JP2001200325A - 塑性加工されたアルミニウム合金鋳物，アルミニウム合金鋳物の製造方法及び塑性変形を利用した締結方法 - Google Patents
塑性加工されたアルミニウム合金鋳物，アルミニウム合金鋳物の製造方法及び塑性変形を利用した締結方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 共晶組織の粗大な偏析を抑え、塑性変形を伴
ったカシメ等によって他部品を締結できるアルミニウム
合金鋳物を提供する。 【構成】 このアルミニウム合金鋳物は、Ｓｉ：６．５
〜８．０％，Ｍｇ：０．２５〜０．４５％，Ｆｅ：０．
０８〜０．４０％，Ｃａ：０．００１〜０．０１％，
Ｐ：０．００１５％未満，Ｔｉ：０．０２〜０．１％，
Ｂ：０．００１〜０．０１％、必要に応じてＣｒ：０．
０５〜０．３％，Ｍｎ：０．０５〜０．２％の１種又は
２種を含み、表面から深さ１ｍｍまでの表層部にあるα
−Ａｌ相と中心部にあるα−Ａｌ相との平均粒径の差が
５０μｍ以下に規制され、共晶組織の最大径が４００μ
ｍ以下に抑えられた金属組織をもつ。成分調整されたア
ルミニウム合金溶湯を０．０５〜０．２５ｍ／秒で金型
に充填し、３０ＭＰａ以上の圧力を加えた状態で液相線
と固相線との間の温度域を２０℃／秒以上で冷却するこ
とにより製造される。
ったカシメ等によって他部品を締結できるアルミニウム
合金鋳物を提供する。 【構成】 このアルミニウム合金鋳物は、Ｓｉ：６．５
〜８．０％，Ｍｇ：０．２５〜０．４５％，Ｆｅ：０．
０８〜０．４０％，Ｃａ：０．００１〜０．０１％，
Ｐ：０．００１５％未満，Ｔｉ：０．０２〜０．１％，
Ｂ：０．００１〜０．０１％、必要に応じてＣｒ：０．
０５〜０．３％，Ｍｎ：０．０５〜０．２％の１種又は
２種を含み、表面から深さ１ｍｍまでの表層部にあるα
−Ａｌ相と中心部にあるα−Ａｌ相との平均粒径の差が
５０μｍ以下に規制され、共晶組織の最大径が４００μ
ｍ以下に抑えられた金属組織をもつ。成分調整されたア
ルミニウム合金溶湯を０．０５〜０．２５ｍ／秒で金型
に充填し、３０ＭＰａ以上の圧力を加えた状態で液相線
と固相線との間の温度域を２０℃／秒以上で冷却するこ
とにより製造される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カシメ等の塑性変形で
他部材を締結できるアルミニウム合金鋳物，その製造方
法及び締結方法に関する。
他部材を締結できるアルミニウム合金鋳物，その製造方
法及び締結方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧回路を内部に備えた自動車用ブレー
キ保安部品等の部品には、油量を調整するための調整具
が油圧回路の出口部分に取り付けられる。調整具として
は、溶接法でアルミニウム製自動車用ブレーキ保安部品
に固定できない鋼製，合成樹脂製等が多用されている。
そのため、カシメ等でアルミニウム材料を塑性変形させ
ることにより調整具を取り付ける方法が採用されてい
る。アルミニウム製の自動車用ブレーキ保安部品には、
このように他部品を固定する際に塑性変形されることか
ら、比較的靭性の高いＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系アルミニウム
合金の展伸材が使用されている。しかし、展伸材は鋳物
材に比較してコストが高いため、鋳物材で自動車用ブレ
ーキ保安部品を作ることが望まれる。
キ保安部品等の部品には、油量を調整するための調整具
が油圧回路の出口部分に取り付けられる。調整具として
は、溶接法でアルミニウム製自動車用ブレーキ保安部品
に固定できない鋼製，合成樹脂製等が多用されている。
そのため、カシメ等でアルミニウム材料を塑性変形させ
ることにより調整具を取り付ける方法が採用されてい
る。アルミニウム製の自動車用ブレーキ保安部品には、
このように他部品を固定する際に塑性変形されることか
ら、比較的靭性の高いＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系アルミニウム
合金の展伸材が使用されている。しかし、展伸材は鋳物
材に比較してコストが高いため、鋳物材で自動車用ブレ
ーキ保安部品を作ることが望まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、通常のアル
ミニウム合金鋳物は、鋳巣等の鋳造欠陥を含み、結晶粒
径が不均一なα−Ａｌ相のマトリックスをもっている。
マトリックスには、共晶組織が粗大に偏析し、初晶Ｓｉ
が分散していることもある。アルミニウム合金鋳物は、
このような組織のために靭性が低く、塑性変形を利用し
た締結法には適さない材料とされていた。たとえば、Ｔ
ｉ，Ｂの添加により等軸晶の発生を促進させて鋳巣を軽
減した自動車用ブレーキ保安部品用アルミニウム合金鋳
物も知られている（特開平６−１４５８６６号公報）
が、このアルミニウム合金鋳物でも塑性変形能が十分で
なく、他部品を締結できるまでに至っていない。
ミニウム合金鋳物は、鋳巣等の鋳造欠陥を含み、結晶粒
径が不均一なα−Ａｌ相のマトリックスをもっている。
マトリックスには、共晶組織が粗大に偏析し、初晶Ｓｉ
が分散していることもある。アルミニウム合金鋳物は、
