５７７℃以下の溶融温度を示
す。Ａｌ−Ｃｕ系合金は、共晶量こそ少ないものの、偏
析に起因した局部的な濃縮がある。そのため、Ａｌ−Ｃ
ｕ二元共晶点である５４８℃以下の溶融温度を示すこと
が多い。これらの系統の合金において、Ｓｉ，Ｃｕ等の
共晶を少なくすることにより合金の溶融温度は高くなる
が、強度が低下することは勿論、溶湯流動性，引け性，
耐鋳造割れ性等の鋳造性が著しく低下する。
【００１１】これに対し、Ａｌ−Ｍｇ系合金は、溶融温
度が比較的高く、耐熱性も優れている。しかし、一般的
に合金中のＭｇ元素は、少量含有される状態ではＭｇ2
Ｓｉとして強度向上に寄与するが、多量に含有されると
き昇温に伴って活発化する拡散によって表層部に析出す
る。表層部に析出したＭｇは、酸化物や反応生成物を形
成し易く、ろう付け性を低下させる。特に、フッ化物系
フラックスを使用したろう付けにあっては、酸化物や反
応生成物による影響を強く受け、接合部の劣化が著し
く、十分な強度をもったものが得られない。
度が比較的高く、耐熱性も優れている。しかし、一般的
に合金中のＭｇ元素は、少量含有される状態ではＭｇ2
Ｓｉとして強度向上に寄与するが、多量に含有されると
き昇温に伴って活発化する拡散によって表層部に析出す
る。表層部に析出したＭｇは、酸化物や反応生成物を形
成し易く、ろう付け性を低下させる。特に、フッ化物系
フラックスを使用したろう付けにあっては、酸化物や反
応生成物による影響を強く受け、接合部の劣化が著し
く、十分な強度をもったものが得られない。
【００１２】この点、本発明においては、基本合金系を
溶融温度が高いＡｌ−Ｍｎ−Ｎｉ系とし、Ｓｉ，Ｃｕ等
の含有量を必要最小限に留めている。そして、Ｍｎ含有
量の低下によって液相温度を下げ、共晶の形成によって
鋳造性を向上させる作用をＮｉで補完している。この基
本形にＣｏを添加することにより、湯回り性，引け性等
に悪影響を与えるＡｌ−Ｍｎ系化合物やＡｌ−Ｍｎ（Ｆ
ｅ，Ｓｉ）系化合物の生成を抑制している。Ｃｏの添加
は、共晶組織、特に粒界近傍に生成する共晶組織を増加
させ、更に析出化合物の形状を変化させることによって
耐鋳造割れ性等を向上させる。
溶融温度が高いＡｌ−Ｍｎ−Ｎｉ系とし、Ｓｉ，Ｃｕ等
の含有量を必要最小限に留めている。そして、Ｍｎ含有
量の低下によって液相温度を下げ、共晶の形成によって
鋳造性を向上させる作用をＮｉで補完している。この基
本形にＣｏを添加することにより、湯回り性，引け性等
に悪影響を与えるＡｌ−Ｍｎ系化合物やＡｌ−Ｍｎ（Ｆ
ｅ，Ｓｉ）系化合物の生成を抑制している。Ｃｏの添加
は、共晶組織、特に粒界近傍に生成する共晶組織を増加
させ、更に析出化合物の形状を変化させることによって
耐鋳造割れ性等を向上させる。
【００１３】また、Ｍｎ，Ｆｅ及びＳｉ含有量を低く調
整することにより、引け、特にザク巣の発生を抑制して
いる。更に、これら合金元素の低減に応じて湯回り性及
び充填性も良くなり、外引けも改善される。耐鋳造割れ
性及び引け性は、Ｔｉ及びＢの添加によって更に向上す
る。
整することにより、引け、特にザク巣の発生を抑制して
いる。更に、これら合金元素の低減に応じて湯回り性及
び充填性も良くなり、外引けも改善される。耐鋳造割れ
性及び引け性は、Ｔｉ及びＢの添加によって更に向上す
る。
【００１４】以下、各成分の作用及び含有量を説明す
る。Ｍｎ：Ａｌ−Ｍｎ−Ｎｉ系合金の主要成分であるＭ
ｎは、合金の溶融温度を高く維持すると共に、良好な機
械的性質及び耐熱性を確保する。このような効果を得る
ためには、Ｍｎ含有量を１．０重量％以上とすることが
必要である。しかし、Ｍｎ含有量が多くなるに従って、
溶湯の流動性が低下し、鋳造性が悪くなる。そこで、本
発明においては、Ｍｎ含有量を２．０重量％以下に抑
え、液相温度を下げることによって鋳造性を確保してい
る。また、過剰のＭｎ含有は、鋳造組織の粗大化，機械
的性質の劣化等の原因となる。この点でも、Ｍｎ含有量
を２．０重量％以下とすることが必要である。したがっ
て、本発明においては、Ｍｎ含有量を１．０〜２．０重
量％の範囲とした。
る。Ｍｎ：Ａｌ−Ｍｎ−Ｎｉ系合金の主要成分であるＭ
ｎは、合金の溶融温度を高く維持すると共に、良好な機
