JP2006007802A - Knuckle for automobile and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用ナックルおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an automobile knuckle and a method for manufacturing the same.
自動車用ナックルは、車輪を支持するベアリングとサスペンションとを連結する部品であり、適度な剛性と強度を兼ね備える必要がある。また、自動車用ナックルには、ベアリングを圧入などにより保持させるため、長期間の使用によるへたりにも耐えうる必要がある。
その一方で、近年の車両の高効率化の要請からは、自動車用ナックルも軽量化を求められ、一部の車種ではアルミニウム(またはその合金)を材料として用いたものも知られている(例えば、特許文献1参照)。
On the other hand, in recent years, there has been a demand for weight reduction of automobile knuckles due to the demand for higher vehicle efficiency, and some vehicles use aluminum (or an alloy thereof) as a material (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、これまで、自動車用ナックルにとっての必要な強度などの材料的要件は十分に検討されておらず、不必要にコストをかけたり、性能にばらつきを生じていたりしていた。
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、十分な性能を備えた自動車用ナックルおよびその製造方法を提供することを課題とする。
However, until now, material requirements such as necessary strength for an automobile knuckle have not been sufficiently studied, and the cost has been unnecessarily increased or performance has been varied.
This invention is made | formed in view of such a background, and makes it a subject to provide the knuckle for motor vehicles provided with sufficient performance, and its manufacturing method.
前記課題を解決するため、本発明の自動車用ナックルは、鋳造により製造された、アルミニウムまたはその合金からなる自動車用ナックルであって、各構成部分において、DAS(Dendrite Arm Spacing)II値の平均が、10〜34μmであることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an automotive knuckle according to the present invention is an automotive knuckle manufactured by casting and made of aluminum or an alloy thereof. Each component has an average DAS (Dendrite Arm Spacing) II value. 10 to 34 μm.
このような微細組織の材料により自動車用ナックルを構成することで、強度と靱性を兼ね備え、より高い信頼性を備えることができる。 By configuring the knuckle for automobiles with such a fine-structured material, it is possible to have both strength and toughness and higher reliability.
前記した自動車用ナックルは、前記各構成部分において、平均引張強さが260MPa以上であり、平均耐力が170MPa以上であり、かつ平均伸びが8%以上であることが望ましい。これまでの自動車用ナックルは、その一部において引張強さが260MPa、耐力が170MPa、または伸びが8%の特性を有するものは存在したが、構成部分のすべてにおいて平均してこれらの特性をすべて満たすものはなかった。本発明では、構成部分のすべての平均でこの特性を満足することにより、今までにない強度・信頼性を備えた自動車用ナックルとすることができる。
そして、前記した鋳造の方法としては、重力鋳造方法または低圧鋳造方法を用いるのが好ましい。特に、湯周りを良くするため、還元鋳造方法を用いるのが望ましい。
The above-described knuckle for automobiles preferably has an average tensile strength of 260 MPa or more, an average yield strength of 170 MPa or more, and an average elongation of 8% or more in each of the components. Some of the conventional knuckle for automobiles have a tensile strength of 260 MPa, a proof stress of 170 MPa, or an elongation of 8%. However, all of these characteristics are averaged in all of the constituent parts. There was nothing to satisfy. In the present invention, by satisfying this characteristic on the average of all the constituent parts, a knuckle for automobiles having unprecedented strength and reliability can be obtained.
And it is preferable to use a gravity casting method or a low pressure casting method as the above-mentioned casting method. In particular, it is desirable to use a reduction casting method in order to improve the circumference of the hot water.
本発明の自動車用ナックルを鋳造により製造する方法は、自動車用ナックルを形成するキャビティに溶湯を注入し、前記キャビティに注入された溶湯を180〜2200℃/分で冷却することを特徴とする。 The method for producing an automobile knuckle according to the present invention is characterized by injecting molten metal into a cavity forming the automobile knuckle and cooling the molten metal injected into the cavity at 180 to 2200 ° C./min.
このように、急速冷却を行うことで、組織を微細化でき、自動車用ナックルに十分な性能を得ることができる。 Thus, by performing rapid cooling, the structure can be refined and sufficient performance can be obtained for an automobile knuckle.
