JP2005082865A - Non-heat treated aluminum alloy for die-casting, die-cast product obtained by using the alloy, and method for producing the product - Google Patents

Non-heat treated aluminum alloy for die-casting, die-cast product obtained by using the alloy, and method for producing the product Download PDF

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昇二 青木
Koji Itakura
浩二 板倉
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健次 津島
Katsuhiro Kudo
勝弘 工藤
Hideki Usuki
秀樹 臼木
Masahiko Shioda
正彦 塩田
Shinichiro Sumi
慎一郎 角
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-heat treated aluminum alloy for die-casting capable of obtaining stably high strength and high elongation without being subjected to a solution treatment after casting, and further having excellent castability particularly in the point that casting cracks are hard to occur. <P>SOLUTION: The non-heat treated aluminum alloy for die-casting has a composition in which the mass ratio between Mg and Si is 0.1 to 0.5, and comprising, by mass, 3.5 to 5.0% Si, 0.35 to 2.5% Mg, 0.3 to 1.5% Mn, ≤0.15% Fe and ≤0.20% Ti, and the balance aluminum with inevitable impurities. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ダイカスト用のアルミニウム合金に関するものである。より具体的には、本発明は、ダイカスト鋳造後に溶体化処理や人工時効等の熱処理を施すこと無く優れた機械的性質を得ることができ、鋳造性、特に鋳造割れが生じない優れた特性を有するダイカスト用非熱処理アルミニウム合金に関するものである。本発明はさらに、このようなアルミニウム合金を用いたダイカスト製品、及び、該ダイカスト製品の製造方法に関するものである。   The present invention relates to an aluminum alloy for die casting. More specifically, the present invention can obtain excellent mechanical properties without performing heat treatment such as solution treatment or artificial aging after die casting, and has excellent castability, particularly excellent properties that do not cause casting cracks. The present invention relates to a non-heat treated aluminum alloy for die casting. The present invention further relates to a die-cast product using such an aluminum alloy and a method for producing the die-cast product.

ダイカスト鋳造法は、薄肉鋳物に鋳造が可能であり、寸法精度が高く、生産性が高いなどの優れた特徴を有している。近年では真空ダイカスト法で鋳造を行った後、熱処理を施すことで強度、伸びに代表される機械的性質を向上させたアルミニウム合金ダイカスト鋳物が使用されるようになってきている。   The die-casting method can be cast into a thin-walled casting, and has excellent characteristics such as high dimensional accuracy and high productivity. In recent years, aluminum alloy die castings have been used in which mechanical properties represented by strength and elongation are improved by performing heat treatment after casting by vacuum die casting.

しかし、このようなアルミニウム合金材料は、優れた機械的性質を得るためにダイカスト鋳造後、溶体化処理及び時効処理を施す必要がある。従って、溶体化処理後の水冷時に発生したひずみを矯正するための矯正工程が必要となり、生産性が悪くコスト高である。
溶体化処理を前提として、高い引張り強さ及び伸びを有するアルミニウム合金鋳造材を開示した文献として特開平7‐109537号公報を挙げることができる。
However, such an aluminum alloy material needs to be subjected to solution treatment and aging treatment after die casting in order to obtain excellent mechanical properties. Therefore, a correction process for correcting the distortion generated during the water cooling after the solution treatment is necessary, and the productivity is poor and the cost is high.
JP-A-7-109537 can be cited as a document disclosing an aluminum alloy cast material having high tensile strength and elongation on the premise of solution treatment.

特開平7‐109537号公報JP-A-7-109537

上述のような低い生産性とコスト高の問題を解決すべく、ダイカスト鋳造後に熱処理を施す必要の無いダイカスト用アルミニウム合金を開示した文献としては、例えば、特開平5-9638号公報が有る。   In order to solve the problems of low productivity and high cost as described above, as a document disclosing an aluminum alloy for die casting that does not need to be heat-treated after die casting, there is, for example, JP-A-5-9638.

特開平5−9638号公報JP-A-5-9638

しかし、上記の特許文献2などに記載されているAl‐Mg‐Mn(‐Zr)系の合金は、熱処理を施す必要が無く、高い引張り強さと耐力を有する一方で、鋳造時に割れが発生しやすいという問題を有している。   However, Al-Mg-Mn (-Zr) alloys described in Patent Document 2 and the like do not need to be heat-treated and have high tensile strength and proof stress, but cracks occur during casting. It has the problem of being easy.

