JPS6217147A - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は鋳造用アルミニウム合金に関するものである。

詳しくは本発明はＡ　Ｉ　−Ｍ　ｇ　−Ｚ　ｎ系でかつ
ｍ澁性、機械的性質、耐食性、耐応力Ｈ＊性、陽橿酸化
性、機械加工性、及び溶接性の食好な鋳造用合金に関す
るものである。

［従来の技術］ ＡＣ７Ａに代表されるＡ　Ｉ　−Ｍｇ系鋳造用合金は、
Ａｌ−Ｃｕ系やＡｌ−５ｉ系等の合金に比較して優れた
耐食性、耐応力ａ＊性、陽傷酸化性、およびＩｌ械加工
性を有している。

［発明が解決しようとする聞歿点１ しかし、このＡ　Ｉ　−Ｍｇ系合金は　流動性や鋳＠割
れ等の鋳造性が悪いために、一般的に鋳造時の凝Ｉ２ｉ
］茂■の比較的遅い砂を鋳造に用いられ、鋳造速度が比
較的速く、鋳をからの拘束力の大きい金型鋳造にはあま
り用いられていない。　またこのＡｌ−Ｍｇ系合金は非
熱処理で適度の引張強さと伸びを有するが、耐力が低く
強濯を必要とする鋳造部品には適していない。

一方、Ａ　Ｉ−ＭＥ系合金よりも強１の優れた合金とし
てＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金があるが、この合金は原動性
は比較的よいものの　鋳造割れが発生しやすく、また非
熱処理あるいは溶接後に安定したｍ械的性賀を得るには
長日時を要する問題があり、かつ耐応力腐食性、陽極酸
化性も劣るために、鋳造部品としての使用が制限されて
いる。

０１１１１１１！克を解決するだめの手段］本発明の目
的は　ＡＣ７Ａに代表される耐食性、ｉ１応力ｇ！！＊
性、陽極酸化性、機械加工性等に優れたＡｌ−Ｍｇ系合
金を　これらの富囃性賞を維持したままで、非熱処理で
強度と靭性の調和した　優れた機械的性質が短日時に得
られ、かつ長時間溶湯保持使用が可能で、しかも金型１
１１造にも使用可能な流動性、鋳造割れ性に優れたＩＩ
Ｉ造用台用合金供することにある。

そしてこの目的はＭｇ　　２〜６％、Ｚｎ　　１〜５％
、Ｔ　ｔ　　［］、０３〜Ｇ、４％、　　Ｚ　ｒ　　Ｑ
、０３〜０，４％とＭｎ（１，１［ｌ〜１，０％、　　
Ｃｒ　　０．０５〜０．６％のいずれか１種以上とを含
み、かつＴＩとＺｒの合計が０，４％以下であり、残余
は実質的に不純物およびアルミニウムからなる鋳造用合
金により達成される。

また　上述組成にＢｅをＯｏ旧〜０．１％添加すること
で流−力性はより一１向上し、しかもＴｉとＺｒが合計
量て０５％首で添加可能となり、同様にこの目的が連成
される。（本邸１ｉ！中において、％は特記しない限り
重重％を表わす。）以下、本発明についてさらに詳細に
説明する。

本発明の合金において　Ｍｇは１１％的性賀の向上に寄
与するが、その含有量は２〜６％好ましくは３．０〜５
５％であることが必要である。

Ｍｇがこれよりも少ないと機械的強度が小さく、またＭ
ｇがこれよりも多いと伸びか小さくなり、さらに流動性
、鋳造割れ性、耐応力腐食性、溶接性も低下する。

Ｚｎは機械的性質に寄与し、その含有量は１〜５％好ま
しくは２．０〜４０％であることが必要である。Ｚｎが
これよりも少ないと機械的強度が小さく、またこれよリ
ラすぎると室温時効時間を長引かせ、また伸びが小さく
なり　＊潰割れが発生しやす（、かつ耐食性、陽極酸化
性、耐応力腐食性を劣化させる。

Ｍｎ、Ｃｒは機械的性質、ｍ＊性、耐食性、耐応力腐食
性等の向上に寄与する。Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｃｒ０
．０５〜０．６％のうちいずれか１１１以上を選択し得
るが、　Ｍｎ　　０．２〜０．８％、Ｃｒ　　０．１〜
０．５％の範囲にあることがより好ましい。

Ｔ１８および２「は凝ｌ１ｉｌ収幅時の応力を分散しＩ
Ｉ潰割れ性及び溶接性を向上するとともに、組綴の微細
化により機械的性質、耐食性、耐応力Ｈ＊性、陽極酸化
性を改善する。　Ｍｎ　０．１％、Ｃｒ００５％未満で
はそれらの効果がな（、Ｍｎ＋、口％、Ｃｒ０．６％を
越えると金属間化合物を晶出しそれらの効果を′Ｘ退す
る。　Ｔｉ、Ｚｒとも各０．０３〜０．４％好ましくは
００５〜０．３％の範囲から２１１を組み合わせて使用
するが、ＴｉとＺ「の合計は浴湯の長時間使用、ｍ温時
の流■力性、及び粗大な金ｒｌ１Ｍ化合物（ＡＩ−ＴＩ
−Ｚｒ系化ＱｖＡ）　形１ｆｆｌ：Ｊ、　ル’ＲＫ的性
賀への悪影響を防ぐ意味で０４％好ましくは０．３％以
下に抑える必要がある。

Ｂｅは０．００１〜０．１％好ましくは口６１勺０．０
８％の添加により酸化防止のみならず、原動性及び伸び
の向上に役立つ。まｋＢｅの添加は粗大な金属間化合物
の晶出を阻止するＴ１とＺｒの合計の上限量を０．５％
に引き上げる効果を有するが、０．１％以上の添加では
それ以上の効果は期待できない。

なお合金’Ｉ１１時に不可避的に混入してくる不純物（
主にＦｅとＳｉ）については特に規定しないが、ＩＫ的
性貢を損なわないためにＦ　ｅ　　０．２０％以下、Ｓ
Ｉ　０．２０％以下に抑えるのが望ましい。

［実施例］ 次に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明
はその要旨を越えない限り　以下の実施例によって限定
されるものではない。

実施例１ 表１．に示す組成の８１！アルミニウム合金を！ｆＱ　
ルツボを用いて溶角ｆｉｔ、、７６０°Ｃで脱ガス、脱
ｉ宰ｆｆ１ｆｌＬ、り後、１０ＡＩｆ　７０５°Ｃ’ｔ
’２５’Ｃ１７）ｌｌｌ鉄製リング（鋳型部内径８０ｍ
ｍφ、外径１０口ｍｍφ、高さ２Ｑｍｍφ）の中にｖ４
込んでｉｓ造割れ長さを測定し、かつ同−鋳ｉｔｉ温度
で２５０°ＣのＡ巻舎鋳を（Ａ中　１０ｍｍ、溝深さ８
ｍｌ１１）の中に鋳込んでｉ］ｌＩ］長さを測定した。

８戒分につきＩＩ造割れ長さは５ケ、清ＩＪｌ長さは１
０ケずつ測定し、その平均を求めた。

また表１　　の８ｆｌ溶湯を　１ｍａｆｆ　７４０°Ｃ
でＪＩＳ舟金型（温度１５０°Ｃ）にＩＩ込み、その断
面のミツ口線巖を親察し、粗大晶出物の有無を調量した
。

これらの試ＩＩ！果を表２．に示す。

表１．および表２．かられかるように、比較合金Ａ　（
ＡＣ７Ａ）は流動性が悪＜、ＩＩｌ造割れも発生しやす
い。また比較合金Ｂ　（Ａ　Ｉ−Ｚ　ｎ’−Ｍｇ合金）
及びＣは原−力性は良いものの、鋳造割れが発生しゃす
くなりている。

これに対し、発明合金Ｖ、Ｗ、ＸはＩＩ造割れも少なく
、流動長も比較合金Ｂと同程夏の良い結果となフている
。

また比較合金りはｖ４＊割れは皆無であるが、ＩＭ肋性
が悪く　かつ粗大な晶出物もみられる。一方、比較合金
り相当にＢｅを添加した発明合金Ｙ、ｚはｗ４造割れも
ほとんどなく、かつ流動性が飛躍的に向上し、粗大晶出
物も観察されない。

２乏−二一一− Ｘ＋）不純物：Ｃｕ≦０．０１％、ＮＩ≦０．０１％実
施例２ ７６０°Ｃで脱ガス、脱５寧処理した表３．に示す組成
の合金を用いて、＊進ａｉ　７４０°Ｃ１，：４ＪＩＳ
舟金！Ｓ！！（１１１１５０°Ｃ）に鋳込み、その中央
部より切断片を採取し、経時的にブリネル硬さを測定し
た。また同舟金型から作成したＪＩＳ４号引張試鮪片に
より、８成分とも時効完了した１１１３０日後に引張試
験を行りた。

試Ｕ詰果を表４．に示す。

発明合金Ｗ、Ｙは比較合金Ｂに比し室温時効完了が短日
時であり、かつ伸びに優れ、また比較合金Ａに比し引張
強さ、０．２％耐力、ブリネル硬さに優れていることが
明らかである。

さらｌ：１３．の合金を用イテ、＃　Ｉｆ　ａ　ｆｆ　
　７４０’　Ｃｉ、：　テ板状金型（内寸２００ＩＩ１
ｍ　Ｘ　ｌ００ｍ５　Ｘ　１０ｍｍ’　。

ｉａｉ　ｐ１１５０°Ｃ）に鏑込み、それから作成した
板伏試壊片にて塩水０！霧、Ｍ楊酸化、及び溶接試験を
行りな。また前述のＪＩＳ舟金をより採取した試験片に
て応力腐食試験を行フた。なお８試験とも鋳造３０日以
降の試料を供試した。

試験結果を表５．に示す。

塩水０！霧試験は５％ＮａＣ，ｌ浴液を用い゛、温度３
５±１°Ｃ，Ｏ１霧鳳１２〜１．６ｃｃ／ｈｒで表面を
ｍ槻加工した試料に４８ｈｒ喰頷した。

その結果、比較合金Ｂは孔食を発生し　重ｔＸも菖しい
が、本発明合金Ｗ、Ｙは比較合金Ａと同様はとんど腐食
がｌｔず、耐食性の良好なことを示した。

また応力窟＊試験は３．５％ＮａＣｌ溶液を３０〜３５
°Ｃに保ち　約１０え／ｍｉｎの還賀て溶液を循環しな
がら、８合金の０．２％耐力の７５％に相当する荷重を
試験片に引張応力で負荷する方法で行った。比較合金Ｂ
は１０日で破断したが、発明合金Ｗ、Ｙは比較合金Ａと
同（藁　２１日た）ても割れは発生しなかりな。

陽橿酸化試験は鋳肌のままの試料で　１０％ＮａＯＨ溶
液で６０°Ｃ，ｌ口秒間アルカリエツチングをした後、
リン酸−硝酸溶液で　１１０゛Ｃ１３０秒闇　化学研摩
を行い、１５％硫酸７１Ｊ中で２４°Ｃ，１，５Ａ／ｄ
ｍ２の電清密度で３０分間ｗＡ橿酸化を行りた。比較合
金Ｂは膜厚６μと薄く、また黄色みを答びたが、本発明
合金Ｗ、Ｙは比較合金Ａと同様膜厚１０μで興しい銀白
色を呈し、Ａ　Ｉ　−Ｍｇ合金と同等の性能と判断され
た。

ｚｔＩ試験は板状試料の２００ｍｍ部を開先加工し、溶
加棒Ａ５３５６ＷＹ−Ｌ６ｍｍφ材を用い、ＭＩＧＷｆ
１１ｆ１件・電流３００Ａ、電圧３０Ｖ、　１４５Ａ　
ＩＩＦ　３５０ｍｍ部ｍ１ｎ）にて突合せ溶接を行い、
溶接部をＸ線透過観察した。比較合金Ａ、Ｂは母材部の
組謹が粗（溶接部にブローホールが発生したのに対し、
発明合金Ｗ、Ｙは母１オ部のｗｉＡｓが均−微細て溶接
部の欠陥は認められなか）た。

−正二三一一一 寡１）不純物・　Ｃｕ≦０．０１％、Ｎｉ　　５０．０
１％２正」１−ｍ− Δ：やＪＰ％　　　　　　Ｘ：力 ［発明の効果１ 不発８Ｊｌに係る鋳造用合金はＡ　Ｉ　−Ｍｇ系合金の
良好な二も性質を維持したままで、ＩＩＩ造性、ｍ械的
性賀、２接性が改良されているので、最近　脚光をあび
ている二輪重体部品、自動車用ホイール、海洋１ｍ！１
１部品、電気通信機器部品などの耐食性、耐応力腐食性
、ｖＡ極醋酸化性ｍ成約性質、並びに溶接性等の要求さ
れる物品の鋳造に好適である。

なお本発明合金を熱処理して用いれば、より一層機械的
性質が向上し、用途の拡大が期待される。

出　　　願　　　人 費化軽金属工業株式会社 代　　理　　人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇ２〜６％、Ｚｎ１〜５％、　Ｔｉ０．０３〜
   ０．４％、Ｚｒ０．０３〜０．４％と、Ｍｎ０．１０〜
   １．０％、Ｃｒ０．０５〜０．６％のいずれか１種以上
   とを含み、かつＴｉとＺｒの合計が０．４％以下で、残
   部Ａｌおよび同伴する不純物からなることを特徴とする
   鋳造用アルミニウム合金。
2. （２）Ｍｇ２〜６％、Ｚｎ１〜５％、Ｔｉ０．０３〜０
   ．４％、Ｚｒ０．０３〜０．４％、Ｂｅ０．００１〜０
   ．１％と、Ｍｎ０．１０〜１．０％、Ｃｒ０．０５〜０
   ．６％のいずれか１種以上とを含みかつＴｉとＺｒの合
   計が０．５％以下で、残部Ａｌおよび同伴する不純物か
   らなることを特徴とする鋳造用アルミニウム合金。