WO2015166992A1 - アルミニウム合金から成る放熱フィン及びその製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金から成る放熱フィン及びその製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a radiating fin made of an aluminum alloy having high thermal conductivity and high strength, and a method for manufacturing the same.
  • next-generation automobiles such as hybrid cars and electric cars
  • the heat generation density increases with the further increase in output and miniaturization of storage batteries and power devices, and measures to dissipate the heat are a major issue.
  • transportation equipment such as airplanes, LED lighting, personal computers, refrigerators and other household appliances, and other devices that require electric power have the same problems. .
  • Patent Document 1 silicon (Si), magnesium (Mg), iron (Fe), boron (B) is contained as an additive, the balance of aluminum (Al) and inevitable impurities are cast by die casting, and then subjected to aging heat treatment, strength and thermal conductivity A high-aluminum alloy has been proposed.
  • the die casting method is a manufacturing method in which molten metal is ejected into a mold at high speed and high pressure, so there are many entrapment of air and oxides and micro defects called microporosity, and these are related to thermal conductivity. It will be a cause of lowering. As a result, the thermal conductivity of the die cast casting is considerably lower than the nominal value.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is made of an aluminum alloy that can eliminate the addition of a metal element such as iron, has high formability, and can achieve high thermal conductivity.
  • the object is to provide a heat dissipating fin and a method of manufacturing the same.
  • the invention according to claim 1 is characterized in that silicon (Si) is 2 to 6% by weight, magnesium (Mg) is 0.7% by weight or less, and the balance is a chemical component composed of aluminum (Al) and inevitable impurities,
  • a semi-molten material in which only silicon (Si) and magnesium (Mg) are added as an additive and the crystal structure is granular is made to have a speed of 0.15 to 0.4 (m / s) and 15 to 30 ( It is characterized in that it is made of an aluminum alloy obtained by injecting into a mold at a pressure of (MPa) and performing semi-molten forming, followed by heat treatment at 190 to 290 ° C. for 1 to 5 hours.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that silicon (Si) is 2 to 6% by weight, magnesium (Mg) is 0.7% by weight or less, and the balance is a chemical component composed of aluminum (Al) and inevitable impurities, A semi-molten material in which only silicon (Si) and magnesium (Mg) are added as an additive and the crystal structure is granular is made to have a speed of 0.15 to 0.4 (m / s) and 15 to 30 ( It is characterized in that a heat radiation fin made of an aluminum alloy is obtained through a heating process for heat treatment at 190 to 290 ° C. for 1 to 5 hours after injecting into a mold at a pressure of (MPa). .
  • the fluidity at the time of molding and injection into the mold can be improved, and the low temperature and low speed can be achieved.
  • the mold can be satisfactorily filled even when injected at a low pressure. Therefore, the addition of metal elements such as iron can be made unnecessary, high thermal conductivity can be achieved, and there is no decrease in strength and thermal conductivity as in the case of a solid cast product by die casting.
  • the thermal conductivity can be further improved while the addition of metal elements such as iron is unnecessary.
  • the aluminum alloy according to the present embodiment includes 2 to 6% by weight of silicon (Si), 0.7% by weight or less of magnesium (Mg), and the balance being a chemical component composed of aluminum (Al) and inevitable impurities. It is obtained from a semi-molten material whose crystal structure is granular for improving moldability, and has a thermal conductivity of 180 W (m ⁇ K) or more.
  • silicon (Si) is 2 to 6% by weight
  • magnesium (Mg) is 0.7% by weight or less
  • the balance is aluminum (Al) and an inevitable impurity chemical component
  • the crystal structure is An aluminum alloy obtained by semi-melt molding a granular semi-molten material and then heat-treating at 190-290 ° C. for 1-5 hours is preferable.
  • the semi-molten material it is preferable that only silicon (Si) and magnesium (Mg) are added as additives and do not contain iron (Fe) at all. As long as the conductivity is not lowered, magnesium (Mg) may not be contained, or iron (Fe) may be contained as an unavoidable impurity.
  • the thermal conductivity of aluminum is the highest in pure aluminum, and as the amount of element added increases, the thermal conductivity decreases proportionally, but pure aluminum is weak in strength and is semi-molten. Because there is no solid-liquid coexistence region, semi-melt molding is impossible. Therefore, in order to improve the thermal conductivity while securing the strength, it is necessary to reduce the number of elements to be added within the range of components that can be semi-molten molded as much as possible.
  • the additive (element) to be added to pure aluminum in the present embodiment is at least silicon (Si), and in the case of adding magnesium (Mg), it is 0.7% by weight or less.
  • the addition of magnesium (Mg) is not necessarily essential, but the strength of the molded product can be improved by adding the magnesium (Mg).
  • Silicon (Si) is required for semi-molten molding as a solid-liquid coexisting state during heating, and is required to improve molten metal flowability (fluidity of molten metal to the mold), while magnesium (Mg) is molded. Although it is required to improve the strength of the product, it is not necessary to add iron (Fe) required for the conventional die-cast alloy.
  • the semi-molten material is obtained by melting the metal to a state where the solid phase and the liquid phase coexist (thixocasting) and by cooling the molten metal to the state where the solid phase and the liquid phase coexist.
  • both forms are included (semi-solid).
  • the molding method using such a semi-molten material (semi-melt molding method) has a high cooling rate at the time of molding and a fine crystal, so that the obtained molded product can be improved in strength and mechanical properties can be improved. Since a uniform structure can be obtained at a low pressure, the resulting molded product can be of high quality with few shrinkage holes and segregation and no reduction in substantial strength.
  • the semi-molten material according to the present embodiment has a granulated primary crystal obtained from a method of mechanically or electromagnetically stirring the molten metal, a method of applying distortion to granulate during recrystallization, a method of solidification control, and the like. . Molding with this semi-molten material can be molded from the solid-liquid coexistence zone, which has the effect of increasing the cooling rate and improving the mechanical properties of the product. Since it contains crystals, it has better fluidity than molten metal and can be filled well in the mold even when injected at low speed and low pressure. That is, by using a semi-molten material having good fluidity, it is possible to accurately form a molded product having a complicated shape or a thin molded product.
  • any component can be used in the semi-molten molding as long as it is a material having a semi-molten state, there are few restrictions on the material to be used, and a material having high thermal conductivity can be used.
  • the semi-melt molding method can be further improved in thermal conductivity because it can be heat-treated and has low microporosity. Therefore, an aluminum alloy can be satisfactorily produced in the mold by injecting the semi-molten material into the mold at a low speed and a low pressure.
  • the aluminum alloy according to the present embodiment is improved in thermal conductivity and strength by performing heat treatment after semi-molten forming.
  • the heat treatment temperature is 190 to 290 ° C., and the time is 1 to 5 hours.
  • the solubility of silicon (Si) in the primary ⁇ -Al phase is lowered, so the concentration of aluminum (Al) is increased and the thermal conductivity is improved.
  • the heat treatment temperature is less than 190 ° C. and the heat treatment time is less than 1 hour, the heat treatment becomes insufficient and high strength cannot be obtained.
  • the heat treatment temperature exceeds 290 ° C. the strength deteriorates due to overaging, and when the heat treatment time exceeds 5 hours, the strength decreases and the productivity deteriorates.
  • Inevitable impurities include copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), titanium (Ti), lead (Pb), tin (Sn), chromium (Cr), etc. Can be considered.
  • the heating step S1 the semi-melt forming step S2, and the heat treatment step S3 are sequentially performed.
  • the heating step S1 an alloy obtained by adding silicon (Si) and magnesium (Mg) to aluminum is heated under predetermined conditions, so that silicon (Si) is 2 to 6% by weight and magnesium (Mg) is 0.7% by weight. % Or less (preferably 0.2 to 0.7% by weight), and the balance is a chemical component composed of aluminum (Al) and inevitable impurities, and a semi-molten material having a grain structure is obtained. .
  • the semi-molten molding step S2 is a step for semi-molten molding using the semi-molten material obtained in the heating step S1 as a material, and the semi-molten material is injected into a desired mold at a low speed and a low pressure (0.15 to 0.00). (Injected into the mold) at a speed of 4 (m / s) and a pressure of 15 to 30 (MPa).
  • the heat treatment step S3 is a step for heat-treating the molded product obtained in the semi-melt molding step S2 at 190 to 290 ° C. for 1 to 5 hours.
  • the obtained disk-shaped molded product was not subjected to heat treatment, was subjected to both heat treatment at 540 ° C. for 6 hours and heat treatment at 160 ° C. for 6 hours (T6), and 250 ° C. for 2 hours.
  • Heat-treated ones (T5) were prepared, and their thermal conductivity (W / (m ⁇ K)) and Brinell hardness (HBW) were measured. The results shown in Table 2 below and FIG. was gotten. Note that the silicon (Si) content of 7% and 8% correspond to comparative examples, respectively.
  • magnesium (Mg) By adding magnesium (Mg), the heat treatment effect is exhibited and the hardness is improved.
  • the primary ⁇ -Al is granular, the molten metal has good fluidity and good molding can be achieved.
  • heat treatment such as T6 (both heat treatment at 540 ° C. for 6 hours and heat treatment at 160 ° C. for 6 hours) involves solution treatment, as can be seen from Table 2, it is necessary to improve the strength.
  • a heat treatment such as T5 (heat treatment at 250 ° C. for 2 hours) (ie, annealing).
  • the annealing temperature is used to improve the thermal conductivity while maintaining a certain degree of hardness. 190-290 ° C. is preferable.
  • products obtained by semi-melt molding have high thermal conductivity (as in this embodiment, 180 W / (m ⁇ K) or more) and are applied to radiating fins that require a high heat dissipation effect.
  • Silicon (Si) is 2 to 6% by weight, magnesium (Mg) is 0.7% by weight or less, the balance is a chemical component composed of aluminum (Al) and inevitable impurities, and silicon (Si) and magnesium (Mg) ) Is added as an additive, and a semi-molten material having a grain structure is formed in a mold at a speed of 0.15 to 0.4 (m / s) and a pressure of 15 to 30 (MPa).
  • m / s m / s
  • MPa 15 to 30

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Abstract

　鉄等の金属元素の添加を不要とすることができ、且つ、高熱伝導率を図ることができるアルミニウム合金及びその製造方法を提供する。　ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、結晶組織が粒状とされた半溶融素材から得られるものであり、当該半溶融素材を得る加熱工程Ｓ１と、加熱工程Ｓ１で得られた半溶融素材を半溶融成形する半溶融成形工程Ｓ２と、半溶融成形工程後、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理する熱処理工程Ｓ３とを経て製造されるものである。

Description

アルミニウム合金から成る放熱フィン及びその製造方法
　本発明は、熱伝導率が高く、且つ、強度が高いアルミニウム合金から成る放熱フィン及びその製造方法に関するものである。
　ハイブリッド車や電気自動車などの次世代自動車は、蓄電池やパワーデバイスの一層の高出力化及び小型化に伴って発熱密度が上昇し、その発熱に対する放熱対策が大きな課題となっている。また、次世代自動車の他、航空機などの輸送用機器、ＬＥＤ照明、パーソナルコンピュータ、冷蔵庫などの家電、その他の電力を必要とするあらゆる機器においても、同様の問題を抱えているのが実情である。
　このような近時の実情から、ヒートシンク等の放熱のための性能向上が重要視されている。通常、ヒートシンクを構成する放熱材料として、金属系であれば、銅やアルミニウムが材料として用いられるとともに、製造方法として押出し成形や鍛造が採用されている。しかしながら、これまで行われてきたヒートシンクにおけるフィン部のち密化による性能向上策は、加工性や熱抵抗などの観点からほぼ限界に達しているとともに、押出し成形や鍛造は、製造法に起因する問題から形状の自由度が少なく、加えてコスト高により、その採用に限界がある。
　しかるに、従来より、ヒートシンクのフィンなどに用いられる熱伝導性が高く、放熱効果に優れた材料が種々提案されており、例えば特許文献１にて開示されているように、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）が添加物として含有され、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る材料をダイカストによって鋳造した後、時効熱処理することで強度及び熱伝導性が高いアルミニウム合金が提案されている。
特開２００６－６３４２０号公報
　しかしながら、上記従来技術においては、ダイカストによる鋳造法が必要とされており、熱伝導性を十分に向上させることができないという問題があった。すなわち、ダイカスト法は、溶けた金属を高速・高圧で金型の中に噴出させる製造法であるため、空気や酸化物の巻き込み及びミクロポロシティと呼ばれる微小欠陥などが多く、これらは、熱伝導率を低下させる原因となってしまうのである。これにより、ダイカストによる鋳造品の実体の熱伝導率は、公称値と比べてかなり低いものとなっている。加えて、金型に対する焼付き防止のために鉄（Ｆｅ）などの金属元素の添加が必要とされるが、アルミニウム中に鉄（Ｆｅ）等の金属元素を含有させて合金化させると、合金成分量に比例して熱伝導率が低下してしまう。合金成分量を下げた場合、ダイカストでは鋳造性が悪くなるために不良率が上がり歩留まりが悪くなる。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、鉄等の金属元素の添加を不要とすることができ、且つ、成形性が高く、高熱伝導率を図ることができるアルミニウム合金から成る放熱フィン及びその製造方法を提供することにある。
　請求項１記載の発明は、ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、ケイ素（Ｓｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）のみが添加物として添加され、結晶組織が粒状とされた半溶融素材を、０．１５～０．４（ｍ／ｓ）の速度、且つ、１５～３０（ＭＰａ）の圧力で金型内に注入して半溶融成形を行った後、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理して得られたアルミニウム合金から成ることを特徴とする。
　請求項２記載の発明は、ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、ケイ素（Ｓｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）のみが添加物として添加され、結晶組織が粒状とされた半溶融素材を、０．１５～０．４（ｍ／ｓ）の速度、且つ、１５～３０（ＭＰａ）の圧力で金型内に注入して半溶融成形を行った後、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理するための加熱工程を経てアルミニウム合金から成る放熱フィンを得ることを特徴とする。
　請求項１、２の発明によれば、結晶組織が粒状とされた半溶融素材を用いているので、成形時、金型に注入する際の流動性を良好とすることができ、低温、低速及び低圧に注入させても金型内に良好に充填させることができる。したがって、鉄等の金属元素の添加を不要とすることができ、且つ、高熱伝導率を図ることができ、ダイカストによる実体鋳造品のような強度や熱伝導率の低下もない。
　また、半溶融素材を半溶融成形した後、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理するので、鉄等の金属元素の添加を不要としつつ熱伝導率をより向上させることができる。
本発明の実施形態に係るアルミニウム合金の製造工程を示すフローチャート 本発明の実施例及び比較例におけるケイ素（Ｓｉ）の含有量に対する熱伝導率の関係を示すグラフ 本発明の実施例及び比較例における焼きなまし温度に対する熱伝導率及び硬さの関係を示すグラフ
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
　本実施形態に係るアルミニウム合金は、ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、成形性向上のために結晶組織が粒状とされた半溶融素材から得られるもので、熱伝導率が１８０Ｗ（ｍ・Ｋ）以上とされている。
　具体的には、ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、結晶組織が粒状とされた半溶融素材を半溶融成形した後、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理して得られるアルミニウム合金が好ましい。なお、半溶融素材として、ケイ素（Ｓｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）のみが添加物として添加され、鉄（Ｆｅ）を一切含有しないものが好ましいが、コスト等の実用上或いは強度等の必要上、熱伝導率を低下させない範囲で、マグネシウム（Ｍｇ）を含有しないもの、或いは不可避な不純物として鉄（Ｆｅ）を含有するものであってもよい。
　すなわち、アルミニウムの熱伝導率は、純アルミニウムが最も高く、添加する元素量が増えるに従って、比例的に熱伝導率が低下するのであるが、純アルミニウムは、強度的に弱く、半溶融成形するための固液共存領域がないために半溶融成形は不可能である。したがって、強度を確保しつつ熱伝導率を向上するには、半溶融成形することが可能な成分範囲内で添加する元素を極力少なくする必要がある。
　しかして、本実施形態における純アルミニウムに添加する添加物（元素）は、少なくともケイ素（Ｓｉ）のみであり、マグネシウム（Ｍｇ）を添加する場合は、０．７重量％以下である。マグネシウム（Ｍｇ）の添加は必ずしも必須ではないが、当該マグネシウム（Ｍｇ）を添加すれば、成形品の強度を向上させることができる。ケイ素（Ｓｉ）は、加熱時に固液共存状態として半溶融成形を可能とし、湯流れ性（金型に対する溶湯の流動性）を向上するために必要とされるとともに、マグネシウム（Ｍｇ）は、成形品の強度を向上するために必要とされるが、従来のダイカスト合金に必要とされる鉄（Ｆｅ）の添加は必要ない。これは、ダイカスト合金に添加される鉄（Ｆｅ）は、アルミニウムの金型への焼き付き防止のために必要とされているが、本実施形態の如く半溶融成形の場合は、ダイカスト法と比べて鋳造温度が約１００℃低く、低速、低圧で半溶融素材を注入することができるため、鉄（Ｆｅ）の添加が必要ないからである。
　ところで、半溶融素材とは、金属を固相と液相とが共存した状態まで溶融させて得られるもの（チクソキャスティング）と、溶湯を固相と液相とが共存した状態まで冷却させて得られるもの（レオキャスティング）との両者を含むが、本発明においては、何れの形態も含む（セミソリッド）ものとされる。かかる半溶融素材を用いた成形法（半溶融成形法）は、成形時の冷却速度が速く結晶が微細であることから、得られる成形品を高強度として機械的性質を向上させることができるとともに、低加圧で均一な組織が得られることから、得られる成形品を収縮孔や偏析が少なく、実体強度の低下のない高品質なものとすることができる。
　本実施形態に係る半溶融素材は、溶湯を機械的や電磁的に攪拌する方法、歪みを与えて再結晶時に粒状にする方法、凝固制御による方法等から得られ、粒状化した初晶を有する。この半溶融素材を用いて成形すれば、固液共存域より成形し得ることから、冷却速度を速め、製品の機械的性質を向上させ得るという効果があるとともに、半溶融素材が粒状化した初晶を含有しているので、溶融金属に比べて流動性が良好とされており、低速及び低圧にて注入させても、金型内において良好に充填させることができる。すなわち、流動性が良好な半溶融素材を用いることで、複雑な形状の成形品や薄肉の成形品を精度よく成形することができるのである。
　また、半溶融成形は、半溶融状態を有する材料であればどのような成分のものも使用できるため、使用する材質に対する制限が少なく、高熱伝導率の材料を使用することができる。そして、半溶融成形法は、熱処理ができること及びミクロポロシティが少ないことが特長として挙げられることから、熱伝導率を一層向上させることができる。しかして、低速及び低圧で半溶融素材を金型に注入させることにより、金型内で良好にアルミニウム合金を生成することができるのである。
　さらに、本実施形態に係るアルミニウム合金は、半溶融成形後に熱処理を行うことによって、熱伝導性及び強度を向上させている。熱処理温度は、１９０～２９０℃、時間は、１～５時間である。この熱処理によって、初晶α－Ａｌ相へのケイ素（Ｓｉ）の溶解度が低下するためにアルミニウム（Ａｌ）の濃度が高くなり、熱伝導率が向上するのである。但し、熱処理温度が１９０℃未満、及び熱処理時間が１時間未満では、熱処理が不十分となってしまい高い強度が得られない。また、熱処理温度が２９０℃を超えると、過時効となって強度が低下してしまうとともに、熱処理時間が５時間を超えると強度が低下し、且つ、生産性が悪くなってしまう。
　なお、熱伝導率を向上させるためには、ケイ素（Ｓｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）以外の含有成分を極力少なくする必要があるが、その分コストが上がってしまう。そのために、例えば熱伝導率１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を下回らない程度において、不純物（不可避な不純物）の含有を許容することができる。不可避な不純物として、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）等が考えられる。但し、鉄（Ｆｅ）は、半溶融素材の材料として再生塊を使用した場合には含有量を下げることが難しいため、０．３％以下の含有を許容してもよく、マンガン（Ｍｎ）及びチタン（Ｔｉ）は、熱伝導率を低下させる作用が大きいため、０．０５％以下、その他の元素は、０．１％以下の含有をそれぞれ許容するものとしてもよい。
　次に、本実施形態に係るアルミニウム合金の製造工程について、図１のフローチャートに基づいて説明する。
　本実施形態に係るアルミニウム合金を得るためには、加熱工程Ｓ１、半溶融成形工程Ｓ２及び熱処理工程Ｓ３を順次行うものとされている。加熱工程Ｓ１は、アルミニウムにケイ素（Ｓｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）を添加した合金を所定条件にて加熱することで、ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下（０．２～０．７重量％が好ましい）、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、結晶組織が粒状とされた半溶融素材を得る工程である。
　半溶融成形工程Ｓ２は、加熱工程Ｓ１で得られた半溶融素材を材料として半溶融成形するための工程で、半溶融素材を所望の金型に低速及び低圧で注入（０．１５～０．４（ｍ／ｓ）の速度、且つ、１５～３０（ＭＰａ）の圧力で金型内に注入）する。熱処理工程Ｓ３は、半溶融成形工程Ｓ２で得られた成形品を、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理するための工程である。
　次に、本発明の技術的優位性について実施例及び比較例を挙げて説明する。
　下記の表１に示した成分を有するアルミニウム合金を加熱した後、所定の容器に注湯し、初晶α－Ａｌが粒状になるように凝固制御を行ってビレットを作製するとともに、その作製したビレットを半溶融状態まで再加熱して円板状に加圧成形（半溶融成形）した。なお、マグネシウム（Ｍｇ）を溶解時に０．５％添加したもの、及び添加しないものをそれぞれ作製している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　そして、得られた円板状の成形品について、熱処理を行わないもの、５４０℃で６時間の熱処理と１６０℃で６時間の熱処理の両方行ったもの（Ｔ６）、及び２５０℃で２時間の熱処理を行ったもの（Ｔ５）をそれぞれ作製して、それらの熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））及びブリネル硬さ（ＨＢＷ）について測定したところ、以下の表２及び図２の如き結果が得られた。なお、ケイ素（Ｓｉ）の含有率が７％及び８％のものは、それぞれ比較例に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表２及び図２から分かるように、ケイ素（Ｓｉ）の含有率が低いほど熱伝導率が高くなり、マグネシウム（Ｍｇ）を添加することによって熱処理効果が発現し、硬さが向上する。すなわち、従来のダイカスト法で成形品を得た場合、ケイ素（Ｓｉ）が少ないと溶融温度が上昇し、マグネシウム（Ｍｇ）の添加によって溶湯の流動性（湯流れ性）が低下してしまうのに対し、本発明の如く半溶融成形法で成形品を得た場合、初晶α－Ａｌが粒状であることから、溶湯の流動性がよく、良好な成形を図ることができる。
　さらに、Ｔ６の如き熱処理（５４０℃で６時間の熱処理と１６０℃で６時間の熱処理の両方行う）は、溶体化処理を伴うため、表２からも分かるように、強度を向上させる上では必要な処理であるが、高温で保持した後、急冷することになるため、組織中の不純物がアルミニウムの中に溶け込んだまま閉じ込められてしまい、熱伝導率が低下してしまう。したがって、Ｔ５の如き熱処理（２５０℃で２時間の熱処理）（すなわち、焼きなまし）を行うのが好ましい。
　しかるに、ケイ素（Ｓｉ）を４％含有した成形品において、熱伝導率及び硬さに及ぼす焼きなまし温度の影響について実験したところ、図３の如き結果が得られた。かかる実験結果より、ケイ素（Ｓｉ）を４％、及びマグネシウム（Ｍｇ）を０．５％含有した実施例においては、ある程度の硬さを保持しつつ熱伝導率を向上させるには、焼きなまし温度として、１９０～２９０℃が好ましいことが分かる。
　以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、半溶融成形によって得られる製品は、熱伝導率が高く（本実施形態の如く、１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上）、高い放熱効果が求められる放熱フィンに適用している。
　ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、ケイ素（Ｓｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）のみが添加物として添加され、結晶組織が粒状とされた半溶融素材を、０．１５～０．４（ｍ／ｓ）の速度、且つ、１５～３０（ＭＰａ）の圧力で金型内に注入して半溶融成形を行った後、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理して得られたアルミニウム合金から成る放熱フィン及びその製造方法であれば、他の形態のものであってもよい。
Ｓ１　加熱工程
Ｓ２　半溶融成形工程
Ｓ３　熱処理工程

Claims (2)

  1. 　ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、ケイ素（Ｓｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）のみが添加物として添加され、結晶組織が粒状とされた半溶融素材を、０．１５～０．４（ｍ／ｓ）の速度、且つ、１５～３０（ＭＰａ）の圧力で金型内に注入して半溶融成形を行った後、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理して得られたアルミニウム合金から成ることを特徴とする放熱フィン。
  2. 　ケイ素（Ｓｉ）が２～６重量％、マグネシウム（Ｍｇ）が０．７重量％以下、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避な不純物から成る化学成分とされるとともに、ケイ素（Ｓｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）のみが添加物として添加され、結晶組織が粒状とされた半溶融素材を、０．１５～０．４（ｍ／ｓ）の速度、且つ、１５～３０（ＭＰａ）の圧力で金型内に注入して半溶融成形を行った後、１９０～２９０℃で１～５時間熱処理するための加熱工程を経てアルミニウム合金から成る放熱フィンを得ることを特徴とする放熱フィンの製造方法。
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