本発明は、溶体化処理の必要が無い特許文献2に開示されたものに代表されるダイカスト用アルミニウム合金が有する上述の課題に着目してなされたものであって、鋳造後に溶体化処理や人工時効等の熱処理を施す事無く、安定的に高い強度と大きな伸びが得られ、しかも、特に鋳造割れを起こしにくいという点において鋳造性に優れたダイカスト用非熱処理アルミニウム合金を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems of the aluminum alloy for die casting represented by the one disclosed in Patent Document 2 that does not require a solution treatment. An object of the present invention is to provide a non-heat-treated aluminum alloy for die casting that has a high strength and a large elongation stably without being subjected to heat treatment such as aging, and is excellent in castability particularly in that it is less prone to casting cracking. To do.

本発明の目的は、さらに、上記のダイカスト用非熱処理アルミニウム合金を用いて製造されたダイカスト製品、および、当該ダイカスト製品を製造するための製造方法を提供することを含む。   The object of the present invention further includes providing a die-cast product manufactured using the above-mentioned non-heat-treatable aluminum alloy for die-casting, and a manufacturing method for manufacturing the die-cast product.

上記の目的を達成するために、本発明は、含有するMgとSiの質量比(Mgの質量%/Siの質量%)が0.1以上かつ0.5以下で、Si:3.5質量%〜5.0質量%、Mg:0.35質量%〜2.5質量%、Mn:0.3質量%〜1.5質量%、Fe:0.15質量%以下、Ti:0.20質量%以下を含み、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるダイカスト用非熱処理アルミニウム合金を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention has a mass ratio of Mg to Si (Mg mass% / Si mass%) of 0.1 or more and 0.5 or less, Si: 3.5 mass% to 5.0 mass%, Mg: 0.35% by mass to 2.5% by mass, Mn: 0.3% by mass to 1.5% by mass, Fe: 0.15% by mass or less, Ti: 0.20% by mass or less, and a non-heat-treatable aluminum alloy for die casting made of the balance aluminum and inevitable impurities provide.

さらに、本発明の好ましい実施態様の1つによれば、上述のダイカスト用非熱処理アルミニウム合金において、Ti含有量は0.10質量%〜0.20質量%の範囲である。   Furthermore, according to one of the preferable embodiments of the present invention, in the above non-heat treated aluminum alloy for die casting, the Ti content is in the range of 0.10 mass% to 0.20 mass%.

また、上記のダイカスト用非熱処理アルミニウム合金に、B:0.001質量%〜0.10質量%、、Zr:0.05質量%〜0.30質量%の何れか1つ又は両方を添加する場合は、Tiの含有量は0.05質量%〜0.20質量%の範囲であることが好ましい。   In addition, when any one or both of B: 0.001% by mass to 0.10% by mass and Zr: 0.05% by mass to 0.30% by mass are added to the non-heat treated aluminum alloy for die casting, the content of Ti is The range is preferably 0.05% by mass to 0.20% by mass.

本発明はまた、高い強度と高い伸びを示し、しかも、鋳造割れを生じさせることの無いアルミニウムダイカスト製品の製造方法として、上述の何れかのダイカスト用非熱処理アルミニウム合金の溶湯を、高真空ダイカスト法によって鋳造する製造方法を提供する。   The present invention also provides a high-vacuum die-casting method in which any one of the above-mentioned non-heat treated aluminum alloys for die-casting is used as a method for producing an aluminum die-cast product which exhibits high strength and high elongation and does not cause casting cracks A manufacturing method for casting is provided.

本発明はまた、上述の方法で製造された、高強度と高い伸びを示し、しかも、鋳造割れを有しないアルミニウムダイカスト製品を提供する。   The present invention also provides an aluminum die-cast product produced by the above-described method, exhibiting high strength and high elongation, and having no casting cracks.

最後に、本発明は、上述の方法で製造された、高強度と高い伸びを示し、しかも、鋳造割れを有していない自動車のサスペンションアーム、サブフレームまたはサスペンションのリンク部品を提供する。   Finally, the present invention provides a suspension arm, a subframe or a suspension link part of an automobile, which is manufactured by the above-described method, exhibits high strength and high elongation, and has no casting crack.

