JPH08225903A - 高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法 - Google Patents
高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法Info
- Publication number
- JPH08225903A JPH08225903A JP3263795A JP3263795A JPH08225903A JP H08225903 A JPH08225903 A JP H08225903A JP 3263795 A JP3263795 A JP 3263795A JP 3263795 A JP3263795 A JP 3263795A JP H08225903 A JPH08225903 A JP H08225903A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- casting
- quenching
- cast aluminum
- solidification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 十分な機械的性質を保有し、かつ、熱処理コ
ストを低減した高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方
法を提供するものである。 【構成】 アルミニウム合金の溶湯を４９ＭＰａ以上の
鋳込圧力で金型内で加圧充填して凝固させ、凝固完了後
に金型より取り出して直ちに水に浸漬して焼入れを施す
高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法であって、焼
入れ時の製品温度を凝固区間平均冷却速度との関係で定
まる一定の条件以上に保持し、焼入れ後に人工時効処理
を実施する。
ストを低減した高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方
法を提供するものである。 【構成】 アルミニウム合金の溶湯を４９ＭＰａ以上の
鋳込圧力で金型内で加圧充填して凝固させ、凝固完了後
に金型より取り出して直ちに水に浸漬して焼入れを施す
高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法であって、焼
入れ時の製品温度を凝固区間平均冷却速度との関係で定
まる一定の条件以上に保持し、焼入れ後に人工時効処理
を実施する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧アルミニウム合金
鋳物の製造方法に係り、特に十分な機械的性質を保有
し、かつ、熱処理コストの低減を意図した高圧アルミニ
ウム合金鋳造の製造方法に関するものである。
鋳物の製造方法に係り、特に十分な機械的性質を保有
し、かつ、熱処理コストの低減を意図した高圧アルミニ
ウム合金鋳造の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車部品においては、ホイールや足回
り部品などは従来鉄系材料が使用されていたが近年にな
って軽量化の要求に応えるため次第にアルミニウム合金
鋳物が使用されるようになってきた。高圧鋳造法は強度
部材の製造方法として、生産性ならびに製品品質の高さ
の両面から適しているが、必要な機械的性質を得るため
には、Ｔ４処理、Ｔ６処理といった煩雑な高温熱処理が
不可欠とされていた。
り部品などは従来鉄系材料が使用されていたが近年にな
って軽量化の要求に応えるため次第にアルミニウム合金
鋳物が使用されるようになってきた。高圧鋳造法は強度
部材の製造方法として、生産性ならびに製品品質の高さ
の両面から適しているが、必要な機械的性質を得るため
には、Ｔ４処理、Ｔ６処理といった煩雑な高温熱処理が
不可欠とされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の高圧鋳造による
アルミニウム合金鋳物の製造方法では、鋳造完了後に製
品を金型内部より取り出し、トリミングや品質検査など
の次工程に支障のないようにある程度の温度まで冷却さ
れる。その後、熱処理工程において、合金添加成分をマ
トリックスに溶け込ませる溶体化処理のために７７３Ｋ
を越える高温まで再加熱され、所定時間保持された後水
中へ焼入れし急冷される。必要に応じてさらに溶質元素
を析出させる焼戻し処理が施行される。この溶体化処理
のために、工程がひとつ増え、専用の高温熱処理設備が
必要となり、エネルギコストもそれだけ大きくなる。ま
た、鋳物内部に鋳造過程で巻き込まれた空気などのガス
欠陥が存在すると、溶体化処理時の高温によりガスが膨
張し製品が軟化するため、製品表面に膨れが生じる。溶
体化処理を施す製品はこのようなガス欠陥を含まないよ
うに、真空鋳造法あるいは低速充填法のような特別な製
造法により慎重に鋳造する必要がある。
