JP2006316341A - 鋳造用アルミニウム合金および同アルミニウム合金鋳物 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋳造時におけるアルミニウム合金と金型との焼付きを防止できると共に、優れた耐力と伸びとを有する鋳造用アルミニウム合金と、当該合金で鋳造された靱性の高いアルミニウム合金鋳物とを提供する。
【解決手段】 Ｓｉ：６．０〜１１．０重量％，Ｍｇ:０．１〜０．５重量％，Ｃｒ:０．１〜０．５重量％を含有し、残部がＡｌ及びＦｅを０．４２重量％以下に抑えた不可避不純物からなることを特徴とする鋳造用アルミニウム合金。このように焼付き防止材として所定量のＣｒを用いることで鋳造性、耐力および伸びに優れたアルミニウム合金を得ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、成形性と機械的特性とに優れた鋳造用アルミニウム合金および当該合金を利用したアルミニウム合金鋳物に関する。

アルミニウム合金は、軽量であると共に、優れた熱伝導性および高い耐蝕性などの諸特性から、自動車や産業機械、航空機、家庭電化製品その他各種分野において、その構成部品素材として広く使用されている。このうち特に自動車の分野においては、環境問題への対応など(具体的には、車体の軽量化による燃費の向上等)からアルミニウム合金の採用意欲が旺盛であり、このようなニーズに応えるべく様々な技術が開発されている。その一例として、９．５〜１１．５重量％のＳｉ，０．１〜０．５重量％のＭｇ，０．５〜０．８重量％のＭｎ，最大０．１５重量％のＦｅ，最大０．０３重量％のＣｕ，最大０．１５重量％のＴｉ，３０〜３００ｐｐｍのＳｒおよび残部がＡｌで構成されたダイカスト合金が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。

かかる合金によれば、必要な機械的特性を有した自動車構成部品(例えば自動車ホイール，足回り部品およびボディ部品など)を成形性よく鋳造することができる。
特許第３２５５５６０号公報

しかしながら、自動車構成部品へのアルミニウム合金の採用を更に拡大させるためには、鋳造時の成形性(鋳造性)を低下させることなく機械的特性を更に向上させなければならない。具体的には、自動車の車体には走行中に大きな振動荷重が作用しており、また、衝突時には極めて大きな衝撃が作用する。このような荷重や衝撃に対応するため、自動車構成部品を形成するアルミニウム合金は強度のみならず優れた耐力および伸び(すなわち靱性)を備えていなければならない。また、自動車部品を効率よく経済的に製造するためには鋳造時にアルミニウム合金と金型との焼付きを防止して鋳造性を向上させなければならない。

ここで、上述した従来のアルミニウム合金では、鋳造時の焼付き防止のためにＭｎを添加しているが、Ｍｎを添加すると合金の伸びを阻害するようになる。このように合金の伸びが低下すると、当該合金によって鋳造された自動車構造部品の靱性が低下し、長期間振動荷重が与えられることや衝突時の衝撃によって当該部品が容易に破損するようになる。なお、かかる現象は部品鋳造時の冷却速度が遅い時あるいは遅い部分で顕著となる。

そこで、部品すなわち鋳造品の伸びを向上させるべくＭｎの添加量を低減すると、今度は鋳造時にアルミニウム合金と金型との間で焼付きが生じ、成形性が低下するようになる。つまり、従来の技術では、鋳造性を維持しつつ合金の伸びを向上させることができないという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる課題は、鋳造時におけるアルミニウム合金と金型との焼付きを防止できると共に、優れた耐力と伸びとを有する鋳造用アルミニウム合金と、当該合金で鋳造された靱性の高いアルミニウム合金鋳物とを提供することである。

請求項１に記載した発明は、「Ｓｉ：６．０〜１１．０重量％，Ｍｇ:０．１〜０．５重量％，Ｃｒ:０．１〜０．５重量％を含有し、残部がＡｌ及びＦｅを０．４２重量％以下に抑えた不可避不純物からなる」ことを特徴とする鋳造用アルミニウム合金である。

