JP2003239031A - 非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金、これを用いた肉厚鋳造品、及びその製造方法 - Google Patents
非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金、これを用いた肉厚鋳造品、及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 肉厚鋳造品（ＤＡＳIIの値が２０〜５０μ
ｍ）とした場合において、機械的性質が良好であり、特
にその伸びに優れた非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を提供
する。 【解決手段】 実質上Ｃｕを含有しない非Ｃｕ系析出硬
化型Ａｌ合金である。Ｓｉを６．５〜７．５質量％、Ｍ
ｇを０．２５〜０．３６質量％含有させる。
ｍ）とした場合において、機械的性質が良好であり、特
にその伸びに優れた非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を提供
する。 【解決手段】 実質上Ｃｕを含有しない非Ｃｕ系析出硬
化型Ａｌ合金である。Ｓｉを６．５〜７．５質量％、Ｍ
ｇを０．２５〜０．３６質量％含有させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、実質上Ｃｕを含
有しない非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金、これを用いた肉
厚鋳造品、及びその製造方法に関する。
有しない非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金、これを用いた肉
厚鋳造品、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 鋳物やダイカスト用アルミニウム（Ａ
ｌ）合金として、ＡｌにＳｉを数質量％含有したＡｌ−
Ｓｉ系のＡｌ合金が知られており、Ａｌ−Ｓｉ系のＡｌ
合金を基本組成として、更に他元素を含有した多元Ａｌ
−Ｓｉ系合金が鋳造用合金として用いられている。これ
は、鋳物やダイカストの鋳造において重要な特性である
溶湯の流動性、鋳型充填性等が他の合金と比較して優れ
ていること、鋳造割れがほとんど起こらないこと、他の
元素と組み合わせることにより強度の大きい合金が得ら
れること、熱膨張係数が小さく、耐摩耗性が良いこと等
の理由によるものである。
ｌ）合金として、ＡｌにＳｉを数質量％含有したＡｌ−
Ｓｉ系のＡｌ合金が知られており、Ａｌ−Ｓｉ系のＡｌ
合金を基本組成として、更に他元素を含有した多元Ａｌ
−Ｓｉ系合金が鋳造用合金として用いられている。これ
は、鋳物やダイカストの鋳造において重要な特性である
溶湯の流動性、鋳型充填性等が他の合金と比較して優れ
ていること、鋳造割れがほとんど起こらないこと、他の
元素と組み合わせることにより強度の大きい合金が得ら
れること、熱膨張係数が小さく、耐摩耗性が良いこと等
の理由によるものである。
【０００３】 例えば、Ａｌ−Ｓｉ系合金に少量のＭｇ
を添加した析出硬化型合金として、ＡＣ４Ａ、ＡＣ４
Ｃ、ＡＣ４ＣＨがあり、これらの合金は粗製品の熱処理
により、Ｍｇ2Ｓｉの中間相を析出させ、その機械的性
質を高めているものである（Ｍｇ2Ｓｉの中間相による
時効硬化）。特に、Ｆｅを０．２０質量％以下に制限し
て靭性を高めたＡＣ４ＣＨは車両用足回り部品（例えば
車両ホイール）等として用いられている。
を添加した析出硬化型合金として、ＡＣ４Ａ、ＡＣ４
Ｃ、ＡＣ４ＣＨがあり、これらの合金は粗製品の熱処理
により、Ｍｇ2Ｓｉの中間相を析出させ、その機械的性
質を高めているものである（Ｍｇ2Ｓｉの中間相による
時効硬化）。特に、Ｆｅを０．２０質量％以下に制限し
て靭性を高めたＡＣ４ＣＨは車両用足回り部品（例えば
車両ホイール）等として用いられている。
【０００４】 更に、Ａｌ−Ｓｉ系合金に少量のＭｇの
他、少量のＣｕを添加した析出硬化型合金も用いられて
おり、Ｍｇ2Ｓｉの中間相による析出硬化に加え、Ｃｕ
の固溶硬化、Ａｌ2Ｃｕの中間相による析出硬化等によ
り機械的性質を向上させているものである。このような
少量のＣｕを添加した析出硬化型合金は、引張強さ、耐
力、伸び等の機械的性質が高いという特徴を有している
ものの、耐食性が低下する、比重が大きくなり重くなっ
てしまう、加工性が低下する、コスト高となる、等の点
において、車両用足回り部品として用いるには問題が残
されていた。そこで、実質上Ｃｕを含有しない非Ｃｕ系
の析出硬化型Ａｌ合金が検討されている。
