JPH01283336A - 鋳物用アルミニウム合金およびアルミニウム合金鋳物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋳物用アルミニウム合金および該合金を用い
た鋳物品のダイキャスト法による製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、ダイキャスト法によって鋳造される鋳物品用のア
ルミニウム合金として例えばＪＩＳ　ＡＯＣ３が知られ
ており、その重量組成は、Ｓｉが９〜１０％、Ｃｕが０
．６％以下、Ｍｇが０．４〜０．６％、　　Ｆｅが１．
３％以下、Ｍｎが０．３％以下、　　Ｚｎが０，５％以
下、Ｎｉが０．５％以下、残部がＡｎである。該合金を
用いた鋳物品は、その鋳造後の状態ではＳｉが針状に析
出しており、これが伸び等の機械的性質に悪影響を及ぼ
して、あまり高い靭性を得ることができない。そのため
、通常、鋳造後に鋳物品が５００°Ｃ前後の高温に保持
され、析出強化元素を一度マトリックス中に固溶させて
均一な過飽和固溶体とする溶体化処理が行われ、次いで
、２００°Ｃ前後でこの過飽和固溶体を時効することに
より固溶している強化元素を析出させる時効処理が行わ
れて鋳物品の機械的性質が向上される。該画処理の後、
通常、鋳物品に塗装が施されて、次いで塗装の焼付は処
理が行われて製品化される。しかしながら、前記溶体化
処理および時効処理は多大な時間を要し、さらに塗装お
よびその焼付は処理が加わって作業効率が極端に悪くな
る。また、これらの熱処理費が鋳物孔の製造コストに与
える影響も大きく、製品コストを低減する妨げとなって
いる。

（解決しようとする課題） 本発明はかかる不都合を解消し、溶体化処理を行わずに
時効処理だけで機械的性質、特に伸びを向上することの
できる鋳物用アルミニウム合金を提供し、さらに、該合
金を用いて、塗装された鋳物孔を効率よく製造する方法
を提供することを目的とする。

（課題を解決する手段） 種々の検討を積み重ねた結果、鋳物用アルミニウム合金
の組成を、重量基準で７．５〜９，５％のＳｉ　、　　
０．１〜０．３％のＣｕ　、　　０．１〜０．３％のＭ
ｇ　。

０．５〜０．９％のＦｅ　、　　０．２〜０．６％のＭ
ｎ　、　０．０３〜０．０５％のＳｒ、残部をＡｆｆｉ
とすることによって溶体化処理を行わずに時効処理のみ
で鋳物孔の機械的性質、特に伸びが向上することが認め
られた。

前記Ｓｉ　は、鋳造性改善のために必要不可欠の元素で
あり、７．５％より少いと鋳造時の溶湯の湯流れ性が悪
くなってしまう。また、９．５％を越えると鋳物孔の靭
性が低下してしまうので７．５〜９．５％とする。

Ｃｕは、強度を向上させるために添加され、０．１％よ
り少いと、その効果がなく、強度の向上が図れない。逆
に、０．３％を越えるとＳｉ量との関係で靭性が低下し
てしまうので０．１〜０．３％とする。

Ｍｇは、強度を向上させるために添加され、０．１％よ
り少いとその効果がなく、０．３％を越えると靭性が低
下してしまうので、０．１〜０．３％とする。

Ｆｅは、鋳造時に金型と鋳物孔との焼付きを軽減するた
めに添加され、０．５％より少いとその効果がなく、０
．９％を越えると靭性が低下してしまうので０．５〜０
．９％とする。

Ｍｎは、鋳造時にＦｅ化合物が針状粗大晶として析出し
て、伸び等の機械的性質が低下してしまうのを抑制する
ために添加され、０．２％より少いとその抑制効果が得
られず、また、０．６％を越えると、抑制効果が飽和し
て、より以上の効果は望めないので０．２％〜０．６％
とする。

Ｓｒは、鋳造時に析出するＳｉの粒子を微細化するため
に添加され、０．０３％より少いと、その効果が顕著に
認められない。逆に０．０５％を越えると微細化の効果
は飽和して、より以上の効果は望めず、歩留りが悪くな
ってしまうので、０．０３〜００５％とする。

また、本発明のアルミニウム合金鋳物品の製造方法は、
前記鋳物用アルミニウム合金を用いてダイキャスト法に
より鋳物孔を鋳造する鋳造工程と、該鋳物孔に塗装を施
す塗装工程と、該塗装を施した鋳物孔に塗装の焼付は処
理により時効処理を同時に施す熱処理工程とからなる。

