JPH0967635A - 強度と靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物とその製造方法 - Google Patents
強度と靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物とその製造方法Info
- Publication number
- JPH0967635A JPH0967635A JP7222281A JP22228195A JPH0967635A JP H0967635 A JPH0967635 A JP H0967635A JP 7222281 A JP7222281 A JP 7222281A JP 22228195 A JP22228195 A JP 22228195A JP H0967635 A JPH0967635 A JP H0967635A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casting
- aluminum alloy
- strength
- toughness
- high pressure
- 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
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/002—Castings of light metals
- B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
- C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のアルミニウム合金鋳物に比べ、強度と
靱性が高く、鍛造材と同等な性能を有する高圧鋳造によ
るアルミニウム合金鋳物とその製造方法を見出すこと。 【解決手段】 Ｓｉ０．６〜１．０重量％（以下重量％
を単に％と略記する）、Ｃｕ０．６〜１．２％、Ｍｇ
０．８〜１．２％、Ｚｎ０．４〜１．２％、Ｔｉ０．０
１〜０．２０％、Ｂ０．００２〜０．０１５％を含み、
残部がアルミニウムと不可避的不純物とからなるアルミ
ニウム合金であって、その金属組織である凝固セルサイ
ズを最大で６０μｍ以下としたことを特徴とする強度と
靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物とそ
の製造方法である。
靱性が高く、鍛造材と同等な性能を有する高圧鋳造によ
るアルミニウム合金鋳物とその製造方法を見出すこと。 【解決手段】 Ｓｉ０．６〜１．０重量％（以下重量％
を単に％と略記する）、Ｃｕ０．６〜１．２％、Ｍｇ
０．８〜１．２％、Ｚｎ０．４〜１．２％、Ｔｉ０．０
１〜０．２０％、Ｂ０．００２〜０．０１５％を含み、
残部がアルミニウムと不可避的不純物とからなるアルミ
ニウム合金であって、その金属組織である凝固セルサイ
ズを最大で６０μｍ以下としたことを特徴とする強度と
靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物とそ
の製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のブレーキ
部品、足廻り部品等に使用されるアルミニウム合金鋳物
に関し、さらに詳しくは従来のアルミニウム合金鋳物に
比べ、強度、伸び、靱性ともに向上し、鍛造品と同等の
性能を有すると共に、製品内部の性能のバラツキが著し
く小さい高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物およびそ
の製造方法に関するものである。
部品、足廻り部品等に使用されるアルミニウム合金鋳物
に関し、さらに詳しくは従来のアルミニウム合金鋳物に
比べ、強度、伸び、靱性ともに向上し、鍛造品と同等の
性能を有すると共に、製品内部の性能のバラツキが著し
く小さい高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物およびそ
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄系材料を使用していた自動車の
足廻り部品等の部品において、バネ下荷重低減の観点か
らアルミニウム合金が多用されるようになってきた。そ
の要求を満たす材料として、従来は比較的耐蝕性が良好
で加工性にも優れるＡｌーＭｇーＳｉ系合金、特にＪＩ
Ｓ６０６１、６Ｎ０１合金が多く用いられ、重要保安部
品として必要な高強度、高靱性を得るため、鍛造加工に
より製造されている。しかし、これらの素材は、通常押
出材を適当な長さに切断したものを使用することが多
く、予備成形、粗打ち、仕上げ打ち等の多くの工程を経
るため、歩留りが悪くなると共に、製造コストも高くな
るという欠点を有している。一方、自動車用部品には、
複雑な形状を低コストで製造しうる事からアルミニウム
合金鋳物がかなりの比率で採用されている。鋳物用合金
としてはＡｌーＣｕー（Ｓｉ）系のＡＣ１Ｂ、ＡＣ２
Ｂ、ＡｌーＳｉ系のＡＣ３Ａ等があるが、高強度、高靱
性、および耐蝕性の観点から鋳造性の良いＡｌーＳｉ系
合金に少量のＭｇを添加し、熱処理効果を与え、機械的
性質を改良したＡｌーＳｉーＭｇ系のＡＣ４Ｃ、ＡＣ４
ＣＨ等の鋳物合金が多用されている。しかし、これらの
鋳物合金は鋳造時の内部欠陥が多いこと及び溶存ガス量
が高く熱処理後に、ブリスター、ふくれ等のガス欠陥を
生じやすく、また鍛造材に比べ強度レベルが低く、安定
した性能が得られにくいことから、その用途はケース、
カバー等の薄物、あるいは比較的要求強度の低い部材に
限定されているのが現状である。最近、この要求を満足
すべく高圧鋳造法によって鋳造上の問題を克服しようと
する試みがなされており、一部の部品で鋳物用合金を用
いて実用化されている。しかし、現行の鍛造品が用いら
