JPH086159B2 - アルミニウム合金の熱処理方法 - Google Patents
アルミニウム合金の熱処理方法Info
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- JPH086159B2 JPH086159B2 JP62196164A JP19616487A JPH086159B2 JP H086159 B2 JPH086159 B2 JP H086159B2 JP 62196164 A JP62196164 A JP 62196164A JP 19616487 A JP19616487 A JP 19616487A JP H086159 B2 JPH086159 B2 JP H086159B2
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- temperature
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- treatment
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本方法は、自動車部品、舶用原動機部品およびそれら
の保安部品用に幅広く使用される、例えば、ダイカスト
や溶湯鋳造（高圧鋳造）などの加圧鋳造法で成形した後
のアルミニウム合金を対象とする熱処理方法に関するも
のである。
の保安部品用に幅広く使用される、例えば、ダイカスト
や溶湯鋳造（高圧鋳造）などの加圧鋳造法で成形した後
のアルミニウム合金を対象とする熱処理方法に関するも
のである。
［従来の技術］ アルミニウム合金を大別すれば、展伸材用合金と鋳物
用合金とになるが、アルミニウム合金の特性から分けれ
ば、非熱処理型合金と熱処理型合金とな大別することも
できる。熱処理型合金とは、時効硬化性合金のことであ
り、固溶限以上の温度で加熱後急冷して均質状態を常温
に持込む処理、すなわち、焼入処理を行なった後、常温
に報放置して自然時効によって硬化するもの（T4処理）
と、更に100〜200℃の適当な温度で適当時間焼もどしし
て高い強さを得るもの（T6処理）とがある。
用合金とになるが、アルミニウム合金の特性から分けれ
ば、非熱処理型合金と熱処理型合金とな大別することも
できる。熱処理型合金とは、時効硬化性合金のことであ
り、固溶限以上の温度で加熱後急冷して均質状態を常温
に持込む処理、すなわち、焼入処理を行なった後、常温
に報放置して自然時効によって硬化するもの（T4処理）
と、更に100〜200℃の適当な温度で適当時間焼もどしし
て高い強さを得るもの（T6処理）とがある。
そして、アルミニウム合金の鋳物製造において合金に
高い強度と靭性を得るには、鋳造後の鋳物を溶体化処理
をした後、焼入れを実施し、然る後人工時効を施工する
ことが要求される。それと全く同様に、加圧鋳造法で得
られた鋳物についても、溶体化処理は500〜550℃の温度
で数時間、人工時効処理は100〜200℃の温度で数時間、
各々必要とされていた。
高い強度と靭性を得るには、鋳造後の鋳物を溶体化処理
をした後、焼入れを実施し、然る後人工時効を施工する
ことが要求される。それと全く同様に、加圧鋳造法で得
られた鋳物についても、溶体化処理は500〜550℃の温度
で数時間、人工時効処理は100〜200℃の温度で数時間、
各々必要とされていた。
［発明が解決しようとする問題点］ 加圧鋳造されたアルミニウム合金からなる鋳物の一般
的な熱処理方法は、鋳造後、室温まで降下した後、500
〜550℃の温度で３〜６時間、空気循環式加熱炉に保持
した後、冷水または温水に焼入れし、その後室温に適当
な時間放置し、再度空気循環式加熱炉により100〜200℃
の温度で２〜８時間保持した後、空冷する（以下、従来
法と呼ぶ）。
