JPS6356345A - 鋳ぐるみ方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はアルミニウム合金、ＦＲＭ、鉄鋼、Ｔｉ合金、
Ｎ１合金、Ｃｏ合金等をアルミニウム合金に鋳ぐるむ方
法に関する。

（従来の技術） アルミ合金鋳物は、軽量で、ダイカスト鋳造、溶湯鍛造
法、低圧鋳造法等、高生産性という大きなメリットを有
している反面、強度、耐摩耗性等が鉄系鋳物よシ劣るた
め、その適用には限界がある。

このため、その必要部分に鉄系材料等の高強度材料を鋳
ぐるむことか行なわれているが、単純に鋳ぐるんだ場合
、例えば鉄系材料をアルミニウム合金で鋳ぐるんだ場合
には鉄−アルミニウム合金の境界に未溶着部分が残る。

ところが、境界面が未溶着のため鋳ぐるみ製品の強度が
十分でなかった。

そこで、上記未溶着部分をなくし鉄−アルミニウムを拡
散接合する方法としてアルフィン処理があるが、その処
理操作に手間がかかり、コスト高と共に重量増加を伴う
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的
とするところは、アルフィン処理の欠点をなくシ、被鋳
ぐるみ材とアルミニウムまたはアルミニウム合金とが強
固に溶着し、強度が十分な鋳ぐるみ製品を得ることがで
きるとともに、製造が容易表部ぐるみ方法を提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段および作用）本発明はア
ルミニウム合金、ＦＲＭ、鉄鋼、Ｔ１合金、Ｎ１合金、
Ｃｏ合金等の被鋳ぐるみ材に水洗、脱脂、酸洗い、乾燥
等の前処理を行ない、次に被鋳ぐるみ材をめっき溶液に
浸漬し、同めっき液中に被鋳ぐるみ材に近接して設けた
振動板を振動させつつ被鋳ぐるみ材にめっきをする。つ
づいて、この被鋳ぐるみ材をアルミニウム合金よシなる
鋳ぐるみ材により鋳ぐるむものである。

そして、被鋳ぐるみ材の表面の酸化物を除去し均一なめ
っき層を形成する。このめっき層を介してアルミニウム
合金よりなる鋳ぐるみ材で被鋳ぐるみ材を鋳ぐるむこと
により鋳ぐるみ材と被鋳ぐるみ材とが完全に溶着し、両
者が拡散接合するものである。

本発明方法によれば鉄系被鋳ぐるみ材をアルミはんだ溶
湯に浸せきし、鉄−アルミはんだ合金層とアルミはんだ
層を形成させ、常温あるいは約４００℃以下に予熱後、
鋳造型内に設置し、アルミニウムまたはアルミニウム合
金を注湯するだけで完全な溶着が可能である。

鉄−アルミはんだ合金層は、鋳ぐるみ部の境界強度およ
び母材と被鋳ぐるみ材間の熱伝導度向上に必要で、これ
はアルミはんだ浴の温度と処理時間によりその厚さが変
化する。その厚さは薄く均一に形成されている方が良く
、めっき浴への浸漬によって被鋳ぐるみ材へ合金層が均
一に形成される０ また、この鉄−アルミはんだ合金層の上に形成するアル
ミはんだ層の厚さを５μｍ以上２００μｍ以下とする理
由は、アルミはんだ層表面には酸化膜が存在するが、こ
の酸化膜を鋳ぐるみ時にアルミニウム溶湯でたやすく破
壊させるためには、アルミはんだ層の厚さが少なくとも
５μｍ以上は必要である。しかし２００μｍを超えると
めつき作業が困難となりまた、鋳ぐるみにはこれ以上は
不必要と考える。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

実施例１ 第１図および第２図は鋳ぐるみ装置を示すもので、Ｉは
鋳＠型である。鋳造型！内には鋼線２を保持する支持具
３，３が設けられている。上記鋼線２は３．０φであり
、３００℃に予熱後、７００℃のＡＣ４Ｂアルミニウム
合金４を注湯して鋳物５を製作した。この鋳物５よシ鋼
線２を中心にしてＪＩ３４号引張試験片６を削り出し、
引張試験を行なった。なお、引張試験片６の寸法は平行
部７．０φＸ　３２　ｍ＋ｎ　（標点距離２５謔）でチ
ャック部はＭ１２、Ｐｌ、５のねじとし、引張試験での
チャッキングによる鋳ぐるみ材への影響をなくした。

