JPH09256127A - 高強度ダイカスト品の製造方法 - Google Patents
高強度ダイカスト品の製造方法Info
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- JPH09256127A JPH09256127A JP6290696A JP6290696A JPH09256127A JP H09256127 A JPH09256127 A JP H09256127A JP 6290696 A JP6290696 A JP 6290696A JP 6290696 A JP6290696 A JP 6290696A JP H09256127 A JPH09256127 A JP H09256127A
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張強度及び疲労強度といった機械的強度の
優れた高強度ダイカスト品を効率よく生産することので
きる製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコンを７．５〜１２重量％を含有
し、１．５〜４．８重量％の銅及び０．２〜０．７重量
％のマグネシウムの少なくとも一方を含有するアルミニ
ウム−シリコン共晶系鋳造材料を用い、高速ダイカスト
法にて鋳造する。ダイカスト品には、離型後その表面温
度が２５０〜４５０℃の範囲となった状態で水槽中に浸
漬する水冷、及び、１５０〜２５０℃の範囲で所定時間
保持する時効処理の少なくも一方を施す。
優れた高強度ダイカスト品を効率よく生産することので
きる製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコンを７．５〜１２重量％を含有
し、１．５〜４．８重量％の銅及び０．２〜０．７重量
％のマグネシウムの少なくとも一方を含有するアルミニ
ウム−シリコン共晶系鋳造材料を用い、高速ダイカスト
法にて鋳造する。ダイカスト品には、離型後その表面温
度が２５０〜４５０℃の範囲となった状態で水槽中に浸
漬する水冷、及び、１５０〜２５０℃の範囲で所定時間
保持する時効処理の少なくも一方を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム−シ
リコン共晶系鋳造材料を用いるとともに、例えば、スク
ロールコンプレッサ用部品等の高い引張強度及び疲労強
度といった優れた機械的強度の要求されるダイカスト品
の製造方法に関するものである。
リコン共晶系鋳造材料を用いるとともに、例えば、スク
ロールコンプレッサ用部品等の高い引張強度及び疲労強
度といった優れた機械的強度の要求されるダイカスト品
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の高強度ダイカスト品の製造方法
としては、アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料を低
速ダイカスト法にて鋳造した後、例えば溶体化処理等の
熱処理を行うものが知られている。このような低速ダイ
カスト法では、溶湯の射出速度が遅いため、ガスの巻き
込み量が少なく、ダイカスト品の鋳巣（空洞部分）の発
生による強度低下を起こりにくい。しかし、低速ダイカ
スト法ではダイカスト品の凝固速度が遅く、アルミニウ
ム合金等の鋳造においては銅やマグネシウム等の固溶強
化成分が選択的に析出されて、アルミニウム素地中に局
在化することがある。このため、低速ダイカスト法によ
り成型されたダイカスト品は、そのダイカスト品を５０
０〜５４０℃程度の温度で、数〜数十時間保持する溶体
化処理を行って、機械的強度の向上が図られている。前
記の溶体化処理を施すことによって、アルミニウム素地
中に局在化した銅やマグネシウム等の固溶強化成分が、
アルミニウム素地中に均一分散され、その後の水冷によ
り再固溶される。
としては、アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料を低
速ダイカスト法にて鋳造した後、例えば溶体化処理等の
熱処理を行うものが知られている。このような低速ダイ
カスト法では、溶湯の射出速度が遅いため、ガスの巻き
込み量が少なく、ダイカスト品の鋳巣（空洞部分）の発
生による強度低下を起こりにくい。しかし、低速ダイカ
スト法ではダイカスト品の凝固速度が遅く、アルミニウ
ム合金等の鋳造においては銅やマグネシウム等の固溶強
化成分が選択的に析出されて、アルミニウム素地中に局
在化することがある。このため、低速ダイカスト法によ
り成型されたダイカスト品は、そのダイカスト品を５０
０〜５４０℃程度の温度で、数〜数十時間保持する溶体
化処理を行って、機械的強度の向上が図られている。前
記の溶体化処理を施すことによって、アルミニウム素地
中に局在化した銅やマグネシウム等の固溶強化成分が、
アルミニウム素地中に均一分散され、その後の水冷によ
り再固溶される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の低速
ダイカスト法では、射出速度が遅く、しかもダイカスト
品を長時間にわたる溶体化処理を施す必要があって、必
然的に製品製造のためのサイクルタイムが非常に長いも
のとなる。このため、生産性がきわめて低く、製品のコ
ストが高くなるという問題があった。また、ダイカスト
品は凝固組織が粗大化するため機械的強度のばらつきが
大きく、大きな荷重が繰り返し作用されるスクロールコ
ンプレッサ用部品に使用した場合、十分かつ一定の耐久
性が得られない可能性があった。
ダイカスト法では、射出速度が遅く、しかもダイカスト
品を長時間にわたる溶体化処理を施す必要があって、必
然的に製品製造のためのサイクルタイムが非常に長いも
のとなる。このため、生産性がきわめて低く、製品のコ
ストが高くなるという問題があった。また、ダイカスト
品は凝固組織が粗大化するため機械的強度のばらつきが
大きく、大きな荷重が繰り返し作用されるスクロールコ
ンプレッサ用部品に使用した場合、十分かつ一定の耐久
性が得られない可能性があった。
【０００４】このような問題を解決するために、例えば
射出速度が速く生産効率のよい高速ダイカスト法の適用