以下に、上述した本発明の合金の各成分の作用と量的な限定の理由について説明する。本明細書における含有量の記載は、特記が無い場合、いずれも質量%を意味する。また、数値範囲を示した場合、特記が無い場合、当該範囲には最小値、最大値がいずれも含まれるものとする。   Below, the effect | action of each component of the alloy of this invention mentioned above and the reason of quantitative limitation are demonstrated. In the present specification, the description of the content means mass% unless otherwise specified. In addition, when a numerical range is shown, unless otherwise specified, the range includes both the minimum value and the maximum value.

Siは、ダイカスト鋳造時の鋳造割れの抑制に効果を有すると共に、機械的強度、耐磨耗性、切削性、防振性を向上させる。しかし、3.5質量%未満ではその効果は小さく、5.0質量%を超えるとMg-Si系の金属間化合物が多量に晶出して伸びが低下したので、Siは3.5質量%〜5.0質量%の範囲とした。   Si is effective in suppressing casting cracks during die casting, and improves mechanical strength, wear resistance, machinability, and vibration resistance. However, if the amount is less than 3.5% by mass, the effect is small, and if it exceeds 5.0% by mass, the Mg-Si-based intermetallic compound crystallizes in a large amount and the elongation decreases, so Si is in the range of 3.5% to 5.0% by mass. did.

Mgは、アルミニウム合金のマトリクス中に固溶して強度を向上させると共に、共存するSiと共に一部は自然時効によってMg-Si系化合物として析出して強度を向上させる。しかし、0.35質量%未満では強度向上の効果が期待できず、2.5質量%以上では強度が増加するが同時に伸びの低下が著しかったので、Mgは0.35質量%〜2.5質量%の範囲とした。   Mg is dissolved in the matrix of the aluminum alloy to improve the strength, and a part of the Mg is precipitated together with the coexisting Si by natural aging to improve the strength. However, if the amount is less than 0.35% by mass, the effect of improving the strength cannot be expected. If the amount is 2.5% by mass or more, the strength is increased, but at the same time the decrease in elongation is remarkable.

Mnは、ダイカスト時に製品の金型への焼きつきを抑制する効果を有すると共に針状のFe化合物を粒状化して、Fe化合物による伸びの低下を抑制する。しかし、0.3質量%未満では金型への焼きつきの抑制に十分な効果が得られず、1.5質量%を超えると粗大なAl-Mn系の金属間化合物が晶出し、伸びが低下するので、Mnは0.3質量%〜1.5質量%の範囲とした。なお、金型への焼きつきを考慮すると、0.6質量%以上含有させることがより好ましい。   Mn has the effect of suppressing seizure of the product to the mold during die casting, and granulates the needle-like Fe compound to suppress the decrease in elongation due to the Fe compound. However, if the amount is less than 0.3% by mass, a sufficient effect for suppressing seizure to the mold cannot be obtained.If the amount exceeds 1.5% by mass, a coarse Al-Mn intermetallic compound is crystallized, and elongation decreases. Is in the range of 0.3 mass% to 1.5 mass%. In consideration of the seizure to the mold, it is more preferable to contain 0.6% by mass or more.

Feは、アルミニウム合金中に不可避的に混入する不純物であるが、ダイカスト鋳造の金型への焼き付きを防止する効果を有する。しかし、Fe含有量が増加すると針状のFe系金属間化合物の晶出量が増加し、伸びや靭性が低下するので、Feは0.15質量%以下とした。   Fe is an impurity inevitably mixed in the aluminum alloy, but has an effect of preventing seizure of the die-casting mold. However, when the Fe content is increased, the amount of acicular Fe-based intermetallic compounds crystallized and the elongation and toughness are lowered. Therefore, the Fe content is set to 0.15% by mass or less.

