JP2005133103A - Method for heat-treating aluminum alloy material - Google Patents

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JP2005133103A JP2003366773A JP2003366773A JP2005133103A JP 2005133103 A JP2005133103 A JP 2005133103A JP 2003366773 A JP2003366773 A JP 2003366773A JP 2003366773 A JP2003366773 A JP 2003366773A JP 2005133103 A JP2005133103 A JP 2005133103A
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正登 佐々木
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美代志 神長
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment method which shortens treatment time, reduces energy consumption and secures an adequate hardness of an aluminum alloy casting. <P>SOLUTION: An objective method includes the first step of casting an aluminum alloy material in a casting machine; the second step of rapidly heating a cast piston to about 520°C which is in the vicinity of an eutectic point (530°C) temperature, with a high-heat gas that has flowed into a heating chamber from a heat-generating device and circulates therein; and the third step of holding each rapidly temperature-raised piston at about 520°C for about 3 minutes in a holding chamber in which the atmospheric temperature is controlled by a cooling fan device. The method subsequently includes the fourth step of rapidly cooling the piston by taking it out from the holding chamber and charging it into a cooling water tank; and then, the fifth step of charging the rapidly cooled piston inside an aging furnace, and aging it at a predetermined temperature for a predetermined period of time. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば自動車の部品であるピストンなどのアルミニウム合金材を鋳造した後の機械的性質を変化させる熱処理方法に関する。   The present invention relates to a heat treatment method for changing mechanical properties after casting an aluminum alloy material such as a piston which is a part of an automobile.

この種、アルミニウム合金材(Al−Si系)の熱処理方法としては、従来から種々の方法が提供されており、その1つとして以下の特許文献1に記載されたものが知られている。   As a heat treatment method of this kind, an aluminum alloy material (Al—Si system), various methods have been conventionally provided, and one of them is described in Patent Document 1 below.

この発明は、JIS−AC4CHのAl−Si系のアルミニウム合金を鋳造し、この鋳物を共晶点577℃直下の570℃において急速に昇温し、該共晶点近傍に到達した後に急冷して溶体化処理を行い、その後、145℃において各種の時効処理時間だけ時効化処理を行うようになっている。   The present invention casts a JIS-AC4CH Al—Si based aluminum alloy, rapidly raises the casting at 570 ° C. immediately below the eutectic point of 577 ° C., and rapidly cools after reaching the vicinity of the eutectic point. Solution treatment is performed, and thereafter, aging treatment is performed at 145 ° C. for various aging treatment times.

これによって、短時間で溶体化処理を行うことができ、生産性が高くなると共に、エネルギー消費量も減少する。
特開平7−310150号公報
As a result, the solution treatment can be performed in a short time, the productivity is increased, and the energy consumption is also reduced.
JP 7-310150 A

しかしながら、前記従来の熱処理方法にあっては、具体的な熱処理条件などが不明であり、例えば鋳造後の溶体化処理における昇温させるまでの保持温度や昇温の保持時間などが短いものほど良いとしているだけ不明な点が多く、実施例にしたがって熱処理したとしても、アルミニウム合金材がグラフの実験結果に記載されているような十分な硬度が得られないおそれがある。   However, in the conventional heat treatment method, the specific heat treatment conditions and the like are unclear, and for example, the shorter the holding temperature until the temperature is raised in the solution treatment after casting, the shorter the temperature holding time, and the like are better. However, even if heat treatment is performed according to the examples, there is a possibility that the aluminum alloy material may not have sufficient hardness as described in the experimental results of the graph.

そこで、本発明は熱処理方法の具体的な条件下の基に、処理時間の短縮化とエネルギー消費を抑制しつつアルミニウム合金鋳造品の十分な硬度を確保できる熱処理方法を提供するものである。   Therefore, the present invention provides a heat treatment method capable of ensuring sufficient hardness of an aluminum alloy cast product while shortening the treatment time and suppressing energy consumption based on the specific conditions of the heat treatment method.