れている重要保安部品の代替え、あるいはその薄肉化を
行うに足る高強度、高靱性が得られるにはいたっていな
い。そこで熱処理により機械的性能の向上が見込める展
伸用合金を高圧鋳造に適用すべくさまざまな検討が行わ
れているが、展伸用合金は鋳造割れ及び最終凝固部への
異常偏析を生じやすいという問題点がある。さらに展伸
用合金に限らず、通常の鋳物用合金でも、溶湯が充填さ
れる湯口近傍、あるいは凝固の遅れる厚肉部は、キャビ
ティ先端部あるいは薄肉部に比べ溶湯充填後の凝固速度
が遅くなるため、凝固セル組織が粗大化し、機械的性能
が低下するという問題もある。従って、製品内部全体で
均一な品質が得られていないのが現状である。
足廻り部品等の部品において、バネ下荷重低減の観点か
らアルミニウム合金が多用されるようになってきた。そ
の要求を満たす材料として、従来は比較的耐蝕性が良好
で加工性にも優れるＡｌーＭｇーＳｉ系合金、特にＪＩ
Ｓ６０６１、６Ｎ０１合金が多く用いられ、重要保安部
品として必要な高強度、高靱性を得るため、鍛造加工に
より製造されている。しかし、これらの素材は、通常押
出材を適当な長さに切断したものを使用することが多
く、予備成形、粗打ち、仕上げ打ち等の多くの工程を経
るため、歩留りが悪くなると共に、製造コストも高くな
るという欠点を有している。一方、自動車用部品には、
複雑な形状を低コストで製造しうる事からアルミニウム
合金鋳物がかなりの比率で採用されている。鋳物用合金
としてはＡｌーＣｕー（Ｓｉ）系のＡＣ１Ｂ、ＡＣ２
Ｂ、ＡｌーＳｉ系のＡＣ３Ａ等があるが、高強度、高靱
性、および耐蝕性の観点から鋳造性の良いＡｌーＳｉ系
合金に少量のＭｇを添加し、熱処理効果を与え、機械的
性質を改良したＡｌーＳｉーＭｇ系のＡＣ４Ｃ、ＡＣ４
ＣＨ等の鋳物合金が多用されている。しかし、これらの
鋳物合金は鋳造時の内部欠陥が多いこと及び溶存ガス量
が高く熱処理後に、ブリスター、ふくれ等のガス欠陥を
生じやすく、また鍛造材に比べ強度レベルが低く、安定
した性能が得られにくいことから、その用途はケース、
カバー等の薄物、あるいは比較的要求強度の低い部材に
限定されているのが現状である。最近、この要求を満足
すべく高圧鋳造法によって鋳造上の問題を克服しようと
する試みがなされており、一部の部品で鋳物用合金を用
いて実用化されている。しかし、現行の鍛造品が用いら
れている重要保安部品の代替え、あるいはその薄肉化を
行うに足る高強度、高靱性が得られるにはいたっていな
い。そこで熱処理により機械的性能の向上が見込める展
伸用合金を高圧鋳造に適用すべくさまざまな検討が行わ
れているが、展伸用合金は鋳造割れ及び最終凝固部への
異常偏析を生じやすいという問題点がある。さらに展伸
用合金に限らず、通常の鋳物用合金でも、溶湯が充填さ
れる湯口近傍、あるいは凝固の遅れる厚肉部は、キャビ
ティ先端部あるいは薄肉部に比べ溶湯充填後の凝固速度
が遅くなるため、凝固セル組織が粗大化し、機械的性能
が低下するという問題もある。従って、製品内部全体で
均一な品質が得られていないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
に鑑みなされたものであり、その発明の課題は、肉厚に
関係なく、鍛造材と同等の機械的性能を有し、かつ鍛造
材に比べ低コストな自動車部品用鋳物及びその製造方法
を提供することにある。前記の課題を達成するため、本
発明者等は高圧鋳造に用いられるアルミニウム合金の成
分について種々検討した結果、鋳物用合金として広く用
いられているＡＣ４ＣＨ合金は、高圧鋳造時の内部品質
は優れているものの、機械的性能に限界があり、現行の
鍛造品以上の性能は得られない。そこで熱処理により機
械的性能の向上が見込める展伸用合金を高圧鋳造に適用
すべく、さらに種々の検討を行った結果、本発明を完成
したものである。
に鑑みなされたものであり、その発明の課題は、肉厚に
関係なく、鍛造材と同等の機械的性能を有し、かつ鍛造
材に比べ低コストな自動車部品用鋳物及びその製造方法
を提供することにある。前記の課題を達成するため、本
発明者等は高圧鋳造に用いられるアルミニウム合金の成
分について種々検討した結果、鋳物用合金として広く用
いられているＡＣ４ＣＨ合金は、高圧鋳造時の内部品質
は優れているものの、機械的性能に限界があり、現行の
鍛造品以上の性能は得られない。そこで熱処理により機
械的性能の向上が見込める展伸用合金を高圧鋳造に適用
すべく、さらに種々の検討を行った結果、本発明を完成
したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１の発明は、Ｓｉ０．６〜１．０重量％（以下
重量％を単に％と略記する）、Ｃｕ０．６〜１．２％、
Ｍｇ０．８〜１．２％、Ｚｎ０．４〜１．２％、Ｔｉ
０．０１〜０．２０％、Ｂ０．００２〜０．０１５％を
含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とからなる
アルミニウム合金であって、その金属組織である凝固セ
ルサイズを最大で６０μｍ以下としたことを特徴とする
強度と靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳
物であり、また、請求項２の発明は、Ｓｉ０．６〜１．
０％、Ｃｕ０．６〜１．２％Ｍｇ０．８〜１．２％、Ｚ
ｎ０．４〜１．２％、Ｔｉ０．０１〜０．２０％、Ｂ
０．００２〜０．０１５％を含み、残部がアルミニウム
と不可避的不純物とからなるアルミニウム合金溶湯を金
型内に充填した後、５００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高圧下
で凝固させて、その金属組織である凝固セルサイズを最
大で６０μｍ以下とすることを特徴とする強度と靱性に
優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物の製造方法
