JPWO2014050815A1 - 過共晶アルミニウム−シリコン合金ダイカスト部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特に、シリコン含有量が20.0質量%〜30.0質量%の範囲内にあると、十分な量の初晶Siを得られること等により、線熱膨張係数がより小さくなって銅と同程度となり、また耐摩耗性が大きく向上し、さらには高い熱伝導率を有する。
ダイカスト法は、最終形状または最終形状に近い形状を容易に得られる方法であり、得られたダイカスト部材に切削および研磨等の工程を行うことなく、または行ったとしても軽度な加工で済むという利点がある。
しかし、一般に、シリコン含有量が17%よりも高くなると、溶湯の流動性が悪くなるとされており、シリコン含有量が20.0質量%〜30.0質量%である過共晶アルミニウム−シリコン合金は、相当に溶湯の流動性が悪いとされていたため、薄肉のものに限らず、通常の部材であっても通常のダイカスト装置ではダイカストを行うのは難しいとされ、ダイカストが実施されることはほとんどなかった。
すなわち、シリコンを20.0質量%〜30質量%含む過共晶アルミニウム−シリコン合金は、シリコン量がより低いアルミニウム−シリコン合金のダイカスト部材を得るための母合金(シリコン源)として用いられることはあっても、20.0質量%〜30質量%含む過共晶アルミニウム−シリコン合金のダイカスト部材は、実用材としては、ほとんど存在していなかった。
そして、これらの用途の多くが、その厚さが2.5mm以下(好ましくは2mm以下、より好ましくは1mm以下)という薄い部材での使用となる。
しかし、過共晶アルミウム−シリコン合金の中でもシリコン含有量が20.0質量%〜30.0質量%と多くなると、初晶Siが容易に粗大化することから、シリコン含有量がより低い過共晶アルミニウム−シリコン合金と比べてよりダイカスト成形が困難となり厚さが2mm以下のダイカスト部材を得ることが極めて困難となる。実際には、厚さ2mm以下はもちろん、厚さ2.5mm以下のダイガスト部材を得ることも極めて困難であった。
S≦50cm2の場合、Tm≦0.8mm
50cm2<S≦200cm2の場合、Tm≦1.2mm
200cm2<S≦1000cm2の場合、Tm≦2.1mm
1000cm2<Sの場合、Tm≦2.5mm
TL1(℃)=−0.46×[Si]2+25.3×[Si]+255 (1)
(ここで、[Si]は過共晶アルミニウム−シリコン合金の質量%で表したシリコン含有量である。)
TL2(℃)=−6×[Si]+800 (2)
(ここで、[Si]は過共晶アルミニウム−シリコン合金の質量%で表したシリコン含有量である。)
現在までに得られている知見に基づいて本願発明者らが推定するメカニズムは以下の通りである。ただし、以下に述べるメカニズムは、本願発明の技術的範囲を制限することを目的とするものではないことに留意されたい。
以下に本願発明に係るダイカスト部材の製造方法および当該製造方法により得られるダイカスト部材について詳述する。
(1)実施形態1
図1は、本願発明に係るダイカスト部材の製造に用いるダイカスト装置(ダイカストマシン)100を模式的に示す概略断面図であり、図1(a)は金型6に溶湯が充填される前の状態を示し、図1(b)は、金型6に溶湯10が充填された状態を示す。
ダイカスト装置100は、内部の空洞にラドル20から供給された溶湯10を収納可能なスリープ2と、スリーブ2の空洞内を移動し、スリーブ2内部の溶湯10を加圧してスリーブ2外に射出(排出)するプランジャー(射出部)4と、スリーブ2から排出された溶湯10が充填される金型6を有する。
図1(a)、(b)に示す実施形態では、金型6により形成されるキャビティは、図1(a)の上方向に向けて拡がるメガホン型形状となっているが、言うまでもなく、得られるダイカスト部材の厚さが2.5mm以下の部分を含む限り任意の形状であってよい。
ラドル20から、シリコンを20質量%〜30質量%含む過共晶アルミニウム−シリコン合金の溶湯10をスリーブ2の内部に供給する。
ラドル20から、スリーブ2に供給される溶湯10の温度(スリーブ2に入る際の溶湯の温度)は、溶湯10を構成する過共晶アルミニウム−シリコン合金の液相線温度よりも高い温度である。ラドル20内において液相線温度以下の温度(半凝固状態)で長い時間保持されると、初晶Siが晶出し、成長して粗大化してしまう。従って、本実施形態ではこれを避けるために、溶湯10が、スリーブ2に入るまでは初晶Siを実質的に晶出させないようにしている。
詳細を後述するように本実施形態では、溶湯10は実質的にスリーブ2の中に入ってから初めて初晶Siを晶出し、晶出開始後迅速に溶湯10を金型6に充填することで、微細な初晶Siを得ることにより高い鋳造性得ている(すなわち、薄いダイカスト製品を得る)からである。
一方、溶湯10がアルミニウムとシリコン以外に意図的に添加した元素を含む場合は、それら添加元素も含む多元系平衡状態図によりまたは実測により液相線温度を求めることができる。しかし、多元系状態図は成分系等により入手が困難な場合もあり、また液相線温度を実測するための測定精度を確保するのが困難な場合があることから、アルミニウムの量が60質量%以上であれば(従って、溶湯10がアルミニウム:60質量%以上とシリコン:20質量%〜30質量%とを含む場合)、Al−Si平衡状態図を用いて液相線温度を決定してよい。
一方、溶湯10がアルミニウムとシリコン以外に意図的に添加した元素を含む場合は、それら添加元素も含む多元系平衡状態図によりまたは実測により共晶温度を求めることができる。しかし、多元系状態図は成分系等により入手が困難な場合があり、また共晶温度の測定精度を確保することが困難な場合があることから、アルミニウムの量が60質量%以上であれば(従って、溶湯10がアルミニウム:60質量%以上とシリコン:20質量%〜30質量%とを含む場合)、Al−Si平衡状態図を用いて共晶温度(577℃)を決定してよい。
TL1(℃)=−0.46×[Si]2+25.3×[Si]+255 (1)
ここで、[Si]は溶湯10(すなわち、過共晶アルミニウム−シリコン合金)の質量%で表したシリコン含有量である。
一方、射出開始温度が、共晶温度以上で下限温度TL1未満の場合は、金型の形状や厚み等の条件により未充満が発生する場合がある。
TL2(℃)=−6×[Si]+800 (2)
ここで、[Si]は溶湯10(すなわち、過共晶アルミニウム−シリコン合金)の質量%で表したシリコン含有量である。
一方、射出開始温度が、共晶温度以上で下限温度TL2未満の場合は、多くの用途で問題となることはないレベルの微細な肌荒れが生ずる場合がある。
なお、ここでいう「直ちに」とは、溶湯10の温度が射出開始温度に達したことを確認した後、意図的に遅延させることなく、プランジャー4を起動することを意味する。
そこで、本願発明者らは、本発明に係る方法を用いることにより、20.0質量%〜30.0質量%のシリコンを含有する過共晶アルミニウム−シリコン合金より成るダイカスト部材において、面積と、得ることができる厚さとの関係について検討した。
Sが50cm2以下の場合:Tmは0.8mm以下
(S≦50cm2以下の場合、Tm≦0.8mm (I))
Sが50cm2より大きく200cm2以下の場合:Tmは0.8mm以下
(50cm2<S≦200cm2以下の場合、Tm≦1.2mm (II))
Sが200cm2より大きく1000cm2以下の場合:Tmは2.1mm以下
(200cm2<S≦1000cm2以下の場合、Tm≦2.1mm (III))
Sが1000cm2より大きい場合:Tmは2.5mm以下
(1000cm2<Sの場合、Tm≦2.5mm (IV))
表面積Sは、ダイカスト部材のうち、実際に製品として用いる製品部分の表面積をいう。例えば、ダイカスト後除去する予定の湯道等は含まない。
また、1つの部材の中に比較的近い距離(例えば7mm以下以内)で複数の厚さの薄い部分を有する場合(例えば、薄い部分(厚さが上記の式(I)〜(IV)の少なくとも1つが規定するTmの範囲内の部分)同士をより厚い部分で接続する場合)、この薄い部分の表面積を合計して、その部分の当該厚さTmに対応する表面積Sとしてよい。
図2は、本願発明に係る製造方法の実施形態2に用いるダイカスト装置100Aを模式的に示す概略断面図である。図3は、冷却装置22内部の溶湯の流れを模式的に示す上面図であり、図3(a)は、好ましい形態を示し、図3(b)は、一般的な形態を示す。
ダイガスト装置100Aが、上述したダイカスト100と異なると点は、スリーブ2の内部に溶湯10を供給する溶湯注入口に冷却装置22が設けられていることである。
これ以外の構成は、ダイガスト装置100と同じであってよい。
冷却装置22は、溶融金属の冷却に用いる任意の形態の冷却装置を用いてよい。しかし、液相線温度以下の所定の温度まで冷却するのに長い時間を要すると晶出した初晶Siが粗大化してしまう。このため、好ましくは、冷却装置22は、ラドル20をから供給された溶湯10を所定の液相線温度以下の温度(スリーブ2に供給する温度)まで冷却するのに要する時間が5秒以内である。
このような、本願発明に係る方法で形成した、厚さ2.5mm以下(好ましくは2.0mm以下、さらに好ましくは1.0mm以下)のダイカスト部材は、微細な初晶Siを有する。
より詳細には、多くの場合、初晶Siは、スリーブ内に注湯する前に半凝固処理を行った従来の方法の場合は板状であり、その平均寸法は1mm程度である。これに対し、本願発明では初晶Siの形状は塊状またはロゼット状であり、その平均寸法は、0.04mm〜0.20mmであり、より好ましくは0.06mm〜0.10mmである。
初晶Siの平均の大きさ(平均寸法)の測定は、ダイカスト部材の異なる3ヶ所(射出側に近い根元部、中央部および先端寄り部)において、湯流れ方向に直行する方向で切り出し、当該3ヶ所それぞれの断面の任意の箇所につき、光学顕微鏡の倍率を変えて1mm×0.7mmの視野サイズにて撮影し、完全な形状の初晶Siが30個入るように枠取りして、この30個の寸法を測定して平均寸法を求め、さらに上記3ヵ所の平均を取って初晶Siの平均寸法を求める。なお、初晶Siの寸法は、結晶の最大径(最大長さ)を測定する。
以下に、本願発明に用いる溶湯10の合金組成(すなわち、得られるダイカスト部材の合金組成)についてより詳細を説明する。
本願発明に過共晶アルミニウム−シリコン合金は、シリコン:20.0〜30.0質量%を含有する。
シリコン含有量が20質量%以上なのは、上述したように十分な量の初晶Siを得られること等により、線熱膨張係数がより小さくなり銅と同程度となり、耐摩耗性が大きく向上し、さらには高い熱伝導率を有することができるからである。一方、Si量が30.0質量%を超えると容易に初晶Siの粗大化が起こり十分な鋳造性を得ることが困難な場合が多い。
しかし、これに限定されるものではなく、シリコン:20.0〜30.0質量%とアルミニウム60質量%とを含有している限りは、得られたダイカスト部材の各種の特性の向上を目的に、さらに任意の元素を添加してよい。
このように特性の向上を目的として添加してよい元素の例を以下に示す。
銅(Cu)を0.5〜1.5質量%含有してよい。
銅は、得られたダイカスト部材の強度を向上させる効果を有する。
添加する場合、添加量が0.5質量%より少ないとその効果を充分に得られない場合がある。一方、1.5質量%を超えて添加すると延性を低下させる等の問題を生ずる場合がある。
マグネシウム(Mg)を0.5〜4.0質量%含有してよい。
マグネシウムは、得られたダイカスト部材の強度を向上させることができる。また、伸びが向上することからダイカスト成形性を向上できる。マトリクスの強化により得られたダイカスト成形品の表面状態も美麗になる。これらの効果をより確実に得るためには、0.5質量%以上含有するのが好ましい。しかし、4.0質量%を超えて添加すると得られたダイカスト部材の靱性を低下させる場合がある。
ニッケル(Ni)を0.5〜1.5質量%含有してよい。ニッケルは、得られたダイカスト部材の強度を向上させる効果を有する。
添加する場合、添加量が0.5質量%より少ないとその効果を充分に得られない場合がある。一方、1.5質量%を超えて添加すると延性を低下させる等の問題を生ずる場合がある。
亜鉛を0.2質量%以下含有してよい。
亜鉛は、溶湯の流動性を改善するという効果を有する。一方、亜鉛の量が0.2質量%を超えると耐食性が劣化する場合がある。
鉄(Fe)を0.8質量%以下含有してよい。
鉄は、得られたダイカスト部材の耐摩耗性を向上させる効果を有する。
0.8質量%を超えると材料の延性を低下させる場合がある。
マンガン(Mn)を2.0質量%以下含有してよい。
マンガンを過共晶アルミニウム−シリコン合金に添加すると、合金が鋳造時および塑性加工の加熱時等に高温となった場合に、表面の酸化を抑制する効果を有する。
添加する場合、その効果を確実に得るために0.05質量%以上添加することが好ましい。2.0質量%を超えて添加すると延性を低下させる等の問題を生ずる場合がある。
ベリリウム(Be)を0.001〜0.01質量%含有してよい。
ベリリウムは晶出する初晶Siを微細化する効果を有する。
しかしながら0.001%未満ではその効果が小さく、0.01%を超えると、得られたダイカスト部材の靭性が低下する場合があるため、0.001〜0.01%の範囲が好ましい。
リン(P)を0.005〜0.03質量%含有してよい。リンは初晶Siを晶出させる際にシードとして機能する異質核AlP(リン化アルミニウム)を生成する。0.005質量%未満の含有量では、十分な量の異質核が生成せず、初晶Siの微細化作用が充分でない場合がある。一方、リンの添加効果は、0.03重量%で飽和するため、0.03重量%を超える量を添加しても添加量に見合った効果が得られないことが多い。
ナトリウム(Na)を0.001〜0.01質量%含有してよい。
ナトリウムは、初晶Siの微細化という効果を有する。ナトリウムの含有量が0.001質量%未満ではその効果を十分に得ることができない場合がある。一方、ナトリウムの量が0.01質量%を超えると粗大Si相が形成される場合がある。
ストロンチウム(Sr)を0.0005〜0.03質量%含有してよい。
ストロンチウムは、初晶Siの微細化という効果を有する。ストロンチウムの含有量が0.0005質量%未満ではその効果を十分に得ることができない場合がある。一方、ストロンチウムの量が0.03質量%を超えるとSrを含有する化合物が塊状に生成する場合がある。
1.サンプル作製
シリコンを20.0質量%含み残部がアルミニウムと不可避的不純物とから成る合金1と、シリコンを25.0質量%含み残部がアルミニウムと不可避的不純物とから成る合金2と、シリコンを30.0質量%含み残部がアルミニウムと不可避的不純物とから成る合金3の3つの合金組成を用いた。
合金1:Si20.17質量%、Fe0.21質量%、Cu0.01質量%、Mn0.02質量%、Mg0.02質量、Cr0.01質量、Zn0.02質量、Ti0.02質量%、Ni0.03質量%。
合金2:Si25.24%質量、Fe0.19質量%、Cu0.00質量%、Mn0.03質量%、Mg0.03質量%、Cr0.03質量%、Zn0.03質量%、Ti0.03質量%、Ni0.03質量%。
合金3:Si30.35質量%、Fe0.23質量%、Cu0.00質量%、Mn0.02質量%、Mg0.01質量%、Cr0.01質量%、Zn0.03質量%、Ti0.02質量%、Ni0.01質量%。
なお、合金1、合金2および合金3の状態図より求めた液相線温度はそれぞれ690℃、760℃および828℃である。
図7は、得られたダイカスト部材(実施例1−12)の外観を例示する写真である。図7に示す高さH1の部分を製品部分の高さとして、上部および下部に開口を有するメガホン形状の外側面、内側面、上端面および下端面の面積を合計して求めた表面積Sは、113cm2である。図7からも判るように上端面には若干の凹凸が認められるが、平滑な面として上端面の面積を求めた。
なお、射出開始温度は、予め、合金1〜3について、スリーブ内での溶湯の冷却特性(時間と温度の関係)を求めておきスリーブ内での経過時間を制御することにより制御した。また、射出速度は1.0m/s以下であった。
(1)ダイカスト部材の表面観察
このようにして得た実施例サンプルと比較例サンプルのそれぞれについて表面観察を行った。表面観察はそれぞれのサンプルについて、上述のメガホン型形状のダイカスト部材を10個ずつ作製し、その10個全てについて表面観察を行った。
そして、10個のサンプルのうち、1個でも湯皺または割れが認められたサンプルについては「×」とし、10個のサンプルのうち、1個でも肌荒れ(多くの用途で問題ないレベルの肌荒れで写真等では明確に認識できないことが多い)があれば「□」と、10個全てについて、割れ、湯皺および肌荒れが認められない場合を「○」とした。さらに、10個のサンプルのうち、1個でも肌荒れがあり、且つ、再現性を確認している際に、未充満が発生したサンプル(希ではあるが未充満が発生したサンプル)を「△」とした。
なお、湯皺の有無の判定は、日本ダイカスト協会提供の「ダイカスト鋳肌基準片(作製方法変更)、基準片24個、発行日:H19.8」と対比して行った。
特に、射出開始温度が、図4より求めた以下の(2)式で示される温度以上の場合は、微細な肌荒れも認められず、得られたダイカスト部材の表面性状が極めて優れていることが判る。
ここで、[Si]は溶湯10(すなわち、過共晶アルミニウム−シリコン合金)の質量%で表したシリコン含有量である。
一方、(1)式により求まる温度TL1と共晶温度との間の温度を射出開始温度に選択しても通常は、多くの用途で実用上問題のない表面状態のダイカスト部材を得ることができるが、希に未充満が発生し、所望のダイカスト部材が得られない場合がある。換言すれば、この条件で実用上問題のないレベルのダイカスト部材を多量に作製する場合には、希に出現し得る未充満に起因する不良品を確実に見つけるために、得られたダイカスト部材を目視等で検査する必要がある。
ここで、[Si]は過共晶アルミニウム−シリコン合金の質量%で表したシリコン含有量である。
全ての実施例サンプルと比較例2について、初晶Siの平均寸法を測定した。測定は、それぞれのサンプルの異なる3ヶ所(射出側に近い根元部、中央部および先端寄り部)で、湯流れ方向に直行する方向で切り出し、断面の任意の箇所につき、光学顕微鏡の倍率を変えて1mm×0.7mmの視野サイズにて撮影し、完全な形状の初晶Siが30個入るように枠取りして平均寸法を求め、さらに上記3ヵ所の平均を取って初晶Siの平均寸法を求めた。なお、初晶Siの寸法は、結晶の最大径(最大長さ)を測定した。
実施例サンプルの何れでも初晶Siの形状は塊状またはロゼット状であり、平均寸法は、0.08mmであった。一方、比較例1−2では、初晶Siの形状は板状でありその平均寸法は1mmであった。
1.サンプル作製
実施例2−1および実施例2−2のサンプルについては、実施例1で用いた合金2を用いた。比較例2−1のサンプルについてはADC12合金(Si 10.91質量%、Cu 1.88質量%、Zn 0.85質量%、Fe 0.77質量%、Mg 0.26質量%、Mn 0.22質量%、Ni 0.06質量%、Ti 0.04質量%、Pb 0.04質量%、Sn 0.03質量%、Cr 0.05質量%、Cd 0.0015質量%、アルミニウム 残部)を用いた。
用いたADC合金の液相線温度は580℃である。
図8(a)、(b)は得られたフィン形状のダイカスト部材(実施例2−2)の外観を例示する写真である。得られたダイガスト部材は湯道Rと接続して形成された、縦90mm×横45mm×厚さ2mm台座(ベースプレート)Bの上に4つのフィン部Fを有している。
フィン部Fは、基端側(台座側)の長さ56mmであり、末端側(上側)の長さが84.3mmである。フィン部Fは、また、円錐台状の4つの柱部Cと、この4つの柱部Cのそれぞれを挟むように配置された5つのフィン薄肉部FT1〜FT5から成る。柱部Cは、基端側の直径が5mm、末端側の直径が4mm、高さ30mmである。フィン薄肉部FT1〜FT5は、それぞれ、厚さが0.5mmであり、高さが30mm、抜き勾配が0.5度である。
さらに、台座部Bを湯道として用いる場合、すなわち、台座部Bから、それぞれのフィン部を取り外してフィン製品(フィン部材)として用い場合、5mm以下という比較的近い距離に厚さTmが0.5mmの複数の薄い部分を有する1つのフィン部材と考えることができる(すなわち、フィン薄肉部FT1〜FT5は、それぞれ、柱部Cにより隣接する他のフィン薄肉部と接続されている)。この場合、製品部分の表面積Sは40.8cm2となる。
なお、比較例2−1については、金型内での湯の回りが悪いことが予想されたため、フィン部の高さ(フィン薄肉部FT1〜FT5および柱部Cの高さ)を25mmと低くした(それ以外の形状条件は、実施例2−1および2−2と同じ)ダイカスト部材を得た。このダイカスト部材の表面積Sは、放熱部材としては237.8cm2となり、フィン部材としては34.2cm2となる。
(1)ダイカスト部材の表面観察
このようにして得た実施例サンプルと比較例サンプルのそれぞれについて表面観察を行った。すなわち、それぞれのサンプルについて、ダイカスト部材を10個ずつ作製し、その10個全てについて実施例1と同じ方法により表面観察を行った。
図10は、比較例2−1のサンプルの表面観察結果の例を示す。図10の矢印D1は貫通穴を示し、矢印D2は未充填部を示す。
ここで、[Si]は溶湯10(すなわち、過共晶アルミニウム−シリコン合金)の質量%で表したシリコン含有量である。
実施例2−1、2−2のサンプルについて、初晶Siの平均寸法を測定した。測定は、それぞれのサンプルのフィン薄肉部の異なる3ヶ所(基端側、中央部および末端側)で、湯流れ方向に直行する方向で切り出し、断面の任意の箇所につき、光学顕微鏡の倍率を変えて1mm×0.7mmの視野サイズにて撮影し、完全な形状の初晶Siが30個入るように枠取りして平均寸法を求め、さらに上記3ヵ所の平均を取って初晶Siの平均寸法を求めた。なお、初晶Siの寸法は、結晶の最大径(最大長さ)を測定した。
実施例サンプルの何れでも初晶Siの形状は塊状またはロゼット状であり、平均寸法は、77μm(0.077mm)であった。
4 プランジャー
6 金型
10 溶湯
20 ラドル
22 冷却装置
100、100A ダイカスト装置
Claims (13)
- 20.0質量%〜30.0質量%のシリコンを含有する過共晶アルミニウム−シリコン合金より成り、厚さが2.5mm以下で、初晶Siの平均寸法が0.04mm〜0.20mmであることを特徴とするダイカスト部材。
- 前記ダイガスト部材の表面積Sおよび厚さTmが以下の関係を満足することを特徴とする請求項1に記載のダイガスト部材。
S≦50cm2の場合、Tm≦0.8mm
50cm2<S≦200cm2の場合、Tm≦1.2mm
200cm2<S≦1000cm2の場合、Tm≦2.1mm
1000cm2<Sの場合、Tm≦2.5mm - 表面積が50cm2より大きく且つ200cm2以下であり、厚さが1.2mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のダイガスト部材。
- 表面積が50cm2以下であり、厚さが0.8mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のダイガスト部材。
- 前記過共晶アルミニウム−シリコン合金が、アルミニウムとシリコンと不可避的不純物から成ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のダイカスト部材。
- 前記過共晶アルミニウム−シリコン合金が、
アルミウム(Al):60.0質量%以上と、
シリコン(Si)と、
銅(Cu):0.5質量%〜1.5質量%、マグネシウム(Mg):0.5質量%〜4.0質量%、ニッケル(Ni):0.5質量%〜1.5質量%、亜鉛(Zn):0.2質量%以下、鉄(Fe):0.8質量%以下、マンガン(Mn):2.0質量%以下、ベリリウム(Be):0.001質量%〜0.01質量%、リン(P):0.005質量%〜0.03質量%、ナトリウム(Na):0.001質量%〜0.01質量%およびストロンチウム(Sr):0.005質量%〜0.03質量%から成る群から選択される1つ以上と、を含んで成ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のダイカスト部材。 - 1)20.0質量%〜30.0質量%のシリコンを含有する過共晶アルミニウム−シリコン合金であり該合金の液相線温度よりも高い温度となっている溶湯を準備し、該溶湯をスリーブ内に供給する工程と、
2)前記スリーブ内の前記溶湯が、前記過共晶アルミニウム−シリコン合金の液相線温度と共晶温度との間の予め設定した射出開始温度に達すると直ちに前記スリーブ内に挿入したプランジャーを移動させて、半凝固状態の前記溶湯を射出し、金型のキャビティに該溶湯を充填する工程と、
を含むことを特徴とするダイカスト部材の製造方法。 - 前記工程2)の前記射出開始温度が、下記(1)式で表される下限温度TL1と前記過共晶アルミニウム−シリコン合金の液相線温度との間にあることを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
TL1(℃)=−0.46×[Si]2+25.3×[Si]+255 (1)
(ここで、[Si]は過共晶アルミニウム−シリコン合金の質量%で表したシリコン含有量である。) - 前記工程2)の前記射出開始温度が、下記(2)式で表される下限温度TL2と前記過共晶アルミニウム−シリコン合金の液相線温度との間にあることを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
TL2(℃)=−6×[Si]+800 (2)
(ここで、[Si]は過共晶アルミニウム−シリコン合金の質量%で表したシリコン含有量である。) - 前記工程1)において、前記スリーブ内に供給する前記溶湯の温度が、50℃以内の差で前記過共晶アルミニウム−シリコン合金の前記液相線温度より高いことを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記工程1において、前記溶湯を前記スリーブの外側に設けた冷却板の上を流動させて液相線温度以下の温度に冷却した後、該スリーブに供給することを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記過共晶アルミニウム−シリコン合金が、アルミニウムとシリコンと不可避的不純物から成ることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記過共晶アルミニウム−シリコン合金が、
アルミウム(Al):60.0質量%以上と、
シリコン(Si)と、
銅(Cu):0.5質量%〜1.5質量%、マグネシウム(Mg):0.5質量%〜4.0質量%、ニッケル(Ni):0.5質量%〜1.5質量%、亜鉛(Zn):0.2質量%以下、鉄(Fe):0.8質量%以下、マンガン(Mn):2.0質量%以下、ベリリウム(Be):0.001質量%〜0.01質量%、リン(P):0.005質量%〜0.03質量%、ナトリウム(Na):0.001質量%〜0.01質量%およびストロンチウム(Sr):0.005質量%〜0.03質量%から成る群から選択される1つ以上と、を含んで成ることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の製造方法。
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