本発明は、前記従来のアルミニウム合金材の熱処理方法の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項1に記載の発明は、アルミニウム合金材を鋳造した後に、該鋳造品の温度が300℃以上の状態から共晶点近傍まで昇温させ、その温度で約3分間以上保持し、その後、鋳造品を急冷することによって溶体化処理を行い、その後、時効処理を行うことを特徴としている。   The present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional heat treatment method for an aluminum alloy material, and the invention according to claim 1 is characterized in that the temperature of the cast product is reduced after casting the aluminum alloy material. It is characterized in that the temperature is raised from 300 ° C. or higher to the vicinity of the eutectic point, held at that temperature for about 3 minutes or more, and then a solution treatment is performed by quenching the cast product, followed by an aging treatment Yes.

この発明によれば、鋳造した後、300℃以下になる前に、共晶点近傍まで昇温させるようにしたため、昇温エネルギーの消費を十分に抑制することが可能になる。   According to the present invention, since the temperature is raised to the vicinity of the eutectic point after casting and before the temperature becomes 300 ° C. or lower, consumption of temperature rising energy can be sufficiently suppressed.

しかも、共晶点近傍まで昇温させた後、その温度を約3分間維持させると共に、その後の急冷処理によって、全体の処理時間が短くなるので、アルミニウム合金の鋳造品の生産性が向上すると共に、機械的性質の変化により高硬度化が可能になる。   Moreover, after raising the temperature to the vicinity of the eutectic point, the temperature is maintained for about 3 minutes, and the subsequent rapid cooling treatment shortens the overall treatment time, thereby improving the productivity of aluminum alloy castings. The hardness can be increased by changing the mechanical properties.

請求項2に記載の発明は、前記共晶点近傍までの昇温時間を、前記鋳造品の内部に含有されたシリコン粒子にエッジが残留している程度の時間内に設定したことを特徴としている。   The invention according to claim 2 is characterized in that the temperature raising time to the vicinity of the eutectic point is set within a time period in which an edge remains in the silicon particles contained in the cast product. Yes.

この発明によれば、鋳造品に含有されたシリコン粒子の円形度係数が大きくならずに、エッジが残された状態になることから、アルミニウムに対するシリコンの占める面積が大きくなって、耐摩耗性の向上が図れる。   According to this invention, since the circularity coefficient of the silicon particles contained in the cast product is not increased and the edge is left, the area occupied by silicon with respect to aluminum increases, and wear resistance is improved. Improvement can be achieved.

請求項3に記載の発明は、前記アルミニウム合金材を鋳造する鋳造機と溶体化処理をする溶体化炉とを近傍に配置して連続熱処理を行うことを特徴としている。   The invention described in claim 3 is characterized in that a continuous heat treatment is performed by arranging a casting machine for casting the aluminum alloy material and a solution furnace for solution treatment in the vicinity.

この発明によれば、鋳造機と溶体化炉との間が近接していることから、前記鋳造後から溶体化炉までのアルミニウム合金鋳造品の移動時間が短くなる。したがって、アルミニウム合金鋳造品の300℃以上の温度を維持したまま前記溶体化炉内に移動させることができる。換言すれば、鋳造機から溶体化炉まで、何らの加熱機を用いずに温度を確保することができるので、処理作業の向上と処理コストの低減化が図れる。   According to this invention, since the casting machine and the solution furnace are close to each other, the movement time of the aluminum alloy cast product from the casting to the solution furnace is shortened. Therefore, the aluminum alloy casting can be moved into the solution furnace while maintaining a temperature of 300 ° C. or higher. In other words, since the temperature can be secured from the casting machine to the solution furnace without using any heating machine, the processing work can be improved and the processing cost can be reduced.

以下、本発明に係るアルミニウム合金材の熱処理方法の実施形態及び実施例を図面に基づいて詳述する。なお、各実施形態に供されるアルミニウム合金の鋳造品は、内燃機関のピストンに適用したものである。   Hereinafter, embodiments and examples of a heat treatment method for an aluminum alloy material according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the cast of aluminum alloy provided for each embodiment is applied to a piston of an internal combustion engine.

まず、熱処理方法を実施する熱処理装置について、図1に基づいて説明する。   First, a heat treatment apparatus for performing a heat treatment method will be described with reference to FIG.

