JP2014104475A - Method for evaluating strength of aluminum die cast component, and aluminum die cast component - Google Patents
Method for evaluating strength of aluminum die cast component, and aluminum die cast component Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014104475A JP2014104475A JP2012257838A JP2012257838A JP2014104475A JP 2014104475 A JP2014104475 A JP 2014104475A JP 2012257838 A JP2012257838 A JP 2012257838A JP 2012257838 A JP2012257838 A JP 2012257838A JP 2014104475 A JP2014104475 A JP 2014104475A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum die
- casting
- strength
- cast part
- defect rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 100
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 83
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、アルミダイカスト部品の強度評価方法及びアルミダイカスト部品に関するものであり、例えば車両の電動パワーステアリング装置に用いられる部品などに好適なものである。 The present invention relates to a method for evaluating the strength of an aluminum die-cast part and an aluminum die-cast part, and is suitable for, for example, a part used in an electric power steering device for a vehicle.
例えば車両の電動パワーステアリング装置に用いられるコラムハウジングなどはアルミダイカスト部品からなる。このようなアルミダイカスト部品の強度評価方法としては、例えば下記特許文献1や特許文献2に記載されるものがある。このうち、特許文献1では、例えばアルミダイカスト部品に超音波を照射してアルミダイカスト部品からの音波情報に基づいてアルミダイカスト部品の鋳巣と破断チル層を検出して第1の内部欠陥3次元分布データを取得し、同じアルミダイカスト部品をX線CT測定してアルミダイカスト部品の複数の断面画像からアルミダイカスト部品の鋳巣を検出して第2の内部欠陥3次元分布データを取得し、第1の内部欠陥3次元分布データと第2の内部欠陥3次元分布データを比較してアルミダイカスト部品の破断チル層の3次元分布データを取得する。また、特許文献2では、内部に複合部材を有するアルミダイカスト部品に対して超音波探傷を行い、表面から複合部材までの距離、複合部材に対するアルミニウム溶湯の含浸状態、割れの状態などを測定し、良否の判別を行う。
For example, a column housing used for an electric power steering device of a vehicle is made of an aluminum die cast part. As a method for evaluating the strength of such an aluminum die-cast part, for example, there are methods described in
しかしながら、前記特許文献2に記載されるアルミダイカスト部品の強度評価方法は、あくまでも内部に複合部材を有するアルミダイカスト部品に対する、含浸度合や割れの測定を行うものであり、複合部材を有さないアルミダイカスト部品の強度を評価するものではない。これに対し、前記特許文献1に記載されるアルミダイカスト部品の強度評価方法は、複合部材のないアルミダイカスト部品の評価を可能とするが、例えば大きなアルミダイカスト部品や複雑なアルミダイカスト部品の全ての部分について検査を行うのは実質的に困難である。実際のアルミダイカスト部品は、鋳巣などの内部欠陥を回避することができず、この内部欠陥を起点として破壊することがある。また、アルミダイカスト部品は、多くの場合、複雑な形状をしており、例えば超音波探傷によって内部欠陥を探傷することが難しく、また、どの部分で強度を評価すべきなのか、明らかとなっていない。
However, the method for evaluating the strength of an aluminum die-cast part described in
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、実際のアルミダイカスト部品の強度を適正に評価することができ、所定の強度のアルミダイカスト部品を得ることが可能なアルミダイカスト部品強度評価方法及びアルミダイカスト部品を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made by paying attention to the above-described problems, and it is possible to appropriately evaluate the strength of an actual aluminum die-cast part and to obtain an aluminum die-cast part having a predetermined strength. An object of the present invention is to provide a die cast part strength evaluation method and an aluminum die cast part.
