JPH11179526A - アルミ系鋳物の鋳造方法 - Google Patents
アルミ系鋳物の鋳造方法Info
- Publication number
- JPH11179526A JPH11179526A JP35476897A JP35476897A JPH11179526A JP H11179526 A JPH11179526 A JP H11179526A JP 35476897 A JP35476897 A JP 35476897A JP 35476897 A JP35476897 A JP 35476897A JP H11179526 A JPH11179526 A JP H11179526A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casting
- aluminum
- mold
- cooling rate
- temp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】鉄系金属部材のインサート部材の鋳ぐるみを行
うアルミ系鋳造において、アルミ浴湯を注湯して成形し
た後に、保温炉内で冷却速度を管理しながら冷却して、
冷却時に発生する収縮応力の大きさを低減することによ
り、収縮割れを防止して品質良好な鋳物製品を得ること
ができるアルミ系鋳物の鋳造方法を提供する。 【解決手段】アルミ系金属の鋳ぐるみ母材に鉄系金属の
インサート部材を鋳ぐるむアルミ系鋳物の鋳造におい
て、前記インサート部材をアルミナイズド処理した後
に、鋳型に据えつけて、該鋳型に溶融した前記鋳ぐるみ
母材の溶湯を注湯してアルミ系鋳物を成形し、次いで、
高温状態の該鋳物を保温炉内に搬入し、該保温炉内にお
いて冷却速度を制御しながら徐冷する。
うアルミ系鋳造において、アルミ浴湯を注湯して成形し
た後に、保温炉内で冷却速度を管理しながら冷却して、
冷却時に発生する収縮応力の大きさを低減することによ
り、収縮割れを防止して品質良好な鋳物製品を得ること
ができるアルミ系鋳物の鋳造方法を提供する。 【解決手段】アルミ系金属の鋳ぐるみ母材に鉄系金属の
インサート部材を鋳ぐるむアルミ系鋳物の鋳造におい
て、前記インサート部材をアルミナイズド処理した後
に、鋳型に据えつけて、該鋳型に溶融した前記鋳ぐるみ
母材の溶湯を注湯してアルミ系鋳物を成形し、次いで、
高温状態の該鋳物を保温炉内に搬入し、該保温炉内にお
いて冷却速度を制御しながら徐冷する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プーリー、ピスト
ン等の軽金属鋳物に鋼材等の異種金属部品のインサート
部材を鋳ぐるみ鋳造するアルミ系鋳物の鋳造方法の改
良、特に、鋳型に溶湯を注湯した後の冷却方法の改良に
関するものである。
ン等の軽金属鋳物に鋼材等の異種金属部品のインサート
部材を鋳ぐるみ鋳造するアルミ系鋳物の鋳造方法の改
良、特に、鋳型に溶湯を注湯した後の冷却方法の改良に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンに付設するクランクプーリーの
製造等においては、軽量化するために本体部分にアルミ
ニウムやアルミニウム合金等の軽金属材料を使用し、Ｖ
ベルトが当接するような摩耗の激しい部分を耐摩耗性に
優れた鉄系金属部材からなるインサート部材（被鋳ぐる
み材）を鋳ぐるんだ鋳物部材が使用されている。この鋳
物は、インサート部材を鋳型内の所定の位置に保持し
て、軽金属材料からなる鋳ぐるみ母材の溶湯を流し込ん
で一体化して鋳造して製作している。
製造等においては、軽量化するために本体部分にアルミ
ニウムやアルミニウム合金等の軽金属材料を使用し、Ｖ
ベルトが当接するような摩耗の激しい部分を耐摩耗性に
優れた鉄系金属部材からなるインサート部材（被鋳ぐる
み材）を鋳ぐるんだ鋳物部材が使用されている。この鋳
物は、インサート部材を鋳型内の所定の位置に保持し
て、軽金属材料からなる鋳ぐるみ母材の溶湯を流し込ん
で一体化して鋳造して製作している。
【０００３】この鋳ぐるみ鋳造の工程を一例を上げて簡
単に説明すると、例えばＳＰＣＣ材のみがき鋼で製作さ
れたインサート部材は、そのまま鋳ぐるんでも軽合金材
料の鋳ぐるみ母材との接合性が悪く、接合面で分離をし
易いため、接合性を改善するための前処理が行われる。
この前処理として、インサート部材にアルカリ脱脂処
理、溶剤脱脂処理、マスキング処理等を行い、更に、こ
の表面処理を施したインサート部材に対してアルミナイ
ズド処理を行う。このアルミナイズド処理により、この
インサート部材の表面にアルミニウムと鉄の化学的結合
層を形成させて、アルミ系鋳物を作る際にアルミ母材に