が考えられる。しかし、高速ダイカスト法では、溶湯の
射出速度が速く型内に急速充填されるため、ガスの巻き
込み量が多く、ダイカスト品に鋳巣（空洞部分）が発生
しやすいという問題がある。また、このような鋳巣の多
いダイカスト品に溶体化処理を施すと、空洞部分のガス
が膨張してふくれが発生して、製品が不良品となる。つ
まり、高速ダイカスト法によるダイカスト品では、溶体
化処理によって機械的強度の向上を行うことができな
い。
射出速度が速く生産効率のよい高速ダイカスト法の適用
が考えられる。しかし、高速ダイカスト法では、溶湯の
射出速度が速く型内に急速充填されるため、ガスの巻き
込み量が多く、ダイカスト品に鋳巣（空洞部分）が発生
しやすいという問題がある。また、このような鋳巣の多
いダイカスト品に溶体化処理を施すと、空洞部分のガス
が膨張してふくれが発生して、製品が不良品となる。つ
まり、高速ダイカスト法によるダイカスト品では、溶体
化処理によって機械的強度の向上を行うことができな
い。
【０００５】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、引張強度及び疲労強度といった機械的強度の優れ
た高強度ダイカスト品を効率よく生産することのできる
製造方法を提供することにある。
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、引張強度及び疲労強度といった機械的強度の優れ
た高強度ダイカスト品を効率よく生産することのできる
製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の高強度ダイカスト品の製造方法の
発明では、アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料を用
い、高速ダイカスト法にて鋳造し、そのダイカスト品に
離型後水冷及び時効処理の少なくとも一方を施すことを
特徴とするものである。
に、請求項１に記載の高強度ダイカスト品の製造方法の
発明では、アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料を用
い、高速ダイカスト法にて鋳造し、そのダイカスト品に
離型後水冷及び時効処理の少なくとも一方を施すことを
特徴とするものである。
【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の高強度ダイカスト品の製造方法において、前記ダイ
カスト品に水冷後に時効処理を施すことを特徴とするも
のである。
載の高強度ダイカスト品の製造方法において、前記ダイ
カスト品に水冷後に時効処理を施すことを特徴とするも
のである。
【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の高強度ダイカスト品の製造方法において、
前記鋳造材料は、シリコンを７．５〜１２重量％を含有
し、１．５〜４．８重量％の銅及び０．２〜０．７重量
％のマグネシウムの少なくとも一方を含有することを特
徴とするものである。
は２に記載の高強度ダイカスト品の製造方法において、
前記鋳造材料は、シリコンを７．５〜１２重量％を含有
し、１．５〜４．８重量％の銅及び０．２〜０．７重量
％のマグネシウムの少なくとも一方を含有することを特
徴とするものである。
【０００９】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の高強度ダイカスト品の製造方法において、水冷前の
前記ダイカスト品の表面温度が、２５０〜４５０℃の範
囲であることを特徴とするものである。
載の高強度ダイカスト品の製造方法において、水冷前の
前記ダイカスト品の表面温度が、２５０〜４５０℃の範
囲であることを特徴とするものである。
【００１０】請求項５に記載の発明では、請求項３また
は４に記載の高強度ダイカスト品の製造方法において、
前記時効処理の温度が、１５０〜２５０℃の範囲である
ことを特徴とするものである。
は４に記載の高強度ダイカスト品の製造方法において、
前記時効処理の温度が、１５０〜２５０℃の範囲である
ことを特徴とするものである。
【００１１】請求項６に記載の発明では、請求項１〜５
のいずれかに記載の高強度ダイカスト品の製造方法にお
いて、前記ダイカスト品が、スクロールコンプレッサ用
部品であることを特徴とするものである。
のいずれかに記載の高強度ダイカスト品の製造方法にお
いて、前記ダイカスト品が、スクロールコンプレッサ用
部品であることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て、順次詳細に説明する。この発明の高強度ダイカスト
品の製造方法の発明は、アルミニウム−シリコン共晶系
鋳造材料（以下、単に鋳造材料とする）を用い、高速ダ
イカスト法にて鋳造し、そのダイカスト品に離型後水冷
及び時効処理の少なくとも一方を施すものである。
て、順次詳細に説明する。この発明の高強度ダイカスト
品の製造方法の発明は、アルミニウム−シリコン共晶系
鋳造材料（以下、単に鋳造材料とする）を用い、高速ダ
イカスト法にて鋳造し、そのダイカスト品に離型後水冷
及び時効処理の少なくとも一方を施すものである。
【００１３】鋳造材料としては、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｍｇ、あるいは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系
のものが用いられる。つまり、この発明に供する鋳造材
料には、銅及びマグネシウムのいずれか一方を含んだも
のでもよく、また両方を含んだものでもよい。
ｌ−Ｓｉ−Ｍｇ、あるいは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系
のものが用いられる。つまり、この発明に供する鋳造材
料には、銅及びマグネシウムのいずれか一方を含んだも
のでもよく、また両方を含んだものでもよい。
【００１４】ここで、シリコンは、ダイカスト品の機械
的強度を向上させるとともに、鋳造性、つまり溶湯の流
動性を向上させる特性を有する。このシリコンの含有量
