JP2009220144A - Aluminum member internal chill method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アルミ部材をアルミ合金で鋳ぐるみするアルミ部材鋳ぐるみ方法に関するものである。 The present invention relates to an aluminum member casting method in which an aluminum member is cast with an aluminum alloy.
アルミ材料からなるアルミ部材(例えば、展伸材で製造したアルミパイプ、アルミ棒材等)を、アルミ材料で鋳造するアルミ部材鋳ぐるみの場合、アルミ部材の表面を無処理、または酸化膜を機械的・化学的に除去した後、鋳造している。
重力鋳造法または低圧鋳造法の場合には、鋳ぐるみのための溶湯がアルミ部材と接する温度は、一般的に650℃〜700℃である。アルミ展伸材の融点は、650℃程度である。さらに、アルミ展伸材は合金元素が少ないため、固液共存領域が狭い特徴がある。
このため、例えば、アルミパイプを鋳ぐるみする場合、アルミ部材が融点まで加熱されないと、アルミ部材表面が溶解しないので、境界面で金属的な結合をしないという問題がある。十分な機械的強度が得られない問題がある。
一方、アルミ部材を、融点以上の温度まで加熱すると、アルミ展伸材は合金元素が少ないため、固液共存領域が狭いため、アルミパイプに孔が開き、溶湯がパイプ内部まで入り込む恐れがあった。
In the case of an aluminum member cast made of aluminum material (for example, an aluminum pipe or aluminum bar made of wrought material), the surface of the aluminum member is not treated or an oxide film is machined. After removing the target chemically and chemically, it is cast.
In the case of the gravity casting method or the low pressure casting method, the temperature at which the molten metal for casting is in contact with the aluminum member is generally 650 ° C to 700 ° C. The melting point of the aluminum wrought material is about 650 ° C. Furthermore, the aluminum wrought material has a feature that the solid-liquid coexistence region is narrow because there are few alloy elements.
For this reason, for example, when casting an aluminum pipe, the aluminum member surface does not melt unless the aluminum member is heated to the melting point. There is a problem that sufficient mechanical strength cannot be obtained.
On the other hand, when the aluminum member is heated to a temperature higher than the melting point, the aluminum wrought material has a small alloy element, so the solid-liquid coexistence area is narrow. .
その問題を解決するために、特許文献1では、アルミ部材表面に、アルミ用のはんだ又はろう材からなるめっき層を形成する方法が開示されている。
また、特許文献2では、アルミ部材表面を、ろう材成分およびフラックス成分を含有すフラックス含有アルミ合金ろう材で被覆し、その鋳型にアルミニウム系鋳造材の溶湯を注いでアルミ部材を鋳ぐるみすることが開示されている。
いずれも、融点の低い亜鉛を含有させることにより、アルミ部材の表面に比較的低温で被覆層を形成している。
In order to solve the problem, Patent Document 1 discloses a method of forming a plating layer made of solder or brazing material for aluminum on the surface of an aluminum member.
In Patent Document 2, the surface of an aluminum member is covered with a flux-containing aluminum alloy brazing material containing a brazing filler metal component and a flux component, and a molten aluminum casting material is poured into the mold to cast the aluminum member. Is disclosed.
In any case, the coating layer is formed on the surface of the aluminum member at a relatively low temperature by containing zinc having a low melting point.
しかしながら、特許文献1または特許文献2に開示された発明では、次のような問題があった。
例えば、自動車用エンジンのシリンダをアルミ製とするときに、アルミパイプを鋳ぐるみした場合、特許文献1及び特許文献2の技術では、はんだ材またはろう材は、融点を下げるために、亜鉛を含有している。
リサイクルにより、シリンダを溶解してアルミニウムの再利用を図るときに、亜鉛が含有していると問題であった。すなわち、一般的なアルミ合金は、銅、ケイ素を含有しているため、それらの元素を含有していても問題はないが、亜鉛は不純物であり、亜鉛の含有率を低減させるための処理を必要とし、リサイクルするのに手間やコストがかかる問題があった。
However, the invention disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 has the following problems.
For example, when an aluminum pipe is cast when an automobile engine cylinder is made of aluminum, in the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, the solder material or the brazing material contains zinc in order to lower the melting point. is doing.
When recycling the aluminum by melting the cylinder by recycling, there was a problem if zinc contained. That is, since a general aluminum alloy contains copper and silicon, there is no problem even if these elements are contained. However, zinc is an impurity, and treatment for reducing the zinc content is performed. There is a problem that it is necessary and costly to recycle.
この発明は上記問題点を解決するためのものであって、リサイクルに適したアルミ部材鋳ぐるみ方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an aluminum member casting method suitable for recycling.
上記目的を達成するために、本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法は、次の構成を有している。
(1)アルミ部材をアルミ合金で鋳ぐるみするアルミ部材鋳ぐるみ方法において、アルミ部材を、アルミニウムに銅26〜30重量%、ケイ素5〜6重量%、を含むアルミ合金溶湯に浸漬する浸漬工程と、前記浸漬したアルミ部材を、アルミ材料で鋳造する鋳ぐるみ工程を有する。
In order to achieve the above object, the aluminum member casting method of the present invention has the following configuration.
(1) In an aluminum member casting method for casting an aluminum member with an aluminum alloy, a dipping step of immersing the aluminum member in an aluminum alloy molten metal containing 26 to 30% by weight of copper and 5 to 6% by weight of silicon in aluminum And a casting step of casting the soaked aluminum member with an aluminum material.
次に、上記構成を有する本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法の作用・効果について説明する。
本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法によれば、アルミ材料で鋳造する前に、アルミニウムに銅26〜30重量%、ケイ素5〜6重量%、を含むアルミ合金溶湯に浸漬する工程を有している。このアルミ合金溶湯の融点は、525℃程度である。アルミ部材をアルミ合金溶湯に浸漬することにより、アルミ部材の表面に拡散層を形成することができる。アルミ部材の融点は、650℃であり、アルミ部材が溶けることはない。
Next, the operation and effect of the aluminum member casting method of the present invention having the above-described configuration will be described.
According to the aluminum member casting method of the present invention, it has a step of immersing in aluminum melt containing 26 to 30% by weight of copper and 5 to 6% by weight of silicon before casting with an aluminum material. . The melting point of the molten aluminum alloy is about 525 ° C. By immersing the aluminum member in the molten aluminum alloy, a diffusion layer can be formed on the surface of the aluminum member. The melting point of the aluminum member is 650 ° C., and the aluminum member does not melt.
次に、浸漬により表面にアルミ合金溶湯による拡散層が形成されたアルミ部材を鋳型にセットして、アルミ材料により鋳造を行う。鋳造のときに、アルミ合金溶湯がアルミ部材と接する温度を550℃〜650℃としているが、拡散層を形成するアルミ合金の融点は525℃なので、アルミ部材表面、拡散層、及びアルミ材料を、十分金属的に結合することができる。
さらに、鋳ぐるみした製品をリサイクルするときに、従来の鋳ぐるみが不純物である亜鉛を含有していたのに対し、本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法によれば、通常のアルミ合金の成分であるアルミ、銅、ケイ素のみを含有しているので、そのままリサイクルすることができるため、余分な手間やコストが生じることがない。
Next, an aluminum member having a diffusion layer formed of molten aluminum alloy on the surface by dipping is set in a mold, and casting is performed with an aluminum material. At the time of casting, the temperature at which the molten aluminum alloy comes into contact with the aluminum member is set to 550 ° C. to 650 ° C., but the melting point of the aluminum alloy forming the diffusion layer is 525 ° C. Therefore, the aluminum member surface, the diffusion layer, and the aluminum material are It can be sufficiently metallic.
Furthermore, when recycling a cast product, the conventional cast product contains zinc, which is an impurity, whereas the aluminum component cast method of the present invention is a component of a normal aluminum alloy. Since it contains only aluminum, copper, and silicon, it can be recycled as it is, so there is no extra effort or cost.