械的性質及び耐熱性を確保する。このような効果を得る
ためには、Ｍｎ含有量を１．０重量％以上とすることが
必要である。しかし、Ｍｎ含有量が多くなるに従って、
溶湯の流動性が低下し、鋳造性が悪くなる。そこで、本
発明においては、Ｍｎ含有量を２．０重量％以下に抑
え、液相温度を下げることによって鋳造性を確保してい
る。また、過剰のＭｎ含有は、鋳造組織の粗大化，機械
的性質の劣化等の原因となる。この点でも、Ｍｎ含有量
を２．０重量％以下とすることが必要である。したがっ
て、本発明においては、Ｍｎ含有量を１．０〜２．０重
量％の範囲とした。
【００１５】Ｎｉ：Ｍｎと同様な作用を呈し、Ｍｎ含有
に起因する溶融温度の上昇をＮｉ添加で抑制し、不足す
るＭｎの作用をＮｉで補完する。特に、Ｎｉを含有させ
ることにより共晶量が増加し、鋳造性の改善が図られ
る。このような効果は、Ｎｉ含有量が０．５重量％未満
では十分に得られない。しかし、２．５重量％を超えて
Ｎｉを添加するとき、鋳造性が劣化する。そこで、Ｎｉ
含有量は、０．５〜２．５重量％に規定した。
に起因する溶融温度の上昇をＮｉ添加で抑制し、不足す
るＭｎの作用をＮｉで補完する。特に、Ｎｉを含有させ
ることにより共晶量が増加し、鋳造性の改善が図られ
る。このような効果は、Ｎｉ含有量が０．５重量％未満
では十分に得られない。しかし、２．５重量％を超えて
Ｎｉを添加するとき、鋳造性が劣化する。そこで、Ｎｉ
含有量は、０．５〜２．５重量％に規定した。
【００１６】Ｆｅ：アルミニウム合金の機械的性質を向
上させ、鋳造割れを抑制する上で有効な合金元素であ
る。この点で、０．０５重量％以上のＦｅを含有させる
ことが有効である。しかし、０．５重量％を超えてＦｅ
を含有させるとき、合金組織の脆化に起因して機械的性
質が劣化すると共に、ザク巣が頻繁に発生する。また、
鉄含有量の増加に伴って溶湯の流動性が悪くなり、鋳造
時の充填性が劣化する。このような欠点を回避するた
め、Ｆｅ含有量を０．０５〜０．５重量％の範囲に規制
している。
上させ、鋳造割れを抑制する上で有効な合金元素であ
る。この点で、０．０５重量％以上のＦｅを含有させる
ことが有効である。しかし、０．５重量％を超えてＦｅ
を含有させるとき、合金組織の脆化に起因して機械的性
質が劣化すると共に、ザク巣が頻繁に発生する。また、
鉄含有量の増加に伴って溶湯の流動性が悪くなり、鋳造
時の充填性が劣化する。このような欠点を回避するた
め、Ｆｅ含有量を０．０５〜０．５重量％の範囲に規制
している。
【００１７】Ｓｉ：鋳造性及び機械的性質を向上させる
上で、０．０５重量％以上のＳｉを含有させることが必
要である。しかし、Ｓｉは、アルミニウム合金の溶融温
度を著しく下げ、高温強度を低下させる。また、過剰の
Ｓｉを含有させるとき、アルマイト処理時にアルミニウ
ム合金の表面が灰黒色化しやすくなる。更に、Ｓｉは、
Ｆｅ及びＭｎと相俟つて引け性を悪くする。これらの点
から、０．０５〜０．５重量％の範囲にＳｉ含有量を規
定した。
上で、０．０５重量％以上のＳｉを含有させることが必
要である。しかし、Ｓｉは、アルミニウム合金の溶融温
度を著しく下げ、高温強度を低下させる。また、過剰の
Ｓｉを含有させるとき、アルマイト処理時にアルミニウ
ム合金の表面が灰黒色化しやすくなる。更に、Ｓｉは、
Ｆｅ及びＭｎと相俟つて引け性を悪くする。これらの点
から、０．０５〜０．５重量％の範囲にＳｉ含有量を規
定した。
【００１８】Ｃｕ：アルミニウム合金の機械的性質を向
上させる上で、有効な合金元素である。この作用を得る
ため、０．０５重量％以上のＣｕを含有させることが必
要である。しかし、１．０重量％を超えるＣｕの含有
は、合金の溶融温度を低下させ、高温強度を劣化させる
原因となるので好ましくない。したがって、Ｃｕ含有量
を０．０５〜１．０重量％とした。
上させる上で、有効な合金元素である。この作用を得る
ため、０．０５重量％以上のＣｕを含有させることが必
要である。しかし、１．０重量％を超えるＣｕの含有
は、合金の溶融温度を低下させ、高温強度を劣化させる
原因となるので好ましくない。したがって、Ｃｕ含有量
を０．０５〜１．０重量％とした。