このような組織のために靭性が低く、塑性変形を利用し
た締結法には適さない材料とされていた。たとえば、Ｔ
ｉ，Ｂの添加により等軸晶の発生を促進させて鋳巣を軽
減した自動車用ブレーキ保安部品用アルミニウム合金鋳
物も知られている（特開平６−１４５８６６号公報）
が、このアルミニウム合金鋳物でも塑性変形能が十分で
なく、他部品を締結できるまでに至っていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、Ｐ量を規制して
Ｃａ，Ｔｉ，Ｂを複合添加すると共に、α−Ａｌ相及び
共晶組織の粒径を制御することにより，塑性変形性を改
善し、カシメ等によって他部品を容易に締結できるアル
ミニウム合金鋳物を提供することを目的とする。
題を解消すべく案出されたものであり、Ｐ量を規制して
Ｃａ，Ｔｉ，Ｂを複合添加すると共に、α−Ａｌ相及び
共晶組織の粒径を制御することにより，塑性変形性を改
善し、カシメ等によって他部品を容易に締結できるアル
ミニウム合金鋳物を提供することを目的とする。
【０００５】本発明のアルミニウム合金鋳物は、その目
的を達成するため、Ｓｉ：６．５〜８．０質量％，Ｍ
ｇ：０．２５〜０．４５質量％，Ｆｅ：０．０８〜０．
４０質量％，Ｃａ：０．００１〜０．０１質量％，Ｐ：
０．００１５質量％未満，Ｔｉ：０．０２〜０．１質量
％，Ｂ：０．００１〜０．０１質量％，残部が実質的に
Ａｌの組成をもち、表面から深さ１ｍｍまでの表層部に
あるα−Ａｌ相と中心部にあるα−Ａｌ相との平均粒径
の差が５０μｍ以下に規制され、共晶組織の最大径が４
００μｍ以下に抑えられた金属組織をもち、塑性変形し
た一部に他部材が締結されていることを特徴とする。こ
のアルミニウム合金鋳物は、必要に応じて更にＣｒ：
０．０５〜０．３質量％，Ｍｎ：０．０５〜０．２質量
％の１種又は２種を含むことができる。
的を達成するため、Ｓｉ：６．５〜８．０質量％，Ｍ
ｇ：０．２５〜０．４５質量％，Ｆｅ：０．０８〜０．
４０質量％，Ｃａ：０．００１〜０．０１質量％，Ｐ：
０．００１５質量％未満，Ｔｉ：０．０２〜０．１質量
％，Ｂ：０．００１〜０．０１質量％，残部が実質的に
Ａｌの組成をもち、表面から深さ１ｍｍまでの表層部に
あるα−Ａｌ相と中心部にあるα−Ａｌ相との平均粒径
の差が５０μｍ以下に規制され、共晶組織の最大径が４
００μｍ以下に抑えられた金属組織をもち、塑性変形し
た一部に他部材が締結されていることを特徴とする。こ
のアルミニウム合金鋳物は、必要に応じて更にＣｒ：
０．０５〜０．３質量％，Ｍｎ：０．０５〜０．２質量
％の１種又は２種を含むことができる。
【０００６】成分及び含有量が調整されたアルミニウム
合金溶湯を０．０５〜０．２５ｍ／秒で金型に充填し、
３０ＭＰａ以上の圧力を加えた状態で液相線と固相線と
の間の温度域を２０℃／秒以上で冷却することにより製
造される。他部品締結用の凹部又は孔部をアルミニウム
合金鋳物の所定部分に設け、凹部又は孔部に他部材をセ
ットした後、凹部又は孔部の上部又は周囲にある肉を凹
部又は孔部側に塑性流動させることにより、アルミニウ
ム合金鋳物に他部材が締結される。
合金溶湯を０．０５〜０．２５ｍ／秒で金型に充填し、
３０ＭＰａ以上の圧力を加えた状態で液相線と固相線と
の間の温度域を２０℃／秒以上で冷却することにより製
造される。他部品締結用の凹部又は孔部をアルミニウム
合金鋳物の所定部分に設け、凹部又は孔部に他部材をセ
ットした後、凹部又は孔部の上部又は周囲にある肉を凹
部又は孔部側に塑性流動させることにより、アルミニウ
ム合金鋳物に他部材が締結される。
【０００７】
【作用】塑性変形による他部品との締結に通常のアルミ
ニウム合金鋳物が適さない理由は、アルミニウム合金鋳
物では鋳物表層部と中心部との間でα−Ａｌ相の平均粒
径差が大きいこと、鋳巣等の鋳造欠陥があること、共晶
組織が粗大に偏析していること等に原因があると考えら
れる。大きな平均粒径差，鋳造欠陥，共晶組織の粗大偏
析等があるとアルミニウム合金鋳物の伸びが部分的に低
下し、不均一な伸び，塑性変形，割れ等が生じるため、
他部品を締結できない。そこで、本発明者等は、塑性変
形能に及ぼす平均粒径差，鋳造欠陥，偏析等の影響を種
々調査検討した結果、Ｐ量を低減すると共にＣａ，Ｔ
ｉ，Ｂの複合添加によって共晶組織を微細化・改質し、
鋳造条件の制御により鋳造欠陥の発生を抑え且つ表層部
と中心部とα−Ａｌ相の平均粒径差を小さくするとき、
塑性変形によって他部品を締結できるアルミニウム合金
鋳物が得られることを解明した。次いで、本発明で規定
した合金成分，含有量，金属組織，製造条件等を説明す
る。
ニウム合金鋳物が適さない理由は、アルミニウム合金鋳
物では鋳物表層部と中心部との間でα−Ａｌ相の平均粒
径差が大きいこと、鋳巣等の鋳造欠陥があること、共晶
組織が粗大に偏析していること等に原因があると考えら
れる。大きな平均粒径差，鋳造欠陥，共晶組織の粗大偏
析等があるとアルミニウム合金鋳物の伸びが部分的に低
下し、不均一な伸び，塑性変形，割れ等が生じるため、
他部品を締結できない。そこで、本発明者等は、塑性変
形能に及ぼす平均粒径差，鋳造欠陥，偏析等の影響を種
々調査検討した結果、Ｐ量を低減すると共にＣａ，Ｔ
ｉ，Ｂの複合添加によって共晶組織を微細化・改質し、
鋳造条件の制御により鋳造欠陥の発生を抑え且つ表層部
と中心部とα−Ａｌ相の平均粒径差を小さくするとき、
塑性変形によって他部品を締結できるアルミニウム合金
鋳物が得られることを解明した。次いで、本発明で規定
した合金成分，含有量，金属組織，製造条件等を説明す
る。
【０００８】〔合金設計〕 Ｓｉ：６．５〜８．０質量％ Ｍｇ2Ｓｉ，共晶Ｓｉ等として析出し、機械的強度の向
上に有効な合金成分であり、鋳造性を改善する作用も呈
する。このような効果は、６．５質量％以上のＳｉで顕
著になる。しかし、８．０質量％を超える過剰量のＳｉ
が含まれると、粗大な共晶Ｓｉが偏析しやすくなり、靭
性の低下を招く。 Ｍｇ：０．２５〜０．４５質量％ 時効処理でＭｇ2Ｓｉとして析出し、機械的強度を付与
する合金成分である。機械的強度に与える影響は、０．
２５質量％以上のＭｇ添加で顕著になる。しかし、０．
４５質量％を超える過剰量のＭｇを添加すると、酸化物
の巻込みや湯流れ不良等の欠陥が発生しやすくなる。
上に有効な合金成分であり、鋳造性を改善する作用も呈
する。このような効果は、６．５質量％以上のＳｉで顕
著になる。しかし、８．０質量％を超える過剰量のＳｉ
が含まれると、粗大な共晶Ｓｉが偏析しやすくなり、靭
性の低下を招く。 Ｍｇ：０．２５〜０．４５質量％ 時効処理でＭｇ2Ｓｉとして析出し、機械的強度を付与
する合金成分である。機械的強度に与える影響は、０．
２５質量％以上のＭｇ添加で顕著になる。しかし、０．
４５質量％を超える過剰量のＭｇを添加すると、酸化物
の巻込みや湯流れ不良等の欠陥が発生しやすくなる。
【０００９】Ｆｅ：０．０８〜０．４０質量％ 金型の焼付きを防止する上で有効な合金成分であり、
０．０８質量％以上で効果が顕著になる。しかし、０．
４０質量％を超える過剰量のＦｅが含まれると、粗大な
Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物が生成し、靭性
の低下を招く。 Ｃａ：０．００１〜０．０１質量％，Ｐ：０．００１５
質量％未満 本発明に従ったアルミニウム合金鋳物では、Ｐを極力少
なくしＣａを共存させることにより初晶Ｓｉの生成を抑
制し、共晶Ｓｉを改質している。その結果、塑性変形能
が向上し、強度及び靭性にも優れたアルミニウム合金鋳
物が得られる。Ｃａによる共晶Ｓｉの改質は０．００１
質量％以上のＣａで顕著になり、０．００２質量％以上
が好ましい。しかし、０．００１５質量％以上のＰが含
まれるとＣａの作用が損なわれる。また、０．００１５
質量％以上のＰや０．０１質量％を超えるＣａは、アル
ミニウム合金溶湯の湯流れ性，鋳造性を悪化させる原因
となる。
０．０８質量％以上で効果が顕著になる。しかし、０．
４０質量％を超える過剰量のＦｅが含まれると、粗大な
Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物が生成し、靭性
の低下を招く。 Ｃａ：０．００１〜０．０１質量％，Ｐ：０．００１５
質量％未満 本発明に従ったアルミニウム合金鋳物では、Ｐを極力少
なくしＣａを共存させることにより初晶Ｓｉの生成を抑
制し、共晶Ｓｉを改質している。その結果、塑性変形能
が向上し、強度及び靭性にも優れたアルミニウム合金鋳
物が得られる。Ｃａによる共晶Ｓｉの改質は０．００１
質量％以上のＣａで顕著になり、０．００２質量％以上
が好ましい。しかし、０．００１５質量％以上のＰが含
まれるとＣａの作用が損なわれる。また、０．００１５
質量％以上のＰや０．０１質量％を超えるＣａは、アル
ミニウム合金溶湯の湯流れ性，鋳造性を悪化させる原因
となる。
【００１０】Ｔｉ：０．０２〜０．１質量％，Ｂ：０．
００１〜０．０１質量％ 共にα−Ａｌ相の微細化剤として知られている合金成分
であるが、本発明者等による調査検討の結果、鋳造時に
液相線と固相線との間の温度域を２０℃／秒以上で冷却
するとき共晶Ｓｉの偏析抑制にも有効であることが判っ
た。偏析抑制効果は、０．０２質量％以上のＴｉ及び
０．００１質量％以上のＢで顕著になる。しかし、０．
１質量％を超えるＴｉ及び０．０１質量％を超えるＢが
含まれると、粗大な化合物が生成しやすくなり、アルミ
ニウム合金鋳物の伸びが低下する傾向が示される。
００１〜０．０１質量％ 共にα−Ａｌ相の微細化剤として知られている合金成分
であるが、本発明者等による調査検討の結果、鋳造時に
液相線と固相線との間の温度域を２０℃／秒以上で冷却
するとき共晶Ｓｉの偏析抑制にも有効であることが判っ
た。偏析抑制効果は、０．０２質量％以上のＴｉ及び
０．００１質量％以上のＢで顕著になる。しかし、０．
１質量％を超えるＴｉ及び０．０１質量％を超えるＢが
含まれると、粗大な化合物が生成しやすくなり、アルミ
ニウム合金鋳物の伸びが低下する傾向が示される。
【００１１】Ｃｒ：０．０５〜０．３質量％，Ｍｎ：
０．０５〜０．２質量％の１種又は２種共に必要に応じ
て添加される合金成分である。Ｃｒは、塑性変形後に締
結部の強度低下を引き起こす再結晶化を防止する作用を
呈し、０．０５質量％以上で顕著な効果を奏する。Ｍｎ
は、Ａｌ（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｓｉとして析出し、靭性に悪影
響を及ぼす粗大なＡｌ−Ｆｅ−Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合
物の生成を抑制する作用を呈し、０．０５質量％以上で
Ｍｎの添加効果が顕著になる。しかし、０．３質量％を
超える過剰量のＣｒや０．２質量％を超える過剰量のＭ
ｎが含まれると、アルミニウム合金溶湯の鋳造性が悪化
する。
０．０５〜０．２質量％の１種又は２種共に必要に応じ
て添加される合金成分である。Ｃｒは、塑性変形後に締
結部の強度低下を引き起こす再結晶化を防止する作用を
呈し、０．０５質量％以上で顕著な効果を奏する。Ｍｎ
は、Ａｌ（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｓｉとして析出し、靭性に悪影
響を及ぼす粗大なＡｌ−Ｆｅ−Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合
物の生成を抑制する作用を呈し、０．０５質量％以上で
Ｍｎの添加効果が顕著になる。しかし、０．３質量％を
超える過剰量のＣｒや０．２質量％を超える過剰量のＭ
ｎが含まれると、アルミニウム合金溶湯の鋳造性が悪化
する。
【００１２】〔金属組織〕本発明に従ったアルミニウム
合金鋳物は、合金設計及び鋳造条件を特定することによ
り、表面から深さ１ｍｍまでの表層部にあるα−Ａｌ相
と中心部にあるα−Ａｌ相との平均粒径の差を５０μｍ
以下に規制し、共晶組織の最大径を４００μｍ以下に抑
えている。表層部と中心部とでα−Ａｌ相の平均粒径差
が小さいため、物性値に不連続性がなく、伸びの良好な
アルミニウム合金鋳物となる。また、塑性変形時に破壊
の起点となりやすい粗大な共晶組織の生成が抑えられて
いるので、クラックを発生させることなくアルミニウム
合金鋳物を塑性変形させて他部品を締結できる。他方、
最大径が４００μｍを越える共晶組織があると、共晶組
織を起点とする割れが発生しやすく、油圧回路を内蔵す
る自動車用ブレーキ保安部品等の材料として適さなくな
る。
合金鋳物は、合金設計及び鋳造条件を特定することによ
り、表面から深さ１ｍｍまでの表層部にあるα−Ａｌ相
と中心部にあるα−Ａｌ相との平均粒径の差を５０μｍ
以下に規制し、共晶組織の最大径を４００μｍ以下に抑
えている。表層部と中心部とでα−Ａｌ相の平均粒径差
が小さいため、物性値に不連続性がなく、伸びの良好な
アルミニウム合金鋳物となる。また、塑性変形時に破壊
の起点となりやすい粗大な共晶組織の生成が抑えられて
いるので、クラックを発生させることなくアルミニウム
合金鋳物を塑性変形させて他部品を締結できる。他方、
最大径が４００μｍを越える共晶組織があると、共晶組
織を起点とする割れが発生しやすく、油圧回路を内蔵す
る自動車用ブレーキ保安部品等の材料として適さなくな
る。
【００１３】〔鋳造条件〕所定組成に調整されたアルミ
ニウム合金溶湯は、ダイカスト法で鋳造される。鋳造に
際しては、０．０５〜０．２５ｍ／秒でアルミニウム合
金溶湯を金型に充填する。充填速度を０．０５ｍ／秒以
上とすることにより湯回り性が確保され、０．２５ｍ／
秒以下にすることにより気密性に有害な鋳巣の発生が防
止される。金型に充填されたアルミニウム合金溶湯は，
塑性変形時に破壊の起点となりやすい鋳巣を圧潰するた
め加圧される。加圧力を３０ＭＰａ以上にすると、鋳巣
の圧潰が促進される。金型内でアルミニウム合金溶湯
は、液相線と固相線との間の温度域を２０℃／秒以上の
速度で冷却される。この温度域における冷却条件の制御
により、アルミニウム合金溶湯が固相線温度に到達した
段階でもＴｉ，Ｂが共存しているので、α−Ａｌ相の微
細化に加え共晶組織の偏析抑制にＴｉ及びＢを有効に働
く。２０℃／秒に達しない緩慢な冷却速度では、共晶組
織の晶出に先立ってα−Ａｌ相の微細化にＴｉ，Ｂが消
費され尽くされるため、共晶組織の偏析を抑制できなく
なる。
ニウム合金溶湯は、ダイカスト法で鋳造される。鋳造に
際しては、０．０５〜０．２５ｍ／秒でアルミニウム合
金溶湯を金型に充填する。充填速度を０．０５ｍ／秒以
上とすることにより湯回り性が確保され、０．２５ｍ／
秒以下にすることにより気密性に有害な鋳巣の発生が防
止される。金型に充填されたアルミニウム合金溶湯は，
塑性変形時に破壊の起点となりやすい鋳巣を圧潰するた
め加圧される。加圧力を３０ＭＰａ以上にすると、鋳巣
の圧潰が促進される。金型内でアルミニウム合金溶湯
は、液相線と固相線との間の温度域を２０℃／秒以上の
速度で冷却される。この温度域における冷却条件の制御
により、アルミニウム合金溶湯が固相線温度に到達した
段階でもＴｉ，Ｂが共存しているので、α−Ａｌ相の微
細化に加え共晶組織の偏析抑制にＴｉ及びＢを有効に働
く。２０℃／秒に達しない緩慢な冷却速度では、共晶組
織の晶出に先立ってα−Ａｌ相の微細化にＴｉ，Ｂが消
費され尽くされるため、共晶組織の偏析を抑制できなく
なる。
【００１４】〔締結方法〕鋳造されたアルミニウム合金
鋳物は、他部品を締結するための凹部又は孔部を備えて
いる。このような凹部又は孔部は、キャビティ内部に突
出する隆起部又は突起を金型に付けることによって容易
に形成される。具体的には、図１に示すように油圧回路
の一部となる流路１がアルミニウム合金鋳物２の内部に
形成されており、流路１がアルミニウム合金鋳物２の表
面に開口する位置に凹部３が設けられている。凹部３に
調整具４をセットした後（ａ）、凹部３の上部にある肉
を押し下げるように上方から加工圧力Ｆを加えて塑性変
形部５を形成する（ｂ）。これにより、調整具４は、凹
部３の底辺と塑性変形部５との間に狭持される。
鋳物は、他部品を締結するための凹部又は孔部を備えて
いる。このような凹部又は孔部は、キャビティ内部に突
出する隆起部又は突起を金型に付けることによって容易
に形成される。具体的には、図１に示すように油圧回路
の一部となる流路１がアルミニウム合金鋳物２の内部に
形成されており、流路１がアルミニウム合金鋳物２の表
面に開口する位置に凹部３が設けられている。凹部３に
調整具４をセットした後（ａ）、凹部３の上部にある肉
を押し下げるように上方から加工圧力Ｆを加えて塑性変
形部５を形成する（ｂ）。これにより、調整具４は、凹
部３の底辺と塑性変形部５との間に狭持される。
【００１５】
【実施例】表１に示した組成のアルミニウム合金を溶製
し、脱ガス，排滓処理した後、層流ダイカスト法で直方
体形状のアルミニウム合金鋳物に鋳造した。鋳造条件を
表２に示す。
し、脱ガス，排滓処理した後、層流ダイカスト法で直方
体形状のアルミニウム合金鋳物に鋳造した。鋳造条件を
表２に示す。
【００１６】
【００１７】
【００１８】得られた各アルミニウム合金鋳物を５２０
℃で２時間溶体化処理した後、水焼入れし、次いで１８
０℃×４時間の時効処理を施した。時効処理された各ア
ルミニウム合金鋳物の金属組織，機械的特性を調査し
た。金属組織の観察では、アルミニウム合金鋳物の表面
から深さ１ｍｍまでの表層部及び中心部にあるα−Ａｌ
相の平均粒径を測定し、両者の差を粒径差として算出し
た。また、α−Ａｌ相の粒界に偏析した共晶組織を観察
し、その最大径を求めた。更に、金型を用いて各合金を
重力鋳造して得られた鋳物と各ダイカスト鋳物の比重を
アルキメデス法により測定した。ダイカスト鋳物の比重
を測定比重，重力鋳造鋳物の比重を真比重とおき、（真
比重−測定比重）／真比重×１００として定義される気
孔率（％）を算出した。
℃で２時間溶体化処理した後、水焼入れし、次いで１８
０℃×４時間の時効処理を施した。時効処理された各ア
ルミニウム合金鋳物の金属組織，機械的特性を調査し
た。金属組織の観察では、アルミニウム合金鋳物の表面
から深さ１ｍｍまでの表層部及び中心部にあるα−Ａｌ
相の平均粒径を測定し、両者の差を粒径差として算出し
た。また、α−Ａｌ相の粒界に偏析した共晶組織を観察
し、その最大径を求めた。更に、金型を用いて各合金を
重力鋳造して得られた鋳物と各ダイカスト鋳物の比重を
アルキメデス法により測定した。ダイカスト鋳物の比重
を測定比重，重力鋳造鋳物の比重を真比重とおき、（真
比重−測定比重）／真比重×１００として定義される気
孔率（％）を算出した。
【００１９】表３の調査結果にみられるように、本発明
に従った成分設計で且つ金属組織を制御した試験番号
１，５では、引張強さ，耐力，伸びに優れ、粒径差や気
孔率が小さな値を示し、合金番号１のアルミニウム合金
を鋳造条件１で鋳造したアルミニウム合金鋳物の金属組
織を観察した図２の顕微鏡写真にみられるように共晶組
織の粗大な偏析が観察されなかった。これに対し、同じ
組成のアルミニウム合金を使用した場合でも鋳造条件が
異なる試験番号２〜４，６〜８では、伸びが低く、粒径
差や偏析層が大きくなっていた。また、組成が異なるア
ルミニウム合金３を本発明に従った鋳造条件１で鋳造し
た試験番号９では、粒径差は本発明例と同程度であった
が、伸びが低く、しかも図３の顕微鏡写真に見られるよ
うに共晶組織の粗大な偏析が観察された。図２及び図３
の顕微鏡写真を画像解析することにより共晶組織の偏析
層の最大径を測定し、最も大きな偏析層から順に１０個
の偏析層を比較して図４に示す。図４からも、本発明品
では、偏析層が小さくなっていることが判る。
に従った成分設計で且つ金属組織を制御した試験番号
１，５では、引張強さ，耐力，伸びに優れ、粒径差や気
孔率が小さな値を示し、合金番号１のアルミニウム合金
を鋳造条件１で鋳造したアルミニウム合金鋳物の金属組
織を観察した図２の顕微鏡写真にみられるように共晶組
織の粗大な偏析が観察されなかった。これに対し、同じ
組成のアルミニウム合金を使用した場合でも鋳造条件が
異なる試験番号２〜４，６〜８では、伸びが低く、粒径
差や偏析層が大きくなっていた。また、組成が異なるア
ルミニウム合金３を本発明に従った鋳造条件１で鋳造し
た試験番号９では、粒径差は本発明例と同程度であった
が、伸びが低く、しかも図３の顕微鏡写真に見られるよ
うに共晶組織の粗大な偏析が観察された。図２及び図３
の顕微鏡写真を画像解析することにより共晶組織の偏析
層の最大径を測定し、最も大きな偏析層から順に１０個
の偏析層を比較して図４に示す。図４からも、本発明品
では、偏析層が小さくなっていることが判る。
【００２０】
【００２１】試験番号１〜９の各鋳物について、それぞ
れ１０個をカシメ試験に供した。カシメ試験では、図１
に示すように調整具４を凹部３にセットして加工圧力Ｆ
でかしめた後、鋳物２の割れ有無を調査した。表４の調
査結果にみられるように、本発明例の試験番号１，５で