としては、７．５〜１２重量％が好ましく、９〜１２重
量％がさらに好ましい。シリコンの含有量が７．５重量
％未満では、機械的強度が徐々に低下しダイカスト品の
機械的強度が不足がちになるとともに、溶湯の流動性が
低下して型内での湯まわり性が不足し充填不良となった
り、ダイカスト品にひけ等の不具合が発生したりしやす
い。一方、シリコンの含有量が１２重量％を越えると、
初晶シリコンが析出するため、溶湯の流動性が低下して
鋳造性が低下するとともに、ダイカスト品の切削加工性
が大きく低下する。このようなダイカスト品を、スクロ
ールコンプレッサ用部品に適用した場合、切削機械の刃
物欠けが頻発して、製品の量産加工がほとんどできない
という状態に至る。
的強度を向上させるとともに、鋳造性、つまり溶湯の流
動性を向上させる特性を有する。このシリコンの含有量
としては、７．５〜１２重量％が好ましく、９〜１２重
量％がさらに好ましい。シリコンの含有量が７．５重量
％未満では、機械的強度が徐々に低下しダイカスト品の
機械的強度が不足がちになるとともに、溶湯の流動性が
低下して型内での湯まわり性が不足し充填不良となった
り、ダイカスト品にひけ等の不具合が発生したりしやす
い。一方、シリコンの含有量が１２重量％を越えると、
初晶シリコンが析出するため、溶湯の流動性が低下して
鋳造性が低下するとともに、ダイカスト品の切削加工性
が大きく低下する。このようなダイカスト品を、スクロ
ールコンプレッサ用部品に適用した場合、切削機械の刃
物欠けが頻発して、製品の量産加工がほとんどできない
という状態に至る。
【００１５】また、銅はダイカスト品の機械的強度を向
上させるための固溶強化成分であり、その含有量は１．
５〜４．８重量％が好ましく、２．５〜４．８重量％が
さらに好ましい。銅の含有量が１．５重量％未満であっ
たり、４．８重量％を越えたりすると、ダイカスト品の
機械的強度が不十分となる。
上させるための固溶強化成分であり、その含有量は１．
５〜４．８重量％が好ましく、２．５〜４．８重量％が
さらに好ましい。銅の含有量が１．５重量％未満であっ
たり、４．８重量％を越えたりすると、ダイカスト品の
機械的強度が不十分となる。
【００１６】さらに、マグネシウムは、銅と同じくダイ
カスト品の機械的強度を向上させるための固溶強化成分
であり、その含有量は０．２〜０．７重量％が好まし
く、０．３〜０．７重量％がさらに好ましい。マグネシ
ウムの含有量が０．２重量％未満であったり、０．７重
量％を越えたりすると、ダイカスト品の機械的強度が不
十分となる。
カスト品の機械的強度を向上させるための固溶強化成分
であり、その含有量は０．２〜０．７重量％が好まし
く、０．３〜０．７重量％がさらに好ましい。マグネシ
ウムの含有量が０．２重量％未満であったり、０．７重
量％を越えたりすると、ダイカスト品の機械的強度が不
十分となる。
【００１７】さて、前記鋳造材料を溶融した溶湯を、酸
化物除去処理及び脱ガス処理を行った後、高速ダイカス
ト法によって高速高圧で型内に急速充填する。そして、
型内に溶湯が充填された状態で、型内の製品部を直接加
圧して、ダイカスト品を凝固させる。
化物除去処理及び脱ガス処理を行った後、高速ダイカス
ト法によって高速高圧で型内に急速充填する。そして、
型内に溶湯が充填された状態で、型内の製品部を直接加
圧して、ダイカスト品を凝固させる。
【００１８】ここで、前記の酸化物除去処理及び脱ガス
処理を省略してダイカスト品を成型すると、ダイカスト
品ごとに鋳巣の発生状況が異なったものとなって機械的
強度に大きなばらつきを生じることがある。このため、
溶湯の酸化物除去処理及び脱ガス処理を省略することは
好ましくない。
処理を省略してダイカスト品を成型すると、ダイカスト
品ごとに鋳巣の発生状況が異なったものとなって機械的
強度に大きなばらつきを生じることがある。このため、
溶湯の酸化物除去処理及び脱ガス処理を省略することは
好ましくない。
【００１９】次に、ダイカスト品を離型後、直ちに水槽
中に浸漬して水冷を施す。この水冷に供するダイカスト
品の表面温度は、２５０〜４５０℃の範囲が好ましく、
３００〜４００℃の範囲がさらに好ましい。表面温度が
２５０℃未満の条件で水冷を施すと、ダイカスト品の引
張強度、疲労強度等の機械的強度が不十分なものとな
る。一方、表面温度が４５０℃を越えた条件で水冷を行
うと、局部的なひけ及び焼き付き等の外観上や内質的な
欠陥が発生し、良好なダイカスト品を得るのが困難とな
る。なお、水冷時の水温は、ダイカスト品の機械的性質
に大きな影響を及ぼすものではなく、この実施形態にお
いては４０〜６０℃とした。
中に浸漬して水冷を施す。この水冷に供するダイカスト
品の表面温度は、２５０〜４５０℃の範囲が好ましく、
３００〜４００℃の範囲がさらに好ましい。表面温度が
２５０℃未満の条件で水冷を施すと、ダイカスト品の引
張強度、疲労強度等の機械的強度が不十分なものとな
る。一方、表面温度が４５０℃を越えた条件で水冷を行
うと、局部的なひけ及び焼き付き等の外観上や内質的な
欠陥が発生し、良好なダイカスト品を得るのが困難とな
る。なお、水冷時の水温は、ダイカスト品の機械的性質
に大きな影響を及ぼすものではなく、この実施形態にお
いては４０〜６０℃とした。
【００２０】また、水冷後あるいは離型後のダイカスト
品は、所定の時間、加温状態で放置して時効処理を施
す。この時効処理の温度は、１５０〜２５０℃の範囲が
好ましく、１７０〜２１０℃の範囲がさらに好ましい。
処理温度が１５０℃未満での、あるいは、２５０℃を越
える範囲での時効処理では、ダイカスト品の硬度が十分
向上せず、機械的強度が不足がちとなる。また、処理時
間は、例えば１８０℃での時効処理では、４時間程度で
あればよい。
品は、所定の時間、加温状態で放置して時効処理を施
す。この時効処理の温度は、１５０〜２５０℃の範囲が
好ましく、１７０〜２１０℃の範囲がさらに好ましい。
処理温度が１５０℃未満での、あるいは、２５０℃を越
える範囲での時効処理では、ダイカスト品の硬度が十分
向上せず、機械的強度が不足がちとなる。また、処理時
間は、例えば１８０℃での時効処理では、４時間程度で
あればよい。
【００２１】以上のようなこの発明の実施形態によれ