アルミニウム合金鋳物の製造方法では、鋳造完了後に製
品を金型内部より取り出し、トリミングや品質検査など
の次工程に支障のないようにある程度の温度まで冷却さ
れる。その後、熱処理工程において、合金添加成分をマ
トリックスに溶け込ませる溶体化処理のために７７３Ｋ
を越える高温まで再加熱され、所定時間保持された後水
中へ焼入れし急冷される。必要に応じてさらに溶質元素
を析出させる焼戻し処理が施行される。この溶体化処理
のために、工程がひとつ増え、専用の高温熱処理設備が
必要となり、エネルギコストもそれだけ大きくなる。ま
た、鋳物内部に鋳造過程で巻き込まれた空気などのガス
欠陥が存在すると、溶体化処理時の高温によりガスが膨
張し製品が軟化するため、製品表面に膨れが生じる。溶
体化処理を施す製品はこのようなガス欠陥を含まないよ
うに、真空鋳造法あるいは低速充填法のような特別な製
造法により慎重に鋳造する必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決して、
十分な機械的性質を保有する高圧鋳造アルミニウム合金
鋳物を溶体化処理工程を省略して得るために、本発明に
おいては、アルミニウム合金の溶湯を４９ＭＰａ以上の
鋳込圧力で金型内に加圧充填して凝固させ、凝固完了後
に金型より取り出して直ちに水に浸漬して焼入れを施す
高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法であって、焼
入れ時の製品温度Ｔ（Ｋ）は凝固区間平均冷却速度をＲ
（Ｋ／ｓ）とした場合にＴ＞８２３−１６６ ｌｏｇＲ
で示される条件を満足するよう保持され、かつ、該焼入
れ作業完了後に人工時効処理を実施することとした。ま
た、合金組成としては鋳造性がよく、機械的性質に優れ
るＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の熱処理型合金が特に適している
ことがわかった。また、伸び値を改善するためにＮａ、
Ｓｒ、Ｓｂのうち少なくともひとつを改良元素として添
加することが有効であることもわかった。
十分な機械的性質を保有する高圧鋳造アルミニウム合金
鋳物を溶体化処理工程を省略して得るために、本発明に
おいては、アルミニウム合金の溶湯を４９ＭＰａ以上の
鋳込圧力で金型内に加圧充填して凝固させ、凝固完了後
に金型より取り出して直ちに水に浸漬して焼入れを施す
高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法であって、焼
入れ時の製品温度Ｔ（Ｋ）は凝固区間平均冷却速度をＲ
（Ｋ／ｓ）とした場合にＴ＞８２３−１６６ ｌｏｇＲ
で示される条件を満足するよう保持され、かつ、該焼入
れ作業完了後に人工時効処理を実施することとした。ま
た、合金組成としては鋳造性がよく、機械的性質に優れ
るＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の熱処理型合金が特に適している
ことがわかった。また、伸び値を改善するためにＮａ、
Ｓｒ、Ｓｂのうち少なくともひとつを改良元素として添
加することが有効であることもわかった。
【０００５】
【作用】アルミニウム合金鋳物を４９ＭＰａ以上の鋳込
圧力で金型内に加圧充填して凝固させ、凝固完了後に金
型より取り出して、Ｔ＞８２３−１６６ ｌｏｇＲ（た
だし、Ｔ（Ｋ）：焼入れ時の製品温度、Ｒ（Ｋ／ｓ）：
凝固区間平均冷却速度）の条件を満足する状態で焼入れ
し、引き続き人工時効処理をすることにより、溶体化処
理をすることなく良好な機械的性質を有する高圧鋳造ア
ルミニウム合金鋳物が得られる。
圧力で金型内に加圧充填して凝固させ、凝固完了後に金
型より取り出して、Ｔ＞８２３−１６６ ｌｏｇＲ（た
だし、Ｔ（Ｋ）：焼入れ時の製品温度、Ｒ（Ｋ／ｓ）：
凝固区間平均冷却速度）の条件を満足する状態で焼入れ
し、引き続き人工時効処理をすることにより、溶体化処
理をすることなく良好な機械的性質を有する高圧鋳造ア
ルミニウム合金鋳物が得られる。
【０００６】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１は本発明の実施例に係る凝固区間
平均冷却速度と鋳造焼入れ温度との相関線図である。ま
ず、ＪＩＳ ＡＣ４ＣＨのアルミニウム合金を４種類の
溶湯処理したもの（すなわち、無処理、Ｎａ処理、Ｓｒ
処理、Ｓｂ処理）に分けてそれぞれ溶湯温度９５３Ｋ、
鋳込圧力８５ＭＰａ、ゲート速度０．４ｍ／ｓにて、外
形寸法０．１ｍ×０．２ｍ、厚さ０．００６〜０．０２
４ｍの階段状平板鋳物に鋳造し、凝固完了後に金型より
製品を取り出して直ちに３３３Ｋの温水中に焼入れた。
焼入れ温度は凝固完了後の金型内保持時間により調整し
た。焼入後さらに４３３Ｋ×７，２００秒の焼戻しを施
した。階段状平板の各板厚中央部の凝固冷却曲線は、シ
ース熱電対を直接金型キャビティ内に挿入し測定した。
表１にこれらの試料の機械的性質の測定結果を示す。
