JPH0931581A - Aluminum alloy casting and its production - Google Patents

Aluminum alloy casting and its production

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JPH0931581A
JPH0931581A JP18444295A JP18444295A JPH0931581A JP H0931581 A JPH0931581 A JP H0931581A JP 18444295 A JP18444295 A JP 18444295A JP 18444295 A JP18444295 A JP 18444295A JP H0931581 A JPH0931581 A JP H0931581A
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JP
Japan
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aluminum alloy
casting
treatment
alloy casting
temperature
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JP18444295A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Terauchi
内 博 寺
Kazuhide Yamashita
下 和 秀 山
Yuichi Sugawara
原 祐 一 菅
Hideaki Kuratomi
冨 英 明 倉
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TOKYO KEIGOKIN SEISAKUSHO KK
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
TOKYO KEIGOKIN SEISAKUSHO KK
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce an aluminum alloy casting minimal in casting cavities and precipitates, excellent in ductility, and capable of artificial aging treatment in a short time. SOLUTION: This aluminum alloy casting is produced by casting a molten aluminum alloy, having a composition consisting of, by weight, 4.5-5.5% Si, 1.0-1.5% Cu, 0.4-0.6% Mg, 0.002-0.010% Na, 0.01-0.02% Ti, 0.002-0.004% B, <=0.2% Fe, and the balance essentially Al, in a mold of 350-400 deg.C at 740-780 deg.C and subjecting the resultant casting to T6 treatment (consisting of solution heat treatment and successive artificial aging treatment).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ンのシリンダヘッドなどに利用されるアルミニウム合金
鋳物およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy casting used in, for example, a cylinder head of an automobile engine and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、上記のようなアルミニウム合金製
エンジンのシリンダヘッドには、JIS H 5202
に制定されるAC2A,AC2B(いずれもAl−Cu
−Si系),AC4B(Al−Si−Cu系)などのア
ルミニウム合金、あるいはSi微細化を目的として、こ
れらの合金にNaを添加した合金が適用され、鋳造した
のち、T6処理(溶体化処理後人工時効処理)により強
度を高めて使用されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, JIS H 5202 has been used for a cylinder head of an aluminum alloy engine as described above.
AC2A and AC2B (both are Al-Cu
-Si system), AC4B (Al-Si-Cu system) and other aluminum alloys, or alloys in which Na is added to these alloys for the purpose of refining Si are applied, and after casting, T6 treatment (solution treatment). It was used by increasing its strength by post-artificial aging treatment).

【0003】また、近年、ディーゼルエンジンにおいて
は、その高出力化に伴う燃焼室の耐熱疲労強度向上を目
的として、TIG(Tungsten Inert G
as)再溶融処理により、アルミニウム合金の強度,靭
性などの機械的性質の向上が図られている。
Further, in recent years, in a diesel engine, TIG (Tungsten Inert G
As) The mechanical properties such as strength and toughness of the aluminum alloy are improved by the remelting treatment.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなシリンダヘッドのうち、AC2A,AC2B,A
C4B合金を使用したものについては、鋳巣や、粗大共
晶Si,針状Fe化合物などの析出物が発生しやすく、
延性に劣るという問題点がある。
However, among the above cylinder heads, AC2A, AC2B, A
In the case of using the C4B alloy, porosity, coarse eutectic Si, needle-like Fe compounds and other precipitates are easily generated,
There is a problem that ductility is poor.

【0005】また、Na添加によるSiの微細化処理を
施した合金を使用したものについては、時効硬化が遅
く、人工時効処理に長時間を要するので、サイクルタイ
ムやコストの点で実用的ではないという問題点がある。
Further, with respect to the alloy using the alloy obtained by subjecting Si to the refinement treatment by adding Na, the age hardening is slow and the artificial aging treatment requires a long time, so that it is not practical in terms of cycle time and cost. There is a problem.