ば、次のような効果が得られる。 （１） アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料を用い
て、高速ダイカスト法にて鋳造を行うため、従来の低速
ダイカスト法での鋳造に比べて、溶湯の型内への充填時
間が短いものとなる。従って、鋳造時の時間を短縮でき
てダイカスト品の製造サイクルタイムを短縮できる。
ば、次のような効果が得られる。 （１） アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料を用い
て、高速ダイカスト法にて鋳造を行うため、従来の低速
ダイカスト法での鋳造に比べて、溶湯の型内への充填時
間が短いものとなる。従って、鋳造時の時間を短縮でき
てダイカスト品の製造サイクルタイムを短縮できる。
【００２２】（２） 高速ダイカスト法にて鋳造を行う
ため、ダイカスト品の凝固速度が速く、アルミニウム素
地中に銅及びマグネシウムといった固溶強化成分が均一
に固溶される。このため、離型後のダイカスト品を水冷
して焼き入れを行うことができて、その後短時間の時効
処理を行うのみで十分な機械的強度を得ることができ
る。従って、長時間の溶体化処理を行う必要がなく、製
品製造のサイクルタイムを著しく短縮することができ
る。
ため、ダイカスト品の凝固速度が速く、アルミニウム素
地中に銅及びマグネシウムといった固溶強化成分が均一
に固溶される。このため、離型後のダイカスト品を水冷
して焼き入れを行うことができて、その後短時間の時効
処理を行うのみで十分な機械的強度を得ることができ
る。従って、長時間の溶体化処理を行う必要がなく、製
品製造のサイクルタイムを著しく短縮することができ
る。
【００２３】（３） また、凝固速度が速いため、凝固
組織が緻密で結晶の方向性もなくすことができる。従っ
て、疲労強度に優れたダイカスト品を得ることができ
る。そして、このようなダイカスト品は、大きな荷重が
繰り返し作用されるスクロールコンプレッサ用部品に好
適である。従って、同部品を破損しにくいものとするこ
とができて、ひいてはスクロールコンプレッサの耐久性
を向上することができる。
組織が緻密で結晶の方向性もなくすことができる。従っ
て、疲労強度に優れたダイカスト品を得ることができ
る。そして、このようなダイカスト品は、大きな荷重が
繰り返し作用されるスクロールコンプレッサ用部品に好
適である。従って、同部品を破損しにくいものとするこ
とができて、ひいてはスクロールコンプレッサの耐久性
を向上することができる。
【００２４】（４） 水冷前のダイカスト品の表面温度
が２５０〜４５０℃の範囲となるようにしたため、ダイ
カスト品の機械的強度を向上することができる。 （５） 時効処理を１５０〜２５０℃の範囲の温度で行
うため、ダイカスト品の機械的強度を向上することがで
きる。しかも、従来の溶体化処理のようにダイカスト品
が再溶融する高温を必要とせず、エネルギー的にも有利
である。
が２５０〜４５０℃の範囲となるようにしたため、ダイ
カスト品の機械的強度を向上することができる。 （５） 時効処理を１５０〜２５０℃の範囲の温度で行
うため、ダイカスト品の機械的強度を向上することがで
きる。しかも、従来の溶体化処理のようにダイカスト品
が再溶融する高温を必要とせず、エネルギー的にも有利
である。
【００２５】（６） 溶湯の酸化物除去処理及び脱ガス
処理を行い、しかも充填後の型内の製品部を直接加圧す
るため、品質のばらつきの少ない製品を製造することが
できる。
処理を行い、しかも充填後の型内の製品部を直接加圧す
るため、品質のばらつきの少ない製品を製造することが
できる。
【００２６】
【実施例】次に、実施例及び比較例により、この発明を
さらに具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例
によってなんら限定されるものではない。 （実施例１）シリコン１０．５重量％、銅４．２重量
％、マグネシウム０．５重量％を含有するアルミニウム
−シリコン共晶系鋳造材料の溶湯は、まず酸化物除去処
理及び脱ガス処理を行った。そして、この溶湯を、６５
０トン横型ダイカストマシンを用いて、射出速度２．０
ｍ／ｓでスクロールコンプレッサ用部品の金型に充填し
た。この金型には、製品部が直接加圧されるように７５
０ｋｇｆ／ｃｍ＾(２)の鋳造圧力を作用させた。（ここ
で、「＾()」はべき乗を表す。）そして、加圧状態で所
定時間保持した後、成型されたダイカスト品を離型して
取り出した。離型したダイカスト品は、直ちに水槽中に
浸漬して水冷した後、１８０℃で４時間保持し時効処理
を行った。 （比較例１）前記実施例１において、溶湯の射出速度を
０．０８ｍ／ｓで金型内に充填して、低速ダイカスト法
により成型したものである。その他の条件は、実施例１
と同様である。
さらに具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例
によってなんら限定されるものではない。 （実施例１）シリコン１０．５重量％、銅４．２重量
％、マグネシウム０．５重量％を含有するアルミニウム
−シリコン共晶系鋳造材料の溶湯は、まず酸化物除去処
理及び脱ガス処理を行った。そして、この溶湯を、６５
０トン横型ダイカストマシンを用いて、射出速度２．０
ｍ／ｓでスクロールコンプレッサ用部品の金型に充填し
た。この金型には、製品部が直接加圧されるように７５
０ｋｇｆ／ｃｍ＾(２)の鋳造圧力を作用させた。（ここ
で、「＾()」はべき乗を表す。）そして、加圧状態で所
定時間保持した後、成型されたダイカスト品を離型して
取り出した。離型したダイカスト品は、直ちに水槽中に
浸漬して水冷した後、１８０℃で４時間保持し時効処理
を行った。 （比較例１）前記実施例１において、溶湯の射出速度を
０．０８ｍ／ｓで金型内に充填して、低速ダイカスト法
により成型したものである。その他の条件は、実施例１
と同様である。
【００２７】図１に、実施例１及び比較例１の各ダイカ
スト品の凝固組織の平均粒径とともに、比較例１のダイ
カスト品に対する実施例１のダイカスト品の引張強度比
を示す。この図１に示すように、実施例１のダイカスト
品では凝固組織の平均粒径が２μｍ程度であるのに対し
