JPH01298131A - 耐摩耗性高強度鋳造用アルミニウム合金 - Google Patents

耐摩耗性高強度鋳造用アルミニウム合金

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JPH01298131A
JPH01298131A JP12734488A JP12734488A JPH01298131A JP H01298131 A JPH01298131 A JP H01298131A JP 12734488 A JP12734488 A JP 12734488A JP 12734488 A JP12734488 A JP 12734488A JP H01298131 A JPH01298131 A JP H01298131A
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JP
Japan
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alloy
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strength
casting
wear
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JP12734488A
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Masayuki Harada
雅行 原田
Isao Sato
功 佐藤
Koichi Ozaki
幸一 尾崎
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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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] 本発明は空調機部品用材料として好適の耐摩耗性高強度
アルミニウム鋳造用合金に関する。
[従来の技術] ピストン等の空調機部品用材料としては、従来から、優
れた耐摩耗性及び耐熱性を有するJISAC8A、8B
、8C又はA390合金が使用されている。これらの合
金の中でも、特に、Aρ−12重量%Si共晶組成のA
C8A合金がrLo−EXJと呼ばれ、空調機部品用材
料として広く使用されている。AC8A及びAC8B合
金の組成を下記第1表に示す。
第1表 [発明が解決しようとする課ME しかしながら、近年、空調機の性能向上の)とめに、部
品の小型・軽量化、強度向上及び耐摩耗性の改善が求め
られており、第1表に示す従来のA9合金ではこれらの
要求を満足するこができないという問題点がある。また
、これらの部品を機械加工して空調機に組立るのである
から、空調機部品用材料としては機械加工性が優れたも
のであることも必要である。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
強度が高いと共に耐摩耗性が優れていて部品の小型・軽
量化を可能とし、更に機械加工性も優れた耐摩耗性高強
度鋳造用アルミニウム合金を提供することを目的とする
[課題を解決するための手段] 本発明に係るM摩耗性高強度鋳造用アルミニウム合金は
、S i : 12.5乃至15重量%、Cu ; 1
.5乃至4重量%及びM g : 0.5乃至1,5重
量%を含有し、残部がAβ及び不可避的不純物からなる
ことを特徴とする。
以下、本発明に係るアルミニウム合金の成分添加理由及
び組成限定理由について説明する。
1二 Siは、Aβ合金の耐摩耗性を向上させると共に、鋳造
時の渦流性を向上させる。
Si含有量が12.5重量%未満の場合は、初晶シリコ
ンを安定して分布させることができず、また初晶シリコ
ンが晶出しにくくなるために良好な耐摩耗性が得られな
い。一方、Si含有量が15重量%を超えると、初晶シ
リコンが組人になると共に、機械加工性と鋳造性が悪く
なり、使用に供し得ない。
このため、Si含有量は12.5乃至15重量%にする
第1図は横軸にSi含有量をとり、縦軸に引張強さ及び
ブリネル硬さをとって、夫々Cu 3重量%−Mg0.
6重量%Aff1合金におけるSi含有量と引張強さ及
びブリネル硬さとの関係を示すグラフ図である。この図
から明らかなように、Si含有量が12,5乃至15重
量%の場合は、強度及び硬度の双方が優れたものになる
以上 Cuは高強度と適度の硬さを得るためにA、Q合金に添
加する。第2図は横軸にCu含有量をとり、縦軸に引張
強さ及びブリネル硬さをとって、5i13.5重量%−
Mg0.6型巣%A(合金におけるCu含有量の相違に
よる各特性の変化を示すグラフ図である。この図から明
らかなように、Cu含有量が1.5重量%未満ではA1
合金の強度改善効果が十分でなく、逆に4重量%を超え
ると硬くなりすぎて機械加工が困難となる。
このため、Cu含有量は1.5乃至4重量%にする。
性J− MgはAJ金合金強度を向上させるために添加する。第
3図は横軸にMg含有量をとり、縦軸に引張強さ及びブ
リネル硬さをとって、5i13.5重量%−Cu  3
重量%Aρ合金におけるMg含有量の相違による各特性
の変化を示すグラフ図である。
この図から明らかなように、Mgを0.5重景″3≦添