馴染むようにする。このアルミナイズド処理は、インサ
ート部材を、７３０℃前後に温度管理されている溶融し
たアルミ溶湯内に所定の時間浸漬することにより行う。
単に説明すると、例えばＳＰＣＣ材のみがき鋼で製作さ
れたインサート部材は、そのまま鋳ぐるんでも軽合金材
料の鋳ぐるみ母材との接合性が悪く、接合面で分離をし
易いため、接合性を改善するための前処理が行われる。
この前処理として、インサート部材にアルカリ脱脂処
理、溶剤脱脂処理、マスキング処理等を行い、更に、こ
の表面処理を施したインサート部材に対してアルミナイ
ズド処理を行う。このアルミナイズド処理により、この
インサート部材の表面にアルミニウムと鉄の化学的結合
層を形成させて、アルミ系鋳物を作る際にアルミ母材に
馴染むようにする。このアルミナイズド処理は、インサ
ート部材を、７３０℃前後に温度管理されている溶融し
たアルミ溶湯内に所定の時間浸漬することにより行う。
【０００４】そして、鋳造工程においては、鋳砂からな
る鋳型をガスバーナーで予熱して乾燥させた後、前記の
ようにアルミナイズド処理したインサート部材を鋳型内
に配置し手早く型組みを行う。次いで、この型組みした
鋳型内に７４０℃前後の溶融アルミの溶湯を注入して鋳
物を成形し、その直後型バラシを行って、鋳型から鋳物
製品を取り出して空冷し、鋳ぐるみ鋳造を完了する。
る鋳型をガスバーナーで予熱して乾燥させた後、前記の
ようにアルミナイズド処理したインサート部材を鋳型内
に配置し手早く型組みを行う。次いで、この型組みした
鋳型内に７４０℃前後の溶融アルミの溶湯を注入して鋳
物を成形し、その直後型バラシを行って、鋳型から鋳物
製品を取り出して空冷し、鋳ぐるみ鋳造を完了する。
【０００５】また、一方、異種金属の化学的結合、特に
アルミ系と鉄系の異種金属の場合には、反応してできた
Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物は極めて脆く、接合強度が低い
ことが一般によく知られている。そして、アルミ系と鉄
系の熱膨張率は、２３．９×１０-6／Ｋと１２．２×１
０-6／Ｋというように、大きく異なるために、図２に示
すように、冷却時にはアルミ系部材１の収縮量Ｅ１に対
して鉄系部材２の収縮量Ｅ２が約半分になる。そのた
め、両部材１、２の界面３に収縮方向Ｃに作用する収縮
応力と呼ばれる引張応力σが発生する。この収縮応力σ
は冷却速度が大きい程と大となるので、成形後の鋳物が
急冷されると接合強度の低いＡｌ−Ｆｅ金属間化合物の
界面３の部分から割れや剥離が発生することになる。
アルミ系と鉄系の異種金属の場合には、反応してできた
Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物は極めて脆く、接合強度が低い
ことが一般によく知られている。そして、アルミ系と鉄
系の熱膨張率は、２３．９×１０-6／Ｋと１２．２×１
０-6／Ｋというように、大きく異なるために、図２に示
すように、冷却時にはアルミ系部材１の収縮量Ｅ１に対
して鉄系部材２の収縮量Ｅ２が約半分になる。そのた
め、両部材１、２の界面３に収縮方向Ｃに作用する収縮
応力と呼ばれる引張応力σが発生する。この収縮応力σ
は冷却速度が大きい程と大となるので、成形後の鋳物が
急冷されると接合強度の低いＡｌ−Ｆｅ金属間化合物の
界面３の部分から割れや剥離が発生することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術においては、鋳造後の冷却過程の冷却速度の管理を十
分に行わずに、成形直後、例えば５００℃程度で鋳型を
分割して型バラシして成形後の鋳物を取り出して空冷し
ている。そのため、この冷却過程では１０℃／分以上の
冷却速度で急冷されることになり、この急冷によってア
ルミ系と鉄系の異種金属の界面３の部分から割れや剥離
が発生し、製品不良が発生するという問題がある。
術においては、鋳造後の冷却過程の冷却速度の管理を十
分に行わずに、成形直後、例えば５００℃程度で鋳型を
分割して型バラシして成形後の鋳物を取り出して空冷し
ている。そのため、この冷却過程では１０℃／分以上の
冷却速度で急冷されることになり、この急冷によってア
ルミ系と鉄系の異種金属の界面３の部分から割れや剥離
が発生し、製品不良が発生するという問題がある。
【０００７】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、鉄系金属部材のインサ
ート部材の鋳ぐるみを行うアルミ系鋳物の鋳造方法にお
いて、アルミ浴湯を注湯して成形した後に、保温炉内で
冷却速度を管理しながら冷却して、冷却時に発生する収
縮応力の大きさを低減することにより、収縮割れを防止
して品質良好な鋳物製品を得ることができるアルミ系鋳
物の鋳造方法を提供することにある。
されたものであり、その目的は、鉄系金属部材のインサ
ート部材の鋳ぐるみを行うアルミ系鋳物の鋳造方法にお
いて、アルミ浴湯を注湯して成形した後に、保温炉内で
冷却速度を管理しながら冷却して、冷却時に発生する収
縮応力の大きさを低減することにより、収縮割れを防止
して品質良好な鋳物製品を得ることができるアルミ系鋳
物の鋳造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのアルミ系鋳物の鋳造方法は、アルミ系金属の
鋳ぐるみ母材に鉄系金属のインサート部材を鋳ぐるむア
ルミ系鋳物の鋳造において、前記インサート部材をアル
ミナイズド処理した後に、鋳型に据えつけて、該鋳型に
溶融した前記鋳ぐるみ母材の溶湯を注湯してアルミ系鋳
物を成形し、次いで、高温状態の該鋳物を保温炉内に搬
入し、該保温炉内において冷却速度を制御しながら徐冷
することを特徴とする方法である。
するためのアルミ系鋳物の鋳造方法は、アルミ系金属の
鋳ぐるみ母材に鉄系金属のインサート部材を鋳ぐるむア
ルミ系鋳物の鋳造において、前記インサート部材をアル
ミナイズド処理した後に、鋳型に据えつけて、該鋳型に
溶融した前記鋳ぐるみ母材の溶湯を注湯してアルミ系鋳
物を成形し、次いで、高温状態の該鋳物を保温炉内に搬
入し、該保温炉内において冷却速度を制御しながら徐冷
することを特徴とする方法である。
【０００９】この冷却速度を制御した徐冷は、注湯後、
型バラシをせずに鋳型に入れたまま温度調整可能な保温
炉内で冷却する場合も、また、型バラシして鋳物を鋳型
から取り出して、鋳物のみを保温炉内で冷却する場合も
含む。更に、このアルミ系鋳物の鋳造方法においては、
鋳型への溶融金属の注湯後のアルミ系鋳物の温度の範囲
が５００℃〜１００℃の間を含むようにして冷却速度を
制御する。
型バラシをせずに鋳型に入れたまま温度調整可能な保温
炉内で冷却する場合も、また、型バラシして鋳物を鋳型
から取り出して、鋳物のみを保温炉内で冷却する場合も
含む。更に、このアルミ系鋳物の鋳造方法においては、
鋳型への溶融金属の注湯後のアルミ系鋳物の温度の範囲
が５００℃〜１００℃の間を含むようにして冷却速度を
制御する。
【００１０】また、前記アルミ系鋳物の温度が３００℃
〜１００℃の間の冷却速度を１℃／分〜３℃／分となる
ように制御する。この３００℃〜１００℃の間の冷却速
度の上限を３℃／分とすることにより、アルミ系鋳物に
おける鉄系金属部材とアルミ系鋳ぐるみ母材との界面に
発生する収縮応力が、破壊応力より小さくなり、インサ
ート部材とアルミ系の鋳ぐるみ母材との間に形成される
金属間化合物に発生する収縮割れが抑制される。
〜１００℃の間の冷却速度を１℃／分〜３℃／分となる
ように制御する。この３００℃〜１００℃の間の冷却速
度の上限を３℃／分とすることにより、アルミ系鋳物に
おける鉄系金属部材とアルミ系鋳ぐるみ母材との界面に
発生する収縮応力が、破壊応力より小さくなり、インサ
ート部材とアルミ系の鋳ぐるみ母材との間に形成される
金属間化合物に発生する収縮割れが抑制される。
【００１１】また、収縮割れ防止の面からは冷却速度は
低い方がよいが、冷却時間を長くするのは好ましくない
ので、この下限の冷却速度を１℃／分とすることによ
り、冷却時間の節約と、温度制御の効率化を図ることが
でき、全体的にバランスの取れた効率の良い冷却を行う
ことができる。この冷却速度の制御を鋳物の温度が１０
０℃程度になるまで行うと、鉄系金属部材のインサート
部材を鋳ぐるむアルミ系鋳物の冷却過程における収縮割
れや剥離が防止されて、インサート部材とアルミ系の鋳
ぐるみ母材との間の結合強度が高く維持されるので、接
合界面の品質が良好なものとなり、不良製品の発生量が
少なくなる。
低い方がよいが、冷却時間を長くするのは好ましくない
ので、この下限の冷却速度を１℃／分とすることによ
り、冷却時間の節約と、温度制御の効率化を図ることが
でき、全体的にバランスの取れた効率の良い冷却を行う
ことができる。この冷却速度の制御を鋳物の温度が１０
０℃程度になるまで行うと、鉄系金属部材のインサート
部材を鋳ぐるむアルミ系鋳物の冷却過程における収縮割
れや剥離が防止されて、インサート部材とアルミ系の鋳
ぐるみ母材との間の結合強度が高く維持されるので、接
合界面の品質が良好なものとなり、不良製品の発生量が
少なくなる。
【００１２】この鋳造方法は、砂型鋳造のみではなく、
通常の金型鋳造やダイカスト鋳造等にも使用でき、保温
炉としては温度調整可能な電気炉やその他の燃焼制御可
能な燃焼炉等を使用することができる。
通常の金型鋳造やダイカスト鋳造等にも使用でき、保温
炉としては温度調整可能な電気炉やその他の燃焼制御可
能な燃焼炉等を使用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
る鉄系金属部材のインサート部材を鋳ぐるむアルミ系鋳
物の鋳ぐるみ鋳造方法ついて、エンジンに使用する軽量
化クランクプーリーを例にして説明する。先ず、ＳＰＣ
Ｃなどの鉄系金属部材のインサート部材の前処理を行
う。この前処理は、水酸化ナトリウム等を主成分とする
脱脂液に漬けてインサート部材を浸漬してアルカリ脱脂
を行った後、この脱脂液が残らないように水洗し、更に
アセトン等の脱脂液に浸漬して溶剤脱脂処理を行い、更
に、この脱脂液をふき取り等で除去した後、約１００℃
でインサート部材が酸化しないように乾燥する。
る鉄系金属部材のインサート部材を鋳ぐるむアルミ系鋳
物の鋳ぐるみ鋳造方法ついて、エンジンに使用する軽量
化クランクプーリーを例にして説明する。先ず、ＳＰＣ
Ｃなどの鉄系金属部材のインサート部材の前処理を行
う。この前処理は、水酸化ナトリウム等を主成分とする
脱脂液に漬けてインサート部材を浸漬してアルカリ脱脂
を行った後、この脱脂液が残らないように水洗し、更に
アセトン等の脱脂液に浸漬して溶剤脱脂処理を行い、更
に、この脱脂液をふき取り等で除去した後、約１００℃
でインサート部材が酸化しないように乾燥する。
【００１４】そして、前記の表面処理を施したインサー
ト部材をアルミナイズド処理して、アルミ系鋳物を作る
際にアルミ母材に馴染むように、このインサート部材の
表面にアルミニウムと鉄の化学的結合層を形成させる。
このアルミナイズド処理は、インサート部材を、７３０
℃前後に温度管理されている溶融したアルミ溶湯内に所
定の時間浸漬することによって、反応層の厚さを所定の
厚さに形成し、その後取り出して余剰溶融アルミを除去
することにより行う。
ト部材をアルミナイズド処理して、アルミ系鋳物を作る
際にアルミ母材に馴染むように、このインサート部材の
表面にアルミニウムと鉄の化学的結合層を形成させる。
このアルミナイズド処理は、インサート部材を、７３０
℃前後に温度管理されている溶融したアルミ溶湯内に所
定の時間浸漬することによって、反応層の厚さを所定の
厚さに形成し、その後取り出して余剰溶融アルミを除去
することにより行う。
【００１５】次に、鋳造を行うが、砂型からなる鋳型を
ガスバーナーでに予熱して乾燥させた後、前記のように
アルミナイズド処理したインサート部材を鋳型内に配置
してから型組みを行う。この型組みした鋳型に７４０℃
前後の溶融アルミを注湯して成形する。この鋳型の型組
みの例としてエンジン等に使用される軽量クランクプー
リーの型構成を図３に示す。先ず、下に配置した第１型
材12に、インサート部材である小リング41と大リング42
を挟持した第２型材13ａ、13ｂをダマ14ａで位置決めし
て載せて、更に、中央にジルコンサンド16を表面に塗布
した第３型材15をダマ14ｂ、ダマ14ｃで位置決めして配
置して鋳型を構成する。なお、溶融金属の局所的な冷却
速度をコントロールするために、冷金18を適当に配置す
る。また、溶融金属の押湯位置は矢印Ｘの位置となる。
ガスバーナーでに予熱して乾燥させた後、前記のように
アルミナイズド処理したインサート部材を鋳型内に配置
してから型組みを行う。この型組みした鋳型に７４０℃
前後の溶融アルミを注湯して成形する。この鋳型の型組
みの例としてエンジン等に使用される軽量クランクプー
リーの型構成を図３に示す。先ず、下に配置した第１型
材12に、インサート部材である小リング41と大リング42
を挟持した第２型材13ａ、13ｂをダマ14ａで位置決めし
て載せて、更に、中央にジルコンサンド16を表面に塗布
した第３型材15をダマ14ｂ、ダマ14ｃで位置決めして配
置して鋳型を構成する。なお、溶融金属の局所的な冷却
速度をコントロールするために、冷金18を適当に配置す
る。また、溶融金属の押湯位置は矢印Ｘの位置となる。
【００１６】そして、重力鋳造や低圧鋳造によってアル
ミ系鋳物の鋳造を行う場合には、アルミ浴湯の温度を急
激に低下させないように、注湯前の鋳型をガスバーナー
で２５０℃〜３００℃に予熱する方法が取られる。次
に、冷却工程において、本発明では、高温状態の鋳物の
冷却速度を管理できるように、鋳型を型組みしたままの
鋳物、または、型バラシして取り出した成型後の高温状
態の該鋳物を保温炉である温度制御可能な電気炉内に搬
入する。この保温炉内で冷却速度を制御しながら徐冷す
るが、この徐冷は、予めインサート部材に取り付けた熱
電対等の温度センサーにより鋳物の温度を検出して、フ
ィードバック制御等により保温炉内の温度を調整して、
鋳物の冷却速度を管理しながら徐々に冷却して行う。
ミ系鋳物の鋳造を行う場合には、アルミ浴湯の温度を急
激に低下させないように、注湯前の鋳型をガスバーナー
で２５０℃〜３００℃に予熱する方法が取られる。次
に、冷却工程において、本発明では、高温状態の鋳物の
冷却速度を管理できるように、鋳型を型組みしたままの
鋳物、または、型バラシして取り出した成型後の高温状
態の該鋳物を保温炉である温度制御可能な電気炉内に搬
入する。この保温炉内で冷却速度を制御しながら徐冷す
るが、この徐冷は、予めインサート部材に取り付けた熱
電対等の温度センサーにより鋳物の温度を検出して、フ
ィードバック制御等により保温炉内の温度を調整して、
鋳物の冷却速度を管理しながら徐々に冷却して行う。
【００１７】ここで、溶湯あるいは鋳物の温度が約７４
０℃から約５００℃までについては、放熱量が大きく、
僅か数秒程度で約５００℃になってしまい、冷却速度の
制御が著しく難しいので、特に冷却速度の制御は行わな
い。また、急激に約５００℃になるため、保温炉内に鋳
物を入れる時には５００℃以下になる場合が多い。そし
て、アルミ系鋳物の温度が約５００℃〜約３００℃まで
の冷却過程は、界面剥離が比較的発生しにくい温度範囲
なので、この間の冷却速度を５℃／分程度とする。
０℃から約５００℃までについては、放熱量が大きく、
僅か数秒程度で約５００℃になってしまい、冷却速度の
制御が著しく難しいので、特に冷却速度の制御は行わな
い。また、急激に約５００℃になるため、保温炉内に鋳
物を入れる時には５００℃以下になる場合が多い。そし
て、アルミ系鋳物の温度が約５００℃〜約３００℃まで
の冷却過程は、界面剥離が比較的発生しにくい温度範囲
なので、この間の冷却速度を５℃／分程度とする。
【００１８】また、アルミ系鋳物の温度が約３００℃以
下になると界面剥離が発生し易くなるので、この界面剥
離を防止するために冷却速度を遅くし、図１に示すよう
に、３００℃〜１００℃の間の冷却速度がＡ線の１℃／
分からＢ線の３℃／分の間の範囲Ｚになるように保温炉
内の温度を制御しながら徐々に冷却する。そして、この
アルミ系鋳物の成形後における冷却速度の制御は、界面
剥離の発生がなくなる１００℃以下にアルミ系鋳物の温
度がなるまで行い、その後は保温炉から取り出して空冷
する。
下になると界面剥離が発生し易くなるので、この界面剥
離を防止するために冷却速度を遅くし、図１に示すよう
に、３００℃〜１００℃の間の冷却速度がＡ線の１℃／
分からＢ線の３℃／分の間の範囲Ｚになるように保温炉
内の温度を制御しながら徐々に冷却する。そして、この
アルミ系鋳物の成形後における冷却速度の制御は、界面
剥離の発生がなくなる１００℃以下にアルミ系鋳物の温
度がなるまで行い、その後は保温炉から取り出して空冷
する。
【００１９】この冷却速度の制御においては、下限の冷
却速度を必要以上に小さくすると保持炉の温度を高温に
維持する必要があり、熱効率の面から好ましくなく、ま
た、冷却時間の長時間化によって装置の回転率も悪化す
るので、これらを勘案して、下限の冷却速度１℃／分と
する。また、上限の冷却速度は、アルミ系鋳物における
鉄系金属部材とアルミ系鋳ぐるみ母材との界面に発生す
る収縮応力が界面を破壊する応力、例えば、１ｋｇ／ｍ
ｍ2 よりも小さくなるように３℃／分にする。
却速度を必要以上に小さくすると保持炉の温度を高温に
維持する必要があり、熱効率の面から好ましくなく、ま
た、冷却時間の長時間化によって装置の回転率も悪化す
るので、これらを勘案して、下限の冷却速度１℃／分と
する。また、上限の冷却速度は、アルミ系鋳物における
鉄系金属部材とアルミ系鋳ぐるみ母材との界面に発生す
る収縮応力が界面を破壊する応力、例えば、１ｋｇ／ｍ
ｍ2 よりも小さくなるように３℃／分にする。
【００２０】そして、収縮割れや工程管理や製造の効率
等を総合的に勘案して最も好ましい冷却速度が上記の１
℃／分〜３℃／分となる。また、砂型利用の場合等で鋳
型を型組みしたまま、冷却速度を制御して冷却する場合
には、約３００℃以上の範囲では、予熱された鋳型の温
度（約３００℃）より鋳型内の鋳物の温度が高いので、
鋳物の熱は鋳型を熱伝導して大気に放熱されるので、冷
却速度は大きくなる。
等を総合的に勘案して最も好ましい冷却速度が上記の１
℃／分〜３℃／分となる。また、砂型利用の場合等で鋳
型を型組みしたまま、冷却速度を制御して冷却する場合
には、約３００℃以上の範囲では、予熱された鋳型の温
度（約３００℃）より鋳型内の鋳物の温度が高いので、
鋳物の熱は鋳型を熱伝導して大気に放熱されるので、冷
却速度は大きくなる。
【００２１】そして、約３００℃以下になると鋳型内の
鋳物が約３００℃の鋳型の温度になってからは、鋳物と
鋳型が略同じ温度になり、共に冷却していくので、冷却
速度を小さく制御することが比較的容易にできるように
なる。従って、鋳型を型組みしたまま冷却速度を制御し
て冷却する場合には、鋳型の予熱温度である約３００℃
の温度域が冷却曲線の変曲点となるような別々の冷却速
度で冷却することになる。
鋳物が約３００℃の鋳型の温度になってからは、鋳物と
鋳型が略同じ温度になり、共に冷却していくので、冷却
速度を小さく制御することが比較的容易にできるように
なる。従って、鋳型を型組みしたまま冷却速度を制御し
て冷却する場合には、鋳型の予熱温度である約３００℃
の温度域が冷却曲線の変曲点となるような別々の冷却速
度で冷却することになる。
【００２２】このアルミ系鋳物の鋳造方法の効果を検討
するために、冷却速度を変更して、鉄系金属部材とアル
ミ系鋳ぐるみ母材との剥離を破壊検査（切断研磨観
察）、及び非破壊検査（超音波検査）などで確認した実
験によれば、３００℃〜１００℃の間の冷却速度を１０
℃／分と３℃〜１０℃／分の範囲に制御した場合には剥
離が発生したが、１℃／分〜３℃／分の範囲に制御した
場合は剥離が発生しないという結果が得られている。
するために、冷却速度を変更して、鉄系金属部材とアル
ミ系鋳ぐるみ母材との剥離を破壊検査（切断研磨観
察）、及び非破壊検査（超音波検査）などで確認した実
験によれば、３００℃〜１００℃の間の冷却速度を１０
℃／分と３℃〜１０℃／分の範囲に制御した場合には剥
離が発生したが、１℃／分〜３℃／分の範囲に制御した
場合は剥離が発生しないという結果が得られている。
【００２３】また、５００℃〜３００℃の間の冷却速度
を５℃／分に制御した場合も剥離が発生していない。従
って、以上のように冷却速度を制御する鋳ぐるみ方法に
よれば、溶湯を注湯して成形した後の高温状態のアルミ
系鋳物の冷却を冷却速度を制御しながら徐々に冷却する
ことにより、鋳造後の収縮応力をインサート部材とアル
ミ系鋳ぐるみ母材の界面の強度より小さく抑えることが
でき、両者の間に収縮割れが発生するのを防止すること
ができる。
を５℃／分に制御した場合も剥離が発生していない。従
って、以上のように冷却速度を制御する鋳ぐるみ方法に
よれば、溶湯を注湯して成形した後の高温状態のアルミ
系鋳物の冷却を冷却速度を制御しながら徐々に冷却する
ことにより、鋳造後の収縮応力をインサート部材とアル
ミ系鋳ぐるみ母材の界面の強度より小さく抑えることが
でき、両者の間に収縮割れが発生するのを防止すること
ができる。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明の鋳ぐるみ
方法によれば、注湯後の高温状態の鋳物を電気炉などの
保温炉内で冷却速度を制御しながら徐々に冷却するの
で、冷却時においてインサート部材とアルミ系の鋳ぐる
み母材との間に発生する収縮応力を小さく抑えることが
でき、収縮割れが発生するのを防止することができる。
方法によれば、注湯後の高温状態の鋳物を電気炉などの
保温炉内で冷却速度を制御しながら徐々に冷却するの
で、冷却時においてインサート部材とアルミ系の鋳ぐる
み母材との間に発生する収縮応力を小さく抑えることが
でき、収縮割れが発生するのを防止することができる。
【００２５】従って、インサート部材とアルミ系の鋳ぐ
るみ母材との間の結合強度を高く維持して、接合界面の
品質を良好なものにすることができるので、製品不良の
発生量を低減でき、安価で高強度のアルミ鋳造製品を提
供することができる。
るみ母材との間の結合強度を高く維持して、接合界面の
品質を良好なものにすることができるので、製品不良の
発生量を低減でき、安価で高強度のアルミ鋳造製品を提
供することができる。
【図１】本発明に係るアルミ系鋳物の冷却の状態を示す
図である。
図である。
【図２】鉄系金属部材とアルミ系鋳ぐるみ母材との間の
収縮応力を説明するための部分断面図である。
収縮応力を説明するための部分断面図である。
【図３】鋳ぐるみ鋳造の例を示す型構成の断面図であ
る。
る。
１ 鉄系金属部材 ２ アルミ系鋳ぐる
み母材 ３ 界面（金属間化合物） 12 第１型材 13ａ、13ｂ 第２型材 14ａ、14ｂ、14ｃ
ダマ 15 第３型材 16 ジルコンサンド 18 冷金 41 小リング（インサート部材） 42 大リング（イン
サート部材）
み母材 ３ 界面（金属間化合物） 12 第１型材 13ａ、13ｂ 第２型材 14ａ、14ｂ、14ｃ
ダマ 15 第３型材 16 ジルコンサンド 18 冷金 41 小リング（インサート部材） 42 大リング（イン
サート部材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９２ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９２Ｂ (72)発明者 上野 正巳 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 岩田 憲仁 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 中西 晋一 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 峯 憲一郎 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 西 直美 東京都千代田区外神田３丁目15番１号 リ ョービ株式会社東京本社内 (72)発明者 新田 真 東京都千代田区外神田３丁目15番１号 リ ョービ株式会社東京本社内
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミ系金属の鋳ぐるみ母材に鉄系金属
のインサート部材を鋳ぐるむアルミ系鋳物の鋳造におい
て、前記インサート部材をアルミナイズド処理した後
に、鋳型に据えつけて、該鋳型に溶融した前記鋳ぐるみ
母材の溶湯を注湯してアルミ系鋳物を成形し、次いで、
高温状態の該鋳物を保温炉内に搬入し、該保温炉内にお
いて冷却速度を制御しながら徐冷することを特徴とする
アルミ系鋳物の鋳造方法。 - 【請求項２】 前記冷却速度を制御しながら徐冷するア
ルミ系鋳物の温度の範囲が５００℃〜１００℃の間を含
む請求項１記載のアルミ系鋳物の鋳造方法。 - 【請求項３】 前記アルミ系鋳物の温度が３００℃〜１
００℃の間の冷却速度を１℃／分〜３℃／分とする請求
項１又は２に記載のアルミ系鋳物の鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35476897A JP3769912B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | アルミ系鋳物の鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35476897A JP3769912B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | アルミ系鋳物の鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11179526A true JPH11179526A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3769912B2 JP3769912B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=18439784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35476897A Expired - Fee Related JP3769912B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | アルミ系鋳物の鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3769912B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112570688A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-30 | 中北大学 | 一种固-液成形的钢铜双金属材料热处理方法 |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP35476897A patent/JP3769912B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112570688A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-30 | 中北大学 | 一种固-液成形的钢铜双金属材料热处理方法 |
| CN112570688B (zh) * | 2020-11-11 | 2021-12-31 | 中北大学 | 一种固-液成形的钢铜双金属材料热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3769912B2 (ja) | 2006-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104259438A (zh) | 铜钢双金属铸造改进技术 | |
| US20050103407A1 (en) | Method for producing light-alloy casting | |
| JPS6239212B2 (ja) | ||
| CN108889903A (zh) | 一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法 | |
| JP4396576B2 (ja) | ピストンの製造方法 | |
| US3905415A (en) | Method of casting parts of high melting point metal in molds | |
| US20090205798A1 (en) | Method for producing antifriction layer of a plain bearing | |
| JPH11179526A (ja) | アルミ系鋳物の鋳造方法 | |
| CN107803484B (zh) | 一种耐高温冷铁 | |
| CN114231876B (zh) | 一种二次热浸镀内嵌灰铸铁缸套铝合金缸体及其铸造方法 | |
| US1347481A (en) | Process of making castings | |
| CN108927504A (zh) | 一种铝合金大型发动机机匣零件的铸造工艺 | |
| JPS60184460A (ja) | アルミパイプの鋳ぐるみ方法 | |
| JPS58181464A (ja) | 複合部材のダイカスト方法 | |
| JPS645990B2 (ja) | ||
| KR102588736B1 (ko) | 3D 프린터용 TiAl 베이스 플레이트의 제조 방법 | |
| JP2000158119A (ja) | 複合化用予備成形体並びに複合軽金属部材 | |
| JP2004114159A (ja) | 耐圧・高強度アルミニウム鋳物・シリンダヘッド | |
| JP2000141021A (ja) | 冷却用パイプ鋳包み鋳鉄品およびその製造方法 | |
| RU2096128C1 (ru) | Способ изготовления биметаллического режущего инструмента | |
| JPH11226721A (ja) | ピストンの製造方法 | |
| JP4310716B2 (ja) | 複合軽金属部材の製造方法 | |
| SU1044423A1 (ru) | Способ изготовлени армированных отливок | |
| JPH09192818A (ja) | 鋳ぐるみ品の接合面改質方法とその部材 | |
| JPH02149639A (ja) | 鋳造品の局部軟化方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040322 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040324 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040818 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050208 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050406 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050519 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051004 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20051130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051205 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060117 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20060130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100217 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |