JP3743586B2

JP3743586B2 - Differential gear case and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3743586B2
Application number: JP26131796A
Authority: JP
Inventors: 良夫金内; 良一柴田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH1088269A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の差動装置用部品であるディファレンシャルギヤケース（以下「ディファレンシャルギヤケース」を略して「デフケ―ス」という）およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の差動装置は、車両がカーブを走行する際の左右駆動輪の回転差、または四輪駆動車における前後駆動輪の回転差を許容する装置であり、構造的には出力軸に連結された一対のベベルギヤの間にピニオンギヤを介在させ、ピニオンギヤのシャフトの外側から回転力を加えると、差動時にはピニオンギヤが自転して各出力軸の回転差が許容されるように構成されたものが一般的である。そして、ベベルギヤおよびピニオンギヤを収納するデフケ―スは、エンジンからプロペラシャフトを経由してハイポイドベベルギヤに伝達される駆動力を、デフケースのフランジ面に取り付けたリングギヤに伝達、左右の駆動輪を回転させる働きを受け持つ。このようにデフケ―スは、運転時に常時大きな応力が作用するため、引張強さ、耐力、伸びなどの機械的特性が要求される。また、デフケースには前述のとおり、ベベルギヤやピニオンギヤの収納、リングギヤの取り付け、ギヤキャリア内に収納し、かつテーパコロ軸受を外嵌するボス部など複雑構造を形成するため、従来から球状黒鉛鋳鉄材からなる鋳物が用いられている。
【０００３】
近年、自動車の燃費や出力向上を目的として軽量化を図るべく、鋳鉄材からなる鋳物に代えアルミニウム（以下「アルミニウム」を略して「アルミ」という）合金鋳物で形成することが提案されている。
例えば、アルミ合金鋳物で高強度、高靱性を出そうと、特開平５−５１４８号公報には、Ｓｉ：２．５〜４．４ｗｔ％とＳｉを比較的少なくして伸びを向上させ、また、Ｃｕ：１．５〜２．５ｗｔ％、Ｍｇ：０．２〜０．５ｗｔ％として引張強さを向上をさせ、更に、Ｓｒ：０．００５〜０．２ｗｔ％として共晶Ｓｉを微細化すると共に伸びおよび引張強さを安定させ、また、金型での溶湯鍛造法により加圧鋳造することで、Ｓｉを少なくしたことによる鋳造性の低下を補い、更に、溶体化処理と時効処理により上記の伸びおよび引張強さの特性を得ようとする開示がある。
【０００４】
また、特開平７−２８００６９号公報には、差動装置を構成するキャリアおよびハウジングをアルミ合金で形成すると共に、キャリアおよびハウジングの各フランジ部の外周にフィンを設け、フィンによってフランジ部の熱放散率を向上して、相手部品との熱膨張差による空隙の発生を防止し、もって軽量化を図ろうとする開示がある。
【０００５】
ところで、最近、液相と固相とが共存状態にある溶湯をキャビティ内に塑性加工を与えつつ圧送させることにより、機械的性質に優れる鋳物を製造する半溶融成形法が注目されてきている。そして、特開平５−３１８０７５号公報には、固液共存温度域まで再加熱する際に、素材たるビレットの表面に生成された酸化皮膜がキャビティ内に圧送されるのを防止して、アルミ鋳物の結晶粒を微細にすると共に機械的性質に優れたアルミ鋳物などを得ようとする半溶融成形装置の開示がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平５−５１４８号公報は、溶湯鍛造法による加圧鋳造であるため、共晶Ｓｉの偏析が発生し易く、機械的性質がバラツクことが多い。
また、特開平７−２８００６９号公報は、相手部品との熱膨張差による空隙の発生を防止するものであり、積極的に機械的特性を向上しようとする開示はない。機械的特性を向上するには、キャリアおよびハウジングを厚肉に形成しなければならず、重量が増加してしまい、軽量化と逆行してしまう。

【０００７】
また、特開平５−３１８０７５号公報では、ビレットを固液共存温度域まで再加熱のするため余分なエネルギーが必要であり、製造コストを上昇させる。更に、ビレットの表面に生成された酸化皮膜を完全に除去することは難しく、キャビティ内に合金と共に流入したり、偏析も発生し易く、機械的性質がバラツクことが多い。
一方、アルミ合金材からなる鍛造品は、靱性および伸びが大きく、また内部欠陥が少ないので機械的性質に優れ、信頼性が高い。しかしデフケースは前述のとおり複雑形状であるため、鍛造で形成することは非常に難しい。

【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決し、ダイカスト鋳造法によって、軽量化でき、しかも機械的性質に優れ、かつそのバラツキが少なく、低コストにできるデフケースおよびその製造方法を得ることにある。

