WO2019186740A1 - Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金 - Google Patents

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勝己 深谷
堀川　宏
祐太郎 木滝
大塚　真
益田　勉
山本　直彰
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an Al—Si—Mg based aluminum alloy.
  • the present invention is particularly suitable for large castings such as those used for automobile parts.
  • a casting alloy (ASTM (American Society) containing magnesium (Mg) to improve mechanical properties of an Al-Si aluminum alloy having good castability, which is an aluminum (Al) alloy containing silicon (Si).
  • Mg magnesium
  • Al aluminum
  • Si silicon
  • ASTM American Society
  • Mg added for strength improvement is oxidized and depleted in the molten state, and there is a possibility that the generation of oxides and gas absorption are promoted. Therefore, it is known that beryllium (Be) is added to an Al—Si—Mg based aluminum alloy to suppress depletion of Mg.
  • Patent Document 2 when it is 0.05% by mass or more, blackening is suppressed. Since Be is a rare metal, it is expensive, and Be dust is highly toxic. Therefore, it is necessary to be careful when handling Be.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an Al—Si—Mg-based aluminum alloy having a small content of Be and suppressing the blackening of the surface.
  • the Al—Si—Mg-based aluminum alloy of this embodiment includes 5 mass% to 10 mass% Si, 0.2 mass% to 1.0 mass% Mg, 0.03 mass% to 0.5 mass%.
  • the lightness of the surface in the L * a * b * color system includes Sb of not more than% by mass and Be not less than 0.0004% by mass and not more than 0.0026% by mass, the balance being Al and inevitable impurities
  • the L * value indicating is 55 or more.
  • the color difference ⁇ E with respect to the standard color (77.41, 0.39, ⁇ 0.78) is 25 or less.
  • an Al—Si—Mg-based aluminum alloy that has a low Be content and that suppresses blackening of the alloy surface.
  • FIG. 1 is an explanatory view for explaining the relationship between the color difference with respect to the Be content of the Al—Si—Mg-based aluminum alloy for casting and the amount of Mg depletion.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the side surface of the cast appearance after the heat treatment.
  • the Al—Si—Mg-based aluminum alloy for casting according to the present embodiment includes 5% by mass to 10% by mass of Si, 0.2% by mass to 1.0% by mass of Mg, and 0.03% by mass or more. It contains 0.5 mass% or less of Sb and 0.0004 mass% or more and 0.0026 mass% or less of Be, with the balance being made of Al and inevitable impurities.
  • ⁇ Si contributes to castability and mechanical properties.
  • the Si content is 5% by mass or more, the castability is significantly improved. Castability is important when casting large castings such as automotive parts. Since the Si-based crystallized product is likely to be coarsened and the elongation is liable to be reduced by the addition of Si, the Si content must be suppressed to 10% by mass or less. In addition, when Si is aged, it precipitates together with Mg as an Mg—Si compound, which contributes to improving the strength.
  • Mg precipitates as a Mg—Si based compound together with Si, so that Mg has an action of improving strength.
  • This effect becomes significant when the Mg content is 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more.
  • the Mg content exceeds 1.0% by mass, the decrease in elongation and the generation of oxides are promoted, which causes problems such as hard spots. For this reason, it is more preferable that the content of Mg is 0.3% by mass or more and 0.5% by mass or less because strength is improved and elongation reduction and oxide generation are suppressed.
  • Sb has the effect of refining Si in the eutectic structure and improving elongation. This effect becomes significant when the Sb content is 0.03% by mass or more, and when it exceeds 0.5% by mass, a coarse Mg—Sb compound is formed, which may cause a decrease in elongation.
  • Be forms a dense passive oxide film on the surface of the molten aluminum alloy and suppresses the oxidation of the molten aluminum alloy. Further, Be suppresses the depletion of Mg in the aluminum alloy. In order to enhance the effect, it is necessary to contain 0.0004% by mass or more of Be. However, when the Be content is more than 0.0026% by mass, a series of heat treatments such as solution treatment, water quenching, aging treatment, etc., a heat treatment according to the classification symbol T6 defined in JIS H0001 (hereinafter referred to as T6 heat treatment). .) Is applied to the ingot, the cast surface is easily blackened.
