CN103695722A

CN103695722A - 车辆用铝合金及自动二轮车用车轮

Info

Publication number: CN103695722A
Application number: CN201310367952.2A
Authority: CN
Inventors: 县正树; 高桥恭; 铃木都志充
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-04-02
Also published as: JP6001981B2; BR102013024652A2; JP2014065960A; MX2013011163A; MX365997B; BR102013024652B1; US20140086789A1; CA2827539A1; CA2827539C

Abstract

本发明提供一种即使使用含有Fe等杂质的铝材料也能够确保适于车辆部件的韧性的车辆用铝合金及自动二轮车用车轮。使车辆用铝合金的组成为，以重量％计，含有Fe：0.5％以下、Mn：0.2％以下、Si及Cu，含有余量的Al及不可避免的杂质，二次枝晶臂间距为45μm以下，并且金属间化合物的尺寸为150μm以下。

Description

车辆用铝合金及自动二轮车用车轮

技术领域

本发明涉及车辆用铝合金、及使用该铝合金的自动二轮车用车轮。

背景技术

作为汽车或二轮车的车轮等同时要求高强度和高韧性的部件的材料，以往，提出有在新铝锭(new ingot aluminum)(也称为铝一次合金)中添加几种元素而成的铝合金(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-27169号公报

发明内容

然而，若如专利文献1所记载的铝合金那样使用新铝锭，则由于新铝锭高价、且在新铝锭的制造中会排出很多CO₂，因此期望将作为铝的回收材料的再生铝锭材料(也称为铝二次合金)作为原料来制造铝合金材料。但是，若使用再生铝锭材料，则含有使韧性(伸长率)降低的Fe等的材料。因此，难以在要求韧性的车辆部件中使用再生铝锭材料。

本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种即使使用含有Fe等杂质的铝材料也能够确保适于车辆部件的韧性的车辆用铝合金、以及自动二轮车用车轮。

为了达成上述目的，本发明的车辆用铝合金的特征在于，以重量％计，含有Fe：0.5％以下、Mn：0.2％以下、Si及Cu，含有余量的Al及不可避免的杂质，二次枝晶臂间距(DAS：Dendrite ArmSpacing)为45μm以下，并且金属间化合物的尺寸为150μm以下。

根据本发明，能够使用再生铝锭材料这样的、作为杂质而含有Fe、Mn、Cu等的铝原料得到具有适于车辆部件的韧性的车辆用铝合金。

另外，上述的车辆用铝合金优选的是，二次枝晶臂间距为40μm以下，并且金属间化合物的尺寸为100μm以下。

在该情况下，能够得到具有更优异的韧性的车辆用铝合金。

另外，上述的车辆用铝合金优选的是，二次枝晶臂间距为35μm以下，并且金属间化合物的尺寸为70μm以下。

在该情况下，能够得到具有更优异的韧性的车辆用铝合金。

另外，上述的车辆用铝合金优选的是，二次枝晶臂间距为25μm以下，并且金属间化合物的尺寸为30μm以下。

在该情况下，能够得到具有更优异的韧性的车辆用铝合金。

另外，本发明的自动二轮车用车轮的特征在于，使用上述的车辆用铝合金而构成。

根据本发明，能够提供具有合适的韧性的自动二轮车用车轮。

上述的自动二轮车用车轮优选的是，轮辋部17的厚度设定为20mm以下。

根据本发明，通过在铸造时快速地冷却轮辋部，能够缩短冷却中的初晶的结晶时间从而减小轮辋部处的二次枝晶臂间距，并且，能够抑制共晶的结晶期间的针状的金属间化合物的生长。由此，能够使构成自动二轮车用车轮的铝合金具有作为车辆用部件而更优选的特性，能够提供具韧性优异的自动二轮车用车轮。

另外，上述的自动二轮车用车轮优选的是，使用如下模具20通过熔融金属重力模具铸造(GDC：Gravity Die Casting)进行制造，即：模具20具有上模21、下模23、以及形成轮辋部17的滑模25，在上述上模21、上述下模23、以及上述滑模25的至少任一个中，在形成上述轮辋部17的部分形成有加快冷却速度的冷却液流路39。

在该情况下，通过使用在上模、下模及滑模的任一个中形成有冷却液流路的模具，能够在铸造时快速地冷却轮辋部，因此能够减小自动二轮车用车轮的轮辋部处的二次枝晶臂间距，并且能够抑制针状的金属间化合物的生长。由此，能够提供韧性优良、且能够以低成本制造的自动二轮车用车轮。