ついて説明する。図１は本発明の実施例に係る凝固区間
平均冷却速度と鋳造焼入れ温度との相関線図である。ま
ず、ＪＩＳ ＡＣ４ＣＨのアルミニウム合金を４種類の
溶湯処理したもの（すなわち、無処理、Ｎａ処理、Ｓｒ
処理、Ｓｂ処理）に分けてそれぞれ溶湯温度９５３Ｋ、
鋳込圧力８５ＭＰａ、ゲート速度０．４ｍ／ｓにて、外
形寸法０．１ｍ×０．２ｍ、厚さ０．００６〜０．０２
４ｍの階段状平板鋳物に鋳造し、凝固完了後に金型より
製品を取り出して直ちに３３３Ｋの温水中に焼入れた。
焼入れ温度は凝固完了後の金型内保持時間により調整し
た。焼入後さらに４３３Ｋ×７，２００秒の焼戻しを施
した。階段状平板の各板厚中央部の凝固冷却曲線は、シ
ース熱電対を直接金型キャビティ内に挿入し測定した。
表１にこれらの試料の機械的性質の測定結果を示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１によれば、本発明例のものは、引張強
さがいずれも２５０ＭＰａ以上の十分な機械的性質を示
しているが、本発明の条件を満たしていない比較例２９
〜３１ではいずれも引張強さは２５０ＭＰａ以下であ
り、機械的性質が劣る。図１は、凝固区間平均冷却速度
と鋳造焼入れ温度との相関線図であり、図１中の□は本
発明例、×は比較例を示している。鋳造焼入れ温度が高
いほど、溶質元素の強制固溶量が多く焼入れ効果は大き
いが、高圧鋳造法の場合鋳物の温度低下が速いため、焼
入れ温度を高くすることは難しい。しかし、鋳込圧力が
高いほど金型と鋳物との接触が良好になるため、凝固区
間冷却速度および凝固後の冷却速度は大きくなる。その
結果、デンドライトなどの凝固組織が細かくなり、凝固
後の冷却過程での溶質元素の析出が抑制されるため固溶
量が多く、焼戻し処理による析出量が増える。上記のよ
うに、鋳造焼入れにおいては、焼入れ温度のみではなく
凝固冷却速度が大きく影響するため、鋭意検討の結果以
下のように条件を限定した。鋳込圧力を４９ＭＰａ以上
としたのは、大きな凝固冷却速度で鋳込むことにより微
細組織とするためであり、また、特に低速充填での充填
不良、引け巣などの欠陥の発生を防止するためにも鋳込
圧力は高い方が良い。焼入れ温度は凝固冷却速度と関係
付けて検討され、凝固冷却速度が小さい場合には高温か
ら焼入れなくては十分な機械的性質を示さないが、凝固
冷却速度が大きい場合は低い焼入れ温度でも十分な機械
的性質を発揮することを見い出した。即ち、凝固区間平
均冷却速度Ｒ（Ｋ／ｓ）と鋳造焼入れ温度Ｔ（Ｋ）が、
図１に示すように、
さがいずれも２５０ＭＰａ以上の十分な機械的性質を示
しているが、本発明の条件を満たしていない比較例２９
〜３１ではいずれも引張強さは２５０ＭＰａ以下であ
り、機械的性質が劣る。図１は、凝固区間平均冷却速度
と鋳造焼入れ温度との相関線図であり、図１中の□は本
発明例、×は比較例を示している。鋳造焼入れ温度が高
いほど、溶質元素の強制固溶量が多く焼入れ効果は大き
いが、高圧鋳造法の場合鋳物の温度低下が速いため、焼
入れ温度を高くすることは難しい。しかし、鋳込圧力が
高いほど金型と鋳物との接触が良好になるため、凝固区
間冷却速度および凝固後の冷却速度は大きくなる。その
結果、デンドライトなどの凝固組織が細かくなり、凝固
後の冷却過程での溶質元素の析出が抑制されるため固溶
量が多く、焼戻し処理による析出量が増える。上記のよ
うに、鋳造焼入れにおいては、焼入れ温度のみではなく
凝固冷却速度が大きく影響するため、鋭意検討の結果以
下のように条件を限定した。鋳込圧力を４９ＭＰａ以上
としたのは、大きな凝固冷却速度で鋳込むことにより微
細組織とするためであり、また、特に低速充填での充填
不良、引け巣などの欠陥の発生を防止するためにも鋳込
圧力は高い方が良い。焼入れ温度は凝固冷却速度と関係
付けて検討され、凝固冷却速度が小さい場合には高温か
ら焼入れなくては十分な機械的性質を示さないが、凝固
冷却速度が大きい場合は低い焼入れ温度でも十分な機械
的性質を発揮することを見い出した。即ち、凝固区間平
均冷却速度Ｒ（Ｋ／ｓ）と鋳造焼入れ温度Ｔ（Ｋ）が、
図１に示すように、
【０００９】Ｔ＞８２３−１６６ ｌｏｇＲ
【００１０】で示される範囲に限定した。鋳造焼入れ後
に、従来と同様に人工時効処理を行う。また、合金組成
としては、鋳造性がよく機械的性質に優れる熱処理型合
金としてＡＣ４ＣＨなどのＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金が好
適である。さらに、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金では共晶Ｓ
ｉの形態が機械的性質、特に伸び値に大きく影響する
が、溶体化処理を施した場合、鋳造のままでは針状の共
晶Ｓｉが球状化（改良）されるのに対し、本製造法の場
合は溶体化処理をしないため、球状化が起こらず伸び値
が小さい傾向がある。そこで、共晶Ｓｉ形態改良元素で
あるＮａ、Ｓｒ、Ｓｂのうち少なくても１成分を添加し