上記課題を解決するために、本発明のアルミダイカスト部品強度評価方法は、アルミダイカスト部品の強度を評価する方法であって、前記アルミダイカスト部品を予め応力解析して求めた高応力部に対し、当該高応力部の所定範囲の内部欠陥を超音波探傷し、当該所定範囲の内部欠陥の合計面積を全探傷面積で除して欠陥率を求めると共に、前記アルミダイカスト部品の鋳造時の溶湯温度と射出速度と充填率との積値からなる鋳造変数を求め、前記欠陥率と前記鋳造変数との関係から前記欠陥率が予め設定した欠陥率規定値以下となる鋳造変数規定値を求め、鋳造時の前記鋳造変数が前記鋳造変数規定値以上であるときにアルミダイカスト部品が所定の強度を有すると評価することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the aluminum die cast part strength evaluation method of the present invention is a method for evaluating the strength of an aluminum die cast part, and for the high stress part obtained by performing stress analysis on the aluminum die cast part in advance, Ultrasonic inspection of a predetermined range of internal defects in the high-stress part, and dividing the total area of the internal defects of the predetermined range by the total inspection area to obtain the defect rate, and the molten metal temperature at the time of casting the aluminum die-cast part and A casting variable consisting of a product value of an injection speed and a filling rate is obtained, and a casting variable prescribed value is obtained from the relationship between the defect rate and the casting variable so that the defect rate is equal to or less than a preset defect rate prescribed value. When the casting variable is equal to or greater than the casting variable prescribed value, it is evaluated that the aluminum die cast part has a predetermined strength.
なお、アルミダイカスト部品の鋳造時の溶湯温度は、例えば保持炉のアルミニウム溶湯温度を示し、溶湯温度が高いとスリーブ部に触れている溶湯部分が凝固しにくいため、破断チル軽減に繋がり、通常は650℃以上が好ましい。鋳造変数を求める際には、鋳造時の溶湯温度から、管理下限値を減じた値を計算に使用する。また、アルミダイカスト部品の鋳造時の射出速度は、例えばスリーブから溶湯をプランジャーで押し出す際の高速射出速度を示し、射出速度が高いと溶湯が冷える前にキャビティ内に射出されるため、溶湯中の圧力伝達がよくなり、巣を低減させる効果がある。また、射出速度が速いと、ゲートで破断チルが粉砕され、粗大な破断チルの軽減に繋がり、通常は1.5m/s以上が好ましい。また、充填率は、溶湯注湯量/スリーブ体積を示し、充填率が高いと温度が冷えにくいことから破断チルができにくく、破断チル軽減に繋がり、通常は20〜50%とする。 Note that the molten metal temperature at the time of casting of the aluminum die-cast part indicates the molten aluminum temperature of the holding furnace, for example, and if the molten metal temperature is high, the molten metal part touching the sleeve portion is difficult to solidify, which leads to reduction of fracture chill. 650 degreeC or more is preferable. When obtaining the casting variables, a value obtained by subtracting the control lower limit value from the molten metal temperature during casting is used in the calculation. In addition, the injection speed at the time of casting aluminum die-cast parts indicates, for example, a high-speed injection speed when the molten metal is pushed out from the sleeve with a plunger. If the injection speed is high, the molten metal is injected into the cavity before it cools down. The pressure transmission is improved and the nest is reduced. Moreover, when the injection speed is high, the broken chill is pulverized at the gate, leading to reduction of the coarse broken chill, and usually 1.5 m / s or more is preferable. Further, the filling rate indicates the amount of molten metal poured / sleeve volume. If the filling rate is high, the temperature is difficult to cool, so that it is difficult to produce a rupture chill, which leads to reduction of the rupture chill, and is usually 20 to 50%.
また、前記高応力部の所定範囲は、当該高応力部の最大応力の50%以上の応力の範囲であることを特徴とするものである。
また、本発明委のアルミダイカスト部品は、前記アルミダイカスト部品強度評価方法で強度が評価されたアルミダイカスト部品であって、前記欠陥率が0.5%以下であることを特徴とするものである。
また、前記アルミダイカスト部品が、車両の電動パワーステアリング装置に用いられるコラムハウジングであり、前記高応力部が前記コラムハウジングのキーロック部であることを特徴とするものである。
Further, the predetermined range of the high stress portion is a stress range of 50% or more of the maximum stress of the high stress portion.
The aluminum die cast part of the present invention committee is an aluminum die cast part whose strength is evaluated by the aluminum die cast part strength evaluation method, wherein the defect rate is 0.5% or less. .
Further, the aluminum die-cast part is a column housing used for an electric power steering device of a vehicle, and the high stress portion is a key lock portion of the column housing.