は何れも割れ発生なくかしめることができた。これに対
し、試験番号２〜４，６〜９ではカシメ部に割れが発生
するものがあった。カシメにより割れが発生した鋳物を
組織観察したところ、共晶組織の粗大な偏析層が破壊の
起点になっていることが判った。
れ１０個をカシメ試験に供した。カシメ試験では、図１
に示すように調整具４を凹部３にセットして加工圧力Ｆ
でかしめた後、鋳物２の割れ有無を調査した。表４の調
査結果にみられるように、本発明例の試験番号１，５で
は何れも割れ発生なくかしめることができた。これに対
し、試験番号２〜４，６〜９ではカシメ部に割れが発生
するものがあった。カシメにより割れが発生した鋳物を
組織観察したところ、共晶組織の粗大な偏析層が破壊の
起点になっていることが判った。
【００２２】
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のアルミ
ニウム合金鋳物は、Ｐ量を低減すると共にＴｉ，Ｂ，Ｃ
ａを複合添加することにより共晶組織の大きな偏析を抑
制し、改質している。そのため、鋳物であるにも拘わら
ず塑性変形を伴うカシメ等の方法によって他部品を締結
でき、従来から使用されてきた高価な展伸材に置き換え
ることが可能となる。また、気密性も高くなっているた
め、油圧回路を内蔵する自動車用ブレーキ保安部品等と
しても使用される。
ニウム合金鋳物は、Ｐ量を低減すると共にＴｉ，Ｂ，Ｃ
ａを複合添加することにより共晶組織の大きな偏析を抑
制し、改質している。そのため、鋳物であるにも拘わら
ず塑性変形を伴うカシメ等の方法によって他部品を締結
でき、従来から使用されてきた高価な展伸材に置き換え
ることが可能となる。また、気密性も高くなっているた
め、油圧回路を内蔵する自動車用ブレーキ保安部品等と
しても使用される。
【図１】 アルミニウム合金鋳物に設けた凹部に調整具
を固着するカシメ作業の説明図
を固着するカシメ作業の説明図
【図２】 本発明に従ったアルミニウム合金鋳物の金属
組織を示す顕微鏡写真
組織を示す顕微鏡写真
【図３】 成分が異なるアルミニウム合金鋳物（比較
例）の金属組織を示す顕微鏡写真
例）の金属組織を示す顕微鏡写真
【図４】 試験番号１と試験番号９の鋳物の金属組織を
画像解析して求められた偏析層の最大径を比較したグラ
フ
画像解析して求められた偏析層の最大径を比較したグラ
フ
１：流路 ２：アルミニウム合金鋳物 ３：凹部
４：調整具 ５：塑性変形部
４：調整具 ５：塑性変形部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪狩 隆彰 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 (72)発明者 ▲高▼木 博己 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 吉川 澄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｓｉ：６．５〜８．０質量％，Ｍｇ：
０．２５〜０．４５質量％，Ｆｅ：０．０８〜０．４０
質量％，Ｃａ：０．００１〜０．０１質量％，Ｐ：０．
００１５質量％未満，Ｔｉ：０．０２〜０．１質量％，
Ｂ：０．００１〜０．０１質量％，残部が実質的にＡｌ
の組成をもち、表面から深さ１ｍｍまでの表層部にある
α−Ａｌ相と中心部にあるα−Ａｌ相との平均粒径の差
が５０μｍ以下に規制され、共晶組織の最大径が４００
μｍ以下に抑えられた金属組織をもち、塑性変形した一
部に他部材が締結されていることを特徴とする塑性加工
されたアルミニウム合金鋳物。 - 【請求項２】 更にＣｒ：０．０５〜０．３質量％，Ｍ
ｎ：０．０５〜０．２質量％の１種又は２種を含む請求
項１記載のアルミニウム合金鋳物。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の組成をもつアルミ
ニウム合金溶湯を０．０５〜０．２５ｍ／秒で金型に充
填し、３０ＭＰａ以上の圧力を加えた状態で液相線と固
相線との間の温度域を２０℃／秒以上で冷却することを
特徴とする塑性加工可能なアルミニウム合金鋳物の製造
方法。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載の組成をもつアル
ミニウム合金溶湯を０．０５〜０．２５ｍ／秒で金型に
充填し、３０ＭＰａ以上の圧力を加えた状態で液相線と
固相線との間の温度域を２０℃／秒以上で冷却すること
により凹部又は孔部を備えたアルミニウム合金鋳物を鋳
造し、凹部又は孔部に他部材をセットした後、凹部又は
孔部の上部又は周囲にある肉を凹部又は孔部側に塑性流
動させて他部材を締結することを特徴とする塑性変形を
利用したアルミニウム合金鋳物への締結方法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000009798A JP3808264B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 塑性加工されたアルミニウム合金鋳物，アルミニウム合金鋳物の製造方法及び塑性変形を利用した締結方法 |