この熱処理装置は、アルミニウム合金材の鋳造から溶体化処理及び時効化処理までの一連の処理作業がロボットによって連続して行われ、各ライン設備はロボットアームの届く距離の範囲内に設置されている。   In this heat treatment apparatus, a series of processing operations from casting of an aluminum alloy material to solution treatment and aging treatment are continuously performed by a robot, and each line facility is installed within a range reachable by the robot arm. .

すなわち、鋳造機1の近傍に溶体化炉2が配置され、該溶体化炉2の鋳造機1と反対側の近傍位置に冷却用水槽3が配置されていると共に、この冷却用水槽3の近傍に高速時効化炉15が配置されている。   That is, the solution furnace 2 is disposed in the vicinity of the casting machine 1, and the cooling water tank 3 is disposed in the vicinity of the solution furnace 2 on the side opposite to the casting machine 1, and in the vicinity of the cooling water tank 3. A high-speed aging furnace 15 is arranged.

前記鋳造機1は、図外の油圧ユニットによって作動し、この油圧ユニットの油圧源などが制御盤によって制御されている。   The casting machine 1 is operated by a hydraulic unit (not shown), and the hydraulic source of the hydraulic unit is controlled by a control panel.

前記溶体化炉2は、図示のようにボックス状の炉体4の内部が仕切扉4a〜4cを介して昇温室5と後工程の保持室6とに分離隔成され、前記炉体4内には、鋳造機1によって鋳造されたアルミニウム合金材からなる個々のピストン鋳造品7を前記昇温室5と保持室6内に連続的に案内するコンベア式の搬送機8が水平方向に貫通配置されている。また、炉体4の下部内には、前記昇温室5と保持室6内のピストン鋳造品7を加熱するヒータ9、10が設けられている。   As shown in the figure, the solution furnace 2 has a box-shaped furnace body 4 in which the inside of the furnace body 4 is separated and separated into a temperature raising chamber 5 and a holding chamber 6 in a subsequent process via partition doors 4a to 4c. A conveyor type conveyor 8 for continuously guiding individual piston castings 7 made of an aluminum alloy material cast by the casting machine 1 into the temperature raising chamber 5 and the holding chamber 6 is disposed in a horizontal direction. ing. In addition, heaters 9 and 10 are provided in the lower portion of the furnace body 4 for heating the temperature rising chamber 5 and the piston casting 7 in the holding chamber 6.

前記搬送機8は、前端部8aが鋳造機1の近傍まで延びている一方、後端部8bが前記冷却用水槽3の上方位置まで延出している。   The transport device 8 has a front end portion 8 a extending to the vicinity of the casting machine 1, and a rear end portion 8 b extending to a position above the cooling water tank 3.

また、前記炉体4の前端側には、監視手段である2つの非接触型の放射温度計11a、11bが設けられており、この放射温度計11a、11bは、搬送機8上に載せられた鋳造直後及び昇温室5内のピストン鋳造品7の温度を検出するようになっている。   Further, two non-contact type radiation thermometers 11a and 11b serving as monitoring means are provided on the front end side of the furnace body 4, and these radiation thermometers 11a and 11b are mounted on the carrier 8. The temperature of the piston casting product 7 immediately after casting and in the heating chamber 5 is detected.

前記昇温室5は、炉体4の上部に設けられた熱発生機12からダクト装置13を介して高温流体である高温ガスが供給されて、内部に案内されたピストン鋳造品7を急速に加熱するようになっている。   The heating chamber 5 is supplied with a high-temperature gas, which is a high-temperature fluid, from a heat generator 12 provided in the upper part of the furnace body 4 via a duct device 13, and rapidly heats the piston casting 7 guided inside. It is supposed to be.

前記保持室6は、炉体4の上部に設けられた冷却ファン装置14のファン14aの駆動によって内部に案内された複数のアルミニウム合金材7を所定温度まで加熱及び冷却保持するようになっている。   The holding chamber 6 is configured to heat and cool a plurality of aluminum alloy materials 7 guided to the inside by driving a fan 14a of a cooling fan device 14 provided on the top of the furnace body 4 to a predetermined temperature. .