もしくは、自動車用ナックルを鋳造により製造する自動車用ナックルの製造方法は、前記自動車用ナックルを形成するナックル本体と、このナックル本体のうち車輪の支持部品を収容するベアリング支持部に連続するライザー部とをキャビティとして形成し、前記キャビティに溶湯を注入し、前記ナックル本体に相当する部分の平均凝固速度を、前記ライザー部の平均凝固速度より高くして、前記溶湯を冷却することを有することを特徴とする。 Alternatively, a method for manufacturing an automobile knuckle by casting an automobile knuckle includes a knuckle body forming the automobile knuckle, and a riser section that is continuous with a bearing support section that accommodates a wheel support component of the knuckle body. Is formed as a cavity, the molten metal is injected into the cavity, and an average solidification rate of a portion corresponding to the knuckle body is made higher than an average solidification rate of the riser portion, thereby cooling the molten metal. And
このように、ナックル本体の平均凝固速度をライザー部のそれより高くすることで、押湯を有効に作用させ、緻密な組織を得ることができる。 In this way, by making the average solidification rate of the knuckle body higher than that of the riser part, the hot water can be effectively acted and a dense structure can be obtained.
また、前記ナックル本体に相当する部分の平均凝固速度を180〜2200℃/分とし、前記ライザー部の平均凝固速度を180℃/分未満とするのが望ましい。 Further, it is desirable that an average solidification rate of a portion corresponding to the knuckle body is 180 to 2200 ° C./min, and an average solidification rate of the riser portion is less than 180 ° C./min.
さらに、前記した溶湯として、アルミニウムまたはその合金を使用するのが望ましい。これにより、自動車用ナックルの軽量化を図ることができる。
特に、これらの鋳造方法は重力鋳造方法または低圧鋳造方法であるのが望ましく、その際、還元鋳造方法を用いるとなお望ましい。
Furthermore, it is desirable to use aluminum or an alloy thereof as the molten metal. Thereby, weight reduction of the knuckle for motor vehicles can be achieved.
In particular, these casting methods are preferably a gravity casting method or a low pressure casting method, and it is more desirable to use a reduction casting method.
本発明の自動車用ナックルによれば、必要十分な強度を確保でき、信頼性を向上することができる。 According to the knuckle for automobiles of the present invention, necessary and sufficient strength can be ensured and reliability can be improved.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図1は、自動車用ナックルの外観斜視図である。
図1に示すように、実施形態に係る自動車用ナックル1は、車輪の支持部品であるボールベアリング8を圧入または締結などにより支持するベアリング支持部2と、自動車のサスペンションにそれぞれ締結される複数の取付ボス3と、ベアリング支持部2と取付ボス3とを連結する複数のナックルアーム4とを有して構成されている。ベアリング支持部2には、ボールベアリング8が嵌合される嵌合穴2aが形成されている。自動車用ナックル1は、好ましくはアルミニウムまたはその合金からなり、各構成部分において、平均引張強さが260MPa以上であり、平均耐力が170MPa以上であり、かつ平均伸びが8%以上である。ここでの平均とは、一つの自動車用ナックル1について、複数のナックルアーム4の部分や、ベアリング支持部2の部分から、複数の引張試験片を切り出して、この複数の引張試験片についてそれぞれ引張強さ、耐力、伸びを求め、算術平均をとったものである。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings to be referred to, FIG. 1 is an external perspective view of an automobile knuckle.
As shown in FIG. 1, the
自動車用ナックル1をアルミニウムまたはその合金から製造したときには、望ましくはDASII値の平均が、10〜34μmである。この平均も、自動車用ナックル1の複数箇所の組織についてDASII値を測定し、それを算術平均して求めたものである。
When the
このような材料特質を有する自動車用ナックル1は、今までにない耐久性、耐へたり性などを有する。特に、平均引張強さが260MPa以上であり、平均耐力が170MPa以上であることにより、良好な耐久性、耐へたり性を実現することができる。
また、平均伸びが8%以上であることにより、破壊時に十分にエネルギーを吸収して、衝撃吸収力を確保することができる。
また、DASII値が34μm以下であることにより、強度と靱性を兼ね備えた自動車用ナックル1とすることができる。
The
Further, when the average elongation is 8% or more, it is possible to sufficiently absorb energy at the time of breakage and to secure an impact absorbing power.