他、少量のＣｕを添加した析出硬化型合金も用いられて
おり、Ｍｇ2Ｓｉの中間相による析出硬化に加え、Ｃｕ
の固溶硬化、Ａｌ2Ｃｕの中間相による析出硬化等によ
り機械的性質を向上させているものである。このような
少量のＣｕを添加した析出硬化型合金は、引張強さ、耐
力、伸び等の機械的性質が高いという特徴を有している
ものの、耐食性が低下する、比重が大きくなり重くなっ
てしまう、加工性が低下する、コスト高となる、等の点
において、車両用足回り部品として用いるには問題が残
されていた。そこで、実質上Ｃｕを含有しない非Ｃｕ系
の析出硬化型Ａｌ合金が検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、従来
の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金は、車両用足回り部品の
中でも比較的肉厚が薄い車両用ホイール等に鋳造した場
合には、冷却速度が速いため、ＤＡＳII（デンドライト
アームスペーシング２次枝間距離：隣接する２次アーム
間の中心間距離）の値が２０μｍ未満となり、機械的性
質が良好であるものの、粗製品において肉厚が２０ｍｍ
以上の車両用足回り部品に鋳造した場合には、冷却速度
が遅くなるため、ＤＡＳIIの値が２０μｍ以上（一般の
足回り部品では２０〜５０μｍ）となり、機械的性質、
特に静的な引張荷重に対する特性の指標である伸びが３
〜５％程度であり不十分であった。
の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金は、車両用足回り部品の
中でも比較的肉厚が薄い車両用ホイール等に鋳造した場
合には、冷却速度が速いため、ＤＡＳII（デンドライト
アームスペーシング２次枝間距離：隣接する２次アーム
間の中心間距離）の値が２０μｍ未満となり、機械的性
質が良好であるものの、粗製品において肉厚が２０ｍｍ
以上の車両用足回り部品に鋳造した場合には、冷却速度
が遅くなるため、ＤＡＳIIの値が２０μｍ以上（一般の
足回り部品では２０〜５０μｍ）となり、機械的性質、
特に静的な引張荷重に対する特性の指標である伸びが３
〜５％程度であり不十分であった。
【０００６】 本発明は上記した従来の課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、肉厚鋳造
品（ＤＡＳIIの値が２０〜５０μｍ）とした場合におい
て、機械的性質が良好であり、特にその伸びに優れた非
Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、肉厚鋳造
品（ＤＡＳIIの値が２０〜５０μｍ）とした場合におい
て、機械的性質が良好であり、特にその伸びに優れた非
Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、以下の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金が提供される。
ば、以下の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金が提供される。
【０００８】 （１） 実質上Ｃｕを含有しない非Ｃｕ
系析出硬化型Ａｌ合金であって、Ｓｉを６．５〜７．５
質量％、Ｍｇを０．２５〜０．３６質量％含有すること
を特徴とする非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金。
系析出硬化型Ａｌ合金であって、Ｓｉを６．５〜７．５
質量％、Ｍｇを０．２５〜０．３６質量％含有すること
を特徴とする非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金。
【０００９】 （２） 実質上Ｆｅを含有しない上記
（１）に記載の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金。
（１）に記載の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金。
【００１０】 また、本発明によれば、以下の肉厚鋳造
品が提供される。
品が提供される。
【００１１】 （３） 上記（１）又は（２）に記載の
非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を用いた肉厚鋳造品であっ
て、引張強さが２８０ＭＰａ以上、０．２％耐力が２２
０ＭＰａ以上、及び伸びが８〜１２％であることを特徴
とする肉厚鋳造品。
非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を用いた肉厚鋳造品であっ