この発明では、Ｓｉを６．０〜１１．０重量％配合しているので、伸びの低下を抑えつつ、アルミニウム合金溶湯の流動性を向上させることができる。また、Ｍｇを０．１〜０．５重量％配合しているので、伸びの低下を抑えつつ、アルミニウム合金の耐力を向上させることができる。さらに、Ｍｎに替えてＣｒを０．１〜０．５重量％配合しているので、伸びの低下を抑えつつ、鋳造時におけるアルミニウム合金と金型との焼付きを防止することができる。そして、不可避不純物のうちＦｅを０．４２重量％以下に抑えているので、Ａｌ-Ｓｉ-Ｆｅからなる針状晶の晶出に起因するアルミニウム合金の靱性低下を抑えることができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の鋳造用アルミニウム合金において、「Ｎａ，ＳｒおよびＣａから選ばれる少なくとも１種を３０〜２００ｐｐｍ添加した」ことを特徴とするものであり、請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載の鋳造用アルミニウム合金において、「Ｓｂを０．０５〜０．２０重量％添加した」ことを特徴とするものである。

これらの発明では、共晶Ｓｉの粒子を細かくすることができ、アルミニウム合金の靱性や強度をより一層向上させることができる。

請求項４に記載した発明は、「請求項１乃至３のいずれかに記載のアルミニウム合金で鋳造された」ことを特徴とするアルミニウム合金鋳物である。

請求項１乃至３のいずれかに記載のアルミニウム合金で鋳造された鋳物は、鋳造性よく量産できると共に、耐力と伸びとに優れているため、自動車用構造部品など長期間繰返し振動荷重が与えられ、且つ衝突時に衝撃が加わる部材に最適である。

本発明によれば、鋳造時におけるアルミニウム合金と金型との焼付きを防止できると共に、優れた耐力と伸びとを有する鋳造用アルミニウム合金と、当該合金で鋳造された靱性の高いアルミニウム合金鋳物とを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について具体例を示しながら詳述する。

本発明の鋳造用アルミニウム合金は、主として６．０〜１１．０重量％のＳｉ，０．１〜０．５重量％のＭｇ，０．１〜０．５重量％のＣｒを含有し、残部がＡｌ及びＦｅを０．４２重量％以下に抑えた不可避不純物などによって構成されている。

Ｓｉは、アルミニウム合金を溶融して鋳造する際に、その流動性を向上させるためのものである。

アルミニウム合金全体の重量に対するＳｉの配合割合は、上述したように６．０〜１１．０重量％の範囲であることが好ましい。Ｓｉの配合割合が６．０重量％未満の場合には、アルミニウム合金の溶融温度および鋳造温度が高くなると共に、アルミニウム合金を溶融した際の流動性が低下するため鋳造時に十分な湯流れ性が確保できず、逆に、Ｓｉの配合割合が１１．０重量％より多い場合には、アルミニウム合金の溶融時の流動性は十分なものとなるが、伸びが低下するようになるからである。なお、鋳造時における溶湯の流動性を考慮すると、Ｓｉの配合割合は１０．０〜１１．０重量％が最適となる。

Ｍｇは、主としてアルミニウム合金中のＡｌ母材に固溶した状態で存在し、アルミニウム合金に耐力および引張強さを付与するためのものである。

アルミニウム合金全体の重量に対するＭｇの配合割合は、上述したように０．１〜０．５重量％の範囲であることが好ましい。Ｍｇの配合割合が０．１重量％未満の場合には、耐力および引張強さといった機械的特性の向上が認められず、逆に、Ｍｇの配合割合が０．５重量％より多い場合には、アルミニウム合金の伸びが急激に低下するようになるからである。

Ｃｒは、主としてアルミニウム合金が溶融している時には溶融状態で、また、固体の時にはＡｌ相に固溶した状態あるいはＡｌ-Ｓｉ-Ｃｒ相やＡｌ-Ｓｉ-Ｃｒ-Ｆｅ相として晶出した状態で存在し、アルミニウム合金鋳造時におけるアルミニウム合金と金型との焼付きを防止するためのものである。