Moreover, it can be set as the
このような自動車用ナックル1は重力鋳造方法または低圧鋳造方法により製造するのが望ましい。特に、重力鋳造方法または低圧鋳造方法において、冷却速度を速く、かつ制御された冷却を行うことで、前記したような優れた特性の自動車用ナックル1を製造することができる。このような速い冷却速度を実現するため、湯周りを良好にすることができる還元鋳造方法を用いるのがさらに望ましい。
Such an
次に、自動車用ナックル1の製造方法について説明する。
図2は、本発明の自動車用ナックルを製造するための鋳型の模式断面図である。図2に示すように、鋳型10は、アルミニウム溶湯を用いて重力鋳造法により自動車用ナックル1を鋳造するための型である。鋳型10は、自動車用ナックル1の形状を象ったキャビティ11と、キャビティ11に通じるとともに鋳型10の上面10aに開口する湯口13とが形成されている。キャビティ11においては、溶湯が注湯されることにより鋳物製品12が形成される。鋳物製品12は、ベアリング支持部2に相当する部分(以下、単に「ベアリング支持部2」という。)、取付ボス3に相当する部分、ナックルアーム4に相当する部分(以下、単に「ナックルアーム4」という。)を有し、ベアリング支持部2を上側にした向きでキャビティ11が形成されている。キャビティ11の表面は、その全体、または部位毎に、所望の冷却速度にするため、適宜に選択された塗型が設けられている。
Next, the manufacturing method of the
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a mold for producing the knuckle for automobiles of the present invention. As shown in FIG. 2, the
また、ベアリング支持部2の上には、当該位置に連続してライザー部15が上方に向けて設けられ、ライザー部15の上方には鋳型10の上面10aに押湯口15aが開口している。ライザー部15は、冷却速度(凝固速度)を遅くするため、適宜断熱塗型、断熱コーティング処理などがなされる。または、ライザー部15の型の部分を、断熱性の高いセラミックにより形成してもよい。鋳物製品12のベアリング支持部2の中には、前記した嵌合穴2aの下穴12aが形成される。
On the
鋳型10には、所望の箇所に複数、本実施形態においては2箇所に冷却流路16,17が設けられている。冷却流路16,17には、冷却水供給系18で所定温度に冷却された冷却水などの冷却媒体が自動流量調節バルブ16a,17aを介して供給される。
The
冷却流路16,17は、鋳型10のキャビティ11のうち、冷却が必要とされる箇所を十分に冷却できるように配設されている。例えば、図2においては、ナックルアーム4の付近に冷却流路16が配設され、ライザー部15の付近に冷却流路17が配設されている。また、各冷却流路16,17に対応してキャビティ11の表面近くには、温度検出手段としての熱電対19,20がそれぞれ配置されている。
The
熱電対19,20の出力は、CPUとメモリを有する制御手段21により、例えば0.1秒ごとに検出される。制御手段21は、予め設定されてメモリに記憶させたプログラムに基づいて自動流量調節バルブ16a,17aを制御して、鋳型10に流通する冷却水の流量を調節することができる。
The outputs of the
次に、図3を参照しながら鋳型10の温度制御方法について説明する。図3は、実施形態にかかる自動車用ナックルの鋳造における時間と温度の関係を示すグラフである。図3においては、熱電対19、20によって検出されたライザー部15およびナックルアーム4を規定するキャビティ面の温度であり、この検出温度に基づいて制御手段21によって自動流量調節バルブ16a,17aを制御することで、冷却流路16,17を流通する冷却水の流量を調節して得られたものである。図3のグラフのうち、実線は、熱電対19にについて設定したナックルアーム4の冷却曲線であり、破線は、熱電対20について設定したライザー部15の冷却曲線である。
Next, a method for controlling the temperature of the
ここでは、注湯開始時点Aから、次のサイクルの注湯開始時点Aまでの間を鋳造加工の1サイクルとしている。
制御手段21に記憶されたプログラムには、1サイクルの経過時間によって変化する制御目標値である設定温度が、鋳型10にテスト鋳造したときの実際の温度変化に基づいて設定されている。本実施形態における設定温度は、ライザー部15については、注湯開始時点Aから最高温度到達時点Bまでを一定値である設定温度32(温度T2)と、最高温度到達時点Bから湯口凝固時点C2(湯口及び押湯口が凝固する時点、温度T3が凝固点である)までの温度−時間目標特性31と、湯口凝固時点C2から次のサイクルの注湯開始時点Aまでの温度−時間目標特性30とを連続させた制御グラフからなり、制御手段21のメモリに記憶されている。
Here, the period from the pouring start time A to the pouring start time A of the next cycle is one cycle of casting.