て、引張強さが２８０ＭＰａ以上、０．２％耐力が２２
０ＭＰａ以上、及び伸びが８〜１２％であることを特徴
とする肉厚鋳造品。
【００１２】 更に、本発明によれば、以下の肉厚鋳造
品の製造方法が提供される。
品の製造方法が提供される。
【００１３】 （４） 上記（１）又は（２）に記載の
非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を溶融して金属溶湯とし、
前記金属溶湯を鋳型に注入し、前記鋳型を冷却して金属
溶湯を粗製品とし、前記粗製品を熱処理する肉厚鋳造品
の製造方法であって、前記鋳型の冷却を水冷により行う
ことを特徴とする肉厚鋳造品の製造方法。
非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を溶融して金属溶湯とし、
前記金属溶湯を鋳型に注入し、前記鋳型を冷却して金属
溶湯を粗製品とし、前記粗製品を熱処理する肉厚鋳造品
の製造方法であって、前記鋳型の冷却を水冷により行う
ことを特徴とする肉厚鋳造品の製造方法。
【００１４】 （５） 前記金属溶湯の鋳型への注入
を、水平定置式の鋳造方式により行う上記（４）に記載
の肉厚鋳造品の製造方法。
を、水平定置式の鋳造方式により行う上記（４）に記載
の肉厚鋳造品の製造方法。
【００１５】 （６） 前記金属溶湯の鋳型への注入
を、掛け堰に前記金属溶湯を貯留して行う上記（５）に
記載の肉厚鋳造品の製造方法。
を、掛け堰に前記金属溶湯を貯留して行う上記（５）に
記載の肉厚鋳造品の製造方法。
【００１６】 （７） 前記粗製品の熱処理が、前記粗
製品を溶体化処理し、次いで時効処理を行うものであ
り、前記溶体化処理が、５２０〜５６２℃の温度で１０
分〜３時間保持するものである上記（４）〜（６）のい
ずれかに記載の肉厚鋳造品の製造方法。
製品を溶体化処理し、次いで時効処理を行うものであ
り、前記溶体化処理が、５２０〜５６２℃の温度で１０
分〜３時間保持するものである上記（４）〜（６）のい
ずれかに記載の肉厚鋳造品の製造方法。
【００１７】 （８） 前記溶体化処理の温度に到達す
るまでの昇温時間が５〜２０分である上記（７）に記載
の肉厚鋳造品の製造方法。
るまでの昇温時間が５〜２０分である上記（７）に記載
の肉厚鋳造品の製造方法。
【００１８】 （９） 前記時効処理が、１４０〜２０
０℃の温度で２．５〜１０時間保持するものである上記
（７）又は（８）に記載の肉厚鋳造品の製造方法。
０℃の温度で２．５〜１０時間保持するものである上記
（７）又は（８）に記載の肉厚鋳造品の製造方法。
【００１９】 （１０） 前記溶体化処理及び前記時効
処理を、前記粗製品を流動層中に存在させることにより
行う上記（７）〜（９）のいずれかに記載の肉厚鋳造品
の製造方法。
処理を、前記粗製品を流動層中に存在させることにより
行う上記（７）〜（９）のいずれかに記載の肉厚鋳造品
の製造方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】 以下、本発明について具体的に
説明する。本発明は、実質上Ｃｕを含有しない非Ｃｕ系
析出硬化型Ａｌ合金である。ここで、実質上Ｃｕを含有
しないとは、Ｃｕ含有量を可能な限り少なくしたものを
意味し、具体的には、Ｃｕ含有量が０．２質量％以下で
あることが必要である。Ｃｕ含有量が０．２質量％以下
の場合には、耐食性が低下する、比重が大きくなり重く
なってしまう、加工性が低下する、コスト高となる、等
のＣｕを添加した場合に固有の問題点が解消されるた
め、車両用足回り部品として好適に用いることができ
る。なお、Ｃｕ含有量が０．２質量％以下の場合には、
Ｃｕに起因する強度向上効果は認められない。
説明する。本発明は、実質上Ｃｕを含有しない非Ｃｕ系
析出硬化型Ａｌ合金である。ここで、実質上Ｃｕを含有
しないとは、Ｃｕ含有量を可能な限り少なくしたものを
意味し、具体的には、Ｃｕ含有量が０．２質量％以下で
あることが必要である。Ｃｕ含有量が０．２質量％以下
の場合には、耐食性が低下する、比重が大きくなり重く
なってしまう、加工性が低下する、コスト高となる、等
のＣｕを添加した場合に固有の問題点が解消されるた
め、車両用足回り部品として好適に用いることができ
る。なお、Ｃｕ含有量が０．２質量％以下の場合には、
Ｃｕに起因する強度向上効果は認められない。
【００２１】 本発明の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金
は、その組成として、Ａｌを基本とし、Ｓｉを６．５〜
７．５質量％含有したものである。Ｓｉ含有量が６．５
〜７．５質量％の範囲においては、鋳造性が向上すると
いう利点がある。なお、Ｓｉはこの範囲内において、可
能な限り含有量を少なくしたものであることが好まし
い。
は、その組成として、Ａｌを基本とし、Ｓｉを６．５〜
７．５質量％含有したものである。Ｓｉ含有量が６．５
〜７．５質量％の範囲においては、鋳造性が向上すると
いう利点がある。なお、Ｓｉはこの範囲内において、可
能な限り含有量を少なくしたものであることが好まし
い。
【００２２】 また、本発明の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ
合金は、Ｍｇを０．２５〜０．３６質量％の範囲で含有
するものである。ＭｇはＳｉとともに、熱処理によって
Ｍｇ2Ｓｉ相という中間相を析出し、この析出により顕
著な時効硬化を生じる。但し、Ｍｇ含有量が０．３６質
量％を超えると、引張強さは向上するが、逆に伸びが低
下してしまう。一方、Ｍｇ含有量が０．２５質量％未満
であると、伸びは向上するが、引張強さと０．２％耐力
が低下するという問題が生じる。
合金は、Ｍｇを０．２５〜０．３６質量％の範囲で含有
するものである。ＭｇはＳｉとともに、熱処理によって
Ｍｇ2Ｓｉ相という中間相を析出し、この析出により顕
著な時効硬化を生じる。但し、Ｍｇ含有量が０．３６質
量％を超えると、引張強さは向上するが、逆に伸びが低
下してしまう。一方、Ｍｇ含有量が０．２５質量％未満
であると、伸びは向上するが、引張強さと０．２％耐力
が低下するという問題が生じる。
【００２３】 更に、本発明の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ
合金は、実質上Ｆｅを含有しないものであることが好ま
しい。ここで、実質上Ｆｅを含有しないとは、Ｆｅ含有
量を可能な限り少なくしたものを意味し、具体的には、
Ｆｅ含有量が０．１５質量％以下であることが必要であ
る。
合金は、実質上Ｆｅを含有しないものであることが好ま
しい。ここで、実質上Ｆｅを含有しないとは、Ｆｅ含有
量を可能な限り少なくしたものを意味し、具体的には、
Ｆｅ含有量が０．１５質量％以下であることが必要であ
る。
【００２４】 なお、ＪＩＳにおいては、ＡＣ４Ｃは、
Ｃｕを０．２５質量％以下、Ｆｅを０．５５質量％以下
含有するものであり、ＡＣ４ＣＨは、Ｃｕを０．２質量
％以下、Ｆｅを０．２質量％以下含有するものであると
規定されている。本発明の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金
は、これらの条件を満足するものであって、更に、Ｃｕ
及びＦｅの含有量を低減せしめたものである。
Ｃｕを０．２５質量％以下、Ｆｅを０．５５質量％以下
含有するものであり、ＡＣ４ＣＨは、Ｃｕを０．２質量
％以下、Ｆｅを０．２質量％以下含有するものであると
規定されている。本発明の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金
は、これらの条件を満足するものであって、更に、Ｃｕ
及びＦｅの含有量を低減せしめたものである。
【００２５】 本発明の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金
は、粗製品で２０ｍｍ以上の肉厚鋳造品（ＤＡＳIIの値
が２０〜５０μｍ）とした場合において、引張強さが２
８０ＭＰａ以上、０．２％耐力が２２０ＭＰａ以上と機
械的性質が良好であり、特にその伸びが８〜１２％と優
れるものである。ここで、肉厚鋳造品の引張強さ、０．
２％耐力、及び伸びという機械的性質は、ＪＩＳ Ｚ２
２０１で規定されている試験法に従って求めたものであ
る。このような肉厚鋳造品は、以下の製造方法によって
製造することができる。
は、粗製品で２０ｍｍ以上の肉厚鋳造品（ＤＡＳIIの値
が２０〜５０μｍ）とした場合において、引張強さが２
８０ＭＰａ以上、０．２％耐力が２２０ＭＰａ以上と機
械的性質が良好であり、特にその伸びが８〜１２％と優
れるものである。ここで、肉厚鋳造品の引張強さ、０．
２％耐力、及び伸びという機械的性質は、ＪＩＳ Ｚ２
２０１で規定されている試験法に従って求めたものであ
る。このような肉厚鋳造品は、以下の製造方法によって
製造することができる。
【００２６】 本発明の肉厚鋳造品は、上述した本発明
の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を溶融して金属溶湯と
し、その金属溶湯を鋳型に注入し、その鋳型を冷却して
金属溶湯を粗製品とし、その粗製品を熱処理することに
より製造することができる。そして、本発明の肉厚鋳造
品の製造方法においては、上述の鋳型の冷却を水冷によ
り行うことが必要である。肉厚鋳造品は、冷却されるま
での時間を要するため、鋳型の冷却を空冷により行った