【００１９】Ｔｉ：耐鋳造割れ性を始めとする鋳造性の
改善に有効な合金元素である。しかし、０．０５重量％
未満のＴｉ含有では、鋳造性改善の十分な効果が得られ
ない。逆に、０．２５重量％を超えてＴｉを含有させる
と、鋳造性及び機械的性質が劣化する。そこで、本発明
においては、Ｔｉ含有量を０．０５〜０．２５重量％の
範囲に規定した。
改善に有効な合金元素である。しかし、０．０５重量％
未満のＴｉ含有では、鋳造性改善の十分な効果が得られ
ない。逆に、０．２５重量％を超えてＴｉを含有させる
と、鋳造性及び機械的性質が劣化する。そこで、本発明
においては、Ｔｉ含有量を０．０５〜０．２５重量％の
範囲に規定した。
【００２０】Ｂ：Ｔｉとの共存によって、鋳造性、特に
耐鋳造割れ性を改善する。このＢ含有の効果は、０．０
００５重量％以上で顕著となる。しかし、０．００５重
量％を超えてＢを含有させると、粗大結晶が形成され、
機械的性質が劣化する。また、鋳造されたアルミニウム
合金の内部に異物が発生し、合金が脆化する。そこで、
Ｂ含有量は、Ｔｉとの共存において０．０００５〜０．
００５重量％の範囲に設定した。
耐鋳造割れ性を改善する。このＢ含有の効果は、０．０
００５重量％以上で顕著となる。しかし、０．００５重
量％を超えてＢを含有させると、粗大結晶が形成され、
機械的性質が劣化する。また、鋳造されたアルミニウム
合金の内部に異物が発生し、合金が脆化する。そこで、
Ｂ含有量は、Ｔｉとの共存において０．０００５〜０．
００５重量％の範囲に設定した。
【００２１】Ｃｏ：アルミニウム合金溶湯の湯回り性，
引け性等に悪影響を及ぼすＡｌ−Ｍｎ系化合物，Ａｌ−
Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物等の生成を抑制する上で、
特に重要な合金元素である。０．０５重量％以上のＣｏ
を含有させるとき、特に粒界近傍に形成される共晶組織
が多くなり、鋳造割れが効果的に防止される。また、Ｃ
ｏ含有量の増加に伴って、生成したＡｌ−Ｍｎ系化合
物，Ａｌ−Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物等の形状及びス
ケルトン構造が変化する。これによっても、耐鋳造割れ
性が改善されるものと推察される。しかし、０．３重量
％を超えてＣｏを含有させると、Ａｌ−Ｃｏ系の晶出物
が認められるだけで、特性向上にはほとんど寄与せず、
むしろ材料コストの上昇を招く。そこで、本発明におい
ては、Ｃｏ含有量を０．０５〜０．３重量％の範囲に規
定した。
引け性等に悪影響を及ぼすＡｌ−Ｍｎ系化合物，Ａｌ−
Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物等の生成を抑制する上で、
特に重要な合金元素である。０．０５重量％以上のＣｏ
を含有させるとき、特に粒界近傍に形成される共晶組織
が多くなり、鋳造割れが効果的に防止される。また、Ｃ
ｏ含有量の増加に伴って、生成したＡｌ−Ｍｎ系化合
物，Ａｌ−Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物等の形状及びス
ケルトン構造が変化する。これによっても、耐鋳造割れ
性が改善されるものと推察される。しかし、０．３重量
％を超えてＣｏを含有させると、Ａｌ−Ｃｏ系の晶出物
が認められるだけで、特性向上にはほとんど寄与せず、
むしろ材料コストの上昇を招く。そこで、本発明におい
ては、Ｃｏ含有量を０．０５〜０．３重量％の範囲に規
定した。
【００２２】Ｃｒ，Ｚｒ：アルミニウム合金の結晶を微
細化すると共に、高温での組織を安定化させる上で必要
に応じて添加される合金元素であり、０．０５重量％以
上のＣｒ及び／又はＺｒの含有が必要である。しかし、
０．２５重量％を超えてＣｒ或いはＺｒを含有させる
と、粗大結晶が形成され易く、高温強度が劣化する。そ
こで、Ｃｒ及び／又はＺｒの含有量は、０．０５〜０．
２５重量％の範囲に規定した。
細化すると共に、高温での組織を安定化させる上で必要
に応じて添加される合金元素であり、０．０５重量％以
上のＣｒ及び／又はＺｒの含有が必要である。しかし、
０．２５重量％を超えてＣｒ或いはＺｒを含有させる