である。
の請求項１の発明は、Ｓｉ０．６〜１．０重量％（以下
重量％を単に％と略記する）、Ｃｕ０．６〜１．２％、
Ｍｇ０．８〜１．２％、Ｚｎ０．４〜１．２％、Ｔｉ
０．０１〜０．２０％、Ｂ０．００２〜０．０１５％を
含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とからなる
アルミニウム合金であって、その金属組織である凝固セ
ルサイズを最大で６０μｍ以下としたことを特徴とする
強度と靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳
物であり、また、請求項２の発明は、Ｓｉ０．６〜１．
０％、Ｃｕ０．６〜１．２％Ｍｇ０．８〜１．２％、Ｚ
ｎ０．４〜１．２％、Ｔｉ０．０１〜０．２０％、Ｂ
０．００２〜０．０１５％を含み、残部がアルミニウム
と不可避的不純物とからなるアルミニウム合金溶湯を金
型内に充填した後、５００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高圧下
で凝固させて、その金属組織である凝固セルサイズを最
大で６０μｍ以下とすることを特徴とする強度と靱性に
優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物の製造方法
である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、詳細に説
明する。前記請求項１の発明において、合金の組成を前
記の如くするのは以下の理由によるものである。Ｓｉと
Ｍｇは共存して鋳込後の熱処理時にＭｇ2 Ｓｉを析出さ
せて強度を高めるのに有効な元素であり、ＳｉとＭｇの
添加量がそれぞれ０．６％、０．８％未満ではその効果
が不足し、また、それぞれ１．０％、１．２％を越える
と強度は十分であるが、靱性、耐蝕性が著しく低下す
る。したがってＳｉは０．６〜１．０％、Ｍｇは０．８
〜１．２％とする。
明する。前記請求項１の発明において、合金の組成を前
記の如くするのは以下の理由によるものである。Ｓｉと
Ｍｇは共存して鋳込後の熱処理時にＭｇ2 Ｓｉを析出さ
せて強度を高めるのに有効な元素であり、ＳｉとＭｇの
添加量がそれぞれ０．６％、０．８％未満ではその効果
が不足し、また、それぞれ１．０％、１．２％を越える
と強度は十分であるが、靱性、耐蝕性が著しく低下す
る。したがってＳｉは０．６〜１．０％、Ｍｇは０．８
〜１．２％とする。
【０００６】Ｃｕは、Ｍｇ、Ｓｉと共に熱処理後の強度
向上に有効であるが，添加量が０．６％未満では十分な
強度が得られず、また１．２％を越えると耐蝕性が劣化
する。したがって、Ｃｕは０．６〜１．２％とする。Ｚ
ｎは、マトリックス中に固溶し、マトリックス自体の強
度を向上すると共に、凝固セル組織を微細にする効果が
あるが、添加量が０．４％未満では凝固セル組織の十分
な微細化効果が得られず、また１．２％を越えると、凝
固割れを生じやすくなると共に耐蝕性が劣化する。従っ
てＺｎは０．４〜１．２％とする。ＴｉおよびＢは鋳造
組織を微細化し、鋳物表層での鋳造割れを防止すると共
に、最終凝固部となる湯口近傍でのマクロ偏析防止に効
果がある。ここで、添加量がそれぞれ０．０１％および
０．００２％未満では、前記の効果が得られず、逆にそ
れぞれ０．２０％および０．０４％を越えて添加する
と、粗大な介在物を生じ、機械的性能が劣化する。従っ
てＴｉは０．０１〜０．２％、Ｂは０．００２〜０．０
４％とする。なお、不可避的不純物であるＦｅ、Ｍｎ
は、それぞれ０．５％以下含有されていても、本発明に
悪影響はない。本発明においては、前記の合金組成のほ
かに、鋳物製品の金属組織である凝固セルサイズを最大
で６０μｍ以下とするものであるが、このようにするの
は機械的性能の向上をはかるためである。凝固セルサイ
ズが最大で６０μｍを越えると前記の効果がえられな
い。なお、鋳物は製品の各部で肉厚が異なる場合が多
い。凝固セルサイズを最大で６０μｍ以下とするという
意味は、鋳物の各部のどこをとっても最大で６０μｍ以
下とするという意味である。
向上に有効であるが，添加量が０．６％未満では十分な
強度が得られず、また１．２％を越えると耐蝕性が劣化
する。したがって、Ｃｕは０．６〜１．２％とする。Ｚ
ｎは、マトリックス中に固溶し、マトリックス自体の強
度を向上すると共に、凝固セル組織を微細にする効果が
あるが、添加量が０．４％未満では凝固セル組織の十分
な微細化効果が得られず、また１．２％を越えると、凝
固割れを生じやすくなると共に耐蝕性が劣化する。従っ
てＺｎは０．４〜１．２％とする。ＴｉおよびＢは鋳造
組織を微細化し、鋳物表層での鋳造割れを防止すると共
に、最終凝固部となる湯口近傍でのマクロ偏析防止に効
果がある。ここで、添加量がそれぞれ０．０１％および
０．００２％未満では、前記の効果が得られず、逆にそ
れぞれ０．２０％および０．０４％を越えて添加する
と、粗大な介在物を生じ、機械的性能が劣化する。従っ
てＴｉは０．０１〜０．２％、Ｂは０．００２〜０．０
４％とする。なお、不可避的不純物であるＦｅ、Ｍｎ
は、それぞれ０．５％以下含有されていても、本発明に
悪影響はない。本発明においては、前記の合金組成のほ
かに、鋳物製品の金属組織である凝固セルサイズを最大
で６０μｍ以下とするものであるが、このようにするの
は機械的性能の向上をはかるためである。凝固セルサイ
ズが最大で６０μｍを越えると前記の効果がえられな
い。なお、鋳物は製品の各部で肉厚が異なる場合が多
い。凝固セルサイズを最大で６０μｍ以下とするという
意味は、鋳物の各部のどこをとっても最大で６０μｍ以
下とするという意味である。
【０００７】次に請求項２の本発明においては、前記の
組成を有するアルミニウム合金溶湯を金型内に充填した