  • the Be content is 0.0004 mass% or more and 0.0026 mass% or less, blackening of the casting surface due to the T6 heat treatment is suppressed.
  • the Al—Si—Mg-based aluminum alloy for casting according to the present embodiment can contain impurities that are inevitably mixed, but iron (Fe) that tends to be mixed is 0.15% or less, and other unavoidable impurities. This element is preferably suppressed to 0.05% or less.
  • the Al—Si—Mg-based aluminum alloy for castings of this embodiment also accepts inevitably mixed calcium (Ca).
  • Ca content is 0.01% by mass or more
  • gas absorption occurs. It becomes intense and the hot water flow becomes worse.
  • the Al—Si—Mg-based aluminum alloy for castings according to the present embodiment has a Ca content of 0% by mass or more and less than 0.01% by mass, and more preferably a Ca content of 0% by mass or more and 0.0. It is preferable to suppress to 005 mass% or less.
  • the obtained molten aluminum alloy is subjected to molten metal treatment such as component adjustment, denitrification, and degassing treatment.
  • molten metal treatment such as component adjustment, denitrification, and degassing treatment.
  • Ti and B are contained as a refining material, for example, a rod hardener (a refining material) formed of an Al—Ti—B alloy is added to the molten aluminum alloy before casting.
  • T6 heat treatment The ingot obtained in the casting process is subjected to T6 heat treatment, and the Al—Si—Mg based aluminum alloy casting material of the present embodiment is obtained.
  • the T6 heat treatment is a heat treatment in which a solution treatment, a quenching treatment, and an aging treatment are sequentially performed on the ingot.
  • a solution treatment temperature of 500 ° C. or more and 550 ° C. or less is maintained within a range of 2 hours or more and 12 hours or less.
  • a solution treatment temperature of 535 ° C. is maintained for 4 hours.
  • the solution treatment temperature is less than 500 ° C. or the temperature holding time is less than 2 hours, the effect of solution treatment is small.
  • the solution treatment temperature is higher than 550 ° C., local melting (burning) may occur. Further, even if the temperature holding time exceeds 12 hours, no change in the solid solution amount of the elements Mg and Si is observed, resulting in an increase in cost.
  • the solution-treated ingot is cooled with water.
  • the water used for water cooling may be warm water.
  • an aging treatment is performed to precipitate the Mg—Si compound and improve the mechanical properties of the casting material.
  • an aging treatment condition an aging treatment temperature of 120 ° C. or higher and 180 ° C. or lower is maintained within a range of 2 hours or longer and 12 hours or shorter.
  • an aging treatment temperature of 150 ° C. is maintained for 6 hours.
  • the Al—Si—Mg-based aluminum alloy for castings and the Al—Si—Mg-based aluminum alloy casting material according to the present embodiment, which have been T6 heat-treated, are excellent in appearance because blackening after the heat treatment is suppressed.
  • the amount of depletion of Mg in the molten metal is small, and Mg contributes to mechanical strength. Since the tempering according to the defined symbol T6 is performed, for example, the tensile strength is 300 MPa or more and the elongation is 10% or more.
  • the Al—Si—Mg-based aluminum alloy casting material of the present embodiment that has been subjected to T6 heat treatment is manufactured as an automobile part.
  • Example 1 Example 2, or Comparative Example 1
  • a molten metal for evaluation was manufactured by melting an aluminum alloy that is each element of the alloy composition of Table 1 and the balance being Al.
  • the temperature of each manufactured molten metal for evaluation was kept at 850 ° C., and the Mg contents after 24 hours and 48 hours were measured.