前記冷却用水槽3には、温度がほぼ40℃〜90℃の水Wが貯留されており、前記保持室6から排出されて内部に投入されたピストン鋳造品7を急速に冷却するようになっている。   In the cooling water tank 3, water W having a temperature of approximately 40 ° C. to 90 ° C. is stored, and the piston casting product 7 discharged from the holding chamber 6 and introduced into the interior is rapidly cooled. ing.

前記高速時効化炉15は、前記冷却用水槽3内で冷却された多くのピストン鋳造品7を内部にまとめて収容し、約200℃の温度で約2時間かけて時効化するようになっている。   The high-speed aging furnace 15 collectively accommodates many piston castings 7 cooled in the cooling water tank 3 and aged at a temperature of about 200 ° C. for about 2 hours. Yes.

まず、アルミニウム合金材としては、JIS AC8A、Al−Si系の合金材を用い、試料の成分組成はSiが11.1重量%、Cuが1.1重量%、Niが1.2重量%、Feが0.4重量%。Mnが0.03重量%、Tiが0.04重量%、Znが0.04重量%にそれぞれ設定した。   First, as the aluminum alloy material, JIS AC8A, an Al—Si based alloy material is used, and the composition of the sample is 11.1% by weight for Si, 1.1% by weight for Cu, 1.2% by weight for Ni, Fe is 0.4% by weight. Mn was set to 0.03% by weight, Ti was set to 0.04% by weight, and Zn was set to 0.04% by weight.

このアルミニウム合金材を、図2に示すように、前記鋳造機1において鋳造し(第1工程)、凝固完了後に、金型からピストン鋳造品7をロボットによって取り出し、黒体塗料を塗布した後、前記搬送機8の前端部8a上に載置する。このとき、第1放射温度計11aによってピストン鋳造品7の温度を検出する。この検出結果、300℃以上であると判断した場合は、そのまま扉4aを開いて搬送機8によって昇温室5内に送り出されるが、万一、何等かの原因で、300℃以下に低下しているものは、ロボットによって搬送機8から取り外される。   As shown in FIG. 2, the aluminum alloy material is cast in the casting machine 1 (first step), and after solidification is completed, the piston cast product 7 is taken out from the mold by a robot, and after applying a black body paint, It is placed on the front end portion 8a of the conveyor 8. At this time, the temperature of the piston casting 7 is detected by the first radiation thermometer 11a. As a result of the detection, if it is determined that the temperature is 300 ° C. or higher, the door 4a is opened as it is, and is sent into the temperature raising chamber 5 by the transfer device 8, but for some reason, the temperature drops to 300 ° C. or lower. What is present is removed from the conveyor 8 by the robot.

次に、搬送機8によって前記昇温室5に搬送されたピストン鋳造品7は、同じく第2放射温度計11bによってその温度が検出されるが、この場合も万一、何等かの理由で、300℃以下に低下しているものは、ロボットによって昇温室5から取り外される。しかし、通常は、鋳造機1から昇温室5までの距離が短いため、ピストン鋳造品7は、図3の温度変化グラフに示すように、約420℃程度の温度が維持されている。   Next, the temperature of the piston casting product 7 conveyed to the temperature raising chamber 5 by the conveyor 8 is similarly detected by the second radiation thermometer 11b. In this case, for some reason, 300 What has fallen below ℃ is removed from the temperature raising chamber 5 by the robot. However, since the distance from the casting machine 1 to the heating chamber 5 is usually short, the piston casting product 7 is maintained at a temperature of about 420 ° C. as shown in the temperature change graph of FIG.

そして、昇温室5内では、ピストン鋳造品7が、熱発生機12からダクト装置12aを介して内部に流入循環した高熱ガスによって、共晶点(P)近傍の約520℃までに急速に加熱される(第2工程)。つまり、AC8Aの共晶温度は約530℃であるから、その近傍まで加熱した。   In the heating chamber 5, the piston casting 7 is rapidly heated to about 520 ° C. near the eutectic point (P) by the high-temperature gas flowing in and circulating from the heat generator 12 through the duct device 12 a. (Second step). That is, since the eutectic temperature of AC8A is about 530 ° C., it was heated to the vicinity thereof.

