JP5532149B2

JP5532149B2 - 高電気抵抗アルミニウム合金

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Publication number: JP5532149B2
Application number: JP2012554586A
Authority: JP
Inventors: 聡鈴木; 篤始岸本; 丕植趙; 和宏織田; 智洋磯部
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-01-27
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Description

本発明は、一般に高電気抵抗アルミニウム合金に係り、より詳細には、電動機の筐体の製造に用いて好適な、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物及びその製造方法に関する。

交流電動機は動力源として多用されるものである。交流電動機は、固定子と回転子とからなり、固定子と回転子の両方に電磁石が採用される誘導電動機と、固定子と回転子の何れか一方に電磁石が採用され、他方には永久磁石が採用される同期電動機に大別される。

誘導電動機の固定子及び回転子は、共に磁束を発生させるコイル要素と、コイル要素により発生した磁束を集中させる鉄心要素とから構成される。固定子と回転子の少なくとも一方のコイル要素に電流が供給されると、電磁誘導則に従って磁界が発生し、固定子と回転子の間に磁束が形成され、回転子に対して回転力が発生する。

同期電動機の電磁石が採用される固定子又は回転子は、誘導電動機のそれらと同様に構成されるが、永久磁石が採用される固定子又は回転子は、磁束を発生させる磁石要素と、磁石要素により発生した磁束を集中させる鉄心要素とから構成される。同期電動機の場合も、電磁石が採用される固定子又は回転子のコイル要素に電流が供給されると、電磁誘導則に従って磁界が発生し、固定子と回転子の間に磁束が形成され、回転子に対して回転力が発生する。

誘導電動機及び同期電動機の何れの場合も、電磁誘導則に従って発生した磁界により形成される磁束は、固定子と回転子の間のみならず、その周辺部に漏出する。そのため、電動機の筐体が電気伝導性に優れるならば、前記筐体に渦電流が発生し、渦電流損失となると共に、前記筐体が加熱されて高温になる。

このような背景下で、例えば特許文献１は、熱伝導度の高いアルミニウム合金を前記筐体に利用することにより、放熱性を向上させる技術を開示している。他方、特許文献２は、前記筐体の渦電流の発生箇所に開口部を設置するか、あるいは前記筐体として非磁性体であって電気抵抗率の高いセラミックス又は樹脂を採用することにより、発生する渦電流を低減させる技術を提案している。また、特許文献３は、電動機の筐体として利用可能な電気抵抗率の高いアルミニウム合金を提案している。

しかし、特許文献１に開示されるアルミニウム合金は、放熱性には優れているが、渦電流損失に対する対策は採られておらず、渦電流の発生に伴う電動機の出力低下の問題を解決できていない。

また特許文献２に開示される発明のうち、渦電流の発生箇所に開口部を設けるものは、開口部の設置に工数を要すると共に該開口部の設置に伴って筐体の剛性が低下するという問題が残る。他方、非磁性体であって電気抵抗率の高いセラミックス又は樹脂を採用するものは、靱性の確保が容易でないという問題がある。

更に特許文献３に開示されるアルミニウム合金は、電気抵抗率の高さは十分で、特許文献２の発明に残された問題を解決できるものであるが、本発明者等の研究によれば、電動機の筐体として必要な強度、靱性、耐食性が不十分である上、高価なＭｎ、Ｍｇ、Ｃｕを多量に含有するため、経済性の問題があることが判明した。

特開２００４−２７７８５３号公報特開２００５−１９８４６３号公報特開２００５−１３９４９６号公報

本発明は、上記したような問題を解決すべく案出されたものであり、電動機筐体の製造に好適に利用できる高電気抵抗アルミニウム合金鋳物及びその製造方法を提供することを主たる目的とする。
また本発明は、上記アルミニウム合金鋳物によって形成された電動機筐体をも提供する。

本発明の一態様では、Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有することを特徴とする、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物が提供される。また他の態様では、かかるアルミニウム合金鋳物によって形成されてなる電動機筐体が提供される。