と、粗大結晶が形成され易く、高温強度が劣化する。そ
こで、Ｃｒ及び／又はＺｒの含有量は、０．０５〜０．
２５重量％の範囲に規定した。
【００２３】Ｍｇ：０．０５重量％以上のＭｇは、Ａｌ
−Ｍｎ−Ｎｉ系合金の溶融温度を低下させる。しかし、
多量のＭｇ含有は、高温強度を低下させる。また、Ｍｇ
が０．３重量％を超えて含有されるとき、高温状態で表
層部に濃縮され易く、ろう付け部に酸化皮膜が形成さ
れ、ろう付け性に悪影響を与える。そこで、Ｍｇ含有量
を、０．０５〜０．３重量％の範囲に規定した。
−Ｍｎ−Ｎｉ系合金の溶融温度を低下させる。しかし、
多量のＭｇ含有は、高温強度を低下させる。また、Ｍｇ
が０．３重量％を超えて含有されるとき、高温状態で表
層部に濃縮され易く、ろう付け部に酸化皮膜が形成さ
れ、ろう付け性に悪影響を与える。そこで、Ｍｇ含有量
を、０．０５〜０．３重量％の範囲に規定した。
【００２４】なお、本発明のアルミニウム合金は、砂
型，金型，ダイキャスト等を使用した鋳造法に適した材
料であるが、その他の鋳造法においても使用可能であ
る。そして、自動車用の吸気マニホルドの他に、耐熱性
が良好なことを活用して各種産業機器等の構成部品，家
電製品，家庭用機器，器物等として使用することができ
る。また、表面処理によって灰黒色化しないので、優れ
た表面性状を呈する製品としても使用される。
型，金型，ダイキャスト等を使用した鋳造法に適した材
料であるが、その他の鋳造法においても使用可能であ
る。そして、自動車用の吸気マニホルドの他に、耐熱性
が良好なことを活用して各種産業機器等の構成部品，家
電製品，家庭用機器，器物等として使用することができ
る。また、表面処理によって灰黒色化しないので、優れ
た表面性状を呈する製品としても使用される。
【００２５】
【実施例】表１に示した成分・組成をもつアルミニウム
合金を溶解し、鋳込み温度７６０℃，金型温度４００℃
で、多孔フランジ付き鋳物を金型鋳造した。鋳造された
鋳物の組織，鋳造欠陥，材料強度等を調べ、鋳造条件と
共に表２に併せ示した。なお、表２における良品率は、
１水準の鋳造品２０個について引け，割れ，湯回り不良
等の欠陥を調査して求めた。結晶粒度は、鋳造品の一部
についてマクロ結晶粒度を測定することにより求めた。
合金を溶解し、鋳込み温度７６０℃，金型温度４００℃
で、多孔フランジ付き鋳物を金型鋳造した。鋳造された
鋳物の組織，鋳造欠陥，材料強度等を調べ、鋳造条件と
共に表２に併せ示した。なお、表２における良品率は、
１水準の鋳造品２０個について引け，割れ，湯回り不良
等の欠陥を調査して求めた。結晶粒度は、鋳造品の一部
についてマクロ結晶粒度を測定することにより求めた。
【００２６】鋳造割れは、内径が３５ｍｍ，５５ｍｍ，
７５ｍｍ及び９０ｍｍの４種類のリング状試験片を使用
したリングテスト法で判定し、全周割れを２点，部分割
れを１点，割れ無しを０点とし、総合点が０〜１０点の
試験片を○，１１〜２０点の試験片を△，２１点以上の
試験片を×として評価した。湯流れ性は、余熱のないシ
ェル渦巻き型を用いた溶湯の流動長さで判定し、その長
さが７０ｃｍ以上のものを○，６０〜７０ｃｍ未満のも
のを△，６０ｃｍ未満のものを×として評価した。ま
た、引け性は、塗型剤を使用せず余熱３００℃で直径７
５ｍｍ，長さ７０ｍｍの円柱状金型にアルミニウム合金
を鋳込んだ後、鋳物の断面を観察し引け近傍に生じてい
るザク巣の発生量を官能で判定し、少量を○，中量を
△，大量を×として評価した。
７５ｍｍ及び９０ｍｍの４種類のリング状試験片を使用
したリングテスト法で判定し、全周割れを２点，部分割
れを１点，割れ無しを０点とし、総合点が０〜１０点の
試験片を○，１１〜２０点の試験片を△，２１点以上の
試験片を×として評価した。湯流れ性は、余熱のないシ
ェル渦巻き型を用いた溶湯の流動長さで判定し、その長
さが７０ｃｍ以上のものを○，６０〜７０ｃｍ未満のも
のを△，６０ｃｍ未満のものを×として評価した。ま
た、引け性は、塗型剤を使用せず余熱３００℃で直径７
５ｍｍ，長さ７０ｍｍの円柱状金型にアルミニウム合金
を鋳込んだ後、鋳物の断面を観察し引け近傍に生じてい