アルミニウム合金全体の重量に対するＣｒの配合割合は、上述したように０．１〜０．５重量％の範囲であることが好ましい。Ｃｒの配合割合が０．１重量％未満の場合には、アルミニウム合金を鋳造する際にアルミニウム合金と金型との間で焼付きが生じるようになり、逆に、Ｃｒの配合割合が０．５重量％より多い場合には、鋳造時の焼付きは解消するものの、アルミニウム合金の伸びが低下するようになるからである。

ここで、図１は、Ｓｉ：１０重量％、Ｍｇ：０．２重量％および不可避不純物(但しＦｅ：０．０８重量％)を含むアルミニウム合金に０〜０．５６重量％の範囲でＣｒを配合して試験合金(４水準)を調製し、この試験合金を重力鋳造にて「舟金型切りだしＪＩＳ４号試験片」に成形すると共に、当該試験片(鋳物)をＴ５処理した後、伸びを測定した結果である(なお、Ｔ５処理の詳細および伸びの測定方法については後述する。)。

この図が示すように、溶湯の冷却速度が遅い重力鋳造の場合、Ｃｒ配合割合が０．３５重量％を超えるとアルミニウム合金の伸びが急激に低下する。しかしながら、溶湯の冷却速度が速い加圧鋳造(ダイカストなど)の場合には、Ｃｒ配合割合が０．５重量％以下であれば重力鋳造の場合のように伸びが著しく低下することはなく、０．２％耐力が１５０ＭＰａ以上で且つ伸びが５％以上の鋳物を得ることができる。つまり、焼付き易い条件下でダイカストを行なう際には０．３５重量％以上で且つ０．５重量％以下のＣｒを添加することが、伸びの低下を抑えた有効な焼付き防止対策となる。

本発明のアルミニウム合金には、上述した各成分(Ｓｉ，Ｍｇ，Ｃｒ)の他に母材となるＡｌおよび不可避不純物が含まれているが、特に不可避不純物として含まれるＦｅの含有量を０．４２重量％以下に抑えている。

Ｆｅは鋳造時における焼付き防止効果を有することが知られており、一般のダイカスト用アルミニウム合金には０．５重量％以上添加されている。しかしながら、このＦｅはＡｌ-Ｓｉ-Ｆｅからなる針状晶を晶出し、アルミニウム合金の靱性を低下させる。このため、本発明では、Ｆｅによるアルミニウム合金の靱性低下を防止すべく、不可避不純物のＦｅの含有量を０．４２重量％以下に抑える一方、上述したように焼付き防止材としてＣｒを０．１〜０．５重量％配合し、鋳造時における焼付きの発生を防止している。なお、得られる鋳物の伸びを重視する場合には、Ｆｅの含有量を０．１５重量％以下とするのが好ましい。

以上の配合割合に従って、Ｓｉ，ＭｇおよびＣｒを配合すると共に、不可避不純物中のＦｅの含有量を調整すると、鋳造時におけるアルミニウム合金と金型との焼付きを防止できると共に、優れた耐力と伸びとを有する鋳造用アルミニウム合金を得ることができる。

なお、上述した各元素成分のほかに、Ｎａ，Ｓｒ，ＣａおよびＳｂから選ばれる少なくとも１種を改良処理材として添加するようにしてもよい。このような改良処理材を添加することによって共晶Ｓｉの粒子を細かくすることができ、アルミニウム合金の靱性や強度をより一層向上させることができる。

アルミニウム合金全体の重量に対する改良処理材の添加割合は、当該改良処理材がＮａ，ＳｒおよびＣａの場合には３０〜２００ｐｐｍ、Ｓｂの場合には０．０５〜０．２０重量％の範囲であることが好ましい。改良処理材の添加割合が３０ｐｐｍ(Ｓｂの場合には０．０５重量％)未満の場合には、アルミニウム合金中の共晶Ｓｉの粒子を微細化するのが困難となり、逆に、改良処理材の添加割合が２００ｐｐｍ(Ｓｂの場合には０．２０重量％)より多い場合には、アルミニウム合金中の共晶Ｓｉの粒子は十分に微細化されており、これ以上添加量を増やしても添加効果が上がらなくなるからである。

