JPH08246118A

JPH08246118A - アルミニウム合金鋳物の製造方法

Info

Publication number: JPH08246118A
Application number: JP4373595A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sato; 智佐藤; Mitsuru Adachi; 充安達
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1996-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】機械的性質が改善された優れたアルミニウム
合金鋳物の製造方法を提供するものである。【構成】時効性アルミニウム合金鋳物を溶体化処理し
た後、加工率２〜１０％の塑性加工を施し、引続いて人
工時効処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金鋳物
の製造方法に係り、さらに詳しくは塑性加工と熱処理を
組み合わせて時効硬化挙動に変化を与えることにより、
機械的性質の改善を図るアルミニウム合金鋳物の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウム合金においては、そ
の機械的性質を改善する方法として、合金成分、熱処理
条件、鋳造方法について種々の検討がなされている。例
えば、共晶Ｓｉを微細化するためにＳｒ、Ｎａを添加し
たり、延性を改善するために溶体化・焼入れ後、人工時
効の前に予備時効を施したり、４９ＭＰａ以上の高圧で
加圧成形したりする方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳物製
品は部位により冷却速度が異なるために金属組織が均一
ではなく、機械的性質が部位により異なる。例えばＡｌ
−Ｓｉ−Ｍｇ系合金鋳物にＴ６処理を施した場合、薄肉
部に比べて製品の厚肉部では冷却速度が遅いため、機械
的性質は劣る。したがって、ひとつの鋳物製品内で薄肉
部では十分な機械的性質を持っていても、厚肉部では不
十分である場合が生ずる。また、溶体化処理および時効
処理の温度、時間などの熱処理条件を調節することで、
伸びは小さいが高強度、あるいは強度は中位で伸びが大
きいなど機械的性質を大きく変化させることができる。
しかし、鋳物製品のある部分に限って必要な熱処理を施
し機械的性質を改善することはできない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の方法では、時効性アルミニウム合金鋳物
を溶体化処理した後、加工率２〜１０％の塑性加工を施
し、引続き人工時効処理を施すこととした。また、第２
の発明では、人工時効処理により十分な機械的性質を付
与するためにアルミニウム合金はＳｉを４〜１３重量
％、Ｍｇを０．１〜０．７重量％含有するものとした。

【０００５】

【作用】時効性アルミニウム合金鋳物を溶体化処理した
後、必要な部位に加工率２〜１０％の塑性加工を施し、
続いて人工時効処理を施すことにより、機械的性質の優
れたアルミニウム合金鋳物を得ることができる。

【０００６】

【実施例】以下実際のデータに基づいて本発明の実施例
の詳細について説明する。本発明における「時効性アル
ミニウム合金鋳物」とは、過飽和固溶体から析出する微
細な相、例えば、Ｍｇ−Ｓｉ相、Ｃｕ−Ａｌ相を析出し
て硬化する鋳物を言い、実用合金ではＡＣ４ＣＨ合金、
ＡＣ２Ｂ合金がある。また、「溶体化処理」とは、材料
を高温に加熱して合金元素を十分に固溶化させた後に、
急冷して析出を阻止して過飽和固溶体をつくる処理を言
い、「固溶化熱処理」とも称する。また、「人工時効処
理」とは、溶体化処理によって得られた過飽和固溶体を
適当な温度に加熱することにより、金属間化合物などを
析出させて硬化させることであり、別名「析出硬化熱処
理」とも言う。

【０００７】本発明の実施例について述べると、ＪＩＳ
・ＡＣ４ＣＨ合金（Ａｌ−７重量％Ｓｉ−０．３重量％
Ｍｇ合金）とＡＣ２Ｂ合金（Ａｌ−６重量％Ｓｉ−３重
量％Ｃｕ−０．１５重量％Ｍｇ合金）を、溶湯温度７２
０℃、金型温度１５０℃の条件でＪＩＳ舟形金型に鋳込
んだ鋳物製品からφ２０ｍｍ×１０ｍｍの円柱状試験片
を削り出し、ＡＣ４ＣＨ合金は５３５℃×６時間、ＡＣ
２Ｂ合金は５００℃×８時間の溶体化処理後、６０℃温
水中に焼入れた。この試料に、表１に示す加工率で据え
込み鍛造を施した。なお、焼入れ直後から加工開始まで
の時間と、加工直後から人工時効処理開始までの時間
を、予備時効時間としてそれぞれ表１に示した。また、
フローチャートを図１に示した。加工および予備時効
後、ＡＣ４ＣＨ合金は１６０℃×２時間、ＡＣ２Ｂ合金
は１６０℃×５時間の人工時効処理を施した。硬さ試験
の結果を表１に示す。比較例１１〜１４は本発明範囲よ
りも加工率が小さいものであり、比較例１５〜１６は本
発明範囲よりも加工率が大きいものであり、比較例１７
〜２１は塑性加工を施さないものである。

