JP2630401B2 - 耐摩耗性ダイカスト用アルミニウム合金 - Google Patents

耐摩耗性ダイカスト用アルミニウム合金

Info

Publication number
JP2630401B2
JP2630401B2 JP62188744A JP18874487A JP2630401B2 JP 2630401 B2 JP2630401 B2 JP 2630401B2 JP 62188744 A JP62188744 A JP 62188744A JP 18874487 A JP18874487 A JP 18874487A JP 2630401 B2 JP2630401 B2 JP 2630401B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
less
casting
content
wear
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62188744A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6436743A (en
Inventor
直美 西
庸輔 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RYOOBI KK
Original Assignee
RYOOBI KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RYOOBI KK filed Critical RYOOBI KK
Priority to JP62188744A priority Critical patent/JP2630401B2/ja
Priority to US07/226,011 priority patent/US4919736A/en
Publication of JPS6436743A publication Critical patent/JPS6436743A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2630401B2 publication Critical patent/JP2630401B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐摩耗性ダイカスト用アルミニウム合金に
関し、特に耐摩耗性に優れ、かつ機械的性質に優れたダ
イカスト用アルミニウム合金に関する。
〔従来の技術〕 従来優れた耐摩耗性を有する鋳造用合金としてSiを14
〜25wt%含有した過共晶アルミニウム合金は摺動部品用
材料として広く用いられている。なかでも、390合金
(成分組成、Si 16.0〜18.0wt%、Cu 4.0〜5.0wt%、
Mg 0.45〜0.65wt%、Zn 0.1wt%以下、Fe 0.6〜1.1w
t%、Mn 0.1wt%以下、Ti 0.02wt%以下、P 微量、
残部Al)は、優れた耐摩耗性を有し、鋳鉄ライナー不要
のアルミニウムエンジンブロツクに用いられている。ま
た、特公昭53−37810号の合金(成分組成、Si 13.5〜1
6.0wt%、Cu 4.0〜5.0wt%、Mg 0.5wt%以下、zn 1.
0wt%以下、Fe 1.3wt%以下、Mn 0.5wt%以下、P
0.05〜0.1wt%、Ni 0.5wt%以下、Sn 0.3wt%以下、
残部Al)は、390合金の耐摩耗性を大きく損うことな
く、切削性を改善するために開発された合金であり、ド
アクローザのハウジング等に広く使われている。
また、特開昭60−2643号の合金(成分組成、Si 5.0
〜22.5wt%、Cu 5.5〜10.5wt%、Fe 0.8〜1.5wt%、M
g 0.85〜1.5wt%、P 0.002〜0.025wt%、残部Al、通
常の不可避的不純物)は、高粘性潤滑油を使用した場合
においては勿論のこと、低粘性の潤滑油を使用しても十
分好ましい摺動状態を確保できる摺動部材に適したダイ
カストアルミニウム合金である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記の390合金や特公昭53−37810号の合金の耐摩耗性
は初晶Siによつて得られるもので、より優れた耐摩耗性
を得るためにはSiを多く添加することを必要とする。し
かし、そうであるからといつて、Siを20wt%以上添加す
ると鋳造温度の上昇を招き、金型寿命を短くすること
や、初晶Siの増加が切削性を低下させるなどの欠点を生
ずる。そこで、Siをそれ程多く添加することなく耐摩耗
性を増大させることが望ましい。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するよう、研
究の結果、Cu 6.0〜9.0wt%、Mn 0.5〜2.0wt%、Fe
1.6〜3.0wt%、Mg 3wt%以下、Zn 1.0wt%以下とP
0.001〜0.1wt%を含有し、かつSi 13.5〜20.0wt%、Ni
