JPH07278692A - 高強度を有する高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法 - Google Patents
高強度を有する高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法Info
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- JPH07278692A JPH07278692A JP9808694A JP9808694A JPH07278692A JP H07278692 A JPH07278692 A JP H07278692A JP 9808694 A JP9808694 A JP 9808694A JP 9808694 A JP9808694 A JP 9808694A JP H07278692 A JPH07278692 A JP H07278692A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度を有する高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造
部材を製造する。 【構成】 高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法
が、Ｓｉ：２０〜４０重量％を含有し、かつ素地に粗大
な針状初晶Ｓｉと微細な共晶Ｓｉが分散したＡｌ合金素
材を用意し、前記Ａｌ合金素材を、これを構成する素地
が溶融する７００〜８００℃の温度に加熱し、これに超
音波振動を付与して上記粗大な針状初晶Ｓｉの微細化を
はかり、この状態で金型鋳造することからなる。
部材を製造する。 【構成】 高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法
が、Ｓｉ：２０〜４０重量％を含有し、かつ素地に粗大
な針状初晶Ｓｉと微細な共晶Ｓｉが分散したＡｌ合金素
材を用意し、前記Ａｌ合金素材を、これを構成する素地
が溶融する７００〜８００℃の温度に加熱し、これに超
音波振動を付与して上記粗大な針状初晶Ｓｉの微細化を
はかり、この状態で金型鋳造することからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、初晶Ｓｉが素地中に
微細に分散した組織を有し、これによって高強度を具備
するようになる高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造
法に関するものである。
微細に分散した組織を有し、これによって高強度を具備
するようになる高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、例えばエンジンやコンプ
レッサなどの機械装置において、特に低熱膨脹係数と高
耐摩耗性が要求される構造部材の製造に、Ｓｉ：２０〜
４０重量％を含有した高Ｓｉ含有Ａｌ合金が用いられて
いる。また、これらの高Ｓｉ含有Ａｌ合金部材が金型鋳
造により製造されることも知られている。
レッサなどの機械装置において、特に低熱膨脹係数と高
耐摩耗性が要求される構造部材の製造に、Ｓｉ：２０〜
４０重量％を含有した高Ｓｉ含有Ａｌ合金が用いられて
いる。また、これらの高Ｓｉ含有Ａｌ合金部材が金型鋳
造により製造されることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の上記機械
装置は小型化および軽量化の傾向にあり、これに伴な
い、これらの構造部材には薄肉化が強く要求されること
になるが、上記従来高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材に
おいては、Ｓｉ含有量がきわめて高いために、組織上素
地中に分布する初晶Ｓｉが針状に発達するのが避けられ
ず、これが原因で高強度の確保は困難であることから、
上記の薄肉化の要求には十分満足に対応することができ
ないのが現状である。
装置は小型化および軽量化の傾向にあり、これに伴な
い、これらの構造部材には薄肉化が強く要求されること
になるが、上記従来高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材に
おいては、Ｓｉ含有量がきわめて高いために、組織上素
地中に分布する初晶Ｓｉが針状に発達するのが避けられ
ず、これが原因で高強度の確保は困難であることから、
上記の薄肉化の要求には十分満足に対応することができ
ないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来高Ｓｉ含有Ａｌ合金
金型鋳造部材に着目し、これの強度向上をはかるべく研
究を行なった結果、前記従来高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳
造部材と同じＳｉ含有量および組織を有するＡｌ合金素
材、すなわちＳｉ：２０〜４０重量％を含有し、さらに
必要に応じて強度を向上させる目的でＣｕ，Ｍｇ，Ｎ
ｉ，Ｆｅ、およびＭｎのうちの１種または２種以上を
０．５〜５重量％含有し、かつ素地に粗大な針状初晶Ｓ
ｉと微細な共晶Ｓｉが分散したＡｌ合金素材を、７００
〜８００℃の温度に加熱して素地が溶融した状態で、こ
れに超音波振動を付与すると、前記粗大な針状初晶Ｓｉ
が著しく微細化され、この状態で金型鋳造すると初晶Ｓ
ｉが素地に微細に分散した組織の高Ｓｉ含有Ａｌ合金金
型鋳造部材（以下、高Ｓｉ含有鋳物という）が得られる
ようになり、この結果の高Ｓｉ含有鋳物はきわめて高い
強度をもつという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来高Ｓｉ含有Ａｌ合金
金型鋳造部材に着目し、これの強度向上をはかるべく研
究を行なった結果、前記従来高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳
造部材と同じＳｉ含有量および組織を有するＡｌ合金素