  • the measured Mg content is subtracted from the Mg content immediately after melting, respectively, to calculate the Mg depletion amount in the molten metal after 24 hours (h) and 48 hours (h), and the results are shown in Table 1. .
  • Example 1 and Example 2 were confirmed to have a significantly lower amount of Mg depletion in the melt than Comparative Example 1 having a Be content lower than 0.0001% by mass. For this reason, in Example 1 and Example 2, compared with Comparative Example 1, Mg added for strength improvement is less likely to be oxidized and depleted in the molten metal, and the possibility of the generation of oxides and gas absorption is suppressed. ing. As a result, Example 1 and Example 2 are less susceptible to the molten state than Comparative Example 1, and can stably produce a casting material with improved strength.
  • each cast material was manufactured by the above-described manufacturing method so as to be an aluminum alloy having each element of the alloy composition of Table 2 and the balance being Al. did.
  • Each casting was cast into a boat shape by gravity mold casting of the same mold.
  • Each casting material was subjected to T6 heat treatment in the order of solution treatment for 4 hours at a holding temperature of 535 ° C., quenching treatment, and aging treatment for 6 hours at a holding temperature of 150 ° C. after cooling with water.
  • the object color of the obtained casting material surface was measured using a color difference meter (CR-400 manufactured by Konica Minolta Japan Co., Ltd.). Based on JIS Z8730, the obtained object color was calculated based on the object color of Comparative Example 2 in which Be was less than 0.0001% by mass.
  • the standard light source is D65, and the object color is represented by the CIE (International Commission on Illumination) L * a * b * color system.
  • the object color on the surface of Comparative Example 2 is set as the standard color, and the object color on the surface of Comparative Example 2 is (77.41, 0.39, ⁇ in the L * a * b * color system. 0.78).
  • Table 2 shows the results of the color difference ⁇ E of Examples 3 to 7 and Comparative Example 3 with respect to the standard color of Comparative Example 2.
  • FIG. 1 is an explanatory view for explaining the relationship between the color difference with respect to the Be content of the Al—Si—Mg-based aluminum alloy for casting and the amount of Mg depletion.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the side surface of the cast appearance after the heat treatment.
  • the Al-Si-Mg-based aluminum alloy for castings and the Al-Si-Mg-based aluminum alloy casting material have a Be content of 0.0004 mass% or more and 0.0026 mass% or less. It can be seen that, while suppressing the amount of Mg depleted in the molten metal, blackening of the surface subjected to the tempering of the classification symbol T6 defined in JIS H0001 is suppressed.
  • Comparative Example 2 and Example 6 are visually recognized as silver white, and Comparative Example 3 is visually recognized as black.
  • Comparative Example 3 it can be seen that the Be content is more than 0.0026% by mass and blackened as shown in FIG.
  • the L * value indicating the brightness of Comparative Example 3 is 53.68.
  • the surface of the Al—Si—Mg based aluminum alloy casting is visually recognized as silver white.
  • Example 7 was visually recognized as silver white as in Example 6.
  • the Al—Si—Mg-based aluminum alloy for castings and the Al—Si—Mg-based aluminum alloy casting material of the present embodiment have a Be content of 0.0005 mass% or more and 0.0026 mass% or less.
  • the color difference ⁇ E with respect to the standard color described above is 21 or less, the color difference ⁇ E is smaller than that of Comparative Example 3, and the black color on the surface is suppressed.
  • the Al—Si—Mg based aluminum alloy for casting and the Al—Si—Mg based aluminum alloy casting material of the present embodiment have the Be content of 0.0005 mass% or more and 0.0021 mass% or less as described above.
  • the color difference ⁇ E with respect to the color is 16 or less, the color difference ⁇ E is smaller than that of the comparative example 3, and the surface black is suppressed.
  • the Al—Si—Mg based aluminum alloy for castings and the Al—Si—Mg based aluminum alloy casting material of the present embodiment are 0.0005 mass% or more and 0.0011 mass%.