TiとBおよびZrは、それぞれ単独であるいは化合物を形成して、初晶α(Al)相を微細化し、ダイカスト鋳物の機械的性質を向上させる効果を有する。しかし、Ti単独の場合は、0.10質量%未満、TiとBあるいはZrが共存している場合は、Tiが0.05質量%未満でBが0.001質量%未満あるいはZrが0.05質量%未満ではその効果が小さく、反対にTiが0.20質量%を超えるか、Bが0.20質量%、Zrが0.30質量%を超えると、TiAl3粒子やTiB2粒子あるいはAl-Zr系化合物が粗大化し、初晶α(Al)相の微細化効果が減少するので、Tiは0.20質量%以下、あるいは、Ti:0.05質量%〜0.20質量%かつB:0.001質量%〜0.10質量%とした。 Ti, B, and Zr each have the effect of improving the mechanical properties of the die casting by refinement of the primary α (Al) phase by themselves or by forming a compound. However, in the case of Ti alone, less than 0.10% by mass, and when Ti and B or Zr coexist, if Ti is less than 0.05% by mass and B is less than 0.001% by mass or Zr is less than 0.05% by mass, the effect is On the contrary, if Ti exceeds 0.20% by mass, or B exceeds 0.20% by mass and Zr exceeds 0.30% by mass, TiAl 3 particles, TiB 2 particles, or Al-Zr compounds become coarse and primary α (Al ) Since the effect of refining the phase is reduced, Ti is 0.20% by mass or less, or Ti: 0.05% by mass to 0.20% by mass and B: 0.001% by mass to 0.10% by mass.

本合金は、上述した元素以外の元素も、0.5質量%以下であれば、本願合金に悪影響を及ぼさないので、不純物として許容することができる。但し、Cuは、強度を向上させる作用があるものの、耐食性を大きく低下させるので、0.2質量%以下に抑制する必要がある。   In the present alloy, elements other than the elements described above can be allowed as impurities because they do not adversely affect the present alloy if they are 0.5% by mass or less. However, although Cu has the effect of improving the strength, it significantly reduces the corrosion resistance, so it is necessary to suppress it to 0.2% by mass or less.

本発明にかかる合金においては、Mg含有量とSi含有量との比によって合金の機械的性質や時効硬化特性が変化する。Mg2Siを形成するために必要なMgとSiが過不足無く含まれるバランス組成(Mgの質量/Siの質量=1.73)よりもSiが多い場合(Mgの質量/Siの質量は1.73より小さい)、凝固時にSi粒子が晶出して強度が上昇した。また、Si量の増加によって鋳造割れが抑制されたので、強度と鋳造性の確保(鋳造割れの抑制)のために、Mg含有量とSi含有量との比を0.5以下とした。 In the alloy according to the present invention, the mechanical properties and age hardening characteristics of the alloy vary depending on the ratio of the Mg content to the Si content. When there is more Si than the balance composition (Mg mass / Si mass = 1.73) that contains Mg and Si necessary to form Mg 2 Si without excess or deficiency (Mg mass / Si mass is less than 1.73) ), The Si particles crystallized during solidification and the strength increased. Moreover, since the casting crack was suppressed by the increase in the Si content, the ratio of the Mg content to the Si content was set to 0.5 or less in order to ensure the strength and castability (control of the casting crack).

上述のMg含有量とSi含有量の関係に加えて、Si量が一定量を超えるとAl-Si系の金属間化合物の晶出により延性が低下するので、Mg含有量とSi含有量の比(Mgの質量/Siの質量)は0.1以上とした。この比は、特に、0.15以上であるのが好ましい。   In addition to the relationship between Mg content and Si content described above, if the Si content exceeds a certain amount, ductility decreases due to crystallization of Al-Si intermetallic compounds, so the ratio of Mg content to Si content. (Mg mass / Si mass) was 0.1 or more. This ratio is particularly preferably 0.15 or more.

本発明によるダイカスト用アルミニウム合金は、上記成分組成を備え、MgとMnの添加による固溶強化と、MgとSiの添加による自然時効の析出強化により十分な強度が得られると同時に、伸びに対して有害なFeを所定の限度内に低減し、Mnの添加によってFe化合物の悪影響を最小限にとどめて十分な延性を確保すると共に、Feの低減による金型への耐焼きつき性を向上させている。そのため、当該アルミニウム合金を用いることによって、鋳造後に溶体化処理や人工時効処理等の熱処理を施すこと無く、高い強度と伸びを備えたアルミニウムダイカスト製品を安定的に得ることができる。   The aluminum alloy for die castings according to the present invention has the above-described composition, and provides sufficient strength by solid solution strengthening by adding Mg and Mn and precipitation strengthening by natural aging by adding Mg and Si, and at the same time against elongation. In addition to reducing harmful Fe within the specified limits and adding Mn to minimize the adverse effects of the Fe compound to ensure sufficient ductility, the reduction of Fe improves the seizure resistance to the mold. ing. Therefore, by using the aluminum alloy, an aluminum die cast product having high strength and elongation can be stably obtained without performing heat treatment such as solution treatment or artificial aging treatment after casting.