| US09/757,838 US20010008155A1 (en) | 2000-01-19 | 2001-01-10 | Plastically worked cast aluminum alloy product, a manufacturing method thereof and a coupling method using plastic deformation thereof |
| DE10101960A DE10101960B4 (de) | 2000-01-19 | 2001-01-17 | Plastisch bearbeitetes Aluminiumlegierungsgußprodukt, ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Aluminiumlegierungsgußproduktes |
| US10/144,638 US6866085B2 (en) | 2000-01-19 | 2002-05-13 | Plastically worked cast aluminum alloy product, a manufacturing method thereof and a coupling method using plastic deformation thereof |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000009798A JP3808264B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 塑性加工されたアルミニウム合金鋳物，アルミニウム合金鋳物の製造方法及び塑性変形を利用した締結方法 |
Publications (2)
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|---|---|
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| JP3808264B2 JP3808264B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=18537901
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000009798A Expired - Lifetime JP3808264B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 塑性加工されたアルミニウム合金鋳物，アルミニウム合金鋳物の製造方法及び塑性変形を利用した締結方法 |
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| DE (1) | DE10101960B4 (ja) |
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| WO2005098065A1 (ja) * | 2004-04-05 | 2005-10-20 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 熱伝導性に優れた熱処理用アルミニウム合金鋳造材及びその製造方法 |
| JP2007031788A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Aisin Aw Co Ltd | 鋳物用アルミニウム合金およびその製造方法、ならびにアルミニウム合金鋳造製品の製造方法 |
| JP2010144253A (ja) * | 2010-01-21 | 2010-07-01 | Nippon Light Metal Co Ltd | 熱伝導性に優れたアルミニウム合金鋳造材の製造方法 |
| JP2015045033A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 日信工業株式会社 | アルミニウム合金鋳物 |
| JP2015124403A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 本田技研工業株式会社 | Ａｌ合金鋳造品及びその製造方法 |
| CN105238944A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种铝合金细化变质剂以及精炼铝合金的方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US20030226651A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-12-11 | Taylor's Industrial Services, Llc | Low-velocity die-casting |
| DE102006057660B4 (de) * | 2006-12-07 | 2019-08-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Druckgießen von Bauteilen und Verwendung einer Sprühvorrichtung einer Druckgießvorrichtung |
| US8214609B2 (en) * | 2008-07-16 | 2012-07-03 | International Business Machines Corporation | Data transference to virtual memory |
| KR101854356B1 (ko) | 2010-02-05 | 2018-05-03 | 틱소매트 인코포레이티드 | 정제된 입자 구조를 가진 가공 원료 형성 방법 및 장치 |
| CN104480357B (zh) * | 2014-12-05 | 2016-09-07 | 福州大学 | 一种高硅铝合金缸套及其制备方法 |
| CN109252073A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-01-22 | 天津立中合金集团有限公司 | 高强韧性铝合金航天材料及其制备方法 |
| CN109652687A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-19 | 广东鸿泰科技股份有限公司 | 一种压铸铝合金及其压铸工艺 |
| JP7147647B2 (ja) * | 2019-03-20 | 2022-10-05 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム合金及びアルミニウム合金ダイカスト材 |
| JP2022052437A (ja) * | 2020-09-23 | 2022-04-04 | 株式会社アイシン | アルミニウム合金鋳物及びその製造方法 |
| CN116970846A (zh) * | 2022-04-22 | 2023-10-31 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 一种多用途铝合金组合物 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS59189055A (ja) * | 1983-04-12 | 1984-10-26 | Nissan Motor Co Ltd | 気孔巣の少ないダイカスト品の製造方法 |
| JP2532129B2 (ja) * | 1988-06-21 | 1996-09-11 | 三菱化学株式会社 | 防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金 |
| US5230754A (en) | 1991-03-04 | 1993-07-27 | Kb Alloys, Inc. | Aluminum master alloys containing strontium, boron, and silicon for grain refining and modifying aluminum alloys |
| JPH06145866A (ja) | 1992-11-13 | 1994-05-27 | Ube Ind Ltd | 鋳造性に優れた高圧鋳造用アルミニウム合金 |
-
2000
- 2000-01-19 JP JP2000009798A patent/JP3808264B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-01-10 US US09/757,838 patent/US20010008155A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-17 DE DE10101960A patent/DE10101960B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-05-13 US US10/144,638 patent/US6866085B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US8936688B2 (en) | 2004-04-05 | 2015-01-20 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Aluminum alloy casting material for heat treatment excelling in heat conduction and process for producing the same |
| JP2007031788A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Aisin Aw Co Ltd | 鋳物用アルミニウム合金およびその製造方法、ならびにアルミニウム合金鋳造製品の製造方法 |
| JP4623372B2 (ja) * | 2005-07-27 | 2011-02-02 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 鋳物用アルミニウム合金およびその製造方法、ならびにアルミニウム合金鋳造製品の製造方法 |
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