JPH09170036A - チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用Al合金材料 - Google Patents
チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用Al合金材料Info
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- JPH09170036A JPH09170036A JP7348890A JP34889095A JPH09170036A JP H09170036 A JPH09170036 A JP H09170036A JP 7348890 A JP7348890 A JP 7348890A JP 34889095 A JP34889095 A JP 34889095A JP H09170036 A JPH09170036 A JP H09170036A
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Abstract
クソキャスティング法を提供する。 【解決手段】 チクソキャスティング法の実施に当って
は、Al合金材料に加熱処理を施して、固相と液相とが
共存する半溶融Al合金材料を調製し、次いで、その半
溶融Al合金材料を鋳型のキャビティに加圧充填する。
その際、Al合金材料として、Mg2 Si含有量が2重
量%≦Mg2 Si≦11重量%であるものを用いる。
Description
グ法、特に、Al合金材料に加熱処理を施して、固相
(略固体となっている相、以下同じ)と液相とが共存す
る半溶融Al合金材料を調製し、次いで、その半溶融A
l合金材料を鋳型のキャビティに加圧充填する方法およ
びそのチクソキャスティング法の実施に用いられるAl
合金材料に関する。
l合金材料としては、示差熱分析曲線において、共晶溶
解による第1山形吸熱部と、共晶点よりも高融点の成分
の溶解による第2山形吸熱部とが存在するものが用いら
れている。
比較的低い加熱温度にて、液相を生じさせて半溶融Al
合金材料を調製し、またその半溶融Al合金材料のキャ
ビティへの加圧充填中において、固相回りに液相を充分
に供給して、そこに引け巣が発生するのを防止すること
にある。
しては、主としてAl−Si系合金材料およびAl−C
u系合金材料が用いられているが、Al合金鋳物のより
一層の高強度化と軽量化を達成すべく、本発明者等はA
l合金展伸材としてのAl−Mg2 Si系合金材料のチ
クソキャスティング法への適用を考察した。
おいて、そのMg含有量、したがってMg2 Si量が少
な過ぎると、その示差熱分析曲線には1つの山形吸熱部
のみが現出することに起因して液相量が不十分となるた
め、Al合金鋳物の球状をなす初晶α−Al回りに引け
巣が発生し易くなり、一方、Mg2 Si含有量が多過ぎ
ると、Al合金鋳物に脆いMg2 Siが粗大に、且つ多
量に存在し、また液相量が増してその液相への水素溶解
量が増加するためAl合金鋳物にブローホールが発生し
易くなり、これらに起因してAl合金鋳物の強度が低下
する、ということを究明した。
有量を特定されたAl合金材料を用いることによって高
強度で、且つ軽量なAl合金鋳物を得ることのできる前
記チクソキャスティング法を提供することを目的とす
る。
Al合金材料に加熱処理を施して、固相と液相とが共存
する半溶融Al合金材料を調製し、次いで、その半溶融
Al合金材料を鋳型のキャビティに加圧充填するチクソ
キャスティング法において、前記Al合金材料として、
Mg2 Si含有量が2重量%≦Mg2 Si≦11重量%
であるものを用いるチクソキャスティング法が提供され
る。
有量を前記のように設定すると、半溶融Al合金材料に
おいてその液相量が適当量となるため、キャビティへの
加圧充填中にその液相が固相回りに十分に供給され、ま
たAl合金鋳物におけるMg2 Siが微細化されると共
にその存在量も適当となる。
れ、しかも液相となるMg2 Si含有量を前記のように
設定することから、その液相量は少なく、これにより液
相への水素溶解量は大いに減少する。
の鋳造欠陥の発生が無く、高強度で、且つ軽量なAl合
金鋳物を得ることができる。
i含有量がMg2 Si<2重量%では液相量の減少に伴
いAl合金鋳物に引け巣が発生し易くなり、一方、Mg
2 Si>11重量%ではAl合金鋳物に脆いMg2 Si