その後、急速に約520℃の温度に到達すると、搬送機8によって扉4bを介して保持室6内に案内される。ここでは、冷却ファン装置14によって内部の熱気が攪拌されて雰囲気温度が均一になるように制御されながら、約3分間、各ピストン鋳造品7がそれぞれ約520℃の温度に保持される(第3工程)。なお、520℃までの昇温時間は、前記ピストン鋳造品7の内部に含有されたシリコン粒子Siにエッジが残留している程度の時間内に設定してある。   Thereafter, when the temperature rapidly reaches about 520 ° C., the carrier 8 guides the holding chamber 6 through the door 4b. Here, while the internal hot air is agitated by the cooling fan device 14 and controlled so that the ambient temperature becomes uniform, each piston casting product 7 is held at a temperature of about 520 ° C. for about 3 minutes (third). Process). In addition, the temperature raising time up to 520 ° C. is set within a time such that an edge remains in the silicon particles Si contained in the piston casting 7.

続いて、ピストン鋳造品7は、搬送機8によって保持室6から冷却用水槽3内に一定の姿勢で投入されて、ここで、急速に冷却される(第4工程)。   Subsequently, the piston casting product 7 is introduced into the cooling water tank 3 from the holding chamber 6 by the transport device 8 in a fixed posture, and is rapidly cooled here (fourth step).

なお、この実施例では、前記第2工程の昇温開始から第4工程までの急冷による温度低下までの溶体化時間は、図3に示すように、約10〜15分に設定されている。   In this example, the solution treatment time from the start of temperature increase in the second step to the temperature decrease due to rapid cooling from the fourth step is set to about 10 to 15 minutes as shown in FIG.

その後、急冷却されたピストン鋳造品7を、時効化炉15内に投入し、ここで、約200℃の温度で約1.5時間の時効化処理を行った(第5工程)。   Thereafter, the rapidly cooled piston casting product 7 was put into an aging furnace 15, where an aging treatment was performed at a temperature of about 200 ° C. for about 1.5 hours (fifth step).

図4はピストン鋳造品7の前記溶体化処理における第2工程の昇温開始温度(℃)と溶体化時間とを変化させて、ピストン鋳造品7の硬度(HRB)を実験により測定したグラフである。   FIG. 4 is a graph in which the hardness (HRB) of the piston casting product 7 is experimentally measured by changing the temperature rise start temperature (° C.) and solution treatment time in the second step in the solution treatment of the piston casting product 7. is there.

この実験では、ピストン鋳造品7の成分組成は、前述と同じであり、また第2工程の昇温は約520℃に設定した。また、溶体化時間は、従来の技術と同じく0分と、2分、3分、5分、10分、20分の時間に分けて測定した。   In this experiment, the component composition of the piston casting 7 was the same as described above, and the temperature increase in the second step was set to about 520 ° C. Further, the solution treatment time was measured by dividing into 0 minutes, 2 minutes, 3 minutes, 5 minutes, 10 minutes, and 20 minutes as in the conventional technique.

なお、前記溶体化処理時間は、前記第2工程で約520℃の温度に達した時点から第4工程の急速冷却(水焼き入れ)までの時間とした。また、時効条件としては、200℃の温度で、約6時間に設定した。   The solution treatment time was the time from when the temperature reached about 520 ° C. in the second step to rapid cooling (water quenching) in the fourth step. As aging conditions, the temperature was set to 200 ° C. and about 6 hours.

この実験によれば、昇温室5内でのピストン鋳造品7の昇温を200℃付近から加熱すると、殆どの場合、溶体化温度での溶質原子の拡散が遅れることを見出した。   According to this experiment, it has been found that in most cases, when the temperature of the piston casting 7 in the temperature raising chamber 5 is heated from around 200 ° C., diffusion of solute atoms at the solution temperature is delayed.