  • the Be content is the following, the color difference ⁇ E with respect to the standard color described above becomes 8 or less, and the surface is more easily recognized as silver white.

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Abstract

Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金を提供する。Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金は、５質量％以上１０質量％以下のＳｉと、０．２質量％以上１．０質量％以下のＭｇと、０．０３質量％以上０．５質量％以下のＳｂと、０．０００４質量％以上０．００２６質量％以下のＢｅと、を含み、残部がＡｌと不可避的不純物からなる。そして、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において、表面の明度を示すＬ＊値が５５以上である。

Description

Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金
　本発明は、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金に関する。本発明は、特に自動車部品に利用されるような大型の鋳物材に適している。
　シリコン（Ｓｉ）を含有するアルミニウム（Ａｌ）合金であって、鋳造性の良いＡｌ-Ｓｉ系アルミニウム合金の機械的特性を向上させるためにマグネシウム（Ｍｇ）を添加した鋳物用合金（ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）に規定された記号Ａ３５６の合金等）が知られている。強度向上のため添加されたＭｇは、溶融状態において酸化され減耗し、酸化物の生成やガス吸収が促進される可能性がある。そこで、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金にベリリウム（Ｂｅ）を添加してＭｇの減耗を抑制することが知られている。
　また、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金は、例えばＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）　Ｈ５２０２に規定された記号ＡＣ４Ｃの合金又は記号ＡＣ４Ａの合金にアンチモン（Ｓｂ）を添加すると、共晶組織中のＳｉ相が改良（微細化）し、伸びが向上することも知られている（特許文献１参照）。
　ところで、Ｓｂを添加したＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金は、溶体化処理等の高温での熱処理を行うと表面が黒色化し、外観を損ねてしまう可能性がある。そこで、表面の黒色化を抑制するために、Ｓｂを添加したＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金へのＢｅの多量添加や、Ｂｅ及びＣａの複合添加等が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。
特開昭５２－１５６１１７号公報 特開昭６３－１６２８３２号公報 特開昭５９－０６４７３６号公報
　特許文献２のように、０．０５質量％以上であると黒色化が抑制される。Ｂｅは、レアメタルであるため、高価であるとともに、Ｂｅの粉塵には強い毒性があるため、Ｂｅの取扱いには十分に注意が必要となる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、Ｂｅの含有量が少なく、かつ表面の黒色化が抑制されるＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金を提供することを目的とする。
　本態様のＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金は、５質量％以上１０質量％以下のＳｉと、０．２質量％以上１．０質量％以下のＭｇと、０．０３質量％以上０．５質量％以下のＳｂと、０．０００４質量％以上０．００２６質量％以下のＢｅと、を含み、残部がＡｌと不可避的不純物からなり、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において、表面の明度を示すＬ＊値が５５以上である。
　望ましい態様として、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において、標準色（７７．４１，０．３９，－０．７８）に対する色差ΔＥが、２５以下である。
　本発明に係る態様によれば、Ｂｅの含有量が少なく、合金表面の黒色化が抑制された、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金を提供することができる。