以下、本発明におけるアルミ部材鋳ぐるみ方法を具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1に、浸漬工程の図を示す。浸漬用容器12内に、アルミニウムに銅26〜30重量%(本実施例では、27重量%)、ケイ素5〜6重量%(本実施例では、5重量%)、を含むアルミ合金浸漬用溶湯13が収納されている。浸漬用容器12には、ヒーター14が取り付けられており、アルミ合金浸漬用溶湯13(融点 525℃)は、約570℃となるように加熱されている。
図2に、アルミ部材であるアルミ合金製カップ11の断面図を示す。アルミ合金製カップ13の材質は、アルミ展伸材、6063である。外径寸法が20mm、長さ100mm、肉厚2mmである。
Hereinafter, an embodiment in which an aluminum member casting method according to the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a diagram of the dipping process. In the
FIG. 2 shows a cross-sectional view of an
図1に示すように、アルミ合金製カップ11を長さの2/3程度まで、アルミ合金浸漬用溶湯13に、20秒間浸漬する。20秒経過後、アルミ合金製カップ11をアルミ合金浸漬用溶湯13から引き出す。これにより、図3に示すように、アルミ合金製カップ11の外周面に、1〜2mmの肉厚のアルミ浸漬層15が形成される。アルミ浸漬層15は、アルミ合金カップ11表面に形成された拡散層である。
次に、アルミ浸漬層15が形成されたアルミ合金製カップ11を、生砂型16の下型16bにセットする。そして、上型16aを下型16b上に登載する。そして、鋳込み口18を介して、生砂型16内の鋳込み空間に、アルミ合金溶湯17を注入する。アルミ合金溶湯17の材質は、AC4Cである。アルミニウムにケイ素が7重量%程度含有したもので、アルミ鋳造に一般的に使用されている材質である。注入されるアルミ合金溶湯17の温度は、680℃になるように制御されている。
As shown in FIG. 1, an
Next, the
これにより、アルミ合金製カップ11の表面に形成されたアルミ浸漬層15と、アルミ合金溶湯17とが合金化し、最終的に鋳ぐるみされるアルミ合金製カップ11表面と、アルミ合金溶湯17とが金属的に結合した状態で鋳ぐるみされる。
ここで、アルミ合金製カップ11をアルミ浸漬用溶湯13に浸漬させたときに、アルミ浸漬用溶湯13の成分がアルミニウムに銅26〜30重量%(本実施例では、27重量%)、ケイ素5〜6重量%(本実施例では、5重量%)であるので、アルミ浸漬用溶湯13の温度を570℃と、アルミ展伸材の融点である650℃と比較して、低くできるため、アルミ展伸材であるアルミ合金製カップ11に穴を開ける等の悪い影響を与えることなく、表面にアルミ浸漬層15を形成することができる。
さらに、アルミ浸漬層15が形成されたアルミ合金製カップ11を、680℃のアルミ合金溶湯17で鋳造するときに、アルミ浸漬層15(融点525℃)が溶解し、アルミ合金製カップ11の表面層と、アルミ合金溶湯17とを金属的に強く結合させる。
Thereby, the
Here, when the
Furthermore, when the
以上、詳細に説明したように、本実施例のアルミ部材鋳ぐるみ方法によれば、アルミ合金カップ11を、アルミニウムに銅26〜30重量%、ケイ素5〜6重量%、を含むアルミ浸漬用溶湯13(融点 525℃)に浸漬する浸漬工程と、アルミ合金カップ11を、アルミ合金溶湯17で鋳造する鋳ぐるみ工程を有するので、アルミ合金カップ13をアルミ浸漬用溶湯13に浸漬することにより、アルミ部材(アルミ合金カップ11)の表面に拡散層を形成することができる。そして、浸漬により表面にアルミ合金溶湯による拡散層が形成されたアルミ合金カップ11を鋳型にセットして、アルミ材料により鋳造を行うときに、アルミ合金溶湯17がアルミ部材(アルミ合金カップ11)と接する温度を550℃〜650℃としているが、拡散層を形成するアルミ合金の融点は525℃なので、アルミ部材表面、拡散層、及びアルミ材料を、十分金属的に結合することができる。
さらに、鋳ぐるみした製品をリサイクルするときに、従来の鋳ぐるみが不純物である亜鉛を含有していたのに対し、本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法によれば、通常のアルミ合金の成分であるアルミ、銅、ケイ素のみを含有しているので、そのままリサイクルすることができるため、余分な手間やコストが生じることがない。
As described above in detail, according to the aluminum member casting method of the present embodiment, the
Furthermore, when recycling a cast product, the conventional cast product contains zinc, which is an impurity, whereas the aluminum component cast method of the present invention is a component of a normal aluminum alloy. Since it contains only aluminum, copper, and silicon, it can be recycled as it is, so there is no extra effort or cost.
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、鋳造方法として、砂型を用いているが、アルミダイキャストを用いても良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A part of structure can also be changed suitably and implemented in the range which does not deviate from the meaning of invention.
For example, in this embodiment, a sand mold is used as a casting method, but aluminum die casting may be used.
11 アルミ合金カップ
13 アルミ浸漬用溶湯
15 アルミ浸漬層
17 アルミ合金溶湯
11
Claims (1)
前記アルミ部材を、アルミニウムに銅26〜30重量%、ケイ素5〜6重量%、を含むアルミ合金溶湯に浸漬する浸漬工程と、
前記浸漬したアルミ部材を、アルミ材料で鋳造する鋳ぐるみ工程を有することを特徴とするアルミ部材鋳ぐるみ方法。 In an aluminum member casting method in which an aluminum member is cast with an aluminum alloy,
A dipping step of dipping the aluminum member in an aluminum alloy melt containing 26 to 30 wt% copper and 5 to 6 wt% silicon in aluminum;
An aluminum member casting method characterized by comprising a casting step of casting the immersed aluminum member with an aluminum material.
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CN104988346A (en) * | 2015-07-08 | 2015-10-21 | 龙口市丛林铝材有限公司 | Manufacturing method of aluminum alloy for railway vehicle body |
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