本発明のアルミニウム合金を製造する際には、まず、Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｃｒおよび不可避不純物中のＦｅの各元素成分が上述した所定の割合となるように配合した原料を準備する。続いて、この原料を前炉付溶解炉や密閉溶解炉などの溶解炉に投入し、これらを溶解させる。溶解させた原料すなわちアルミニウム合金の溶湯は、必要に応じて脱水素処理および脱介在物処理などの精製処理が施される。そして、精製された溶湯を所定の鋳型などに流し込み、固化させることによって、アルミニウム合金の溶湯を合金地金インゴットなどに成形する。

また、本発明のアルミニウム合金を用いてアルミニウム合金鋳物を鋳造する際には、砂型鋳造法，金型鋳造法，低圧鋳造法およびダイカスト法などあらゆる鋳造法を用いることができる。なお、上述したようにＣｒの配合割合が０．３５重量％を超える場合、金型の焼付きを効果的に防止できるが、砂型鋳造法や金型鋳造法などの重力鋳造法では鋳物の伸びが急激に低下する。したがって、かかる場合には、鋳造品を効率よく量産できるダイカスト法を用いるのが好適である。

そして、これらの鋳造法によって得られたアルミニウム合金鋳物は、必要に応じて溶体化処理および時効処理などが施される。このようにアルミニウム合金鋳物に溶体化処理および時効処理などを施すことによってアルミニウム合金鋳物の機械的特性を改良することができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

なお、実施例および比較例における各機械的特性(引張強さ，伸び，０．２％耐力)は（株）島津製作所社製の万能試験機(ＵＭＨ−１０)で測定した。

まず初めに、本発明合金をダイカスト法で鋳造した例について説明する。

[実施例１及び２]
Ｓｉの配合割合を１０重量％，Ｍｇの配合割合を０．１２重量％，Ｃｒの配合割合を０．２９重量％，Ｆｅの存在割合を０．０８重量％、そして残部をＡｌとすることによって、本発明におけるアルミニウム合金の元素組成の範囲内となるように配合した溶湯を調製した。続いて、この溶湯を真空ダイカストではなく、通常のダイカストマシンにて射出速度５ｍ／秒(ゲート速度１００ｍ／秒)でダイカスト鋳造し、ＡＳＴＭ(American Society for Testing and Material)規格に準拠した丸棒試験片を作製した。そして、作製した丸棒試験片をＴ５処理して機械的特性測定用のサンプルとした。得られたサンプルの機械的特性を表１に示す。

なお、Ｔ５処理とは、溶体化処理は行なわずに鋳造温度から急冷し、機械的特性の改善あるいは寸法安定化のために、その後人工時効処理する熱処理方法である。具体的な熱処理条件(人工時効処理)として、実施例１については１６０℃で５時間加熱した後に空冷し、実施例２については１７０℃で３時間加熱した後に空冷した。

[実施例３及び４]
Ｍｇの配合割合を０．２１重量％，Ｃｒの配合割合を０．３２重量％とした以外は、実施例１と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。なお、具体的な熱処理条件(人工時効処理)として、実施例３については１７０℃で３時間加熱した後に空冷し、実施例４については１５０℃で５時間加熱した後に空冷した。得られたサンプルの機械的特性を表１に示す。

[実施例５]
Ｓｉの配合割合を１０重量％，Ｍｇの配合割合を０．２１重量％，Ｃｒの配合割合を０．３２重量％，Ｆｅの存在割合を０．０８重量％、そして残部をＡｌとすることによって、本発明におけるアルミニウム合金の元素組成の範囲内となるように配合した溶湯を調製した。続いて、この溶湯を真空ダイカストではなく、通常のダイカストマシンにて射出速度５ｍ／秒(ゲート速度１００ｍ／秒)でダイカスト鋳造し、ＡＳＴＭ規格に準拠した丸棒試験片を作製した。そして、作製した丸棒試験片をＴ６処理して機械的特性測定用のサンプルとした。得られたサンプルの機械的特性を表１に示す。

なお、Ｔ６処理とは、溶体化処理を行った後、再加熱して人工時効処理する熱処理方法である。具体的には、４９０℃で３時間加熱した後に水冷(溶体化処理)し、さらに１７０℃で４時間加熱した後に空冷(人工時効処理)した。