ここで、前記アルミニウム合金鋳物は、好ましくは、重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法の何れかにより鋳造されてなる。かかるアルミニウム合金鋳物は、鋳造後に熱処理が施されないで使用に供されるものであってもよいし、鋳造後に熱処理が施されたものでもよい。一実施態様では、本発明に係る高電気抵抗アルミニウム合金鋳物は、鋳造後に、５１０〜５３０℃、２〜５時間の溶体化処理が施され、更にその後に１６０〜２００℃、４〜８時間の人工時効硬化処理が施されたものである。

本発明の更なる態様では、Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有するアルミニウム合金溶湯を鋳造することを特徴とする、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物の製造方法が提供される。

ここで、鋳造は、重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法の何れかによるのが好ましい。また、アルミニウム合金鋳造後に熱処理を施さなくともよいし、熱処理を施してもよい。一実施態様では、鋳造後に、５１０〜５３０℃、２〜５時間の溶体化処理を施し、更にその後に１６０〜２００℃、４〜８時間の人工時効硬化処理が施す工程が含まれる。一例では、製造されるアルミニウム合金鋳物は電動機の筐体である。

本発明のアルミニウム合金鋳物は、電気抵抗率が高い上、靱性に優れるので、電動機の筐体として好適に利用できる。

実施例の強度特性を評価するための引張試験片の形状を示す図である。実施例の０．２％耐力を算出するためのオフセット法を説明する図である。実施例の靱性を評価するための試験片の形状を示す図である。実施例の靱性を評価するためのハンマーの形状を示す図である。実施例の耐食性を評価するための試験片の形状を示す図である。実施例の電気抵抗率を評価するための試験片の形状を示す図である。実施例に示す本発明例に係るアルミニウム合金試験材３について、５２０℃、３時間の溶体化処理後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を施した試験材の金属組織を示す顕微鏡写真である。実施例に示す従来例に係るアルミニウム合金試験材１９について、５２０℃、３時間の溶体化処理後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を施した試験材の金属組織を示す顕微鏡写真である。

本発明者等は、電動機の筐体として好適に利用できる高強度、高靱性、高耐食性のアルミニウム合金について、低廉に電気抵抗率を高くする手段について鋭意検討を重ねてきた。その過程で、Ａｌ−Ｓｉ系の合金に適量のＦｅ、Ｍｎを添加することにより、耐食性が高く、電気抵抗率の高いアルミニウム合金を得ることができることが分かった。更に、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｔｉを添加することにより、更に電気抵抗を増加させると共に、結晶粒微細化による強度及び靱性の向上、耐食性の向上を図ることができることを究明し、本発明を完成させるに至った。

本発明の一実施形態は、靱性及び耐食性に優れた鋳造用高電気抵抗Ａｌ−Ｓｉ系合金であって、Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有する合金に関する。また本発明の他の実施形態は、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗Ａｌ−Ｓｉ系合金鋳物であって、Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有する鋳物に関する。

本発明の更なる実施形態は、Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有する合金の、あるいは該合金の鋳物の、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗素材としての使用に関する。更には、一実施形態では、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗素材の製造のための、Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有する合金の又は該合金の鋳物の使用に関する。

先ず、前記アルミニウム合金を構成する各成分元素の作用を概説する。

Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％
Ａｌ−Ｓｉ系の共晶点までのＳｉの添加は、耐食性を損ねずに、強度及び靱性並びに鋳造性を向上させる効果があるので、本発明においては共晶点までの範囲で添加される。Ａｌ−Ｓｉの２元素の平衡状態図では、共晶組成はＡｌ−１２．６質量％Ｓｉであるが、本発明の合金には０．７〜１．３質量％のＭｇが添加され、０．７質量％のＭｇが添加された場合の共晶点はＡｌ−１３．１質量％Ｓｉ、１．３質量％のＭｇが添加された場合の共晶点はＡｌ−１３．８質量％Ｓｉであるから、本発明の合金におけるＳｉ添加量１１．０〜１３．０質量％は、共晶点以下である。Ｓｉの添加量が１１．０質量％未満であると、強度及び靱性並びに鋳造性を向上させる効果が不十分であり、好ましくない。他方、共晶点を超えてのＳｉの添加は、液相線温度の上昇によって鋳造性が低下すると共に、初晶がＳｉとなることによって、靱性が低下することになるので、好ましくない。

Ｆｅ：０．２〜１．０質量％
Ａｌ基の鋳造合金において、０．２〜１．０質量％のＦｅの添加は、鋳造時の鋳型への焼付防止の効果がある他、強度向上効果、電気抵抗増加の効果があるので、本発明においては、その範囲において添加される。Ｆｅの添加量が０．２質量％未満では、鋳造時の鋳型への焼付防止の効果が不十分である他、有意の強度向上効果も認められないので、好ましくない。他方、Ａｌ−Ｓｉ系合金においてＦｅの添加量が１．０質量％を超過すると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粗大金属間化合物が生成し、脆性破壊しやすくなって、靱性が低下するので、好ましくない。

Ｍｎ：０．２〜２．２質量％
Ａｌ基合金において、０．２〜２．２質量％のＭｎの添加は、耐食性を維持しつつ、強度を向上させると共に、電気抵抗を増加させる効果がある。また０．２〜１．０質量％のＦｅを含むＡｌ−Ｓｉ系合金への０．２〜２．２質量％のＭｎの添加は、靱性の向上に寄与するが、２．２質量％を超えてのＭｎの添加は、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の粗大金属間化合物の生成に伴っての脆化をもたらすことにより、靱性が低下するので、本発明においては、Ｍｎの添加量を０．２〜２．２質量％の範囲とする。Ｍｎの添加量が０．２質量％未満では、有意の強度向上効果、靱性向上効果及び電気抵抗増加効果が認められないので、好ましくない。他方、前述のように、Ｍｎの添加量が２．２質量％を超過すると、靱性が低下するので、好ましくない。

Ｍｇ：０．７〜１．３質量％
Ａｌ−Ｓｉ系の合金において、０．７〜１．３質量％のＭｇの添加は、添加に伴う強度向上効果の他、更に後に詳述する人工時効硬化のための熱処理を施すことによる、より一層の強度向上効果、及び電気抵抗増加効果があるので、本発明においては、標記範囲において添加される。Ｍｇの添加量が０．７質量％未満では、前述の効果が不十分であるので、好ましくない。他方、Ｍｇの添加量が１．３質量％を超過すると、前述の効果は飽和する一方、更なる添加は、鋳造時に（溶湯中で）酸化物が形成されることに伴っての鋳造性の悪化要因になると共に、コストアップの要因ともなるので、好ましくない。

Ｃｒ：０．５〜１．３質量％；Ｔｉ：０．１〜０．５質量％
Ａｌ基合金におけるＣｒ及びＴｉの添加は、電気抵抗増加の効果の他、結晶粒微細化による強度及び靱性向上効果、耐食性向上効果がある。そこで、本発明では、０．５〜１．３質量％の範囲でＣｒを、０．１〜０．５質量％の範囲でＴｉを添加する。Ｃｒの添加量が０．５質量％未満、又はＴｉの添加量が０．１質量％未満であると、有意の靱性向上効果、強度向上効果、耐食性向上効果が認められず、好ましくない。他方、Ｃｒの添加量が１．３質量％を超過すると、粗大なＡｌ−Ｃｒ系の金属間化合物の形成により、靱性が低下するため、好ましくない。また、Ｔｉの添加量が０．５質量％を超過すると、靱性向上効果、強度向上効果、耐食性向上効果は飽和し、更なる添加はコストアップの要因となるので、好ましくない。

その他の元素
Ｃｕは、従来、強度向上を目的としてＡｌ−Ｓｉ系合金に添加されてきているが、Ｃｕの添加は、強度向上に有効である反面、靱性及び耐食性を悪化させる。そのため、本発明においては、地金、スクラップ、添加合金等の溶解原料を種々選択し、不純物としてのＣｕの含有量を０．２質量％以下、好ましくは０．１質量％以下、更に好ましくは０．０５質量％以下、最も好ましくは０．０１質量％以下とする。このようにＣｕ含有量は少ないほど好適であるが、他方でＣｕ含有量が少ないアルミニウム地金の使用はコストアップにつながるので、効果とコストを勘案して、溶解原料を選択する。

