WO2012101805A1 - 高電気抵抗アルミニウム合金 - Google Patents

高電気抵抗アルミニウム合金 Download PDF

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WO2012101805A1
WO2012101805A1 PCT/JP2011/051615 JP2011051615W WO2012101805A1 WO 2012101805 A1 WO2012101805 A1 WO 2012101805A1 JP 2011051615 W JP2011051615 W JP 2011051615W WO 2012101805 A1 WO2012101805 A1 WO 2012101805A1
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mass
aluminum alloy
casting
toughness
present
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PCT/JP2011/051615
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鈴木　聡
篤始 岸本
趙　丕植
織田　和宏
磯部　智洋
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日本軽金属株式会社
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    • 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
    • C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/06—Special casting characterised by the nature of the product by its physical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/02—Casings or enclosures characterised by the material thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/04—Metal casings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/06—Cast metal casings

Definitions

  • the present invention generally relates to a high electrical resistance aluminum alloy, and more particularly to a high electrical resistance aluminum alloy casting excellent in toughness and corrosion resistance, which is suitable for use in manufacturing a motor casing, and a method for manufacturing the same.
  • AC motors are frequently used as power sources.
  • An AC motor is composed of a stator and a rotor, an induction motor in which an electromagnet is adopted for both the stator and the rotor, and an electromagnet is adopted for either the stator or the rotor, and a permanent magnet is used for the other. Is roughly divided into synchronous motors.
  • Both the stator and the rotor of the induction motor are composed of a coil element that generates magnetic flux and an iron core element that concentrates the magnetic flux generated by the coil element.
  • a current is supplied to at least one coil element of the stator and the rotor, a magnetic field is generated according to the electromagnetic induction law, a magnetic flux is formed between the stator and the rotor, and a rotational force is generated on the rotor.
  • the stator or rotor in which the electromagnet of the synchronous motor is employed is configured in the same manner as that of the induction motor.
  • the stator or rotor in which the permanent magnet is employed includes a magnet element that generates magnetic flux, and a magnet element. It is comprised from the core element which concentrates the magnetic flux generated by.
  • a magnetic field is generated in accordance with the electromagnetic induction law, and a magnetic flux is formed between the stator and the rotor. A rotational force is generated against the child.
  • the magnetic flux formed by the magnetic field generated in accordance with the electromagnetic induction law leaks not only between the stator and the rotor but also to the periphery thereof. Therefore, if the casing of the motor is excellent in electrical conductivity, eddy current is generated in the casing, resulting in eddy current loss, and the casing is heated to a high temperature.
  • Patent Document 1 discloses a technique for improving heat dissipation by using an aluminum alloy having high thermal conductivity for the casing.
  • Patent Document 2 is generated by installing an opening at a location where eddy current is generated in the casing, or adopting a ceramic or resin that is a non-magnetic material and has high electrical resistivity as the casing.
  • Patent Document 3 proposes an aluminum alloy having a high electrical resistivity that can be used as a casing of an electric motor.
  • Patent Document 1 Although the aluminum alloy disclosed in Patent Document 1 is excellent in heat dissipation, no countermeasures against eddy current loss have been taken, and the problem of reduction in the output of the motor accompanying the generation of eddy current has been solved. Absent.
  • the aluminum alloy disclosed in Patent Document 3 has a sufficiently high electrical resistivity and can solve the problems remaining in the invention of Patent Document 2, but according to the study by the present inventors, In addition to insufficient strength, toughness, and corrosion resistance required for the casing of the electric motor, and a large amount of expensive Mn, Mg, and Cu, it has been found that there is an economical problem.
  • the present invention has been devised to solve the above-described problems, and has as its main object to provide a high electrical resistance aluminum alloy casting that can be suitably used for manufacturing a motor casing and a manufacturing method thereof. .
  • the present invention also provides a motor housing formed by the aluminum alloy casting.
  • Si 11.0 to 13.0 mass%
  • Fe 0.2 to 1.0 mass%
  • Mn 0.2 to 2.2 mass%
  • Mg 0.7 to 1 3 mass%
  • Cr 0.5 to 1.3 mass%
  • Ti 0.1 to 0.5 mass%
  • the balance being Al and unavoidable impurities
  • the content of Cu as an unavoidable impurity being
  • a high electrical resistance aluminum alloy casting excellent in toughness and corrosion resistance characterized by having a composition limited to 0.2% by mass or less.
  • an electric motor casing formed by such an aluminum alloy casting is provided.
  • the aluminum alloy casting is preferably cast by any one of a gravity casting method, a low pressure casting method, a die casting method, and a squeeze method. Such aluminum alloy castings may be used without being subjected to heat treatment after casting, or may be subjected to heat treatment after casting.
  • the high electrical resistance aluminum alloy casting according to the present invention is subjected to a solution treatment at 510 to 530 ° C. for 2 to 5 hours after casting, and further after that, at 160 to 200 ° C. for 4 to 8 hours. Artificial age hardening treatment has been performed.
  • Si 11.0 to 13.0% by mass
  • Fe 0.2 to 1.0% by mass
  • Mn 0.2 to 2.2% by mass
  • Mg 0.7 to 1.3% by mass
  • Cr 0.5 to 1.3% by mass
  • Ti 0.1 to 0.5% by mass
  • the balance being Al and inevitable impurities
  • the content of Cu is inevitable impurities
  • a method for producing a high electrical resistance aluminum alloy casting excellent in toughness and corrosion resistance characterized by casting a molten aluminum alloy having a composition limited to 0.2% by mass or less.
  • the casting is preferably performed by any one of a gravity casting method, a low pressure casting method, a die casting method, and a squeeze method. Moreover, it is not necessary to heat-process after aluminum alloy casting, and you may heat-process.