[実施例６及び７]
Ｍｇの配合割合を０．４２重量％とした以外は、実施例５と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。なお、具体的な熱処理方法として、実施例６では４８０℃で６時間加熱した後に水冷(溶体化処理)し、さらに１６０℃で４時間加熱した後に空冷(人工時効処理)した。また、実施例７では４９０℃で３時間加熱した後に水冷(溶体化処理)し、さらに１７０℃で２時間加熱した後に空冷(人工時効処理)した。得られたサンプルの機械的特性を表１に示す。

[比較例１及び２]
Ｓｉの配合割合を９．９３重量％，Ｍｇの配合割合を０．１１重量％，Ｍｎの配合割合を０．６０重量％，Ｆｅの存在割合を０．０８重量％、そして残部がＡｌとなるように配合した溶湯を調製した。続いて、この溶湯を真空ダイカストではなく、通常のダイカストマシンにて射出速度５ｍ／秒(ゲート速度１００ｍ／秒)でダイカスト鋳造してＡＳＴＭ規格に準拠した丸棒試験片を作製した。そして、作製した丸棒試験片をＴ５処理して機械的特性測定用のサンプルとした。なお、具体的な熱処理条件(人工時効処理)として、比較例１については１６０℃で５時間加熱した後に空冷し、比較例２については１７０℃で３時間加熱した後に空冷した。得られたサンプルの機械的特性を表２に示す。

[比較例３及び４]
Ｓｉの配合割合を９．８５重量％，Ｍｇの配合割合を０．２１重量％，Ｍｎの配合割合を０．５９重量％とした以外は、比較例１及び２と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。なお、具体的な熱処理条件(人工時効処理)として、比較例３については１７０℃で３時間加熱した後に空冷し、比較例４については１５０℃で５時間加熱した後に空冷した。得られたサンプルの機械的特性を表２に示す。

[比較例５]
Ｓｉの配合割合を９．８５重量％，Ｍｇの配合割合を０．２１重量％，Ｍｎの配合割合を０．５９重量％，Ｆｅの存在割合を０．０８重量％、そして残部がＡｌとなるように配合した溶湯を調製した。続いて、この溶湯を真空ダイカストではなく、通常のダイカストマシンにて射出速度５ｍ／秒(ゲート速度１００ｍ／秒)でダイカスト鋳造し、ＡＳＴＭ規格に準拠した丸棒試験片を作製した。そして、作製した丸棒試験片をＴ６処理して機械的特性測定用のサンプルとした。なお、具体的な熱処理条件としては、４９０℃で３時間加熱した後に水冷(溶体化処理)し、さらに１７０℃で２時間加熱した後に空冷(人工時効処理)した。得られたサンプルの機械的特性を表２に示す。

[比較例６]
Ｓｉの配合割合を９．８７重量％，Ｍｇの配合割合を０．４０重量％，Ｍｎの配合割合を０．５８重量％とした以外は、比較例５と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。なお、具体的な熱処理条件としては、４９０℃で３時間加熱した後に水冷(溶体化処理)し、さらに１７０℃で２時間加熱した後に空冷(人工時効処理)した。得られたサンプルの機械的特性を表２に示す。

表１および２より、同じ熱処理条件どうしを比較した場合、焼付き防止材としてＣｒを用いた実施例１〜７のアルミニウム合金は、焼付き防止材としてＭｎを用いた比較例１〜６のアルミニウム合金に比べて、同等の耐力を有しているにもかかわらず、伸びが向上していることが窺える(図２参照)。つまり、同じ熱処理条件であれば、焼付き防止材をＭｎからＣｒに替えることによってアルミニウム合金の靱性を向上させることができる。

なお、上述した各実施例１〜７では、Ｃｒを０．３重量％配合すると共に、射出速度５ｍ／秒(ゲート速度１００ｍ／秒)にてダイカスト鋳造を行なったが、その際、アルミニウム合金と金型との間に焼付きは全く生じなかった。一方、表１には示していないが、上述した各実施例のＣｒの配合割合を０．２重量％に低減し、射出速度５ｍ／秒(ゲート速度１００ｍ／秒)にてダイカスト鋳造を行なった場合には、アルミニウム合金と金型との間で焼付きが生じた。しかしながら、射出速度を２．０ｍ／秒（ゲート速度４０ｍ／秒）に落とすことによって当該焼付きは解消した。

続いて、本発明合金を重力鋳造法で鋳造した例について説明する。

[実施例８]
Ｓｉの配合割合を１０．４２重量％，Ｍｇの配合割合を０．２０重量％，Ｃｒの配合割合を０．２１重量％，Ｆｅの存在割合を０．０７重量％，Ｓｒの配合割合を０．０１３重量％、そして残部をＡｌとすることによって、本発明におけるアルミニウム合金の元素組成の範囲内となるように配合した溶湯を調製した。続いて、この溶湯を重力鋳造法にて舟金型切りだしＪＩＳ４号試験片に成形した。そして、得られた試験片をＴ５処理して機械的特性測定用のサンプルとした。なお、具体的な熱処理条件(人工時効処理)としては１７０℃で５時間加熱した後に空冷した。得られたサンプルの機械的特性を表３に示す。

[実施例９]
Ｍｇの配合割合を０．４０重量％，Ｓｒの配合割合を０．０１２重量％，Ｆｅの存在割合を０．０８重量％とした以外は、実施例８と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。得られたサンプルの機械的特性を表３に示す。

[実施例１０]
熱処理方法としてＴ６処理、具体的には５２５℃で４時間加熱した後に水冷(溶体化処理)し、さらに１６０℃で４時間加熱した後に空冷(人工時効処理)した以外は、実施例８と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。得られたサンプルの機械的特性を表３に示す。

[比較例７]
Ｓｉの配合割合を１０．６２重量％，Ｍｇの配合割合を０．２２重量％，Ｍｎの配合割合を０．５８重量％，Ｆｅの存在割合を０．０８重量％，Ｓｒの配合割合を０．００９重量％、そして残部をＡｌとした溶湯を調製した。続いて、この溶湯を重力鋳造法にて舟金型切りだしＪＩＳ４号試験片に成形した。そして、得られた試験片をＴ５処理して機械的特性測定用のサンプルとした。なお、具体的な熱処理条件(人工時効処理)としては１７０℃で５時間加熱した後に空冷した。得られたサンプルの機械的特性を表３に示す。

[比較例８]
Ｓｉの配合割合を１０．４８重量％，Ｍｇの配合割合を０．４０重量％，Ｍｎの配合割合を０．５７重量％，Ｆｅの存在割合を０．０７重量％とした以外は、比較例７と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。得られたサンプルの機械的特性を表３に示す。

[比較例９]
熱処理方法としてＴ６処理、具体的には５２５℃で４時間加熱した後に水冷(溶体化処理)し、さらに１６０℃で４時間加熱した後に空冷(人工時効処理)した以外は、比較例７と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。得られたサンプルの機械的特性を表３に示す。

表３より、上述した実施例１〜７および比較例１〜６と同様に、焼付き防止材としてＣｒを用いた実施例８〜１０のアルミニウム合金は、焼付き防止材としてＭｎを用いた比較例７〜９のアルミニウム合金に比べて、同等の耐力を有しているにもかかわらず、伸びが向上していることが窺える。特に、図３に示すように、冷却速度が遅い重力鋳造を用いた実施例８〜１０および比較例７〜９では、冷却速度が速いダイカスト鋳造を用いた実施例１〜７および比較例１〜６に比べてＣｒ配合による伸びの向上効果がより顕著なものとなっている。

続いて、Ｓｉの配合割合とＦｅの含有割合とを調整した例について説明する。

[実施例１１]
Ｓｉの配合割合を１０．１重量％，Ｍｇの配合割合を０．２２重量％，Ｃｒの配合割合を０．３０重量％，Ｆｅの存在割合を０．１３重量％、そして残部をＡｌとすることによって、本発明におけるアルミニウム合金の元素組成の範囲内となるように配合した溶湯を調製した。続いて、この溶湯を真空ダイカストではなく、通常のダイカストマシンにて射出速度５ｍ／秒(ゲート速度１００ｍ／秒)でダイカスト鋳造し、ＡＳＴＭ規格に準拠した丸棒試験片を作製した。そして、作製した丸棒試験片をＴ５処理(１７０℃で３時間加熱した後に空冷)して機械的特性測定用のサンプルとした。得られたサンプルの機械的特性を表４に示す。