材、すなわちＳｉ：２０〜４０重量％を含有し、さらに
必要に応じて強度を向上させる目的でＣｕ，Ｍｇ，Ｎ
ｉ，Ｆｅ、およびＭｎのうちの１種または２種以上を
０．５〜５重量％含有し、かつ素地に粗大な針状初晶Ｓ
ｉと微細な共晶Ｓｉが分散したＡｌ合金素材を、７００
〜８００℃の温度に加熱して素地が溶融した状態で、こ
れに超音波振動を付与すると、前記粗大な針状初晶Ｓｉ
が著しく微細化され、この状態で金型鋳造すると初晶Ｓ
ｉが素地に微細に分散した組織の高Ｓｉ含有Ａｌ合金金
型鋳造部材（以下、高Ｓｉ含有鋳物という）が得られる
ようになり、この結果の高Ｓｉ含有鋳物はきわめて高い
強度をもつという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、（ａ） Ｓｉ：２０〜４０重量
％を含有し、さらに必要に応じて強度を向上させる目的
でＣｕ，Ｍｇ，Ｎｉ，Ｆｅ、およびＭｎのうちの１種ま
たは２種以上を０．５〜５重量％含有し、かつ素地に粗
大な針状初晶Ｓｉと微細な共晶Ｓｉが分散したＡｌ合金
素材を用意し、（ｂ） 上記Ａｌ合金素材を、これを構
成する素地が溶融する７００〜８００℃の温度に加熱
し、（ｃ） これに超音波振動を付与して、上記粗大な
針状初晶Ｓｉの微細化をはかり、（ｄ） この状態で金
型鋳造する、以上（ａ）〜（ｄ）の基本工程からなる高
強度を有する高Ｓｉ含有鋳物の製造法に特徴を有するも
のである。
なされたものであって、（ａ） Ｓｉ：２０〜４０重量
％を含有し、さらに必要に応じて強度を向上させる目的
でＣｕ，Ｍｇ，Ｎｉ，Ｆｅ、およびＭｎのうちの１種ま
たは２種以上を０．５〜５重量％含有し、かつ素地に粗
大な針状初晶Ｓｉと微細な共晶Ｓｉが分散したＡｌ合金
素材を用意し、（ｂ） 上記Ａｌ合金素材を、これを構
成する素地が溶融する７００〜８００℃の温度に加熱
し、（ｃ） これに超音波振動を付与して、上記粗大な
針状初晶Ｓｉの微細化をはかり、（ｄ） この状態で金
型鋳造する、以上（ａ）〜（ｄ）の基本工程からなる高
強度を有する高Ｓｉ含有鋳物の製造法に特徴を有するも
のである。
【０００６】なお、この発明の方法において、Ａｌ合金
素材のＳｉ含有量を２０〜４０重量％としたのは、その
含有量が２０重量％未満では所望の低熱膨脹係数とすぐ
れた耐摩耗性を確保することができず、一方その含有量
が４０重量％を越えると強度に低下傾向が現われるよう
になるという理由によるものであり、また加熱温度を７
００〜８００℃と定めたのは、その温度が７００℃未満
では溶融した素地の流動性が不十分で粗大な針状初晶Ｓ
ｉの微細化を十分に行なうことができないばかりでな
く、鋳造性の確保が困難であり、一方その温度が８００
℃を越えると、針状初晶Ｓｉが溶融した素地に固溶し、
この固溶したＳｉが鋳造時に針状に晶出するようになっ
て所定の強度向上効果を得ることができないという理由
にもとづくものである。
素材のＳｉ含有量を２０〜４０重量％としたのは、その
含有量が２０重量％未満では所望の低熱膨脹係数とすぐ
れた耐摩耗性を確保することができず、一方その含有量
が４０重量％を越えると強度に低下傾向が現われるよう
になるという理由によるものであり、また加熱温度を７
００〜８００℃と定めたのは、その温度が７００℃未満
では溶融した素地の流動性が不十分で粗大な針状初晶Ｓ
ｉの微細化を十分に行なうことができないばかりでな
く、鋳造性の確保が困難であり、一方その温度が８００
℃を越えると、針状初晶Ｓｉが溶融した素地に固溶し、
この固溶したＳｉが鋳造時に針状に晶出するようになっ
て所定の強度向上効果を得ることができないという理由
にもとづくものである。
【０００７】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。表１に示される成分組成をもったＡｌ合
金素材を用意し、これをそれぞれ内径：９５mm×高さ：
１４０mmの寸法をもった黒鉛るつぼに装入し、電気炉に
て前記Ａｌ合金素材の素地が溶融する７００〜８００℃
の範囲内の所定温度に加熱した状態で、るつぼ直上から
直径：３５mmの超音波振動体先端を溶湯面から深さ：２
０mmの位置まで浸漬し、前記超音波振動体を通して、電
気出力：６００Ｗ、周波数：１９．６ＫＨｚの条件で超
音波を前記振動体を水平移動させながら１５分間付与し
た後、２００℃に加熱した金型のスリーブ部に注湯し、
これをプランジャにて１０００kg／cm2 の圧力でキャビ
ティ部に鋳造し凝固させることにより本発明法１〜１１
を実施し、平行部の直径：９mm×長さ：４０mmの寸法を
もった引張試験片からなる高Ｓｉ含有鋳物を製造した。
また、比較の目的で、上記Ａｌ合金素材を９００〜１０
５０℃の範囲内の所定の温度に加熱して、これを完全溶
融状態とし、かつこれに超音波振動の付与を行なわずに
金型鋳造する以外は同一の条件で従来法１〜１１を行な
い、上記高Ｓｉ含有鋳物を製造した。
的に説明する。表１に示される成分組成をもったＡｌ合
金素材を用意し、これをそれぞれ内径：９５mm×高さ：
１４０mmの寸法をもった黒鉛るつぼに装入し、電気炉に
て前記Ａｌ合金素材の素地が溶融する７００〜８００℃
の範囲内の所定温度に加熱した状態で、るつぼ直上から
直径：３５mmの超音波振動体先端を溶湯面から深さ：２
０mmの位置まで浸漬し、前記超音波振動体を通して、電
気出力：６００Ｗ、周波数：１９．６ＫＨｚの条件で超
音波を前記振動体を水平移動させながら１５分間付与し
た後、２００℃に加熱した金型のスリーブ部に注湯し、
これをプランジャにて１０００kg／cm2 の圧力でキャビ
ティ部に鋳造し凝固させることにより本発明法１〜１１
を実施し、平行部の直径：９mm×長さ：４０mmの寸法を
もった引張試験片からなる高Ｓｉ含有鋳物を製造した。
また、比較の目的で、上記Ａｌ合金素材を９００〜１０
５０℃の範囲内の所定の温度に加熱して、これを完全溶
融状態とし、かつこれに超音波振動の付与を行なわずに
金型鋳造する以外は同一の条件で従来法１〜１１を行な
い、上記高Ｓｉ含有鋳物を製造した。
【０００８】ついで、この結果得られた高Ｓｉ含有鋳物
について、５００℃に４時間保持の溶体化処理および１
７０℃に１０時間保持の時効処理を施した状態で引張強
