JP2017519105A - エンジンコンポーネントを製造する方法、エンジンコンポーネント、および、アルミニウム合金の使用 - Google Patents
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- F02F2200/06—Casting
Abstract
Description
約1.2から、好適には約2重量%から、約4以下、好適には約3.5未満、より好適には約2重量%未満までのニッケル(Ni)、
約3.7から、好適には約5.2重量%から、より好適には約5.5重量%から、約10未満、好適には約8未満、より好適には約5.5以下、さらに好適には約5.2重量%未満の銅(Cu)、
約1重量%まで、好適には、約0.2重量%から約1重量%までのコバルト(Co)、
約0.1から、好適には約0.5から、より好適には約0.6から、さらに好適には約0.65から、特に好適には約1.2以上で、約1.5まで、好適には約1.2重量%まで、より好適には約0.8重量%までのマグネシウム(Mg)、
約0.1から、好適には約0.4重量%から約0.7以下、好適には、約0.6重量%までの鉄(Fe)、
約0.1重量%から約0.7以下、好適には約0.4重量%までのマンガン(Mn)、
約0.1から、好適には約0.2重量%から、約0.5まで、好適には約0.4以下、より好適には約0.2重量%までのジルコニウム(Zr)、
約0.1重量%以上、約0.3以下、好適には約0.2重量%までのバナジウム(V)、
約0.05から、好適には約0.1重量%から、約0.5まで、好適には約0.2重量%以下のチタン(Ti)、
約0.004重量%から約0.05以下、好適には約0.008重量%までのリン(P)、および
残余アルミニウムおよび不可避的不純物を含む。上記していない他の元素も不純物として考慮することが可能である。不純物の量のレベルは、例えば、不純物元素あたり0.01重量%まで、または、合計で0.2重量%までである。
Claims (20)
- アルミニウム合金が重力ダイキャストプロセスで鋳造されて、エンジンコンポーネント、特に、内燃エンジン用のピストンを製造する方法であって、
前記アルミニウム合金は、合金元素として
シリコン: 7重量%から14.5重量%未満
ニッケル: 1.2重量%より大きく4重量%以下
銅; 3.7重量%より大きく10重量%未満
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.1重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%以下
マンガン: 0.1重量%から0.7重量%以下
ジルコニウム: 0.1重量%より大きく0.5重量%未満
バナジウム: 0.1重量%以上、0.3重量%以下
チタン: 0.05重量%から0.5重量%
リン: 0.004重量%から0.05重量%以下
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする方法。 - 前記アルミニウム合金は、さらに
ベリリウム: 0.0005重量%から0.5重量%
カルシウム: 0.0005重量%まで
を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記アルミニウム合金は、
シリコン: 9重量%から10.5重量%未満
ニッケル: 2重量%より大きく3.5重量%未満
銅; 5.2重量%より大きく10重量%未満
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.5重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%
マンガン: 0.1重量%から0.4重量%
ジルコニウム: 0.2重量%から0.4重量%未満
バナジウム: 0.1重量%より大きく0.2重量%未満
チタン: 0.05重量%から0.2重量%未満
リン: 0.004重量%から0.008重量%
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 前記アルミニウム合金は、
シリコン: 9重量%から10.5重量%未満
ニッケル: 1.2重量%より大きく2.0重量%未満
銅; 5.2重量%より大きく10重量%未満
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.5重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%
マンガン: 0.1重量%から0.4重量%
ジルコニウム: 0.2重量%から0.4重量%未満
バナジウム: 0.1重量%より大きく0.2重量%未満
チタン: 0.05重量%から0.2重量%未満
リン: 0.004重量%から0.008重量%
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 前記アルミニウム合金は、
シリコン: 9重量%から12重量%未満
ニッケル: 2重量%から3.5重量%未満
銅; 3.7重量%より大きく5.2重量%
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.5重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%
マンガン: 0.1重量%から0.4重量%
ジルコニウム: 0.2重量%から0.4重量%
バナジウム: 0.1重量%から0.3重量%
チタン: 0.1重量%から0.5重量%
リン: 0.004重量%から0.008重量%
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 前記アルミニウム合金は、
シリコン: 7重量%から14.5重量%未満
ニッケル: 4重量%以下
銅; 5.5重量%以下
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.1重量%から1.2重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%以下
マンガン: 0.1重量%から0.7重量%以下
ジルコニウム: 0.1重量%より大きく0.5重量%未満
バナジウム: 0.3重量%以下
チタン: 0.2重量%以下
リン: 0.05重量%以下
ベリリウム: 0.0005重量%から0.5重量%
カルシウム: 0.0005重量%まで
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記アルミニウム合金内の鉄とマンガンの重量比は、約5:1以下であり、好適には、約2.5:1である、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- ニッケルとコバルトの合計は、好適には、2.0重量%より大きく3.8重量%未満である、ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アルミニウム合金は、特に、前記エンジンコンポーネントのボウルリム領域において、低含有量のポアおよび含有物および/または少量の一次シリコンを有する微細なミクロ構造を有し、気孔率は0.01%未満であり、および/または、一次シリコンの含有量は1%未満であり、前記一次シリコンは、5μm未満の平均長および/または10μm未満の最大長を有し、金属間相および/または一次沈殿物は30μm未満の平均長および50μm未満の最大長を有する、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも一部がアルミニウム合金からなる、エンジンコンポーネント、特に、内燃エンジン用のピストンであって、