而して、本発明のアルミダイカスト部品強度評価方法によれば、予め応力解析で求めたアルミダイカスト部品の高応力部に対し、当該高応力部の所定範囲の内部欠陥を超音波探傷し、当該所定範囲の内部欠陥の合計面積を全探傷面積で除した欠陥率を求めると共に、アルミダイカスト部品の鋳造時の溶湯温度と射出速度と充填率との積値からなる鋳造変数を求め、欠陥率と鋳造変数との関係から欠陥率が予め設定した欠陥率規定値以下となる鋳造変数規定値を求め、鋳造時の鋳造変数が鋳造変数規定値以上であるときに当該アルミダイカスト部品が所定の強度を有すると評価することとしたため、実際のアルミダイカスト部品の強度を適正に評価することができる。 Thus, according to the aluminum die-cast part strength evaluation method of the present invention, for the high-stress part of the aluminum die-cast part obtained in advance by stress analysis, ultrasonic inspection is performed for an internal defect in a predetermined range of the high-stress part. A defect rate obtained by dividing the total area of internal defects in a predetermined range by the total flaw detection area, and a casting variable consisting of a product value of a molten metal temperature, an injection speed, and a filling rate at the time of casting of an aluminum die cast part are obtained. A casting variable prescribed value is obtained from the relationship with the casting variable so that the defect rate is less than or equal to a preset defect rate prescribed value.When the casting variable at the time of casting is equal to or greater than the prescribed casting variable value, the aluminum die cast part has a predetermined strength. Since it has been evaluated that it has, it is possible to appropriately evaluate the strength of the actual aluminum die cast part.
また、高応力部の所定範囲を、当該高応力部の最大応力の50%以上の応力の範囲としたことにより、アルミダイカスト部品の強度をより一層適正に評価することができる。
また、本発明のアルミダイカスト部品によれば、本発明のアルミダイカスト部品強度評価方法で強度評価し、高応力部の所定範囲の内部欠陥の合計面積を全探傷面積で除した欠陥率を0.5%以下としたことにより、所定の強度のアルミダイカスト部品を得ることができる。
Moreover, the strength of the aluminum die cast part can be more appropriately evaluated by setting the predetermined range of the high stress part to be a stress range of 50% or more of the maximum stress of the high stress part.
Further, according to the aluminum die cast part of the present invention, the strength rate is evaluated by the aluminum die cast part strength evaluation method of the present invention, and the defect rate obtained by dividing the total area of internal defects within a predetermined range of the high stress portion by the total flaw detection area is 0. By setting it to 5% or less, an aluminum die cast part having a predetermined strength can be obtained.
次に、本発明のアルミダイカスト部品強度評価方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態のアルミダイカスト部品強度評価方法で用いられる6軸可動超音波探傷装置の説明図であり、図1aは装置の全体図、図1bは被探傷物とターンテーブルの詳細図、図1cは内部欠陥探傷の説明図である。図中の符号1は、本実施形態で強度を評価する対象となるアルミダイカスト部品であり、例えば電動パワーステアリング装置のコラムハウジングである。
Next, an embodiment of an aluminum die cast component strength evaluation method of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of a six-axis movable ultrasonic flaw detector used in the aluminum die cast component strength evaluation method of the present embodiment, FIG. 1a is an overall view of the device, and FIG. 1b is a detailed view of an inspection object and a turntable. FIG. 1c is an explanatory diagram of internal defect flaw detection.