另外，也可以使用上述模具通过低压模具铸造(LPDC：LowPressure Die Casting)制造上述自动二轮车用车轮。

另外，上述的自动二轮车用车轮优选的是，使用如下模具40通过熔融金属重力模具铸造进行制造，即：模具40具有上模41、下模43、以及形成轮辋部17的滑模45，在上述上模41、上述下模43、以及上述滑模45的至少任一个中，由铍铜合金形成用于形成上述轮辋部17的成形面49a。

在该情况下，通过使用在上模、下模及滑模的任一个中配置有铍铜合金的模具，能够在铸造时通过形成轮辋部的成形面使轮辋部快速放热，从而能够缩短冷却时间。因此，能够减小自动二轮车用车轮的轮辋部处的二次枝晶臂间距，并且能够抑制针状的金属间化合物的生长，由此，能够提供韧性优良、且能够以低成本制造的自动二轮车用车轮。

发明效果

根据本发明，能够使用再生铝锭材料这样的、作为杂质而含有Fe、Mn、Cu等的铝原料得到具有适于车辆部件的韧性的车辆用铝合金，能够使用该车辆用铝合金提供具有合适的韧性的自动二轮车用车轮。

另外，通过在铸造时快速冷却轮辋部，能够缩短冷却中的初晶的结晶时间从而减小轮辋部处的二次枝晶臂间距，能够抑制在初晶的结晶后针状的金属间化合物的生长。由此，能够使构成自动二轮车用车轮的铝合金具有作为车辆用部件而优选的特性，能够提供韧性优良的自动二轮车用车轮。

另外，通过使用在上模、下模及滑模的至少任一个中形成有冷却液流路的模具，能够在铸造时快速地冷却轮辋部，因此能够减小自动二轮车用车轮的轮辋部处的二次枝晶臂间距，并且能够抑制针状的金属间化合物的生长，能够提供韧性优良、且能够以低成本制造的自动二轮车用车轮。

另外，通过使用在上模、下模及滑模的至少任一个的成形面上配置有铍铜合金的模具，能够在铸造时使轮辋部快速放热从而缩短冷却时间，因此，能够减小自动二轮车用车轮的轮辋部处的二次枝晶臂间距，并且能够抑制针状的金属间化合物的生长，能够提供韧性优良、且能够以低成本制造的自动二轮车用车轮。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的自动二轮车用车轮的结构的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图。

图2是表示用于自动二轮车用车轮的铸造的模具的一例的剖视图。

图3是表示用于自动二轮车用车轮的铸造的模具的其他例子的剖视图。

图4是表示自动二轮车用车轮的韧性测定的试验片的选取条件的图，(A)是立体图，(B)是主视图，(C)是侧视图。

图5是表示车辆用铝合金的特性的图表，(A)表示二次枝晶臂间距与韧性的关系的例子，(B)表示金属间化合物尺寸与韧性的关系的例子。

图6是表示车辆用铝合金的特性的图表，(A)表示Fe量与金属间化合物尺寸的关系的例子，(B)表示Fe量与韧性的关系的例子。

图7是表示车辆用铝合金的特性的图表，(A)表示Mn量与金属间化合物尺寸的关系的例子，(B)表示Mn量与韧性的关系的例子。

图8是作为实施例的车辆用铝合金的光学显微镜照片。

图9是作为比较例的铝合金的光学显微镜照片。

附图标记说明

10 自动二轮车用车轮

11 轮毂

15 轮辐

17 轮辋

20、40 铸造用模具

21、41 上模

23、43 下模

25、45 滑模

27 型芯

31 浇注口

37 排出口

39a、39b、39c 冷却液流路

49a、49b、49c 成形面

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示适用本发明的实施方式的自动二轮车用车轮10的结构的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图。

该图1所示的自动二轮车用车轮10由轮毂11、从轮毂11呈放射状地延伸的多个轮辐15、及用于安装轮胎(图示省略)的轮辋17通过铸造而一体成形。

如图1的(B)所示，轮辋17设计成薄壁，轮辋17处的厚度优选为20mm以下。

图2是表示用于图1所示的自动二轮车用车轮10的制造的铸造用模具的一例的图。图2表示用包含与自动二轮车用车轮10的中心轴(旋转轴)相对应的轴的平面，以剖切与轮辐15中的一个轮辐15相对应的模腔(cavity)的方式将铸造用模具20剖切的截面。

