JP2532129B2 - 防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金 - Google Patents
防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金Info
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- JP2532129B2 JP2532129B2 JP63152502A JP15250288A JP2532129B2 JP 2532129 B2 JP2532129 B2 JP 2532129B2 JP 63152502 A JP63152502 A JP 63152502A JP 15250288 A JP15250288 A JP 15250288A JP 2532129 B2 JP2532129 B2 JP 2532129B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金に関
する。詳しくは本発明は各種機器の振動騒音による害の
防止等の用途に好適に用いられる、減衰能Q-1が特定値
以上である防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金に関
する。
する。詳しくは本発明は各種機器の振動騒音による害の
防止等の用途に好適に用いられる、減衰能Q-1が特定値
以上である防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金に関
する。
上記減衰能Q-1は、次の式（Ｉ）で定義され、外部か
ら与えられた振動エネルギーを熱エネルギーに交換する
割合、即ち防振性の尺度を示し、このQ-1値が大きいも
のほど防振性が優れていることを意味する。
ら与えられた振動エネルギーを熱エネルギーに交換する
割合、即ち防振性の尺度を示し、このQ-1値が大きいも
のほど防振性が優れていることを意味する。
Q-1＝（1/2π）・（ΔE/E） （Ｉ） ［但し、Ｅは、振動の１サイクルの最初において振動系
の有する振動エネルギーを意味し、ΔＥは、振動の１サ
イクル中に熱エネルギーに交換するエネルギーを意味す
る。］ 〔従来の技術〕 現在、工業的に利用されている防振性合金としては、
Fe基合金（商品名：サイレンタロイ及びジエンタロイ
Ｆ）、Ni基合金、Mn基合金（商品名：ソノストン）、Zn
基合金（商品名：コスマールＺ及びジエンタロイＡ）及
びMg基合金がある。
の有する振動エネルギーを意味し、ΔＥは、振動の１サ
イクル中に熱エネルギーに交換するエネルギーを意味す
る。］ 〔従来の技術〕 現在、工業的に利用されている防振性合金としては、
Fe基合金（商品名：サイレンタロイ及びジエンタロイ
Ｆ）、Ni基合金、Mn基合金（商品名：ソノストン）、Zn
基合金（商品名：コスマールＺ及びジエンタロイＡ）及
びMg基合金がある。
公知の防振性合金のうち、Fe基合金、Ni基合金及びMn
基合金は減衰能に優れるが、比重が8g/cm3以上と非常に
大きく、機器の軽量化には不適当である。Zn基合金は減
衰能に優れるが、比重が4g/cm3以上とやはり大きく、剛
性が小さい上、耐食性に劣り、実用面での問題が多い。
Mg基合金は減衰能が大きく、比重が1.8g/cm3と軽量であ
るが、製造コストが高く、汎用性に劣る。またAl基合金
は未だ実用的に満足すべき品質レベルに到達していな
い。
基合金は減衰能に優れるが、比重が8g/cm3以上と非常に
大きく、機器の軽量化には不適当である。Zn基合金は減
衰能に優れるが、比重が4g/cm3以上とやはり大きく、剛
性が小さい上、耐食性に劣り、実用面での問題が多い。
Mg基合金は減衰能が大きく、比重が1.8g/cm3と軽量であ
るが、製造コストが高く、汎用性に劣る。またAl基合金
は未だ実用的に満足すべき品質レベルに到達していな
い。
本発明の目的は、かかる従来技術に鑑み、比重が3g/c
m3以下と軽量で、減衰能Q-1が0.009以上と云う良好な防
振性を有し、かつ製造技術面からも実用的な鋳造用アル
ミニウム合金を提供することにある。
m3以下と軽量で、減衰能Q-1が0.009以上と云う良好な防
振性を有し、かつ製造技術面からも実用的な鋳造用アル
ミニウム合金を提供することにある。
アルミニウム合金中で内部摩擦（減衰）を生ずるメカ
ニズムとして、第２相粒子とマトリックスの境界、結晶
粒界及びセル粒界での粘性流動並びに転位、空孔及び積
層欠陥等の結晶中の微小欠陥による振動エネルギーの吸
収が考えられる。
ニズムとして、第２相粒子とマトリックスの境界、結晶
粒界及びセル粒界での粘性流動並びに転位、空孔及び積
層欠陥等の結晶中の微小欠陥による振動エネルギーの吸
収が考えられる。
本発明者は上記のメカニズムを考慮しつつその具体的
実現のために鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達し
た。
実現のために鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達し
た。
即ち本発明の要旨は、 重量百分率で、 Siを10〜18％、 Cu及び／又はMgを合計で0.1〜５％、 Fe,Ni,Ti,Mn及びSbからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素を合計で0.1〜３％、並びに、 Ｐ及び／又はＢを合計で0.005〜0.5％、含み、残部
がアルミニウム及び不純物からなる組成を有し、該不純
