JPH0748643A

JPH0748643A - アルミニウム合金鋳物材

Info

Publication number: JPH0748643A
Application number: JP19496493A
Authority: JP
Inventors: Ichizo Tsukuda; 市三佃; Otonobu Sukimoto; 己信鋤本; Yoshitatsu Otsuka; 良達大塚; Shoichi Sato; 昭一佐藤
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】低温域でもろうの濡れ性の良いアルミニウム
合金鋳物材の提供を目的とする。【構成】本発明の第１のアルミニウム合金鋳物材は、
Ｓｉ；４．０〜１３．０wt％およびＺｎ；０．５〜２．
０wt％を含有し、さらにＭｇ；０．２〜０．６wt％、Ｃ
ｕ；１．０〜４．０wt％、Ｍｎ；０．０１〜０．４wt
％、Ｃｒ；０．０１〜０．４wt％の１種または２種以上
を含有し、残部がＡｌよりなることを特徴とするもので
ある。また、本発明の第２のアルミニウム合金鋳物材
は、前記組成に、Ｂｅ；０．０００５〜０．０１wt％、
Ｓｒ；０．０００５〜０．０５wt％、Ｎａ；０．０００
５〜０．０５wt％、Ｔｉ；０．０１〜０．３wt％の１種
または２種以上を添加したものである。さらに、前記の
いずれの組成のアルミニウム合金鋳物材においても、水
素ガス濃度は０．２ｃｃ／１００ｇ以下に抑制されてい
ることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｓｉを含有し、ろう付
部品材料として好適に用いられるアルミニウム合金鋳物
材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系等のＳｉを含有するアルミニウム合金
鋳物材は、鋳造性が優れていることから種々の分野で広
く用いられている。このようなアルミニウム合金鋳物材
は融点が低いため、これをろう付する場合、アルミニウ
ム合金鋳物材としても溶融温度の低いＡｌ−Ｚｎ系等の
ろう材が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＳｉを
含有するアルミニウム合金鋳物材に対してＺｎ−Ａｌ系
ろう材を使用した場合、低温での濡れ性が悪く、良好な
ろう付を達成するためにはろう付温度を高くしなければ
ならず、母材溶融の危険があった。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを目的として、低温域でもろうの濡れ性が良く、良好
なろう付を行うことのできるＳｉ含有のアルミニウム合
金鋳物材を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のアルミニ
ウム合金鋳物材は、前記目的を達成するために、Ｓｉ；
４．０〜１３．０wt％およびＺｎ；０．５〜２．０wt％
を含有し、さらにＭｇ；０．２〜０．６wt％、Ｃｕ；
１．０〜４．０wt％、Ｍｎ；０．０１〜０．４wt％、Ｃ
ｒ；０．０１〜０．４wt％の１種または２種以上（以
下、「Ｍｇ群」と称する。）を含有し添加し、残部がＡ
ｌよりなることを特徴とするものである。また、本発明
の第２のアルミニウム合金鋳物材は、Ｓｉ；４．０〜１
３．０wt％およびＺｎ；０．５〜２．０wt％を含有し、
さらに前記Ｍｇ群の元素の１種または２種以上を含有
し、さらにＢｅ；０．０００５〜０．０１wt％、Ｓｒ；
０．０００５〜０．０５wt％、Ｎａ；０．０００５〜
０．０５wt％、Ｔｉ；０．０１〜０．３wt％の１種また
は２種以上（以下、「Ｂｅ群」と称する。）を含有し、
残部がＡｌよりなることを特徴とするものである。

【０００６】さらに、前記のいずれの組成のアルミニウ
ム合金鋳物材においても、水素ガス濃度は０．２ｃｃ／
１００ｇ以下に抑制されていることが好ましい。

【０００７】本発明の各アルミニウム合金鋳物材組成に
おいて、Ｓｉは良好な鋳造性を得るために必須の基本成
分である。しかし、Ｓｉ含有量が４．０wt％未満または
１３．０wt％では鋳造性が低下するため、Ｓｉ含有量は
４．０〜１３．０wt％の範囲とする必要があり、特に
８．０〜１２．０wt％が好ましい。また、ＺｎはＺｎ−
Ａｌ系等の低温ろう材を使用した場合のろう付性を向上
させるために必須の基本成分である。しかし、Ｚｎ含有
量が０．５wt％未満ではろう付性の向上が認められず、
２．０wt％を超えると耐食性が悪くなるため、Ｚｎ含有
量は０．５〜２．０wt％の範囲とする必要があり、特に
１．０〜２．０wt％が好ましい。