【0006】さらに、TIG再溶融処理したものについ
ては、材料特性的には良好であるものの、処理部分が多
い場合には、大幅なコストアップが避けられないという
問題点があり、これらの問題点を解決することが従来の
アルミニウム合金製エンジンのシリンダヘッドにおける
材料面あるいは製造上の課題となっていた。
Further, although the TIG remelting treatment has good material characteristics, there is a problem that a large increase in cost is unavoidable when there are many treated portions. It has been a problem in terms of materials and manufacturing in the cylinder head of the conventional aluminum alloy engine.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は、従来のアルミニウム合金製エ
ンジンのシリンダヘッドにおける上記課題に着目してな
されたものであって、鋳巣や析出物の発生が少なく、延
性に優れると共に、短時間で人工時効処理が可能なアル
ミニウム合金鋳物と、このようなアルミニウム合金鋳物
を得るための製造方法を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems in the cylinder head of a conventional aluminum alloy engine, and has a small amount of cavities and precipitates, excellent ductility, and a short time. It is an object of the present invention to provide an aluminum alloy casting that can be artificially aged and a manufacturing method for obtaining such an aluminum alloy casting.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、共晶Si,Fe化合物などの析出や、
人工時効の硬化時間に及ぼす合金元素や鋳造条件などに
ついて鋭意検討を重ねた結果、合金中のFe含有量を低
減させるとともにSiやCu,Mgなどの含有量を必要
最小限に抑えることによって延性に有害な析出物を少な
くすることができ、TiおよびBの複合添加によって結
晶粒を微細化することができると共に、Na添加による
時効硬化の遅れを解消することができることを見出すに
至った。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has studied the precipitation of eutectic Si, Fe compounds and the like,
As a result of extensive studies on alloying elements and casting conditions that affect the hardening time of artificial aging, the Fe content in the alloy is reduced and the ductility is reduced by minimizing the content of Si, Cu, Mg, etc. It has been found that harmful precipitates can be reduced, the crystal grains can be made finer by the combined addition of Ti and B, and the delay of age hardening due to the addition of Na can be eliminated.

【0009】本発明は、上記知見に基づくものであっ
て、本発明の請求項1に係わるアルミニウム合金鋳物
は、重量%で、Si:4.5〜5.5%,Cu:1.0
〜1.5%,Mg:0.4〜0.6%,Na:0.00
2〜0.010%,Ti:0.01〜0.02%,B:
0.002〜0.004%,Fe:0.2%以下を含
み、残部が実質的にAlからなる組成としたことを特徴
としており、このようなアルミニウム合金鋳物の組成を
前述した従来の課題を解決するための手段としている。
The present invention is based on the above findings, and the aluminum alloy casting according to claim 1 of the present invention has Si: 4.5 to 5.5% and Cu: 1.0% by weight.
~ 1.5%, Mg: 0.4 to 0.6%, Na: 0.00
2 to 0.010%, Ti: 0.01 to 0.02%, B:
It is characterized in that the composition contains 0.002 to 0.004%, Fe: 0.2% or less, and the balance substantially consists of Al. As a means to solve

【0010】また、上記アルミニウム合金鋳物の製造方
法として、本発明の請求項2に係わるアルミニウム合金
鋳物の製造方法は、350〜400℃の温度にした金型
中に、740〜780℃の温度の溶湯を鋳込む構成とし
ており、本発明に係わるアルミニウム合金鋳物の製造方
法の実施態様として請求項3に係わる製造方法において
は、得られた鋳物にT6処理(溶体化処理後人工時効処
理)を施す構成としており、同じく実施態様として請求
項4に係わる製造方法においては、溶体化処理を515
〜525℃の温度で行う構成としており、このようなア
ルミニウム合金鋳物の製造方法の構成を前述した従来の
課題を解決するための手段としたことを特徴としてい
る。
As the method for producing an aluminum alloy casting according to claim 2 of the present invention, the method for producing an aluminum alloy casting according to the second aspect of the present invention is such that the temperature of 740 to 780.degree. In the manufacturing method according to claim 3, which is an embodiment of the method for manufacturing an aluminum alloy casting according to the present invention, the obtained casting is subjected to T6 treatment (artificial aging treatment after solution treatment). In the manufacturing method according to claim 4, which is the same as the embodiment, the solution treatment is performed at 515
The structure is performed at a temperature of up to 525 ° C., and is characterized in that the structure of such a method for manufacturing an aluminum alloy casting is used as a means for solving the above-mentioned conventional problems.

