JPS621840A - 過共晶アルミニウム・珪素鋳造合金 - Google Patents
過共晶アルミニウム・珪素鋳造合金Info
- Publication number
- JPS621840A JPS621840A JP61086935A JP8693586A JPS621840A JP S621840 A JPS621840 A JP S621840A JP 61086935 A JP61086935 A JP 61086935A JP 8693586 A JP8693586 A JP 8693586A JP S621840 A JPS621840 A JP S621840A
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- Japan
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- alloy
- silicon
- component
- aluminum
- weight
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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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
従来、アルミニウム合金は、その軽量さの故に、内燃機
関のエンジンブロックに使用されていた。シリンダボア
に必要な耐摩耗性を与えるために、シリンダボアにクロ
ムメッキを施したり、あるいは、シリンダボアに鉄ライ
ナを鋳込んだりするのが普通であった。シリンダボアを
均一にメッキするのは難しく、メッキ作業は費用のかか
る作業である。鋳込み鉄ライナを使用した場合には、エ
ンジンブロックの全コストが増大すると共にエンジン重
量も増大する。
関のエンジンブロックに使用されていた。シリンダボア
に必要な耐摩耗性を与えるために、シリンダボアにクロ
ムメッキを施したり、あるいは、シリンダボアに鉄ライ
ナを鋳込んだりするのが普通であった。シリンダボアを
均一にメッキするのは難しく、メッキ作業は費用のかか
る作業である。鋳込み鉄ライナを使用した場合には、エ
ンジンブロックの全コストが増大すると共にエンジン重
量も増大する。
１７〜１９重量％の珪素を含有する過共晶アルミニウム
・珪素合金は主相をなす析出珪素結晶のおかげで良好な
耐摩耗性を持っている。この耐摩耗性の故に、シリンダ
ボアをメッキしたり、ライナを鋳込んだりする必要性を
排除すべくエンジンブロックのための鋳造合金として過
共晶アルミニウム・珪素合金を利用する試みがなされて
きた。
・珪素合金は主相をなす析出珪素結晶のおかげで良好な
耐摩耗性を持っている。この耐摩耗性の故に、シリンダ
ボアをメッキしたり、ライナを鋳込んだりする必要性を
排除すべくエンジンブロックのための鋳造合金として過
共晶アルミニウム・珪素合金を利用する試みがなされて
きた。
アルミニウム・珪素・銅合金の珪素成分が１７〜１９％
の範囲まで増加すると、三元素合金の鋳造性に悪影響が
ることがわかっている。たとえば、１６〜１８％の珪素
、０．６〜１．１％の鉄、４．０〜５．０％の銅、０．
１％のマンガン、０．４５〜０．６５％のマグネシウム
、残りアルミニウムを含有する普通の過共晶アルミニウ
ム・珪素・銅合金は良好な耐摩耗性を持つと共に共晶温
度で望ましい低分別固形物を有し、良好な流動性を示す
。しかしながら、この合金は２５０度付近の広い凝固温
度範囲を有し、その鋳造性が著しく低い。さらに、この
合金はかなりの量の銅を含有しているので塩水環境にお
いて耐腐蝕性が低く、舶用エンジンには使えない。
の範囲まで増加すると、三元素合金の鋳造性に悪影響が
ることがわかっている。たとえば、１６〜１８％の珪素
、０．６〜１．１％の鉄、４．０〜５．０％の銅、０．
１％のマンガン、０．４５〜０．６５％のマグネシウム
、残りアルミニウムを含有する普通の過共晶アルミニウ
ム・珪素・銅合金は良好な耐摩耗性を持つと共に共晶温
度で望ましい低分別固形物を有し、良好な流動性を示す
。しかしながら、この合金は２５０度付近の広い凝固温
度範囲を有し、その鋳造性が著しく低い。さらに、この
合金はかなりの量の銅を含有しているので塩水環境にお
いて耐腐蝕性が低く、舶用エンジンには使えない。
別の普通に用いられている過共晶アルミニウム・珪素合
金は１９％の珪素、０．６％の銅、１％のマグネシウム
、０．４％のマンガン、残りアルミニウムの公称組成を
有する。ここでも、この合金はその析出珪素結晶の故に
良好な耐摩耗性を示すが、塩水環境では耐腐蝕性が比較
的低い。
金は１９％の珪素、０．６％の銅、１％のマグネシウム
、０．４％のマンガン、残りアルミニウムの公称組成を
有する。ここでも、この合金はその析出珪素結晶の故に
良好な耐摩耗性を示すが、塩水環境では耐腐蝕性が比較
的低い。
発明の概要
本発明は舶用エンジンのエンジンブロックを鋳造するの