物のNa,Ca及びSrの含有量が各々Na30ppm以下、Ca70ppm
以下及びSr150ppm以下であり、かつ、Na、Ca及びSrの含
有量の合計が150ppm以下であって、次の式（Ｉ）で定義
される減衰能Q-1が0.009以上であることを特徴とする防
振性に優れた鋳造用アルミニウム合金に存する。
とも１種の元素を合計で0.1〜３％、並びに、 Ｐ及び／又はＢを合計で0.005〜0.5％、含み、残部
がアルミニウム及び不純物からなる組成を有し、該不純
物のNa,Ca及びSrの含有量が各々Na30ppm以下、Ca70ppm
以下及びSr150ppm以下であり、かつ、Na、Ca及びSrの含
有量の合計が150ppm以下であって、次の式（Ｉ）で定義
される減衰能Q-1が0.009以上であることを特徴とする防
振性に優れた鋳造用アルミニウム合金に存する。
Q-1＝（1/2π）・（ΔE/E） （Ｉ） ［但し、式中、Ｅは、振動の１サイクルの最初において
振動系の有する振動エネルギーを意味し、ΔＥは、振動
の１サイクル中に熱エネルギーに交換するエネルギーを
意味する。］ 以下、本発明について詳細に説明する。
振動系の有する振動エネルギーを意味し、ΔＥは、振動
の１サイクル中に熱エネルギーに交換するエネルギーを
意味する。］ 以下、本発明について詳細に説明する。
Al中にSiが添加されるとその添加量に応じて共晶及び
（又は）初晶Si相が晶出する。そしてこれらのSi相の界
面が振動を吸収し減衰能を向上させるが、Si含有量が10
％より少ないと形成されるSi相が少ないため所望の減衰
能を有するものとは成り難く、18％より多いとそれに見
合う減衰能の向上が見られない上に機械的性質及び切削
性を悪化させる。このような理由から、本発明の合金に
おけるSi含有量は10〜18％とすることが必要である。
（又は）初晶Si相が晶出する。そしてこれらのSi相の界
面が振動を吸収し減衰能を向上させるが、Si含有量が10
％より少ないと形成されるSi相が少ないため所望の減衰
能を有するものとは成り難く、18％より多いとそれに見
合う減衰能の向上が見られない上に機械的性質及び切削
性を悪化させる。このような理由から、本発明の合金に
おけるSi含有量は10〜18％とすることが必要である。
Cu及びMgの添加はマトリックスを強化し、結晶粒界を
増加させ、Si相の晶出量を増しその界面積を増加させ、
減衰能を向上させる上に、鋳造性を改善する。そしてCu
及び／又はMgの含有量の合計が0.1％より少ないとその
効果が小さく、５％を越えると靭性及び鋳造性を害す
る。本発明合金におけるCu及び／又はMgの含有量は合計
で0.1〜５％、好ましくは0.3〜4.5％である。
増加させ、Si相の晶出量を増しその界面積を増加させ、
減衰能を向上させる上に、鋳造性を改善する。そしてCu
及び／又はMgの含有量の合計が0.1％より少ないとその
効果が小さく、５％を越えると靭性及び鋳造性を害す
る。本発明合金におけるCu及び／又はMgの含有量は合計
で0.1〜５％、好ましくは0.3〜4.5％である。
Fe,Ni,Ti,Mn及びSbの添加はSi及び他元素との間で化
合物相を形成すると共に結晶粒を微細化し減衰能を改善
する。そしてFe,Ni,Ti,Mn及びSbの少なくとも１種の含
有量の合計が0.1％より少ないとその効果が小さく、３
％を越えると鋳造性、機械的性質、切削性及び耐食性を
損なうので、その含有量は0.1〜３％、好ましくは0.15
〜2.5％である。
合物相を形成すると共に結晶粒を微細化し減衰能を改善
する。そしてFe,Ni,Ti,Mn及びSbの少なくとも１種の含
有量の合計が0.1％より少ないとその効果が小さく、３
％を越えると鋳造性、機械的性質、切削性及び耐食性を
損なうので、その含有量は0.1〜３％、好ましくは0.15
〜2.5％である。
Ｂ及びＰの添加は晶出Si相の微細化及び粒状化を防止
し、複雑な形状の片状Si相を多数形成しその界面積を増
大させることにより減衰能を著しく改善する。ここで複
雑な形状の片状Si相とは、共晶または初晶Siが棒状、針
状、板状、骸骨状、塊状または支那文字状等の複雑な形
状を呈し、粒状のものに比べその表面積が大きいものを
総称して云う。そしてＢ及び／又はＰの含有量の合計が
0.005％より少ないとその効果が小さく、0.5％を越える
と減衰能の改善に寄与しないばかりが鋳造性及び機械的
性質を損なう。本発明合金におけるＢ及び／又はＰの含
有量は合計で0.005〜0.5％、好ましくは0.01〜0.3％で
ある。
し、複雑な形状の片状Si相を多数形成しその界面積を増
大させることにより減衰能を著しく改善する。ここで複
雑な形状の片状Si相とは、共晶または初晶Siが棒状、針
状、板状、骸骨状、塊状または支那文字状等の複雑な形
状を呈し、粒状のものに比べその表面積が大きいものを
総称して云う。そしてＢ及び／又はＰの含有量の合計が
0.005％より少ないとその効果が小さく、0.5％を越える
と減衰能の改善に寄与しないばかりが鋳造性及び機械的
性質を損なう。本発明合金におけるＢ及び／又はＰの含
有量は合計で0.005〜0.5％、好ましくは0.01〜0.3％で
ある。
次に本発明合金において不純物中のNa,Ca及びSrの含
有量を制限した理由について述べる。Al中に含まれる不
純物は、できるだけ少ない方が好ましいが、通常、合計
で1.5％程度まで許容される。
有量を制限した理由について述べる。Al中に含まれる不
純物は、できるだけ少ない方が好ましいが、通常、合計
で1.5％程度まで許容される。