【0011】[0011]

【発明の作用】以下に、本発明に係わるアルミニウム合
金鋳物の化学成分範囲、アルミニウム合金鋳物の製造方
法における鋳込み温度および金型温度などの数値限定理
由をそれぞれの作用とともに説明する。
The reasons for limiting numerical values such as the chemical composition range of the aluminum alloy casting according to the present invention, the casting temperature and the mold temperature in the method for producing the aluminum alloy casting according to the present invention will be explained together with the respective operations.

【0012】Si:4.5〜5.5% Siは、粗大な共晶を生じ、延性向上の観点からは少な
いほうが好ましい元素であるが、溶湯に流動性を与え、
合金の鋳造性を向上させる作用を備えた元素であるの
で、必要最小限として4.5〜5.5%の範囲で添加す
る。
Si: 4.5 to 5.5% Si forms a coarse eutectic, and a less element is preferable from the viewpoint of improving ductility, but it imparts fluidity to the molten metal.
Since it is an element having the effect of improving the castability of the alloy, it is added in the range of 4.5 to 5.5% as a necessary minimum.

【0013】Cu:1.0〜1.5% Cuは、熱処理によって硬度を上げるのに寄与する元素
であって、このためには、1.0%以上の添加が必要で
ある。しかし、添加量が1.5%を超えると、Cu2
lが析出して硬くなり過ぎ、延性が劣化するので、1.
5%を上限値とする。
Cu: 1.0 to 1.5% Cu is an element that contributes to increasing hardness by heat treatment, and for this purpose, addition of 1.0% or more is necessary. However, if the added amount exceeds 1.5%, Cu 2 A
l precipitates and becomes too hard and the ductility deteriorates.
The upper limit value is 5%.

【0014】Mg:0.4〜0.6% Mgは、固溶強化および時効硬化によって鋳物の強度を
向上させるのに寄与するので、0.4%以上の添加が必
要である。しかし過剰に添加された場合には、Mg2
iとなって析出し、延性を低下させるので、上限値を
0.6%とする。
Mg: 0.4 to 0.6% Since Mg contributes to improving the strength of the casting by solid solution strengthening and age hardening, it is necessary to add 0.4% or more. However, when added in excess, Mg 2 S
Therefore, the upper limit value is set to 0.6%, since it becomes i and precipitates and reduces the ductility.

【0015】Na:0.002〜0.010% Naは、Siの微細化に寄与する元素であって、このた
めには、0.002%以上の添加を必要とする。しか
し、0.010%を超えて添加すると、鋳物が脆弱化す
るので、その上限を0.010%とする。
Na: 0.002-0.010% Na is an element that contributes to the refinement of Si, and for this purpose, addition of 0.002% or more is required. However, if added in excess of 0.010%, the casting becomes brittle, so its upper limit is made 0.010%.