【０００８】前記Ｍｇ群の元素、すなわちＭｇ、Ｃｕ、
Ｍｎ、Ｃｒはアルミニウム合金鋳物材の強度を向上させ
るために必要である。強度向上効果はこれらの元素のう
ち１種を配合すれば得られるが、２種以上を併用しても
良い。特に、Ｍｇおよび／またはＣｕを主として用い、
補助的にＭｎおよび／またはＣｒを用いることが好まし
い。これらの元素は、Ｍｇ含有量が０．２wt％未満、Ｃ
ｕ含有量が１．０wt％未満、Ｍｎ含有量が０．０１wt％
未満、Ｃｒ含有量が０．０１wt％未満では強度の向上が
認められない。また、Ｍｇ含有量が０．６wt％、Ｃｕ含
有量が４．０wt％、Ｍｎ含有量が０．４wt％、Ｃｒ含有
量が０．４wt％を超えて配合した場合も、所要の機械的
強度が得られない。したがって、Ｍｇ含有量は０．２〜
０．６wt％の範囲、Ｃｕ含有量は１．０〜４．０wt％の
範囲、Ｍｎ含有量は０．０１〜０．４wt％の範囲、Ｃｒ
含有量は０．０１〜０．４wt％の範囲とする必要があ
り、それぞれ特に、０．３〜０．５wt％、２．０〜３．
０wt％、０．１５〜０．３wt％、０．１５〜０．３wt％
が好ましい。

【０００９】前記Ｂｅ群の元素、すなわちＢｅ、Ｓｒ、
ＮａおよびＴｉは、Ａｌ−Ｓｉ共晶組織におけるＳｉ相
の結晶の微細化あるいは合金組織全体の微細化を行い、
アルミニウム合金鋳物材の強度および靱性の向上効果が
ある。このような効果はこれらの元素のうち１種を配合
すれば得られるが、２種以上を併用しても良い。また、
Ｂｅ含有量が０．０００５wt％未満、Ｓｒ含有量が０．
０００５wt％未満、Ｎａ含有量が０．０００５wt％未
満、Ｔｉ含有量が０．０１wt％未満では前記効果が乏し
く、またＢｅ含有量が０．０１wt％、Ｓｒ含有量が．０
５wt％、Ｎａ含有量が０．０５wt％、Ｔｉ含有量が０．
３wt％を超えて配合しても前記効果が飽和して多量に添
加する意味がない。したがって、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｎａおよ
びＴｉ含有量は０．０００５〜０．０１wt％、０．００
０５〜０．０５wt％、０．０００５〜０．０５wt％およ
び０．０１〜０．３wt％の範囲とする必要があり、それ
ぞれ特に０．００１〜０．００１５wt％、０．００１〜
０．００１５wt％、０．００５０．０２wt％、０．０２
〜０．１０wt％が好ましい。また、ＢｅはＭｇの酸化を
抑制する効果もあり、前述のように強度向上を目的とし
てＭｇを含有させる場合は、Ｂｅを選択的に添加するこ
とが好ましい。

【００１０】前述されたような組成のアルミニウム合金
鋳物材において、水素ガスが含まれると合金組織中にピ
ンホールを形成し、強度および靱性を低下させたりろう
付時にはフクレを起こさせるおそれがある。したがっ
て、水素ガスは可及的に排除することが好ましく、合金
１００ｇ当たり０．２ｃｃ以下に抑制することが好まし
く、特に０．１ｃｃ以下が好ましい。

【００１１】以上のような本発明のアルミニウム合金鋳
物材は、常法により鋳造すれば良く、水素ガス濃度の制
御も、例えばアルゴン等の不活性ガスを溶湯中に吹込ん
で攪拌し、水素ガスを排出させることにより行えば良
い。

【００１２】

【発明の効果】本発明にかかるアルミニウム合金鋳物材
は、４．０〜１３．０wt％のＳｉを含有することにより
鋳造性に優れるとともに、０．５〜２．０wt％のＺｎを
含有することにより、Ｚｎ−Ａｌ系等の溶融温度の低い
ろう材に対して低温域における濡れ性が良くなる。その
結果、低いろう付温度であっても良好なろう付が可能と
なり、母材が不必要な高温に曝されることもなくなる。
そのうえ、Ｍｇ；０．２〜０．６wt％、Ｃｕ；１．０〜
４．０wt％、Ｍｎ；０．０１〜０．４wt％、Ｃｒ；０．
０１〜０．４wt％の１種または２種以上の含有により鋳
物材の強度が向上する。

【００１３】さらに、前記組成に、Ｂｅ；０．０００５
〜０．０１wt％、Ｓｒ；０．０００５〜０．０５wt％、
Ｎａ；０．０００５〜０．０５wt％、Ｔｉ；０．０１〜
０．３wt％の１種または２種以上を添加することによ
り、Ａｌ−Ｓｉ共晶組織におけるＳｉ相の結晶あるいは
合金組織全体が微細化され、アルミニウム合金鋳物材の
強度および靱性が向上する。

【００１４】また、前述されたような各組成のアルミニ
ウム合金鋳物材において、水素ガス濃度を０．２ｃｃ／
１００ｇに抑制することにより、強度および靱性の低下
を防ぐとともに、ろう付時のフクレを防止することがで
きる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明のアルミニウム合金鋳物材の具
体的実施例について説明する。

【００１６】常法に従い、後掲の表１に示す各化学組成
のアルミニウム合金鋳物材により、図１に示されている
ような外径４０ｍｍ、肉厚２ｍｍの管材（１）（２）を
鋳造した。なお、Ｎｏ．１〜１０、１２〜１４について
は水素ガス濃度を抑制するために、鋳造工程において溶
湯中にＡｒガスを吹込んで攪拌し、脱ガス処理を行っ
た。

【００１７】次に、図１に示すように、一方の管材
（２）の上端部を拡径するとともに、拡径部分に他方の
管材（１）の下端部を嵌め合わせて重ね継手を組立て、
拡径部分の上端にＺｎ−２５％Ａｌ合金からなるリング
状のろう材（３）を置き、フラックス懸濁液を塗布し乾
燥させた。そして、この継手をＮ₂ガス雰囲気中で５３
０℃×５分間加熱してろう付した。その後、室温まで冷
却したのち、ろう付部の状態を観察してろう付性を評価
した。これらの評価結果について、表１に併せて示す。

【００１８】

【表１】表１の結果から明らかなように、本発明のアルミニウム
合金鋳物材Ｎｏ．１〜１１はいずれも５３０℃という低
温でもろうの濡れが良く、良好にろう付できた。ただ
し、アルミニウム合金鋳物材中の水素濃度を制御しなか
ったＮｏ．１１は、ろうの濡れは良好であったがろう付
時の加熱により若干のフクレが生じた。これに対して、
Ｚｎを全く含有しない比較例Ｎｏ．１２、１３およびＺ
ｎ含有量の少ないＮｏ．１４は、この温度ではろうの濡
れが悪くろう付性が悪かった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルミニウム合金鋳物材からなる重ね
継手のろう付を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１、２…管材３…ろう材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤昭一堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｉ；４．０〜１３．０wt％およびＺ
ｎ；０．５〜２．０wt％を含有し、さらにＭｇ；０．２
〜０．６wt％、Ｃｕ；１．０〜４．０wt％、Ｍｎ；０．
０１〜０．４wt％、Ｃｒ；０．０１〜０．４wt％の１種
または２種以上を含有し、残部がＡｌよりなることを特
徴とするアルミニウム合金鋳物材。
【請求項２】Ｓｉ；４．０〜１３．０wt％およびＺ
ｎ；０．５〜２．０wt％を含有し、さらにＭｇ；０．２
〜０．６wt％、Ｃｕ；１．０〜４．０wt％、Ｍｎ；０．
０１〜０．４wt％、Ｃｒ；０．０１〜０．４wt％の１種
または２種以上を含有し、さらにＢｅ；０．０００５〜
０．０１wt％、Ｓｒ；０．０００５〜０．０５wt％、Ｎ
ａ；０．０００５〜０．０５wt％、Ｔｉ；０．０１〜
０．３wt％の１種または２種以上を含有し、残部がＡｌ
よりなることを特徴とするアルミニウム合金鋳物材。
【請求項３】前記合金組成において、水素ガス濃度が
０．２ｃｃ／１００ｇ以下に抑制されていることを特徴
とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金鋳物
材。