しかしながら、不純物元素の中で、Na,Ca及びSrは前
記したＢ及びＰと化合物を形成し易く、Ｂ及びＰの添加
効果を阻害し、Si相を微細化かつ粒状化し、減衰能を低
下させる。従ってその含有量はNa30ppm以下、好ましく
は20ppm以下、Ca70ppm以下、好ましくは50ppm以下、Sr1
50ppm以下、好ましくは100ppm以下でかつ、Na,Ca,及びS
rの含有量の合計は150ppm以下、好ましくは120ppm以下
とする。
記したＢ及びＰと化合物を形成し易く、Ｂ及びＰの添加
効果を阻害し、Si相を微細化かつ粒状化し、減衰能を低
下させる。従ってその含有量はNa30ppm以下、好ましく
は20ppm以下、Ca70ppm以下、好ましくは50ppm以下、Sr1
50ppm以下、好ましくは100ppm以下でかつ、Na,Ca,及びS
rの含有量の合計は150ppm以下、好ましくは120ppm以下
とする。
Al中に含まれる他の一般的な不純物としてはZn,Sn,Pb
等があるが、Znについては通常１％程度、Sn,Pb等につ
いては合計で0.1％程度まで許容される。
等があるが、Znについては通常１％程度、Sn,Pb等につ
いては合計で0.1％程度まで許容される。
本発明合金は鋳造用合金として用いられる。具体的に
はダイカスト鋳造、金型鋳造、砂型鋳造及び精密鋳造等
の各種鋳造用として使用され、良好な防振性能を発揮す
る。鋳造後の熱処理は、Si粒子及びその他の化合物粒子
が粒状化等によりその形状を変化させない限りにおいて
は差し支えなく行なえる。
はダイカスト鋳造、金型鋳造、砂型鋳造及び精密鋳造等
の各種鋳造用として使用され、良好な防振性能を発揮す
る。鋳造後の熱処理は、Si粒子及びその他の化合物粒子
が粒状化等によりその形状を変化させない限りにおいて
は差し支えなく行なえる。
上述のように、本発明に係わる合金は添加元素の制御
により複雑な形状の片状Si相を多数形成し、優れた減衰
能を有するものである。
により複雑な形状の片状Si相を多数形成し、優れた減衰
能を有するものである。
次に実施例によって本発明の態様をより具体的に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例
によって限定されるものではない。
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例
によって限定されるものではない。
実施例１〜13及び比較例１〜６ 表１に示す組成の合金Ａ〜Ｓを各々高周波溶解炉にて
不活性雰囲気中で溶解した後、金型鋳造して厚さ10mm、
幅200mm、高さ100mmの鋳造板を作成した。
不活性雰囲気中で溶解した後、金型鋳造して厚さ10mm、
幅200mm、高さ100mmの鋳造板を作成した。
次に該鋳造板を切削加工して、長さ140mm、幅10mm、
厚さ2mmの試験片を作成し減衰能の測定に供した。
厚さ2mmの試験片を作成し減衰能の測定に供した。
減衰能の測定は機械インピーダンス法により、1000〜
3000Hzの範囲の共振周波数で行なった。結果を表２に示
す。
3000Hzの範囲の共振周波数で行なった。結果を表２に示
す。
また、Si相の形状につき顕微鏡観察した結果を併せて
表２に示す。
表２に示す。
表２から明らかなように、本発明の合金は、複雑な形
状の片状Si相を呈し、かつ減衰能Q-1値が0.009以上と大
きく、優れた防振性を示すことがわかる。
状の片状Si相を呈し、かつ減衰能Q-1値が0.009以上と大
きく、優れた防振性を示すことがわかる。
本発明のアルミニウム合金は減衰能に優れるので、VT
R、CDプレーヤー等のベース及びハウジング、フロッピ
ーディスク等のヘッドケース、自動車のミッションケー
ス、カバー類、シリンダー等電子機器、OA機器、自動車
部品及び精密機械部品等の防振性を必要とする鋳造部品
用材料として好適に用いることができる。
R、CDプレーヤー等のベース及びハウジング、フロッピ
ーディスク等のヘッドケース、自動車のミッションケー
ス、カバー類、シリンダー等電子機器、OA機器、自動車
部品及び精密機械部品等の防振性を必要とする鋳造部品
用材料として好適に用いることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】重量百分率で、 Siを10〜18％、 Cu及び／又はMgを合計で0.1〜５％、 Fe、Ni、Ti、Mn及びSbからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素を合計で0.1〜３％、並びに、 Ｐ及び／又はＢを合計で0.005〜0.5％、 含み、残部がアルミニウム及び不純物からなる組成を有
し、該不純物のNa、Ca及びSrの含有量が各々Na30ppm以
下、Ca70ppm以下及びSr150ppm以下であり、かつ、Na、C
a及びSrの含有量の合計が150ppm以下であって、次の式
（Ｉ）で定義される減衰能Q-1が0.009以上であることを
特徴とする防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金。 Q-1＝（1/2π）・（ΔE/E） （Ｉ） ［但し、式中、Ｅは、振動の１サイクルの最初において
振動系の有する振動エネルギーを意味し、ΔＥは、振動
の１サイクル中に熱エネルギーに交換するエネルギーを
意味する。］