て、比較例１のダイカスト品では３０μｍ程度であっ
た。また、引張強度においては、実施例１のダイカスト
品は比較例１のダイカスト品に比べ５０％ほど大きな値
を示した。このように、高速ダイカスト法で鋳造した実
施例１のダイカスト品は、凝固組織が緻密でかつ引張強
度の高いものであった。 （比較例２）前記実施例１と同様組成の鋳造材料の溶湯
を、０．０８ｍ／ｓの射出速度で金型内に充填して、低
速ダイカスト法によりダイカスト品を成型した。このダ
イカスト品を、５２０℃で８時間保持して、溶体化処理
及び時効処理を行った。
スト品の凝固組織の平均粒径とともに、比較例１のダイ
カスト品に対する実施例１のダイカスト品の引張強度比
を示す。この図１に示すように、実施例１のダイカスト
品では凝固組織の平均粒径が２μｍ程度であるのに対し
て、比較例１のダイカスト品では３０μｍ程度であっ
た。また、引張強度においては、実施例１のダイカスト
品は比較例１のダイカスト品に比べ５０％ほど大きな値
を示した。このように、高速ダイカスト法で鋳造した実
施例１のダイカスト品は、凝固組織が緻密でかつ引張強
度の高いものであった。 （比較例２）前記実施例１と同様組成の鋳造材料の溶湯
を、０．０８ｍ／ｓの射出速度で金型内に充填して、低
速ダイカスト法によりダイカスト品を成型した。このダ
イカスト品を、５２０℃で８時間保持して、溶体化処理
及び時効処理を行った。
【００２８】図２に、実施例１及び比較例２の各ダイカ
スト品をスクロールコンプレッサに実装して圧縮運転を
行った時における、比較例２のダイカスト品に対する実
施例１のダイカスト品の１０＾(７)回における疲労強度
のばらつきの下限値の比を示す。この図２に示すよう
に、実施例１のダイカスト品は、比較例２のダイカスト
品に比べ引張強度が５０％ほど大きな値を示した。この
ように、高速ダイカスト法で鋳造した実施例１のダイカ
スト品は、疲労強度が高いレベルでばらついており、大
きな荷重が繰り返し作用するスクロールコンプレッサ用
部品に好適である。 （実施例２）実施例２は、前記実施例１において水冷を
省略して、離型したダイカスト品を焼き鈍した後に時効
処理を行ったものである。 （実施例３）実施例３は、前記実施例１において時効処
理を省略したものである。 （比較例３）比較例３は、前記実施例１において水冷及
び時効処理の両方を省略して、離型したダイカスト品を
焼き鈍したものである。
スト品をスクロールコンプレッサに実装して圧縮運転を
行った時における、比較例２のダイカスト品に対する実
施例１のダイカスト品の１０＾(７)回における疲労強度
のばらつきの下限値の比を示す。この図２に示すよう
に、実施例１のダイカスト品は、比較例２のダイカスト
品に比べ引張強度が５０％ほど大きな値を示した。この
ように、高速ダイカスト法で鋳造した実施例１のダイカ
スト品は、疲労強度が高いレベルでばらついており、大
きな荷重が繰り返し作用するスクロールコンプレッサ用
部品に好適である。 （実施例２）実施例２は、前記実施例１において水冷を
省略して、離型したダイカスト品を焼き鈍した後に時効
処理を行ったものである。 （実施例３）実施例３は、前記実施例１において時効処
理を省略したものである。 （比較例３）比較例３は、前記実施例１において水冷及
び時効処理の両方を省略して、離型したダイカスト品を
焼き鈍したものである。
【００２９】図３に、実施例１〜３及び比較例３の各ダ
イカスト品の比較例３のダイカスト品に対する引張強度
比を示す。この図３に示すように、水冷あるいは時効処
理を施した実施例２及び３のダイカスト品は、そのいず
れも施していない比較例３のダイカスト品に比べて引張
強度が２０％程度大きな値を示し、引張強度の向上は認
められた。これに対して、水冷及び時効処理をともに施
した実施例１のダイカスト品は、比較例３のダイカスト
品に比べて引張強度が５０％程度大きな値を示し、さら
に大きく引張強度が向上された。
イカスト品の比較例３のダイカスト品に対する引張強度
比を示す。この図３に示すように、水冷あるいは時効処
理を施した実施例２及び３のダイカスト品は、そのいず
れも施していない比較例３のダイカスト品に比べて引張
強度が２０％程度大きな値を示し、引張強度の向上は認
められた。これに対して、水冷及び時効処理をともに施
した実施例１のダイカスト品は、比較例３のダイカスト
品に比べて引張強度が５０％程度大きな値を示し、さら
に大きく引張強度が向上された。
【００３０】（実施例４、５、比較例４、５）前記実施
例１において、鋳造材料の固溶強化成分である銅及びマ
グネシウムの含有量を、表１に示す組成に変更したもの
である。
例１において、鋳造材料の固溶強化成分である銅及びマ
グネシウムの含有量を、表１に示す組成に変更したもの
である。
【００３１】
【表１】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 水 冷 主たる組成（重量％） 比較例３に ・ ──────────── 対する 時効処理 Ｓｉ Ｃｕ Ｍｇ 引張強度比 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例１ 有 10.5 4.2 0.5 1.5 ４ 有 10.6 3.0 0.5 1.3 ５ 有 10.5 4.1 0.3 1.2 ──────────────────────────────────── 比較例３ 無 10.5 4.2 0.5 1.0 ４ 有 10.5 5.5 0.5 0.8 ５ 有 10.6 4.2 0.8 0.9 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 表１に、実施例１、４、５及び比較例３〜５の各ダイカ
スト品の比較例３のダイカスト品に対する引張強度比を
示す。この表１に示すように、銅の含有量が３．０重量
％の鋳造材料を用いた実施例４のダイカスト品において
も、前記比較例３のダイカスト品に比べて引張強度が３
０％大きい値を示し、引張強度の向上が認められた。こ
れに対して、銅の含有量５．５重量％の鋳造材料を用い
た比較例４のダイカスト品においては、前記比較例３の
ダイカスト品に比べて引張強度の低下が認められた。