に使用できる改良した過共晶アルミニウム・珪素鋳造合
金に向けたものである。
に使用できる改良した過共晶アルミニウム・珪素鋳造合
金に向けたものである。
本発明の合金は１６〜１９重量％の珪素と、０．４〜０
．７重量％のマグネシウムと、１．４重量％までの鉄と
、０．３重量％までのマンガンと、０．３７重量％まで
の銅と、残りアルミニウムとを含有する。銅成分はでき
るだけ低く保ち、０．３７％以下とするのが好ましい。
．７重量％のマグネシウムと、１．４重量％までの鉄と
、０．３重量％までのマンガンと、０．３７重量％まで
の銅と、残りアルミニウムとを含有する。銅成分はでき
るだけ低く保ち、０．３７％以下とするのが好ましい。
析出珪素結晶の故に、この合金は優れた耐摩耗性を有す
る。
る。
銅成分が最低限に抑えられるので、合金の塩水に対する
耐腐蝕性は大きく改善され、船用エンジンの鋳造ブロッ
クとして特に有用である。
耐腐蝕性は大きく改善され、船用エンジンの鋳造ブロッ
クとして特に有用である。
銅成分を抑えることによって、三元素アルミニウム・珪
素・銅共晶が回避され、まったく予期しないことであっ
たか、１５０Ｆ以下、好ましくはＺｏｏ）ｌ”以下の比
較的狭い凝固範囲を得ることができる。これらの特性は
三元素過共晶アルミニウム・珪素合金の鋳造性をかなり
改善する。
素・銅共晶が回避され、まったく予期しないことであっ
たか、１５０Ｆ以下、好ましくはＺｏｏ）ｌ”以下の比
較的狭い凝固範囲を得ることができる。これらの特性は
三元素過共晶アルミニウム・珪素合金の鋳造性をかなり
改善する。
他の目的、利点は以下の説明から明らかとなろう。
好ましい一施例の説明
本発明の過共晶アルミニウム・珪素鋳造合金は重量パー
セントで次の概略組成を有する。
セントで次の概略組成を有する。
珪素 １６〜１９％マグネシウム
０．４〜０．７％鉄
１．４％までマンガン ０．
３％まで銅 ０．３７％まで
アルミニウム 残部 マグネシウムは合金を強化するように作用し、鉄および
マンガンは合金高度を高め、その熱膨張率を低め、その
機械加工性を高め、高温で機械的特性を維持するのを助
け、ダイキャスト用途での耐はんだ性を高める傾向があ
る。
０．４〜０．７％鉄
１．４％までマンガン ０．
３％まで銅 ０．３７％まで
アルミニウム 残部 マグネシウムは合金を強化するように作用し、鉄および
マンガンは合金高度を高め、その熱膨張率を低め、その
機械加工性を高め、高温で機械的特性を維持するのを助
け、ダイキャスト用途での耐はんだ性を高める傾向があ
る。
銅成分は０．３７％以下に保たれ、好ましくは最低限に
保たれる。銅濃度をかなり抑えることによって、塩水環
境に対する合金の耐腐蝕性がかなり改善され、強度、耐
摩耗性および耐腐蝕性を必要とする船用エンジンのエン
ジンブロックその他の部品として特に有用な合金となる
。この合金は５％の塩化ナトリウム溶液に２００時間さ
らしたときに１％未満の重量損失がある。
保たれる。銅濃度をかなり抑えることによって、塩水環
境に対する合金の耐腐蝕性がかなり改善され、強度、耐
摩耗性および耐腐蝕性を必要とする船用エンジンのエン
ジンブロックその他の部品として特に有用な合金となる
。この合金は５％の塩化ナトリウム溶液に２００時間さ
らしたときに１％未満の重量損失がある。
この合金は少量、それぞれ０．２％までの残留硬化性元
素、たとえば、ニッケル、クロム、亜鉛またはチタンも
含有してもよい。
素、たとえば、ニッケル、クロム、亜鉛またはチタンも
含有してもよい。
この合金は耐摩耗性に優れ、上述の珪素成分で流動性に
も優れている。
も優れている。
銅成分か最小限に抑えられているので、アルミニウム・
珪素・銅共晶はそれ相応に排除され、その結果、合金の
凝固範囲は比較的狭く、１５０Ｆ未満、好ましくは１０
０Ｆ以下である。
珪素・銅共晶はそれ相応に排除され、その結果、合金の
凝固範囲は比較的狭く、１５０Ｆ未満、好ましくは１０
０Ｆ以下である。
良好な流動性および狭い凝固範囲のこれらの特性は公知
の過共品三元素アルミニウム・珪素鋳造合金よりも鋳造
性で改善された合金を与える。
の過共品三元素アルミニウム・珪素鋳造合金よりも鋳造
性で改善された合金を与える。
さらに、本発明の合金は２０，０００〜３５゜ＱＯＯｐ
ｓ ｉの極限引張強さと、１５，０００〜３０．０００
ｐｓｉの降伏強さと、０〜２％の伸び率パーセントとを
有する。
ｓ ｉの極限引張強さと、１５，０００〜３０．０００
ｐｓｉの降伏強さと、０〜２％の伸び率パーセントとを
有する。
溶液からの冷却時、珪素は比較的大きい結晶を析出させ
る。しかしながら、金属中子を使用してブロックを鋳造
する際、金属中子への急速な熱の放散のために珪素結晶
がほとんどない各シリンダボアを境する領域が生じる。
る。しかしながら、金属中子を使用してブロックを鋳造
する際、金属中子への急速な熱の放散のために珪素結晶
がほとんどない各シリンダボアを境する領域が生じる。
通常のゆっくりした冷却では、この領域は約０．０２イ
ンチの厚さを有し、一方、急速な冷却条件下ではこの領
域の厚さは０．０５インチまでとなる。珪素結晶が欠如
しているがために、この領域の耐摩耗性は低くなる。従
来は、シリンダボア表面に珪素結晶が露出するようにか
なりの機械加工を行なってこの珪素結晶欠如領域を除い
ているのが普通であった。
ンチの厚さを有し、一方、急速な冷却条件下ではこの領
域の厚さは０．０５インチまでとなる。珪素結晶が欠如
しているがために、この領域の耐摩耗性は低くなる。従
来は、シリンダボア表面に珪素結晶が露出するようにか
なりの機械加工を行なってこの珪素結晶欠如領域を除い
ているのが普通であった。
しかしながら、本発明の合金でエンジンブロックを鋳造
した場合、乾燥砂または塩の中子を資料することによっ
て珪素結晶欠如領域がなくなることがわかった。このよ
うな中子は溶融合金からの熱の伝達を遅らせ、比較的ゆ
っくりした速度で鋳造物を冷却させるのである。この場
合、珪素結晶はシリンダボアの表面に広がり、激しい機
械加工が不要となり、エンジンブロックの製造コストを
かなり減じる。
した場合、乾燥砂または塩の中子を資料することによっ
て珪素結晶欠如領域がなくなることがわかった。このよ
うな中子は溶融合金からの熱の伝達を遅らせ、比較的ゆ
っくりした速度で鋳造物を冷却させるのである。この場
合、珪素結晶はシリンダボアの表面に広がり、激しい機
械加工が不要となり、エンジンブロックの製造コストを
かなり減じる。
以下に、本発明の合金の特殊な実施例をその機械特性と
共に示す。
共に示す。
１ム亘」
合金組ｒＲ，＜重量％）
珪素 １６．９０鉄
０ 、９２銅
０．１４
マンガン ０．１２マグネシウム
０．４１アルミニウム
８１．５１凝固範囲 ７９
Ｆ極限引張強さ ３１，１５７ρｓｉ降伏強さ
３１，１５７ｐｓｉ伸び率パーセント
０ 実施例■ 合金組成（重量％）
０ 、９２銅
０．１４
マンガン ０．１２マグネシウム
０．４１アルミニウム
８１．５１凝固範囲 ７９
Ｆ極限引張強さ ３１，１５７ρｓｉ降伏強さ
３１，１５７ｐｓｉ伸び率パーセント
０ 実施例■ 合金組成（重量％）
Claims (7)
- （１）、内燃機関用の構成部品であって、過共晶アルミ
ニウム・珪素合金からなる鋳造物を含み、この合金が、
本質的に、１６〜１９重量％の珪素と、０．４〜０．７
重量％のマグネシウムと、１．４重量％までの鉄と、０
．３重量％までのマンガンと、０．３７重量％までの銅
と、残りアルミニウムとからなり、この合金が優れた流
動性と１５０°Ｆ未満の凝固範囲とを有することを特徴
とする構成部品。 - （２）、特許請求の範囲第１項記載の構成部品において
、５％の塩化ナトリウム溶液に周囲温度で２００時間さ
らしたときに１．０％未満の重量損失があることを特徴
とする構成部品。 - （３）、特許請求の範囲第１項記載の構成部品において
、前記鋳造物が少なくとも１つのシリンダボアを有する
エンジンブロックであることを特徴とする構成部品。 - （４）、特許請求の範囲第３項記載の構成部品において
、前記ブロックが、鋳造時に、前記シリンダボアの各々
を境する領域を含めてブロック全体に均一に分布する析
出珪素結晶を含有していることを特徴とする構成部品。 - （５）、特許請求の範囲第１項記載の構成部品において
、前記合金が２０，０００〜３５，０００ｐｓｉの極限
引張強さと、１５，０００〜３０，０００ｐｓｉの降伏
強さと、０〜２％の伸び率パーセントとを有することを
特徴とする構成部品。 - （６）、エンジンブロックを鋳造する方法であって、鋳
造エンジンブロックにシリンダボアを形成するように構
成、配置した複数の非金属中子を有する鋳型を形成する
段階と、本質的に１６〜１９重量％の珪素と、０．４〜
０．７重量％のマグネシウムと、１．４重量％までの鉄
と、０．３重量％までのマンガンと、０．３７重量％ま
での銅と、残りアルミニウムからなり、１５０°Ｆ未満
の凝固範囲を有する過共晶アルミニウム・珪素合金を作
る段階と、この合金を鋳型に注入して前記中子と接触さ
せる段階と、鋳造合金を冷却して全体にほぼ均一に分布
する析出珪素結晶を有する凝固した鋳造エンジンブロッ
クを作る段階とを包含することを特徴とする方法。 - （７）、特許請求の範囲第６項記載の方法において、前
記合金が、周囲温度で２００時間５％の塩化ナトリウム
溶液にさらされたときに１％未満の重量損失があること
を特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US723058 | 1985-04-15 | ||
| US06/723,058 US4603665A (en) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | Hypereutectic aluminum-silicon casting alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621840A true JPS621840A (ja) | 1987-01-07 |