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63152502A JP2532129B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63152502A JP2532129B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319646A JPH01319646A (ja) | 1989-12-25 |
| JP2532129B2 true JP2532129B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=15541864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63152502A Expired - Lifetime JP2532129B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 防振性に優れた鋳造用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532129B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101601518B1 (ko) * | 2014-10-30 | 2016-03-09 | 현대자동차주식회사 | 고탄성 고인성 알루미늄 합금 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03102089U (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-24 | ||
| JP2709663B2 (ja) * | 1991-09-20 | 1998-02-04 | 日本軽金属株式会社 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム鋳造合金 |
| JP2730423B2 (ja) * | 1992-08-19 | 1998-03-25 | 日本軽金属株式会社 | 加工性に優れた過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金及び製造方法 |
| CH689143A5 (de) * | 1994-06-16 | 1998-10-30 | Rheinfelden Aluminium Gmbh | Aluminium-Silizium Druckgusslegierung mit hoher Korrosionsbestaendigkeit, insbesondere fuer Sicherheitsbauteile. |
| US6168675B1 (en) | 1997-12-15 | 2001-01-02 | Alcoa Inc. | Aluminum-silicon alloy for high temperature cast components |
| JP3808264B2 (ja) * | 2000-01-19 | 2006-08-09 | 日本軽金属株式会社 | 塑性加工されたアルミニウム合金鋳物，アルミニウム合金鋳物の製造方法及び塑性変形を利用した締結方法 |
| JP5831344B2 (ja) * | 2011-04-27 | 2015-12-09 | 日本軽金属株式会社 | 剛性に優れたアルミニウム合金及びその製造方法 |
| JP6439792B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2018-12-19 | 日立金属株式会社 | 比剛性、強度及び延性に優れた鋳造用Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系アルミニウム合金、並びにそれからなる鋳造部材及び自動車用ロードホイール |
| CA2995250A1 (en) | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Alcoa Usa Corp. | Improved 3xx aluminum casting alloys, and methods for making the same |
| EP3536817A1 (en) | 2016-11-01 | 2019-09-11 | UACJ Corporation | Aluminum alloy for low-pressure casting |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605839A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-12 | Takeo Shinoda | ピストン用鋳造耐熱アルミニウム合金 |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63152502A patent/JP2532129B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101601518B1 (ko) * | 2014-10-30 | 2016-03-09 | 현대자동차주식회사 | 고탄성 고인성 알루미늄 합금 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01319646A (ja) | 1989-12-25 |
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