【0016】Ti:0.01〜0.02% B:0.002〜0.004% Tiは、単独では結晶粒の微細化作用を有しないが、B
との複合添加によって、結晶粒の微細化に寄与するとと
もに、Na添加の弊害である時効硬化の遅れを解消する
作用を備えているので、Tiについては0.01%以
上、Bについては0.002%以上添加される。しかし
過剰に添加されてもその効果の向上はほとんどないた
め、それぞれの上限値を0.02%および0.004%
とする。
Ti: 0.01 to 0.02% B: 0.002 to 0.004% Ti alone has no grain refining effect, but B
The compounded addition of Al contributes to the refinement of crystal grains and has the effect of eliminating the delay of age hardening which is an adverse effect of Na addition. Therefore, 0.01% or more for Ti and 0. 002% or more is added. However, even if added excessively, the effect is hardly improved. Therefore, the upper limit of each is 0.02% and 0.004%.
And

【0017】Fe:0.2%以下 Feは、針状のFe化合物となって析出し、延性に悪影
響を及ぼすため、その上限値を0.2%とする。
Fe: 0.2% or less Fe precipitates as a needle-shaped Fe compound and adversely affects the ductility, so its upper limit is made 0.2%.

【0018】金型温度:350〜400℃ 鋳込み温度:740〜780℃ 本発明に係わるアルミニウム合金鋳物は、上記組成から
なるのものであるが、前述したように、析出物の生成を
抑え、延性の低下を防止する観点から、Si,Cu,M
g,Feなどの含有量が低い関係上、融点がやや高く、
溶湯の流動性が若干低下することから、鋳巣が増大する
傾向がないとは言えない。したがって、当該アルミニウ
ム合金鋳物の鋳造に際しては、金型を予熱しておく必要
があると共に、鋳込み温度を合金の融点上昇に応じて高
くする必要がある。すなわち、金型温度については、3
50℃未満では鋳巣が多くなって製品の延性が損なわ
れ、逆に400℃を超えると冷却が遅くなり過ぎて結晶
粒粗大化などの悪影響が生じるので、350〜400℃
に設定する。また、鋳込み温度については、740℃よ
りも低いと溶湯の流動性が低下して湯廻り不良等が多く
なり、780℃よりも高いと冷却が遅くなり、鋳巣等の
鋳造欠陥並びに共晶Siの粗大化が生じやすくなるので
740〜780℃とする。
Mold temperature: 350 to 400 ° C. Casting temperature: 740 to 780 ° C. The aluminum alloy casting according to the present invention has the above composition, but as described above, it suppresses the formation of precipitates and is ductile. From the viewpoint of preventing the deterioration of
Due to the low content of g, Fe, etc., the melting point is rather high,
It cannot be said that the porosity does not tend to increase because the fluidity of the molten metal decreases slightly. Therefore, when casting the aluminum alloy casting, it is necessary to preheat the mold and to raise the casting temperature in accordance with the increase in the melting point of the alloy. That is, the mold temperature is 3
If the temperature is less than 50 ° C, the number of casting cavities increases and the ductility of the product is impaired. On the contrary, if the temperature exceeds 400 ° C, cooling becomes too slow and crystal grain coarsening and other adverse effects occur.
Set to. Regarding the pouring temperature, if it is lower than 740 ° C, the fluidity of the molten metal is lowered to cause poor molten metal swirling, and if it is higher than 780 ° C, the cooling is slow, casting defects such as porosity and eutectic Si. Since it becomes easy to coarsen, the temperature is set to 740 to 780 ° C.

【0019】T6処理 本発明に係わるアルミニウム合金鋳物に対しては、従来
と同様に、T6処理(溶体化処理後人工時効処理)を施
すことによって、例えば、シリンダヘッドに適した機械
的性能が得られる。このとき、人工時効処理のみのいわ
ゆるT5処理では、所定の硬度(HRB50)に硬化す
るのに長時間を要すると共に、良好な延性が得られない
ことから、例えば、より好ましくは515〜525℃の
温度での溶体化処理が必要となる。また、いわゆるT7
処理(溶体化処理後安定化処理)では、過時効となっ
て、延性が損なわれることになる。
T6 Treatment By subjecting the aluminum alloy casting according to the present invention to T6 treatment (artificial aging treatment after solution treatment) as in the conventional case, for example, mechanical performance suitable for a cylinder head is obtained. To be At this time, in the so-called T5 treatment only with artificial aging treatment, it takes a long time to cure to a predetermined hardness (HRB50) and good ductility cannot be obtained. Therefore, for example, more preferably 515 to 525 ° C. Solution treatment at temperature is required. Also, so-called T7
In the treatment (stabilization treatment after solution treatment), overaging occurs and the ductility is impaired.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples.