従って、本発明によるダイカスト用非熱処理アルミニウム合金を用いて自動車のサスペンションアームなどのサスペンション取り付け部、サブフレーム又はサスペンションのリンク部品などの自動車用車体部品を好適に鋳造することができる。   Therefore, the non-heat treated aluminum alloy for die casting according to the present invention can be used to suitably cast a vehicle body part such as a suspension mounting portion such as a suspension arm of a car, a subframe or a link part of a suspension.

また、上記ダイカスト用非熱処理アルミニウム合金を用いて、これらのアルミニウムダイカスト製品を鋳造するに際しては、高真空ダイカスト法を用いることが望ましい。すなわち、高真空ダイカスト法の適用によって、製品中へのガスの巻き込みが低減され、本発明合金が有する優れた機械的性質、特に伸び及び靭性を最大限に活かしたアルミニウムダイカスト製品が得られる。   Further, when casting these aluminum die-cast products using the non-heat treated aluminum alloy for die casting, it is desirable to use a high vacuum die casting method. That is, by applying the high vacuum die casting method, gas entrainment into the product is reduced, and an aluminum die cast product that makes the best use of the excellent mechanical properties, particularly elongation and toughness, of the alloy of the present invention can be obtained.

本発明に基づくダイカスト用非熱処理アルミニウム合金は、合金成分として、Si、Mg、Mn、Fe、Tiをそれぞれ所定範囲で含有するので、Mgの添加による固溶強化及びダイカストの鋳造後の自然時効により十分な強度が得られ、同時に、伸びに対して有害なFeを可能な限り低減してより優れた延性を確保することができ、さらにはTiの添加により初晶α(Al)相を微細化して高い強度と伸びを備えたダイカスト製品を得ることができるという優れた効果をもたらすものである。   The non-heat-treatable aluminum alloy for die casting according to the present invention contains Si, Mg, Mn, Fe, and Ti as alloy components in predetermined ranges, respectively, so that by solid solution strengthening by addition of Mg and natural aging after die casting is cast. Sufficient strength can be obtained, and at the same time, Fe, which is harmful to elongation, can be reduced as much as possible to ensure better ductility, and the addition of Ti refines the primary α (Al) phase. This provides an excellent effect that a die-cast product having high strength and elongation can be obtained.

本発明に基づくさらに好ましいダイカスト用非熱処理アルミニウム合金は、上記のダイカスト用非熱処理アルミニウム合金において、Tiの含有量を、さらに0.10質量%〜0.20質量%の範囲に限定して、初晶α(Al)相をさらに微細化して一層高い強度と伸びを備えたダイカスト製品を得ることができる。   A more preferable non-heat treated aluminum alloy for die casting according to the present invention is the above-described non-heat treated aluminum alloy for die casting, wherein the Ti content is further limited to a range of 0.10 mass% to 0.20 mass%, and the primary crystal α (Al ) The phase can be further refined to obtain a die cast product having higher strength and elongation.

本発明に基づく他のダイカスト用非熱処理アルミニウム合金は、Tiの含有量を0.05質量%〜0.20質量%の範囲に限定し、さらに質量比で0.001質量%〜0.10質量%のBを含み、また、本発明に基づくさらに他のダイカスト用非熱処理アルミニウム合金は質量比で0.05質量%〜0.30質量%のZrを含むことによって、初晶α(Al)相を微細化して高い強度と伸びを備えたダイカスト製品を得ることができる。   Other non-heat-treatable aluminum alloys for die casting according to the present invention, the Ti content is limited to the range of 0.05 mass% to 0.20 mass%, and further contains 0.001 mass% to 0.10 mass% B in mass ratio, Still another non-heat-treatable aluminum alloy for die casting based on the present invention contains 0.05 mass% to 0.30 mass% of Zr in a mass ratio, thereby miniaturizing the primary α (Al) phase and providing high strength and elongation. You can get a product.