るザク巣の発生量を官能で判定し、少量を○，中量を
△，大量を×として評価した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】更に、鋳物の一部を切断し、その断面にお
ける結晶組織を観察した。図１は、試験番号２のアルミ
ニウム合金から鋳造された鋳物の金属組織（１００倍）
を示す。図１から明らかなように、巨大なＡｌ−Ｍｎ
（Ｆｅ，Ｓｉ）系の化合物がスケルトン状としてマトリ
ックスを縦断している。また、この他にも、比較的大き
なＡｌ−Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物及びＡｌ−Ｎｉ系
化合物がマトリックスに分散している。試験番号２のア
ルミニウム合金に鋳造割れが見られるのは、これら巨大
化合物が割れの伝播経路として働くことに原因があるも
のと見られる。
ける結晶組織を観察した。図１は、試験番号２のアルミ
ニウム合金から鋳造された鋳物の金属組織（１００倍）
を示す。図１から明らかなように、巨大なＡｌ−Ｍｎ
（Ｆｅ，Ｓｉ）系の化合物がスケルトン状としてマトリ
ックスを縦断している。また、この他にも、比較的大き
なＡｌ−Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物及びＡｌ−Ｎｉ系
化合物がマトリックスに分散している。試験番号２のア
ルミニウム合金に鋳造割れが見られるのは、これら巨大
化合物が割れの伝播経路として働くことに原因があるも
のと見られる。
【００３０】他方、試験番号１５のアルミニウム合金か
ら鋳造されたものでは、同じ倍率の金属組織を示す図２
から明らかなように、粒界組織が目立っている。また、
Ａｌ−Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物，Ａｌ−Ｎｉ系化合
物等も、大きく成長することなく、微細な形状でマトリ
ックスに分散されている。この組織の違いによって、試
験番号１５のアルミニウム合金の鋳造割れが改善されて
いるものと推察される。
ら鋳造されたものでは、同じ倍率の金属組織を示す図２
から明らかなように、粒界組織が目立っている。また、
Ａｌ−Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物，Ａｌ−Ｎｉ系化合
物等も、大きく成長することなく、微細な形状でマトリ
ックスに分散されている。この組織の違いによって、試
験番号１５のアルミニウム合金の鋳造割れが改善されて
いるものと推察される。
【００３１】更に、試験番号１０のアルミニウム合金鋳
物に、展伸法で製造したＪＩＳ Ａ３００３のアルミニ
ウム合金パイプをろう付けした。このとき、鋳物及びパ
イプを組立て、フッ化物系フラックスと共に線径１．６
ｍｍのワイヤ状Ａｌ−Ｓｉ合金ＪＩＳ Ａ４０４５をろ
う材としてセットし、雰囲気温度が６１０℃に設定され
た露点−３０℃以下の窒素ガス雰囲気炉に装入した。こ
れによって、展伸法で製造したアルミニウム合金がアル
ミニウム合金鋳物にろう付けされた。
物に、展伸法で製造したＪＩＳ Ａ３００３のアルミニ
ウム合金パイプをろう付けした。このとき、鋳物及びパ
イプを組立て、フッ化物系フラックスと共に線径１．６
ｍｍのワイヤ状Ａｌ−Ｓｉ合金ＪＩＳ Ａ４０４５をろ
う材としてセットし、雰囲気温度が６１０℃に設定され
た露点−３０℃以下の窒素ガス雰囲気炉に装入した。こ
れによって、展伸法で製造したアルミニウム合金がアル
ミニウム合金鋳物にろう付けされた。
【００３２】ろう付けした製品の継ぎ手部の接合状況を
観察したところ、所期の形状特性及び耐熱性を示してお
り、ヘタリ等の欠陥を何ら発生することなく、良好な接
合強度でろう付けされていることが判った。そして、吸
気マニホルドとしての用途にも十分に耐えるものであっ
た。また、本発明に従った試験番号１１〜１６のアルミ
ニウム合金から製造された鋳物も、同様に良好なろう付
け性を呈した。
観察したところ、所期の形状特性及び耐熱性を示してお
り、ヘタリ等の欠陥を何ら発生することなく、良好な接
合強度でろう付けされていることが判った。そして、吸
気マニホルドとしての用途にも十分に耐えるものであっ