| JPS6314057B2 JPS6314057B2 (ja) | 1988-03-29 |
Family
ID=24904655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61086935A Granted JPS621840A (ja) | 1985-04-15 | 1986-04-15 | 過共晶アルミニウム・珪素鋳造合金 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4603665A (ja) |
| JP (1) | JPS621840A (ja) |
| AU (1) | AU564449B2 (ja) |
| CA (1) | CA1270382A (ja) |
| DE (1) | DE3612675C3 (ja) |
| GB (1) | GB2173817B (ja) |
| SE (1) | SE501750C2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03501229A (ja) * | 1987-09-08 | 1991-03-22 | ブランズウイック、コーポレーション | 過共晶アルミニウムケイ素合金を利用した蒸発性フォーム鋳造システム |
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| US4969428A (en) * | 1989-04-14 | 1990-11-13 | Brunswick Corporation | Hypereutectic aluminum silicon alloy |
| US5234514A (en) * | 1991-05-20 | 1993-08-10 | Brunswick Corporation | Hypereutectic aluminum-silicon alloy having refined primary silicon and a modified eutectic |
| US5165464A (en) * | 1991-09-27 | 1992-11-24 | Brunswick Corporation | Method of casting hypereutectic aluminum-silicon alloys using a salt core |
| US5129378A (en) * | 1991-09-27 | 1992-07-14 | Brunswick Corporation | Two-cycle marine engine having aluminum-silicon alloy block and iron plated pistons |
| DE4212716A1 (de) * | 1992-04-16 | 1993-10-21 | Ks Aluminium Technologie Ag | Verfahren zur Herstellung von Zylindern oder Zylinderblöcken |
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| US6332906B1 (en) | 1998-03-24 | 2001-12-25 | California Consolidated Technology, Inc. | Aluminum-silicon alloy formed from a metal powder |
| US5965829A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-12 | Reynolds Metals Company | Radiation absorbing refractory composition |
| DE10220656A1 (de) * | 2002-05-08 | 2003-11-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Verbesserung der Gießeigenschaften einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung |
| KR100632458B1 (ko) | 2004-04-30 | 2006-10-11 | 아이치 세이코우 가부시키가이샤 | 가속도 센서 |
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| US10370742B2 (en) | 2013-03-14 | 2019-08-06 | Brunswick Corporation | Hypereutectic aluminum-silicon cast alloys having unique microstructure |
| US9650699B1 (en) | 2013-03-14 | 2017-05-16 | Brunswick Corporation | Nickel containing hypereutectic aluminum-silicon sand cast alloys |
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| GB537512A (en) * | 1938-12-23 | 1941-06-25 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements relating to the heat treatment of aluminium base alloys |
| GB563994A (en) * | 1941-12-01 | 1944-09-08 | Nat Smelting Co | Improvements in or relating to aluminium base alloys |
| GB616413A (en) * | 1946-09-05 | 1949-01-20 | Rupert Martin Bradbury | An improved aluminium base alloy |
| JPS5134367B2 (ja) * | 1971-08-28 | 1976-09-25 | ||
| GB1396216A (en) * | 1972-05-04 | 1975-06-04 | Metal Leve Sa | Surface hardening of aluminum alloys |
| CA1017601A (en) * | 1973-04-16 | 1977-09-20 | Comalco Aluminium (Bell Bay) Limited | Aluminium alloys for internal combustion engines |
| US4139400A (en) * | 1974-06-27 | 1979-02-13 | Comalco Aluminium (Bell Bay) Limited | Superplastic aluminium base alloys |
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| CA1239811A (en) * | 1983-09-07 | 1988-08-02 | Showa Aluminum Kabushiki Kaisha | Extruded aluminum alloys having improved wear resistance and process for preparing same |
-
1985
- 1985-04-15 US US06/723,058 patent/US4603665A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-04-08 GB GB08608550A patent/GB2173817B/en not_active Expired
- 1986-04-11 SE SE8601635A patent/SE501750C2/sv not_active IP Right Cessation
- 1986-04-14 AU AU56081/86A patent/AU564449B2/en not_active Ceased
- 1986-04-14 CA CA000506602A patent/CA1270382A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-15 DE DE3612675A patent/DE3612675C3/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-15 JP JP61086935A patent/JPS621840A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE3612675C3 (de) | 1996-04-25 |
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| CA1270382A (en) | 1990-06-19 |
| GB2173817A (en) | 1986-10-22 |
| DE3612675A1 (de) | 1986-10-16 |
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| GB2173817B (en) | 1988-12-21 |
| SE8601635D0 (sv) | 1986-04-11 |
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