が粗大に、且つ多量に存在し、その上液相量の増加に伴
いAl合金鋳物にブローホールが発生し易くなる。
適用下で、高強度で、且つ軽量なAl合金鋳物を得るこ
とが可能な前記Al合金材料を提供することを目的とす
る。
固相と液相とが共存する半溶融状態で鋳型のキャビティ
に加圧充填されるAl合金材料であって、Mg2 Si含
有量を2重量%≦Mg2 Si≦11重量%に設定したチ
クソキャスティング用Al合金材料が提供される。
ィング法を実施することにより、引け巣、ブローホール
等の鋳造欠陥の発生が無く、高強度で、且つ軽量なAl
合金鋳物を得ることができる。この場合のMg2 Si含
有量の限定理由は前記の通りである。
合金材料を用いてチクソキャスティング法の適用下でA
l合金鋳物を鋳造するために用いられる。その加圧鋳造
機Mは鋳型1を備え、その鋳型1は鉛直な合せ面2a,
3aを有する固定金型2および可動金型3よりなり、両
合せ面2a,3a間に鋳物成形用キャビティ4が形成さ
れる。固定金型2に半溶融Al合金材料5を設置するチ
ャンバ6が形成され、そのチャンバ6はゲート7を介し
てキャビティ4に連通する。また固定金型2に、チャン
バ6に連通するスリーブ8が水平に付設され、そのスリ
ーブ8にチャンバ6に挿脱される加圧プランジャ9が摺
動自在に嵌合される。スリーブ8はその周壁上部に材料
用挿入口10を有する。この場合、型締め力は200
t、圧入力は20tである。
び密度を示す。これらの例A〜Fは、連続鋳造法の適用
下で鋳造された高品質な長尺連続鋳造材より切出された
ものであって、その鋳造に当っては初晶α−Alの球状
化処理が行われている。例A〜Fの寸法は直径50mm、
長さ65mmである。
C)を行ったところ、図2の結果を得た。図2の示差熱
分折曲線aには1つの山形吸熱部のみが現出する。
の示差熱分析曲線aには、共晶溶解による第1山形吸熱
部bと、共晶点よりも高融点の成分の溶解による第2山
形吸熱部cとが存在する。第1山形吸熱部bの上昇開始
点dの温度は共晶成分の溶融開始温度(凝固終了温度)
であり、また第1山形吸熱部bの下降終了点(第2山形
吸熱部cの上昇開始点)eの温度は共晶成分の溶融終了
温度(高融点成分の溶融開始温度)である。さらに第2
山形吸熱部cの下降終了点fの温度は高融点成分の溶融
終了温度(凝固開始温度)である。
コイル内に設置し、次いで周波数1kHz、最大出力
37kWの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半
溶融Al合金材料5の例Aを調製した。
金材料5の例Aをチャンバ6に設置し、その例Aの鋳造
温度640℃、固相率40%、加圧プランジャ9の移動
速度0.5m/sec 、例Aのゲート通過速度 0.8m
/sec 、金型温度250℃の条件で1次加圧過程を開始
し、その例Aを加圧しつつゲート7を通過させてキャビ
ティ4内に充填した。この1次加圧過程終了時における
プランジャ圧力は360kgf/cm2 に設定された。
ャ9により例Aに対する2次加圧過程を開始し、その2
次加圧過程において例Aを凝固させて、Al合金鋳物の
例A1 を得た。この2次加圧過程におけるプランジャ圧
力は760kgf/cm2 に、また加圧保持時間は30sec
にそれぞれ設定された。
%、10%にそれぞれ変化させ、また例B〜Dの固相率
Sを5%、10%、40%にそれぞれ変化させ、さらに
例E,Fの固相率Sをそれぞれ40%に設定して、前記
同様のチクソキャスティング法を実施し各種Al合金鋳
物の例A2 ,A3 ,B1 〜B3 ,C1 〜C3 ,D1 〜D
3 ,E1 ,F1 を得た。これらの例A2 等、B1 等、C
1 等、D1 等、E1 ,F1 はAl合金材料の例A〜Fに
それぞれ対応する。
鋳込温度700℃、金型温度100℃にて重力鋳造を行
って各種Al合金鋳物の例A4 〜F4 を得た(この場
合、各例A〜Fの固相率Sは0%である)。これらの例
A4 〜F4 はAl合金材料の例A〜Fにそれぞれ対応す
る。
4 ,C1 〜C4 ,D1 〜D4 ,E1,E4 ,F1 ,F4
より引張り試験片を作製し、それらについて引張り試験
を行って極限強さを測定したところ、表2の結果を得
た。
と極限強さとの関係をグラフ化したものである。図4に
おいて、点A1 〜F4 はAl合金鋳物の例A1 〜F4 に
それぞれ対応する。
グ法によるAl合金鋳物の方が重力鋳造法によるAl合
金鋳物よりも強度が高いと言えるが、Mg2 Si含有量