場合には、金属組織が大きくなり、機械的性質が低下す
るおそれがあるが、鋳型を水冷によって急激に冷却する
ことにより、金属組織が緻密になり、粗製品の機械的性
質を向上させることが可能となる。
の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金を溶融して金属溶湯と
し、その金属溶湯を鋳型に注入し、その鋳型を冷却して
金属溶湯を粗製品とし、その粗製品を熱処理することに
より製造することができる。そして、本発明の肉厚鋳造
品の製造方法においては、上述の鋳型の冷却を水冷によ
り行うことが必要である。肉厚鋳造品は、冷却されるま
での時間を要するため、鋳型の冷却を空冷により行った
場合には、金属組織が大きくなり、機械的性質が低下す
るおそれがあるが、鋳型を水冷によって急激に冷却する
ことにより、金属組織が緻密になり、粗製品の機械的性
質を向上させることが可能となる。
【００２７】 本発明における鋳造方法としては、水平
定置式の鋳造方式を用い、鋳型の型割面を水平方向に配
置した状態で鋳型を動かさずに金属溶湯を注入すること
により行うことが好ましい。この水平定置式の鋳造方式
は、鋳型の水平型割面に設けられた湯口に掛け堰を配置
する方式である。水平定置式の鋳造法式を用いるのは、
鋳型への注入を掛け堰に金属溶湯を注入して行うことに
より、金属溶湯を静かに鋳型に注入することができ、ま
た、酸化物除去用網を配置し易いため、酸化物等の不純
物が粗製品中に混入せず、機械的性質の高い粗製品が得
られる点においても好ましいと判断したからである。な
お、傾動注湯方式や低圧鋳造方式により鋳造できること
はいうまでもない。
定置式の鋳造方式を用い、鋳型の型割面を水平方向に配
置した状態で鋳型を動かさずに金属溶湯を注入すること
により行うことが好ましい。この水平定置式の鋳造方式
は、鋳型の水平型割面に設けられた湯口に掛け堰を配置
する方式である。水平定置式の鋳造法式を用いるのは、
鋳型への注入を掛け堰に金属溶湯を注入して行うことに
より、金属溶湯を静かに鋳型に注入することができ、ま
た、酸化物除去用網を配置し易いため、酸化物等の不純
物が粗製品中に混入せず、機械的性質の高い粗製品が得
られる点においても好ましいと判断したからである。な
お、傾動注湯方式や低圧鋳造方式により鋳造できること
はいうまでもない。
【００２８】 また、本発明の製造方法においては、肉
厚鋳造品の機械的性質、特に伸びを向上させるため、上
述の粗製品を更に熱処理する。粗製品を熱処理すること
により、Ｍｇ2Ｓｉの中間相が析出し、その機械的性質
が高められる（Ｍｇ2Ｓｉの中間相による時効硬化）。
粗製品の熱処理は以下の方法により行うことが好まし
い。
厚鋳造品の機械的性質、特に伸びを向上させるため、上
述の粗製品を更に熱処理する。粗製品を熱処理すること
により、Ｍｇ2Ｓｉの中間相が析出し、その機械的性質
が高められる（Ｍｇ2Ｓｉの中間相による時効硬化）。
粗製品の熱処理は以下の方法により行うことが好まし
い。
【００２９】 一般に、粗製品の熱処理は、粗製品に対
して、溶体化処理を施した後急冷し、次いで時効処理を
行うというものであるが、本発明においては、溶体化処
理が、５２０〜５６２℃の温度で１０〜１８０分保持す
るものであることが好ましい。そして、常温からこの溶
体化処理の温度に到達するまでの昇温時間が５〜２０分
であることが好ましく、時効処理については、１４０〜
２００℃の温度で２．５〜１０時間保持するものである
ことが好ましい。このような条件とすることが、共晶組
織の球状化、及び共晶組織の粗大化防止の点から望まし
い。その結果として、得られる肉厚鋳造品の機械的性
質、特に伸びが向上する。
して、溶体化処理を施した後急冷し、次いで時効処理を
行うというものであるが、本発明においては、溶体化処
理が、５２０〜５６２℃の温度で１０〜１８０分保持す
るものであることが好ましい。そして、常温からこの溶
体化処理の温度に到達するまでの昇温時間が５〜２０分
であることが好ましく、時効処理については、１４０〜
２００℃の温度で２．５〜１０時間保持するものである
ことが好ましい。このような条件とすることが、共晶組
織の球状化、及び共晶組織の粗大化防止の点から望まし
い。その結果として、得られる肉厚鋳造品の機械的性
質、特に伸びが向上する。
【００３０】 上述の溶体化処理及び時効処理について
は、粗製品を流動層中に存在させることにより行うこと
が好ましい。流動層は、粉粒体などの粒状物が吹き込み
ガスにより加熱され、かつ均一に混合されて形成されて
おり、流動層内部の温度が略均一になるとともに伝熱効
率が良いという特徴を有している。このような流動層内