  • a solution treatment treatment is performed at 510 to 530 ° C. for 2 to 5 hours, followed by an artificial age hardening treatment at 160 to 200 ° C. for 4 to 8 hours.
  • the aluminum alloy casting that is produced is the housing of the motor.
  • the aluminum alloy casting of the present invention has high electrical resistivity and excellent toughness, it can be suitably used as a casing for an electric motor.
  • the present inventors have intensively studied a means for increasing the electrical resistivity at a low cost for an aluminum alloy having high strength, high toughness, and high corrosion resistance that can be suitably used as a casing of an electric motor.
  • an aluminum alloy having high corrosion resistance and high electrical resistivity can be obtained by adding appropriate amounts of Fe and Mn to an Al—Si based alloy.
  • Mg, Cr and Ti it was further determined that the electrical resistance can be further increased, the strength and toughness can be improved by refining the crystal grains, and the corrosion resistance can be improved, thereby completing the present invention. It came.
  • One embodiment of the present invention is a high electrical resistance Al—Si based alloy for casting having excellent toughness and corrosion resistance, Si: 11.0 to 13.0 mass%, Fe: 0.2 to 1.0 mass %, Mn: 0.2 to 2.2 mass%, Mg: 0.7 to 1.3 mass%, Cr: 0.5 to 1.3 mass%, and Ti: 0.1 to 0.5 mass% In which the balance is made of Al and inevitable impurities, and the content of Cu as the inevitable impurities is limited to 0.2% by mass or less.
  • Another embodiment of the present invention is a high electrical resistance Al—Si based alloy casting excellent in toughness and corrosion resistance, wherein Si: 11.0 to 13.0 mass%, Fe: 0.2 to 1.0 % By mass, Mn: 0.2 to 2.2% by mass, Mg: 0.7 to 1.3% by mass, Cr: 0.5 to 1.3% by mass, and Ti: 0.1 to 0.5% by mass %, The balance is made of Al and inevitable impurities, and the content of Cu as an inevitable impurity is limited to 0.2% by mass or less.
  • Further embodiments of the present invention include: Si: 11.0-13.0 wt%, Fe: 0.2-1.0 wt%, Mn: 0.2-2.2 wt%, Mg: 0.7 -1.3% by mass, Cr: 0.5-1.3% by mass, and Ti: 0.1-0.5% by mass, with the balance being Al and inevitable impurities, containing Cu as an inevitable impurity
  • the present invention relates to the use of an alloy having a composition whose amount is limited to 0.2% by mass or less or a casting of the alloy as a high electrical resistance material excellent in toughness and corrosion resistance.
  • Si 11.0-13.0 mass%
  • Fe 0.2-1.0 mass%
  • Mn for the production of a high electrical resistance material excellent in toughness and corrosion resistance 0.2 to 2.2% by mass
  • Mg 0.7 to 1.3% by mass
  • Cr 0.5 to 1.3% by mass
  • Ti 0.1 to 0.5% by mass
  • the balance Relates to the use of an alloy or a casting of the alloy having a composition in which the content of Cu as an inevitable impurity is limited to 0.2% by mass or less.
  • Si 11.0 to 13.0 mass%
  • the addition of Si up to the Al—Si eutectic point has the effect of improving strength, toughness, and castability without impairing the corrosion resistance, so in the present invention it is added within the range up to the eutectic point.
  • the eutectic composition is Al-12.6% by mass Si, but 0.7 to 1.3% by mass of Mg is added to the alloy of the present invention.
  • the eutectic point when Al is added at 7 mass% is Al-13.1 mass% Si
  • the eutectic point when Mg is added at 1.3 mass% is Al-13.8 mass% Si.
  • the Si addition amount of 11.0 to 13.0% by mass in the alloy of the present invention is equal to or lower than the eutectic point.
  • the addition amount of Si is less than 11.0% by mass, the effect of improving strength, toughness, and castability is insufficient, which is not preferable.
  • addition of Si beyond the eutectic point is not preferable because the castability is lowered due to an increase in the liquidus temperature and the toughness is lowered when the primary crystal becomes Si.
  • Fe 0.2 to 1.0% by mass
  • the addition of 0.2 to 1.0% by mass of Fe has the effect of preventing seizure to the mold during casting, and also has the effect of improving strength and increasing electrical resistance. In the invention, it is added within that range. If the amount of Fe added is less than 0.2% by mass, the effect of preventing seizure to the mold during casting is insufficient, and a significant strength improvement effect is not recognized, which is not preferable. On the other hand, if the addition amount of Fe exceeds 1.0% by mass in the Al—Si based alloy, an Al—Fe—Si based coarse intermetallic compound is formed, and brittle fracture tends to occur, resulting in a decrease in toughness. It is not preferable.
  • Mn 0.2 to 2.2% by mass
  • the addition of 0.2 to 2.2% by mass of Mn has the effect of improving the strength and increasing the electric resistance while maintaining the corrosion resistance.
  • Addition of 0.2 to 2.2% by mass of Mn to an Al—Si based alloy containing 0.2 to 1.0% by mass of Fe contributes to improvement of toughness, but 2.2% by mass of
  • the excessive addition of Mn causes embrittlement accompanying the formation of an Al—Mn—Si based coarse intermetallic compound, resulting in a decrease in toughness.
  • the range is 2 to 2.2% by mass. If the amount of Mn added is less than 0.2% by mass, a significant strength improving effect, toughness improving effect and electrical resistance increasing effect are not recognized, which is not preferable. On the other hand, as described above, if the amount of Mn added exceeds 2.2% by mass, the toughness decreases, which is not preferable.
  • Mg 0.7 to 1.3% by mass
  • the addition of 0.7 to 1.3% by mass of Mg is not only due to the strength improvement effect accompanying the addition, but also by performing a heat treatment for artificial age hardening described in detail later.
  • it is added within the title range because it has a further effect of improving the strength and an effect of increasing the electric resistance. If the added amount of Mg is less than 0.7% by mass, the above effect is insufficient, which is not preferable.
  • the added amount of Mg exceeds 1.3% by mass, the above-described effect is saturated, while further addition is possible with the castability associated with the formation of oxides (in the melt) during casting. This is not preferable because it becomes a cause of deterioration and an increase in cost.
  • Cr 0.5 to 1.3% by mass
  • Ti 0.1 to 0.5% by mass
  • Cr is added in the range of 0.5 to 1.3% by mass
  • Ti is added in the range of 0.1 to 0.5% by mass. If the addition amount of Cr is less than 0.5% by mass or the addition amount of Ti is less than 0.1% by mass, significant toughness improvement effect, strength improvement effect, and corrosion resistance improvement effect are not recognized, which is not preferable.
  • the toughness decreases due to the formation of coarse Al—Cr intermetallic compounds, such being undesirable.
  • the addition amount of Ti exceeds 0.5% by mass, the toughness improving effect, the strength improving effect, and the corrosion resistance improving effect are saturated, and further addition causes an increase in cost, which is not preferable.
  • Cu have been conventionally added to Al—Si alloys for the purpose of improving the strength.
  • the addition of Cu is effective for improving the strength, but deteriorates toughness and corrosion resistance. Therefore, in the present invention, various melting raw materials such as metal, scrap and additive alloy are selected, and the content of Cu as an impurity is 0.2% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.05 mass% or less, most preferably 0.01 mass% or less.
  • the melting raw material is selected in consideration of the effect and cost.
  • Si 11.0 to 13.0% by mass
  • Fe 0.2 to 1.0% by mass
  • Mn 0.2 to 2.2% by mass
  • Mg 0.7 -1.3% by mass
  • Cr 0.5-1.3% by mass
  • Ti 0.1-0.5% by mass
  • the present invention relates to a method for producing an aluminum alloy casting, characterized by casting a molten aluminum alloy having a composition whose amount is limited to 0.2% by mass or less.
  • an aluminum alloy motor casing is conventionally manufactured by a known casting method such as a gravity casting method, a low pressure casting method, a die casting method, or a squeeze method.
  • a known casting method such as a gravity casting method, a low pressure casting method, a die casting method, or a squeeze method.
  • these casting methods can be suitably used in the practice of the present invention.
  • the aluminum alloy casting of the present invention has high strength, high toughness and high corrosion resistance even when it is cast, and has a high electrical resistivity, so that it can be suitably used as a casing for an electric motor. It is possible to further improve the strength and corrosion resistance by performing the heat treatment.
  • the heat treatment for artificial age hardening is preferably 160 to 200 ° C. and 4 to 8 hours.
  • the heat treatment temperature is less than 160 ° C. or the heat treatment time is less than 4 hours, there is little precipitation of fine intermetallic compounds in the heat treatment, and the effect of further improving the strength by performing artificial age hardening treatment is obtained. This is not preferable because it is insufficient and there is little significant difference from the case where heat treatment for artificial age hardening is not performed.
  • the heat treatment temperature exceeds 200 ° C. or the heat treatment time exceeds 8 hours a so-called overaging phenomenon occurs due to the growth and coarsening of the deposited intermetallic compound, which in turn has the effect of improving the strength. This is not preferable because the electrical resistivity is also lowered.
  • the present invention it is preferable to perform heat treatment for solution treatment after casting and before the artificial age hardening treatment.
  • the heat treatment for forming the solution is preferably performed at 510 to 530 ° C. for 2 to 5 hours. If the heat treatment temperature is less than 510 ° C. or if the heat treatment time is less than 2 hours, the effect of solution treatment is not sufficient, and there is less significant difference from the case where heat treatment for solution treatment is not performed. Absent. On the other hand, 530 ° C. and 5 hours are sufficient for the heat treatment for solution treatment, and heat treatment exceeding this temperature and time is meaningless and is not preferable.
  • the aluminum alloy casting of the present invention can be suitably used for applications requiring a material having high strength, high toughness, high corrosion resistance and high electrical resistivity even for applications other than the casing of an electric motor. Is.
  • each characteristic in an Example was evaluated with the following method.
  • (1) Strength The strength was evaluated by a so-called tensile test method. That is, a tensile test piece having the shape shown in FIG. 1 was prepared by cutting from each test material, the distance between the gripping devices was 75 mm, the tensile speed was 2.0 mm / min, and the tensile strength at room temperature was 0.2%. Yield strength and elongation at break were measured. At that time, 0.2% proof stress was calculated by the offset method. That is, in the relationship between the load and the displacement shown in FIG.
  • the displacement is parallel to the tangential line OE and the tangent line OE with respect to the elastic deformation region of the load-displacement curve in which the load and the displacement are linear.
  • the parallel line AF offset by 0.2% was drawn, the intersection C between the parallel line AF and the load-mutation curve was determined, and the 0.2% proof stress was calculated from the load P at the intersection C.
  • Toughness Toughness was evaluated by a so-called Charpy impact test method. That is, a test piece having a V-notch notch shape shown in FIG. 3 is prepared by cutting from each test material, and the two points a1 and a2 in FIG. 3 cannot be moved in the b direction at room temperature.
  • a hammer with a mass of 26 kg and a shape shown in FIG. 4 is moved in the direction of impact of the test piece shown in FIG. 3 at a speed of 4.0102 m / s with respect to point b.
  • the impact was applied, the test piece was broken by the impact, the difference in the kinetic energy of the hammer before and after the break of the test piece was measured as the absorbed energy when the test piece was broken, and the Charpy impact value was calculated from the absorbed energy .