た。また、本発明に従った試験番号１１〜１６のアルミ
ニウム合金から製造された鋳物も、同様に良好なろう付
け性を呈した。
【００３３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のアルミ
ニウム合金は、溶融温度の高いＡｌ−Ｍｎ−Ｎｉ系を基
本とする中で、Ｍｎ含有量を比較的低めに押さえて液相
温度を下げることにより湯回り性の改善を図ると共に、
Ｆｅ，Ｓｉ等の合金元素を調整することによって引け不
良の発生を抑制している。更に、Ｃｏの添加で粒界組織
を改善することにより、鋳造割れを防止している。この
ようにして、耐熱性を損なうことなく、優れた鋳造性を
もったアルミニウム合金が得られる。このアルミニウム
合金は、砂型，金型，ダイキャスト等の鋳造法に適して
いるが、その他の鋳造法においても使用することができ
る。また、ろう付け性にも優れているので、たとえば展
伸法で製造したアルミニウム合金製部品に良好なろう付
け強度で接合され、自動車用吸気マニホルドを始めとし
て各種産業機械等の構成部品，家電製品，家庭用機器，
器物等として使用される。
ニウム合金は、溶融温度の高いＡｌ−Ｍｎ−Ｎｉ系を基
本とする中で、Ｍｎ含有量を比較的低めに押さえて液相
温度を下げることにより湯回り性の改善を図ると共に、
Ｆｅ，Ｓｉ等の合金元素を調整することによって引け不
良の発生を抑制している。更に、Ｃｏの添加で粒界組織
を改善することにより、鋳造割れを防止している。この
ようにして、耐熱性を損なうことなく、優れた鋳造性を
もったアルミニウム合金が得られる。このアルミニウム
合金は、砂型，金型，ダイキャスト等の鋳造法に適して
いるが、その他の鋳造法においても使用することができ
る。また、ろう付け性にも優れているので、たとえば展
伸法で製造したアルミニウム合金製部品に良好なろう付
け強度で接合され、自動車用吸気マニホルドを始めとし
て各種産業機械等の構成部品，家電製品，家庭用機器，
器物等として使用される。
【図１】 Ｃｏを含有しないアルミニウム合金製鋳物の
金属組織を示す。
金属組織を示す。
【図２】 本発明に従ってＣｏを含有するアルミニウム
合金製鋳物の金属組織を示す。
合金製鋳物の金属組織を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年９月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウム合
金は、その目的を達成するために、Ｍｎ：１．０〜２．
０重量％，Ｆｅ：０．０５〜０．５重量％，Ｓｉ：０．
０５〜０．５重量％，Ｃｕ：０．０５〜１．０重量％，
Ｎｉ：０．５〜２．５重量％，Ｔｉ：０．０５〜０．２
５重量％，Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％及びＣ
ｏ：０．０５〜０．３重量％を含有し、Ｍｇ含有量を
０．０５〜０．３重量％に規制したことを特徴とする。
また、この成分系に、更にＣｒ：０．０５〜０．２５重
量％及び／又はＺｒ：０．０５〜０．２５重量％を含有
させることもできる。
金は、その目的を達成するために、Ｍｎ：１．０〜２．
０重量％，Ｆｅ：０．０５〜０．５重量％，Ｓｉ：０．
０５〜０．５重量％，Ｃｕ：０．０５〜１．０重量％，
Ｎｉ：０．５〜２．５重量％，Ｔｉ：０．０５〜０．２
５重量％，Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％及びＣ
ｏ：０．０５〜０．３重量％を含有し、Ｍｇ含有量を
０．０５〜０．３重量％に規制したことを特徴とする。
また、この成分系に、更にＣｒ：０．０５〜０．２５重
量％及び／又はＺｒ：０．０５〜０．２５重量％を含有
させることもできる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 長島 良雄
東京都港区三田３丁目13番12号 日本軽金
属株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｍｎ：１．０〜２．０重量％，Ｆｅ：
０．０５〜０．５重量％，Ｓｉ：０．０５〜０．５重量
