JPS5811760A - 鋳造用アルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋳造用アルミニウム合金に係り、特に、Ａｔ
−Ｃｕ　−Ｍｇ系合金にＭｎ　、　Ｂを添加し、高温度
で長時間溶体化処理する鋳造用アルミニウム合金に関す
るものである。

従来、鋳造用アルミニウム合金の中で、Ａｔ　−Ｃｕ　
−Ｍｇ系合金は、最も高い強度と靭性を有する熱処理型
合金であるが、鋳造性が非常に悪いため、鋳造欠陥とし
て、特に、熱間割れ、収縮巣やミクロポロシティ等が発
生して、本合金が保有する高い強度と靭性を得ることが
できない欠点がある。

特に、砂型鋳造法のような冷却速度の遅い鋳造法では、
鋳造欠陥として、製品の厚肉部に収縮巣やミクロポロシ
ティが発生し、これが原因で強度と靭性が激減する。

また、金型鋳造法では、砂型鋳造法とけ逆に冷却速度が
速いため、収縮巣やミクロポロシティは、発生しにくい
が、溶湯の凝固中に金型によって凝固収縮が妨害される
ので、製品の肉厚が急激に変化する場所に鋳造欠陥とし
て熱間割れが発生する傾向がある。

さらに、Ａｔ　−Ｃｕ　−Ｍｇ系合金は、他の鋳造用ア
ルミニウム合金に比べて、応力腐食割れに非常に弱い欠
点もある。

本発明は、上記のような欠点を解消したもので、鋳造性
と耐応力腐食割れ性に優れ、かつ、安定した高い強度と
靭性を有する鋳造用アルミニウム合金の提供を、その目
的とするものである。

本発明の特徴は、重量％としてＣｕ４．Ｏ〜５．０％、
Ｍｇ　０．３〜０．８％、Ｍｎ　０．３〜１．５％、’
ｒｔｏ、ｉ〜０２％、Ｂ　Ｏ，００１〜０．０１％、不
純物としてＳｉおよびＦｅを０．２％以下、残部Ｕの合
金組成からなり、温度５３０〜５４０Ｕ、時間４０〜４
８時間で溶体化処理された鋳造用アルミニウム合金にあ
る。

以下、本発明の実施例について述べる。

第１表は、本発明以外の鋳造用アルミニウム合金資料４
１〜３と、本発明に係る合金組成を有する鋳造用アルミ
ニウム合金資料Ａ４〜８の熱間割れの比較を示すもので
ある。

即ち、第１表に示す重量％の合金組成の各種アルミニウ
ム合金を黒鉛ルッ？を用いて溶解し、その溶湯を温度７
２０〜７４０’ＣＫ保持し、２００土２０′ＣＫ予熱し
た割れ試験金型（リング試験片）に鋳込んで試験片を採
取し、その熱間割れの測定結果を同表に示した。

第１表 また、第２表は、第１表の合金組成の各種アルミニウム
合金屋１〜８の引張り強さ、伸びおよび硬さを測定する
ため、温度３００±２０℃に予熱したＪＩＳ試験用金型
によって試験片を採取し、溶体化処理後ＪＩＳ試験片に
加工し、この試験片の引張り強さ、伸びおよび硬度の測
定結果を示したものである。この時の溶体化処理条件は
、温度５２０’Ｃで１２時間保持後８゜℃の温水中で冷
却したものである。

第２表 上記第１表の結果より、本実施例に係るＡ４〜８の合金
組成のアルミニウム合金がＡ１〜３のアルミニウム合金
より熱間割れに対して優れていることがわかる。

しかし、第２表に示すように、試験片屋４〜８の引張り
強さは４０＃／−未満、伸びは２゜（％）未満であり、
屋１〜３に比較し変化が少ない。

これは、鋳物欠陥として収縮巣やミクロポロシティが存
在するからである。しかるに、これらの収縮巣やミクロ
ポロシティを除去することは困難であるが、多角形状の
収縮巣やミクロポロシティを球状化すれば、強度と靭性
が相当改善されることが考えられるものであり、球状化
することは可能である。