图2所示的铸造用模具20是用于通过熔融金属重力铸造(GDC：Gravity Die Casting)来铸造自动二轮车用车轮10的模具，由包含上模21、下模23、及滑模25的钢制的部分模具构成。滑模25从侧方相对于上模21及下模23嵌合，形成自动二轮车用车轮10的轮辋17。另外，在铸造用模具20中相当于自动二轮车用车轮10的轴中心的模腔中配置用于形成轮毂11的中空部的型芯27。

在上模21上形成有用于注入熔融铝的浇注口31。浇注口31在形成轮辋17的端部的位置与模腔连通，从浇注口31注入的熔融金属通过模腔，到达设置在上模21的中央的排出口37。

在滑模25上形成有使水等冷却液流通的冷却液流路39a。冷却液流路39a形成在与轮辋17的周面相对的位置，使冷却液从铸造用模具20的外部向冷却液流路39a流通，该冷却液能够排出到外部。在图2中示出了冷却液流路39a的截面，冷却液流路39a优选以包围轮辋17的大致整个外周的方式配置。

另外，在下模23上，在与形成轮辋17的模腔相对的位置设有冷却液流路39b。在上模21上，在与形成轮辋17的模腔相对的位置设有冷却液流路39c。在图2中示出了冷却液流路39a～39c的截面，这些冷却液流路39a～39c以沿轮辋17的周向大致形成圆弧的方式配置。因此，通过使冷却液在冷却液流路39a～39c中流动，能够大致均匀地以期望的冷却速度冷却轮辋17。

在图2所示的铸造用模具20中，例示了在上模21、下模23、及滑模25上都形成有冷却液流路39a～39c的结构，但只要形成冷却液流路39a～39c中的至少任一个，就能够比没有这些冷却液流路39a～39c的情况快速地冷却轮辋17。因此，即使形成在铸造用模具20中仅设有冷却液流路39a、39b、39c的一部分的结构，也能够得到本发明的效果。例如，可以仅形成滑模25的冷却液流路39a，也可以设置上模21的冷却液流路39c和下模23的冷却液流路39b，也可以设置全部冷却液流路39a～39c。

在通过铸造用模具20铸造自动二轮车用车轮10时，在熔融金属充满模腔内之后使冷却液在冷却液流路39a～39c中流动，冷却滑模25。由此，能够快速冷却构成轮辋17的铝合金。在该过程中，特别是轮辋17的周面被冷却，但如上所述，轮辋17例如为20mm以下的薄壁，因此整个轮辋17比自动二轮车用车轮10的其他部分(轮毂11、轮辐15等)高速地冷却。

图3是表示用于自动二轮车用车轮10的制造的铸造用模具的其他例子的图。与图2相同，图3表示用包含与自动二轮车用车轮10的中心轴(旋转轴)相对应的轴的平面、以剖切与轮辐15中的一个轮辐15相对应的模腔的方式将铸造用模具40剖切的截面。

与铸造用模具20(图2)相同，铸造用模具40是用于通过熔融金属重力铸造来铸造自动二轮车用车轮10的模具。在铸造用模具40中，具有将上模21替换为上模41、将下模23替换为下模43、将滑模25替换为滑模45的结构，其他结构与铸造用模具20相同。

构成铸造用模具40的上模41、下模43、及滑模45由与上模21、下型23、及滑模25相同的钢材构成，与相同的型芯27组合而构成相同形状的模腔。在上模41、下模43、及滑模45上未形成冷却液流路39a～39c，在上模41、下模43、及滑模45的局部配置有铍铜合金。

滑模45的包括形成轮辋17的周面的成形面49a在内的部分由铍铜合金构成。关于该铍铜合金的组成，例如可以是含有0.5～3.0％的铍、余量由铜构成的一般的组成，也可以由除铍以外还含有镍及钴的高传导性铍铜合金构成。铍铜合金具有比构成上模41、下模43及滑模45的钢材高的导热性，因此注入到铸造用模具40中的熔融金属中的与成形面49a接触的部分比其他部分高速地冷却。

另外，在下模43中，包括形成轮辋17的成形面49b在内的部分由铍铜合金构成，在上模21中，包括形成轮辋17的成形面49c在内的部分也由铍铜合金构成。这些成形面49a～49c沿轮辋17的周向形成圆弧，能够快速地冷却轮辋17的全周。

在图3所示的铸造用模具40中，例示了在上模41、下模43、及滑模45中在使轮辋17成形的成形面49a～49c上都配置有铍铜合金的结构，但只要成形面49a、49b、49c中的至少任一个由铍铜合金构成，就能够比通过未使用铍铜合金的模具进行铸造的情况快速地冷却轮辋17。