さを測定し、さらに引続いて引張試験後の試験片から直
径：５mm×長さ：１５mmの寸法をもった試験片を切り出
し、これを用いて熱膨脹係数を測定した。これらの測定
結果をそれぞれ表１，２に示した。また、図１，２に
は、それぞれ本発明法２（図１）および従来法２（図
２）で製造された高Ｓｉ含有鋳物の金属顕微鏡による組
織写真（５０倍）を示した。
について、５００℃に４時間保持の溶体化処理および１
７０℃に１０時間保持の時効処理を施した状態で引張強
さを測定し、さらに引続いて引張試験後の試験片から直
径：５mm×長さ：１５mmの寸法をもった試験片を切り出
し、これを用いて熱膨脹係数を測定した。これらの測定
結果をそれぞれ表１，２に示した。また、図１，２に
は、それぞれ本発明法２（図１）および従来法２（図
２）で製造された高Ｓｉ含有鋳物の金属顕微鏡による組
織写真（５０倍）を示した。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
【発明の効果】表１，２並びに図１，２に示される結果
から、本発明法１〜１１によれば、いずれの場合も高Ｓ
ｉ含有にもかかわらず、初晶Ｓｉが素地中に微細に分散
した組織を有し、これによって低熱膨脹係数を確保した
状態で高強度をもった高Ｓｉ含有鋳物を製造することが
できるのに対して、従来法１〜１１では、いずれの場合
も初晶Ｓｉが素地中に針状に成長した組織の高Ｓｉ含有
鋳物しか製造することができず、この結果相対的に強度
の低いものとなることが明らかである。上述のように、
この発明の方法によれば、Ｓｉ含有量が２０〜４０重量
％ときわめて高いにもかかわらず、低熱膨脹係数を確保
した状態で高い強度を有する高Ｓｉ含有鋳物を製造する
ことができ、したがってこれの薄肉化を可能とするもの
であるから、各種機械装置の軽量化および小型化にも大
いに寄与できるなど工業上有用な効果がもたらされるの
である。
から、本発明法１〜１１によれば、いずれの場合も高Ｓ
ｉ含有にもかかわらず、初晶Ｓｉが素地中に微細に分散
した組織を有し、これによって低熱膨脹係数を確保した
状態で高強度をもった高Ｓｉ含有鋳物を製造することが
できるのに対して、従来法１〜１１では、いずれの場合
も初晶Ｓｉが素地中に針状に成長した組織の高Ｓｉ含有
鋳物しか製造することができず、この結果相対的に強度
の低いものとなることが明らかである。上述のように、
この発明の方法によれば、Ｓｉ含有量が２０〜４０重量
％ときわめて高いにもかかわらず、低熱膨脹係数を確保
した状態で高い強度を有する高Ｓｉ含有鋳物を製造する
ことができ、したがってこれの薄肉化を可能とするもの
であるから、各種機械装置の軽量化および小型化にも大
いに寄与できるなど工業上有用な効果がもたらされるの
である。
【図１】本発明法２により製造された高Ｓｉ含有鋳物の
金属顕微鏡による組織写真（５０倍）
金属顕微鏡による組織写真（５０倍）
【図２】従来法２により製造された高Ｓｉ含有鋳物の金
属顕微鏡による組織写真（５０倍）
属顕微鏡による組織写真（５０倍）
Claims (1)
- 【請求項１】 （ａ） Ｓｉ：２０〜４０重量％を含有
し、かつ素地に粗大な針状初晶Ｓｉと微細な共晶Ｓｉが
分散したＡｌ合金素材を用意し、 （ｂ） 上記Ａｌ合金素材を、これを構成する素地が溶
融する７００〜８００℃の温度に加熱し、 （ｃ） これに超音波振動を付与して、上記粗大な針状
初晶Ｓｉの微細化をはかり、 （ｄ） この状態で金型鋳造する、以上（ａ）〜（ｄ）
の基本工程からなることを特徴とする高強度を有する高
Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9808694A JPH07278692A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 高強度を有する高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9808694A JPH07278692A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 高強度を有する高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07278692A true JPH07278692A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=14210538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9808694A Withdrawn JPH07278692A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 高強度を有する高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07278692A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007216239A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | National Institute For Materials Science | 鋳造方法 |
| JP2007239102A (ja) * | 2007-03-08 | 2007-09-20 | National Institute For Materials Science | アルミニウム系鋳造合金及びその製造方法 |
| JP2007326149A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-12-20 | Chiba Inst Of Technology | カーボンナノ材と金属材料との複合体の製造方法 |