めっき条件、引張り試験の結果を下記第１表に示す〇 この試験結果より鉄系鋳ぐるみ材にアルミニウムはんだ
めっきの効果は大きいことが認められた。

アルミニウムはんだめっき有無による境界部の相違を第
３図に示す。第３図（４）はアルミニウムはんだめっき
有であυ、均一なはんだめっき層が得られ、これにより
被祷ぐるみ材と鋳ぐるみ材（ＡＣ４Ｂ）とは４００倍顕
微鏡組織写真に示すようにその境界において完全に溶着
していた。なお、第３図（囚は上記光の１１１１１４試
験片である。

ところが、アルミニウムはんだめっきを行なわなかった
比較材（試験片Ｎα６）の境界部は第３図（Ｂ）の４０
０倍顕微鏡写真に示すように被鋳ぐるみ材と鋳ぐるみ材
との境界面には未溶着部が多く残っている。

実施例２ ４．０φのＭＡＳＩＣ鋼に実施例１のＮｌ１４試験片と
同一条件でアルミニウムはんだをめっきし、３００℃に
予熱後金型内にセットし、ＡＤＣ１０アルミニウム合金
を無孔性ダイカスト法で鋳造し、第４図〜第６図に示す
自動車エンジン用コネクティングロッド７を成形した。

なお、７ａはコネクティングロッドの連結部、７ｂは小
端部、７Ｃは大端部であわ、７ｄはＭＡＳＩＣ鋼である
。

このコネクティングロッド７はＭＡＳＩＣ鋼を鋳ぐるま
ない場合よシ約５０チの強度向上を示した。

尚ＭＡＳＩＣ鋼とＡＤＣＺｏ材とはアルミニウムはんだ
を介して完全に接合していた。

実施例３ 鉄系焼結合金により第７図に示すように内燃機関のカム
８を形成し、カム８の側面と内周面とに、実施例１と同
様に前処理・めっきを行なった。つづいて、アルミはん
だめっきを施したカム８を３００１：に予熱後、内燃機
関のカムシャフト鋳造用金型内にセットし、ＡＤＣＩＯ
アルミニウム合金を上記金型内に注湯し、ダイカスト法
により鋳造し、第８図に示すように、カム８をシャフト
９により鋳ぐるんだ。なお、８ａはカム内面、８ｂはカ
ム側面である。

そして、上記カム８とシャフト９はアルミニウムはんだ
を介して完全に接合していた。

実施例４ ニレジスト鋳鉄によ多形成されたディーゼルエンジン用
耐摩環１０に実施例２の随４試験片と同様にアルミニウ
ムはんだめっきを施し、この耐摩環を３００℃に予熱後
金型にセットし、グラビテイ鋳造によ、９ＡＤ（ＪＯア
ルミニウム合金を注入し、第９図に示すディーゼルエン
ジン用ピストン１１を成形した。

そして、耐摩環とＡＤＣＩＯアルミニウム合金とはアル
ミニウムはんだを介して完全に接合していた。

なお、本発明の鋳ぐるみ法は、砂型鋳造、金型グラビテ
イ鋳造、低圧鋳造、ダイカスト鋳造、溶湯鍛造等いずれ
の方法でも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、波間ぐるみ材と
鋳ぐるみ材とが強固に接合して強度的に優れた鋳ぐるみ
製品を得ることができる。しかも、製造が容易で廉価に
提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の鋳ぐるみ装置の縦断正面図
、第２図は同縦断側面図、第３図は鋳ぐるみ品の波間ぐ
るみ材と鋳ぐるみ材との境界部顕微鏡写真を示すもので
、（Ａ）はアルミニウムはんだめっき有（本発明）　、
　（Ｂ）はアルミニウムはんだめっき無（従来）である
。第４図〜第６図は実施例２のコネクティングロッドを
示し、第４図は側面図、第５図は第４図の■−■線に沿
う断面図、第６図は第４図のＶｔ−Ｖｔ線に沿う断面図
、第７図は実施例３のカムを示す斜視図、第８図は同カ
ムをカムシャフトに固着した状態の断面図、第９図は実
施例４のピストンの断面図である。 １・・・鋳造型、４・・・アルミニウム合金。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第７図　　　
　　　第２図 （Ａ） ＣＢ） 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被鋳ぐるみ材を前処理した後、この被鋳ぐるみ材
   を溶融めっき液に浸漬して鉄−アルミニウムはんだ合金
   層を形成し、このアルミニウムはんだ合金層の表面にア
   ルミニウムはんだ層を形成し、つづいてこの被鋳ぐるみ
   材を鋳造型内に設置して前記被鋳ぐるみ材をアルミニウ
   ムまたはアルミニウム合金により鋳ぐるむことを特徴と
   する鋳ぐるみ方法。
2. （２）アルミニウムはんだ層は、５〜２００μｍ厚であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋳ぐる
   み方法。