スト品の比較例３のダイカスト品に対する引張強度比を
示す。この表１に示すように、銅の含有量が３．０重量
％の鋳造材料を用いた実施例４のダイカスト品において
も、前記比較例３のダイカスト品に比べて引張強度が３
０％大きい値を示し、引張強度の向上が認められた。こ
れに対して、銅の含有量５．５重量％の鋳造材料を用い
た比較例４のダイカスト品においては、前記比較例３の
ダイカスト品に比べて引張強度の低下が認められた。
【００３２】マグネシウムの含有量が０．３重量％の鋳
造材料を用いた実施例５のダイカスト品においても、前
記比較例３のダイカスト品に比べて引張強度が２０％大
きい値を示し、引張強度の向上が認められた。これに対
して、マグネシウムの含有量が０．８重量％の鋳造材料
を用いた比較例５のダイカスト品においては、前記比較
例３のダイカスト品に比べて引張強度の低下が認められ
た。
造材料を用いた実施例５のダイカスト品においても、前
記比較例３のダイカスト品に比べて引張強度が２０％大
きい値を示し、引張強度の向上が認められた。これに対
して、マグネシウムの含有量が０．８重量％の鋳造材料
を用いた比較例５のダイカスト品においては、前記比較
例３のダイカスト品に比べて引張強度の低下が認められ
た。
【００３３】なお、この発明は以下のように変更して具
体化することもできる。 （１） 前記実施形態に記載の鋳造材料において、ダイ
カスト品の高温における軟化を防止するための成分（ニ
ッケル、マンガン等）、結晶粒を微細化するための成分
（チタン、クロム等）、離型性を改善し金型の侵食を抑
制するための成分（鉄等）、その他ダイカスト品の物性
を改善するための成分を、少量（０．５重量％未満）添
加してもよい。
体化することもできる。 （１） 前記実施形態に記載の鋳造材料において、ダイ
カスト品の高温における軟化を防止するための成分（ニ
ッケル、マンガン等）、結晶粒を微細化するための成分
（チタン、クロム等）、離型性を改善し金型の侵食を抑
制するための成分（鉄等）、その他ダイカスト品の物性
を改善するための成分を、少量（０．５重量％未満）添
加してもよい。
【００３４】つぎに、上記実施形態によって把握される
技術的思想を述べる。 （１） 溶湯を酸化物除去処理及び脱ガス処理を行った
後、型内に充填し、型内の製品部を直接加圧することを
特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の高強度ダイ
カスト品の製造方法。
技術的思想を述べる。 （１） 溶湯を酸化物除去処理及び脱ガス処理を行った
後、型内に充填し、型内の製品部を直接加圧することを
特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の高強度ダイ
カスト品の製造方法。
【００３５】このように構成した場合、品質のばらつき
の少ない製品を製造することができる。
の少ない製品を製造することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
以下の優れた効果を奏する。請求項１及び２に記載の発
明によれば、アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料を
用いて、高速ダイカスト法にて鋳造を行うため、従来の
低速ダイカスト法での鋳造に比べて、溶湯の型内への充
填時間が短いものとなる。従って、鋳造時の時間を短縮
できてダイカスト品の製造サイクルタイムを短縮でき
る。
以下の優れた効果を奏する。請求項１及び２に記載の発
明によれば、アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料を
用いて、高速ダイカスト法にて鋳造を行うため、従来の
低速ダイカスト法での鋳造に比べて、溶湯の型内への充
填時間が短いものとなる。従って、鋳造時の時間を短縮
できてダイカスト品の製造サイクルタイムを短縮でき
る。
【００３７】また、高速ダイカスト法にて鋳造を行うた
め、ダイカスト品の凝固速度が速く、アルミニウム素地
中に銅及びマグネシウムといった固溶強化成分が均一に
固溶される。このため、離型後のダイカスト品を水冷し
て焼き入れを行うことができるとともに、短時間の時効
処理を行うのみで十分な機械的強度を得ることができ
る。従って、長時間の溶体化処理を行う必要がなく、製
品製造のサイクルタイムを短縮することができる。
め、ダイカスト品の凝固速度が速く、アルミニウム素地
中に銅及びマグネシウムといった固溶強化成分が均一に
固溶される。このため、離型後のダイカスト品を水冷し
て焼き入れを行うことができるとともに、短時間の時効
処理を行うのみで十分な機械的強度を得ることができ
る。従って、長時間の溶体化処理を行う必要がなく、製
品製造のサイクルタイムを短縮することができる。
【００３８】請求項３に記載の発明によれば、前記鋳造
材料がシリコンを７．５〜１２重量％を含有し、１．５
〜４．８重量％の銅及び０．２〜０．７重量％のマグネ
シウムの少なくとも一方を含有するようにしたため、各
元素の特性を十分に引き出すことができる。
材料がシリコンを７．５〜１２重量％を含有し、１．５
〜４．８重量％の銅及び０．２〜０．７重量％のマグネ
シウムの少なくとも一方を含有するようにしたため、各
元素の特性を十分に引き出すことができる。
【００３９】請求項４に記載の発明によれば、水冷前の
ダイカスト品の表面温度が２５０〜４５０℃の範囲とな
るようにしたため、ダイカスト品の機械的強度を向上す
ることができる。
ダイカスト品の表面温度が２５０〜４５０℃の範囲とな
るようにしたため、ダイカスト品の機械的強度を向上す
ることができる。
【００４０】請求項５に記載の発明によれば、時効処理
を１５０〜２５０℃の範囲の温度で行うため、ダイカス
ト品の機械的強度を向上することができる。また、溶体
化処理に比べて低温でダイカスト品を処理することがで
きて、エネルギー的にも有利である。
を１５０〜２５０℃の範囲の温度で行うため、ダイカス
ト品の機械的強度を向上することができる。また、溶体
化処理に比べて低温でダイカスト品を処理することがで
きて、エネルギー的にも有利である。
【００４１】請求項６に記載の発明によれば、前記のよ