| WO2011024040A1 (en) | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Microcrystalline alloy, method for production of the same, apparatus for production of the same, and method for production of casting of the same |
| JP2011200883A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Jatco Ltd | 鋳造装置及び鋳造方法 |
| CN103451491A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-18 | 南昌大学 | 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法 |
| KR20150071796A (ko) * | 2013-12-18 | 2015-06-29 | 한국기계연구원 | Al-Si계 주조용 알루미늄 합금의 제조방법 |
| KR20150071797A (ko) * | 2013-12-18 | 2015-06-29 | 한국기계연구원 | 주조합금의 제조 방법 및 장치 |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP9808694A patent/JPH07278692A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007216239A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | National Institute For Materials Science | 鋳造方法 |
| JP2007326149A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-12-20 | Chiba Inst Of Technology | カーボンナノ材と金属材料との複合体の製造方法 |
| JP4526550B2 (ja) * | 2006-05-12 | 2010-08-18 | 学校法人千葉工業大学 | カーボンナノ材と金属材料との複合体の製造方法 |
| JP2007239102A (ja) * | 2007-03-08 | 2007-09-20 | National Institute For Materials Science | アルミニウム系鋳造合金及びその製造方法 |
| JP4551995B2 (ja) * | 2007-03-08 | 2010-09-29 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 鋳物用アルミニウム合金 |
| US8992705B2 (en) | 2009-08-27 | 2015-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Microcrystalline alloy, method for production of the same, apparatus for production of the same, and method for production of casting of the same |
| DE112010003405T5 (de) | 2009-08-27 | 2012-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Mikrokristalline Legierung, Verfahren zur Herstellung derselben, Vorrichtung zur Herstellung derselben und Verfahren zur Herstellung eines Gusstücks aus derselben |
| WO2011024040A1 (en) | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Microcrystalline alloy, method for production of the same, apparatus for production of the same, and method for production of casting of the same |
| DE112010003405B4 (de) * | 2009-08-27 | 2017-05-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verfahren zur Herstellung einer mikrokristallinen Legierung |
| JP2011200883A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Jatco Ltd | 鋳造装置及び鋳造方法 |
| CN103451491A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-18 | 南昌大学 | 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法 |
| CN103451491B (zh) * | 2013-08-16 | 2016-01-20 | 南昌大学 | 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法 |
| KR20150071796A (ko) * | 2013-12-18 | 2015-06-29 | 한국기계연구원 | Al-Si계 주조용 알루미늄 합금의 제조방법 |
| KR20150071797A (ko) * | 2013-12-18 | 2015-06-29 | 한국기계연구원 | 주조합금의 제조 방법 및 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |