JP2012025986A - アルミニウム合金鋳物製コンプレッサーインペラー及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明係るアルミニウム合金鋳物製コンプレッサーインペラーは、Cu:1.4〜3.2mass%、Mg:1.0〜2.0mass%、Ni:0.5〜2.0mass%、Fe:0.5〜2.0mass%、Ti:0.05〜0.35mass%、及びB:0.002〜0.07mass%を含有し、残部がアルミニウム及び不純物からなり、最大結晶粒径が150μm以下であり、最大二次デンドライトアーム間隔が50μm以下である、ことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
Cu:1.4〜3.2mass%、Mg:1.0〜2.0mass%、Ni:0.5〜2.0mass%、Fe:0.5〜2.0mass%、Ti:0.05〜0.35mass%、及びB:0.002〜0.07mass%を含有し、残部がアルミニウム及び不純物からなり、
鋳物内部の最大結晶粒径が150μm以下であり、鋳物内部の最大二次デンドライトアーム間隔が50μm以下である、
ことを特徴とする。
こととしてもよい。
Cu:1.4〜3.2mass%、Mg:1.0〜2.0mass%、Ni:0.5〜2.0mass%、Fe:0.5〜2.0mass%、Ti:0.05〜0.35mass%、及びB:0.002〜0.07mass%を含有し、残部がアルミニウム及び不純物からなるアルミニウム合金溶湯を用意する工程と、
該アルミニウム合金溶湯に脱水素ガス処理と介在物除去処理とを施す溶湯処理工程と、
該溶湯処理工程の後、前記アルミニウム合金溶湯を720〜780℃に調整し、180〜250℃の石膏型とインペラーディスク面に接する面に配置された金属製の冷やし金とで構成される製品形状の空間に注入し、圧力鋳造法によりアルミニウム合金鋳物を得る鋳造工程と、
該アルミニウム合金鋳物に溶体化熱処理工程及び時効熱処理工程を施す熱処理工程と、を備える、
ことを特徴とする。
図1に本実施形態に係るコンプレッサーインペラーの形状の一例を示す。コンプレッサーインペラー1は、回転中心軸(ボス部)9と一体に連なるディスク部10から、複数枚の薄肉の羽根11が出ている形状を有している。このコンプレッサーインペラー1は、高速回転中には200℃程度の高温に達し、さらに回転中心近傍、とくにディスク部には回転軸からのねじり応力や遠心力などによる高い応力が発生する。
本発明者らは、さらに、合金内部に残留する水素ガス量及び介在物量を同時に低減することが鋳造性及び高温強度を更に向上させることも見出した。本発明の第2の実施形態に係るターボチャージャー用アルミニウム合金鋳物製コンプレッサーインペラーにおいては、コンプレッサーインペラーの回転の加減速により発生する繰り返し応力による疲労破壊を防止するため、破壊の起点となるポロシティ欠陥及び介在物欠陥を極力少なくすることを特徴とする。
表1に、本発明の範囲である実施例1〜5と、本発明の範囲から外れる比較例1〜15と、のそれぞれについて、成分、鋳造条件及び熱処理条件を示す。
表3に、本発明の範囲である実施例6〜9と、本発明の範囲から外れる比較例16〜23と、のそれぞれについて、成分、鋳造条件及び熱処理条件を示す。
9 ボス部
10 ディスク部
11 羽根部
Claims (3)
- Cu:1.4〜3.2mass%、Mg:1.0〜2.0mass%、Ni:0.5〜2.0mass%、Fe:0.5〜2.0mass%、Ti:0.05〜0.35mass%、及びB:0.002〜0.07mass%を含有し、残部がアルミニウム及び不純物からなり、
鋳物内部の最大結晶粒径が150μm以下であり、鋳物内部の最大二次デンドライトアーム間隔が50μm以下である、
ことを特徴とするアルミニウム合金鋳物製コンプレッサーインペラー。 - 鋳物の内部に残留する水素ガス量が0.4cc/100gAl以下であり、かつ酸化物量が100ppm以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金鋳物製コンプレッサーインペラー。 - Cu:1.4〜3.2mass%、Mg:1.0〜2.0mass%、Ni:0.5〜2.0mass%、Fe:0.5〜2.0mass%、Ti:0.05〜0.35mass%、及びB:0.002〜0.07mass%を含有し、残部がアルミニウム及び不純物からなるアルミニウム合金溶湯を用意する工程と、
該アルミニウム合金溶湯に脱水素ガス処理と介在物除去処理とを施す溶湯処理工程と、
該溶湯処理工程の後、前記アルミニウム合金溶湯を720〜780℃に調整し、180〜250℃の石膏型とインペラーディスク面に接する面に配置された金属製の冷やし金とで構成される製品形状の空間に注入し、圧力鋳造法によりアルミニウム合金鋳物を得る鋳造工程と、
該アルミニウム合金鋳物に溶体化熱処理工程及び時効熱処理工程を施す熱処理工程と、を備える、
ことを特徴とするアルミニウム合金鋳物製コンプレッサーインペラーの製造方法。
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