In the program stored in the control means 21, a set temperature, which is a control target value that changes according to the elapsed time of one cycle, is set based on an actual temperature change when test casting is performed on the
また、ナックルアーム4については、設定温度は、注湯開始時点Aから最高温度到達時点Bまでを一定値である設定温度32(温度T2)と、最高温度到達時点Bから凝固点(温度T3)以下の温度T4まで急速に下降し、ナックルアーム凝固時点C1までの温度−時間目標特性33と、ナックルアーム凝固時点C1から温度−時間目標特性30へ緩やかに下降するようにつながる温度−時間目標特性34と、温度−時間目標特性30とを連続させた制御グラフからなり、制御手段21のメモリに記憶されている。
Further, for the
すなわち、ナックルアーム4を含む自動車用ナックル1となる部分は、注湯後急速に冷却されるのに対し、ライザー部15は、凝固点(温度T3)まで緩やかに冷却されるように設定されている。
That is, the portion that becomes the
また、制御手段21に記憶されたプログラムは、メモリに記憶された設定温度に対して、熱電対19,20の検出温度(鋳型10の温度)が高ければ、自動流量調節バルブ16a,17aを開放して鋳型10に冷却水を流通させ、鋳型10の熱電対20の検出温度が低ければ、自動流量調節バルブ16a,17aを閉鎖して鋳型10への冷却水の流通を止めるようにプログラムされている。
The program stored in the control means 21 opens the automatic
制御手段21のプログラムに基づいて制御された鋳型10は、図3に示すように、注湯開始時点Aの温度T1から急激に上昇して最高温度到達時点B付近において設定温度32(温度T2)に基づいて制御される。そして、ライザー部15の温度は、その後、湯口凝固時点C2の温度T3に向けて緩やかに下降し、さらに設定温度32から連続する温度−時間目標特性31に基づいて制御される。そして、温度−時間目標特性31に連続して湯口凝固時点C2から次のサイクルの注湯開始時点Aの温度T1に向けて急速冷却する温度−時間目標特性30に基づいて制御される。
一方、ナックルアーム4の温度は、最高温度到達時点B付近から温度−時間目標特性33にしたがいナックルアーム凝固時点C1の温度T4に向けて急速に下降し、さらに温度T4から温度−時間目標特性34にしたがい、温度−時間目標特性30へ向けて緩やかに下降する。
As shown in FIG. 3, the
On the other hand, the temperature of the
なお、重力鋳造法において重要である注湯開始時点Aの温度T1は、各サイクルとも常に一定の最適注湯温度となるように制御されている。 Note that the temperature T1 at the pouring start point A, which is important in the gravity casting method, is controlled so as to always be a constant optimum pouring temperature in each cycle.