的な熱処理方法は、鋳造後、室温まで降下した後、500
〜550℃の温度で３〜６時間、空気循環式加熱炉に保持
した後、冷水または温水に焼入れし、その後室温に適当
な時間放置し、再度空気循環式加熱炉により100〜200℃
の温度で２〜８時間保持した後、空冷する（以下、従来
法と呼ぶ）。
このような従来の熱処理法では、正味の処理時間に昇
温時間等を加算すると、全熱処理工程に要する時間は少
なくとも20時間、長い場合には40時間にも及ぶため、生
産効率が悪く、また熱経済上好ましくなかった。
温時間等を加算すると、全熱処理工程に要する時間は少
なくとも20時間、長い場合には40時間にも及ぶため、生
産効率が悪く、また熱経済上好ましくなかった。
［問題を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するため、本発明は、アルミニウ
ム合金の溶湯を金型内に加圧鋳造した後、金型より取り
出した成形品が300℃まで降温しないうちに、400〜550
℃の溶融液、または加熱炉に約５〜30分間浸漬した後、
冷水または温水中に入れて焼入れする熱処理方法（以
下、迅速溶体化法と呼ぶ）が有益であることを見い出し
た。
ム合金の溶湯を金型内に加圧鋳造した後、金型より取り
出した成形品が300℃まで降温しないうちに、400〜550
℃の溶融液、または加熱炉に約５〜30分間浸漬した後、
冷水または温水中に入れて焼入れする熱処理方法（以
下、迅速溶体化法と呼ぶ）が有益であることを見い出し
た。
そして、この迅速溶体化法の処理後、通常の人工時効
処理を施工した成形品は従来の熱処理法で得られる鋳物
が持つ機械的性質に十分匹敵する品質を確保できる上、
処理時間も短かくて済む。
処理を施工した成形品は従来の熱処理法で得られる鋳物
が持つ機械的性質に十分匹敵する品質を確保できる上、
処理時間も短かくて済む。
［作用］ 本発明における迅速溶体化法が、アルミニウム合金の
成形品に対して、その熱処理工程に要する時間が極めて
短時間で、しかも、品質面において従来品と同等もしく
はそれ以上である理由は、加圧鋳造法により得られた成
形品が高品質であるため、従来の重力鋳造法や低圧鋳造
法に比較して鋳造欠陥が著しく少ない上、その凝固組織
が微細であるので、溶体化に要する時間を著しく短縮す
ることができるものと考えられる。
成形品に対して、その熱処理工程に要する時間が極めて
短時間で、しかも、品質面において従来品と同等もしく
はそれ以上である理由は、加圧鋳造法により得られた成
形品が高品質であるため、従来の重力鋳造法や低圧鋳造
法に比較して鋳造欠陥が著しく少ない上、その凝固組織
が微細であるので、溶体化に要する時間を著しく短縮す
ることができるものと考えられる。
また、溶体化の温度範囲を400〜550℃とした理由は、
Al−Mg系およびAl−Mg−Zn系合金の平均溶体化温度が42
0〜430℃であり、Al−Si−Mg系合金では、その温度が52
0〜540℃であるため、それらの温度範囲から溶体化の温
度範囲を400〜550℃とした。
Al−Mg系およびAl−Mg−Zn系合金の平均溶体化温度が42
0〜430℃であり、Al−Si−Mg系合金では、その温度が52
0〜540℃であるため、それらの温度範囲から溶体化の温
度範囲を400〜550℃とした。
なお、溶体化をたとえば塩浴などの溶融液中で行なう
場合、溶融液の熱容量が大きく、そのために成形品の急
速加熱が容易であり、また液体化前の温度が常に300℃
以上であることも成形品の急速加熱を容易かつ円滑なら
しめている。
場合、溶融液の熱容量が大きく、そのために成形品の急
速加熱が容易であり、また液体化前の温度が常に300℃
以上であることも成形品の急速加熱を容易かつ円滑なら
しめている。
［実施例］ アルミニウム合金鋳物（JIS規格AC4CH、化学成分Si7.
05％、Mg0.30％、Ti0.15％、Fe0.11％）を溶解し、肉厚
10mm、外径約100mm、高さ120mmのカップ型の金型に射出
圧力1000Kg/cm2で加圧鋳造した後、本発明の迅速溶体化
処理（塩浴使用）を施し、100〜200℃の適当な温度によ
る焼もどし処理をした鋳物と、従来の熱処理法による鋳
物との機械的性質を調べ、その結果を第１図（ａ），
（ｂ）に示した。
05％、Mg0.30％、Ti0.15％、Fe0.11％）を溶解し、肉厚
10mm、外径約100mm、高さ120mmのカップ型の金型に射出
圧力1000Kg/cm2で加圧鋳造した後、本発明の迅速溶体化
処理（塩浴使用）を施し、100〜200℃の適当な温度によ
る焼もどし処理をした鋳物と、従来の熱処理法による鋳
物との機械的性質を調べ、その結果を第１図（ａ），
（ｂ）に示した。
第１図（ａ）は、引張強さおよび降伏点に関する、本
発明による方法と従来法との比較を示し、第１図（ｂ）
は、伸びに関する両者の比較を示す。このグラフから明
らかなように、熱処理法の相違により強度に大きな差異
が生じ、本発明による熱処理法では溶体化処理時間が５
〜30分という、極めて短時間にも拘らず、引張強さは30
Kg/mm2、降伏点は22Kg/mm2程度保持できる。一方、従来
法では、それらと同等の強度に達するには約２時間の溶
体化が必要となる。したがって、本発明による迅速溶体
化法を適用すれば、その処理時間を大きく短縮でき、約
５分間の溶体化により、従来法に匹敵する機械的性質を
得ることができる。
発明による方法と従来法との比較を示し、第１図（ｂ）
は、伸びに関する両者の比較を示す。このグラフから明
らかなように、熱処理法の相違により強度に大きな差異
が生じ、本発明による熱処理法では溶体化処理時間が５
〜30分という、極めて短時間にも拘らず、引張強さは30
Kg/mm2、降伏点は22Kg/mm2程度保持できる。一方、従来
法では、それらと同等の強度に達するには約２時間の溶
体化が必要となる。したがって、本発明による迅速溶体
化法を適用すれば、その処理時間を大きく短縮でき、約
５分間の溶体化により、従来法に匹敵する機械的性質を
得ることができる。
次に、同様に前記カップ型の金型に射出圧力1000Kg/c
m2で加圧鋳造した後、本発明の迅速溶体化処理後に、常
温に放置して自然時効によって硬化させる、いわゆるT4
処理をした鋳物と、従来の熱処理法による鋳物との機械
的性質を調べた結果を第２図（ａ），（ｂ）に示す。
m2で加圧鋳造した後、本発明の迅速溶体化処理後に、常
温に放置して自然時効によって硬化させる、いわゆるT4
処理をした鋳物と、従来の熱処理法による鋳物との機械
的性質を調べた結果を第２図（ａ），（ｂ）に示す。
第２図（ａ）は、引張強さおよび降伏点に関する比
較、第２図（ｂ）は、伸びに関する比較を示す。第２図
（ａ），（ｂ）から、熱処理法の相違による強度の差異
はほとんどなく、ほぼ同等であるのに対して、伸びにお
ける差異は歴然としており、従来法にくらべて本発明に
よる方法がはるかに短時間の溶体化処理で、伸びを大き
く向上できることが明らかである。
較、第２図（ｂ）は、伸びに関する比較を示す。第２図
（ａ），（ｂ）から、熱処理法の相違による強度の差異
はほとんどなく、ほぼ同等であるのに対して、伸びにお
ける差異は歴然としており、従来法にくらべて本発明に
よる方法がはるかに短時間の溶体化処理で、伸びを大き
く向上できることが明らかである。
第３図（ａ），（ｂ）は、溶体化直前の鋳物温度とT6
処理後の、引張強さ、降伏点および伸びの相関を示した
もので、このグラフからも明らかなように、本発明の迅
速溶体化法で、加圧鋳造後の鋳物に溶体化処理をすると
きの、直前の鋳物の温度を300℃以下にならないように
設定した理由は、全ての機械的性質は溶体化直前の鋳物
温度に影響され、引張温度および降伏点を高く保つには
300℃以上、伸びにおいては200℃以上必要という事実に
基づくものである。
処理後の、引張強さ、降伏点および伸びの相関を示した
もので、このグラフからも明らかなように、本発明の迅
速溶体化法で、加圧鋳造後の鋳物に溶体化処理をすると
きの、直前の鋳物の温度を300℃以下にならないように
設定した理由は、全ての機械的性質は溶体化直前の鋳物
温度に影響され、引張温度および降伏点を高く保つには
300℃以上、伸びにおいては200℃以上必要という事実に
基づくものである。
なお、熱処理条件は第１図においては、溶体化温度52
0℃、人工時効170℃×2Hr、第２図においては、溶体化
温度520℃、その後自然時効、第３図においては、溶体
化温度520℃×5min水冷、人工時効170℃×2Hrである。
0℃、人工時効170℃×2Hr、第２図においては、溶体化
温度520℃、その後自然時効、第３図においては、溶体
化温度520℃×5min水冷、人工時効170℃×2Hrである。
以上の結果により、本発明における溶体化直前の鋳物
温度は300℃以上と決定した。
温度は300℃以上と決定した。
以上は、アルミニウム合金鋳物（JIS規格AC4CH）につ
いての実施例であるが、アルミニウム合金鋳物（JIS規
格AC7B、化学成分Si0.3％以下、Mg9.5〜11.0％、Fe0.4
％以下、溶体化温度430℃）についても実施したとこ
ろ、上記とほぼ同様に良好な結果が得られた。
いての実施例であるが、アルミニウム合金鋳物（JIS規
格AC7B、化学成分Si0.3％以下、Mg9.5〜11.0％、Fe0.4
％以下、溶体化温度430℃）についても実施したとこ
ろ、上記とほぼ同様に良好な結果が得られた。
［発明の効果］ 本発明による迅速溶体化の後、通常の人工時効を施こ
した鋳物は、従来法で得られた鋳物に十分匹敵する機械
的性質を有する。
した鋳物は、従来法で得られた鋳物に十分匹敵する機械
的性質を有する。
また、迅速溶体化処理を施工するのみで、その後の人
工時効を省略する場合、靭性を大きく向上させるが、強
度の上昇は望めない。しかし、加圧鋳造により、鋳放し
状態でもある程度の強度があるので、用途によっては十
分使用に耐えるので、処理時間は更に短縮される。
工時効を省略する場合、靭性を大きく向上させるが、強
度の上昇は望めない。しかし、加圧鋳造により、鋳放し
状態でもある程度の強度があるので、用途によっては十
分使用に耐えるので、処理時間は更に短縮される。
以上のことから、本発明によれば、アルミニウム合金
の加圧鋳造後の熱処理時間を大幅に短縮できるため、従
来にくらべて生産性，熱経済性を大きく改善することが
可能である。
の加圧鋳造後の熱処理時間を大幅に短縮できるため、従
来にくらべて生産性，熱経済性を大きく改善することが
可能である。
また、本発明の迅速溶体化処理によると、加圧時間が
非常に短かくて済むため、熱処理による変形やひずみが
著しく小さく、また、ブリスターが発生しにくい。
非常に短かくて済むため、熱処理による変形やひずみが
著しく小さく、また、ブリスターが発生しにくい。
なお、塩浴炉を用いて溶融液に浸漬する方法に比べ
て、加熱炉で温度保持する方法は、炉の設置に際して公
害抑制上の規制もなく簡便である。
て、加熱炉で温度保持する方法は、炉の設置に際して公
害抑制上の規制もなく簡便である。
第１図（ａ），（ｂ）および第２図（ａ），（ｂ）は、
本発明の塩浴炉による方法および従来法におけるそれぞ
れ異なるアルミニウム合金鋳物の、溶体化処理時間と機
械的性質との関係を示す線図で、第１図（ａ）と第２図
（ａ）は引張強さと降伏点に関するもの、第１図（ｂ）
と第２図（ｂ）は伸びに関するものを示す。第３図
（ａ），（ｂ）は、本発明の塩浴炉による方法で、アル
ミニウム合金の鋳物の、溶体化処理直前の温度と熱処理
後の機械的性質との関係を示す線図で、第３図（ａ）は
引張強さと降伏点に関するもの、第３図（ｂ）は伸びに
関するものを示す。第４図（ａ），（ｂ）および第５図
（ａ），（ｂ）は、本発明の加熱炉による方法および従
来法におけるそれぞれ異なるアルミニウム合金鋳物の、
溶体化処理時間と機械的性質との関係を示す線図で、第
４図（ａ）と第５図（ａ）は引張強さと降伏点に関する
もの、第４図（ｂ）と第５図（ｂ）は伸びに関するもの
を示す。第６図（ａ），（ｂ）は、本発明の加熱炉によ
る方法で、アルミニウム合金の鋳物の、溶体化処理直前
の温度と熱処理後の機械的性質との関係を示す線図で、
第６図（ａ）は引張強さと降伏点に関するもの、第６図
（ｂ）は伸びに関するものを示す。
本発明の塩浴炉による方法および従来法におけるそれぞ
れ異なるアルミニウム合金鋳物の、溶体化処理時間と機
械的性質との関係を示す線図で、第１図（ａ）と第２図
（ａ）は引張強さと降伏点に関するもの、第１図（ｂ）
と第２図（ｂ）は伸びに関するものを示す。第３図
（ａ），（ｂ）は、本発明の塩浴炉による方法で、アル
ミニウム合金の鋳物の、溶体化処理直前の温度と熱処理
後の機械的性質との関係を示す線図で、第３図（ａ）は
引張強さと降伏点に関するもの、第３図（ｂ）は伸びに
関するものを示す。第４図（ａ），（ｂ）および第５図
（ａ），（ｂ）は、本発明の加熱炉による方法および従
来法におけるそれぞれ異なるアルミニウム合金鋳物の、
溶体化処理時間と機械的性質との関係を示す線図で、第