その他の元素が不可避不純物としてアルミニウム地金中に含まれることがあるが、それぞれ０．１質量％、合計で０．３質量％までであれば本発明の効果を妨げることはないため、その範囲内の含有が許容される。

［製造方法］
本発明の他の実施形態は、Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有するアルミニウム合金溶湯を、鋳造することを特徴とする、アルミニウム合金鋳物の製造方法に関する。
前記特許文献１及び特許文献３に開示されているように、従来より、アルミニウム合金製の電動機筐体は、重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法などの既知の鋳造方法によって製造されているが、これらの鋳造方法を、本発明の実施に当たっても好適に利用することができる。

本発明のアルミニウム合金鋳物は、鋳造したままでも高強度、高靱性、高耐食性であり、なおかつ電気抵抗率が高いので、電動機の筐体として好適に利用できるものであるが、人工時効硬化のための熱処理を施すことにより、更に強度、耐食性の向上を図ることが可能であり、好適である。

前記人工時効硬化のための熱処理は、１６０〜２００℃、４〜８時間であることが好ましい。熱処理温度が１６０℃未満であるか、又は熱処理時間が４時間未満であると、熱処理における微細な金属間化合物の析出が少なく、人工時効硬化処理を施すことによる、より一層の強度向上の効果が不十分となって、人工時効硬化のための熱処理を施さない場合との有意差が少なく、好ましくない。他方、熱処理温度が２００℃を超えるか、又は熱処理時間が８時間を超えると、析出した金属間化合物が成長して粗大化することによる、いわゆる過時効現象が発生し、かえって強度向上の効果が低下すると共に、電気抵抗率も低下するため、好ましくない。

更に、本発明においては、鋳造後、前記人工時効硬化処理の前に溶体化のための熱処理を施すことが好適である。溶体化のための熱処理を施すことにより、特性のバラツキを減少させることができる。該溶体化のための熱処理は、５１０〜５３０℃、２〜５時間であることが好ましい。熱処理温度が５１０℃未満であるか、又は熱処理時間が２時間未満であると、溶体化の効果が十分でなく、溶体化のための熱処理を施さない場合との有意差が少なくなるため、好ましくない。他方、溶体化のための熱処理は、５３０℃、５時間で十分であり、この温度及び時間を超えての熱処理は意味がないため、好ましくない。

また電動機の筐体を製造するに当たって、鋳造後に機械加工することも好適であるが、前述の時効硬化のための熱処理を施す場合には、当該熱処理を施す前に機械加工することが好ましい。

尚、本発明のアルミニウム合金鋳物は、電動機の筐体以外の用途であっても、高強度、高靱性、高耐食性であり、なおかつ電気抵抗率が高い素材が要求される用途に好適に利用できるものである。

以下に本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に限定されるものではない。

尚、実施例中の各特性は次の方法で評価した。
（１）強度
強度は、いわゆる引張試験方法により評価した。すなわち、各試験材から切削加工により図１に示す形状の引張試験片を調製し、つかみ装置間の距離を７５ｍｍ、引張速度を２．０ｍｍ／ｍｉｎとして、室温にて引張強度、０．２％耐力及び破断伸びを測定した。その際、０．２％耐力はオフセット法により算出した。すなわち、図２に示す荷重と変位の関係において、荷重と変位が直線的関係を示す荷重−変位曲線（ｌｏａｄ−ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅ）の弾性変形領域に対して接線ＯＥ、及び接線ＯＥと平行で変位を０．２％分オフセットさせた平行線ＡＦを描き、平行線ＡＦと荷重−変異曲線との交点Ｃを求め、交点Ｃの荷重Ｐより０．２％耐力を算出した。
（２）靱性
靱性は、いわゆるシャルピー衝撃試験方法により評価した。すなわち、各試験材から切削加工により、図３に示すノッチ形状がＶノッチの試験片を調製し、室温にて図３のａ１、ａ２の２点をｂ方向には移動できず、ｂ以外の方向には自在に移動できるように支持したまま、質量が２６ｋｇで図４に示す形状のハンマーを、ｂ点に対して、４．０１０２ｍ／ｓの速度で図３に示す試験片の衝撃方向に衝撃を作用させ、その衝撃により試験片を破断し、試験片の破断前後のハンマーの運動エネルギーの差を試験片の破断の際の吸収エネルギーとして測定し、その吸収エネルギーよりシャルピー衝撃値を算出した。
（３）耐食性
耐食性は、いわゆる塩水噴霧試験に準じて評価した。すなわち、各試験材から切削加工により図５に示すような６５×１４５×１．０ｍｍの試験片を調製する一方で、無水酢酸１ｃｍ^３と塩化第二銅２水和物０．２６ｇを、事前に調製した５質量％塩化ナトリウム水溶液に溶解して試験液とし、図５に示す試験片の、噴霧面と記載した面に、流量１．５ｃｍ^３／（８０ｃｍ^２・ｈ）で、試験液を２００時間噴霧する試験を実施し、試験前後の試験片の質量変化を評価した。
（４）電気抵抗率
電気抵抗率は、各試験材から図６に示すような１８０×１５０×６ｍｍの試験片を調製し、渦電流式の導電率計（商品名、Autosigma 3000； General Electric Company（CT,USA）製）により電気伝導度を測定し、その測定値から算出した。

＜アルミニウム合金試験材の作製＞
以下の表１に示すように、成分組成が本発明の範囲を満たすアルミニウム合金鋳物である合金番号１〜６（本発明例）のアルミニウム合金試験材と、成分組成が本発明の範囲を満たさないアルミニウム合金鋳物である合金番号７〜１８（比較例）のアルミニウム合金試験材、成分組成が特許文献３に開示される範囲内のアルミニウム合金鋳物である合金番号１９（従来例）のアルミニウム合金試験材を、ダイカスト鋳造法により鋳造した。合金番号３〜７のアルミニウム合金試験材は、Ｃｕの含有量を変化させた場合の本発明例及び比較例である。合金番号８〜９のアルミニウム合金試験材は、Ｓｉが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１０〜１１のアルミニウム合金試験材は、Ｆｅが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１２〜１３のアルミニウム合金試験材は、Ｍｎが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１４〜１５のアルミニウム合金試験材は、Ｍｇが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１６〜１７アルミニウム合金試験材は、Ｃｒが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１８のアルミニウム合金試験材は、Ｔｉが本発明の範囲から外れる比較例である。

これら１９種類のアルミニウム合金試験材の各々について、（ａ）鋳造したままのものの他に、（ｂ）５２０℃、３時間の溶体化処理を施した後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を更に施したものを作製した。

＜アルミニウム合金鋳物の特性評価＞
上記の各アルミニウム合金試験材について、前述の評価方法に従って、強度、靱性、耐食性、電気抵抗率の各特性を評価した。
それらの結果のうち、まず代表的な本発明例である合金番号３と従来例である合金番号１９の比較を以下の表２〜３にまとめる。

表２〜３に示された結果によれば、本発明例のアルミニウム合金試験材は、（ａ）鋳造したままのもの、（ｂ）５２０℃、３時間の溶体化処理を施した後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を更に施したものの何れにおいても、同一処理を施した従来例のアルミニウム合金試験材と比べて、電気抵抗率は若干低いものの、強度、靱性及び耐食性に優れることが分かる。すなわち、本発明例のアルミニウム合金試験材は、破断伸び及びシャルピー値が有意に高い他、引張強度自体も高く、更に中性塩水噴霧試験前後の試験材の質量変化が少ない。このような特性を有するアルミニウム合金鋳物は電動機の筐体用として好適に利用することができる。

次に、Ｃｕの含有量を変化させた場合の本発明例及び比較例、並びにＳｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｇ又はＣｒの何れかが本発明の範囲から外れる比較例である合金番号１、２及び４から１８を以下の表４〜５にまとめる。