これに対して、300℃以上の昇温開始温度にすると、溶質原子の拡散速度の低下がなくなることがわかり、また少なくとも525℃に昇温された状態を少なくとも3分間保持するとピストン鋳造品7の機械的性質が変わって、硬度が79〜79.7の十分な硬度が得られることがわかった。   On the other hand, when the temperature rising start temperature is set to 300 ° C. or higher, it is found that the diffusion rate of solute atoms does not decrease, and when the temperature raised to at least 525 ° C. is maintained for at least 3 minutes, It was found that sufficient hardness of 79-79.7 was obtained by changing the mechanical properties.

また、昇温開始温度が100℃の場合であっても、300℃と同じ程度の硬度が得られることがわかるが、この冷却温度までに時間か掛かるばかりか、この温度から520℃までの昇温時間が長くなる。このため、熱エネルギー損失が大きくなってしまう。   In addition, even when the temperature rise start temperature is 100 ° C., it can be seen that the same degree of hardness as 300 ° C. can be obtained. Warm time becomes longer. For this reason, a heat energy loss will become large.

また、前記実施例の場合のように、昇温開始温度が400℃以上であれば、図4に示すように、従来の0時間以外の溶体化処理時間は硬度が79.5以上になるばかりか、520℃までの昇温時間が短くなることから、熱エネルギーの損失を十分に抑制することが可能になる。   Further, as in the case of the above-described example, when the temperature rising start temperature is 400 ° C. or higher, as shown in FIG. 4, the conventional solution treatment time other than 0 hours only has a hardness of 79.5 or higher. Or since the temperature rising time to 520 ° C. is shortened, it is possible to sufficiently suppress the loss of heat energy.

しかも、この実施例では、前述のように、第3工程において、共晶点近傍の520℃まで昇温させた後、その温度を約3分間維持させるようになっていることから、機械的性質の変化により高硬度化が可能になることは、図4からも明らかである。   Moreover, in this example, as described above, in the third step, after the temperature is raised to 520 ° C. near the eutectic point, the temperature is maintained for about 3 minutes. It is clear from FIG. 4 that the hardness can be increased by changing the thickness.

さらに、第3工程での前記520℃までの昇温時間を、前記アルミニウム合金材の内部に含有されたシリコン粒子Siにエッジが残留している程度の時間内に設定してあるので、ピストン鋳造品7に含有されたシリコン粒子の円形度係数が大きくならずに、エッジが残された状態になることから、アルミニウムに対するシリコンの占める面積が大きくなって、耐摩耗性の向上が図れる。   Further, the temperature raising time up to 520 ° C. in the third step is set within a time period in which an edge remains in the silicon particles Si contained in the aluminum alloy material. Since the circularity coefficient of the silicon particles contained in the product 7 is not increased and the edge is left, the area occupied by silicon with respect to aluminum is increased, and the wear resistance can be improved.

また、前記鋳造機1と溶体化炉2とを近傍に配置して連続的に熱処理を行うようにしたので、前記鋳造後から溶体化炉2までのピストン鋳造品7の移動時間が短くなる。したがって、ピストン鋳造品7を420℃以上の温度を維持したまま前記昇温室5内に移動させることができる。換言すれば、鋳造機1から溶体化炉2まで、何らの加熱機を用いずに温度を確保することができるので、処理作業の向上と処理コストの低減化が図れる。   In addition, since the casting machine 1 and the solution furnace 2 are arranged in the vicinity and the heat treatment is continuously performed, the moving time of the piston casting 7 from the casting to the solution furnace 2 is shortened. Therefore, the piston casting product 7 can be moved into the heating chamber 5 while maintaining a temperature of 420 ° C. or higher. In other words, since the temperature can be secured from the casting machine 1 to the solution furnace 2 without using any heating machine, the processing work can be improved and the processing cost can be reduced.

また、と冷却水槽3と時効化炉15も近傍に連続的に配置したため、溶体化処理の冷却から時効処理を連続して行うことができるので、これらの熱処理時間も十分に短縮化することができる。   In addition, since the cooling water tank 3 and the aging furnace 15 are also continuously arranged in the vicinity, the aging treatment can be continuously performed from the cooling of the solution treatment, so that the heat treatment time can be sufficiently shortened. it can.