【0021】鋳巣生成率 まず、表1に示すアルミニウム合金のうち、合金No.
1の組成のアルミニウム合金(本発明アルミニウム合金
鋳物成分に一致)を電気炉により溶製し、JIS H
5202に制定される金型試験片鋳型を用いて、200
〜430℃の各温度に予熱した前記金型試験片鋳型に7
60℃の鋳込み温度で、注湯することにより、JIS
Z 2201に制定される4号引張試験片を得た。
Porosity Generation Rate First, among the aluminum alloys shown in Table 1, alloy No.
An aluminum alloy having the composition of 1 (corresponding to the aluminum alloy casting composition of the present invention) was melted in an electric furnace, and JIS H
Using the mold test piece mold established in 5202, 200
7 to the mold test piece mold preheated to each temperature of ˜430 ° C.
By pouring at a casting temperature of 60 ° C, JIS
A No. 4 tensile test piece established in Z 2201 was obtained.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】そして、得られた各引張試験片を用いて、
JIS Z 2241に制定される方法に基づいて引張
試験を実施し、破断面に現れた鋳巣の破断面全体に占め
る割合をもって鋳巣の生成率(面積%)とし、金型温度
との関係を求めた。
Then, using the obtained tensile test pieces,
A tensile test was carried out based on the method defined in JIS Z 2241, and the ratio of the cavities appearing on the fracture surface to the entire fracture surface was defined as the rate of generation of the cavity (area%), and the relationship with the mold temperature was determined. I asked.

【0024】この結果は、図1に示すとおりで、金型を
350〜400℃に予熱することにより、鋳巣を大幅に
低減できることが確認された。なお、鋳巣生成率の算出
にあたっては、各引張試験片の破断面をSEM(走査型
電子顕微鏡)観察し、40倍画面上に存在するデンドラ
イト状部分の破断面全体に対する百分率を画像解析装置
により求めた。
The results are shown in FIG. 1, and it was confirmed that the pre-heating of the mold to 350 to 400 ° C. can significantly reduce the porosity. In calculating the porosity generation rate, the fracture surface of each tensile test piece was observed by SEM (scanning electron microscope), and the percentage of the dendrite-shaped portion existing on the 40-fold screen with respect to the entire fracture surface was measured by an image analyzer. I asked.

【0025】機械的性質 表1に示す各アルミニウム合金を電気炉により溶製し、
表2に示す各鋳造条件のもとで、JIS H 5202
に制定される金型試験片鋳型を用いて、JISZ 22
01に制定される4号引張試験片を鋳造し、得られた引
張試験片に対し表3に示す条件の熱処理をそれぞれ施し
たのち、JIS Z 2241に制定される方法に基づ
いて引張試験を実施すると共に、引張試験後の試験片の
つかみ部分から採取した硬さ試験片を用いて硬さ測定を
行った。これらの結果を表2に併せて示す。なお、TI
G再溶融処理については、平板形状に鋳造した試験材に
TIG再溶融処理(アーク電流:250A,トーチ速
度;500cm/min,シールドガス:He+Ar)
を施した後、溶体化処理および人工時効処理を施し、J
IS Z 2201に制定される14A号引張試験片を
採取して、標点距離10mmの歪みゲージを用いて引張
強さおよび破断伸びを求めた。
Mechanical Properties Each aluminum alloy shown in Table 1 was melted by an electric furnace,
Under each casting condition shown in Table 2, JIS H5202
JISZ 22 using the mold test piece mold established in
No. 4 tensile test piece established in 01 is cast, and the obtained tensile test piece is subjected to heat treatment under the conditions shown in Table 3, and then a tensile test is performed based on the method established in JIS Z 2241. In addition, the hardness was measured using the hardness test piece collected from the gripped portion of the test piece after the tensile test. These results are also shown in Table 2. In addition, TI
Regarding G remelting treatment, TIG remelting treatment (arc current: 250 A, torch speed; 500 cm / min, shield gas: He + Ar) was applied to a test material cast in a flat plate shape.
And then solution treatment and artificial aging treatment,
A No. 14A tensile test piece established in IS Z 2201 was sampled, and the tensile strength and the elongation at break were determined using a strain gauge having a gauge length of 10 mm.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】この結果、素材合金の化学成分,鋳造条件
および熱処理条件が本発明の要件を満足する実施例のア
ルミニウム合金鋳物においては、引張強さ、破断伸びの
いずれも良好な結果が得られることが確認された。
As a result, in the aluminum alloy castings of Examples in which the chemical composition of the material alloy, the casting conditions and the heat treatment conditions satisfy the requirements of the present invention, good results can be obtained for both tensile strength and elongation at break. Was confirmed.