[実施例１２]
Ｓｉの配合割合を１０．０重量％，Ｍｇの配合割合を０．２３重量％，Ｆｅの存在割合を０．３０重量％とした以外は、実施例１１と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。得られたサンプルの機械的特性を表４に示す。

[実施例１３]
Ｓｉの配合割合を１０．３重量％，Ｍｇの配合割合を０．２０重量％，Ｃｒの配合割合を０．２９重量％，Ｆｅの存在割合を０．４２重量％とした以外は、実施例１１と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。得られたサンプルの機械的特性を表４に示す。

[比較例１０]
Ｓｉの配合割合を１２．５重量％，Ｍｇの配合割合を０．２２重量％，Ｃｒの配合割合を０．４０重量％，Ｆｅの存在割合を０．１５重量％、そして残部がＡｌとなるように配合した溶湯を調製した。続いて、この溶湯を真空ダイカストではなく、通常のダイカストマシンにて射出速度５ｍ／秒(ゲート速度１００ｍ／秒)でダイカスト鋳造してＡＳＴＭ規格に準拠した丸棒試験片を作製した。そして、作製した丸棒試験片をＴ５処理(１７０℃で３時間加熱した後に空冷)して機械的特性測定用のサンプルとした。得られたサンプルの機械的特性を表４に示す。

[比較例１１]
Ｓｉの配合割合を１２．６重量％，Ｍｇの配合割合を０．２３重量％，Ｆｅの存在割合を０．４３重量％とした以外は、実施例１１と同じ条件にして機械的特性測定用のサンプルを作製した。得られたサンプルの機械的特性を表４に示す。

表４より、本発明の元素組成の範囲内となるように配合した実施例１１〜１３のアルミニウム合金では、Ｆｅの存在割合を０．１３重量％から０．４２重量％へと増加させた場合、Ｆｅの存在割合の増加に伴って伸びは若干低下するが５％を切ることはなく、０．２％耐力は向上する。つまり、Ｆｅの存在割合が０．４２重量％以下の範囲内であれば、０．２％耐力が１５０ＭＰａ以上で且つ伸びが５％以上の鋳物(ダイカスト品)を得ることができる。これに対し、Ｓｉの配合割合を１１重量％よりも多い１２重量％台とした比較例１０及び１１では、伸びが５％を切るようになり、Ｆｅの存在割合が０．４２重量％以下の範囲内で増加した場合であっても０．２％耐力の向上は認められない。つまり、本発明の元素組成の範囲内から外れたものでは、靱性の高いアルミニウム合金鋳物を得ることができない。

本発明のアルミニウム合金は自動車構成部品のみならず、例えば産業機械や家電製品など、あらゆる機器の構成部品素材として広く利用可能であり、特に長期間繰返し振動荷重が与えられ、且つ衝突時に衝撃が加わる部品の材料に好適である。

重力鋳造品におけるＣｒ含有量と伸びとの関係を示すグラフである。 実施例および比較例(ダイカスト鋳造)における伸びと０．２％耐力との関係を示すグラフである。 実施例および比較例(重力鋳造)における伸びと０．２％耐力との関係を示すグラフである。

Claims (4)

1. Ｓｉ：６．０〜１１．０重量％，Ｍｇ:０．１〜０．５重量％，Ｃｒ:０．１〜０．５重量％を含有し、残部がＡｌ及びＦｅを０．４２重量％以下に抑えた不可避不純物からなることを特徴とする鋳造用アルミニウム合金。
2. Ｎａ，ＳｒおよびＣａから選ばれる少なくとも１種を３０〜２００ｐｐｍ添加したことを特徴とする請求項１に記載の鋳造用アルミニウム合金。
3. Ｓｂを０．０５〜０．２０重量％添加したことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳造用アルミニウム合金。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のアルミニウム合金で鋳造されたことを特徴とするアルミニウム合金鋳物。
   

Images