後、５００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高圧下で凝固させるも
のであるが、このようにするのは、引け巣、鋳造割れを
防止するとともに、鋳物各部の金属組織を微細にする、
即ち凝固セルサイズを最大で６０μｍ以下と小さくして
機械的性能、特に伸び値の向上をはかるためである。鋳
造圧力が５００ｋｇｆ／ｃｍ2 未満では引け巣、鋳造割
れが多発し、機械的性能、特に伸び値が著しく低下す
る。なお、金型内に充填するアルミニウム合金溶湯の温
度は、通常知られている範囲、即ち合金の液相線温度〜
液相線温度＋１００℃以内の温度とするのが望ましい。
この範囲とするのは、肉厚に関係なく均一な凝固セル組
織を安定して得るためである。また、この溶湯温度は具
体的には、金型へ充填する直前の湯口部の温度である。
組成を有するアルミニウム合金溶湯を金型内に充填した
後、５００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高圧下で凝固させるも
のであるが、このようにするのは、引け巣、鋳造割れを
防止するとともに、鋳物各部の金属組織を微細にする、
即ち凝固セルサイズを最大で６０μｍ以下と小さくして
機械的性能、特に伸び値の向上をはかるためである。鋳
造圧力が５００ｋｇｆ／ｃｍ2 未満では引け巣、鋳造割
れが多発し、機械的性能、特に伸び値が著しく低下す
る。なお、金型内に充填するアルミニウム合金溶湯の温
度は、通常知られている範囲、即ち合金の液相線温度〜
液相線温度＋１００℃以内の温度とするのが望ましい。
この範囲とするのは、肉厚に関係なく均一な凝固セル組
織を安定して得るためである。また、この溶湯温度は具
体的には、金型へ充填する直前の湯口部の温度である。
【０００８】金型へ充填する直前の湯口部での溶湯温度
を安定して液相線温度〜液相線温度＋１００℃の範囲に
おさめる方法については、通常のラドル給湯にてプラン
ジャスリーブに溶湯を注湯する場合はラドル内面にセラ
ミック等の断熱材をコーテイしグ溶湯温度低下を防ぐな
どの手段が考えられる。 しかし、この方法ではラドル
からプランジャ内へ注湯する際に、酸化膜を巻き込み、
その結果として機械的性能が不安定となることは避けら
れない。従って、保持炉からプランジャスリーブへの溶
湯の移送手段としては電磁ポンプあるいはメタルポンプ
等の溶湯に乱流を生じ難く、注湯速度の早い方法が望ま
しい。また、金型に充填するまでの溶湯温度低下を極力
防止するために、通常の鋼製に比べ、断熱性の高いセラ
ミックを内面にライニングした射出スリーブを用いるこ
とが望ましい。
を安定して液相線温度〜液相線温度＋１００℃の範囲に
おさめる方法については、通常のラドル給湯にてプラン
ジャスリーブに溶湯を注湯する場合はラドル内面にセラ
ミック等の断熱材をコーテイしグ溶湯温度低下を防ぐな
どの手段が考えられる。 しかし、この方法ではラドル
からプランジャ内へ注湯する際に、酸化膜を巻き込み、
その結果として機械的性能が不安定となることは避けら
れない。従って、保持炉からプランジャスリーブへの溶
湯の移送手段としては電磁ポンプあるいはメタルポンプ
等の溶湯に乱流を生じ難く、注湯速度の早い方法が望ま
しい。また、金型に充填するまでの溶湯温度低下を極力
防止するために、通常の鋼製に比べ、断熱性の高いセラ
ミックを内面にライニングした射出スリーブを用いるこ
とが望ましい。
【０００９】本発明に係わるアルミニウム合金鋳物は、
最終製品の要求性能に応じて熱処理を施すが、熱処理条
件は特に限定されるものではない。即ち前記の如く製造
された本発明に係わるアルミニウム合金鋳物について、
通常の溶体化処理、焼き入れ、時効処理を施すことによ
り、強度、伸び、靱性をかなり向上することができる。
最終製品の要求性能に応じて熱処理を施すが、熱処理条
件は特に限定されるものではない。即ち前記の如く製造
された本発明に係わるアルミニウム合金鋳物について、
通常の溶体化処理、焼き入れ、時効処理を施すことによ
り、強度、伸び、靱性をかなり向上することができる。
【００１０】
【実施例】以下、実施例によって本発明を詳細に説明す
る。 （実施例１）まず鋳造には、図１に示す鋳造装置を用い
た。この鋳造装置は、金型１に形成された製品部（キャ
ビテイ）２と溶湯補給経路３および一定量の溶湯が注湯
される射出スリーブ４ａおよび射出スリーブ内を慴動
し、溶湯をキャビテイ内に充填、加圧するプランジャチ
ップ５とからなる。ここで射出スリーブの内面には溶湯
温度低下を防ぐためセラミックライニング４ｂを施して
ある。金型１には、製品部２に沿って一定間隔で水冷パ
イプ６を通し、射出充填と共に水冷が行われる構造とし
た。
る。 （実施例１）まず鋳造には、図１に示す鋳造装置を用い
た。この鋳造装置は、金型１に形成された製品部（キャ
ビテイ）２と溶湯補給経路３および一定量の溶湯が注湯
される射出スリーブ４ａおよび射出スリーブ内を慴動
し、溶湯をキャビテイ内に充填、加圧するプランジャチ
ップ５とからなる。ここで射出スリーブの内面には溶湯
温度低下を防ぐためセラミックライニング４ｂを施して
ある。金型１には、製品部２に沿って一定間隔で水冷パ
イプ６を通し、射出充填と共に水冷が行われる構造とし
た。
【００１１】ここで、表１に示す組成のアルミニウム合
金を通常の方法により溶解し、溶湯温度７００℃で２０
分程度のＡｒガスバブリングにより脱ガス処理を行った
後、表２に示す鋳造条件で加圧鋳造を行い、肉厚２０ｍ
ｍ×幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの平板試験片を製作
した。
金を通常の方法により溶解し、溶湯温度７００℃で２０
分程度のＡｒガスバブリングにより脱ガス処理を行った
後、表２に示す鋳造条件で加圧鋳造を行い、肉厚２０ｍ
ｍ×幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの平板試験片を製作