さらに、前記昇温室5内では、高温ガスによってピストン鋳造品7を加熱することから、該高熱ガスの流動により、ピストン鋳造品7に対する熱の回り速度が早くなると共に、昇温時間の短縮化が図れる。また冷却ファン装置14により保持室6内での流体ガスの積極的な攪拌効果によってピストン鋳造品7全体をさらに均一に加熱することが可能になる。   Furthermore, since the piston casting product 7 is heated by the high-temperature gas in the temperature raising chamber 5, the flow rate of heat to the piston casting product 7 is increased by the flow of the hot gas, and the temperature raising time is shortened. I can plan. Further, the piston casting product 7 as a whole can be heated more uniformly by the positive stirring effect of the fluid gas in the holding chamber 6 by the cooling fan device 14.

また、前記昇温室5内に搬送される個々のピストン鋳造品7の温度を放射温度計11a、11bによって検出し、300℃以下のものは昇温室5内あるいはその前で排除するようにしたため、昇温エネルギーの無駄な消費をより確実に抑制することができると共に、処理の短縮化をさらに図ることができる。また、温度監視によりピストン鋳造品7は共晶点温度を越えることがなくなるので、共晶融解が発生せず、十分な硬度を維持することができる。   Further, the temperature of the individual piston castings 7 conveyed into the temperature raising chamber 5 is detected by the radiation thermometers 11a and 11b, and those below 300 ° C. are excluded in or before the temperature raising chamber 5, Wasteful consumption of the temperature rising energy can be more reliably suppressed, and the processing can be further shortened. Further, since the piston casting product 7 does not exceed the eutectic point temperature by monitoring the temperature, eutectic melting does not occur and sufficient hardness can be maintained.

しかも、多くのピストン鋳造品7の全体温度を監視するのではなく、個々の温度を監視するため、温度管理精度を高めることができる。   In addition, the overall temperature of many piston castings 7 is not monitored, but the individual temperatures are monitored, so that the temperature management accuracy can be improved.

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
(1)前記溶体化炉を、急速昇温室と保持室の2つの室から構成し、前記急速昇温室では、アルミニウム合金材を設定温度まで高温流体によって加熱すると共に、前記保持室では、設定温度の高温流体によって温度を保持するようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアルミニウム合金材の熱処理方法。
The technical ideas other than the invention described in the claims, as grasped from the embodiment, will be described below.
(1) The solution furnace is composed of two chambers, a rapid heating chamber and a holding chamber. In the rapid heating chamber, the aluminum alloy material is heated to a set temperature with a high-temperature fluid, and in the holding chamber, the set temperature is set. The method for heat-treating an aluminum alloy material according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature is maintained by a high-temperature fluid.

この発明によれば、高温流体である高温ガスや熱風によって加熱することから、アルミニウム合金材に対する熱の回り速度が早くなるため昇温時間の短縮化が図れると共に、流体の攪拌効果によって全体を均一に加熱することが可能になる。
(2)前記鋳造されて前記溶体化炉に搬送される個々のアルミニウム合金材の温度を監視する監視手段を設け、該監視手段からの温度情報によってアルミニウム合金材が前記急速昇温炉内で共晶点を越えない温度に制御したことを特徴とする請求項(1)に記載のアルミニウム合金材の熱処理方法。
According to the present invention, since heating is performed with a high-temperature fluid such as a high-temperature fluid or hot air, the speed of heat with respect to the aluminum alloy material is increased, so that the temperature rise time can be shortened and the whole can be made uniform by the fluid stirring effect. It becomes possible to heat to.
(2) A monitoring means for monitoring the temperature of each aluminum alloy material that is cast and transported to the solution furnace is provided, and the aluminum alloy material is shared in the rapid heating furnace according to temperature information from the monitoring means. The method for heat treatment of an aluminum alloy material according to claim 1, wherein the temperature is controlled so as not to exceed a crystal point.

この発明によれば、温度監視によりアルミニウム合金鋳物の共晶点温度を越えることがなくなるので、共晶融解が発生せず、十分な硬度を維持することができる。   According to this invention, since the eutectic point temperature of the aluminum alloy casting is not exceeded by temperature monitoring, eutectic melting does not occur and sufficient hardness can be maintained.

しかも、鋳造されたアルミニウム合金鋳物の全体温度を監視するのではなく、個々の温度を監視するため、温度管理精度を高めることができる。
(3)前記溶体化炉内で溶体化したアルミニウム合金材を冷却する冷却水槽と、該冷却処理後に時効処理を行う時効化炉とを連続的に配置したことを特徴とする請求項1〜(2)のアルミニウム合金材の熱処理方法。
In addition, since the individual temperatures are monitored rather than monitoring the entire temperature of the cast aluminum alloy casting, the temperature management accuracy can be improved.
(3) A cooling water tank for cooling the aluminum alloy material solutionized in the solution furnace and an aging furnace for performing an aging treatment after the cooling treatment are continuously arranged. 2) Heat treatment method of aluminum alloy material.

この発明によれば、溶体化処理の昇温、冷却、また冷却から時効処理を連続して行うことができるので、これらの熱処理時間を十分に短縮化することができる。   According to the present invention, since the temperature raising and cooling of the solution treatment and the aging treatment can be continuously performed from the cooling, these heat treatment times can be sufficiently shortened.

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、温度監視手段としては、前記放射温度計11a、11bのように非接触型の他に、接触型のものであっても良い。   The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment. For example, the temperature monitoring means may be a contact type in addition to the non-contact type such as the radiation thermometers 11a and 11b. good.

本発明に係るアルミニウム合金材の熱処理方法に供される熱処理装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the heat processing apparatus provided to the heat processing method of the aluminum alloy material which concerns on this invention. 前記熱処理装置による熱処理工程を示すブロックである。It is a block which shows the heat processing process by the said heat processing apparatus. 前記熱処理装置による熱処理方法における処理時間と熱処理温度との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the processing time and the heat processing temperature in the heat processing method by the said heat processing apparatus. 実験で行われる昇温開始温度とピストン鋳造品の硬度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature rising start temperature performed in experiment, and the hardness of a piston casting product.

符号の説明Explanation of symbols

1…鋳造機
2…溶体化炉
3…冷却用水槽
4…炉体
5…昇温室
6…保持室
7…ピストン鋳造品
8…搬送機
9・10…ヒータ
11a、11b…放射温度計(監視手段)
12…熱発生装置
14…冷却ファン装置
15…時効化炉
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Casting machine 2 ... Solution furnace 3 ... Cooling water tank 4 ... Furnace body 5 ... Temperature raising chamber 6 ... Holding chamber 7 ... Piston casting 8 ... Conveyor 9 * 10 ... Heater 11a, 11b ... Radiation thermometer (monitoring means) )
12 ... Heat generating device 14 ... Cooling fan device 15 ... Aging furnace

Claims (3)

アルミニウム合金材を鋳造した後に、該鋳造品の温度が300℃以上の状態から共晶点近傍まで昇温させ、その温度で約3分間以上保持し、その後、鋳造品を急冷することによって溶体化処理を行い、その後、時効処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金材の熱処理方法。 After casting the aluminum alloy material, the temperature of the cast product is raised from near 300 ° C. to the vicinity of the eutectic point, held at that temperature for about 3 minutes or more, and then the cast product is rapidly cooled to form a solution. A heat treatment method for an aluminum alloy material, characterized by performing an aging treatment after the treatment. 前記共晶点近傍までの昇温時間を、前記鋳造品の内部に含有されたシリコン粒子にエッジが残留している程度の時間内に設定したことを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金材の熱処理方法。 2. The aluminum alloy according to claim 1, wherein the temperature raising time to the vicinity of the eutectic point is set within a time in which an edge remains in the silicon particles contained in the casting. Material heat treatment method. 前記アルミニウム合金材を鋳造する鋳造機と溶体化処理をする溶体化炉とを近傍に配置して連続熱処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のアルミニウム合金材の熱処理方法。
The heat treatment method for an aluminum alloy material according to claim 1 or 2, wherein a continuous heat treatment is performed by arranging a casting machine for casting the aluminum alloy material and a solution furnace for solution treatment in the vicinity.
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