前記アルミニウム合金は、合金元素として
シリコン: 7重量%から14.5重量%未満
ニッケル: 1.2重量%より大きく4重量%以下
銅; 3.7重量%より大きく10重量%未満
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.1重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%以下
マンガン: 0.1重量%から0.7重量%以下
ジルコニウム: 0.1重量%より大きく0.5重量%未満
バナジウム: 0.1重量%以上、0.3重量%以下
チタン: 0.05重量%から0.5重量%
リン: 0.004重量%から0.05重量%以下
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とするエンジンコンポーネント。 - 前記アルミニウム合金は、さらに
ベリリウム: 0.0005重量%から0.5重量%
カルシウム: 0.0005重量%まで
を含む、ことを特徴とする請求項10に記載のエンジンコンポーネント。 - 前記アルミニウム合金は、
シリコン: 9重量%から10.5重量%未満
ニッケル: 2重量%より大きく3.5重量%未満
銅; 5.2重量%より大きく10重量%未満
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.5重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%
マンガン: 0.1重量%から0.4重量%
ジルコニウム: 0.2重量%から0.4重量%未満
バナジウム: 0.1重量%より大きく0.2重量%未満
チタン: 0.05重量%から0.2重量%未満
リン: 0.004重量%から0.008重量%
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする請求項10または11に記載のエンジンコンポーネント。 - 前記アルミニウム合金は、
シリコン: 9重量%から10.5重量%未満
ニッケル: 1.2重量%より大きく2.0重量%未満
銅; 5.2重量%より大きく10重量%未満
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.5重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%
マンガン: 0.1重量%から0.4重量%
ジルコニウム: 0.2重量%から0.4重量%未満
バナジウム: 0.1重量%より大きく0.2重量%未満
チタン: 0.05重量%から0.2重量%未満
リン: 0.004重量%から0.008重量%
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする請求項10または11に記載のエンジンコンポーネント。 - 前記アルミニウム合金は、
シリコン: 9重量%から12重量%未満
ニッケル: 2重量%から3.5重量%未満
銅; 3.7重量%より大きく5.2重量%
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.5重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%
マンガン: 0.1重量%から0.4重量%
ジルコニウム: 0.2重量%から0.4重量%
バナジウム: 0.1重量%から0.3重量%
チタン: 0.1重量%から0.5重量%
リン: 0.004重量%から0.008重量%
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする請求項10または11に記載のエンジンコンポーネント。 - 前記アルミニウム合金は、
シリコン: 7重量%から14.5重量%未満
ニッケル: 4重量%以下
銅; 5.5重量%以下
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.1重量%から1.2重量%
鉄: 0.7重量%以下
マンガン: 0.7重量%以下
ジルコニウム: 0.1重量%より大きく0.5重量%未満
バナジウム: 0.3重量%以下
チタン: 0.2重量%以下
リン: 0.05重量%以下
ベリリウム: 0.0005重量%から0.5重量%
カルシウム: 0.0005重量%まで
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とする請求項10に記載のエンジンコンポーネント。 - 前記アルミニウム合金内の鉄とマンガンの重量比は、約5:1以下であり、好適には、約2.5:1である、ことを特徴とする請求項10から15のいずれか一項に記載のエンジンコンポーネント。
- ニッケルとコバルトの合計は、好適には、2.0重量%より大きく3.8重量%未満である、ことを特徴とする請求項10から16のいずれか一項に記載のエンジンコンポーネント。
- 前記アルミニウム合金は、特に、前記エンジンコンポーネントのボウルリム領域において、低含有量のポアおよび含有物および/または少量の一次シリコンを有する微細なミクロ構造を有し、気孔率は0.01%未満であり、および/または、一次シリコンの含有量は1%未満であり、前記一次シリコンは、5μm未満の平均長および/または10μm未満の最大長を有し、金属間相および/または一次沈殿物は30μm未満の平均長および50μm未満の最大長を有する、ことを特徴とする請求項10から17のいずれか一項に記載のエンジンコンポーネント。
- エンジンコンポーネント、特に、内燃エンジン用のピストンを製造するためのアルミニウム合金の使用であって、
前記アルミニウム合金は、合金元素として
シリコン: 7重量%から14.5重量%未満
ニッケル: 1.2重量%より大きく4重量%以下
銅; 3.7重量%より大きく10重量%未満
コバルト: 1重量%まで
マグネシウム: 0.1重量%から1.5重量%
鉄: 0.1重量%から0.7重量%以下
マンガン: 0.1重量%から0.7重量%以下
ジルコニウム: 0.1重量%より大きく0.5重量%未満
バナジウム: 0.1重量%以上、0.3重量%以下
チタン: 0.05重量%から0.5重量%
リン: 0.004重量%から0.05重量%以下
残余アルミニウムおよび不可避的不純物
を含む、ことを特徴とするアルミニウム合金の使用。 - 前記アルミニウム合金は、さらに
ベリリウム: 0.0005重量%から0.5重量%
カルシウム: 0.0005重量%まで
を含む、ことを特徴とする請求項19に記載の使用。
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