うに凝固速度が速いため、凝固組織が緻密で結晶の方向
性もなくすことができて、疲労強度の優れたダイカスト
品を得ることができる。そして、このようなダイカスト
品は大きな荷重が繰り返し作用されるスクロールコンプ
レッサ用部品に好適である。従って、同部品を破損しに
くいものとすることができて、ひいてはスクロールコン
プレッサの耐久性を向上することができる。
うに凝固速度が速いため、凝固組織が緻密で結晶の方向
性もなくすことができて、疲労強度の優れたダイカスト
品を得ることができる。そして、このようなダイカスト
品は大きな荷重が繰り返し作用されるスクロールコンプ
レッサ用部品に好適である。従って、同部品を破損しに
くいものとすることができて、ひいてはスクロールコン
プレッサの耐久性を向上することができる。
【図１】 実施例１及び比較例１の各ダイカスト品の凝
固組織の平均粒径、及び、引張強度比を示す説明図。
固組織の平均粒径、及び、引張強度比を示す説明図。
【図２】 実施例１及び比較例２の各ダイカスト品の疲
労強度比を示す説明図。
労強度比を示す説明図。
【図３】 実施例１〜３及び比較例３の各ダイカスト品
の引張強度比を示す説明図。
の引張強度比を示す説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｃ 18/02 ３１１ Ｆ０４Ｃ 18/02 ３１１Ｐ (72)発明者 山下 博志 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 岩波 重樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 渡辺 靖 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 山本 真也 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内
Claims (6)
- 【請求項１】 アルミニウム−シリコン共晶系鋳造材料
を用い、高速ダイカスト法にて鋳造し、そのダイカスト
品に離型後水冷及び時効処理の少なくも一方を施すこと
を特徴とする高強度ダイカスト品の製造方法。 - 【請求項２】 前記ダイカスト品に水冷後に時効処理を
施すことを特徴とする請求項１に記載の高強度ダイカス
ト品の製造方法。 - 【請求項３】 前記鋳造材料は、シリコンを７．５〜１
２重量％を含有し、１．５〜４．８重量％の銅及び０．
２〜０．７重量％のマグネシウムの少なくとも一方を含
有することを特徴とする請求項１または２に記載の高強
度ダイカスト品の製造方法。 - 【請求項４】 水冷前の前記ダイカスト品の表面温度
が、２５０〜４５０℃の範囲であることを特徴とする請
求項３に記載の高強度ダイカスト品の製造方法。 - 【請求項５】 前記時効処理の温度が、１５０〜２５０
℃の範囲であることを特徴とする請求項３または４に記
載の高強度ダイカスト品の製造方法。 - 【請求項６】 前記ダイカスト品が、スクロールコンプ
レッサ用部品であることを特徴とする請求項１〜５のい
ずれかに記載の高強度ダイカスト品の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06290696A JP3764200B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 高強度ダイカスト品の製造方法 |
| EP19970104527 EP0796926B1 (en) | 1996-03-19 | 1997-03-17 | Production method for high strength die cast product |
| DE69725490T DE69725490T2 (de) | 1996-03-19 | 1997-03-17 | Verfahren zur Herstellung eines druckgegossenen hochfesten Produktes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06290696A JP3764200B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 高強度ダイカスト品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256127A true JPH09256127A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3764200B2 JP3764200B2 (ja) | 2006-04-05 |
Family
ID=13213775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06290696A Expired - Lifetime JP3764200B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 高強度ダイカスト品の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0796926B1 (ja) |
| JP (1) | JP3764200B2 (ja) |
| DE (1) | DE69725490T2 (ja) |
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| JPH10103261A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-21 | Sanyo Electric Co Ltd | スクロール圧縮機 |
| JP2003003970A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Fujitsu General Ltd | スクロール圧縮機 |
| JP2007162058A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Aisin Seiki Co Ltd | アルミニウム合金部材の製造方法 |
| JP2008525629A (ja) * | 2004-12-23 | 2008-07-17 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | アルミニウム合金高圧ダイカスト鋳物の熱処理 |
| JP2011208253A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Honda Motor Co Ltd | 車両材料用アルミダイカスト合金 |
| US8246763B2 (en) | 2002-08-29 | 2012-08-21 | Denso Corporation | High strength aluminum alloy casting and method of production of same |
| JPWO2013039247A1 (ja) * | 2011-09-15 | 2015-03-26 | 国立大学法人東北大学 | ダイカスト方法及びダイカスト装置ならびにダイカスト品 |
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| IT1299077B1 (it) * | 1997-04-16 | 2000-02-07 | Luk Fahrzeug Hydraulik | Pompa rotativa a palette |
| JP2001049376A (ja) * | 1999-05-12 | 2001-02-20 | Daiki Aluminium Industry Co Ltd | 高強度加圧鋳造用アルミニウム合金及び同アルミニウム合金鋳物 |
| EP1218561B1 (de) * | 1999-09-24 | 2003-12-03 | Honsel Guss GmbH | Verfahren zur wärmebehandlung von strukturgussteilen aus einer dafür zu verwendenden aluminiumlegierung |
| DE102006057660B4 (de) * | 2006-12-07 | 2019-08-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Druckgießen von Bauteilen und Verwendung einer Sprühvorrichtung einer Druckgießvorrichtung |
| US8636855B2 (en) | 2009-03-05 | 2014-01-28 | GM Global Technology Operations LLC | Methods of enhancing mechanical properties of aluminum alloy high pressure die castings |
| US9068252B2 (en) | 2009-03-05 | 2015-06-30 | GM Global Technology Operations LLC | Methods for strengthening slowly-quenched/cooled cast aluminum components |
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| EP3550036B1 (de) * | 2018-04-06 | 2022-01-05 | GF Casting Solutions AG | Direct aging |
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| DE3817350A1 (de) * | 1987-05-23 | 1988-12-22 | Sumitomo Electric Industries | Verfahren zur herstellung von spiralfoermigen teilen sowie verfahren zur herstellung einer aluminiumpulverschmiedelegierung |
| JPS6465242A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Nippon Light Metal Co | Scroll made of aluminum alloy |
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-
1996
- 1996-03-19 JP JP06290696A patent/JP3764200B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-03-17 EP EP19970104527 patent/EP0796926B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-17 DE DE69725490T patent/DE69725490T2/de not_active Expired - Lifetime
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| US10384262B2 (en) | 2011-09-15 | 2019-08-20 | Tohoku University | Die-casting apparatus, die-casting method, and diecast article |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE69725490D1 (de) | 2003-11-20 |
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| EP0796926B1 (en) | 2003-10-15 |
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