【０００８】

【表１】

【０００９】ここで、加工率とは、塑性加工の程度の大
小を言い、一般にそれぞれの加工における加工材のひず
み量で表示される。また、塑性加工は、据え込み鍛造の
ほか、型鍛造、圧延、押し出し、引き抜きを採用し得
る。

【００１０】本発明例１〜１０ではＴ６材に比べて硬さ
の改善効果が７〜１１％ある。これは、本発明による場
合、溶体化処理後に施す塑性加工により加工前の予備時
効および加工後の予備時効に関係なく、時効硬化が促進
されたためと考えられる。一方、比較例１１〜１４では
加工率が０．８〜１．６％と低く、硬さの改善効果は３
％以下と小さい。比較例１５〜１６では加工率が１０％
を越えるが、硬さの改善効果は１３〜１５％と大差がな
いことと変形が大きいため１０％以下とする。上記効果
は、ＡＣ４ＣＨ合金、ＡＣ２Ｂ合金のいずれにおいても
得られる。したがって加工率は２〜１０％に限定する。
表２に下記の条件で加工、予備時効した合金の機械的性
質に及ぼすＳｉ量、Ｍｇ量の影響を示した。加工率：５％予備時効：（加工前）１０分／（加工後）５分溶体化処理：表２に記載人工時効処理：表２に記載本発明例２２〜２５は、良好な機械的性質を示す。比較
例２６は、Ｓｉ量が少ないために引張強さが低く、比較
例２７はＳｉ量が多いために伸びが低い。また、比較例
２８はＭｇ量が多いために伸びが低く、比較例２９はＭ
ｇ量が少ないために引張強さが低い。

【００１１】

【表２】

【００１２】本発明におけるアルミニウム合金鋳物は、
上述したデータに示すように良好な機械的性質を示す。
本発明における各成分の数値限定理由は下記の通りであ
る。（１）Ｓｉ含有量Ｓｉは引張強さ、硬さを向上させるために添加する。Ｓ
ｉ含有量が４重量％未満では十分な引張強さが得られ
ず、このためＳｉ量の下限値は４重量％とした。また、
１３重量％を越えると、初晶Ｓｉが晶出し伸びが低下す
ることから、Ｓｉ量の上限値を１３重量％とした。（２）Ｍｇ含有量Ｍｇは時効処理によりＳｉとの微細な化合物を生成し、
引張強さ、硬さを向上させるために添加する。Ｍｇ含有
量が０．１重量％未満では十分な引張強さが得られず、
このためＭｇ量の下限値は０．１重量％とした。また、
０．７重量％を越えても引張強さの向上はほとんど認め
られず、むしろ伸びの低下が大きいことから、Ｍｇ量の
上限値を０．７重量％とした。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、時効性アルミニウ
ム合金鋳物を溶体化処理した後、加工率２〜１０％の塑
性加工を施し、続いて人工時効処理を施すことにより、
機械的性質を改善することができるため、鋳物製品各部
の機械的性質を所望のレベルに調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る製造フローチャートであ
る。

【符号の説明】

Ａ鋳造Ｂ研削Ｃ溶体化Ｄ焼入れＥ予備時効Ｆ塑性加工Ｇ予備時効Ｈ人工時効

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時効性アルミニウム合金鋳物を溶体化処
理した後、加工率２〜１０％の塑性加工を施し、引続き
人工時効処理を施すことを特徴とするアルミニウム合金
鋳物の製造方法。
【請求項２】アルミニウム合金は、４〜１３重量％の
Ｓｉと０．１〜０．７重量％のＭｇを含有するＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｍｇ系合金であることを特徴とする請求項１記載の
アルミニウム合金鋳物の製造方法。