本実施形態においては、最高温度到達時点Bからナックルアーム凝固時点C1までの温度−時間目標特性33を比較的緩やかな冷却特性としたい場合には、塗型の選択次第で冷却水を流通させないテスト鋳造の実測値とほとんど同じにできるため、B−C1間においては、冷却水を通水させずに所望の冷却速度を得ることができる。また、B−C1間の冷却速度を比較的急峻な冷却特性としたい場合には、塗型を設けないとともに、必要に応じ自動流量調節バルブ16aを開放して冷却水を冷却流路16に流通させることにより所望の冷却速度を得ることができる。
これに対し、ライザー部15の冷却速度は遅く、温度−時間目標特性31の冷却速度は、180℃/分以下に設定されている。ライザー部15の冷却速度は、より望ましくは100℃/分以下である。
In the present embodiment, when the temperature-time target characteristic 33 from the maximum temperature reaching point B to the knuckle arm solidification point C1 is desired to be a relatively gentle cooling characteristic, a test in which cooling water is not circulated depending on the selection of the coating type. Since it can be made almost the same as the actual measurement value of casting, a desired cooling rate can be obtained without passing cooling water between B and C1. In addition, when it is desired to make the cooling rate between B and C1 have a relatively steep cooling characteristic, a coating mold is not provided, and if necessary, the automatic
In contrast, the cooling rate of the
さらに、制御手段21に記憶されたプログラムは、熱電対19,20によって検出された鋳型10の温度が設定温度に対して高すぎたり、低すぎたりしていないかを監視する温度監視領域が設定されている。
Furthermore, the program stored in the control means 21 sets a temperature monitoring area for monitoring whether the temperature of the
本実施形態の温度監視領域は、A−B間、B−C1間、B−C2間、C1−D間、C2−A間のそれぞれに対応して第1監視領域51、第2監視領域52、第3監視領域53、第4監視領域54、第5監視領域55に分割されている。
The temperature monitoring area of the present embodiment includes a
第1監視領域51においては、鋳型10の温度が急激に上昇することと、この領域においては、ほとんど冷却水を流通させる制御を行わないため、設定温度32(最高温度到達時点Bの温度T2)よりも少し高い温度を一定の上限温度51aとし、最適注湯開始温度である温度T1よりも少し低い温度を一定の下限温度51bとしている。
In the
第2監視領域52においては、設定温度である温度−時間目標特性33にしたがって変化する上限温度−時間特性52aと下限温度−時間特性52bが設定されている。上限温度−時間特性52aと下限温度−時間特性52bは、温度−時間目標特性33に対して平行に設定されている。この第2監視領域52においては、温度−時間目標特性33が温度T4まで急速に冷却するように設定されているため、鋳型10の実際の温度にも比較的バラツキが大きくなる(つまり、温度−時間目標特性33に対する実際値との偏差が大きい)ので、上限温度−時間特性52aと下限温度−時間特性52bは、設定温度の温度−時間目標特性33を中心に対称で比較的広い幅の温度監視領域に設定されている。
In the
第3監視領域53においては、設定温度である温度−時間目標特性31にしたがって変化する上限温度−時間特性53aと下限温度−時間特性53bが設定されている。上限温度−時間特性53aと下限温度−時間特性53bは、温度−時間目標特性31に対して平行に設定されている。この第3監視領域53においては、温度のバラツキが小さいため、上限温度−時間特性53aと下限温度−時間特性53bは、設定温度の温度−時間目標特性31を中心に対称で比較的狭い幅の温度監視領域に設定されている。
In the
第4監視領域54においては、設定温度である温度−時間目標特性34にしたがって変化する上限温度−時間特性54aと下限温度−時間特性54bが設定されている。上限温度−時間特性54aと下限温度−時間特性54bは、温度−時間目標特性34に対して平行に設定されている。この第4監視領域54においては、温度のバラツキが小さいため、上限温度−時間特性54aと下限温度−時間特性54bは、設定温度の温度−時間目標特性34を中心に対称で比較的狭い幅の温度監視領域に設定されている。
In the
第5監視領域55は、設定温度である温度−時間目標特性30にしたがって変化する上限温度−時間特性55aと下限温度−時間特性55bが設定されている。この第5監視領域55においては、温度−時間目標特性30がC2−A間で最適注湯開始温度である温度T1まで急速に冷却するように設定されているため、鋳型10の実際の温度にも比較的バラツキが大きくなる(つまり、温度−時間目標特性30に対する実際値との偏差が大きい)ので、上限温度−時間特性55aと下限温度−時間特性55bは、設定温度の温度−時間目標特性30を中心に対称で比較的広い幅の温度監視領域に設定されている。
In the
このような監視領域51〜55の間で各部の温度が制御されることにより、鋳物製品12は、全体に安定した材質特性を有する品質となる。特に、ナックルアーム4を含む自動車用ナックル1となる部分とライザー部15とで、冷却速度(凝固速度)に差がありライザー部15の方が遅れて凝固するため、押湯を有効に作用させることができる。特に、鋳型10は、ベアリング支持部2を上側に向けたキャビティ11を形成し、そのベアリング支持部2の上に連続してライザー部15を設けたので、材料の収縮に伴いベアリング支持部2、ナックルアーム4を介し、比較的均等に自動車用ナックル1の全体へ押湯を送ることができ、品質が安定する。
By controlling the temperature of each part between
以上のようにして鋳造された鋳物製品12は、図4(a)に示すように、製品部12Aとライザー部15とに切断され、図4(b)に示すように、嵌合穴2a、およびその他の部分を機械加工して自動車用ナックル1となる。
The
このようにして製造された自動車用ナックル1は、材料としてA356合金のアルミニウム合金を使用すると、凝固速度に応じ図5のような材料特性を有する。図5は、横軸に凝固速度をとり、これに対応させて、伸び、DASII値を横軸に示し、さらに縦軸に強度をとって引張強さと耐力をグラフで表示したものである。
図5に示すように、引張強さは、凝固速度が180℃/分以上の場合に十分な破壊時の強度を有し、耐力も凝固速度180℃/分以上の場合に、圧入部や締付け部において十分な強度を有する。
また、凝固速度が180℃/分以上の場合に、DASII値が32μmより小さくなり、微細組織により高い強度と靱性を得ることができる。
したがって、前記した製造方法により製造された本発明の自動車用ナックル1は、必要十分な強度を確保でき、車輪を支持するボールベアリング8(図1参照)を圧入しても十分な耐久性を得ることができる。また、伸びが8%以上あることから、破壊時には十分にエネルギーを吸収することができる。
The
As shown in FIG. 5, the tensile strength has sufficient strength at break when the solidification rate is 180 ° C./min or more, and the press-fit portion or tightening when the proof stress is 180 ° C./min or more. It has sufficient strength in the part.
Further, when the solidification rate is 180 ° C./min or more, the DASII value becomes smaller than 32 μm, and a high strength and toughness can be obtained by the fine structure.
Therefore, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、前記実施の形態では、冷却媒体を冷却水としたが、効率よく鋳型を温調できるものであれば一般的に用いられる各種温調流体を用いることができる。また、前記実施の形態では、自動流量調節バルブを開放、閉鎖していわばON−OFF制御によって冷却水を制御したが、自動流量調節バルブによって流量を複数段階で調節することにより、メモリに記憶されたプログラムに従いスムーズに温度制御することも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications.
For example, in the above-described embodiment, the cooling medium is cooling water, but various types of temperature control fluids that are generally used can be used as long as the temperature of the mold can be controlled efficiently. In the above embodiment, the cooling water is controlled by ON-OFF control when the automatic flow control valve is opened and closed. However, the automatic flow control valve is stored in the memory by adjusting the flow rate in a plurality of stages. The temperature can be controlled smoothly according to the program.
さらに、前記実施の形態では、説明の容易のため、2つの冷却流路と熱電対を用いた冷却回路であったが、冷却流路の数は特に限定されるものではない。 Further, in the above embodiment, for ease of explanation, the cooling circuit using two cooling channels and a thermocouple is used, but the number of cooling channels is not particularly limited.
また、実施形態の製造方法においては、アルミニウム合金により自動車用ナックルを構成したが、必ずしもこれに限られず、アルミニウムや、鋼材を採用した場合にも、微細組織を有し、強度および靱性を備えた自動車用ナックルとすることもできる。
また、急速凝固による製造方法は、断熱塗型での水冷凝固コントロール、断熱塗型なしでの鋳造、金属コーティングなどによるシボ加工、還元鋳造法などを利用することができる。還元鋳造法は、キャビティ内に還元性ガス、例えば、アルミニウムより還元性が高いマグネシウムのガスを導入することにより、アルミニウムの表面の酸化を防止し、湯周りを向上させた鋳造方法である。還元鋳造方法の詳細については、例えば特許第3422969号公報に記載されている。
In addition, in the manufacturing method of the embodiment, the knuckle for an automobile is configured by an aluminum alloy, but the present invention is not necessarily limited to this, and even when aluminum or a steel material is employed, it has a microstructure and has strength and toughness. It can also be a knuckle for automobiles.
Moreover, the manufacturing method by rapid solidification can utilize water-cooling solidification control with a heat insulation coating mold, casting without a heat insulation coating mold, embossing by metal coating, a reduction casting method, and the like. The reduction casting method is a casting method in which a reducing gas, for example, a magnesium gas having a higher reducing property than aluminum, is introduced into a cavity to prevent oxidation of the surface of aluminum and improve the circumference of the hot water. Details of the reduction casting method are described in, for example, Japanese Patent No. 3422969.
実施形態で説明した自動車用ナックルの製造方法にしたがって凝固コントロールしながら自動車用ナックルを鋳造し、各部の材料特性を測定した。
鋳造時には、ライザー部の凝固速度を90℃/分とし、その他のナックル本体の部分の凝固速度を300℃/分とした。鋳造に使用した材料は、アルミニウム合金であり、その組成は、A35Cであった。
この鋳造により、図6(a)に示すような形状の自動車用ナックルを得て、ナックルアームまたはベアリング支持部から試験片を切り出した(図6(a)に示した符号S1〜S7参照)。
1個の自動車用ナックルから、10個の試験片を得て、引張強さ、耐力、伸びを測定した。これらの測定結果をプロットしたのが図6(b)および図6(c)である。
図6(b)に示すように、すべての試験片において、引張強さが280MPa以上となり、伸びが8%以上となった。
また、図6(c)に示すように、すべての試験片において、耐力が170MPa以上となった。
The knuckle for automobiles was cast while controlling solidification according to the method for producing knuckle for automobiles described in the embodiment, and the material properties of each part were measured.
At the time of casting, the solidification rate of the riser portion was 90 ° C./min, and the solidification rates of the other knuckle body portions were 300 ° C./min. The material used for casting was an aluminum alloy, and its composition was A35C.
By this casting, an automotive knuckle having a shape as shown in FIG. 6A was obtained, and a test piece was cut out from the knuckle arm or the bearing support portion (see symbols S1 to S7 shown in FIG. 6A).
Ten test pieces were obtained from one automobile knuckle and measured for tensile strength, yield strength, and elongation. These measurement results are plotted in FIG. 6 (b) and FIG. 6 (c).
As shown in FIG. 6B, in all the test pieces, the tensile strength was 280 MPa or more, and the elongation was 8% or more.
Moreover, as shown in FIG.6 (c), yield strength became 170 Mpa or more in all the test pieces.
1 自動車用ナックル
2 ベアリング支持部
3 取付ボス
4 ナックルアーム
8 ボールベアリング
10 鋳型
11 キャビティ
12 鋳物製品
15 ライザー部
16 冷却流路
17 冷却流路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
各構成部分において、DASII値の平均が、10〜34μmであることを特徴とする自動車用ナックル。 A knuckle for automobiles made of aluminum and made of aluminum or an alloy thereof,
An automobile knuckle characterized by having an average DASII value of 10 to 34 μm in each component.
前記自動車用ナックルを形成するキャビティに溶湯を注入し、
前記キャビティに注入された溶湯を180〜2200℃/分で冷却することを特徴とする自動車用ナックルの製造方法。 A method for producing an automotive knuckle by casting,
Injecting molten metal into the cavity forming the knuckle for automobiles,
A method for producing a knuckle for an automobile, wherein the molten metal injected into the cavity is cooled at 180 to 2200 ° C./min.
前記自動車用ナックルを形成するナックル本体と、このナックル本体のうち車輪の支持部品を収容するベアリング支持部に連続するライザー部とをキャビティとして形成し、
前記キャビティに溶湯を注入し、
前記ナックル本体に相当する部分の平均凝固速度を、前記ライザー部の平均凝固速度より高くして、前記溶湯を冷却することを特徴とする自動車用ナックルの製造方法。 A method for manufacturing an automobile knuckle by casting an automobile knuckle,
A knuckle body that forms the knuckle for automobiles and a riser portion that is continuous with a bearing support portion that accommodates a wheel support component in the knuckle body are formed as cavities.
Injecting molten metal into the cavity,
A method for manufacturing a knuckle for an automobile, wherein the molten metal is cooled by setting an average solidification rate of a portion corresponding to the knuckle body higher than an average solidification rate of the riser part.
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