そこで、溶体化処理によって収縮巣やミクロポロシティ
の球状化を図った。この時の溶体化処理条件は、温度５
３５℃で４８時間保持後、温度８０℃の温水で冷却した
。

第３表は、上記処理を施こした第１表表示の試験片屋１
〜５のアルミニウム合金についての引張り強さ、伸びお
よび硬さの測定結果である。

第３表 上記第３表と第２表の測定結果を比較すると、引張り強
さＩ／ｉ４０却／−以上、伸びは、屋１以外は２０％以
上であることから、強度と靭性が相当改善されているこ
とがわかる。

この理由は、溶体化温度がこれらのアルミニウム合金の
最終凝固温度５４０℃に非常に近く、かつ、溶体化時間
が非常に長いため、原子の拡散が容易であり、収縮巣や
ミクロポロシティの球状化が促進されたものと考えられ
る。

次に、他の実施例について説明する。

車輌の強度部品であるディスクブレーキキャリ・々−は
、従来鉄鋳物であるが、自動車の軽量化に伴って軽量化
を図るため、鉄鋳物からアルミ鋳物へ変わりつつあるが
、ディスクブレーキキャリパ−は、強度部品であること
から一般のアルミニウム合金では、強度と靭性の面で難
しく使用されていない。

そこで、本発明に係るアルミニウム合金を使用してディ
スクブレーキキャリパ−を金型鋳造法で作り、本製品か
ら切出した試験片の強度を測定した。

第１図は、その測定結果を示すものである。

図で、Ａは、第１表に示した４１の合金組成のものであ
り、Ｂは、４５０合金組成のもので、溶体化処理条件を
温度５３５℃で４８時間とした。この図からＢの方がＡ
の方より引張り強さおよび伸び、すなわち、強度と靭性
共に優れてイ いることが明らかである。

また、ｋｔ　−Ｃｕ　−Ｍｇ系合金は、耐応力腐食割れ
に弱いことがわかっている。

第２図は、アルミニウム合金の耐応力腐食割れの測定結
果を示すものである。

図で、曲線Ｃは、第１表の試験片扁１の合金組成で、Ｄ
は、屋５の合金組成であり、溶体化処理条件を温度５３
５℃で４８時間とした。この図から明らかに曲線りの方
が耐応力腐食割れに優れている。

これは、合金元素としてのＭｎが結晶粒界の耐食性の強
化に寄与しているためと考えられるものである。

以上説明したように、Ａｔ−Ｃｕ　−Ｍｇ系合金に重量
％でＭｎ　０．３〜１．５％、　Ｂ　Ｏ，００１〜０．
０１　％を添加することにより熱間割れを除去すること
ができるものである。

また、Ａｔ　−Ｃｕ　−Ｍｇ系合金に重量％でＭｎ　０
．３〜１．５％、Ｂｏ、００１〜０．０１％を添加した
後、温度５３５℃で４８時間の溶体化処理することによ
って、引張り強さ４０却／−以上、伸び２０％以上の強
度と靭性を得ることができるものである。

そして、Ｍｎを重量％０．３〜１．５％添加することに
より、耐応力腐食割れ性が改善されるものである。

以上述べたように、本発明は、総合して、鋳造性と耐応
力腐食割れ性に優れ、かつ、安定した高い強度と靭性を
有する鋳造用アルミニウム合金を所期できるものであっ
て、実用的効果に優れた発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るアルミニウム合金と
従来のアルミニウム合金との引張９強さと伸びの特性曲
線図、第２図は、応力と亀裂発生時間の特性曲線図であ
る。 特許出願人 日　立合　属株式会社 代理人 弁理士　竹　本　松　司 火°〆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％としてＣｕ　４．０〜５．０％、ＭｇＯ１３〜０
   ．８％、Ｍｎ　０．３〜１．５％、Ｔｉ０．１〜０．２
   ％、ＢＯ，００１〜０．０１％、不純物としてＳｉおよ
   びＦｅＯ２％以下、残部ｋｔの合金組成からなり、温度
   ５３０〜５４０℃、時間４０〜４８時間で溶体化処理さ
   れたことを特徴とする鋳造用アルミニウム合金。