％，Ｃｕ：０．０５〜１．０重量％以下，Ｎｉ：０．５
〜２．５重量％，Ｔｉ：０．０５〜０．２５重量％，
Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％及びＣｏ：０．０
５〜０．３重量％を含有し、Ｍｇ含有量を０．０５〜
０．３重量％に規制したことを特徴とする耐熱性及びろ
う付け性に優れたアルミニウム合金。 - 【請求項２】 Ｍｎ：１．０〜２．０重量％，Ｆｅ：
０．０５〜０．５重量％，Ｓｉ：０．０５〜０．５重量
％，Ｃｕ：０．０５〜１．０重量％以下，Ｎｉ：０．５
〜２．５重量％，Ｔｉ：０．０５〜０．２５重量％，
Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％，Ｃｏ：０．０５
〜０．３重量％並びにＣｒ：０．０５〜０．２５重量％
及び／又はＺｒ：０．０５〜０．２５重量％を含有し、
Ｍｇ含有量を０．０５〜０．３重量％に規制したことを
特徴とする耐熱性及びろう付け性に優れたアルミニウム
合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19824491A JPH0525577A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 耐熱性及びろう付け性に優れたアルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19824491A JPH0525577A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 耐熱性及びろう付け性に優れたアルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525577A true JPH0525577A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16387906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19824491A Pending JPH0525577A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 耐熱性及びろう付け性に優れたアルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0525577A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106756272A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 张家港市广大机械锻造有限公司 | 一种用于航空器壳体的合金制造方法 |
| CN113981278A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-28 | 深圳市鑫申新材料科技有限公司 | 一种高导电耐热压力铸造铝合金 |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP19824491A patent/JPH0525577A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106756272A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 张家港市广大机械锻造有限公司 | 一种用于航空器壳体的合金制造方法 |
| CN113981278A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-28 | 深圳市鑫申新材料科技有限公司 | 一种高导电耐热压力铸造铝合金 |
| CN113981278B (zh) * | 2021-10-13 | 2022-05-06 | 深圳市鑫申新材料科技有限公司 | 一种高导电耐热压力铸造铝合金 |
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