  • (3) Corrosion resistance Corrosion resistance was evaluated according to a so-called salt spray test. That is, while preparing a test piece of 65 ⁇ 145 ⁇ 1.0 mm as shown in FIG.
  • Aluminum alloy test materials of alloy numbers 1 to 6 which are aluminum alloy castings whose component composition satisfies the scope of the present invention, and the component composition does not meet the scope of the present invention.
  • Aluminum alloy test material of alloy number 7 to 18 (comparative example), which is an aluminum alloy casting, and aluminum alloy test material of alloy number 19 (conventional example), which is an aluminum alloy cast within the range disclosed in Patent Document 3 was cast by a die casting method.
  • the aluminum alloy test materials of alloy numbers 3 to 7 are examples of the present invention and comparative examples when the Cu content is changed.
  • the aluminum alloy test materials of alloy numbers 8 to 9 are comparative examples in which Si is out of the scope of the present invention.
  • the aluminum alloy test materials of alloy numbers 10 to 11 are comparative examples in which Fe is out of the scope of the present invention.
  • the aluminum alloy test materials having alloy numbers 12 to 13 are comparative examples in which Mn is out of the scope of the present invention.
  • the aluminum alloy test materials having alloy numbers 14 to 15 are comparative examples in which Mg is out of the scope of the present invention.
  • Alloy No. 16-17 aluminum alloy test materials are comparative examples in which Cr is out of the scope of the present invention.
  • the aluminum alloy test material of alloy number 18 is a comparative example in which Ti deviates from the scope of the present invention.
  • the aluminum alloy test materials of the examples of the present invention were (a) as-cast, (b) subjected to solution treatment at 520 ° C. for 3 hours, and then water-cooled.
  • the electrical resistivity is slightly lower than that of the conventional aluminum alloy test material subjected to the same treatment, but the strength, toughness and corrosion resistance. It is understood that it is excellent. That is, the aluminum alloy test material of the example of the present invention has a significantly high elongation at break and Charpy value, a high tensile strength, and a small mass change of the test material before and after the neutral salt spray test.
  • An aluminum alloy casting having such characteristics can be suitably used for an electric motor casing.
  • Alloy No. 1 which is a comparative example in which any of Si, Fe, Ti, Mn, Mg, or Cr is out of the scope of the present invention when the Cu content is changed and any of the present invention and comparative examples. 2 and 4 to 18 are summarized in Tables 4-5 below.
  • each aluminum alloy test material of the present invention has a Charpy impact value of 0.90 or more, and a mass change before and after the salt spray is 0.97 ⁇ g.
  • the electrical resistivity satisfies all of 59.0 m ⁇ m or more, but each of the aluminum alloy test materials of the comparative examples has any of these characteristics deviated from the desired value, and (b) a solution at 520 ° C. for 3 hours.
  • each of the aluminum alloy test materials of the present invention has a Charpy impact value of 0.90 or more, before and after spraying with salt water.
  • each of the aluminum alloy test materials of the comparative examples deviates from any desired value. That is, the aluminum alloy test material of the example of the present invention is provided while harmonizing each characteristic of strength, toughness, corrosion resistance, and electrical resistivity.
  • An aluminum alloy casting having such characteristics can be suitably used for an electric motor casing.
  • the electrical resistivity becomes 71.0 m ⁇ m or more, and when the solution treatment and artificial age hardening treatment are performed after casting, the electrical resistivity remains cast.
  • the tensile strength can be 360 MPa or more and the mass change before and after the salt spray test can be 0.9 ⁇ g or less.
  • the intermetallic compound is very finely and uniformly dispersed, and no coarse intermetallic compound is observed.
  • the aluminum alloy test material of Alloy No. 19 according to the conventional example the presence of a coarse intermetallic compound can be confirmed.
  • the difference in tensile strength, breaking elongation, and Charpy impact value between these test materials shown in Table 3 is considered to be based on such a difference in metal structure.
  • the aluminum alloy casting of the present invention has characteristics of high electrical resistance, high toughness and high corrosion resistance, and is lightweight, so that it can be suitably used as a casing for an electric motor.

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Abstract

　電動機筐体の製造に好適に利用できる高電気抵抗、高靱性、高耐食性を有するアルミニウム合金鋳物及びその製造方法を提供する。　Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有するアルミニウム合金鋳物とする。場合によっては鋳造後に、溶体化処理、人工時効硬化処理等の熱処理を施す。

Description

高電気抵抗アルミニウム合金
　本発明は、一般に高電気抵抗アルミニウム合金に係り、より詳細には、電動機の筐体の製造に用いて好適な、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物及びその製造方法に関する。
　交流電動機は動力源として多用されるものである。交流電動機は、固定子と回転子とからなり、固定子と回転子の両方に電磁石が採用される誘導電動機と、固定子と回転子の何れか一方に電磁石が採用され、他方には永久磁石が採用される同期電動機に大別される。
　誘導電動機の固定子及び回転子は、共に磁束を発生させるコイル要素と、コイル要素により発生した磁束を集中させる鉄心要素とから構成される。固定子と回転子の少なくとも一方のコイル要素に電流が供給されると、電磁誘導則に従って磁界が発生し、固定子と回転子の間に磁束が形成され、回転子に対して回転力が発生する。
　同期電動機の電磁石が採用される固定子又は回転子は、誘導電動機のそれらと同様に構成されるが、永久磁石が採用される固定子又は回転子は、磁束を発生させる磁石要素と、磁石要素により発生した磁束を集中させる鉄心要素とから構成される。同期電動機の場合も、電磁石が採用される固定子又は回転子のコイル要素に電流が供給されると、電磁誘導則に従って磁界が発生し、固定子と回転子の間に磁束が形成され、回転子に対して回転力が発生する。
　誘導電動機及び同期電動機の何れの場合も、電磁誘導則に従って発生した磁界により形成される磁束は、固定子と回転子の間のみならず、その周辺部に漏出する。そのため、電動機の筐体が電気伝導性に優れるならば、前記筐体に渦電流が発生し、渦電流損失となると共に、前記筐体が加熱されて高温になる。
　このような背景下で、例えば特許文献１は、熱伝導度の高いアルミニウム合金を前記筐体に利用することにより、放熱性を向上させる技術を開示している。他方、特許文献２は、前記筐体の渦電流の発生箇所に開口部を設置するか、あるいは前記筐体として非磁性体であって電気抵抗率の高いセラミックス又は樹脂を採用することにより、発生する渦電流を低減させる技術を提案している。また、特許文献３は、電動機の筐体として利用可能な電気抵抗率の高いアルミニウム合金を提案している。
　しかし、特許文献１に開示されるアルミニウム合金は、放熱性には優れているが、渦電流損失に対する対策は採られておらず、渦電流の発生に伴う電動機の出力低下の問題を解決できていない。
　また特許文献２に開示される発明のうち、渦電流の発生箇所に開口部を設けるものは、開口部の設置に工数を要すると共に該開口部の設置に伴って筐体の剛性が低下するという問題が残る。他方、非磁性体であって電気抵抗率の高いセラミックス又は樹脂を採用するものは、靱性の確保が容易でないという問題がある。
　更に特許文献３に開示されるアルミニウム合金は、電気抵抗率の高さは十分で、特許文献２の発明に残された問題を解決できるものであるが、本発明者等の研究によれば、電動機の筐体として必要な強度、靱性、耐食性が不十分である上、高価なＭｎ、Ｍｇ、Ｃｕを多量に含有するため、経済性の問題があることが判明した。
特開２００４－２７７８５３号公報 特開２００５－１９８４６３号公報 特開２００５－１３９４９６号公報
　本発明は、上記したような問題を解決すべく案出されたものであり、電動機筐体の製造に好適に利用できる高電気抵抗アルミニウム合金鋳物及びその製造方法を提供することを主たる目的とする。
　また本発明は、上記アルミニウム合金鋳物によって形成された電動機筐体をも提供する。
　本発明の一態様では、Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有することを特徴とする、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物が提供される。また他の態様では、かかるアルミニウム合金鋳物によって形成されてなる電動機筐体が提供される。
　ここで、前記アルミニウム合金鋳物は、好ましくは、重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法の何れかにより鋳造されてなる。かかるアルミニウム合金鋳物は、鋳造後に熱処理が施されないで使用に供されるものであってもよいし、鋳造後に熱処理が施されたものでもよい。一実施態様では、本発明に係る高電気抵抗アルミニウム合金鋳物は、鋳造後に、５１０～５３０℃、２～５時間の溶体化処理が施され、更にその後に１６０～２００℃、４～８時間の人工時効硬化処理が施されたものである。
　本発明の更なる態様では、Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有するアルミニウム合金溶湯を鋳造することを特徴とする、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物の製造方法が提供される。
　ここで、鋳造は、重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法の何れかによるのが好ましい。また、アルミニウム合金鋳造後に熱処理を施さなくともよいし、熱処理を施してもよい。一実施態様では、鋳造後に、５１０～５３０℃、２～５時間の溶体化処理を施し、更にその後に１６０～２００℃、４～８時間の人工時効硬化処理が施す工程が含まれる。一例では、製造されるアルミニウム合金鋳物は電動機の筐体である。
　本発明のアルミニウム合金鋳物は、電気抵抗率が高い上、靱性に優れるので、電動機の筐体として好適に利用できる。
実施例の強度特性を評価するための引張試験片の形状を示す図である。 実施例の０．２％耐力を算出するためのオフセット法を説明する図である。 実施例の靱性を評価するための試験片の形状を示す図である。 実施例の靱性を評価するためのハンマーの形状を示す図である。 実施例の耐食性を評価するための試験片の形状を示す図である。 実施例の電気抵抗率を評価するための試験片の形状を示す図である。 実施例に示す本発明例に係るアルミニウム合金試験材３について、５２０℃、３時間の溶体化処理後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を施した試験材の金属組織を示す顕微鏡写真である。 実施例に示す従来例に係るアルミニウム合金試験材１９について、５２０℃、３時間の溶体化処理後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を施した試験材の金属組織を示す顕微鏡写真である。
　本発明者等は、電動機の筐体として好適に利用できる高強度、高靱性、高耐食性のアルミニウム合金について、低廉に電気抵抗率を高くする手段について鋭意検討を重ねてきた。その過程で、Ａｌ－Ｓｉ系の合金に適量のＦｅ、Ｍｎを添加することにより、耐食性が高く、電気抵抗率の高いアルミニウム合金を得ることができることが分かった。更に、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｔｉを添加することにより、更に電気抵抗を増加させると共に、結晶粒微細化による強度及び靱性の向上、耐食性の向上を図ることができることを究明し、本発明を完成させるに至った。
　本発明の一実施形態は、靱性及び耐食性に優れた鋳造用高電気抵抗Ａｌ－Ｓｉ系合金であって、Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有する合金に関する。また本発明の他の実施形態は、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗Ａｌ－Ｓｉ系合金鋳物であって、Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有する鋳物に関する。
　本発明の更なる実施形態は、Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有する合金の、あるいは該合金の鋳物の、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗素材としての使用に関する。更には、一実施形態では、靱性及び耐食性に優れた高電気抵抗素材の製造のための、Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有する合金の又は該合金の鋳物の使用に関する。
　先ず、前記アルミニウム合金を構成する各成分元素の作用を概説する。
Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％
　Ａｌ－Ｓｉ系の共晶点までのＳｉの添加は、耐食性を損ねずに、強度及び靱性並びに鋳造性を向上させる効果があるので、本発明においては共晶点までの範囲で添加される。Ａｌ－Ｓｉの２元素の平衡状態図では、共晶組成はＡｌ－１２．６質量％Ｓｉであるが、本発明の合金には０．７～１．３質量％のＭｇが添加され、０．７質量％のＭｇが添加された場合の共晶点はＡｌ－１３．１質量％Ｓｉ、１．３質量％のＭｇが添加された場合の共晶点はＡｌ－１３．８質量％Ｓｉであるから、本発明の合金におけるＳｉ添加量１１．０～１３．０質量％は、共晶点以下である。Ｓｉの添加量が１１．０質量％未満であると、強度及び靱性並びに鋳造性を向上させる効果が不十分であり、好ましくない。他方、共晶点を超えてのＳｉの添加は、液相線温度の上昇によって鋳造性が低下すると共に、初晶がＳｉとなることによって、靱性が低下することになるので、好ましくない。
Ｆｅ：０．２～１．０質量％
　Ａｌ基の鋳造合金において、０．２～１．０質量％のＦｅの添加は、鋳造時の鋳型への焼付防止の効果がある他、強度向上効果、電気抵抗増加の効果があるので、本発明においては、その範囲において添加される。Ｆｅの添加量が０．２質量％未満では、鋳造時の鋳型への焼付防止の効果が不十分である他、有意の強度向上効果も認められないので、好ましくない。他方、Ａｌ－Ｓｉ系合金においてＦｅの添加量が１．０質量％を超過すると、Ａｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の粗大金属間化合物が生成し、脆性破壊しやすくなって、靱性が低下するので、好ましくない。
Ｍｎ：０．２～２．２質量％
　Ａｌ基合金において、０．２～２．２質量％のＭｎの添加は、耐食性を維持しつつ、強度を向上させると共に、電気抵抗を増加させる効果がある。また０．２～１．０質量％のＦｅを含むＡｌ－Ｓｉ系合金への０．２～２．２質量％のＭｎの添加は、靱性の向上に寄与するが、２．２質量％を超えてのＭｎの添加は、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系の粗大金属間化合物の生成に伴っての脆化をもたらすことにより、靱性が低下するので、本発明においては、Ｍｎの添加量を０．２～２．２質量％の範囲とする。Ｍｎの添加量が０．２質量％未満では、有意の強度向上効果、靱性向上効果及び電気抵抗増加効果が認められないので、好ましくない。他方、前述のように、Ｍｎの添加量が２．２質量％を超過すると、靱性が低下するので、好ましくない。
Ｍｇ：０．７～１．３質量％
　Ａｌ－Ｓｉ系の合金において、０．７～１．３質量％のＭｇの添加は、添加に伴う強度向上効果の他、更に後に詳述する人工時効硬化のための熱処理を施すことによる、より一層の強度向上効果、及び電気抵抗増加効果があるので、本発明においては、標記範囲において添加される。Ｍｇの添加量が０．７質量％未満では、前述の効果が不十分であるので、好ましくない。他方、Ｍｇの添加量が１．３質量％を超過すると、前述の効果は飽和する一方、更なる添加は、鋳造時に（溶湯中で）酸化物が形成されることに伴っての鋳造性の悪化要因になると共に、コストアップの要因ともなるので、好ましくない。
Ｃｒ：０．５～１．３質量％；Ｔｉ：０．１～０．５質量％
　Ａｌ基合金におけるＣｒ及びＴｉの添加は、電気抵抗増加の効果の他、結晶粒微細化による強度及び靱性向上効果、耐食性向上効果がある。そこで、本発明では、０．５～１．３質量％の範囲でＣｒを、０．１～０．５質量％の範囲でＴｉを添加する。Ｃｒの添加量が０．５質量％未満、又はＴｉの添加量が０．１質量％未満であると、有意の靱性向上効果、強度向上効果、耐食性向上効果が認められず、好ましくない。他方、Ｃｒの添加量が１．３質量％を超過すると、粗大なＡｌ－Ｃｒ系の金属間化合物の形成により、靱性が低下するため、好ましくない。また、Ｔｉの添加量が０．５質量％を超過すると、靱性向上効果、強度向上効果、耐食性向上効果は飽和し、更なる添加はコストアップの要因となるので、好ましくない。
その他の元素
　Ｃｕは、従来、強度向上を目的としてＡｌ－Ｓｉ系合金に添加されてきているが、Ｃｕの添加は、強度向上に有効である反面、靱性及び耐食性を悪化させる。そのため、本発明においては、地金、スクラップ、添加合金等の溶解原料を種々選択し、不純物としてのＣｕの含有量を０．２質量％以下、好ましくは０．１質量％以下、更に好ましくは０．０５質量％以下、最も好ましくは０．０１質量％以下とする。このようにＣｕ含有量は少ないほど好適であるが、他方でＣｕ含有量が少ないアルミニウム地金の使用はコストアップにつながるので、効果とコストを勘案して、溶解原料を選択する。
　その他の元素が不可避不純物としてアルミニウム地金中に含まれることがあるが、それぞれ０．１質量％、合計で０．３質量％までであれば本発明の効果を妨げることはないため、その範囲内の含有が許容される。
［製造方法］
　本発明の他の実施形態は、Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有するアルミニウム合金溶湯を、鋳造することを特徴とする、アルミニウム合金鋳物の製造方法に関する。
　前記特許文献１及び特許文献３に開示されているように、従来より、アルミニウム合金製の電動機筐体は、重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法などの既知の鋳造方法によって製造されているが、これらの鋳造方法を、本発明の実施に当たっても好適に利用することができる。
　本発明のアルミニウム合金鋳物は、鋳造したままでも高強度、高靱性、高耐食性であり、なおかつ電気抵抗率が高いので、電動機の筐体として好適に利用できるものであるが、人工時効硬化のための熱処理を施すことにより、更に強度、耐食性の向上を図ることが可能であり、好適である。
　前記人工時効硬化のための熱処理は、１６０～２００℃、４～８時間であることが好ましい。熱処理温度が１６０℃未満であるか、又は熱処理時間が４時間未満であると、熱処理における微細な金属間化合物の析出が少なく、人工時効硬化処理を施すことによる、より一層の強度向上の効果が不十分となって、人工時効硬化のための熱処理を施さない場合との有意差が少なく、好ましくない。他方、熱処理温度が２００℃を超えるか、又は熱処理時間が８時間を超えると、析出した金属間化合物が成長して粗大化することによる、いわゆる過時効現象が発生し、かえって強度向上の効果が低下すると共に、電気抵抗率も低下するため、好ましくない。
　更に、本発明においては、鋳造後、前記人工時効硬化処理の前に溶体化のための熱処理を施すことが好適である。溶体化のための熱処理を施すことにより、特性のバラツキを減少させることができる。該溶体化のための熱処理は、５１０～５３０℃、２～５時間であることが好ましい。熱処理温度が５１０℃未満であるか、又は熱処理時間が２時間未満であると、溶体化の効果が十分でなく、溶体化のための熱処理を施さない場合との有意差が少なくなるため、好ましくない。他方、溶体化のための熱処理は、５３０℃、５時間で十分であり、この温度及び時間を超えての熱処理は意味がないため、好ましくない。
　また電動機の筐体を製造するに当たって、鋳造後に機械加工することも好適であるが、前述の時効硬化のための熱処理を施す場合には、当該熱処理を施す前に機械加工することが好ましい。
　尚、本発明のアルミニウム合金鋳物は、電動機の筐体以外の用途であっても、高強度、高靱性、高耐食性であり、なおかつ電気抵抗率が高い素材が要求される用途に好適に利用できるものである。
　以下に本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に限定されるものではない。
　尚、実施例中の各特性は次の方法で評価した。
（１）強度
　強度は、いわゆる引張試験方法により評価した。すなわち、各試験材から切削加工により図１に示す形状の引張試験片を調製し、つかみ装置間の距離を７５ｍｍ、引張速度を２．０ｍｍ／ｍｉｎとして、室温にて引張強度、０．２％耐力及び破断伸びを測定した。その際、０．２％耐力はオフセット法により算出した。すなわち、図２に示す荷重と変位の関係において、荷重と変位が直線的関係を示す荷重－変位曲線（ｌｏａｄ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｕｒｖｅ）の弾性変形領域に対して接線ＯＥ、及び接線ＯＥと平行で変位を０．２％分オフセットさせた平行線ＡＦを描き、平行線ＡＦと荷重－変異曲線との交点Ｃを求め、交点Ｃの荷重Ｐより０．２％耐力を算出した。
（２）靱性
　靱性は、いわゆるシャルピー衝撃試験方法により評価した。すなわち、各試験材から切削加工により、図３に示すノッチ形状がＶノッチの試験片を調製し、室温にて図３のａ１、ａ２の２点をｂ方向には移動できず、ｂ以外の方向には自在に移動できるように支持したまま、質量が２６ｋｇで図４に示す形状のハンマーを、ｂ点に対して、４．０１０２ｍ／ｓの速度で図３に示す試験片の衝撃方向に衝撃を作用させ、その衝撃により試験片を破断し、試験片の破断前後のハンマーの運動エネルギーの差を試験片の破断の際の吸収エネルギーとして測定し、その吸収エネルギーよりシャルピー衝撃値を算出した。
（３）耐食性
　耐食性は、いわゆる塩水噴霧試験に準じて評価した。すなわち、各試験材から切削加工により図５に示すような６５×１４５×１．０ｍｍの試験片を調製する一方で、無水酢酸１ｃｍ３と塩化第二銅２水和物０．２６ｇを、事前に調製した５質量％塩化ナトリウム水溶液に溶解して試験液とし、図５に示す試験片の、噴霧面と記載した面に、流量１．５ｃｍ３／（８０ｃｍ２・ｈ）で、試験液を２００時間噴霧する試験を実施し、試験前後の試験片の質量変化を評価した。
（４）電気抵抗率
　電気抵抗率は、各試験材から図６に示すような１８０×１５０×６ｍｍの試験片を調製し、渦電流式の導電率計（商品名、Autosigma 3000； General Electric Company（CT,USA）製）により電気伝導度を測定し、その測定値から算出した。
＜アルミニウム合金試験材の作製＞
　以下の表１に示すように、成分組成が本発明の範囲を満たすアルミニウム合金鋳物である合金番号１～６（本発明例）のアルミニウム合金試験材と、成分組成が本発明の範囲を満たさないアルミニウム合金鋳物である合金番号７～１８（比較例）のアルミニウム合金試験材、成分組成が特許文献３に開示される範囲内のアルミニウム合金鋳物である合金番号１９（従来例）のアルミニウム合金試験材を、ダイカスト鋳造法により鋳造した。合金番号３～７のアルミニウム合金試験材は、Ｃｕの含有量を変化させた場合の本発明例及び比較例である。合金番号８～９のアルミニウム合金試験材は、Ｓｉが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１０～１１のアルミニウム合金試験材は、Ｆｅが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１２～１３のアルミニウム合金試験材は、Ｍｎが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１４～１５のアルミニウム合金試験材は、Ｍｇが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１６～１７アルミニウム合金試験材は、Ｃｒが本発明の範囲から外れる比較例である。合金番号１８のアルミニウム合金試験材は、Ｔｉが本発明の範囲から外れる比較例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　これら１９種類のアルミニウム合金試験材の各々について、（ａ）鋳造したままのものの他に、（ｂ）５２０℃、３時間の溶体化処理を施した後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を更に施したものを作製した。
＜アルミニウム合金鋳物の特性評価＞
　上記の各アルミニウム合金試験材について、前述の評価方法に従って、強度、靱性、耐食性、電気抵抗率の各特性を評価した。
　それらの結果のうち、まず代表的な本発明例である合金番号３と従来例である合金番号１９の比較を以下の表２～３にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２～３に示された結果によれば、本発明例のアルミニウム合金試験材は、（ａ）鋳造したままのもの、（ｂ）５２０℃、３時間の溶体化処理を施した後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を更に施したものの何れにおいても、同一処理を施した従来例のアルミニウム合金試験材と比べて、電気抵抗率は若干低いものの、強度、靱性及び耐食性に優れることが分かる。すなわち、本発明例のアルミニウム合金試験材は、破断伸び及びシャルピー値が有意に高い他、引張強度自体も高く、更に中性塩水噴霧試験前後の試験材の質量変化が少ない。このような特性を有するアルミニウム合金鋳物は電動機の筐体用として好適に利用することができる。
　次に、Ｃｕの含有量を変化させた場合の本発明例及び比較例、並びにＳｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｇ又はＣｒの何れかが本発明の範囲から外れる比較例である合金番号１、２及び４から１８を以下の表４～５にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　これらの表に示された結果によれば、（ａ）鋳造したままにおいて、本発明例の各アルミニウム合金試験材は、シャルピー衝撃値が０．９０以上、塩水噴霧前後の質量変化が０．９７μｇ以下、電気抵抗率が５９．０ｍΩｍ以上の全てを満足するが、比較例の各アルミニウム合金試験材は、これらの特性の何れかが所望値から外れ、また（ｂ）５２０℃、３時間の溶体化処理を施した後、水冷し、１８０℃、６時間の人工時効硬化処理を更に施した後において、本発明例の各アルミニウム合金試験材は、シャルピー衝撃値が０．９０以上、塩水噴霧前後の質量変化が０．９７μｇ以下、電気抵抗率が５９．０ｍΩｍ以上の全てを満足するが、比較例の各アルミニウム合金試験材は、これらの特性の何れかが所望値から外れることが分かる。すなわち、本発明例のアルミニウム合金試験材は、強度、靱性、耐食性、電気抵抗率の各特性を調和させつつ具備するものである。このような特性を有するアルミニウム合金鋳物は電動機の筐体用として好適に利用することができる。
　また本発明に係るアルミニウム合金試験材は、鋳造したままにおいて、電気抵抗率が７１．０ｍΩｍ以上となること、並びに鋳造後に溶体化処理及び人工時効硬化処理を施すと、電気抵抗率は鋳造したままのものよりも低下するが、引張強度を３６０ＭＰａ以上にすることができるとともに、塩水噴霧試験前後の質量変化を０．９μｇ以下にすることができること、が分かる。
＜アルミニウム合金鋳物の金属組織観察＞
　上述の試験材のうち、（ｂ）溶体化処理、水冷、人工時効硬化処理を施した後の本発明例に係る合金番号３のアルミニウム合金試験材と、同じく溶体化処理、水冷、人工時効硬化処理を施した後の従来例に係る合金番号１９のアルミニウム合金試験材について、その金属組織を顕微鏡により観察した。
　図７は、本発明例に係る合金番号３のアルミニウム合金試験材の金属組織を示し、図８は比較例に係る合金番号１９のアルミニウム合金試験材の金属組織を示す。これらの顕微鏡写真から分かるように、本発明例に係る合金番号３のアルミニウム合金試験材では、金属間化合物が非常に細かく均一に分散しており、粗大な金属間化合物は認められない。これに対して、従来例に係る合金番号１９のアルミニウム合金試験材では、粗大な金属間化合物の存在が確認できる。表３に示された、これら試験材間の引張強度、破断伸び、シャルピー衝撃値における差異は、このような金属組織の差異に基づくものと考えられる。
　本発明のアルミニウム合金鋳物は、高電気抵抗、高靱性、高耐食性の特性を有し、なおかつ軽量であるので、電動機の筐体として好適に使用できるものである。

Claims (10)

  1. 　Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有することを特徴とする、靱性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物。
  2. 　重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法の何れかにより鋳造されてなる請求項１に記載のアルミニウム合金鋳物。
  3. 　鋳造後に熱処理が施されていないことを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金鋳物。
  4. 　鋳造後、５１０～５３０℃、２～５時間の溶体化処理が施され、更にその後に１６０～２００℃、４～８時間の人工時効硬化処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金鋳物。
  5. 　請求項１から４の何れか一項に記載のアルミニウム合金鋳物により形成されてなる電動機筐体。
  6. 　Ｓｉ：１１．０～１３．０質量％、Ｆｅ：０．２～１．０質量％、Ｍｎ：０．２～２．２質量％、Ｍｇ：０．７～１．３質量％、Ｃｒ：０．５～１．３質量％、及びＴｉ：０．１～０．５質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣｕの含有量が０．２質量％以下に制限された組成を有するアルミニウム合金溶湯を鋳造することを特徴とする、靱性に優れた高電気抵抗アルミニウム合金鋳物の製造方法。
  7. 　重力鋳造法、低圧鋳造法、ダイカスト鋳造法、スクイズ製法の何れかにより鋳造することを特徴とする、請求項６に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
  8. 　鋳造後に熱処理を施さないことを特徴とする請求項７に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
  9. 　鋳造後、５１０～５３０℃、２～５時間の溶体化処理を施した後、更に１６０～２００℃、４～８時間の人工時効硬化処理を施すことを特徴とする請求項７に記載のアルミニウム合金鋳物の製造方法。
  10. 　アルミニウム合金鋳物が電動機の筐体である請求項６から９の何れか一項に記載の製造方法。
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