図１は、鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金のＢｅ含有量に対しての色差と、Ｍｇ減耗量との関係を説明する説明図である。 図２は、熱処理後の鋳物外観の側面の例を示す図である。
　以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、以下で説明する実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
（合金組成）
　本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金は、５質量％以上１０質量％以下のＳｉと、０．２質量％以上１．０質量％以下のＭｇと、０．０３質量％以上０．５質量％以下のＳｂと、０．０００４質量％以上０．００２６質量％以下のＢｅと、を含み、残部がＡｌと不可避的不純物からなる。
　Ｓｉは、鋳造性、機械的特性に寄与する。Ｓｉの含有量が５質量％以上になると鋳造性の向上が顕著となる。自動車部品のような大きな鋳物を鋳造する場合、鋳造性は重要である。Ｓｉの添加によりＳｉ系晶出物が粗大化しやすくなり、伸びが低下しやすくなるため、Ｓｉの含有量は、１０質量％以下に抑える必要がある。また、Ｓｉは、時効処理した際に、ＭｇとともにＭｇ－Ｓｉ系化合物として析出し、強度向上に寄与する。
　本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金において時効処理を行うと、ＭｇはＳｉとともにＭｇ－Ｓｉ系化合物として析出するので、Ｍｇは強度を向上させる作用を有する。この作用は、Ｍｇの含有量が０．２質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上で顕著となる。逆にＭｇの含有量が１．０質量％よりも多くなると伸びの低下や酸化物の生成を促進し、ハードスポット等、不具合の原因にもなる。このため、Ｍｇの含有量が０．３質量％以上０．５質量％以下であると、強度が向上し、伸びの低下や酸化物の生成が抑制されるので、より好ましい。
　Ｓｂは、共晶組織中のＳｉを微細化し、伸びを向上させる作用を有する。この作用は、Ｓｂの含有量が０．０３質量％以上で顕著となり、０．５質量％よりも多くなると、粗大なＭｇ－Ｓｂ化合物をつくり、伸びの低下を招く可能性がある。
　上述した特許文献２のように、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金へのＢｅ含有量が多くなければ、表面の黒色化を抑制できないと思われていた。本願発明者等が鋭意研究を重ねた結果、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金へのＢｅの含有量と表面の黒色化とには、単純な逆比例の関係があるわけではないことがわかった。すなわち、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金へのＢｅの含有量が、所定の閾値までは表面の黒色化がおこりにくく、所定の閾値よりもＢｅの含有量が増えると黒色化しやすくなり、さらにＢｅの含有量が増え、例えば０．０５質量％以上であると黒色化が抑制されることを見出した。
　具体的に説明すると、Ｂｅはアルミニウム合金の溶湯表面に緻密な不動態の酸化皮膜を形成し、アルミニウム合金溶湯の酸化を抑制する。また、Ｂｅはアルミニウム合金中のＭｇの減耗を抑制する。より効果を高めるには、０．０００４質量％以上のＢｅの含有が必要である。しかし、Ｂｅ含有量が０．００２６質量％より多い場合、溶体化処理、水焼き入れ、時効処理等の一連の熱処理、いわゆるＪＩＳ　Ｈ０００１に規定された質別記号Ｔ６の熱処理（以下、Ｔ６熱処理という。）が鋳塊に施されると、鋳物表面が黒色化しやすくなる。これは、Ｔ６熱処理により鋳物表面の酸化アルミニウム層が厚くなり、鋳物表面が黒色化するのではないかと推測される。本実施形態においては、Ｂｅの含有量が０．０００４質量％以上０．００２６質量％以下であるので、Ｔ６熱処理による鋳物表面の黒色化が抑制される。
　本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金には、チタン（Ｔｉ）及びホウ素（Ｂ）の少なくとも１種の元素から選ばれる元素群を鋳造組織の微細化材として、Ｔｉ≦０．１５質量％、Ｂ≦０．０１質量％で含有しても良い。
　また、本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金には、不可避的に混入する不純物も許容されるが、混入しやすい鉄（Ｆｅ）は、０．１５％以下、その他の不可避不純物の元素は０．０５％以下に抑制することが好ましい。
　また、本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金には、不可避的に混入するカルシウム（Ｃａ）も許容されるが、Ｃａの含有量が０．０１質量％以上となるとガス吸収が激しくなり、湯流れが悪くなる。このため、本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｃａの含有量を０質量％以上０．０１質量％未満、より好ましくは、Ｃａの含有量を０質量％以上０．００５質量％以下に抑制することが好ましい。