本実施形態では、ターンテーブル2の上にアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1を搭載し、ターンテーブル2を回転させながら探触子(プローブ)3を上方から下方に移動し、アルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の内側を螺旋状に探傷する。本実施形態のアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1は、円筒部を有するので、この円筒部の後述する高応力部を超音波探傷装置で探傷し、内部欠陥を検出する。
In this embodiment, an aluminum die-cast part (column housing) 1 is mounted on the
探傷にあたっては、図2aに示すように、アルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の表面エコーと底面エコーの間に評価ゲートを設定した。評価ゲートは、超音波照射方向又は反射方向の探傷範囲を意味する。超音波探傷では、探触子3から発振された超音波はアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の表面と底面で反射して戻ってくる。その反射波が夫々表面エコー、底面エコーとなる。図2bに示すように、アルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の探傷範囲内部に内部欠陥4が存在する場合、表面エコーと底面エコーの間、即ち評価ゲートの範囲に欠陥エコーが表れる。表面エコーの時刻と底面エコーの時刻は予め分かっているので、二つの時刻の間に存在するエコーが欠陥エコーとなる。そして、その欠陥エコーの最も大きなものをアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の内部に図示化する手法を用いた。なお、本実施形態のアルミダイカスト部品1であるコラムハウジングの円筒部の内径はφ38mmであり、後述するように探傷範囲を当該円筒部の軸線方向12mmの範囲とした。また、アルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の円筒部の内周面を旋削加工した方が内周面表面で超音波が乱反射しにくくなるため欠陥エコーを検出しやすい。
In the flaw detection, as shown in FIG. 2a, an evaluation gate was set between the surface echo and the bottom surface echo of the aluminum die cast part (column housing) 1. The evaluation gate means a flaw detection range in the ultrasonic irradiation direction or the reflection direction. In ultrasonic flaw detection, ultrasonic waves oscillated from the
探傷に先立ち、本実施形態のアルミダイカスト部品1であるコラムハウジングのキーロック部にキーを挿入して捻り方向の負荷をかける捻り試験と同様の負荷条件で応力解析を行った結果、図3に示すAの部分、即ちキーロック部が最も応力の高い部分であることが分かった。また、従来の捻り試験でもコラムハウジングのキーロック部で破壊が発生している。即ち、この高応力部(キーロック部)では、例えば内部欠陥を起点とする破壊が生じやすいことから、高応力部の内部欠陥を探傷することとした。
Prior to flaw detection, stress analysis was performed under the same load conditions as in the torsion test in which a key was inserted into the key lock portion of the column housing, which is the aluminum die cast
図4には、本実施形態のアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の高応力部(キーロック部)の探傷範囲を示す。本実施形態では、前述した最も応力の高い部分を含めて、コラムハウジングの円筒部の軸線方向に12mmの範囲を内部探傷する。この内部探傷範囲は、最大応力の50%以上の応力範囲である。この高応力部(キーロック部)Aを含む内部探傷範囲でアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の内部を超音波探傷し、図5に示すように、当該アルミダイカスト部品(コラムハウジング)1をスリットの部分から切り割って内部を展開した図の上に内部欠陥を図示化する。 FIG. 4 shows the flaw detection range of the high stress portion (key lock portion) of the aluminum die cast component (column housing) 1 of the present embodiment. In the present embodiment, internal flaw detection is performed in a range of 12 mm in the axial direction of the cylindrical portion of the column housing, including the portion with the highest stress described above. This internal flaw detection range is a stress range of 50% or more of the maximum stress. Ultrasonic flaw detection is performed inside the aluminum die cast part (column housing) 1 within the internal flaw detection range including this high stress part (key lock part) A, and the aluminum die cast part (column housing) 1 is slit as shown in FIG. An internal defect is illustrated on a diagram in which the inside is developed by cutting from the portion.
図6は、前述したアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の探傷範囲の超音波探傷による探傷画像である。探傷範囲は、前述したように、高さ方向に12mm、円筒部の内周全周であるから、画像の横軸は119mm(内径φ38mmの内周)、縦軸は12mmである。この探傷画像に対し、50%エコー強度を閾値とし、それ以上とそれ以下で二値化して色分けしたのが図7である。図中の薄い灰色部分が、エコー強度50%以上の内部欠陥である。50%エコー強度とは、欠陥面積0.2mm2のマスターテストピースが、後述の画像解析でも同じ面積となるように合わせた際のエコー強度である。更に、図7に示すエコー強度50%以上の内部欠陥の夫々の面積を画像解析したのが図8である。なお、画素数にして20pixel以下(面積0.2mm2以下)は強度的に問題ないと判断し、内部欠陥の評価対象から排除した。 FIG. 6 is a flaw detection image obtained by ultrasonic flaw detection in the flaw detection range of the aluminum die cast part (column housing) 1 described above. As described above, since the flaw detection range is 12 mm in the height direction and the entire inner circumference of the cylindrical portion, the horizontal axis of the image is 119 mm (inner circumference of inner diameter φ38 mm), and the vertical axis is 12 mm. FIG. 7 shows the flaw detection image, which is binarized by 50% echo intensity as a threshold value and binarized above and below. The light gray portion in the figure is an internal defect having an echo intensity of 50% or more. The 50% echo intensity is an echo intensity when a master test piece having a defect area of 0.2 mm 2 is adjusted so as to have the same area in image analysis described later. Further, FIG. 8 shows an image analysis of the area of each internal defect having an echo intensity of 50% or more shown in FIG. A pixel number of 20 pixels or less (area 0.2 mm 2 or less) was judged to be satisfactory in terms of strength, and was excluded from the evaluation target of internal defects.
下記表1は、このようにして解析された全ての内部欠陥の面積である。これらの内部欠陥の合計面積は4.99mm2、全探傷面積は1400mm2である。本実施形態では、内部欠陥の合計面積を全探傷面積で除し、その値を欠陥率と定義し、その欠陥率の大きさで内部欠陥状態及びアルミダイカスト部品の強度を評価した。この例では、欠陥率は4.99/1400×100=0.36%となる。 Table 1 below shows the area of all internal defects analyzed in this way. The total area of these internal defects 4.99mm 2, the total flaw area is 1400 mm 2. In the present embodiment, the total area of internal defects is divided by the total flaw detection area, the value is defined as the defect rate, and the internal defect state and the strength of the aluminum die cast part are evaluated based on the size of the defect rate. In this example, the defect rate is 4.99 / 1400 × 100 = 0.36%.
このようにして7個のアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1について、同様に超音波探傷によって高応力部(キーロック部)の内部欠陥を検出し、検出された内部欠陥の面積を画像解析によって求め、それら内部欠陥の合計面積を全探傷面積で除して欠陥率を求めた。更に、それらのアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1に対して捻り試験を行い、破壊に至るまでの捻り回数を検出した。この捻り試験は、道路運送車両法 道路運送車両の保安基準11条の2 細目告示別添第1節の7 別添7 四輪自動車等の施錠装置の技術基準 に付記されている。その別紙2 トルク制限装置を備えたかじ取り装置に作用する施錠装置の試験手順を元に行った。但し、本実施形態では、安全係数をみて、トルクの値を規定の100Nmの二倍の200Nmとし、サイクルを繰り返して破壊するまでの捻り回数を求めた。下記表2に、高応力部(キーロック部)5内の内部欠陥の欠陥率と捻り試験の破壊時の捻り回数の関係を示す。また、表2の結果をグラフに表したのが図9である。図9から明らかなように、欠陥率0.5%を超えると、捻り試験の破壊時の捻り回数が大幅に低下することが分かった。即ち、欠陥率が0.5%以下であれば、アルミダイカスト部品(コラムハウジング)1は所定の強度を有すると評価できる。
In this way, for the seven aluminum die-cast parts (column housing) 1, internal defects in the high stress part (key lock part) are similarly detected by ultrasonic flaw detection, and the area of the detected internal defect is obtained by image analysis. The defect rate was determined by dividing the total area of these internal defects by the total flaw detection area. Further, a twist test was performed on these aluminum die-cast parts (column housing) 1 to detect the number of twists until breakage. This torsion test is added to the technical standards for locking devices such as four-wheeled vehicles in the Road Transport Vehicle Law, Road Transport Vehicle Safety Standards, Article 11, 2nd Detail Notification,
一方、アルミダイカスト部品(コラムハウジング)1の鋳造時、内部欠陥の原因となり得る鋳造条件としては、鋳造時の溶湯温度、溶湯の射出速度、型内への充填率が挙げられる。前述のように、アルミダイカスト部品の鋳造時の溶湯温度は、例えば保持炉のアルミニウム溶湯温度を示し、溶湯温度が高いとスリーブ部に触れている溶湯部分が凝固しにくいため、破断チル軽減に繋がり、通常は650℃以上が好ましい。また、本実施形態では、鋳造変数に対する影響度を高めるために、例えば実績管理下限値640℃を溶湯温度から減じて用いた。また、アルミダイカスト部品の鋳造時の射出速度は、例えばスリーブから溶湯をプランジャーで押し出す際の高速射出速度を示し、射出速度が高いと溶湯が冷える前に射出されるため、溶湯中の圧力伝達がよくなり、巣を低減させる効果がある。また、射出速度が速いと、ゲートで破断チルが粉砕され、粗大な破断チルの軽減に繋がるため、ゲート速度は20〜60m/s、ゲート厚は2.5mm以下が好ましい。また、充填率は、溶湯注湯量/スリーブ体積を示し、充填率が高いと温度が冷えにくいことから破断チルができにくく、溶湯中の圧力伝達がよくなり、巣を低減させる効果がある。また、射出速度が速いと、ゲートで破断チルが粉砕され、粗大な破断チルの破断チル溶湯中の圧力伝達がよくなり、巣を低減させる効果がある。また、充填率は、通常は20〜50%が好ましい。本実施形態では、これら溶湯温度、射出速度、充填率の積値を鋳造変数とし、その鋳造変数と前述の内部欠陥の欠陥率との関係を調べた。 On the other hand, the casting conditions that may cause internal defects during casting of the aluminum die cast part (column housing) 1 include the melt temperature during casting, the injection speed of the melt, and the filling rate into the mold. As described above, the molten metal temperature at the time of casting of the aluminum die-cast part indicates, for example, the molten aluminum temperature of the holding furnace, and if the molten metal temperature is high, the molten metal portion that is in contact with the sleeve portion is difficult to solidify, which leads to reduction of fracture chill. Usually, 650 ° C. or higher is preferable. Moreover, in this embodiment, in order to raise the influence degree with respect to a casting variable, the actual performance management lower limit 640 degreeC was reduced and used from the molten metal temperature, for example. In addition, the injection speed at the time of casting of aluminum die-cast parts indicates the high speed injection speed when extruding the molten metal from the sleeve with a plunger, for example. If the injection speed is high, the molten metal is injected before it cools down. Is effective, and has the effect of reducing the nest. Further, if the injection speed is high, the breaking chill is pulverized by the gate, leading to reduction of the coarse breaking chill. Therefore, the gate speed is preferably 20 to 60 m / s and the gate thickness is preferably 2.5 mm or less. In addition, the filling rate indicates the amount of molten metal poured / sleeve volume. If the filling rate is high, the temperature is difficult to cool down, so that it is difficult to break chill, pressure transmission in the molten metal is improved, and the nest is reduced. Further, when the injection speed is high, the fracture chill is crushed at the gate, and the pressure transmission in the molten fracture chill of the coarse fracture chill is improved, and the nest is reduced. The filling rate is usually preferably 20 to 50%. In this embodiment, the product value of the molten metal temperature, the injection speed, and the filling rate is used as a casting variable, and the relationship between the casting variable and the defect rate of the above-described internal defects is examined.
そこで、鋳造変数が4、6、10、20となる鋳造条件でアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1を、夫々10本ずつ鋳造し、それらについて前述と同様に超音波探傷を行い、算出した欠陥率と鋳造変数との関係を調べた。表3には、夫々の鋳造変数での欠陥率の平均+3σの値と平均−3σの値を表した。図10は、表3の結果をグラフ化したものである。σは標準偏差である。前述のように欠陥率が0.5%以下であるとアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1は所定の強度を有すると判断できる。欠陥率が0.5%となる鋳造変数は10であるから、本実施形態では鋳造変数が10以上の鋳造条件で鋳造したアルミダイカスト部品(コラムハウジング)1は、所定の強度を有すると判断できる。 Therefore, ten aluminum die cast parts (column housings) 1 are cast under casting conditions where the casting variables are 4, 6, 10, and 20, respectively, and ultrasonic flaw detection is performed on them in the same manner as described above, and the calculated defect rate. And the relationship between casting variables. Table 3 shows the average value of + 3σ and the average value of −3σ of the defect rate in each casting variable. FIG. 10 is a graph of the results in Table 3. σ is a standard deviation. As described above, when the defect rate is 0.5% or less, it can be determined that the aluminum die cast part (column housing) 1 has a predetermined strength. Since the casting variable with a defect rate of 0.5% is 10, in this embodiment, it can be determined that the aluminum die cast part (column housing) 1 cast under casting conditions with a casting variable of 10 or more has a predetermined strength. .