0.5wt%以下、不純物としてSn 0.3wt%以下を含有
し、残部をAlとし、初晶SiとAl−Fe−Mn−Si化合物を晶
出させ、またマトリツクス中にCu及びMgを固溶させて硬
さを増加し、耐摩耗性を向上させた事を特徴とする耐摩
耗性ダイカスト用アルミニウム合金を開発した。
本発明に係る合金組成について詳述すると、先ずSiは
良好な鋳造性と耐摩耗性を得るために含有範囲を13.5〜
20.0wt%とする。Siが13.5wt%より少ないと耐摩耗性に
寄与する初晶Siが少ない。また、Siが20wt%を越えて添
加されると、鋳造温度の上昇、切削性の低下を招く。
Cuは、Al中に固溶し、合金を固溶強化させ、また高温
強度を向上するのに有効であり、その含有量は6.0wt%
以上が良好である。しかし、9.0wt%を越えて多く添加
しても、強度の向上はそれほど認められないばかりでな
く、鋳造性を低下させる原因ともなるため、Cuの含有範
囲は6.0〜9.0wt%が望ましい。
Mnの添加は、Al−Fe−Mn−Siの塊状の4元金属間化合
物を生成する。この4元金属間化合物は硬さが約Hv960
であり、SiのHv1300に比べるとそれよりも低いが、耐摩
耗性の向上に寄与する。しかし、多量のMnの添加は、溶
解保持中にスラツジを形成し、るつぼ底に沈降するので
2wt%以下とする。
Feは、金型への溶着を防止するとともに耐摩耗性の向
上を図るAl−Fe−Mn−Si金属間化合物を形成する。前記
金属間化合物を十分生成させるためにはFeを1.6wt%以
上とするのがよい。しかし、多量のFeの添加は機械的性
質を劣化させるので3.0wt%以下とするのが望ましい。
Mgは、合金の硬化、機械的強度を向上させるが、多く
添加すると溶湯の流動性を悪くし、脆性を招くのでその
含有範囲は3wt%以下が良好である。
Niは、高温強度を増加させ、硬さを増加させるが、多
量に添加されると耐食性を低下させるため、その含有量
は0.5wt%以下が望ましい。
Snは不純物として不可避的に混入してくる。
Pは、初晶Siを微細化させるのに有効な元素である。
初晶Siの微細化により切削加工性が良好となり、機械的
性質も向上する。0.001wt%以下の添加では十分な微細
化が行われない。また、含有量を0.1wt%より多く添加
しても初晶Siのサイズは変らない。したがつて、Pの含
有範囲は0.001〜0.1wt%が良い。
〔実施例〕
本発明の合金と、従来の390合金、特公昭53−37810号
の合金について種種の合金特性を測定した。以下に、そ
の実験と実験結果を示す。
実験は、第1表の合金組成をもつ、第1図に示すテス
トピースによつて行つた。鋳造機は型締力90トンのダイ
カストマシンを用いた。鋳造条件は、溶湯温度720〜730
℃、鋳造圧力760kgf/cm2、プランジヤーチツプ速度1.35
〜1.40m/sec、金型温度120〜140℃、型開き時間4secで
ある。
(1) 鋳造性 本発明合金は、各組成とも湯回り不良、かじり焼付き
等は発生せず、良好な鋳造性を示した。Cu含有量が10wt
%では、若干湯回り性が劣る。
(2) 鋳造組織 第2図に本発明合金と390合金、特公昭53−37810号合
金をダイカストした時の鋳造組織を示す。鋳造組織は5
%HF水溶液で腐食して顕出させた。390合金及び特公昭5
3−37810号合金の鋳造組織は初晶Siと樹枝状晶と共晶S
i、CuAl2やMg2Si等の金属間化合物から構成されてい
る。390合金では濃い灰色の粒状部分が初晶Siであり、
その初晶Siの粒径が大きい。このため切削性が良くな
い。特公昭53−37810号合金では初晶Siの粒径が小さく
なつていて切削性が改善されているが、初晶Siの量が少
なくなつており、このため硬さが低下している。本発明
合金の鋳造組織は上記晶出物の外に塊状のAl−Si−Fe−
Mnの4元金属間化合物を晶出している。これは図の写真
でない薄い灰色の粒状部分として示される。この金属間
化合物の硬さは約Hv 960であり、SiのHv1300よりも低
いが、耐摩耗性の向上に大きく寄与している。また、本
発明合金は、Cu量が多いために、390合金、特公昭53−3
7810号合金に比べ樹枝状晶が明瞭に観察される。樹枝状
晶中心部のCu濃度をEPMA(X線マイクロアナライザー)
により測定したところ、390合金及び特公昭53−37810号
合金はそれぞれ約1.1wt%、1.0wt%であつたのに対し、
本発明合金のそれは1.4〜1.8wt%の範囲であり、Cuはマ
トリツクスの固溶強化に寄与するものと思われる。
また、第3図は、Al−Si−Fe−Mn4元金属間化合物に
ついてのEPMA(X線マイクロアナライザー)による分析
結果を示すものであり、第3図のaは走査型電子顕微鏡
によるSEM線(二次電子像)であり、左下側にほぼ六角
形の塊状物がみられる。これをEPMAにより分析すると、
bのAl−Kαでは前記の塊状物の位置ではAlが少なく、
c及びdのFe−Kα及びMn−KαではFeとMnが多く認め
られ、eのSi−Kαでは前記位置ではSiがやゝ少ないこ
とから、前記塊状物がAl−Si−Fe−Mn 4元金属間化合
物と同定される。第3図eによると右上部にSiが極めて
多い部分が認められる。
(3) 機械的性質 実験は、第1表の合金組織をもつ、第1図に示すテス
トピースによつて行つた。第2表に引張強さ、0.2%耐
力、伸び、硬さの測定結果を示す。なお、測定結果はそ
れぞれN=5の平均値で示す。
a.引張試験 引張試験は第1図に示したテストピースを用いて10ト
ンの引張試験機により室温で行つた。なお、引張速度は
5mm/secであつた。引張強さ、0.2%耐力ともにCu量が多
いほど大きいが、Cu量が6〜7%以上でほぼ一定とな
る。本発明合金の引張強さは390合金、特公昭53−37810
号合金より約1割、0.2%耐力は約2割高い値を示す。
伸びはMnの添加によつて若干増加するが、Cu量が多いと
伸びは低い。また、Mgが約3wt%含有される合金は伸び
が最も低い。
b.硬さ試験 硬さは、第1図角状のテストピースの表面を約1mm研
摩した面で測定した。試験機はロツクウエル硬さ試験機
を用い、Bスケールで測定した。硬さはCu量の多いほど
高い値を示すが、Cu量が6〜9wt%ではほぼ一定であ
る。本発明の合金の硬さは、従来の390合金に比べて約
1割、特公昭53−37810号合金に比べて約2割高い値を
示す。
(4) 耐摩耗性 摩耗試験は、第1図角状のテストピースの表面を約1m
m研摩した面で行い、試験機は大越式摩耗試験機を用い
た。相手材はFC 25とした。なお摩耗試験は潤滑油を用
いず、乾式で行つた。
第3表に摩耗試験の結果を示す。結果はN=5の平均
値で示す。MnとFeを添加したものは耐摩耗性が向上して
いる。また、いずれの摩耗速度においてもCuの含有量が
多いほど耐摩耗性が向上し、Cu量が6〜7wt%以上でほ
ぼ一定となり、引張試験、硬さ試験結果と同様の傾向を
示す。
上記実験結果をまとめると、本発明合金の特徴は次の
とおりである。
1)鋳造性は従来合金と同様に良好である。
2)樹枝状晶中のCu固溶量が従来合金より多く、固溶強
化による強度向上が可能となる。
3)引張良さ、0.2%耐力、硬さは従来の390合金、特公
昭53−37810号合金に比較して優れている。
4)耐摩耗性は特公昭53−37810号合金より優れ、390合
金と比較しても同等以上である。
〔発明の効果〕
本発明の合金は、その耐摩耗性が特公昭53−37810号
合金より優れ、390合金と比較しても同等以上であつ
て、それでいて引張強さ、0.2%耐力及び硬さは従来の3
90合金及び特公昭53−37810号合金よりも優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明合金によるテストピースを示した図、
第2図は、本発明合金と従来合金の鋳造組織を写真で示
した図で、aは本発明合金、bは390合金、cは特公昭5
3−37810号合金、第3図は、本発明における初晶Si、Al
−Fe−Mn−Si 4元金属間化合物をEPMA(X線マイクロ
アナライザー)で面分析した結果を写真で示した図で、
aはSEM像、bはAl−Kα、cはFe−Kα、dはMn−K
α、eはSi−Kαを示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Cu 6.0〜9.0wt%、Mn 0.5〜2.0wt%、Fe
    1.6〜3.0wt%、Mg 3wt%以下、Zn 1.0wt%以下とP
    0.001〜0.1wt%を含有し、かつSi 13.5〜20.0wt%、
    Ni 0.5wt%以下、不純物としてSn 0.3wt%以下を含有
    し、残部をAlとし、初晶SiとAl−Fe−Mn−Si化合物を晶
    出させ、またマトリツクス中にCu及びMgを固溶させて硬
    さを増加し、耐摩耗性を向上させた事を特徴とする耐摩
    耗性ダイカスト用アルミニウム合金。
JP62188744A 1987-07-30 1987-07-30 耐摩耗性ダイカスト用アルミニウム合金 Expired - Lifetime JP2630401B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62188744A JP2630401B2 (ja) 1987-07-30 1987-07-30 耐摩耗性ダイカスト用アルミニウム合金
US07/226,011 US4919736A (en) 1987-07-30 1988-07-29 Aluminum alloy for abrasion resistant die castings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62188744A JP2630401B2 (ja) 1987-07-30 1987-07-30 耐摩耗性ダイカスト用アルミニウム合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6436743A JPS6436743A (en) 1989-02-07
JP2630401B2 true JP2630401B2 (ja) 1997-07-16