［製造方法］
　以下に、上述した本実施態様の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金を用いて、鋳物材を製造する製造方法の一例を説明する。
（溶解工程）
　５質量％以上１０質量％以下のＳｉと、０．２質量％以上１．０質量％以下のＭｇと、０．０３質量％以上０．５質量％以下のＳｂと、０．０００４質量％以上０．００２６質量％以下のＢｅと、を含み、残部がＡｌと不可避的不純物からなる合金組成のアルミニウム合金が既知の方法で溶製される。
　得られたアルミニウム合金溶湯は、成分調整、除滓、脱ガス処理等の溶湯処理が施される。Ｔｉ、Ｂが微細化材として含有される場合、例えば、Ａｌ－Ｔｉ―Ｂ合金で形成されたロッドハードナー（微細化材）が鋳造前にアルミニウム合金溶湯に添加される。
（鋳造工程）
　鋳型に、溶解工程で得られたアルミニウム合金溶湯が注湯され、鋳塊が得られる。
（Ｔ６熱処理）
　鋳造工程で得られた鋳塊には、Ｔ６熱処理が施され、本実施形態のＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材が得られる。Ｔ６熱処理は、鋳塊に対し、溶体化処理、焼き入れ処理、時効処理を順に施す熱処理である。
　溶体化処理の条件としては、２時間以上１２時間以下の範囲内で５００℃以上５５０℃以下の溶体化処理温度を保持する。溶体化処理の条件例としては、５３５℃の溶体化処理温度を４時間保持する。溶体化処理温度が５００℃未満の温度であったり、温度保持時間が２時間未満であったりすると、溶体化の効果が小さい。溶体化処理温度が５５０℃より高温になると局部溶融（バーニング）が発生する可能性がある。また、温度保持時間が１２時間を超えても、Ｍｇ、Ｓｉの元素の固溶量の変化は見られず、コスト増となる。
　焼き入れ処理として、溶体化処理された鋳塊を水冷する。焼き入れ処理において、水冷に使用する水は温水でも良い。
　焼き入れ処理後、時効処理を行い、Ｍｇ－Ｓｉ系化合物を析出させ、鋳物材の機械的特性を向上させる。時効処理の条件としては、２時間以上１２時間以下の範囲内で１２０℃以上１８０℃以下の時効処理温度を保持する。時効処理の条件例としては、１５０℃の時効処理温度を６時間保持する。
　Ｔ６熱処理された本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金及びＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材は、熱処理後の黒色化が抑制され外観に優れる。本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金及びＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材においては、溶湯中のＭｇの減耗量が少なくＭｇが機械的強度に寄与するとともに、ＪＩＳ　Ｈ０００１に規定された質別記号Ｔ６の調質が施されているので、例えば、引張強さ３００ＭＰａ以上、伸び１０％以上となる。例えば、Ｔ６熱処理された本実施形態のＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材が、自動車部品として製造される。
［実施例］
　次に、本発明に係る実施例について説明する。実施例１、実施例２又は比較例１では、表１の合金組成の各元素であって残部がＡｌであるアルミニウム合金を溶解して評価用の溶湯を製造した。製造した各評価用の溶湯の温度を８５０℃にそれぞれ保持し、２４時間後及び４８時間後のＭｇの含有量をそれぞれ計測した。計測したＭｇの含有量をそれぞれ溶解直後のＭｇの含有量から減算して、２４時間（ｈ）後及び４８時間（ｈ）後における溶湯中のＭｇ減耗量を算出し、結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１及び実施例２は、０．０００１質量％よりＢｅ含有量が少ない比較例１よりも、明らかに溶湯中のＭｇ減耗量が少ないことが確認された。このため、実施例１及び実施例２は、比較例１よりも、強度向上のため添加されたＭｇが溶湯において酸化減耗されにくく、酸化物の生成やガス吸収が促進される可能性が抑制されている。その結果、実施例１及び実施例２は、比較例１よりも溶融状態の影響を受けにくく、強度が向上した鋳物材を安定して製造することができる。
　比較例２、実施例３から実施例７、比較例３では、表２の合金組成の各元素であって残部がＡｌであるアルミニウム合金となるように、上述した製造方法で各鋳造材を製造した。各鋳物材は、同じ金型の重力金型鋳造にて舟形形状に鋳造された。また、各鋳物材は、水冷後、保持温度５３５℃で４時間保持する溶体化処理、焼き入れ処理、保持温度１５０℃で６時間保持する時効処理の順に、Ｔ６熱処理されている。
　次に、ＪＩＳ　Ｚ８７２２に基づき、色彩色差計（コニカミノルタジャパン株式会社製ＣＲ－４００）を用いて、得られた鋳物材表面の物体色を測定した。得られた物体色をＪＩＳ　Ｚ８７３０に基づき、Ｂｅが０．０００１質量％未満の比較例２の物体色を基準として、色差ΔＥを算出した。なお、標準光源は、Ｄ６５であり、物体色は、ＣＩＥ（国際照明委員会）　Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系で表されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　本実施形態では、比較例２の表面の物体色を標準色としており、比較例２の表面の物体色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において、（７７．４１，０．３９，－０．７８）である。比較例２の標準色に対する、実施例３から実施例７及び比較例３の色差ΔＥの結果を表２に示す。図１は、鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金のＢｅ含有量に対しての色差と、Ｍｇ減耗量との関係を説明する説明図である。図２は、熱処理後の鋳物外観の側面の例を示す図である。
　図１に示すように、鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金及びＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材は、０．０００４質量％以上０．００２６質量％以下のＢｅ含有量とすることで、溶湯中のＭｇ減耗量を抑制しつつ、ＪＩＳ　Ｈ０００１に規定された質別記号Ｔ６の調質が施された表面の黒色化を抑制していることがわかる。
　図２に示すように、比較例２及び実施例６は、銀白色と視認され、比較例３は、黒色と視認される。比較例３は、Ｂｅ含有量が０．００２６質量％より多く、図２に示すように黒色化していることがわかる。
　表２に示すように、比較例３の明度を示すＬ＊値は、５３．６８である。明度を示すＬ＊値は、５５以上であると、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材の表面は、銀白色に視認される。実施例７は、実施例６と同様に、銀白色と視認された。
　図２に示すように、比較例２との色差ΔＥが大きいほど、黒色化する。図２及び表２によれば、比較例２との色差ΔＥが２５以下となると、表面の黒色が認識されにくくなることがわかった。
　このように、本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金及びＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材は、０．０００５質量％以上０．００２６質量％以下のＢｅ含有量であると、上述した標準色に対する色差ΔＥが２１以下となり、比較例３よりも色差ΔＥが小さく、表面の黒色が抑制される。
　本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金及びＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材は、０．０００５質量％以上０．００２１質量％以下のＢｅ含有量であると、上述した標準色に対する色差ΔＥが１６以下となり、比較例３よりも色差ΔＥが小さく、表面の黒色が抑制される。
　また、図２及び表２に示すように、本実施形態の鋳物用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金及びＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金鋳物材は、０．０００５質量％以上０．００１１質量％以下のＢｅ含有量であると、上述した標準色に対する色差ΔＥが８以下となり、表面がより銀白色に視認されやすくなる。
　以上、本実施形態の種々の有用な実施例を示し、かつ、説明を施した。本実施形態は、上述した種々の実施例や変形例に限定されること無く、この実施形態の要旨や添付する請求の範囲に記載された内容を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでも無い。

Claims (2)

  1. 　５質量％以上１０質量％以下のＳｉと、０．２質量％以上１．０質量％以下のＭｇと、０．０３質量％以上０．５質量％以下のＳｂと、０．０００４質量％以上０．００２６質量％以下のＢｅと、を含み、残部がＡｌと不可避的不純物からなり、
    　Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において、表面の明度を示すＬ＊値が５５以上であるＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金。
  2. 　Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において、標準色（７７．４１，０．３９，－０．７８）に対する色差ΔＥが、２５以下である、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金。
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