した。
【００１２】
【表１】
【００１３】ここで、鋳込直前の溶湯温度は、溶湯を射
出プランジャ内に注湯した後、溶湯補給経路３に設置し
た熱電対７で測定した。また鋳込時の金型温度は鋳込み
を行いながら各部位の水冷パイプの水量を変えることに
より制御した。これらのアルミニウム合金鋳物の断面を
研磨し、引け巣、鋳造割れの内部欠陥の有無、凝固セル
組織の最大セルサイズについて、実体顕微鏡にて観察し
た。また、上記試験片に熱処理（５４０℃で８時間の溶
体化熱処理後、水冷し、１８０℃で８時間の時効処理）
を施した後、キャビテイ先端部より引張試験片、シャル
ピー試験片を採取し、引張強さ、耐力、伸び値、および
靱性の指標値となるシャルピー衝撃値を測定した。これ
らの結果を表２に示す。
出プランジャ内に注湯した後、溶湯補給経路３に設置し
た熱電対７で測定した。また鋳込時の金型温度は鋳込み
を行いながら各部位の水冷パイプの水量を変えることに
より制御した。これらのアルミニウム合金鋳物の断面を
研磨し、引け巣、鋳造割れの内部欠陥の有無、凝固セル
組織の最大セルサイズについて、実体顕微鏡にて観察し
た。また、上記試験片に熱処理（５４０℃で８時間の溶
体化熱処理後、水冷し、１８０℃で８時間の時効処理）
を施した後、キャビテイ先端部より引張試験片、シャル
ピー試験片を採取し、引張強さ、耐力、伸び値、および
靱性の指標値となるシャルピー衝撃値を測定した。これ
らの結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２から明らかなように、本発明に係わる
組成の合金を所定の鋳造条件で鋳込んだ試験片は、内部
欠陥は観察されず、また凝固セル組織の最大セルサイズ
が小さく、従来から高圧鋳造用として実用化されている
ＡＣ４ＣＨ合金鋳物に比べ、強度、靱性が優れているこ
とがわかる。一方、合金組成が本発明の範囲外のもの
は、十分な強度、靱性が得られず、また合金組成が本発
明の範囲内のものでも、鋳造圧力が本発明方法からはず
れるものは、製品内に引け巣、鋳造割れ等の内部欠陥が
多発し、機械的性能が劣化する傾向があることがわか
る。
組成の合金を所定の鋳造条件で鋳込んだ試験片は、内部
欠陥は観察されず、また凝固セル組織の最大セルサイズ
が小さく、従来から高圧鋳造用として実用化されている
ＡＣ４ＣＨ合金鋳物に比べ、強度、靱性が優れているこ
とがわかる。一方、合金組成が本発明の範囲外のもの
は、十分な強度、靱性が得られず、また合金組成が本発
明の範囲内のものでも、鋳造圧力が本発明方法からはず
れるものは、製品内に引け巣、鋳造割れ等の内部欠陥が
多発し、機械的性能が劣化する傾向があることがわか
る。
【００１６】（実施例２）表１に記載した合金Ｎｏ．１
およびＮｏ．５の組成のアルミニウム合金を通常の方法
により溶解し、溶湯温度７００℃で２０分程度のＡｒガ
スバブリングにより脱ガス処理を行った後、表３に示す
鋳造条件で加圧鋳造を行い、肉厚５〜２０ｍｍ×幅１０
０ｍｍ×長さ２００ｍｍの階段状の平板試験片を製作し
た。前記試験片に、熱処理（５４０℃で８時間の溶体化
熱処理後、水冷し、１８０℃で８時間の時効処理）を施
した後、各肉厚部より引張試験片を採取し、引張強さ、
伸び値を測定した。これらの結果を表３に示す。
およびＮｏ．５の組成のアルミニウム合金を通常の方法
により溶解し、溶湯温度７００℃で２０分程度のＡｒガ
スバブリングにより脱ガス処理を行った後、表３に示す
鋳造条件で加圧鋳造を行い、肉厚５〜２０ｍｍ×幅１０
０ｍｍ×長さ２００ｍｍの階段状の平板試験片を製作し
た。前記試験片に、熱処理（５４０℃で８時間の溶体化
熱処理後、水冷し、１８０℃で８時間の時効処理）を施
した後、各肉厚部より引張試験片を採取し、引張強さ、
伸び値を測定した。これらの結果を表３に示す。
【００１７】
【表３】
【００１８】また、表３のこれらの試験片について、常
法に基づきエッチングを施した後、光学顕微鏡を用いて
各肉厚での凝固セル組織を観察した。その組織写真を図
２に示す。図２において、（Ａ）は発明例であり、
（Ｂ）は比較例である。写真（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ
について肉厚２０ｍｍ（２０ｔ）、肉厚１０ｍｍ（１０
ｔ）、肉厚５ｍｍ（５ｔ）の組織写真（×４００）を示
している。この組織において（Ａ）の凝固セルサイズの
最大は５０μｍ（肉厚２０ｍｍ）であり、（Ｂ）の凝固
セルサイズの最大は１００μｍ（肉厚２０ｍｍ）であっ
た。表３および図２から明らかなように、本発明合金を
所定の鋳造条件で鋳込んだ試験片は、肉厚による凝固セ
ルサイズが小さく且つその差も少なく、また機械的性能
（特に伸び値）の差も少ないために、製品全体にわたっ
て均一な品質が得られることがわかる。
法に基づきエッチングを施した後、光学顕微鏡を用いて
各肉厚での凝固セル組織を観察した。その組織写真を図
２に示す。図２において、（Ａ）は発明例であり、
（Ｂ）は比較例である。写真（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ
について肉厚２０ｍｍ（２０ｔ）、肉厚１０ｍｍ（１０
ｔ）、肉厚５ｍｍ（５ｔ）の組織写真（×４００）を示
している。この組織において（Ａ）の凝固セルサイズの
最大は５０μｍ（肉厚２０ｍｍ）であり、（Ｂ）の凝固
セルサイズの最大は１００μｍ（肉厚２０ｍｍ）であっ
た。表３および図２から明らかなように、本発明合金を
所定の鋳造条件で鋳込んだ試験片は、肉厚による凝固セ
ルサイズが小さく且つその差も少なく、また機械的性能
（特に伸び値）の差も少ないために、製品全体にわたっ
て均一な品質が得られることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば従
来のアルミニウム合金鋳物に比べ、強度、靱性ともに向
上したアルミニウム合金鋳物を得ることができると共