本発明が提供するアルミニウムダイカスト製品の製造方法は、上記のアルミニウム合金の鋳造に際して、高真空ダイカスト法を用いることで、特に伸びや靭性に優れたアルミニウムダイカスト製品を得ることができる。   The method for producing an aluminum die-cast product provided by the present invention can provide an aluminum die-cast product particularly excellent in elongation and toughness by using a high-vacuum die-casting method when casting the aluminum alloy.

本発明が提供するアルミニウムダイカスト製品は、上記アルミニウムダイカスト製品の製造方法によるものであり、ダイカスト鋳造後に溶体化処理を施す事無く、優れた機械的性質を備えたダイカスト製品を得ることができる。   The aluminum die-cast product provided by the present invention is based on the above-described method for producing an aluminum die-cast product, and a die-cast product having excellent mechanical properties can be obtained without performing a solution treatment after die casting.

以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。   The present invention will be specifically described below based on examples.

[試験1]
表1に示す組成のアルミニウム合金を750°Cで溶製した後、介在物の除去と脱ガスを目的として、アルゴンガスによるバブリング処理を実施した。

Figure 2005082865
[Test 1]
An aluminum alloy having the composition shown in Table 1 was melted at 750 ° C., and then bubbling with argon gas was performed for the purpose of removing inclusions and degassing.
Figure 2005082865

次に、溶製したアルミニウム合金材料を720°Cの温度までそれぞれ自然冷却した後、鋳物の製品部が図1に示すような形状となる鉄製の鋳造割れ評価用鋳型に重力鋳造を行った。   Next, after the molten aluminum alloy material was naturally cooled to a temperature of 720 ° C., gravity casting was performed on an iron casting cracking evaluation mold having a shape as shown in FIG.

そして、重力鋳造後に、得られた鋳物の温度が100°C以下程度となるまで当該鋳型中で冷却を行い、図2に示すような位置に発生した割れの数を調査することによって、これらアルミニウム合金の鋳造割れに関する性能(耐鋳造割れ性)を評価した。このときの割れの数を合金中のSi含有量に対して整理した結果を図3に示す。   Then, after gravity casting, these aluminums are cooled by cooling in the mold until the temperature of the obtained casting is about 100 ° C. or less, and by investigating the number of cracks generated at positions as shown in FIG. The performance (cast crack resistance) related to casting cracking of the alloy was evaluated. The result of arranging the number of cracks at this time with respect to the Si content in the alloy is shown in FIG.

図3は、Siの添加量の増加に伴って割れの数が抑制されて耐鋳造割れ性が改善されることを示している。   FIG. 3 shows that the number of cracks is suppressed and the cast crack resistance is improved as the amount of Si added is increased.

図3によれば、本発明の実施例はいずれも鋳造割れがまったく発生していない。これに対して、比較例1と2では鋳造割れが発生しており、鋳造性に問題があることが示されている。比較例3と4については、鋳造割れが発生していないので、鋳造性に関しては良好な性能を有しているということができる。しかし、後に述べるように、比較例3と4は伸びが不十分であるために、結果的に鋳造材として所望の特性を有すると評価することはできない。   According to FIG. 3, none of the embodiments of the present invention has any casting cracks. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, a casting crack has occurred, indicating that there is a problem in castability. About Comparative Examples 3 and 4, since the casting crack has not generate | occur | produced, it can be said that it has favorable performance regarding castability. However, as will be described later, since Comparative Examples 3 and 4 are insufficiently stretched, it cannot be evaluated that the resulting cast material has desired characteristics.

[試験2]
上述の実施例と同様に、表2に示す組成のアルミニウム合金を750°Cで溶製した後、介在物の除去と脱ガスを目的としてアルゴンガスバブリング処理を実施した。表2に示した実施例の組成は、何れも表1に示した実施例の組成とは異なるが、表2に示した比較例の6と7は、表1に示した比較例の3と4と同一であることに注意されたい。

Figure 2005082865
[Test 2]
In the same manner as in the above-described examples, an aluminum alloy having the composition shown in Table 2 was melted at 750 ° C., and then an argon gas bubbling treatment was performed for the purpose of removing inclusions and degassing. The compositions of the examples shown in Table 2 are different from the compositions of the examples shown in Table 1, but the comparative examples 6 and 7 shown in Table 2 are the same as the comparative examples 3 and 3 shown in Table 1. Note that it is the same as 4.
Figure 2005082865

次に、型締め力320トンの高真空ダイカスト装置を使用し、金型に粉体離型剤を塗布した後、鋳造圧力60Mpa、高速射出速度3.5m、スリーブ内真空度0.96気圧、真空バルブ部の真空度0.95気圧の条件で各アルミニウム合金のダイカスト鋳造を実施した。なお、鋳造時の溶湯温度は680°Cであり、鋳造に使用した金型の製品形状は、50mm×130mm×2mmの平板状とした。   Next, using a high vacuum die casting machine with a clamping force of 320 tons and applying a powder release agent to the mold, casting pressure 60Mpa, high injection speed 3.5m, in-sleeve vacuum 0.96 atm, vacuum valve part Each aluminum alloy was die-cast under the conditions of a vacuum degree of 0.95 atm. The molten metal temperature during casting was 680 ° C., and the product shape of the mold used for casting was a flat plate of 50 mm × 130 mm × 2 mm.

その後、上記平板ダイカスト材のそれぞれからJIS No. 13B号引張試験片を切り出し、静的引張試験に供した。   Thereafter, a JIS No. 13B tensile test piece was cut out from each of the above plate die-cast materials and subjected to a static tensile test.

上記試験の結果を表3に示す。

Figure 2005082865
The results of the above test are shown in Table 3.
Figure 2005082865

表3は、本発明に基づく合金を使用したアルミニウムダイカスト材が優れた機械的性質を有することを示すものである。これは、MgとMnの添加による固溶強化及びMgとSiの添加による析出強化による強度向上と、Feを可能な限り低減するとともにMnを添加することによりFeの悪影響を最小限にとどめていることによる伸びの向上によるものと考えられる。さらには、Ti、Ti+B、あるいはZrの添加による機械的性質の向上が確認された。   Table 3 shows that the aluminum die cast material using the alloy according to the present invention has excellent mechanical properties. This is due to solid solution strengthening due to the addition of Mg and Mn and strength improvement due to precipitation strengthening due to the addition of Mg and Si, while reducing Fe as much as possible and minimizing the adverse effects of Fe by adding Mn. This is thought to be due to an increase in elongation. Furthermore, the improvement of mechanical properties by adding Ti, Ti + B, or Zr was confirmed.

ダイカスト用のアルミニウム合金からなる鋳造製品は耐力と伸びのバランスが優れていることが必要であるが、特に、ダイカスト製品を自動車のサスペンションアーム、サブフレームまたはサスペンションのリンク部品として使用することを考慮すると、120MPa以上の耐力と10%以上の伸びが確保されていることが重要である。この点について考慮すると、表3に示した本発明の実施例はいずれも必要な特性を有するものであり、比較例はいずれも耐力については優れているものの伸びが不十分である。   Cast products made of aluminum alloys for die casting need to have a good balance between proof stress and elongation, especially considering the use of die casting products as automotive suspension arms, subframes or suspension link parts It is important that a yield strength of 120 MPa or more and an elongation of 10% or more are secured. Considering this point, all of the examples of the present invention shown in Table 3 have the necessary characteristics, and all of the comparative examples are excellent in yield strength but insufficient in elongation.

表3に示した引張試験結果を、含有するMgの量とSiの量との比との関係で整理したものが図4である。図4に示されているように、Mgの量とSiの量との比(Mgの質量/Siの質量)が0.1〜0.5の範囲では、優れた強度と伸びが安定して認められた。しかし、この範囲であっても、Siの量が5質量%を超えると伸びが著しく低下していることが分かる。   FIG. 4 shows the results of the tensile test shown in Table 3 arranged in relation to the ratio between the amount of Mg contained and the amount of Si. As shown in FIG. 4, excellent strength and elongation were stably observed when the ratio of Mg amount to Si amount (Mg mass / Si mass) was in the range of 0.1 to 0.5. However, even within this range, it can be seen that the elongation is significantly reduced when the amount of Si exceeds 5% by mass.