共晶Ｓｉの形態を改良することが、良好な機械的性質を
得るために有効である。
に、従来と同様に人工時効処理を行う。また、合金組成
としては、鋳造性がよく機械的性質に優れる熱処理型合
金としてＡＣ４ＣＨなどのＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金が好
適である。さらに、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金では共晶Ｓ
ｉの形態が機械的性質、特に伸び値に大きく影響する
が、溶体化処理を施した場合、鋳造のままでは針状の共
晶Ｓｉが球状化（改良）されるのに対し、本製造法の場
合は溶体化処理をしないため、球状化が起こらず伸び値
が小さい傾向がある。そこで、共晶Ｓｉ形態改良元素で
あるＮａ、Ｓｒ、Ｓｂのうち少なくても１成分を添加し
共晶Ｓｉの形態を改良することが、良好な機械的性質を
得るために有効である。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高圧鋳造
アルミニウム合金鋳物の製造方法によれば、加圧鋳造後
に煩雑な溶体化処理を行うことなく高い機械的性質を有
する高品位の鋳造鋳物を得ることができる。
アルミニウム合金鋳物の製造方法によれば、加圧鋳造後
に煩雑な溶体化処理を行うことなく高い機械的性質を有
する高品位の鋳造鋳物を得ることができる。
【図１】本発明の実施例に係る凝固区間平均冷却速度と
鋳造焼入れ温度との相関線図である。
鋳造焼入れ温度との相関線図である。
Ｒ 凝固区間平均冷却速度 Ｔ 鋳造焼入れ温度
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム合金の溶湯を４９ＭＰａ以
上の鋳込圧力で金型内に加圧充填して凝固させ、凝固完
了後に金型より取り出して直ちに水に浸漬して焼入れを
施す高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法であっ
て、焼入れ時の製品温度Ｔ（Ｋ）は凝固区間平均冷却速
度をＲ（Ｋ／ｓ）とした場合にＴ＞８２３−１６６ ｌ
ｏｇＲで示される条件を満足するよう保持され、かつ、
該焼入れ作業完了後に人工時効処理を実施する高圧鋳造
アルミニウム合金鋳物の製造方法。 - 【請求項２】 アルミニウム合金はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系
合金であることを特徴とする請求項１記載の高圧鋳造ア
ルミニウム合金鋳物の製造方法。 - 【請求項３】 Ｎａ、Ｓｒ、Ｓｂのうち少なくとも１成
分が添加されていることを特徴とする請求項２記載の高
圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263795A JPH08225903A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263795A JPH08225903A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08225903A true JPH08225903A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=12364377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263795A Pending JPH08225903A (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08225903A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100381230C (zh) * | 2003-11-19 | 2008-04-16 | 马自达汽车株式会社 | 轻合金制铸件的制造方法 |
| WO2012028954A1 (en) | 2010-08-31 | 2012-03-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of casting light alloy and casting |
| CN104619442A (zh) * | 2012-09-18 | 2015-05-13 | 马自达汽车株式会社 | 铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置 |
-
1995
- 1995-02-21 JP JP3263795A patent/JPH08225903A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100381230C (zh) * | 2003-11-19 | 2008-04-16 | 马自达汽车株式会社 | 轻合金制铸件的制造方法 |
| WO2012028954A1 (en) | 2010-08-31 | 2012-03-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of casting light alloy and casting |
| CN104619442A (zh) * | 2012-09-18 | 2015-05-13 | 马自达汽车株式会社 | 铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置 |
| US10000835B2 (en) | 2012-09-18 | 2018-06-19 | Mazda Motor Corporation | Cooling method and cooling device for Al alloy manufactured casting |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7709267B2 (ja) | アルミニウム合金鍛造材の製造方法 | |
| JP4035664B2 (ja) | 熱処理可能なアルミニウム合金鋳物の簡易製造方法及び装置 | |
| JPS61117204A (ja) | Ａｌ合金製高強度構造用部材 | |
| EP1488017A1 (en) | Aluminum alloy | |
| US4808374A (en) | Method for producing aluminum alloy castings and the resulting product | |
| US4419143A (en) | Method for manufacture of aluminum alloy casting | |
| KR100415270B1 (ko) | 구리기제 합금과, 구리기제 합금을 이용하여 주조물 및단조물을 제조하는 방법 | |
| KR100498002B1 (ko) | 주물 합금 및 그 주물합금 제품의 제조방법 | |
| JPH09256127A (ja) | 高強度ダイカスト品の製造方法 | |
| JP6967437B2 (ja) | アルミニウムダイカスト合金、アルミニウムダイカスト合金用いた自動車用部材、及びアルミニウムダイカスト合金の製造方法。 | |
| JPH11246925A (ja) | 高靱性アルミニウム合金鋳物およびその製造方法 | |
| CN106702228A (zh) | 一种挤压铸造成形过共晶Al‑Si合金及其制备方法 | |
| KR102423774B1 (ko) | 온간 균질화 열처리를 통해 향상된 물성을 갖는 Mg-Bi계 마그네슘 압출재의 제조방법 | |
| WO2003080880A2 (en) | Cast adc12 aluminium alloy and a braking system made from said cast alloy | |
| JP7634309B1 (ja) | ダイキャスト製品及びその製造方法、並びに、砂型鋳物製品及びその製造方法 | |
| JP6975421B2 (ja) | アルミニウム合金の製造方法 | |
| US20070246132A1 (en) | Squeeze cast rear suspension components using ADC12-T4 aluminum alloy | |
| JPH08225903A (ja) | 高圧鋳造アルミニウム合金鋳物の製造方法 | |
| JPH03126834A (ja) | 弾性率、低熱膨張性に優れた高強度アルミニウム合金 | |
| Wang et al. | Effect of rolling-remelting SIMA process on semi-solid microstructure of ZCuSn10 alloy | |
| JP2006161103A (ja) | アルミニウム合金部材およびその製造方法 | |
| JP2002144018A (ja) | 軽量高強度部材の製造方法 | |
| JPH07258784A (ja) | 鋳造性に優れた鍛造用Ａｌ合金材料および高強度Ａｌ合金鍛造品の製法 | |
| JPH03249148A (ja) | 強度、延性に優れた低熱膨張アルミニウム合金 | |
| JP3798676B2 (ja) | 輸送機器用アルミニウム合金の半溶融成型ビレットの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040113 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040217 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040413 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |