JPH06304740A - 鋳ぐるみ方法 - Google Patents

鋳ぐるみ方法

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JPH06304740A
JPH06304740A JP10080593A JP10080593A JPH06304740A JP H06304740 A JPH06304740 A JP H06304740A JP 10080593 A JP10080593 A JP 10080593A JP 10080593 A JP10080593 A JP 10080593A JP H06304740 A JPH06304740 A JP H06304740A
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JP
Japan
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cast
flux
aluminum
alloy
casting
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JP10080593A
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English (en)
Inventor
Ichiro Iwai
一郎 岩井
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Showa Aluminum Can Corp
Original Assignee
Showa Aluminum Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳ぐるみ材と被鋳ぐるみ材との接合性が良
く、かつ鋳込み工程の前処理が簡単で鋳ぐるみ品の生産
性を向上できる鋳ぐるみ方法を目的とする。 【構成】 本発明の鋳ぐるみ方法は、鋳型2内に配置し
たアルミニウム系部材1の鋳ぐるみ接合部を、ろう材成
分およびフラックス成分を含有するフラックス含有Al
合金ろう材3で被覆し、その鋳型2にアルミニウム系鋳
物材の溶湯5を注いで前記アルミニウム系部材1を鋳ぐ
るむことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム系部材を
アルミニウム系鋳物材で鋳ぐるむ鋳ぐるみ方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム系鋳物材と他のアルミニウ
ム系部材、例えばアルミニウム展伸材を接合する方法の
1つとして、アルミニウム展伸材の接合部を鋳物材で鋳
ぐるむことにより両者を接合する方法が知られている。
このような鋳ぐるみ接合法では、接合部に形成される酸
化皮膜層により鋳物材の溶着性が低下して接合性が悪く
なるという欠点がある。そこで、接合性の向上を目的と
した、鋳込み工程の前処理法が種々試みられている。
【0003】異種材料の接合性の向上を目的とする鋳込
み工程の前処理法の一例として、特願平1−13086
5号公報に記載された技術がある。この技術は耐熱ピス
トンに関するものであり、特殊アルミニウム合金からな
るピストンリング用リングキャリアをアルミニウム系鋳
物材で鋳ぐるんで母材を形成し、これらを一体化させて
耐熱ピストンを製造するものである。そして、鋳込み工
程の前処理としてリングキャリアの鋳ぐるみ接合側に超
音波アルミはんだめっきを施すことにより、リングキャ
リア表面の酸化皮膜層を取り除くとともに、鋳込み時に
は溶融した該はんだめっきによりリングキャリアと母材
との拡散接合を促進させ、これらの接合性を向上させよ
うというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特願平1−130865号の鋳ぐるみ方法においては、
鋳込み工程の前処理である超音波アルミはんだめっきは
非常に手間のかかる作業であり、鋳ぐるみ品の生産性が
悪いという問題点があった。
【0005】本発明は、前記問題点を解決することを目
的として、鋳ぐるみ材と被鋳ぐるみ材との接合性が良い
ことは言うに及ばず、鋳込み工程の前処理が簡単で、鋳
ぐるみ品の生産性を向上できる鋳ぐるみ方法を提供しよ
うとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の鋳ぐるみ方法
は、前記目的を達成するために、鋳型(2)内に配置し
たアルミニウム系部材(1)の鋳ぐるみ接合部を、ろう
材成分およびフラックス成分を含有するフラックス含有
Al合金ろう材(3)で被覆し、その鋳型(2)にアル
ミニウム系鋳物材の溶湯(5)を注いで前記アルミニウ
ム系部材(1)を鋳ぐるむことを特徴とするものであ
る。
【0007】本発明の鋳ぐるみ方法において、対象とな
るアルミニウム系部材(1)およびアルミニウム系鋳物
材の種類は特に限定されない。さらに、アルミニウム系
部材(1)を被覆するフラックス含有Al合金ろう材
(3)の組成も、ろう材成分およびフラックス成分の両
方が含有される限り、特に限定されない。
【0008】前記フラックス含有Al合金ろう材(3)
を構成するろう材成分は、アルミニウム系鋳物材との接
合用ろう材として機能するものであり、Al−Si系合
金、Al−Zn系合金、Al−Zn−Si系合金等のよ
うにアルミニウム材の接合用ろう材として使用されるも
のであればその種類や成分組成を問わない。鋳ぐるみ材
であるアルミニウム系鋳物材および、被鋳ぐるみ材であ
るアルミニウム系部材(1)の種類によって適宜選択し
て使用すれば良い。
【0009】例えば、A3003Al合金部材をAC4
CAl合金鋳物材で鋳ぐるむ場合はAl−Si系合金ろ
う材が適している。また、Al−Si系合金組成におい
て、主成分たるAlおよびSiの他に、ろう材の機能向
上のために任意に添加される金属および不可避不純物が
含まれていても良いし、Al−Si系合金中のSi含有
量も特に限定されない。しかし、このAl−Si系合金
におけるSi含有量が5wt%未満であれば、フラックス
含有Al合金ろう材(3)の液相線温度が高くなって良
好な接合が困難となり、一方15wt%を超える場合は、
鋳ぐるみ接合部に対応する形状に成形加工することが極
めて困難となる。したがって、Si含有量は前記Al−
Si系合金において5〜15wt%程度が好ましく、特に
7〜12wt%の範囲が好ましい。
【0010】前記フラックス含有Al合金ろう材(3)
を構成するフラックス成分も、その種類は特に限定され
るものではなく、弗化物系または塩化物系のフラックス
を使用できるが、非腐食性の点で弗化物系フラックスが
良い。弗化物系フラックスとしては、例えば45.8%
KF−54.2%AlFの共晶組成乃至はこれに近い
組成範囲を含んで実質的に錯体化された錯体混合物、K
AlF,KAlF,KAlF等の錯体物を用
いれば良い。また、塩化物系フラックスとしては、具体
的には、BaCl、NaCl、KCl、ZnCl
主成分とするものが良く、BaCl−NaCl−KC
lの三元共晶組成のものはその代表例である。
【0011】また、前記フラックス含有Al合金ろう材
(3)の組成において、前記ろう材成分とフラックス成
分との比率も特に限定されないが、重量比で90:10
〜70:30程度が好ましい。これは、フラックス量が
90:10よりも少なくなると十分なフラックス作用を
発揮できず良好な接合が困難となり、一方70:30を
越えてフラックス量が多くなると所要形状への成形加工
が困難となるからである。ろう材成分とフラックス成分
との特に好ましい比率は、重量比で85:15〜75:
25である。
【0012】本発明に用いられるフラックス含有Al合
金ろう材(3)は、一般には、Al粉末、Si粉末等の
ろう材成分粉末およびフラックス成分粉末を加えて混合
し、熱間プレス等により圧粉固化して製造されるが、通
常、フラックス含有Alろう材ろう材(3)の密度は内
部空気の残留によりAl、Si、フラックス等単体のそ
れぞれから計算される理論値よりも小さくなる。後述の
実施例のように、アルミニウム系部材(1)に被せるた
めの形状や、溶射用の線材等へ二次加工を行う場合は、
フラックス含有Al合金ろう材(3)の密度は理論値に
対して90%以上であることが好ましい。これは、フラ
ックス含有Al合金ろう材(3)の密度が90%未満で
は、前記材料粉末が固化しているものの、内部までポア
連通して脆いものとなっている危険性があり、実際上二
次加工が困難となるからである。特に好ましくは、フラ
ックス含有Al合金ろう材(3)の密度はこれを理論値
の95%以上とするのが良い。なお、所定形状を得るの
に二次加工を行わない場合、例えば圧粉のみによって所
定形状が得られる場合は、フラックス含有Al合金ろう
材(3)の密度は前記範囲に限定されない。
【0013】本発明の方法において、アルミニウム系部
材(1)の鋳ぐるみ接合部をフラックス含有Al合金ろ
う材(3)で被覆する方法は特に限定されるものではな
い。例えば、図1に示されているように、アルミニウム
系部材(1)の鋳ぐるみ接合部が凹凸のない形状であれ
ば、フラックス含有Al合金ろう材(3)を接合部より
大径の環状に成形加工してこれを接合部に被せる方法が
簡単である。また、鋳ぐるみ接合部に凹凸があって環状
のフラックス含有Al合金ろう材(3)を被せることが
できない場合は、溶射法等によって被覆すれば良い。
【0014】
【作用】鋳型(2)にアルミニウム系鋳物材の溶湯
(5)を注ぐと、その熱で鋳型(2)内に配置されたア
ルミニウム系部材(1)の鋳ぐるみ接合部を被覆するフ
ラックス含有Al合金ろう材が溶融し、アルミニウム系
部材(1)とアルミニウム系鋳物材の境界部にフラック
スが供給されて酸化皮膜層が除去され、これらの境界部
には酸化皮膜層が介在することなく溶融状態のろう材層
が形成される。その結果、アルミニウム系部材(1)に
対するアルミニウム系鋳物材に溶着性が向上するととも
に、これらの境界部における溶融ろう材層成分の拡散も
促進されるため、両者は良好に接合される。
【0015】
【実施例】次に、本発明の鋳ぐるみ方法の具体的一実施
例について、図面を参照しつつ説明する。
【0016】鋳ぐるみ工程に先だって、次の方法により
フラックス含有Al合金ろう材を製作した。
【0017】フラックス含有Al合金ろう材の出発材料
には、ろう材成分として平均粒径44μmのAl粉末お
よび平均粒径1μmのSi粉末、フラックス成分として
平均粒径15μmの45.8%KF−54.2%AlF
の共晶粉末を使用した。
【0018】前記材料粉末をAl粉末72wt%、Si粉
末8wt%および共晶粉末20wt%の割合で配合し混合粉
末を調製した。一方、各ろう材成分と同じ組成のAl−
Si合金からなる板材により、外径3インチ×長さ20
0mmの円筒形の容器を作成した。次いで、前記容器に前
記混合粉末を充填したのち、容器を500℃の炉中に配
置し、炉内を1mmHg以下の真空にして脱ガスした。さら
に、480℃で熱間プレスを用いて最大圧力400トン
にて熱圧成形することにより、混合粉末の圧粉体は固形
化されるとともに容器と実質的に一体化されて、前記組
成のフラックス含有Al合金ろう材を得た。さらに、こ
のフラックス含有Al合金ろう材を、容器を除去するこ
となく熱間押出機により温度500℃で外径51mm×肉
厚0.5mmの管状に押出成形した。
【0019】前述のようにして製作した管状のフラック
ス含有Al合金ろう材を用いて、次のような鋳ぐるみ試
験を行った。
【0020】図1に示されているように、A3003A
l合金からなる外径50mm×肉厚2mmの管(1)をシェ
ルモールド(2)内に固定した。次いで、所定の長さに
切断した前記フラックス含有Al合金ろう材(3)を、
前記管(1)の鋳ぐるみ接合部、すなわち管(1)の外
周面がシェルモールド(2)のキャビティ(4)に露出
している部分に被せた。次いで、このシェルモールド
(2)および管(1)を400℃に加熱しのち、キャビ
ティ(4)に鋳ぐるみ材として700℃のAC4CAl
合金鋳物材の溶湯(5)を注いだ。
【0021】前記シェルモールド(2)を冷却した後、
型ばらしを行って鋳ぐるみ試験体を取出して接合部を調
べたところ、溶湯の熱によってフラックス含有Al合金
ろう材が溶融し、含有されるフラックスの作用により管
(1)の表面の酸化皮膜層が除去されて両者の境界部に
溶融ろう材層が形成されたと推測され、管(1)とAC
4CAl合金鋳物材とは良好に接合されていた。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明の鋳ぐるみ方法
は、鋳型内に配置したアルミニウム系部材の鋳ぐるみ接
合部を、ろう材成分およびフラックス成分を含有するフ
ラックス含有Al合金ろう材で被覆し、その鋳型にアル
ミニウム系鋳物材の溶湯を注いで前記アルミニウム系部
材を鋳ぐるむものであるから、鋳込み時にフラックス含
有Al合金ろう材に含有されるフラックスの作用によっ
てアルミニウム系部材とアルミニウム系鋳物材の境界部
に形成される酸化皮膜層が除去され、溶融状態のろう材
層が形成される。その結果、鋳ぐるみ材の溶着性が向上
し、また溶融ろう材層成分の拡散により良好な接合が達
成される。しかも、鋳込み工程の前処理としては、アル
ミニウム系部材の鋳ぐるみ接合部にフラックス含有Al
合金ろう材を被せる等の方法で接合部を被覆するだけの
作業であり、従来の超音波アルミはんだめっきによる前
処理法に比べて極めて簡単な処理で済むため、鋳ぐるみ
品の生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に用いるシェルモールドの縦断
面図である。
【符号の説明】
1…アルミニウム系部材(管) 2…鋳型(シェルモールド) 3…フラックス含有Al合金ろう材 5…溶湯

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型(2)内に配置したアルミニウム系
    部材(1)の鋳ぐるみ接合部を、ろう材成分およびフラ
    ックス成分を含有するフラックス含有Al合金ろう材
    (3)で被覆し、その鋳型(2)にアルミニウム系鋳物
    材の溶湯(5)を注いでそのアルミニウム系部材(1)
    を鋳ぐるむことを特徴とする鋳ぐるみ方法。
JP10080593A 1993-04-27 1993-04-27 鋳ぐるみ方法 Pending JPH06304740A (ja)

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JP10080593A JPH06304740A (ja) 1993-04-27 1993-04-27 鋳ぐるみ方法

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10225761A (ja) * 1997-02-13 1998-08-25 Daiwa House Ind Co Ltd 局部厚肉化金属条材及びその製造方法
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