加することにより、強度が最高値に達して飽和する。ま
た、Mg含有量が1.5重量%を超えると、溶湯が酸化
しやすくなり、鋳造不良の原因となる。
このため、Mg含有量は0,5乃至1.5重量%にする
\L NiはAβ合金の高温強度を改善するため、必要に応じ
て添加することが好ましい。この効果を得るためには、
Niを0.1重量%以上添加する必要がある。一方、N
 iを 1重量%を超えて添加してもそれ以上の高温強
度改善効果は得られないのに加え、耐食性が低下すると
いう問題点がある。
このため、Ni含有量は0.1乃至1重量%にする。
ニー ′FiはA、&合金のマクロ結晶粒を微細化し、組織の
バラツキを小さくする。Ti含有量が0.01重量%未
溝の場合はその添加による結晶粒微細化効果がなく 、
0.15重量%を超えるとTiAg3が晶出し、Aρ金
合金強度に悪影響を及ぼず。
このため、Tiを添加する場合は、その含有量は0.0
1乃至0.15重量%にする。
影 BもTiと同様にマクロ結晶粒を微細化するが、B含有
量が0 、001重量%未満の場合はその微細化効果が
得られず、逆に0.01重量%を超えると、これ以上B
を添加してもその微細化効果は向上しないのに加え、B
の偏析が生じやすくなる。このため、Bを添加する場合
は、その含有量を0.001乃至帆01重量%にする。
TiとBとは上述の如く同様の作用を有するから、いず
れか一方又は双方を添加すればよい。
PはSiを含有するAf合金中に添加されてその初晶S
iを微細にする。このようなPの改良処理により、A(
合金の機械的性質及び切削加工性が改善され、耐摩耗性
のバラツキが少なくなる。
従って、Pの改良処理をすることが好ましいが、このよ
うな効果を得るためには、Pの添加量は0.002乃至
0.1重量%にする。
共晶Si及び初晶Siのサイズは耐摩耗性及び機械加工
性に影響する。この場合に2良好な耐摩耗性を得るため
には、共晶Siの長さを3μm以上にすることが好まし
い。また、初晶Siのサイズが平均値で40μmを超え
ると、機械加工性が劣化し、初晶Sjが機械加工の際に
脱落しやすくなり、異常摩耗の原因となりやすい。この
ため、初晶Siのサイズは平均値で40μm以下にする
ことが好ましい。
[実施例] 次に、本発明の実施例に係るアルミニウム合金について
、その特性を従来の耐摩耗性高強度アルミニウム合金で
あるJISADC12及びA390合金と比較して説明
する。下記第2表は実施例1乃至6及び従来の各Aρ金
合金組成を示す。
第2表 各実施例合金及び従来例合金を溶製し、その各溶湯を金
型鋳造及び高圧鋳造により斜板ピストンに鋳造した。次
いで、各鋳造製品をT6熱処理した後、機械加工すると
共に、この製品を実機に取付けてピストンとしての使用
試験を行った。各合金の機械加工性、機械的性質及び実
機試験の結果を下記第3表に示す。但し、機械的加工性
が優れている場合を◎、良の場合をO1不可の場合を×
で現した。なお、この機械加工性が不可のA390合金
については、実機試験を実施することができなかった。
第3表 本発明の実施例1乃至6の合金はいずれも強度、耐摩耗
性及び機械加工性が優れており、この合金を使用してピ
ストンを製造することにより、斜板式コンプレッサの小
型化及び高性能化が可能になる。これに対し、従来のへ
390合金は機械加工性が劣り、ADCl 2合金は強
度及び耐摩耗性(硬度)が低く、実機試験において摩耗
及び破損が生じた。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は夫々Si量、Cu量及びMg量と、
引張強さ及び硬さとの関係を示すグラフ図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Si:12.5乃至15重量%、Cu;1.5乃
    至4重量%及びMg:0.5乃至1.5重量%を含有し
    、残部がAl及び不可避的不純物からなることを特徴と
    する耐摩耗性高強度鋳造用アルミニウム合金。
  2. (2)0.1乃至1.0重量%のNiを含有することを
    特徴とする請求項1に記載の耐摩耗性高強度鋳造用アル
    ミニウム合金。
  3. (3)Ti:0.01乃至0.15重量%及びB:0.
    001乃至0.01重量%から選択された少なくとも1
    種の元素を含有することを特徴とする請求項1又は2に
    記載の耐摩耗性高強度鋳造用アルミニウム合金。
  4. (4)0.002乃至0.1重量%のPを含有すること
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の耐
    摩耗性高強度鋳造用アルミニウム合金。
  5. (5)共晶シリコンの長さを平均値で3μm以上、初晶
    シリコンのサイズを平均値で40μm以下に制御したこ
    とを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
    耐摩耗性高強度鋳造用アルミニウム合金。
JP12734488A 1988-05-25 1988-05-25 耐摩耗性高強度鋳造用アルミニウム合金 Granted JPH01298131A (ja)

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