【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ダイカスト鋳造法によりアルミ合金材でデフケースを鋳造して、機械的性質に優れ、かつ低コストで製造できないか鋭意研究した。その結果、溶融アルミ合金を鋳込みスリーブ内で粒状化した半溶融状態とし、そしてこの粒状化した半溶融アルミ合金を金型キャビティ内にダイカスト鋳造することにより、鋳造後の基地組織が粒状化したデフケースとなり、更に熱処理を施すことで、引張強さ、耐力および伸びなどの機械的性質に優れ、しかも低コストで製造できることを見出し本発明に想到した。
【００１０】
即ち、本第１発明のデフケースは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のアルミニウム合金からなり、基地組織が実質的に粒状化しており、該基地組織の平均粒径が３０〜１００μｍ、円形度が０．６以上であることを特徴とする。
【００１１】
詳しくは、第１発明のデフケースは、質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍｇ１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下、または更にＣｕ：６％以下、残部がＡｌおよび不可避的不純物を含有する組成のアルミニウム合金からなり、基地組織の平均粒径が３０〜１００μｍで円形度が０．６以上である。また、第１発明のデフケースは、機械的性質の強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］の値が、前記デフケースの主要部で１２５０以上有する。
【００１２】
次に第２発明のデフケースの製造方法は、溶融アルミ合金を、鋳込みスリーブ内で液相線より低く固相線または共晶線より高い温度まで所定の冷却速度で低下させて、溶融アルミニウム合金の初晶を実質的に粒状化した半溶融状態とし、金型キャビティ内に充填、凝固させ、その後熱処理を施すことを特徴とする。
【００１３】
第２発明のデフケースの製造方法は、好ましくは、（ａ）質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍｇ：１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下、または更にＣｕ：６％以下、残部がＡｌおよび不可避的不純物の組成となる溶融アルミニウム合金を準備する工程と、（ｂ）前記溶融アルミニウム合金を液相線近傍または液相線以上の温度で鋳込みスリーブに移し、該鋳込みスリーブ内で液相線より低く固相線または共晶線より高い温度まで所定の冷却速度で低下させて、溶融アルミニウム合金の初晶を実質的に粒状化した半溶融状態とする工程と、（ｃ）前記鋳込みスリーブ内の半溶融状態アルミニウム合金をディファレンシャルギヤケースを形成した金型キャビティ内に加圧充填する工程と、（ｄ）前記金型キャビティ内に加圧充填された半溶融状態アルミニウム合金を凝固させる工程と、（ｅ）凝固後に溶体化処理および／または時効処理する熱処理を施す工程と、よりなる。
【００１４】
第２発明においては、鋳込みスリーブ外筒部の回りに誘導コイルを設け、この誘導コイルにより磁場を形成して鋳込みスリーブ内溶湯を撹拌するのが好ましい。
また、前記鋳込みスリーブの内筒部の少なくとも一部を低熱伝導材とし、好ましくはサイアロンを用いる。
また、（ａ）溶融アルミニウム合金の準備工程は、ラドル内および／または鋳込みスリーブ内溶融アルミニウム合金の温度を測温センサで測定して、液相線以上で液相線近傍の温度に到達させる。
更に、（ｂ）鋳込みスリーブ内の半溶融アルミニウム合金は、固相率を２０〜６０％に制御するのが好ましい。
【００１５】
本第１発明および第２発明での数値限定（化学組成の％は質量％を示す）ほかの理由は、以下のとおりである。
（１）基地組織が実質的に粒状化、好ましくは平均粒径が３０〜１００μｍで円形度が０．６以上
質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍｇ１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下、残部がＡｌおよび不可避的不純物を含有する組成のアルミ合金からなる組成で、基地組織が実質的に粒状化、好ましくは平均粒径が３０〜１００μｍで円形度が０．６以上とすることにより、引張強さ、耐力、伸びなどの機械的性質が向上する。
【００１６】
（２）Ｓｉ：４．０〜８．０％、好ましくはＳｉ：６．０〜７．０％
Ｓｉは、伸び、衝撃値などの靱性、および湯流れ性など鋳造性等に影響を及ぼす。Ｓｉが４．０％未満では湯流れ性が悪くなり、８．０％を越えると、伸び、衝撃値などの靱性を低下させる。従ってＳｉ：４．０〜８．０％とする。好ましくはＳｉ：６．０〜７．０％とする。
【００１７】
（３）Ｍｇ１．０％以下、好ましくは０．２〜０．４％
Ｍｇは、溶体化処理および時効処理を施す熱処理により、Ｍｇ₂Ｓｉを析出して強度の向上に有効に寄与する。Ｍｇが１．０％を越えると、Ｍｇ₂Ｓｉが過多となるきらいがあり、靱性が低下する。従ってＭｇ：１．０％以下とする。好ましくは、Ｍｇ：０．２〜０．４％とする。
【００１８】
（４）Ｆｅ：１．０質量％以下、好ましくは０．２％以下
Ｆｅは、多量に存在すると針状晶を形成し、１．０質量％を越えると靱性の低下を招く。従ってＦｅ：１．０質量％以下とする好ましくは、Ｆｅ：０．２％以下とする。
【００１９】
（５）Ｃｕ：６．０％以下
Ｃｕは、耐力の向上に有効である。しかし、Ｃｕ：６．０％を越え含有させると、伸びが低下する。従って、Ｃｕは６．０％以下必要に応じ含有させる。
【００２０】
（６）強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］：１２５０以上デフケ―スは、引張強さと伸びがバランスした性能が要求される。引張強さと伸びのバランスを、本発明では、強度指数＝［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］としてあらわす。強度指数が１２５０未満では、デフケ―スとして不十分である。このため、強度指数は１２５０以上とする。
【００２１】
（７）鋳込みスリーブ内溶融アルミ合金を所定の冷却速度で低下させ粒状化
溶融状態のアルミ合金を、液相線以上の温度から、液相線より低く固相線または共晶線より高い温度まで所定の冷却速度で低下させると、アルミ合金の初晶が粒状化して半溶融状態となる。
好ましくは、冷却速度は、１０℃／ｓ以下の冷却速度とすることが好ましい。それにより生成する初晶を実質的に粒状化することができる。
【００２２】
（８）誘導コイルにより鋳込みスリーブ内溶湯を撹拌
鋳込みスリーブの外筒の一部に導電体を複数個配置し、この導電体の外部の誘導コイルによって磁場を形成すると、鋳込みスリーブ内のアルミ合金および導電体には、電磁誘導による電流が発生する。そして、誘導電流と磁場の相互作用による電磁体積力が、アルミ合金に鋳込みスリーブ表面から遠ざける方向に作用し鋳込みスリーブとの接触を少なくする。このため、接触による温度低下が少なくなると共に、アルミ合金表面に凝固片の発生が少なくなる。しかも、電磁攪拌により、鋳込みスリーブ内アルミ合金の温度分布も均一となる。
【００２３】
（９）鋳込みスリーブ内筒に低熱伝導材のサイアロン
鋳込みスリーブ内筒を低熱伝導材とすることにより、溶融または半溶融アルミ合金が熱を奪われることが少なくなり、鋳込みスリーブを予熱しなくても、半溶融で粒状の組織が得られる。低熱伝導材として、サイアロンを用いることにより、溶融または半溶融アルミ合金が濡れ難い。
【００２４】
（１０）固相率２０〜６０％で射出
また、鋳込みスリーブ内アルミ合金の金型キャビティへ射出時の固相率は、２０〜６０％に制御する。固相率が２０％以上で半溶融アルミ合金にチクソトロピー性を付与することができる。一方、固相率が６０％を越えると粘性が過度に高くなり、湯流れが悪くなる。従って、固相率２０〜６０％で射出する。
【００２５】
（１１）溶体化処理
共晶温度近傍の高温に到達後急冷する溶体化処理により、凝固過程で生じたミクロ偏析の多くが固溶されてなくなり、板状または片状の共晶Ｓｉを粒状化する。その後必要に応じ行う焼もどしによって時効析出し、鋳造後のアルミ鋳物に、靱性と引張強さなどの機械的を向上させる。好ましくは、溶体化処理は、５００〜５５０℃の温度に０．５〜８時間保持後、急冷する。
【００２６】
（１２）時効処理
溶体化処理後、続いて時効処理を施すことにより、アルミ合金鋳物で、伸び、衝撃値などの靱性に加え、引張強さ、耐力を確保することができる。そして、前述の強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］：１２５０以上となるデフケ―スが得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態のデフケ―ス２０の加工後を示す断面図であり、図２はダイカスト鋳造後のデフケ―ス素材２０Ａを示す図であり、（ａ）はサイドギヤおよびピニオンギヤ組立の窓部での断面図、（ｂ）は、（ａ）と９０゜回転した断面図である。図１のデフケ―ス２０は、フランジ部外径２０Ｂが１２７ｍｍ、全長１３５ｍｍ、リングドギヤの嵌合外径２０Ｃが８０ｍｍ、サイドベアリング外径２０Ｄが３５ｍｍであり、中央部には、サイドギヤ（図示せず）およびピニオンギヤ（図示せず）を組み立てための窓部２０Ｅが、軸方向の幅６０ｍｍ、高さ４０ｍｍに形成されている。
【００２８】
次に、デフケース２０Ａの鋳造に用いるダイカスト鋳造装置について説明する。図４および図５は、ダイカスト鋳造装置の金型キャビティを含む要部断面図であり、図４はラドル１９から鋳込みスリーブ２内に溶融アルミ合金を受けている状態を示す断面図、図５は鋳込みスリーブ２から金型キャビティ６に半溶融アルミ合金を射出している状態を示す断面図である。ダイカスト鋳造装置は、横型締めで型締力２５０ｔ（トン）、縦射出で射出力３５ｔであり、要部として、溶融状態のアルミ合金を受ける鋳込みスリーブ２と、油圧装置にて駆動されて鋳込みスリーブ２内を摺動するプランジャチップ３と、このプランジャチップ３が上方に移動した際に、鋳込みスリーブ２内のアルミ合金が充填される固定型４と可動型５でデフケ―ス２０Ａの金型キャビティ６を形成する金型からなる。
【００２９】
図６は鋳込みスリーブ２まわりを詳細に説明する図であり、図７は図６の鋳込みスリーブ２中央部の断面図である。図６および図７で、鋳込みスリーブ２の溶融アルミ合金１Ｂを受ける内筒２Ａは、低熱伝導材のサイアロンとしており、この低熱伝導材を囲む外筒部２Ｂは、スリットを形成して８分割した導電体のオーステナイト系ステンレス（ＪＩＳＳＵＳ３０４）材としている。また、外筒部１Ｂは外径１６５ｍｍであり、この外筒部１Ｂから僅か離して、内径１７８ｍｍ、外径２１８ｍｍ、高さ２６５ｍｍ、均等に１４ターンした誘導コイル７を巻回している。この誘導コイル７には発振器である能力１００ｋＷ−５００Ｈｚのサイリスタインバータ（図示せず）を接続している。
【００３０】
また、鋳込みスリーブ２の近くに温度センサ（図示せず）を設けて、鋳込みスリーブ２内に受けた溶融または半溶融アルミ合金１Ｂ中に浸漬して温度を連続で測定している。そして、温度センサにより連続して検出したアルミ合金１Ｂの温度により、発振器からの誘導コイル７への通電を制御している。ここで、誘導コイルによる撹拌時、鋳込みスリーブ２は、１５゜傾斜させている。
【００３１】
外筒部２Ｂのオーステナイト系ステンレス（ＪＩＳＳＵＳ３０４）材中には冷却通路１６を形成して冷却水を貫流させ、また、鋳込みスリーブ２の取付フランジ２Ｃ上には冷却水を貫流する銅パイプ１５を接続した厚さ３ｍｍの銅板１４を固定し、鋳込みスリーブ２内アルミ合金１Ｂ、および誘導コイル７での電磁誘導発熱による異常な温度上昇を防止している。また、プランジャチップ３は、その先端は空気層１７を形成している。
【００３２】
次に、デフケ―スをダイカスト鋳造するための金型につき、図４および図５により説明する。金型は、前述のとおり、固定型４および可動型５と、更に固定型４の上部から、見切面中心に油圧シリンダ９により上下駆動されて、図２に示すデフケ―ス２０Ａの中空部２０Ｂ、２０Ｃを形成する摺動型８からなる。従ってデフケ―スの金型キャビティ６は、固定型４、可動型５、摺動型８の３要素で形成されるので、構造が簡単で、容易に製作することができる。そして、湯道ブッシュ１８により、半溶融状態のアルミ合金の流れを制御している。
また、固定型４および可動型５で金型キャビティのデフケ―スのフランジ部を挟んで上下に設けたヒータ１１および温度センサ１２により、金型の温度を約２５０℃に制御している。これにより、金型の温度上昇が抑えられ、変形が少なくなり機械的精度を維持することができる。
【００３３】
次に、デフケ―ス２０Ａのダイカスト鋳造について、図４および図５を用いて説明する。
鋳造後のデフケ―スが、表１に示す組成となるようにアルミ合金を溶製し、保持炉内に移す。なお、表１に示す組成以外は、Ｆｅ：０．２０％以下、Ｍｎ：０．１０％以下、Ｔｉ：０．２０％、残部Ａｌおよび不可避不純物である。
【００３４】