図4において、比較例5は、耐力が143MPa、伸びが13.4%であるために、これらの値を見る限り上述の所望の特性を有しているかのように見える。しかし、比較例5は、Si:1.0、Mg:2.4を含有し、Mgの量とSiの量との比は2.4である。この値は、表1の比較例1にほぼ相当するものであり、図3に示す鋳造割れ試験の結果は、比較例5には多くの鋳造割れが生じることを示している。したがって、比較例5もまた所望の特性を有するものではない。   In FIG. 4, since the proof stress is 143 MPa and the elongation is 13.4%, the comparative example 5 seems to have the above-mentioned desired characteristics as far as these values are seen. However, Comparative Example 5 contains Si: 1.0 and Mg: 2.4, and the ratio of the amount of Mg and the amount of Si is 2.4. This value substantially corresponds to Comparative Example 1 in Table 1, and the result of the casting crack test shown in FIG. 3 shows that many casting cracks are generated in Comparative Example 5. Therefore, Comparative Example 5 also does not have desired characteristics.

鋳造割れ評価用の鋳型を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the casting_mold | template for casting crack evaluation. 鋳造割れの発生状況を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the generation | occurrence | production state of a casting crack. 合金中のSi含有量と鋳造割れの数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Si content in an alloy, and the number of casting cracks. 引張試験結果と含有するMgの量とSiの量との比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ratio of the tensile test result and the amount of Mg contained and the amount of Si.

符号の説明Explanation of symbols

10 鋳造割れ評価用の鋳型
20 鋳造割れ
10 Mold for casting crack evaluation 20 Cast crack

Claims (6)

含有するMgとSiの質量比が0.1以上かつ0.5以下で、Si:3.5質量%〜5.0質量%、Mg:0.35質量%〜2.5質量%、Mn:0.3質量%〜1.5質量%、Fe:0.15質量%以下、Ti:0.20質量%以下を含み、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるダイカスト用非熱処理アルミニウム合金。   The mass ratio of Mg and Si contained is 0.1 or more and 0.5 or less, Si: 3.5 mass% to 5.0 mass%, Mg: 0.35 mass% to 2.5 mass%, Mn: 0.3 mass% to 1.5 mass%, Fe: 0.15 mass Non-heat-treatable aluminum alloy for die casting containing not more than%, Ti: 0.20% by mass or less, and remaining aluminum and inevitable impurities. Ti含有量が0.10質量%以上であることを特徴とする請求項1に記載のダイカスト用非熱処理アルミニウム合金。    The non-heat-treatable aluminum alloy for die casting according to claim 1, wherein the Ti content is 0.10% by mass or more. 含有するMgとSiの質量比が0.1以上かつ0.5以下で、Si:3.5質量%〜5.0質量%、Mg:0.35質量%〜2.5質量%、Mn:0.3質量%〜1.5質量%、Fe:0.15質量%以下、Ti:0.05質量%〜0.20質量%を含み、且つ、B:0.001質量%〜0.10質量%またはZr:0.05質量%〜0.30質量%の何れか1つ又は2つを含み、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるダイカスト用非熱処理アルミニウム合金。    The mass ratio of Mg and Si contained is 0.1 or more and 0.5 or less, Si: 3.5 mass% to 5.0 mass%, Mg: 0.35 mass% to 2.5 mass%, Mn: 0.3 mass% to 1.5 mass%, Fe: 0.15 mass % Or less, Ti: 0.05% by mass to 0.20% by mass, and B: 0.001% by mass to 0.10% by mass or Zr: 0.05% by mass to 0.30% by mass, any one or two, and the balance aluminum and Non-heat treated aluminum alloy for die casting made of inevitable impurities. 請求項1ないし3の何れかに記載されたダイカスト用非熱処理アルミニウム合金溶湯を、高真空ダイカスト法によって鋳造するアルミニウムダイカスト製品の製造方法。   The manufacturing method of the aluminum die-cast product which casts the non-heat-treatment aluminum alloy molten metal for die-casting as described in any one of Claim 1 thru | or 3 by a high vacuum die-casting method. 請求項4に記載の方法で製造されたアルミニウムダイカスト製品。   An aluminum die-cast product manufactured by the method according to claim 4. 自動車のサスペンションアーム、サブフレームまたはサスペンションのリンク部品であることを特徴とする請求項5に記載のアルミニウムダイカスト製品。   6. The aluminum die-cast product according to claim 5, wherein the aluminum die-cast product is an automobile suspension arm, subframe or suspension link part.
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