因此，即使在铸造用模具40中配置铍铜合金的结构仅为上模41、下模43、及滑模45中的一部分，也能够得到本发明的效果。例如，可以仅在上模41和下模43上配置铍铜合金，也可以仅在滑模45上配置铍铜合金。

这样，在使用铸造用模具20或铸造用模具40铸造自动二轮车用车轮10的情况下，能够更高速地冷却轮辋17。

另外，在用于自动二轮车用车轮10等车辆部件的车辆用铝合金中要求拉伸特性(韧性)。已知，通常，作为在铝材料中所含有的杂质的Fe的含量越增大，韧性越降低，本发明人了解到，该韧性的降低是在初晶α-Al晶之间形成的金属间化合物的影响。该针状的金属间化合物是在初晶之后凝固的共晶中所含有的Al-Fe-Si共晶或Al-Fe-Mn-Si共晶，这些共晶比α-Si共晶高温地生成。这些金属间化合物由于铝合金的Fe和Mn的量不同而形成多种形状，生成为针状或块状。发明人发现，这些含有Fe的金属间化合物的尺寸越大，铸造品的韧性越降低。这里所说的金属间化合物的尺寸是任意一个方向上的最大长度，不是面积或体积。因此，针状的金属间化合物的尺寸容易变大。认为该金属间化合物的尺寸越大，在对铸造品施加外力的情况下，金属间化合物越容易诱发或促进断裂。

提高冷却速度对于抑制结晶的尺寸是有效的，但若仅单纯地提高冷却速度，则有可能在铸造用模具20、40中产生充型性不良(铸造缺陷)。特别是，由于熔融金属重力压铸不压入熔融金属，所以认为在熔融金属流动期间使温度降低有可能影响充型性。

在此，发明人得知，为了减小含有Fe的金属间化合物的尺寸，缩短该金属间化合物生长的期间是有效的。即，通过在上述期间中冷却熔融金属，能够抑制针状的金属间化合物的生长。在该金属间化合物生长的期间，熔融金属既已流动到模腔内，因此即使加快冷却速度，也难以对充型性产生影响。

因此，通过使用在上模21、下模23及滑模25的至少任一个上形成有冷却液流路39a～39c的铸造用模具20，能够有效地抑制金属间化合物的尺寸。在该情况下，只要以在金属间化合物的生长开始的时刻提高冷却速度的方式调整在冷却液流路39a～39c中流动的冷却液的流量即可。若使用铸造用模具20，则能够通过冷却液可靠且快速地冷却尤其是自动二轮车用车轮10的轮辋17。因此，能够谋求提高特别是轮辋17的韧性。当然，通过冷却液的效果，能够期待提高自动二轮车用车轮10整体的韧性。

另外，若使用铸造用模具40，则能够促进从由铍铜合金构成的成形面49a～49c进行的放热，因此与使用铸造用模具20的情况相同地，能够有效缩短金属间化合物的生长期间。铸造用模具40是在形成轮辋17的周面的成形面43上配置有铍铜合金的结构，因此能够有效地冷却轮辋17，然而不会大幅提高模腔整体的冷却速度，能够防止充型性不良。

另外，发明人得知，在初晶α-Al晶的二次枝晶臂间距(DAS：Dendrite Arm Spacing)较小的情况下，金属间化合物尺寸变小。缩短初晶α-Al晶生长的期间对于减小二次枝晶臂间距是有效的。另一方面，担心由于冷却熔融金属而对充型性产生影响。

因此，发明人对用于铸造的铝合金的组成进行各种变更并测定二次枝晶臂间距及金属间化合物的尺寸，关于具有作为车辆部件而优选的韧性的铝合金，得知以下见解。

图4是表示自动二轮车用车轮10的韧性测定的试验片的选取条件的图，(A)是立体图，(B)是主视图，(C)是侧视图。

在以下说明的铝合金的韧性的测定中，使用铸造用模具20铸造自动二轮车用车轮10，从形成于浇注口31的空间35中的铸造品的直浇道50上切取长方体形状的试验片51、53、55，通过拉伸试验机测定这些试验片的机械特性。后述的测定值是从一个自动二轮车用车轮10上切取的多个试验片51、53、55的测定值的平均值。另外，关于各试验片51、53、55，基于光学显微镜(金属显微镜)照片来进行二次枝晶臂间距及金属间化合物的尺寸的测定。