このように、本実施形態のアルミダイカスト部品強度評価方法では、予め応力解析で求めたコラムハウジング(アルミダイカスト部品)1の高応力部に対し、当該高応力部の所定範囲の内部欠陥を超音波探傷し、当該所定範囲の内部欠陥の合計面積を全探傷面積で除した欠陥率を求めると共に、コラムハウジング(アルミダイカスト部品)1の鋳造時の溶湯温度と射出速度と充填率との積値からなる鋳造変数を求め、欠陥率と鋳造変数との関係から欠陥率が予め設定した欠陥率規定値以下となる鋳造変数規定値を求め、鋳造時の鋳造変数が鋳造変数規定値以上であるときに当該コラムハウジング(アルミダイカスト部品)1が所定の強度を有すると評価することとしたため、実際のコラムハウジング(アルミダイカスト部品)1の強度を適正に評価することができる。 As described above, in the aluminum die cast component strength evaluation method of the present embodiment, an internal defect in a predetermined range of the high stress portion is ultrasonically detected with respect to the high stress portion of the column housing (aluminum die cast component) 1 obtained in advance by stress analysis. The defect rate is determined by dividing the total area of internal defects within the predetermined range by the total flaw detection area, and from the product value of the molten metal temperature, injection speed, and filling rate at the time of casting the column housing (aluminum die cast part) 1 When the casting variable is equal to or greater than the predetermined value of the casting variable when the casting variable is equal to or greater than the predetermined value of the casting variable. Since the column housing (aluminum die-cast part) 1 is evaluated as having a predetermined strength, the actual strength of the column housing (aluminum die-cast part) 1 is appropriate. It can be evaluated.
また、高応力部の所定範囲を、当該高応力部の最大応力の50%以上の応力の範囲としたことにより、コラムハウジング(アルミダイカスト部品)1の強度をより一層適正に評価することができる。
また、本実施形態のアルミダイカスト部品によれば、前記の強度評価方法で強度評価し、高応力部の所定範囲の内部欠陥の合計面積を全探傷面積で除した欠陥率を0.5%以下としたことにより、所定の強度のコラムハウジング(アルミダイカスト部品)1を得ることができる。
Further, the strength of the column housing (aluminum die-cast part) 1 can be more appropriately evaluated by setting the predetermined range of the high stress portion to be a stress range of 50% or more of the maximum stress of the high stress portion. .
Further, according to the aluminum die cast part of the present embodiment, the strength rate is evaluated by the above-described strength evaluation method, and the defect rate obtained by dividing the total area of internal defects within a predetermined range of the high stress portion by the total flaw detection area is 0.5% or less. As a result, a column housing (aluminum die-cast part) 1 having a predetermined strength can be obtained.
1はアルミダイカスト部品(コラムハウジング)
2はターンテーブル
3は探触子
4は内部欠陥
Aは高応力部(キーロック部)
1 is aluminum die-casting part (column housing)
2 is a
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012257838A JP2014104475A (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Method for evaluating strength of aluminum die cast component, and aluminum die cast component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012257838A JP2014104475A (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Method for evaluating strength of aluminum die cast component, and aluminum die cast component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014104475A true JP2014104475A (en) | 2014-06-09 |
Family
ID=51026406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012257838A Pending JP2014104475A (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Method for evaluating strength of aluminum die cast component, and aluminum die cast component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014104475A (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4896278A (en) * | 1988-07-11 | 1990-01-23 | Northrop Corporation | Automated defect recognition system |
JPH03193256A (en) * | 1990-10-23 | 1991-08-23 | Ube Ind Ltd | Method for discriminating nondefective/defective in quality of formed product in injection forming apparatus |
JP2000355722A (en) * | 1999-06-17 | 2000-12-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | Al-Si DIECAST PRODUCT EXCELLENT IN AIRTIGHTNESS AND WEAR RESISTANCE, AND ITS MANUFACTURE |
JP2004144489A (en) * | 2002-10-21 | 2004-05-20 | Ryobi Ltd | Method of judging quality of casting having composite member inside |
JP2005091288A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | Discrimination method for casting defect |
JP2007111728A (en) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Ryobi Ltd | Method for inspecting die-cast article |
JP2010131607A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Toyota Central R&D Labs Inc | Method for analyzing cavity in metal casting and cavity analysis program therefor |
JP2011206788A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Ube Machinery Corporation Ltd | Casting condition determination method and determination device |
JP2012194172A (en) * | 2011-02-28 | 2012-10-11 | Nsk Ltd | Method for evaluating strength of aluminum die casting component and aluminum die casting component |
-
2012
- 2012-11-26 JP JP2012257838A patent/JP2014104475A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4896278A (en) * | 1988-07-11 | 1990-01-23 | Northrop Corporation | Automated defect recognition system |
JPH03193256A (en) * | 1990-10-23 | 1991-08-23 | Ube Ind Ltd | Method for discriminating nondefective/defective in quality of formed product in injection forming apparatus |
JP2000355722A (en) * | 1999-06-17 | 2000-12-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | Al-Si DIECAST PRODUCT EXCELLENT IN AIRTIGHTNESS AND WEAR RESISTANCE, AND ITS MANUFACTURE |
JP2004144489A (en) * | 2002-10-21 | 2004-05-20 | Ryobi Ltd | Method of judging quality of casting having composite member inside |
JP2005091288A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | Discrimination method for casting defect |
JP2007111728A (en) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Ryobi Ltd | Method for inspecting die-cast article |
JP2010131607A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Toyota Central R&D Labs Inc | Method for analyzing cavity in metal casting and cavity analysis program therefor |
JP2011206788A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Ube Machinery Corporation Ltd | Casting condition determination method and determination device |
JP2012194172A (en) * | 2011-02-28 | 2012-10-11 | Nsk Ltd | Method for evaluating strength of aluminum die casting component and aluminum die casting component |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2013128500A1 (en) | Die-cast product rigidity evaluation method and die-cast product | |
Wang et al. | An investigation of breakage behaviour of single sand particles using a high-speed microscope camera | |
US9696142B2 (en) | Method and apparatus for determining residual stresses of a component | |
US20160054231A1 (en) | Method for the quality assessment of a component produced by means of an additive manufacturing method | |
JP4588414B2 (en) | Internal defect inspection method and apparatus | |
JP5357891B2 (en) | Bonding quality control method | |
Kuwazuru et al. | X-ray CT inspection for porosities and its effect on fatigue of die cast aluminium alloy | |
Brunke et al. | A new Concept for High-Speed atline and inlineCT for up to 100% Mass Production Process Control | |
US11761910B2 (en) | Surface or interface defect detection | |
JP2014104475A (en) | Method for evaluating strength of aluminum die cast component, and aluminum die cast component | |
US20100263450A1 (en) | System and method for producing and testing metal parts | |
WO2012117468A1 (en) | Method for evaluating strength of aluminum die-cast part, aluminum die-cast part, and method for detecting defect of aluminum die-cast part | |
JP2012194172A (en) | Method for evaluating strength of aluminum die casting component and aluminum die casting component | |
JP2006200954A (en) | Mold cavity detection method and mold cavity detector | |
JP5849601B2 (en) | Defect detection method for aluminum die cast parts | |
US9383343B2 (en) | Strength evaluating method for aluminum die cast part, aluminum die cast part, and defect detecting method for the same | |
Szalva et al. | Fatigue testing and non‐destructive characterization of AlSi9Cu3 (Fe) die cast specimens by computer tomography | |
JP2013083560A (en) | Die-cast aluminum component strength evaluating method and die-cast aluminum components | |
JP2015158379A (en) | Strength evaluation method of aluminum die cast component, and aluminum die cast component | |
JP2005077324A (en) | Apparatus and method for assisting inspection of defect within cast | |
Brunke et al. | A New Concept for Highspeed Flatline and Inlinect for up to 100% Mass Production Process Control Allowing both, 3D Metrology and Failure Analysis | |
Herzer et al. | Detection of Defects in Solidified Layers within Laser-based Powder Bed Fusion using Active Thermography | |
CN108107110B (en) | Method for manufacturing quantitative deep cracks on metal hollow shaft | |
DE102015219134B4 (en) | Apparatus and method for detecting a defect in a press plate | |
JP2000214142A (en) | Method for evaluating cleanliness of metal material by ultrasonic flaw detection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151022 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151022 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160912 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161004 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170328 |