【００３５】
次に、保持炉内の溶融アルミ合金１Ａをラドル１９で汲み上げ、液相線以上の温度の６２０〜６３０℃で鋳込みスリーブ２に移して、発振出力して誘導コイル７で磁場を形成して攪拌し、同時に鋳込みスリーブ２内の溶融アルミ合金１Ｂの温度を、液相線より低く固相線または共晶線より高い５８０℃付近の温度まで均熱化させて低下させる。半溶融アルミ合金１Ｂは、初晶が粒状化して、固相率が２０〜６０％の半溶融状態となる。
【００３６】
金型は、固定型４、可動型５および摺動型８を型合せしておく。次に鋳込みスリーブ内に半溶融状態のアルミ合金を保持したまま、傾動シリンダにより鋳込みスリーブ部を直立させ、鋳込みスリーブ２の外筒部２Ｂを金型の湯口に嵌合させる。そして、プランジャチップ３を上昇させて、鋳込みスリーブ２内の半溶融アルミ合金１Ｂを金型キャビティ６にメタル速度５ｍ／ｓ以下で加圧充填する。
【００３７】
金型キャビティ６に充填された半溶融アルミ合金１Ｃは、固定型４および可動型５に埋め込んだ温度センサ１２により温度を連続して検知し、かつヒータ１１により金型温度を約２５０℃に制御して凝固させる。このときのキュアリング時間は約１５秒（ｓ）である。
【００３８】
金型キャビティ６でデフケ―スが凝固したら、プランジャチップ３を下降して後退させ、次に可動型５を図の左方向に移動して後退させ、また摺動型８も上昇して後退させる。そして押出ピン１３を出すことにより、デフケ―ス２０Ａは金型から分離する。
【００３９】
鋳造後、デフケ―ス２０Ａは溶体化処理および時効処理の熱処理を施す。この熱処理条件は、表１に示すとおりである。
以上によって得られたデフケ―ス２０Ａから、試験片を切り出し、機械的性質を調べた。その結果を表２に示す。また、実施例１の金属組織顕微鏡写真を図３に示す。
【００４０】

【００４１】
表２に示すとおり、平均粒径は４２〜５０μｍ、円形度は０．６５〜０．７１と粒状化しており、引張強さは２７７〜４２０ＭＰａ、耐力１６６〜３３０ＭＰａ、伸び５．３〜１８％と機械的性質にも優れている。また、強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］は、１３９５〜１５５１を有し、引張強さ、および伸びがバランスして大ききく、更に、偏析も見られずバラツキのないデフケ―スとなっている。
【００４２】
（比較例）
表１の比較例１は、７％Ｓｉ−０．３５％Ｍｇアルミ合金を低圧鋳造法によりデフケ―スの素材を鋳造して熱処理を施したものである。また、比較例２は、Ａ３５６アルミ合金を、図５に示すダイカスト鋳造装置を用いて、溶湯鍛造法によりデフケ―スの素材を鋳造して熱処理を施したものである。比較例２においては、鋳込みスリーブ２内に溶融アルミ合金の温度を７２０℃で受け、誘導コイル７による電磁攪拌を行わず、温度が７００℃で射出速度０．０７ｍ／ｓで金型キャビティ６内に充填した。鋳造後、熱処理を施した。また、比較例３は、Ａ３５７アルミ合金を、比較例２と同じ条件で溶湯鍛造法によりデフケ―スの素材を鋳造して熱処理を施したものである。上記比較例１〜３のデフケ―ス素材から試料を切り出して、機械的性質を調べた。その結果を表２に示す。また、比較例２の金属組織顕微鏡写真を図８に示す。
比較例１〜３は、デンドライトが成長しているため、平均粒径および円形度を測定することはできなかった。そして、比較例１〜３は、引張強さは２９０〜３３１ＭＰａ、耐力は２８８〜２７３ＭＰａ、伸びは５．５〜８．４％であった。強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］は、１２０６〜１２１６であり、機械的性質も本発明のデフケ―スに比較して小さかった。また比較例２は、図８に示すとおり偏析が認められた。
更に溶湯鍛造法は、７００℃で金型へ射出するため熱衝撃が大きく、本発明の製造方法に比較して金型の耐用寿命が短い。更に、溶湯鍛造法は、キュアリング時間も約４０ｓ（秒）かかるので、本発明の製造方法に比較して生産コストが高くなる。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳細に説明のとおり、本第１発明のデフケ―スは、アルミ合金からなり基地組織が実質的に粒状化しているので機械的性質に優れ、偏析がないのでバラツキがなく、軽量化することができる。また、本第２発明のデフケ―スの製造方法は、溶湯鍛造法によらず、通常のダイカスト鋳造法によるので低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のデフケ―スの加工後を示す断面図である。
【図２】ダイカスト鋳造後のデフケ―ス素材を示す図であり、（ａ）はサイドギヤおよびピニオンギヤ組立の窓部での断面図、（ｂ）は（ａ）を９０゜回転した断面図である。
【図３】本発明の実施例の金属組織顕微鏡写真（１００倍率）を示す図である。
【図４】本発明に用いるダイカスト鋳造装置の金型キャビティを含みラドルから鋳込みスリーブ内に溶融アルミ合金を受けている状態を示す断面図である。
【図５】本発明に用いるダイカスト鋳造装置の金型キャビティを含み鋳込みスリーブから金型キャビティに半溶融アルミ合金を射出している状態を示す断面図である。
【図６】鋳込みスリーブまわりを詳細に説明する図である。
【図７】図６の鋳込みスリーブ中央部の断面図である。
【図８】比較例である溶湯鍛造法により鋳造したデフケ―スの金属組織顕微鏡写真を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ溶融アルミニウム合金
１Ｂ半溶融アルミニウム合金
２鋳込みスリーブ
２Ａ内筒部
２Ｂ外筒部
２Ｃ取付フランジ
３プランジャチップ
３Ａパイプ
４固定型
５可動型
６金型キャビティ
７誘導コイル
８摺動型
９油圧シリンダ
１０射出装置
１１ヒータ
１２温度センサ
１３押出ピン
１４銅板
１５銅パイプ
１６冷却通路
１７空気層
１８湯道ブッシュ
１９ラドル
２０デフケ―ス（機械加工品）
２０Ａデフケ―ス（素材品）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential gear case (hereinafter, “differential gear case” is abbreviated as “difference case”), which is a component for a differential of an automobile, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
An automobile differential device is a device that allows a difference in rotation between left and right drive wheels when a vehicle travels a curve, or a difference in rotation between front and rear drive wheels in a four-wheel drive vehicle, and is structurally connected to an output shaft. When a pinion gear is interposed between a pair of bevel gears and a rotational force is applied from the outside of the shaft of the pinion gear, the pinion gear rotates in a differential state and the rotation difference of each output shaft is allowed. Is. The differential case that houses the bevel gear and pinion gear transmits the driving force transmitted from the engine to the hypoid bevel gear via the propeller shaft to the ring gear attached to the flange surface of the differential case, and rotates the left and right drive wheels. Take charge. As described above, since the differential case is always subjected to a large stress during operation, mechanical characteristics such as tensile strength, yield strength, and elongation are required. In addition, as described above, the differential case has a complicated structure such as a bevel gear or pinion gear, a ring gear, a gear carrier, and a boss that fits a tapered roller bearing. A casting is used.
[0003]
In recent years, in order to reduce the weight for the purpose of improving the fuel efficiency and output of automobiles, it has been proposed to use aluminum (hereinafter abbreviated as “aluminum”) alloy castings instead of castings made of cast iron.
For example, in order to achieve high strength and high toughness with an aluminum alloy casting, Japanese Patent Laid-Open No. 5-5148 discloses that Si: 2.5 to 4.4 wt% and Si is relatively reduced to improve elongation, , Cu: 1.5-2.5 wt%, Mg: 0.2-0.5 wt% to improve tensile strength, and Sr: 0.005-0.2 wt% to refine eutectic Si In addition, the elongation and tensile strength are stabilized, and pressure casting is performed by a molten metal forging method in a mold to compensate for a decrease in castability due to the reduction of Si, and further by solution treatment and aging treatment. There are disclosures that seek to obtain the above elongation and tensile strength characteristics.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-280069 discloses that the carrier and the housing constituting the differential device are made of an aluminum alloy, and fins are provided on the outer circumferences of the flange portions of the carrier and the housing. There is a disclosure that attempts to reduce the weight by improving the rate and preventing the generation of voids due to the difference in thermal expansion from the counterpart part.
[0005]
Recently, attention has been focused on a semi-melt molding method for producing a casting having excellent mechanical properties by feeding a molten metal in which a liquid phase and a solid phase coexist while being plastically processed into a cavity. In JP-A-5-318075, when reheating to a solid-liquid coexistence temperature range, an oxide film formed on the surface of a billet as a material is prevented from being pumped into a cavity, and an aluminum casting There is a disclosure of a semi-melt molding apparatus which attempts to obtain an aluminum casting having finer crystal grains and excellent mechanical properties.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-5148 is pressure casting by a molten metal forging method, segregation of eutectic Si is likely to occur, and mechanical properties often vary.
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-280069 prevents the generation of voids due to the difference in thermal expansion from the counterpart component, and there is no disclosure that attempts to positively improve the mechanical characteristics. In order to improve the mechanical characteristics, the carrier and the housing must be formed thick, which increases the weight and goes against the weight reduction.

[0007]
In JP-A-5-318075, extra energy is required to reheat the billet to the solid-liquid coexistence temperature range, which increases the manufacturing cost. Furthermore, it is difficult to completely remove the oxide film formed on the surface of the billet, and it easily flows into the cavity together with the alloy or segregates, and the mechanical properties often vary.
On the other hand, a forged product made of an aluminum alloy material has high toughness and elongation, and has few internal defects, so it has excellent mechanical properties and high reliability. However, since the differential case has a complicated shape as described above, it is very difficult to form it by forging.

[0008]
An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to obtain a differential case and a method for manufacturing the same that can be reduced in weight by a die-casting method, have excellent mechanical properties, have little variation, and can be manufactured at low cost.

[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have diligently studied whether a differential case is cast with an aluminum alloy material by a die-casting method and is excellent in mechanical properties and can be manufactured at low cost. As a result, the molten aluminum alloy is made into a semi-molten state in which it is granulated in a casting sleeve, and this granulated semi-molten aluminum alloy is die-cast into a mold cavity, whereby the base structure after casting is granulated. Further, the inventors have found that by further heat treatment, the present invention is excellent in mechanical properties such as tensile strength, proof stress and elongation, and can be manufactured at low cost.
[0010]
That is, the differential case of the first invention is made of an Al—Si—Mg based aluminum alloy, and the matrix structure is substantially granulated. The matrix structure has an average particle size of 30 to 100 μm and a circularity of 0.1. It is characterized by being 6 or more.
[0011]
Specifically, the differential case of the first invention has a mass ratio of Si: 4.0 to 8.0%, Mg 1.0% or less, Fe: 1.0% or less, or further Cu: 6% or less, with the balance being Al. And an aluminum alloy having a composition containing inevitable impurities , the base structure has an average particle size of 30 to 100 μm and a circularity of 0.6 or more. The differential case of the first invention has a mechanical property strength index [3 × tensile strength (MPa) + 40 × elongation (%)] of 1250 or more in the main part of the differential case.
[0012]
Next, in the differential case manufacturing method of the second invention, the molten aluminum alloy is lowered at a predetermined cooling rate to a temperature lower than the liquidus and higher than the solidus or eutectic in the casting sleeve . The primary crystal is formed into a semi-molten state in which the primary crystal is substantially granulated, filled in a mold cavity and solidified, and then heat-treated.
[0013]
The method for producing the differential case of the second invention is preferably (a) by mass ratio: Si: 4.0 to 8.0%, Mg: 1.0% or less, Fe: 1.0% or less, or further Cu A step of preparing a molten aluminum alloy having a composition of 6% or less, the balance being Al and inevitable impurities , and (b) transferring the molten aluminum alloy to a casting sleeve at a temperature near or above the liquidus, Lowering at a predetermined cooling rate to a temperature lower than the liquidus line and higher than the solidus line or eutectic line in the casting sleeve to make the primary crystal of the molten aluminum alloy into a semi-molten state substantially granulated; (C) a step of pressurizing and filling a semi-molten state aluminum alloy in the casting sleeve into a mold cavity in which a differential gear case is formed; and (d) a semi-molten step of filling the mold cavity under pressure. A step of solidifying the state aluminum alloy, a step of performing heat treatment for solution treatment and / or aging treatment after (e) coagulation, the more.
[0014]
In the second invention, it is preferable that an induction coil is provided around the outer cylindrical portion of the casting sleeve, and a magnetic field is formed by the induction coil to stir the molten metal in the casting sleeve.
Further, at least a part of the inner cylindrical portion of the casting sleeve is made of a low heat conductive material, and preferably sialon is used.
In addition, (a) in the molten aluminum alloy preparation step, the temperature of the molten aluminum alloy in the ladle and / or in the casting sleeve is measured with a temperature sensor, and the temperature reaches the temperature near the liquidus above the liquidus.
Further, (b) the semi-molten aluminum alloy in the casting sleeve preferably has a solid phase ratio of 20 to 60%.
[0015]
Other reasons for limiting the numerical values in the first and second inventions (% of chemical composition indicates mass%) are as follows.
(1) The base structure is substantially granulated, preferably the average particle size is 30 to 100 μm, the circularity is 0.6 or more and the mass ratio is Si: 4.0 to 8.0%, Mg 1.0% or less, Fe: 1.0% or less, the balance being a composition made of an aluminum alloy containing Al and inevitable impurities , the base structure is substantially granulated, preferably the average particle size is 30-100 μm and the circularity is 0 By setting it to 6 or more, mechanical properties such as tensile strength, proof stress and elongation are improved.
[0016]
(2) Si: 4.0-8.0%, preferably Si: 6.0-7.0%
Si affects toughness such as elongation and impact value, and castability such as molten metal flow. When Si is less than 4.0%, the hot-water flow is poor, and when it exceeds 8.0%, the toughness such as elongation and impact value is lowered. Therefore, Si: 4.0 to 8.0%. Preferably, Si is 6.0 to 7.0%.
[0017]
(3) Mg 1.0% or less, preferably 0.2 to 0.4%
Mg precipitates Mg ₂ Si by heat treatment for solution treatment and aging treatment, and contributes effectively to improvement of strength. If Mg exceeds 1.0%, Mg ₂ Si tends to be excessive, and the toughness is lowered. Therefore, Mg: 1.0% or less. Preferably, Mg: 0.2 to 0.4%.
[0018]
(4) Fe: 1.0% by mass or less, preferably 0.2% or less
When Fe is present in a large amount, it forms needle-like crystals, and if it exceeds 1.0 mass%, the toughness is reduced. Accordingly, Fe: 1.0% by mass or less, preferably Fe: 0.2% or less.
[0019]
(5) Cu: 6.0% or less Cu is effective in improving the yield strength. However, if the Cu content exceeds 6.0%, the elongation decreases. Therefore, Cu is contained in an amount of 6.0% or less as necessary.
[0020]
(6) Strength index [3 × tensile strength (MPa) + 40 × elongation (%)]: 1250 or more The differential case is required to have a balance between tensile strength and elongation. In the present invention, the balance between tensile strength and elongation is expressed as strength index = [3 × tensile strength (MPa) + 40 × elongation (%)]. If the strength index is less than 1250, it is insufficient as a differential case. For this reason, an intensity index shall be 1250 or more.
[0021]
(7) The molten aluminum alloy in the casting sleeve is lowered at a predetermined cooling rate, and the granulated molten aluminum alloy is heated from a temperature higher than the liquidus to a temperature lower than the liquidus and higher than the solidus or eutectic. When the temperature is lowered at a predetermined cooling rate, the primary crystal of the aluminum alloy is granulated and becomes a semi-molten state.
Preferably, the cooling rate is 10 ° C./s or less. Thereby, the primary crystals produced can be substantially granulated.
[0022]
(8) When a plurality of conductors are arranged on a part of the outer cylinder of the stirring cast sleeve by the induction coil and a magnetic field is formed by the induction coil outside the conductor, the aluminum alloy in the cast sleeve and A current due to electromagnetic induction is generated in the conductor. Then, the electromagnetic volume force due to the interaction between the induced current and the magnetic field acts on the aluminum alloy in the direction away from the surface of the casting sleeve, thereby reducing the contact with the casting sleeve. For this reason, the temperature drop by contact decreases, and the generation of solidified pieces on the aluminum alloy surface decreases. Moreover, the temperature distribution of the aluminum alloy in the casting sleeve is made uniform by electromagnetic stirring.
[0023]
(9) By making the inner sleeve of the sialon cast sleeve of the low thermal conductivity material into the inner sleeve of the cast sleeve, the heat or heat of the molten or semi-molten aluminum alloy is reduced and the cast sleeve is not preheated. A semi-molten and granular structure is obtained. By using sialon as the low thermal conductive material, the molten or semi-molten aluminum alloy is difficult to wet.
[0024]
(10) Injection at a solid phase ratio of 20 to 60% The solid phase ratio at the time of injection into the mold cavity of the aluminum alloy in the casting sleeve is controlled to 20 to 60%. Thixotropic properties can be imparted to a semi-molten aluminum alloy with a solid phase ratio of 20% or more. On the other hand, when the solid phase ratio exceeds 60%, the viscosity becomes excessively high and the hot water flow becomes worse. Therefore, injection is performed at a solid phase ratio of 20 to 60%.
[0025]
(11) Solution treatment The solution treatment that rapidly cools after reaching a high temperature close to the eutectic temperature eliminates most of the microsegregation that occurs during the solidification process, and granulates plate-like or flake-like eutectic Si. To do. Thereafter, aging is performed by tempering as necessary, and mechanical properties such as toughness and tensile strength are improved in the cast aluminum after casting. Preferably, the solution treatment is rapidly cooled after being held at a temperature of 500 to 550 ° C. for 0.5 to 8 hours.
[0026]
(12) Aging treatment After the solution treatment, the aluminum alloy casting can ensure tensile strength and proof stress in addition to toughness such as elongation and impact value. And the above-mentioned strength index [3 × tensile strength (MPa) + 40 × elongation (%)]: 1250 or more is obtained.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a differential case 20 after processing, FIG. 2 is a view showing a differential case material 20A after die casting, and (a) is a window for assembling side gears and pinion gears. (B) is a sectional view rotated 90 ° with respect to (a). The differential case 20 in FIG. 1 has a flange portion outer diameter 20B of 127 mm, a total length of 135 mm, a ring gear fitting outer diameter 20C of 80 mm, and a side bearing outer diameter 20D of 35 mm. ) And a pinion gear (not shown) are formed with an axial width of 60 mm and a height of 40 mm.
[0028]
Next, a die casting apparatus used for casting the differential case 20A will be described. 4 and 5 are cross-sectional views of the main part including the die cavity of the die-casting apparatus. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the molten aluminum alloy is received from the ladle 19 into the casting sleeve 2. FIG. It is sectional drawing which shows the state which has injected the semi-molten aluminum alloy from the casting sleeve 2 to the metal mold cavity 6. FIG. The die-casting apparatus has a clamping force of 250 t (tons) in horizontal clamping and a shot output of 35 tons in vertical injection, and a casting sleeve 2 that receives a molten aluminum alloy as a main part and a casting sleeve driven by a hydraulic device. The plunger chip 3 sliding in the mold 2 and the mold cavity of the differential case 20A by the fixed mold 4 and the movable mold 5 filled with the aluminum alloy in the casting sleeve 2 when the plunger chip 3 moves upward. 6 is a mold for forming 6.
[0029]
FIG. 6 is a view for explaining the periphery of the casting sleeve 2 in detail, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the central portion of the casting sleeve 2 of FIG. 6 and 7, the inner cylinder 2A that receives the molten aluminum alloy 1B of the casting sleeve 2 is a sialon of a low thermal conductive material, and the outer cylindrical portion 2B that surrounds the low thermal conductive material is divided into eight by forming a slit. An austenitic stainless steel (JIS SUS304) material is used. The outer cylinder portion 1B has an outer diameter of 165 mm. The induction coil 7 is wound slightly apart from the outer cylinder portion 1B and has an inner diameter of 178 mm, an outer diameter of 218 mm, a height of 265 mm, and 14 turns. A thyristor inverter (not shown) having a capacity of 100 kW to 500 Hz, which is an oscillator, is connected to the induction coil 7.
[0030]
Further, a temperature sensor (not shown) is provided near the casting sleeve 2 and immersed in the molten or semi-molten aluminum alloy 1B received in the casting sleeve 2 to continuously measure the temperature. And the electricity supply to the induction coil 7 from an oscillator is controlled by the temperature of the aluminum alloy 1B continuously detected by the temperature sensor. Here, at the time of stirring by the induction coil, the casting sleeve 2 is inclined by 15 °.
[0031]
A cooling passage 16 is formed in the austenitic stainless steel (JIS SUS304) material of the outer cylinder portion 2B to allow cooling water to flow therethrough. On the mounting flange 2C of the casting sleeve 2, a copper pipe 15 that allows cooling water to flow is provided. The connected copper plate 14 having a thickness of 3 mm is fixed to prevent an abnormal temperature rise due to electromagnetic induction heat generation in the aluminum alloy 1B in the casting sleeve 2 and the induction coil 7. Moreover, the tip of the plunger tip 3 forms an air layer 17.
[0032]
Next, a die for die casting a differential case will be described with reference to FIGS. As described above, the mold is driven up and down by the hydraulic cylinder 9 from the upper part of the fixed mold 4 and the movable mold 5 to the center of the parting surface from the upper part of the fixed mold 4, and the hollow portion 20B of the differential case 20A shown in FIG. , 20C. Therefore, since the die cavity 6 of the differential case is formed by three elements of the fixed mold 4, the movable mold 5, and the sliding mold 8, the structure is simple and can be easily manufactured. The runner bush 18 controls the flow of the semi-molten aluminum alloy.
Further, the temperature of the mold is controlled to about 250 ° C. by the heater 11 and the temperature sensor 12 which are provided above and below the fixed cavity 4 and the movable mold 5 with the flange portion of the differential cavity of the mold cavity interposed therebetween. Thereby, the temperature rise of a metal mold | die is suppressed, a deformation | transformation decreases and mechanical accuracy can be maintained.
[0033]
Next, die casting of the differential case 20A will be described with reference to FIGS.
An aluminum alloy is melted so that the diff case after casting has the composition shown in Table 1, and is transferred into a holding furnace. In addition to the composition shown in Table 1, Fe: 0.20% or less, Mn: 0.10% or less, Ti: 0.20%, the balance Al and inevitable impurities.
[0034]

