JPH04168241A - 鋳造用a1合金及び自動車用エンジン吸気部品 - Google Patents

鋳造用a1合金及び自動車用エンジン吸気部品

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JPH04168241A
JPH04168241A JP29430790A JP29430790A JPH04168241A JP H04168241 A JPH04168241 A JP H04168241A JP 29430790 A JP29430790 A JP 29430790A JP 29430790 A JP29430790 A JP 29430790A JP H04168241 A JPH04168241 A JP H04168241A
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JP
Japan
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alloy
shrinkage cavities
microshrinkages
casting
dispersing
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Pending
Application number
JP29430790A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Itabashi
板橋 一彦
Masahiro Takahashi
高橋 雅寛
Yoshihisa Konishi
小西 佳久
Kimio Kubo
公雄 久保
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.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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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] 本発明は鋳造性に優れたAl−3t系をベースとし、機
械的性質を向上させる為に、Mgを添加したAl鋳造用
二次再生合金において、共晶Siの改良剤であるSrに
よって、共晶S1が緻密に微細化され、かつ、ひけ巣が
微細に分散された合金に関するものである。
[従来の技術] Al−81−Mg系合金の共晶S1の改良元素としては
、従来よりNa、Ca、Sr、Sb等が知られており、
Srを改良元素として添加した先願例としては、「特開
昭60−2247394ではSi:6.5〜7゜5%、
Mg:0,2〜0゜4%(7)Al−3t−Mg系合金
i:sr二0.005〜0.03%、また[特開昭54
−13407」ではSj:3.O〜7.0%、Mg:0
.2〜0.4%のAIAl−3t−系合金にZr、Ti
、B、Be、Mn、Cr等を微量添加し、共晶Siの改
良元素としてNa、Sb、Sr%Caのうち少なくとも
1種類以上含み、熱処理により靭性を高めた合金が開示
されている。
更に[特開平1−75643JではSi : 10〜1
3%、S r : O,Ol 〜0. 06%、sb:
0.01〜0.06%c7)Al−Si系合金に必要に
応じてBiを添加する例と、Si:8〜13%、Mg:
0.5〜1.5%、cu;50.45%、T1:60.
2%、Mn:50.5%、Ni:0.5〜1.5%、S
 r : 0.01〜0.06%、Sb:0.01〜0
.06%のAl−31−Mg系合金に必要に応じてBi
を添加する例が開示されている。これらは改良剤によっ
て共晶s1を微細に分散させることとひけ巣を微細に分
散させることにより機械的性質を向上させることを目的
としている。また「特開平1−75644JではBi:
0.01〜0.2%含ませることにより、ひけ巣が減少
し健全な鋳物が得られることが開示されている。
更に「特開昭58−11760Jでは、cu:4.0〜
5.0%、Mg : 0.3〜0.8%、Mn:o、3
〜1.5%、Ti : 0.1〜0.2%、Bi : 
O,OO1〜0.01%、si:≦0゜2%、Fe:6
0.2%からなる成分で、耐応力腐食性、高強度、高靭
性合金が開示されている。
[発明が解決しようとする課題] 吸気マニホールド及びコレクターのような気密洩れが問
題となるAl鋳物の場合、ひけ巣の集中が重大な問題と
なる。特に薄肉ボート側部にボスなどの厚内部が存在し
、肉厚変動が大きい部分は厚内部が最終凝固部となり、
ひけ巣が集中しやすく、加工においてネジ穴等を明けた
場合、ボート内部とネジ穴がひけ巣により貫通して、気
密洩れの原因となる。このひけ巣の集中を防止する目的
で従来から様々な手法が行われてきたが、使用する合金
の種類、鋳造方案、製品形状などによりその効果が期待
出来ない場合がある。
上記手法の一つに改良剤Srを添加することによってひ
け巣をミクロシュリンケージの形態で分散させる方法が
知られている。この手法は自動車エンジン吸気部品のよ
うな高強度を必要としない鋳物に対しては効果的である
が、使用するAl合金中に81が存在すると、3Sr+
2Bi−ISr、Bj、もしくはSr+Bi−+5rB
iなる反応が容易に進行し、ひけ巣をミクロシュリンケ
ージとして分散させる際に、ミクロシュリンケージの核
となるSrの相対的量が減少するため、ひけ巣の分散に
関しては効果が減じる。このBiは鋳物工場において経
済的有利さから通常用いられている二次再生合金中に必
ず含まれている不純物元素であり、改良剤Srを添加し
、ひけ巣をミクロシュリンケージの形態で分散させる際
に問題となる本発明の目的は、鋳物の厚肉部において、
厚内部全体にミクロシュリンケージを分散させることに
よって、ひけ巣の集中を防ぎ、例えば吸気マニホールド
などの気密洩れを防止するAに二次再生合金を提供する
こと及び本Aに二次再生合金を用いて鋳造した耐気密洩
れ用自動車エンジン吸気部品の提供を目的とするもので
ある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記のようにSrを改良剤として使用し、ひ
け巣の集中を効果的に防ぐAに二次再生合金に関するも
のである。即ち、Srを添加することによりミクロシュ
リンケージ発生の際の桟敷を増加させ、さらにH,ガス
を溶湯中に積極的に導入することによりミクロシュリン
ケージの発生を促進し、さらにミクロシュリンケージの
核となるSrと溶湯中で容易に反応し核となり得るSr
量を相対的に減少させる二次再生合金内に含有している
Biを管理することによって、厚肉部に集中するひけ巣
をミクロシュリンケージの形態で厚内部全体に分散させ
、気密洩れを防止するものである。本発明の二次再生合
金の成分は重量比で、Si :4.O〜10.0%、M
g・50.5%、Fe:50.8%を含み、がっ、不純
物元素であるBiをBi:50.006%と管理し、さ
らにSr:0.005〜0.08%含有させ、がッH、
ガスを0.20〜0.40CG/100g含有せしめた
Aに二次再生合金である。
[作用コ 本発明による各成分範囲の限定理由は以下の通りである
。Slは湯流れ性を向上させるために4.0%以上含有
させるが、10.0%以上となると、外ひけが発生し易
くなるので4.0〜10゜0%とした。Mgは強度を向
上させるため必要であるが、0.5%以上となると著し
く伸びを低下させるので0.5%以下とした。Feは0
.8%以上となると外びけを発生させるので0.8%以
下とした。Biは溶湯中でSrと結び付きBi、Sr、
もしくはB1Srとなり合金化し、ひけ巣をミクロシュ
リンケージとして分散させるための核であるSrの相対
的量を減らした結果としてミクロシュリンケージの径が
大となるため0.006%以下とした。
H,ガスの含有量は、0.20CG/100g以下であ
るとひけ巣をミクロシュリンケージとして分散させる効
果がyられないため0.20CC7100g以上とした
。また0、40CC/100g以上としても、ひけ巣の
分散に対して著しい効果の向上は見られず、逆にピンホ
ール及びミクロシュリンケージの径を増大させ、鋳物強
度を劣化させるために0.40CC/100g以下とし
た。
Srは0.005%以下ではひけ巣の分散に対する効果
が見られないために0.005%以上とし、また0、0
8%以上含有させても著しい効果の向上は見られない上
、経済的に不利なため0゜08%以下とした。
[実施例] 第1図に示すような形状の吸気マニホールドを対象とし
、Si7.0%、Mg0,3%、Cu3.5%、Fed
、45%なる鋳造用Al合金に所定量のSr、Biを添
加し、さらに所定量のH。
ガスを含有せしめるように添加して鋳造した。第1図に
示す鋳造品のボス部の断面(第2図)を調査し、ひけ巣
の有無を確認した。その結果を第1表及び第4図、第5
図、第6図に示した。さらにボス部をネジ穴加工後、水
没式気密検査機(気圧3Kg/cm’ )にて気密性を
調査した。またT、P試験片(JIS  H52024
号試験片)にて引張強度を測定した。その結果を第1表
に示した。すなわちSr無添加の場合(第1表Nol〜
No4)はすべて厚内ボス部にひけ巣が集中し、外ひけ
または内ひけとして存在し、ネジ穴加工後の水没式気密
検査にて気密洩れが発生した。これは、ネジ穴を明ける
ことにより、鋳造品内部B側と外部が、ネジ穴とひけ巣
を通じて貫通したためである(第3図)。
Srを添加した場合(第1表No5〜No1O)は、N
o7のみひけ巣の集中がなく、ミクロシュリンケージが
微細に分散し、気密洩れもなく良好な鋳造品が得られた
。また引張強度を調べるといずれの場合もSr無添加(
第1表Nol〜N04)に比べて高い値となっているが
、これは改良剤Srによって共晶Siが微細に分散した
ためで、特にNo7が高い値となったのは、ミクロシュ
リンケージの核となり得るSrが過多であることと、H
,ガスが多いことにより、ミクロシュリンケージの発生
、分散が促進されるためである。改良剤Srが存在する
場合(第1表No8.9.10)は、溶湯中にて反応し
、容易に合金化することによって、核となり得る(単独
の)Sr量が相対的に減るため、ミクロシュリンケージ
の分散に第1表 間しては効果が小さい。なお、本実施例にて測定したH
、ガス含有量はイニシャルバブル法にて測定した。
[発明・考案の効果コ 上述のように本発明のAl二次再生合金は、ひけ巣の厚
肉部での集中を防止し、かつ共晶S1が微細に分散した
高強度なAl鋳物を得ることが可能で、吸気マニホール
ドなどの気密性が要求されるAl鋳物に対して効果が大
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例を示す吸気マニホールド、
第2図は問題となる厚内のボス部の断面図である。第3
図はボスlを加工し、ネジ穴を明けたときの状態を示し
ている。また第4図は第1表No4成分の気密洩れを生
じた吸気マニホールドのxx″断面図である。第5図は
第1tcNo7成分の気密洩れのない吸気マニホールド
のXx′断面図である。第6図は第1表N010成分の
気密洩れを生じた吸気マニホールドのxx′断面図であ
る。 第1図 第2図     第3図 (第1図x−x’断面) 第4図    第5図 第6図 手続補正書1,54、 平成   年3.3q5  日 l、事件の表示 平成 2 年 特許願 第294307号2、発明の名
称 鋳造用Al合金及び自動車用エンジン吸気部品3、補正
をする者 事件との関係   特 許 出 願 人任 所   東
京都千代田区丸の内二丁目1番2号4、補正命令の日付 平成3年 2月12日(発送日) 5、補正の対象

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量比でSi:4.0〜10.0%、Mg:≦0
    .5%、Fe:≦0.8%を含む鋳造用Al合金におい
    てBi≦0.006%、Sr:0.005〜0.08%
    かつ、H_2ガスを0.2CC/100g以上0.4C
    C/100g以下を含むことを特徴とする鋳造用Al合
    金。
  2. (2)重量比でSi:4.0〜10.0%、Mg:≦0
    .5%、Fe:≦0.8%を含む鋳造用Al合金におい
    て、Bi:≦0.006%、Sr:0.005〜0.0
    8%、かつH_2ガスを0.2CC/100g以上0.
    4CC/100g以下を含むことを特徴とする鋳造用A
    l合金を用いて鋳造した自動車エンジン用吸気部品。
JP29430790A 1990-10-31 1990-10-31 鋳造用a1合金及び自動車用エンジン吸気部品 Pending JPH04168241A (ja)

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