【0029】これに対し、素材合金成分については本発
明の要件を満足するものの、熱処理を行わなかった比較
例8のアルミニウム合金鋳物においては、比較的良好な
破断伸びが得られる反面、所期の引張強さを得ることが
できず、溶体化処理を行わずに人工時効処理のみ(T5
処理)を施した比較例9のアルミニウム合金鋳物におい
ては、引張強さが若干向上するものの、破断伸びが低下
する結果となった。また、溶体化処理後、高温の人工時
効処理(T7−1処理)を施した比較例1のアルミニウ
ム合金鋳物においては、引張強さについては良好な値を
示したものの延性(破断伸び)が得られず、さらに高温
の人工時効処理(T7−2処理)を施した比較例2の場
合には、延性が若干改善されるものの引張強さが低下す
ることが確認された。
On the other hand, although the material alloy components satisfy the requirements of the present invention, the aluminum alloy casting of Comparative Example 8 which has not been heat-treated can obtain a relatively good elongation at break, but the desired elongation is expected. The tensile strength could not be obtained, and only the artificial aging treatment (T5
In the aluminum alloy casting of Comparative Example 9 subjected to the (treatment), the tensile strength was slightly improved, but the breaking elongation was reduced. Further, in the aluminum alloy casting of Comparative Example 1 which was subjected to the high temperature artificial aging treatment (T7-1 treatment) after the solution treatment, the ductility (elongation at break) was obtained although the tensile strength showed a good value. In the case of Comparative Example 2 which was not subjected to the artificial aging treatment (T7-2 treatment) at a higher temperature, the ductility was slightly improved, but the tensile strength was confirmed to be reduced.

【0030】また、Si,Cu,Fe含有量が多い比較
例3ないし6のアルミニウム合金鋳物においては、引張
強さについては良好な結果が得られるものの、いずれも
破断伸びが低く、所期の延性を得ることができなかっ
た。
Further, in the aluminum alloy castings of Comparative Examples 3 to 6 containing a large amount of Si, Cu and Fe, although good results were obtained with respect to tensile strength, all had low elongation at break and expected ductility. Couldn't get

【0031】なお、TIG再溶融処理後T6処理を施し
た比較例7のアルミニウム合金鋳物は、Si,Cu,F
e含有量が多いにもかかわらず、良好な強度および延性
が得られることが確認されたが、このTIG再溶融処理
のコストが高いことは、先に述べたとおりである。
The aluminum alloy casting of Comparative Example 7, which had been subjected to T6 treatment after TIG remelting treatment, was made of Si, Cu, F.
It was confirmed that good strength and ductility were obtained despite the large e content, but the cost of this TIG remelting treatment is high, as described above.

【0032】図2は、表2に示した引張試験結果につい
て、引張強さと破断伸びとの関係をプロットしたもので
あって、○印で示した本発明の実施例によるアルミニウ
ム合金鋳物、および□印で示したTIG再溶融処理を施
したアルミニウム合金鋳物を除いて、破断伸びが大きく
なると引張強さが低下する傾向が顕著であって、これら
を両立させることが至難であることが理解される。
FIG. 2 is a plot of the relationship between the tensile strength and the elongation at break for the tensile test results shown in Table 2, in which the aluminum alloy castings according to the examples of the present invention indicated by ◯, and □. Except for the aluminum alloy castings that have been subjected to the TIG remelting treatment indicated by the mark, the tensile strength tends to decrease as the breaking elongation increases, and it is understood that it is extremely difficult to satisfy both of these. .

【0033】熱変形特性 表2に示した実施例および比較例3,4で得られた4号
引張試験片から、5mmφ×20mmLの熱変形試験片
を採取し、熱膨張係数測定装置を使用して、各アルミニ
ウム合金鋳物の熱変形特性を調査した。
Thermal Deformation Characteristics From the No. 4 tensile test pieces obtained in Examples and Comparative Examples 3 and 4 shown in Table 2, 5 mmφ × 20 mmL thermal deformation test pieces were sampled and a thermal expansion coefficient measuring device was used. The thermal deformation characteristics of each aluminum alloy casting were investigated.

【0034】その結果は、表4に示すとおりであって、
本発明によるアルミニウム合金鋳物においては、Cu2
Al,Mg2 Siなどの析出物が減少している関係上、
熱変形が少なく、本発明によるアルミニウム合金鋳物が
エンジンのシリンダヘッドなどに好適であることが確認
された。
The results are shown in Table 4,
In the aluminum alloy casting according to the present invention, Cu 2
Due to the decrease of precipitates such as Al and Mg 2 Si,
It was confirmed that the aluminum alloy casting according to the present invention is less likely to be thermally deformed and is suitable for an engine cylinder head or the like.

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
に係わるアルミニウム合金鋳物は、重量%で、Si:
4.5〜5.5%,Cu:1.0〜1.5%,Mg:
0.4〜0.6%,Na:0.002〜0.010%,
Ti:0.01〜0.02%,B:0.002〜0.0
04%,Fe:0.2%以下を含み、残部が実質的にA
lからなり、Si,Cu,Mg,Feなどの含有量が抑
えられているので析出物を低減することができると共
に、TiおよびBが複合添加してあるのでNa添加によ
る時効硬化の遅れを解消することができることから、短
時間の人工時効処理によって良好な強度と延性をもつア
ルミニウム合金鋳物を得ることができるという極めて優
れた効果がもたらされる。
As described above, according to the first aspect of the present invention.
The aluminum alloy casting according to
4.5-5.5%, Cu: 1.0-1.5%, Mg:
0.4-0.6%, Na: 0.002-0.010%,
Ti: 0.01 to 0.02%, B: 0.002 to 0.0
04%, Fe: 0.2% or less, with the balance being substantially A
Since it is composed of 1 and the content of Si, Cu, Mg, Fe, etc. is suppressed, it is possible to reduce precipitates, and since Ti and B are added in combination, the delay of age hardening due to addition of Na is eliminated. As a result, it is possible to obtain an extremely excellent effect that an aluminum alloy casting having good strength and ductility can be obtained by artificial aging treatment for a short time.

【0037】上記アルミニウム合金鋳物の製造方法とし
て、本発明の請求項2に係わるアルミニウム合金鋳物の
製造方法においては、350〜400℃の温度に予熱し
た金型中に、740〜780℃の温度の溶湯を鋳込むよ
うにしているので、鋳巣の生成が有効に防止され、アル
ミニウム合金鋳物の延性を向上させることができ、この
アルミニウム合金鋳物の製造方法の実施態様として、請
求項3あるいは請求項4に係わる製造方法においては、
得られた鋳物に、例えば515〜525℃の温度におけ
る溶体化処理を施したのち、人工時効処理を施すように
しているので、例えばアルミニウム合金製エンジンのシ
リンダヘッドに適した極めて良好な機械的性質を備えた
アルミニウム合金鋳物を製造することができるという極
めて優れた効果がもたらされる。
In the method for producing an aluminum alloy casting according to claim 2 of the present invention as the method for producing an aluminum alloy casting, the temperature of 740 to 780 ° C. in a mold preheated to a temperature of 350 to 400 ° C. Since the molten metal is cast, the formation of voids can be effectively prevented and the ductility of the aluminum alloy casting can be improved. As an embodiment of the method for producing the aluminum alloy casting, the method according to claim 3 or 4 is provided. In the manufacturing method concerned,
Since the obtained casting is subjected to solution treatment at a temperature of 515 to 525 ° C. and then to artificial aging treatment, for example, it has extremely good mechanical properties suitable for a cylinder head of an aluminum alloy engine. The extremely excellent effect that an aluminum alloy casting having the above can be produced is brought about.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わるアルミニウム合金鋳物の鋳造時
における鋳巣の生成率に及ぼす金型温度の影響を調べた
結果の一例を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an example of the results of examining the effect of mold temperature on the rate of formation of cavities during casting of an aluminum alloy casting according to the present invention.

【図2】各種の熱処理が施されたアルミニウム合金鋳物
における引張強さと破断伸びとの関係の一例を示すグラ
フである。
FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between tensile strength and elongation at break in aluminum alloy castings that have been subjected to various heat treatments.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 原 祐 一 埼玉県行田市富士見町1丁目21番地1 株 式会社東京軽合金製作所内 (72)発明者 倉 冨 英 明 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Yuichi Sugawara 1-21, Fujimi-cho, Gyoda-shi, Saitama, Ltd. Inside Tokyo Light Alloy Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor, Hideaki Kuratomi, Kanagawa-ku, Yokohama 2 Takaramachi Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、Si:4.5〜5.5%,C
u:1.0〜1.5%,Mg:0.4〜0.6%,N
a:0.002〜0.010%,Ti:0.01〜0.
02%,B:0.002〜0.004%,Fe:0.2
%以下を含み、残部が実質的にAlからなることを特徴
とするアルミニウム合金鋳物。
1. Si: 4.5-5.5%, C by weight
u: 1.0 to 1.5%, Mg: 0.4 to 0.6%, N
a: 0.002-0.010%, Ti: 0.01-0.
02%, B: 0.002-0.004%, Fe: 0.2
% Or less, and the balance substantially consisting of Al, an aluminum alloy casting.
【請求項2】 350〜400℃の温度にした金型中
に、740〜780℃の温度の溶湯を鋳込むことを特徴
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。
2. The method for producing an aluminum alloy casting according to claim 1, wherein the molten metal having a temperature of 740 to 780 ° C. is cast into a mold having a temperature of 350 to 400 ° C.
【請求項3】 得られた鋳物にT6処理(溶体化処理後
人工時効処理)を施すことを特徴とする請求項2記載の
アルミニウム合金鋳物の製造方法。
3. The method for producing an aluminum alloy casting according to claim 2, wherein the obtained casting is subjected to T6 treatment (artificial aging treatment after solution treatment).
【請求項4】 溶体化処理を515〜525℃の温度で
行うことを特徴とする請求項3記載のアルミニウム合金
鋳物の製造方法。
4. The method for producing an aluminum alloy casting according to claim 3, wherein the solution treatment is performed at a temperature of 515 to 525 ° C.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014188519A (en) * 2013-03-26 2014-10-06 Toyota Motor Corp MANUFACTURING METHOD OF CASTING COMPOSED OF Al-Si-Cu-BASED EUTECTIC ALLOY
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