Family

ID=16229012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62188744A Expired - Lifetime JP2630401B2 (ja) 1987-07-30 1987-07-30 耐摩耗性ダイカスト用アルミニウム合金

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4919736A (ja)
JP (1) JP2630401B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03111531A (ja) * 1989-09-25 1991-05-13 Riken Corp アルミニウム合金製ローター
JPH04275772A (ja) * 1991-03-04 1992-10-01 Eastman Kodak Japan Kk 画像読み取り装置
JP4648559B2 (ja) * 2001-03-28 2011-03-09 本田技研工業株式会社 耐熱アルミニウムダイカスト品
JP3718147B2 (ja) * 2001-07-31 2005-11-16 株式会社日立製作所 内燃機関用のターボ式過給機
JP4665413B2 (ja) * 2004-03-23 2011-04-06 日本軽金属株式会社 高剛性・低線膨張率を有する鋳造用アルミニウム合金
CN108715957A (zh) * 2018-05-31 2018-10-30 益阳仪纬科技有限公司 一种汽车变速器壳用高强度铝合金复合材料及其制备工艺

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5289512A (en) * 1976-01-22 1977-07-27 Mitsubishi Metal Corp Al alloy for parts in contact with magnetic tape
JPS5858917B2 (ja) * 1976-09-21 1983-12-27 株式会社東芝 無整流子電動機の制御装置
JPS602643A (ja) * 1983-06-21 1985-01-08 Nippon Light Metal Co Ltd 耐摩耗性に優れたダイカスト用アルミニウム合金
US4648918A (en) * 1984-03-02 1987-03-10 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Abrasion resistant aluminum alloy

Also Published As

Publication number Publication date
US4919736A (en) 1990-04-24
JPS6436743A (en) 1989-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1088762C (zh) 具有优越高温性能和模铸性的镁合金
CN102676887B (zh) 加压铸造用铝合金及该铝合金的铸件
JP5355320B2 (ja) アルミニウム合金鋳物部材及びその製造方法
CN105483465B (zh) 一种压铸用Al-Si-Mg铸造铝合金及其制备方法
US6511555B2 (en) Cylinder head and motor block castings
KR100199362B1 (ko) 다이 캐스팅용 알루미늄 합금 및 그를 사용한 볼 조인트
JP2604670B2 (ja) 高強度マグネシウム合金
EP0924310B1 (en) Aluminium alloy containing silicon for use as pistons in automobiles
JP2630401B2 (ja) 耐摩耗性ダイカスト用アルミニウム合金
JP4341438B2 (ja) 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金及び同合金を用いた摺動部材
US5000915A (en) Wear-resistant copper alloy
JP2005272869A5 (ja)
EP1229140A1 (en) Aluminium alloy for high pressure die-casting
US5669990A (en) Si-containing magnesium alloy for casting with melt thereof
KR100252237B1 (ko) 고압주조용 마그네슘 합금
JPS6151017B2 (ja)
JP2003027169A (ja) アルミニウム合金およびアルミニウム合金鋳物品
JP3865430B2 (ja) 耐熱・耐摩耗性マグネシウム合金
US5925315A (en) Aluminum alloy with improved tribological characteristics
JPH04173935A (ja) 耐摩耗性アルミニウム合金
US5069874A (en) Method for reducing high-load, low-speed wear resistance in sliding members
JP3328356B2 (ja) 鋳造用アルミニウム合金材
EP0924311A1 (en) Aluminium alloy
JPH0448856B2 (ja)
JP2003293068A (ja) 快削性の過共晶Al−Si系合金