４図（ａ）と第５図（ａ）は引張強さと降伏点に関する
もの、第４図（ｂ）と第５図（ｂ）は伸びに関するもの
を示す。第６図（ａ），（ｂ）は、本発明の加熱炉によ
る方法で、アルミニウム合金の鋳物の、溶体化処理直前
の温度と熱処理後の機械的性質との関係を示す線図で、
第６図（ａ）は引張強さと降伏点に関するもの、第６図
（ｂ）は伸びに関するものを示す。
Claims (2)
- 【請求項１】鋳造可能なアルミニウム合金の溶湯を金型
内で加圧鋳造した後、金型より取り出した成形品が300
℃まで降温しないうちに、400〜500℃に保持された溶融
液に５〜30分間浸漬した後、または、加熱炉で400〜550
℃に５〜30分間保持した後、さらに水中に焼入れること
を特徴とするアルミニウム合金の熱処理方法。 - 【請求項２】鋳造可能なアルミニウム合金の溶湯を金型
内で加圧鋳造した後、金型より取り出した成形品が300
℃まで降温しないうちに、400〜500℃に保持された溶融
液に５〜30分間浸漬した後、または、加熱炉で400〜550
℃に５〜30分間保持した後、さらに水中に焼入れた上
で、人工時効処理を実施することを特徴とするアルミニ
ウム合金の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62196164A JPH086159B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | アルミニウム合金の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62196164A JPH086159B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | アルミニウム合金の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6442559A JPS6442559A (en) | 1989-02-14 |
| JPH086159B2 true JPH086159B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=16353271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62196164A Expired - Lifetime JPH086159B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | アルミニウム合金の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086159B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6432152B2 (ja) * | 2014-04-15 | 2018-12-05 | 日産自動車株式会社 | アルミニウム合金ダイカスト部材の熱処理方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149772A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-21 | Nikkei Giken:Kk | Production of aluminum alloy casting |
| JPS55161056A (en) * | 1979-06-04 | 1980-12-15 | Ryobi Ltd | Manufacture of die casting hydroalloy |
| JPS5651864A (en) * | 1979-10-02 | 1981-05-09 | Sharp Corp | Semiconductor switching element |
| JPS56163246A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-15 | Furukawa Chuzo Kk | Manufacture of heat treated die casting |
-
1987
- 1987-08-07 JP JP62196164A patent/JPH086159B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6442559A (en) | 1989-02-14 |
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