部の温度均一化（約±２〜３℃）により、より高い温度
での溶体化処理が可能となり、また伝熱効率が良いこと
から、常温から溶体化処理温度までの昇温時間を短縮す
ることができる。これらの特徴は、従来の空気を熱媒体
とする雰囲気炉に対して大きな利点である。
は、粗製品を流動層中に存在させることにより行うこと
が好ましい。流動層は、粉粒体などの粒状物が吹き込み
ガスにより加熱され、かつ均一に混合されて形成されて
おり、流動層内部の温度が略均一になるとともに伝熱効
率が良いという特徴を有している。このような流動層内
部の温度均一化（約±２〜３℃）により、より高い温度
での溶体化処理が可能となり、また伝熱効率が良いこと
から、常温から溶体化処理温度までの昇温時間を短縮す
ることができる。これらの特徴は、従来の空気を熱媒体
とする雰囲気炉に対して大きな利点である。
【００３１】 また、流動層方式は、一般に、流動層容
器の外部から加熱する容器加熱方式やラジアントチュー
ブを流動層中に内蔵するラジアントチューブ方式等の間
接加熱方式のほか、熱風の直接吹込みによる直接加熱方
式が知られており、いずれの方式も適用できる。但し、
熱風の直接吹込みによる直接加熱方式により流動層を形
成することが、流動層中の温度分布が良好になることか
ら好ましい。
器の外部から加熱する容器加熱方式やラジアントチュー
ブを流動層中に内蔵するラジアントチューブ方式等の間
接加熱方式のほか、熱風の直接吹込みによる直接加熱方
式が知られており、いずれの方式も適用できる。但し、
熱風の直接吹込みによる直接加熱方式により流動層を形
成することが、流動層中の温度分布が良好になることか
ら好ましい。
【００３２】 次に、本発明の製造方法の一部を構成す
る熱処理方法を図面に基づいて更に具体的に説明する。
図１は、本発明に用いる熱風直接吹込み方式の流動層の
一例を示す概略図である。符号１０は容器であり、容器
１０内において、粉粒体などの粒状物１２が多孔板１６
上に充填され、この粒状物１２が多孔板１６の下から吹
き込まれる熱風１４により流動化され、均一に混合され
て流動層１８が形成されているものである。
る熱処理方法を図面に基づいて更に具体的に説明する。
図１は、本発明に用いる熱風直接吹込み方式の流動層の
一例を示す概略図である。符号１０は容器であり、容器
１０内において、粉粒体などの粒状物１２が多孔板１６
上に充填され、この粒状物１２が多孔板１６の下から吹
き込まれる熱風１４により流動化され、均一に混合され
て流動層１８が形成されているものである。
【００３３】 図２は、本発明の製造方法の一部を構成
する熱処理方法に用いられる流動層炉の一例を示す概略
図である。図２において、符号２０は熱風発生装置であ
り、図示しないブロワより送られる空気がバーナ２２か
らの火炎により７００〜８００℃の熱風まで暖められ
る。この熱風は熱風温度監視装置２４を経て、流動層炉
２６に吹き込まれる。流動層炉２６において、熱風は多
孔パイプ２８から流動層３０中に吹き込まれ、粒状物３
２を流動化させるとともに粒状物３２を加熱する。この
ようにして、流動層３０内は加熱され、しかも炉内温度
の振れ幅は約６℃（±３℃）、１点での振れ幅は約３℃
という炉内温度の均一性が達成され、流動層３０内に存
在する粗製品３４は迅速に加熱される。なお、符号３６
は粒状物排出用バルブであり、適宜粒状物３２を外部に
排出する。このような流動層炉２６は、溶体化処理、時
効処理のいずれにも用いることができる。
する熱処理方法に用いられる流動層炉の一例を示す概略
図である。図２において、符号２０は熱風発生装置であ
り、図示しないブロワより送られる空気がバーナ２２か
らの火炎により７００〜８００℃の熱風まで暖められ
る。この熱風は熱風温度監視装置２４を経て、流動層炉
２６に吹き込まれる。流動層炉２６において、熱風は多
孔パイプ２８から流動層３０中に吹き込まれ、粒状物３
２を流動化させるとともに粒状物３２を加熱する。この
ようにして、流動層３０内は加熱され、しかも炉内温度
の振れ幅は約６℃（±３℃）、１点での振れ幅は約３℃
という炉内温度の均一性が達成され、流動層３０内に存
在する粗製品３４は迅速に加熱される。なお、符号３６
は粒状物排出用バルブであり、適宜粒状物３２を外部に
排出する。このような流動層炉２６は、溶体化処理、時
効処理のいずれにも用いることができる。
【００３４】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づき、更に具体
的に説明する。 （実施例）鋳造原料となる非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金
としては、Ｃｕを０．０２質量％、Ｓｉを７．２質量
％、Ｍｇを０．３１質量％、Ｆｅを０．１５質量％、Ｔ
ｉを０．１質量％、Ｍｎを０．０１質量％、Ｎｉを０．
００５２質量％、Ｚｎを０．０１質量％、Ｓｒを０．０
０３質量％、Ｃａを０．０００５質量％含有し、残部が
ＡｌのＡＣ４ＣＨを用いた。
的に説明する。 （実施例）鋳造原料となる非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金
としては、Ｃｕを０．０２質量％、Ｓｉを７．２質量
％、Ｍｇを０．３１質量％、Ｆｅを０．１５質量％、Ｔ
ｉを０．１質量％、Ｍｎを０．０１質量％、Ｎｉを０．
００５２質量％、Ｚｎを０．０１質量％、Ｓｒを０．０
０３質量％、Ｃａを０．０００５質量％含有し、残部が
ＡｌのＡＣ４ＣＨを用いた。
【００３５】 鋳造対象物は、肉厚２０ｍｍの車両用足
回り部品とした。鋳造方法としては、上述の非Ｃｕ系析
出硬化型Ａｌ合金の鋳型への注入を水平定置式の鋳造方
式により行い、更に、掛け堰に上述の非Ｃｕ系析出硬化
型Ａｌ合金を注入して行った。そして、鋳型の冷却は水
冷により行った。こうすることにより、車両用足回り部
品の粗製品を得た（ＤＡＳIIの値は３０〜４０μｍであ
った。）。
回り部品とした。鋳造方法としては、上述の非Ｃｕ系析
出硬化型Ａｌ合金の鋳型への注入を水平定置式の鋳造方
式により行い、更に、掛け堰に上述の非Ｃｕ系析出硬化
型Ａｌ合金を注入して行った。そして、鋳型の冷却は水
冷により行った。こうすることにより、車両用足回り部
品の粗製品を得た（ＤＡＳIIの値は３０〜４０μｍであ
った。）。
【００３６】 次に、流動層炉を用いて、上述の粗製品
を熱処理した。溶体化処理及び時効処理には、図２に示
す流動層炉を用いた。流動層炉は、内径１５００ｍｍ×
１５００ｍｍの角タンク状の矩形状で、直胴部高さが７
５０ｍｍ、下方部が逆四角錐状の流動層容器から構成さ
れている。粒状物としては、平均粒径が５０〜５００μ
ｍの砂を用いた。
を熱処理した。溶体化処理及び時効処理には、図２に示
す流動層炉を用いた。流動層炉は、内径１５００ｍｍ×
１５００ｍｍの角タンク状の矩形状で、直胴部高さが７
５０ｍｍ、下方部が逆四角錐状の流動層容器から構成さ
れている。粒状物としては、平均粒径が５０〜５００μ
ｍの砂を用いた。
【００３７】 熱処理条件としては、溶体化処理が５５
０℃（±３℃）の温度で３時間保持するものであり、常
温から溶体化処理の温度に到達するまでの昇温時間を２
０分とした。また、時効処理が１６０℃（±３℃）の温
度で３時間保持するものであった。熱処理された車両用
足回り部品からテストピースを採取し、引張試験（引張
強さ、０．２％耐力、伸び）を行った。
０℃（±３℃）の温度で３時間保持するものであり、常
温から溶体化処理の温度に到達するまでの昇温時間を２
０分とした。また、時効処理が１６０℃（±３℃）の温
度で３時間保持するものであった。熱処理された車両用
足回り部品からテストピースを採取し、引張試験（引張
強さ、０．２％耐力、伸び）を行った。
【００３８】（結果）実施例により得られた車両用足回
り部品は、引張強さが２８０ＭＰａ以上、０．２％耐力
が２２０ＭＰａ以上と良好な機械的性質が良好であり、
特にその伸びが８〜１２％と優れるものであった。
り部品は、引張強さが２８０ＭＰａ以上、０．２％耐力
が２２０ＭＰａ以上と良好な機械的性質が良好であり、
特にその伸びが８〜１２％と優れるものであった。
【００３９】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明の非Ｃｕ
系析出硬化型Ａｌ合金は、肉厚鋳造品とした場合におい
て、引張強さが２８０ＭＰａ以上、０．２％耐力が２２
０ＭＰａ以上と機械的性質が良好であり、特にその伸び
が８〜１２％と優れる。
系析出硬化型Ａｌ合金は、肉厚鋳造品とした場合におい
て、引張強さが２８０ＭＰａ以上、０．２％耐力が２２
０ＭＰａ以上と機械的性質が良好であり、特にその伸び
が８〜１２％と優れる。
【図１】 本発明に用いる熱風直接吹込み方式の流動層
の一例を示す概略図である。
の一例を示す概略図である。
【図２】 本発明に用いる流動層炉の一例を示す概略図
である。
である。
１０…容器、１２…粒状物、１４…熱風、１６…多孔
板、１８…流動層、２０…熱風発生装置、２２…バー
ナ、２４…熱風温度監視装置、２６…流動層炉、２８…
多孔パイプ、３０…流動層、３２…粒状物、３４…粗製
品、３６…粒状物排出用バルブ。
板、１８…流動層、２０…熱風発生装置、２２…バー
ナ、２４…熱風温度監視装置、２６…流動層炉、２８…
多孔パイプ、３０…流動層、３２…粒状物、３４…粗製