に、製品内部の性能のバラツキも著しく小さくしうるた
め、製品全体の信頼性が要求される自動車の足廻り部品
および耐圧性が必要とされるブレーキ部品等に使用が可
能である。また鍛造材と同等の性能のアルミニウム合金
鋳物が得られるため製造コストをさげることができる等
工業的に顕著な効果を奏するものである。
来のアルミニウム合金鋳物に比べ、強度、靱性ともに向
上したアルミニウム合金鋳物を得ることができると共
に、製品内部の性能のバラツキも著しく小さくしうるた
め、製品全体の信頼性が要求される自動車の足廻り部品
および耐圧性が必要とされるブレーキ部品等に使用が可
能である。また鍛造材と同等の性能のアルミニウム合金
鋳物が得られるため製造コストをさげることができる等
工業的に顕著な効果を奏するものである。
【図１】本発明の実施例における加圧鋳造装置であり、
図はその説明のための主要部の概略断面図である。
図はその説明のための主要部の概略断面図である。
【図２】アルミニウム合金鋳物の顕微鏡組織写真（×４
００倍）であり、（Ａ）２０ｔ、１０ｔ、５ｔは発明例
であり、（Ｂ）２０ｔ、１０ｔ、５ｔは比較例である。
００倍）であり、（Ａ）２０ｔ、１０ｔ、５ｔは発明例
であり、（Ｂ）２０ｔ、１０ｔ、５ｔは比較例である。
１ 金型 ２ 製品部（キャビテイ） ３ 溶湯補給経路 ４ｂ セラミックライニング ５ プランジャチップ ６ 水冷パイプ ７ 溶湯温度測定用熱電対 ８ ガス抜き部 ９ 湯口部
Claims (2)
- 【請求項１】Ｓｉ０．６〜１．０重量％（以下重量％を
単に％と略記する）、Ｃｕ０．６〜１．２％、Ｍｇ０．
８〜１．２％、Ｚｎ０．４〜１．２％、Ｔｉ０．０１〜
０．２０％、Ｂ０．００２〜０．０１５％を含み、残部
がアルミニウムと不可避的不純物とからなるアルミニウ
ム合金であって、その金属組織である凝固セルサイズを
最大で６０μｍ以下としたことを特徴とする強度と靱性
に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物。 - 【請求項２】Ｓｉ０．６〜１．０％、Ｃｕ０．６〜１．
２％、Ｍｇ０．８〜１．２％、Ｚｎ０．４〜１．２％、
Ｔｉ０．０１〜０．２０％、Ｂ０．００２〜０．０１５
％を含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とから
なるアルミニウム合金溶湯を金型内に充填した後、５０
０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高圧下で凝固させて、その金属
組織である凝固セルサイズを最大で６０μｍ以下とする
ことを特徴とする強度と靱性に優れた高圧鋳造によるア
ルミニウム合金鋳物の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7222281A JPH0967635A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 強度と靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物とその製造方法 |
| US08/703,432 US5846348A (en) | 1995-08-30 | 1996-08-26 | High strength and toughness aluminum alloy casting by high-pressure casting method and method of manufacturing same |
| DE19634494A DE19634494A1 (de) | 1995-08-30 | 1996-08-26 | Aluminium-Gußlegierung mit hoher Festigkeit und Zähigkeit erhältlich durch ein Hochdruck-Gießverfahren und Verfahren zu deren Herstellung |
| FR9610579A FR2738258A1 (fr) | 1995-08-30 | 1996-08-29 | Piece coulee en alliage d'aluminium a haute resistance et a haute tenacite fabriquee au moyen d'un procede de coulee a haute pression et procede pour sa fabrication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7222281A JPH0967635A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 強度と靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967635A true JPH0967635A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16779918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7222281A Pending JPH0967635A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 強度と靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物とその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5846348A (ja) |
| JP (1) | JPH0967635A (ja) |
| DE (1) | DE19634494A1 (ja) |
| FR (1) | FR2738258A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005205436A (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Yamaha Motor Co Ltd | 鋳造機用温度センサおよび鋳造機 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6146477A (en) | 1999-08-17 | 2000-11-14 | Johnson Brass & Machine Foundry, Inc. | Metal alloy product and method for producing same |
| JP3955168B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2007-08-08 | 日信工業株式会社 | 車両用ディスクブレーキのキャリパボディの製造方法及びキャリパボディ |
| CN1333096C (zh) * | 2005-04-07 | 2007-08-22 | 郑州大学 | 一种用细晶铝锭制造的6063铝合金及其制备方法 |
| CN101120894B (zh) * | 2006-08-08 | 2010-05-12 | 上海市机械制造工艺研究所有限公司 | 制造假肢膝关节中有关部件的工艺方法 |
| CN102554192B (zh) * | 2012-01-11 | 2013-10-23 | 沈阳铸造研究所 | 一种高导电耐热电极横梁部件的制造方法 |
| CN104099498B (zh) * | 2014-08-12 | 2016-04-13 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 一种超设备能力生产火车货运车体用超宽铝合金型材的方法 |
| CN104099499B (zh) * | 2014-08-12 | 2016-04-13 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 一种救援直升机起降平台用6082t6铝合金型材的制造方法 |
| CN104120312B (zh) * | 2014-08-12 | 2016-06-22 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 一种空气分离机用6a02t651铝合金有缝管的制造方法 |
| US9643651B2 (en) | 2015-08-28 | 2017-05-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Casting, hollow interconnecting member for connecting vehicular frame members, and vehicular frame assembly including hollow interconnecting member |
| CN105838929B (zh) * | 2016-03-31 | 2017-07-28 | 广东省材料与加工研究所 | 一种稀土铝合金导线及其制造方法 |
| CN105761982B (zh) * | 2016-05-16 | 2018-02-06 | 山东伊莱特重工股份有限公司 | 一种特高压输变电用5083铝合金高压开关法兰制作工艺 |
| CN106424494A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-22 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 一种轿车转向节锻件用无粗晶环锻造毛坯挤压生产工艺 |
| CN108517446A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-09-11 | 华中科技大学 | 一种用于真空压铸的高韧性铝合金及其产品的制备方法 |
| US11149333B2 (en) | 2018-08-14 | 2021-10-19 | Johnson Brass & Machine Foundry, Inc. | Clean aluminum alloys |
| US11597987B2 (en) | 2018-08-14 | 2023-03-07 | Johnson Brass & Machine Foundry, Inc. | Clean aluminum alloys and methods for forming such alloys |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53133518A (en) * | 1977-04-27 | 1978-11-21 | Hitachi Ltd | Casting and heat treating method for aluminum alloy |
| US4169728A (en) * | 1978-02-09 | 1979-10-02 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Corrosion resistant bright aluminum alloy for die-casting |
| JPS63203755A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 自動車用アルミニウムホイ−ルの製造法 |
| JPH0790458A (ja) * | 1993-08-10 | 1995-04-04 | Kawasaki Steel Corp | 成形性の著しく優れた焼き付け硬化性アルミニウム合金板およびその製造法 |
| US5571347A (en) * | 1994-04-07 | 1996-11-05 | Northwest Aluminum Company | High strength MG-SI type aluminum alloy |
| JPH09143605A (ja) * | 1995-02-27 | 1997-06-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 強度、靭性に優れた高圧鋳造アルミニウム合金およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-08-30 JP JP7222281A patent/JPH0967635A/ja active Pending
-
1996
- 1996-08-26 US US08/703,432 patent/US5846348A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-26 DE DE19634494A patent/DE19634494A1/de not_active Withdrawn
- 1996-08-29 FR FR9610579A patent/FR2738258A1/fr active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005205436A (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Yamaha Motor Co Ltd | 鋳造機用温度センサおよび鋳造機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19634494A1 (de) | 1997-03-06 |
| US5846348A (en) | 1998-12-08 |
| FR2738258A1 (fr) | 1997-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102796925B (zh) | 一种压力铸造用的高强韧压铸铝合金 | |
| JP3025656B2 (ja) | チルベント | |
| JPH0967635A (ja) | 強度と靱性に優れた高圧鋳造によるアルミニウム合金鋳物とその製造方法 | |
| KR101133103B1 (ko) | 다이캐스팅용 고강도 알루미늄 합금 | |
| CN109295351B (zh) | 一种压铸铝合金及其制备方法和应用 | |
| EP1127950A1 (en) | Die casting magnesium alloy | |
| JP2001220639A (ja) | アルミニウム鋳造用合金 | |
| EP1882754A1 (en) | Aluminium alloy | |
| CN108517446A (zh) | 一种用于真空压铸的高韧性铝合金及其产品的制备方法 | |
| EP1957221B1 (en) | A combination of casting process and alloy compositions resulting in cast parts with superior combination of elevated temperature creep properties, ductility and corrosion performance | |
| KR20160011136A (ko) | 내식성이 향상된 마그네슘 합금 및 이를 이용하여 제조한 마그네슘 합금 부재의 제조방법 | |
| JP2009108409A (ja) | 靭性に優れた鋳造用Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金及びそれからなる鋳造部材 | |
| CN107937764A (zh) | 一种液态模锻高强韧铝合金及其液态模锻方法 | |
| JP4145242B2 (ja) | 鋳物用アルミニウム合金、アルミニウム合金製鋳物およびアルミニウム合金製鋳物の製造方法 | |
| CN111455228B (zh) | 高强韧性铝硅合金及压铸工艺制备方法和应用 | |
| EP0730040B1 (en) | High-pressure cast aluminum alloy with excellent strength and toughness, method of producing the same and wheel disc used the same | |
| CN112981190A (zh) | 用于模铸的铝合金和使用该用于模铸的铝合金制造铸造铝合金的方法 | |
| JP2000054047A (ja) | 初晶Ｓｉが晶出した亜共晶Ａｌ―Ｓｉ合金部材及びその製造法 | |
| EP1882753A1 (en) | Aluminium alloy | |
| MXNL04000072A (es) | Proceso y producto de fundicion. | |
| KR102572624B1 (ko) | 비열처리용 고연신율 다이캐스팅 합금 조성물 | |
| 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 | |
| CN101437970A (zh) | 压铸用Zn合金及其制造方法、压铸合金用Al母合金 | |
| JP3676723B2 (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 | |
| AU2016211088B2 (en) | Process for obtaining a low silicon aluminium alloy part |