これらの表に示された結果によれば、（ａ）鋳造したままにおいて、本発明例の各アルミニウム合金試験材は、シャルピー衝撃値が０．９０以上、塩水噴霧前後の質量変化が０．９７μｇ以下、電気抵抗率が５９．０ｍΩｍ以上の全てを満足するが、比較例の各アルミニウム合金試験材は、これらの特性の何れかが所望値から外れ、また（ｂ）５２０℃、３時間の溶体化処理を施した後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を更に施した後において、本発明例の各アルミニウム合金試験材は、シャルピー衝撃値が０．９０以上、塩水噴霧前後の質量変化が０．９７μｇ以下、電気抵抗率が５９．０ｍΩｍ以上の全てを満足するが、比較例の各アルミニウム合金試験材は、これらの特性の何れかが所望値から外れることが分かる。すなわち、本発明例のアルミニウム合金試験材は、強度、靱性、耐食性、電気抵抗率の各特性を調和させつつ具備するものである。このような特性を有するアルミニウム合金鋳物は電動機の筐体用として好適に利用することができる。
また本発明に係るアルミニウム合金試験材は、鋳造したままにおいて、電気抵抗率が７１．０ｍΩｍ以上となること、並びに鋳造後に溶体化処理及び人工時効硬化処理を施すと、電気抵抗率は鋳造したままのものよりも低下するが、引張強度を３６０ＭＰａ以上にすることができるとともに、塩水噴霧試験前後の質量変化を０．９μｇ以下にすることができること、が分かる。

＜アルミニウム合金鋳物の金属組織観察＞
上述の試験材のうち、（ｂ）溶体化処理、水冷、人工時効硬化処理を施した後の本発明例に係る合金番号３のアルミニウム合金試験材と、同じく溶体化処理、水冷、人工時効硬化処理を施した後の従来例に係る合金番号１９のアルミニウム合金試験材について、その金属組織を顕微鏡により観察した。
図７は、本発明例に係る合金番号３のアルミニウム合金試験材の金属組織を示し、図８は比較例に係る合金番号１９のアルミニウム合金試験材の金属組織を示す。これらの顕微鏡写真から分かるように、本発明例に係る合金番号３のアルミニウム合金試験材では、金属間化合物が非常に細かく均一に分散しており、粗大な金属間化合物は認められない。これに対して、従来例に係る合金番号１９のアルミニウム合金試験材では、粗大な金属間化合物の存在が確認できる。表３に示された、これら試験材間の引張強度、破断伸び、シャルピー衝撃値における差異は、このような金属組織の差異に基づくものと考えられる。

本発明のアルミニウム合金鋳物は、高電気抵抗、高靱性、高耐食性の特性を有し、なおかつ軽量であるので、電動機の筐体として好適に使用できるものである。

Claims

Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有することを特徴とする、靱性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物。
重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法の何れかにより鋳造されてなる請求項１に記載のアルミニウム合金鋳物。
鋳造後に熱処理が施されていないことを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金鋳物。
鋳造後、５１０〜５３０℃、２〜５時間の溶体化処理が施され、更にその後に１６０〜２００℃、４〜８時間の人工時効硬化処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金鋳物。
請求項１から４の何れか一項に記載のアルミニウム合金鋳物により形成されてなる電動機筐体。
Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：０．２〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２〜２．２質量％、Ｍｇ：０．７〜１．３質量％、Ｃｒ：０．５〜１．３質量％、及びＴｉ：０．１〜０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有するアルミニウム合金溶湯を鋳造することを特徴とする、靱性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物の製造方法。
重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法の何れかにより鋳造することを特徴とする、請求項６に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
鋳造後に熱処理を施さないことを特徴とする請求項７に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
鋳造後、５１０〜５３０℃、２〜５時間の溶体化処理を施した後、更に１６０〜２００℃、４〜８時間の人工時効硬化処理を施すことを特徴とする請求項７に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
アルミニウム合金鋳物が電動機の筐体である請求項６から９の何れか一項に記載の製造方法。