作为再生铝锭材料，已知非铁金属废料(scrap)中主要以铝窗框(挤压材料)和延展材料铝材为主原料的延展类废料、包含铸件碎屑或粉碎机的破碎材料的铸件类废料。列举广泛流通的再生铝锭材料的例子，作为利用延展类废料制造出的再生铝锭材料，已知例如以重量％计含有1.0％的Si、0.3-0.5％的Mg、0.3％以下的Mn，且作为杂质含有0.2-1.0％的Cu、0.4-1.5％的Zn、0.6-1.1％的Fe的材料。另外，作为利用铸件类废料制造出的再生铝锭材料，已知例如以重量％计含有6.0-7.0％的Si、0.2-0.4％的Mg、0.2％以下的Mn，且作为杂质含有1.5-2.5％的Cu、1.2-1.5％的Zn、0.8-1.1％的Fe的材料。

在适当选择或混合这些利用延展类废料材的再生铝锭材料和利用铸件类废料的再生铝锭材料来用于车辆用铝合金的情况下，该车辆用铝合金的组成为，含有1.0％以上的Si、0.2％以上的Mg、0.3％以下的Mn，且作为杂质含有0.2％以上的Cu、0.4％的Zn、0.6％以上的Fe。也能够将这些再生铝锭材料和新铝锭材料进行混合而使用，但在该情况下作为杂质也混入Cu、Zn、Fe。

因此，发明人等得知，在将如下的车辆用铝合金用于铸造车辆用部件的情况下可发挥良好的韧性，即：以重量％计，含有Fe：0.5％以下、Mn：0.2％以下、Si及Cu，并含有余量的Al及不可避免的杂质，二次枝晶臂间距为45μm以下，并且金属间化合物的尺寸为150μm以下。该车辆用铝合金能够利用含有Fe、Cu等杂质的铝原料而实现。因此，能够利用再生铝锭材料等得到具有适用于车辆部件的韧性的车辆用铝合金。

Si具有在铸造铝合金时提高熔融金属的流动性的效果。在Si量以重量％计为5.0％以上的情况下，能够使熔融金属的流动性良好，在9.0％以下的情况下能够确保铸造品的伸长率(韧性)，因此本实施方式的车辆用铝合金的Si量优选为5.0％以上、9.0％以下。

Fe在Al-Si系合金的铸造品中使韧性降低。若Fe量较多则多生成针状的Al-Si-Fe系金属间化合物，因此会使韧性降低。

Mn在添加于含有Fe的Al-Si系合金中的情况下，生成不会对韧性产生不良影响的块状的Al-Si-Fe-Mn系金属间化合物，具有抑制上述的针状的Al-Si-Fe系金属间化合物的生成的效果。但在另一方面，在Mn量较多的情况下，铸造品的韧性降低。因此，Mn量优选为0.2％以下。

Cu被认为是会使铸造品的韧性降低、且损害耐腐蚀性的杂质，优选为0.4％以下。Zn被认为是损害耐腐蚀性的杂质。

Mg具有提高拉伸强度和耐力的效果，但随着Mg量增加，韧性降低。

作为这种车辆用铝合金，使二次枝晶臂间距为40μm以下、且金属间化合物的尺寸为100μm以下能够更可靠地得到作为车辆部件而优选的韧性，因此优选。

另外，若是二次枝晶臂间距为35μm以下、且金属间化合物的尺寸为70μm以下的结构，则能够更可靠的得到作为车辆部件而优选的韧性，因此更加优选。

另外，若是二次枝晶臂间距为25μm以下、且金属间化合物的尺寸为30μm以下的结构，则能够得到具有更加优异的韧性的车辆用铝合金，因此进一步优选。

而且，使用这些车辆用铝合金而构成的自动二轮车用车轮10能够以再生铝锭材料等为材料而制造，具有合适的韧性，作为自动二轮车用车轮而优选。

另外，该自动二轮车用车轮10的轮辋17的厚度优选设定为20mm以下。在该情况下，通过在铸造时快速地冷却轮辋17，能够缩短冷却中的初晶的结晶时间从而减小轮辋处的二次枝晶臂间距，而且，能够抑制共晶的结晶期间的针状的金属间化合物的生长，发挥更优异的韧性。

作为自动二轮车用车轮10的制造方法，不限于上述的GDC，也可以使用铸造用模具20、40通过低压模具铸造(LPDC：Low PressureDie Casting)进行制造。在该情况下，也能够通过使用上述的车辆用铝合金以再生铝锭材料等为材料而进行制造，能够实现具有合适的韧性的自动二轮车用车轮10。

另外，本发明的车辆用铝合金不限于车轮，适用于车辆的行走部件。例如，能够使用上述车辆用铝合金制造用于保持摆臂、前叉的托架(连接梁)等，能够得到具有合适的韧性的行走部件。