がMg2 Si>11重量%であるAl合金鋳物の例E1
およびE4 ならびにF1 およびF4 はそれぞれ略同等の
強度を有する。これは次のような理由による。即ち、例
E1 (F1 )の場合、水素溶解量は少ないが、脆いMg
2 Siの存在量が多く、一方、例E4 (F4 )の場合、
水素溶解量が多い。これらに起因して、例E1(F1 )
および例E4 (F4 )の強度が低くなると共にそれら強
度が略等しくなるのである。
金材料の例A,C,E,Fを用いて得られたAl合金鋳
物の例A1 ,C1 ,E1 ,F1 および固相率S=0%の
Al合金材料の例C,E,F、即ち、それらの溶湯を用
いて重量鋳造法により得られたAl合金鋳物の例C4 ,
E4 ,F4 に関するMg2 Si含有量と水素溶解量との
関係を示す。図5において、点A1 ,C1 ,E1 ,
F1 ,C4 ,E4 ,F4 はAl合金鋳物の例A1 ,
C1 ,E1 ,F1 ,C4 ,E4 ,F4 にそれぞれ対応す
る。図5より、同一Mg2 Si含有量において、チクソ
キャスティング法によるAl合金鋳物の例C1 ,E1 ,
F1 の方が重力鋳造法によるAl合金鋳物の例C4 ,E
4 ,F4 よりも水素溶解量が少ないことが判る。
金材料の例Aを用いて得られたAl合金鋳物の例A1 の
金属組織を示す顕微鏡写真である。図6より、球状をな
す初晶α−Al回りに引け巣(黒色部分)が発生してい
ることが判る。これは、半溶融Al合金材料の例Aにお
いて、固相回りに液相が十分に供給されなかったことに
起因する。
Al合金材料の例Cを用いて得られたAl合金鋳物の例
C1 の金属組織を示す顕微鏡写真であり、同図(b)は
(a)の要部写図である。図7より、このAl合金鋳物
の例C1 には引け巣およびブローホールが発生しておら
ず、またMg2 Siが微細化されると共にその存在量も
適当であって、良好な鋳造品質を有することが判る。こ
れは、半溶融Al合金材料の例Cにおいては、Mg2 S
i含有量が2重量%≦Mg2 Si≦11重量%に設定さ
れているので、固相回りに液相が十分に供給され、また
液相への水素溶解量が僅少であることに起因する。
の半溶融Al合金材料の例Fを用いて得られたAl合金
鋳物の例F1 の金属組織を示す顕微鏡写真である。
(a)において、Mg2 Siは濃灰色の塊状部分であ
り、多量に存在していることが判る。(b)において、
Mg2 Siは大きな塊状部分であり、脆いためクラック
が発生していることが判る。このクラックは、(a)に
おいていくつかのMg2 Siに黒線として現われてい
る。
例F、即ち、その溶湯を用いて重力鋳造法により得られ
たAl合金鋳物の例F4 の金属組織を示す顕微鏡写真で
ある。このAl合金鋳物の例F4 には、水素溶解量が多
いことに起因してブローホール(黒色部分)が発生して
いる。
相率S=0%)を用いて重力鋳造法により得られたAl
合金鋳物の例C4 の金属組織を示す顕微鏡写真である。
このAl合金鋳物の例C4 にも、図9のAl合金鋳物の
例F4 同様にブローホール(黒色部分)が発生してい
る。
ャスティング法の実施に当り、Al合金材料として、M
g2 Si含有量が2重量%≦Mg2 Si≦11重量%で
あるものを用いることによって、鋳造欠陥の発生が無
く、高強度で、且つ軽量なAl合金鋳物を得ることがで
きる。
解量を減少させてAl合金鋳物の強度を確実に向上させ
るためには、その材料の固相率SをS≧10%に設定す
るのが良い、と言える。
たAl合金材料を用いることによって、高強度で、且つ
軽量なAl合金鋳物を得ることが可能なチクソキャステ
ィング法を提供することができる。
グ法の実施により前記のようなAl合金鋳物を得ること
が可能なAl合金材料を提供することができる。
ラフである。
グラフである。
写真である。
す顕微鏡写真であり、(b)は(a)の要部写図であ
る。
す顕微鏡写真であり、(b)は(a)の要部拡大顕微鏡
写真である。
写真である。
鏡写真である。
おいて、そのMg含有量、したがってMg2 Si量が少
な過ぎると、その示差熱分析曲線には1つの山形吸熱部
のみが現出することに起因して液相量が不十分となるた
め、Al合金鋳物の球状をなすα−Al回りに引け巣が
発生し易くなり、一方、Mg2 Si含有量が多過ぎる
と、Al合金鋳物に脆いMg2 Siが粗大に、且つ多量
に存在し、また液相量が増してその液相への水素溶解量
が増加するためAl合金鋳物にブローホールが発生し易
くなり、これらに起因してAl合金鋳物の強度が低下す
る、ということを究明した。
び密度を示す。これらの例A〜Fは、連続鋳造法の適用
下で鋳造された高品質な長尺連続鋳造材より切出された
ものであって、その鋳造に当ってはα−Alの球状化処
理が行われている。例A〜Fの寸法は直径50mm、長さ
65mmである。
金材料の例Aを用いて得られたAl合金鋳物の例A1 の
金属組織を示す顕微鏡写真である。図6より、球状をな
すα−Al回りに引け巣(黒色部分)が発生しているこ
とが判る。これは、半溶融Al合金材料の例Aにおい
て、固相回りに液相が十分に供給されなかったことに起
因する。
Claims (3)
- 【請求項1】 Al合金材料に加熱処理を施して、固相
と液相とが共存する半溶融Al合金材料(5)を調製
し、次いで、その半溶融Al合金材料(5)を鋳型
(1)のキャビティ(4)に加圧充填するチクソキャス
ティング法において、前記Al合金材料として、Mg2
Si含有量が2重量%≦Mg2 Si≦11重量%である
ものを用いることを特徴とするチクソキャスティング
法。 - 【請求項2】 前記半溶融Al合金材料(5)の固相率
SをS≧10%に設定する、請求項1記載のチクソキャ
スティング法。 - 【請求項3】 固相と液相とが共存する半溶融状態で鋳
型(1)のキャビティ(4)に加圧充填されるAl合金
材料であって、Mg2 Si含有量を2重量%≦Mg2 S
i≦11重量%に設定したことを特徴とするチクソキャ
スティング用Al合金材料。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7348890A JPH09170036A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用Al合金材料 |
DE69622664T DE69622664T2 (de) | 1995-10-09 | 1996-10-09 | Thixogiessen |
US08/728,435 US5993572A (en) | 1995-10-09 | 1996-10-09 | Thixocasting process, and thixocasting aluminum alloy material |
EP96307358A EP0773302B1 (en) | 1995-10-09 | 1996-10-09 | Thixocasting process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7348890A JPH09170036A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用Al合金材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09170036A true JPH09170036A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18400083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7348890A Pending JPH09170036A (ja) | 1995-10-09 | 1995-12-19 | チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用Al合金材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09170036A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109913710A (zh) * | 2017-12-12 | 2019-06-21 | 现代自动车株式会社 | 用于压铸件的铝合金 |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP7348890A patent/JPH09170036A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109913710A (zh) * | 2017-12-12 | 2019-06-21 | 现代自动车株式会社 | 用于压铸件的铝合金 |
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