[0035]
Next, the molten aluminum alloy 1A in the holding furnace is pumped up by the ladle 19 and transferred to the casting sleeve 2 at a temperature of 620 to 630 ° C. above the liquidus, oscillated and output to form a magnetic field by the induction coil 7 and stirred. At the same time, the temperature of the molten aluminum alloy 1B in the casting sleeve 2 is soaked and lowered to a temperature near 580 ° C. lower than the liquidus and higher than the solidus or eutectic. The semi-molten aluminum alloy 1B is in a semi-molten state where the primary crystals are granulated and the solid phase ratio is 20 to 60%.
[0036]
As the mold, the fixed mold 4, the movable mold 5 and the sliding mold 8 are matched. Next, with the semi-molten aluminum alloy held in the casting sleeve, the casting sleeve portion is made upright by the tilting cylinder, and the outer cylinder portion 2B of the casting sleeve 2 is fitted to the gate of the mold. Then, the plunger tip 3 is raised and the semi-molten aluminum alloy 1B in the casting sleeve 2 is pressurized and filled into the mold cavity 6 at a metal speed of 5 m / s or less.
[0037]
The semi-molten aluminum alloy 1C filled in the mold cavity 6 is continuously detected by the temperature sensor 12 embedded in the fixed mold 4 and the movable mold 5, and the mold temperature is controlled to about 250 ° C. by the heater 11. To solidify. The curing time at this time is about 15 seconds (s).
[0038]
When the differential case solidifies in the mold cavity 6, the plunger tip 3 is lowered and retracted, and then the movable die 5 is moved to the left in the figure to retract, and the sliding die 8 is also lifted and retracted. . Then, by pulling out the extrusion pin 13, the differential case 20A is separated from the mold.
[0039]
After casting, the differential case 20A undergoes heat treatment for solution treatment and aging treatment. The heat treatment conditions are as shown in Table 1.
A test piece was cut out from the differential case 20A obtained as described above and examined for mechanical properties. The results are shown in Table 2. Moreover, the metallographic micrograph of Example 1 is shown in FIG.
[0040]