实施例

以下，详细说明本发明的实施例，但不应基于该实施例的记载限定地解释本发明。

在以下的实施例中，对于使用了本发明的实施例1～11、以及作为比较对象的比较例1～5，进行铸造及评价。

各实施例的规格、物理特性的测定结果、以及评价如表1所示。此外，表1所记载的附图标记A～Q(O除外)表示与后述的图5～图7中的绘图点相对应的情况。

【表1】

实施例1

在实施例1中，在铝原料中溶解铝合金并添加各种元素，由此调整由化学成分重量比为Si：7.1％、Mg：0.29％、Cu：0.23％、Mn：0.15％、Fe：0.1％、Ti：0.1％、Zn：0.32％、Sr：0.01、余量为Al及不可避免的杂质组成的熔融金属。

接着，通过使用铸造用模具20的熔融金属重力铸造法铸造上述熔融金属，制作自动二轮车用车轮。从该自动二轮车用车轮上如参照图4进行说明那样制作试验片，通过拉伸试验机测定该拉伸试验片的机械特性。另外，基于试验片的SEM照片测定二次枝晶臂间距(DAS)。

此外，关于以下说明的实施例2～11及比较例1～5，也同样地进行铸造、试验片的制作及测定。

在实施例1中，得到二次枝晶臂间距25μm、金属间化合物的尺寸9.6μm、伸长率12.5％的结果。

实施例2

在实施例2中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.3％、Mg：0.28％、Cu：0.24％、Mn：0.18％、Fe：0.1％、Ti：0.1％、Zn：0.31％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例2中，得到二次枝晶臂间距30μm、金属间化合物的尺寸15.6μm、伸长率10.4％的结果。

实施例3

在实施例3中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.1％、Mg：0.29％、Cu：0.22％、Mn：0.15％、Fe：0.1％、Ti：0.1％、Zn：0.31％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例3中，得到二次枝晶臂间距45μm、金属间化合物的尺寸20.2μm、伸长率9.5％的结果。

实施例4

在实施例4中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.2％、Mg：0.29％、Cu：0.25％、Mn：0.15％、Fe：0.28％、Ti：0.1％、Zn：0.33％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例4中，得到二次枝晶臂间距25μm、金属间化合物的尺寸35.5μm、伸长率8.8％的结果。

实施例5

在实施例5中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.1％、Mg：0.29％、Cu：0.24％、Mn：0.17％、Fe：0.28％、Ti：0.1％、Zn：0.29％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例5中，得到二次枝晶臂间距30μm、金属间化合物的尺寸42μm、伸长率9.1％的结果。

实施例6

在实施例6中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.1％、Mg：0.28％、Cu：0.23％、Mn：0.19％、Fe：0.28％、Ti：0.1％、Zn：0.30％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例6中，得到二次枝晶臂间距45μm、金属间化合物的尺寸49.6μm、伸长率8％的结果。

实施例7

在实施例7中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.3％、Mg：0.29％、Cu：0.25％、Mn：0.2％、Fe：0.51％、Ti：0.1％、Zn：0.29％、Sr：0.01，使余量为A1及不可避免的杂质。

在实施例7中，得到二次枝晶臂间距25μm、金属间化合物的尺寸124μm、伸长率6.8％的结果。

实施例8

在实施例8中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.2％、Mg：0.28％、Cu：0.24％、Mn：0.2％、Fe：0.51％、Ti：0.1％、Zn：0.30％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例8中，得到二次枝晶臂间距30μm、金属间化合物的尺寸146.8μm、伸长率5.8％的结果。

实施例9

在实施例9中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.5％、Mg：0.29％、Cu：0.24％、Mn：0.15％、Fe：0.51％、Ti：0.1％、Zn：0.28％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例9中，得到二次枝晶臂间距20μm、金属间化合物的尺寸45μm、伸长率9％的结果。

实施例10

在实施例10中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.2％、Mg：0.28％、Cu：0.23％、Mn：0.17％、Fe：0.51％、Ti：0.1％、Zn：0.27％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例10中，得到二次枝晶臂间距32μm、金属间化合物的尺寸84μm、伸长率5.3％的结果。

实施例11

在实施例11中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.1％、Mg：0.29％、Cu：0.24％、Mn：0.15％、Fe：0.51％、Ti：0.1％、Zn：0.31％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在实施例11中，得到二次枝晶臂间距29μm、金属间化合物的尺寸55μm、伸长率6.8％的结果。

比较例1

在比较例1中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.2％、Mg：0.29％、Cu：0.25％、Mn：0.18％、Fe：0.65％、Ti：0.1％、Zn：0.28％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在比较例1中，得到二次枝晶臂间距32μm、金属间化合物的尺寸130μm、伸长率3.8％的结果。

比较例2

在比较例2中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.1％、Mg：0.29％、Cu：0.25％、Mn：0.25％、Fe：0.65％、Ti：0.1％、Zn：0.27％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在比较例2中，得到二次枝晶臂间距41μm、金属间化合物的尺寸150μm、伸长率4％的结果。

比较例3

在比较例3中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.4％、Mg：0.29％、Cu：0.25％、Mn：0.25％、Fe：0.65％、Ti：0.1％、Zn：0.26％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在比较例3中，得到二次枝晶臂间距43μm、金属间化合物的尺寸200μm、伸长率3.9％的结果。

比较例4

在比较例4中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.2％、Mg：0.29％、Cu：0.25％、Mn：0.3％、Fe：0.51％、Ti：0.1％、Zn：0.30％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在比较例4中，得到二次枝晶臂间距45μm、金属间化合物的尺寸180μm、伸长率4.6％的结果。

比较例5

在比较例5中，使熔融金属的化学成分重量比为，化学成分重量比Si：7.1％、Mg：0.28％、Cu：0.25％、Mn：0.3％、Fe：0.51％、Ti：0.1％、Zn：0.29％、Sr：0.01，使余量为Al及不可避免的杂质。

在比较例5中，得到二次枝晶臂间距30μm、金属间化合物的尺寸250μm、伸长率3.7％的结果。

图5～图7是表示实施例及比较例的车辆用铝合金的特性的图表。

图5的(A)表示实施例1～11及比较例1～5的、二次枝晶臂间距与韧性的关系的例子，图中(1)是根据实施例1～11及比较例1～5的结果求出的线性近似曲线。

如该图5的(A)所示，判定为二次枝晶臂间距越小伸长率越大的相关性。根据近似曲线(1)可知，若二次枝晶臂间距为45μm以下，则伸长率至少为5％以上，因此二次枝晶臂间距的优选值为45μm以下，更优选为40μm以下，进一步优选为35μm以下。可知若使二次枝晶臂间距的值为25μm以下，则可得到最优选的值。

图5的(B)表示实施例1～11及比较例1～5的、金属间化合物尺寸与韧性的关系的例子，图中(2)是根据实施例1～11及比较例1～5的结果求出的线性近似曲线。

如该图5的(B)所示，判定为金属间化合物的尺寸越小伸长率越大的相关性。可知若金属间化合物的尺寸为150μm以下，则伸长率至少为5％以上。根据近似曲线(2)，金属间化合物的尺寸的优选值为150μm以下，更优选为100μm以下，进一步优选为70μm以下。可知若使金属间化合物的尺寸为30μm以下，则可得到最优选的值。

图6的(A)是表示实施例1～11及比较例1～5的、Fe的量与金属间化合物尺寸的关系的例子的图表，图中(3)是根据实施例1～11及比较例1～5的结果求出的线性近似曲线。

如该图6的(A)所示，判定为Fe量越多金属间化合物的尺寸越大的相关性。如上所述，可知金属间化合物的尺寸越小呈现越优异的伸长率。根据近似曲线(3)可知，若Fe量为0.51％以下，则能够将金属间化合物的尺寸抑制在150μm以下。考虑有效数字，可以说优选使Fe量为0.5％以下(包括0.51％)。换言之，可知即使在将再生铝锭材料等含有Fe的原料用作铝原料的情况下，若Fe量为0.5％以下，则也能够得到作为车辆部件而优选的伸长率。

图6的(B)是表示实施例1～11及比较例1～5的、Fe的量与韧性的相关性的例子的图表，图中(4)是根据实施例1～11及比较例1～5的结果求出的线性近似曲线。

如参照图6的(A)进行说明那样，得知Fe量越多金属间化合物的尺寸越大，这关系到伸长率的降低。根据图6的(B)的近似曲线(4)可知，若使Fe量为0.51％以下，则可得到伸长率至少为5％以上的良好的值。考虑有效数字，可以说优选使Fe量为0.5％以下(包括0.51％)。换言之，可知即使在将再生铝锭材料等含有Fe的原料用作铝原料的情况下，若Fe量为0.5％以下，则也能够得到作为车辆部件而优选的伸长率。

图7的(A)是表示实施例1～11及比较例1～5的、Mn的量与金属间化合物尺寸的关系的例子的图表，图中(5)是根据实施例1～11及比较例1～5的结果求出的线性近似曲线。

如该图7的(A)所示，判定为Mn量越多金属间化合物的尺寸越大的相关性。如上所述，可知金属间化合物的尺寸越小呈现越优异的伸长率。根据近似曲线(5)可知，若Mn量为0.2％以下，则能够将金属间化合物的尺寸抑制在100μm以下，因此优选Mn量为0.2％以下。

图7的(B)是表示实施例1～11及比较例1～5的、Mn的量与韧性的相关性的例子的图表，图中(6)是根据实施例1～11及比较例1～5的结果求出的线性近似曲线。

如参照图7的(A)说明那样，得知Mn量越多金属间化合物的尺寸越大，这关系到伸长率的降低。从图7的(B)的实施例7、8(绘图点G、H)及近似曲线(6)可知，若使Mn量为0.2％以下，则能够得到伸长率至少为5％以上的良好的值。换言之，可知即使在将再生铝锭材料等含有Mn的原料用作铝原料的情况下，若使Mn量为0.2％以下，则也能够得到作为车辆部件而优选的伸长率。

另外，如表1所示，关于得到伸长率为5％以上的结果的实施例1～11，Cu量都为0.25％以下。由此可知，即使是将再生铝锭材料作为原料的含有Cu的铝合金，若使Cu量为0.4％以下、最优选为0.25％以下，则也能够得到作为车辆用铝合金而优选的韧性。

图8表示作为车辆用铝合金的优选例的实施例9的SEM照片。另外，图9是比较例4的SEM照片。

如图8所示，实施例9的铸造品的二次枝晶臂间距(图中DAS)明显小于该照片的50μm的标度。另外，存在于初晶α-A1晶之间的金属间化合物都为块状，其尺寸小于该照片的50μm的标度。在该实施例9中得到9％的伸长率。

与此相对，如图9中的箭头所示，在比较例4的铸造品中，含有比该照片的50μm的标度大的、金属间化合物的针状结晶。比较例4的铸造品的伸长率为4.6％，低于在上述记载中用作优选的值的基准的5％。

工业实用性

本发明的车辆用铝合金示出了作为车辆部件而优选的伸长率，因此通过利用各种模具通过熔融金属重力铸造进行铸造，能够用于包括自动二轮车在内的车辆部件，在作为包括自动二轮车用的车轮在内的车辆的行走部件而实施的情况下，如上所述特别优选。即，在上述记载中以自动二轮车用车轮为特别优选的例子进行了说明，但也可以将该车辆用铝合金用于保持摆臂、前叉的托架(连接梁)等部件的制造。

Claims

1.一种车辆用铝合金，其特征在于，以重量％计，含有Fe：0.5％以下、Mn：0.2％以下、Si及Cu，含有余量的Al及不可避免的杂质，

二次枝晶臂间距为45μm以下，并且金属间化合物的尺寸为150μm以下。

2.如权利要求1所述的车辆用铝合金，其特征在于，二次枝晶臂间距为40μm以下，并且金属间化合物的尺寸为100μm以下。

3.如权利要求2所述的车辆用铝合金，其特征在于，二次枝晶臂间距为35μm以下，并且金属间化合物的尺寸为70μm以下。

4.如权利要求3所述的车辆用铝合金，其特征在于，二次枝晶臂间距为25μm以下，并且金属间化合物的尺寸为30μm以下。

5.一种自动二轮车用车轮，其特征在于，使用权利要求1至4中任一项所述的车辆用铝合金而构成。

6.如权利要求5所述的自动二轮车用车轮，其特征在于，轮辋部(17)的厚度设定为20mm以下。

7.如权利要求5或6所述的自动二轮车用车轮，其特征在于，使用如下模具(20)通过熔融金属重力模具铸造进行制造，即：所述模具(20)具有上模(21)、下模(23)、以及形成轮辋部(17)的滑模(25)，在所述上模(21)、所述下模(23)、以及所述滑模(25)的至少任一个中，在形成所述轮辋部(17)的部分形成有加快冷却速度的冷却液流路(39)。

8.如权利要求5或6所述的自动二轮车用车轮，其特征在于，

使用如下模具(40)通过熔融金属重力模具铸造进行制造，即：所述模具(40)具有上模(41)、下模(43)、以及形成轮辋部(17)的滑模(45)，在所述上模(41)、所述下模(43)、以及所述滑模(45)的至少任一个中，由铍铜合金形成用于形成所述轮辋部(17)的成形面(49a)。