品、３６…粒状物排出用バルブ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０２ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０２
６０４ ６０４
６１１ ６１１
６２０ ６２０
６３０ ６３０Ａ
６３１ ６３１Ａ
６８１ ６８１
６８２ ６８２
６９１ ６９１Ａ
６９１Ｂ
６９１Ｃ
Claims (10)
- 【請求項１】 実質上Ｃｕを含有しない非Ｃｕ系析出硬
化型Ａｌ合金であって、Ｓｉを６．５〜７．５質量％、
Ｍｇを０．２５〜０．３６質量％含有することを特徴と
する非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金。 - 【請求項２】 実質上Ｆｅを含有しない請求項１に記載
の非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の非Ｃｕ系析出硬
化型Ａｌ合金を用いた肉厚鋳造品であって、引張強さが
２８０ＭＰａ以上、０．２％耐力が２２０ＭＰａ以上、
及び伸びが８〜１２％であることを特徴とする肉厚鋳造
品。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の非Ｃｕ系析出硬
化型Ａｌ合金を溶融して金属溶湯とし、前記金属溶湯を
鋳型に注入し、前記鋳型を冷却して金属溶湯を粗製品と
し、前記粗製品を熱処理する肉厚鋳造品の製造方法であ
って、前記鋳型の冷却を水冷により行うことを特徴とす
る肉厚鋳造品の製造方法。 - 【請求項５】 前記金属溶湯の鋳型への注入を、水平定
置式の鋳造方式により行う請求項４に記載の肉厚鋳造品
の製造方法。 - 【請求項６】 前記金属溶湯の鋳型への注入を、掛け堰
に前記金属溶湯を注入して行う請求項５に記載の肉厚鋳
造品の製造方法。 - 【請求項７】 前記粗製品の熱処理が、前記粗製品を溶
体化処理し、次いで時効処理を行うものであり、前記溶
体化処理が、５２０〜５６２℃の温度で１０分〜３時間
保持するものである請求項４〜６のいずれか一項に記載
の肉厚鋳造品の製造方法。 - 【請求項８】 前記溶体化処理の温度に到達するまでの
昇温時間が５〜２０分である請求項７に記載の肉厚鋳造
品の製造方法。 - 【請求項９】 前記時効処理が、１４０〜２００℃の温
度で２．５〜１０時間保持するものである請求項７又は
８に記載の肉厚鋳造品の製造方法。 - 【請求項１０】 前記溶体化処理及び前記時効処理を、
前記粗製品を流動層中に存在させることにより行う請求
項７〜９のいずれか一項に記載の肉厚鋳造品の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038553A JP2003239031A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金、これを用いた肉厚鋳造品、及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038553A JP2003239031A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金、これを用いた肉厚鋳造品、及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003239031A true JP2003239031A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27779836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002038553A Withdrawn JP2003239031A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 非Ｃｕ系析出硬化型Ａｌ合金、これを用いた肉厚鋳造品、及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003239031A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002038553A patent/JP2003239031A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
| 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 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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