前記塗装ではその焼付は処理条件と前記合金の時効処理
条件とが一致する塗料が使用される。

（作　用） 本発明の鋳物用アルミニウム合金は、前述の組成とする
ことによって、特に壮較的に多量のＳｒが添加されたこ
とによって鋳造時にＳｉの析出粒子が溶体化処理された
のと同様に微細化され、時効処理を行うだけで鋳物孔の
機械的性質、特に伸びが向上する。

また、本発明のアルミニウム合金鋳物品の製造方法では
、該鋳物孔の時効処理条件と塗装の焼伺は処理条件とが
一致する塗料を選択することによって、塗装後の焼付は
処理により同時に時効処理を行うことが可能となる。

（実施例） 本発明の鋳物用アルミニウム合金を用いたいくつかの鋳
物孔の実施例と比較例とを同一条件のダイキャスト法に
より鋳造した。第１表に各側の組成を示す。第１表で偶
数番号が本発明の実施例であり、奇数番号が比較例であ
る。該比較例でばＳｒを添加せず、他の元素を実施例と
同一の組成とした。また第１表のＪＩＳ　ＡＤＣ３は、
前記ダイキャスト法により鋳造され、鋳造後に５００°
Ｃの温度で２時間溶体化処理を施した。また、第１表中
、Ｚｎ＋Ｌ＋Ｓｎ＋Ｔｉ　、　Ｐｂ、　Ｃｒは各側に含
まれる不可避不純物である。

ここで、本発明のアルミニウム合金の時効処理条件に関
して検討した結果を第１図および第２図に示す。ここに
おいては、第１表中、Ｎｏ、　２の実施例の組成の合金
に着目し、該組成の合金に対して前記ダイキャスト法に
よって鋳造した後に時効処理を施し、その時の時効処理
時間に対する鋳物品の機械的性質の変化を測定した。第
１図は、時効処理温度をパラメーターとした硬度の変化
を示し、第２図は、時効処理温度２００″Ｃにおける引
張強さおよび伸びの変化を示す。時効処理温度について
は、１９０°Ｃよりも低いと第１図における１６０″Ｃ
の測定結果と同様に硬度の上昇には時間かがかり、所望
の硬度を短時間に得ることができない。時効処理時間に
ついては、３０分より短いと、硬度は十分に上昇せず、
逆に３時間を越えると硬度は減少していく。また、第２
図かられかるように引張強さは、時間と共に上昇するが
、伸びは、３時間を越えると減少していく。そこで、時
効処理条件は、温度が１９０″Ｃ以上、時間が３０分〜
３時間であることが好ましい。

上記検討においては、本発明のアルミニウム合金と従来
のＪＩＳ　ＡＤＣ３合金とを比較するために、ＪＩＳＡ
ＤＣ３合金も前記ダイキャスト法によって鋳造し、次い
で２００　’Ｃで２時間溶体化処理した後、時効処理を
施して機械的性質の変化を測定した。その測定結果も第
１図および第２図に示した。該測定結果から、時効処理
条件が同じであれば、硬度においては大きな差は見受け
られないことがわかる。

また、引張強さにおいても大きな差は見受けられないが
、伸びにおいては、Ｎｏ、　２の実施例の組成の合金の
方が高い値が得られることがわかる。

次に鋳物品の塗装には通常、アクリルまたはメラミン系
樹脂塗料が用いられるが、これらの塗料では、焼付は処
理温度については、１９０°Ｃより低いと塗装被膜を十
分に焼付けすることができない。

また、２００°Ｃより高いと、塗装被膜が劣化する。

また、焼付は処理時間は、３０分より短いと塗装の焼付
けを十分に行うことができず、６０分を越えると塗装の
焼付けは十分に行われて、より以上の効果は期待できな
い。このため、この種の塗装の焼付は処理は、温度が１
９０°Ｃ〜２００°Ｃ８時間が３０分〜６０分であるこ
とが好ましい。この焼付は処理条件は、上記時効処理条
件を満たしており、アクリルまたはメラミン系樹脂塗料
により塗装を施した鋳物品に、１９０°Ｃ〜２００°Ｃ
で３０分〜６０分、焼付は処理を施すことによって、時
効処理を同時に施すことができる。そこで、本実施例で
は、鋳造後に、アクリル系樹脂塗料を用いて鋳物品に吹
付は塗装を施し、次いで、温度２００°Ｃで、５０分間
、塗装の焼付は処理により同時に時効処理を施す処理を
行った。

第１表の各側に対して上記処理が行われた後の機械的性
質において０．２％耐力および引張強さ、伸びの測定デ
ータを第２表に示す。

第２表 第２表かられかるように偶数番号で示される実施例では
、０．２％耐力および引張強さにおいては従来のＪＩＳ
　ＡＤＣ３合金の比較例とほぼ同等の数値が得られてお
り、伸びにおいては、ＪＩＳ　ＡＤＣ３合金の比較例が
４％弱であるのに対して実施例では６〜８％程度と高い
数値が得られている。

上述したように実施例において伸びの向上が著しいのは
、Ｓｒが添加されたことによる効果が大きいためと考え
られる。このことは、第２表において偶数番号の実施例
と奇数番号の比較例とを比較してみてもわかる。比較例
には、Ｓｒが添加されていないので伸びは、２．５〜３
％程度とあまり高い値が得られていない。このように、
Ｓｒが添加されたことによって伸びが向上するのは、鋳
物布の組織が鋳造時に微細化されたことによる。実施例
および比較例の組織の顕微鏡による観察結果を第３図お
よび第４図、第５図に示す。

第３図は、実施例の時効処理後の組織を示す。

第４図は、比較例の鋳造後の組織を示す。第５図はＪＩ
Ｓ　ＡＤＣ３合金の比較例の時効処理後の組織を示す。

第３図では組織は微細化されていることが顕著にわかる
が、第４図では針状の析出物が多数見受けられる。また
第５図では、第４図に較べれば組織が微細化されている
が、第３図に較べれば針状の析出物が多く見受けられる
。このように本発明のアルミニウム合金は、鋳造時に組
織が微細化されるので、溶体化処理が行われなくても十
分な機械的性質を得ることができると考えられる。そし
て、組織を微細化するには、鋳造後、急冷を行うとさら
に効果があり、本発明のアルミニウム合金は象、冷速度
を速くできるダイキャスト法のような鋳造方法に適して
いる。

上述したように、本発明の鋳物用アルミニウム合金では
、ダイキャスト法により鋳物布を鋳造して該鋳物布に塗
装の焼付は処理を施すことによって、時効処理も同時に
施され、従来のＪＩＳ　ＡＤＣ３合金を用いて溶体化処
理されたものに較べても伸びにおいては著しく向上され
、伸び以外ではほぼ同等の機械的性質が得られるので、
高い靭性の要求される二輪車等のアルミニウムホイール
の鋳造に適している。

（発明の効果） 本発明の鋳物用アルミニウム合金は、上記説明から明ら
かなように、比較的多量のＳｒが添加されて鋳造時に組
織が微細化されることによって、溶体化処理が行われな
くても時効処理のみで鋳物品の所望の機械的性質が得ら
れ、特に伸びを向上させることができる。

また、本発明のアルミニウム合金鋳物品の製造方法は、
前記鋳物用アルミニウム合金を用いることによって、溶
体化処理を行わずに鋳物布を製造することができ、また
、塗装の焼付は処理条件と時効処理条件とを一致させる
ことのできる塗料を用いることにより、焼付は処理を施
すことによって時効処理をも同時行うことができるので
、鋳物布の製造を効率よく短時間で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、時効処理時間に対する硬度の変化を示す線図
、第２図は、時効処理時間に対する引張強さおよび伸び
の変化を示す線図、第３図乃至第５図は、実施例および
比較例の組織を光学顕微鏡で観察した状態を示す線図で
ある。 特許出願人　本田技研工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量基準で７．５〜９．５％のＳｉと０．１〜０．
   ３％のＣｕと０．１〜０．３％のＭｇと０．５〜０．９
   ％のＦｅと０．２〜０．６％のＭｎと０．０３〜０．０
   ５％のＳｒと残部がＡｌからなることを特徴とする鋳物
   用アルミニウム合金。 ２、請求項１記載の鋳物用アルミニウム合金を用いてダ
   イキャスト法により鋳物品を鋳造する鋳造工程と、該鋳
   物品に塗装を施す工程と、該塗装を施した鋳物品に、塗
   装の焼付け処理により時効処理を同時に施す熱処理工程
   とからなることを特徴とするアルミニウム合金鋳物品の
   製造方法。