[0041]
As shown in Table 2, the average particle size is 42 to 50 μm, the circularity is granulated to 0.65 to 0.71, the tensile strength is 277 to 420 MPa, the yield strength is 166 to 330 MPa, the elongation is 5.3 to 18%. Also excellent in mechanical properties. Further, the strength index [3 × tensile strength (MPa) + 40 × elongation (%)] has 1395 to 1551, and the tensile strength and elongation are balanced and large, and further, no segregation is observed and variation. There is no deflation case.
[0042]
(Comparative example)
In Comparative Example 1 of Table 1, a 7% Si-0.35% Mg aluminum alloy was cast by using a low pressure casting method and a heat treatment was performed by casting a differential case material. In Comparative Example 2, the A356 aluminum alloy was heat-treated by casting a differential case material by a molten metal forging method using a die casting apparatus shown in FIG. In Comparative Example 2, the temperature of the molten aluminum alloy is received at 720 ° C. in the casting sleeve 2, the electromagnetic stirring by the induction coil 7 is not performed, the temperature is 700 ° C., and the injection speed is 0.07 m / s. Filled. After casting, heat treatment was performed. In Comparative Example 3, a A357 aluminum alloy was cast and heat treated by a molten forging method under the same conditions as in Comparative Example 2. Samples were cut out from the differential case materials of Comparative Examples 1 to 3 and examined for mechanical properties. The results are shown in Table 2. A metallographic micrograph of Comparative Example 2 is shown in FIG.
In Comparative Examples 1 to 3, since dendrites were growing, the average particle diameter and the circularity could not be measured. In Comparative Examples 1 to 3, the tensile strength was 290 to 331 MPa, the proof stress was 288 to 273 MPa, and the elongation was 5.5 to 8.4%. The strength index [3 × tensile strength (MPa) + 40 × elongation (%)] was 1206 to 1216, and the mechanical properties were also small compared to the differential case of the present invention. In Comparative Example 2, segregation was observed as shown in FIG.
Further, the molten metal forging method has a large thermal shock because it is injected into the mold at 700 ° C., and the service life of the mold is short as compared with the manufacturing method of the present invention. Furthermore, the melt forging method takes about 40 s (seconds) for the curing time, so that the production cost is higher than the manufacturing method of the present invention.
[0043]
【The invention's effect】
As described above in detail, the differential case of the first invention is made of an aluminum alloy and the base structure is substantially granulated, so that it has excellent mechanical properties, no segregation, no variation, and light weight. Can do. Further, the differential case manufacturing method of the second invention is not based on the molten metal forging method, but is based on a normal die casting method, so that it can be manufactured at low cost.
[Brief description of the drawings]

FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state after processing of a differential case of an embodiment.
2A and 2B are views showing a differential case material after die casting, where FIG. 2A is a cross-sectional view of a side gear and pinion gear assembly window, and FIG. 2B is a cross-sectional view of FIG. .
FIG. 3 is a view showing a metallographic micrograph (100 magnification) of an example of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a state in which a molten aluminum alloy is received from a ladle into a casting sleeve including a mold cavity of a die casting apparatus used in the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a state in which a semi-molten aluminum alloy is injected from a casting sleeve into a mold cavity including a mold cavity of a die casting apparatus used in the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating in detail the periphery of a casting sleeve.
7 is a cross-sectional view of the center portion of the casting sleeve of FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a metallographic micrograph of a diffcase cast by a molten metal forging method as a comparative example.
[Explanation of symbols]
1A Molten aluminum alloy 1B Semi-molten aluminum alloy 2 Cast-in sleeve 2A Inner cylinder 2B Outer cylinder 2C Mounting flange 3 Plunger tip 3A Pipe 4 Fixed type 5 Movable type 6 Mold cavity 7 Induction coil 8 Sliding type 9 Hydraulic cylinder 10 Injection device 11 Heater 12 Temperature sensor 13 Extrusion pin 14 Copper plate 15 Copper pipe 16 Cooling passage 17 Air layer 18 Runway bush 19 Radle 20 Differential case (machined product)
20A differential case (material)

Claims

A differential comprising an Al—Si—Mg based aluminum alloy, wherein the matrix structure is substantially granulated, the matrix structure has an average particle size of 30 to 100 μm, and a circularity of 0.6 or more. Gear case.

It is characterized in that Si: 4.0-8.0%, Mg 1.0% or less, Fe: 1.0% or less, and the balance is made of an aluminum alloy containing Al and inevitable impurities. The differential gear case according to claim 1.

From an aluminum alloy having a composition of Si: 4.0 to 8.0%, Mg: 1.0% or less, Cu: 6% or less, Fe: 1.0% or less, and the balance containing Al and inevitable impurities. The differential gear case according to claim 1, wherein

4. The mechanical property strength index [3 × tensile strength (MPa) + 40 × elongation (%)] has a value of 1250 or more in the main portion of the differential gear case. The differential gear case according to item 1.

The molten aluminum alloy is lowered at a predetermined cooling rate to a temperature lower than the liquidus and higher than the solidus or eutectic in the casting sleeve, and the primary crystal of the molten aluminum is substantially granulated. A method for manufacturing a differential gear case, wherein the mold cavity is filled and solidified, and then heat-treated.

(A) By mass ratio, Si: 4.0 to 8.0%, Mg: 1.0% or less, Fe: 1.0% or less, or further Cu: 6% or less, the balance being Al and inevitable impurities Preparing a molten aluminum alloy having a composition; (b) transferring the molten aluminum alloy to a casting sleeve at a temperature near or above the liquidus, and lowering the solidus below the liquidus in the casting sleeve; Or a step of lowering to a temperature higher than the eutectic line at a predetermined cooling rate so that the primary crystal of the molten aluminum alloy is substantially granulated into a semi-molten state, and (c) semi-molten aluminum in the casting sleeve (D) a step of pressurizing and filling the alloy into a mold cavity in which a differential gear case is formed; (d) a step of solidifying the semi-molten aluminum alloy that is press-filled into the mold cavity; Method for producing a differential gear case according to claim 5 wherein the step of performing a heat treatment for solution treatment and / or aging treatment, characterized by comprising more after solid.

The differential according to any one of claims 5 to 6, wherein an induction coil is provided around the outer cylindrical portion of the casting sleeve, and a magnetic field is formed by the induction coil to stir the molten metal in the casting sleeve. Manufacturing method of gear case.

The method for manufacturing a differential gear case according to any one of claims 5 to 7, wherein at least a part of the inner cylindrical portion of the casting sleeve is made of a low thermal conductive material.

9. The method for manufacturing a differential gear case according to claim 8, wherein the low thermal conductive material is sialon.

The preparation step of the molten aluminum alloy (a) causes the temperature of the molten aluminum alloy in the ladle and / or in the casting sleeve to reach a temperature in the vicinity of the liquidus above the liquidus. A method for manufacturing a differential gear case.

7. The method of manufacturing a differential gear case according to claim 6, wherein the (b) semi-molten aluminum alloy in the casting sleeve has a solid phase ratio controlled to 20 to 60%.