JP5699774B2 - Aluminum alloy material and manufacturing method thereof - Google Patents

Aluminum alloy material and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP5699774B2
JP5699774B2 JP2011094290A JP2011094290A JP5699774B2 JP 5699774 B2 JP5699774 B2 JP 5699774B2 JP 2011094290 A JP2011094290 A JP 2011094290A JP 2011094290 A JP2011094290 A JP 2011094290A JP 5699774 B2 JP5699774 B2 JP 5699774B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy material
alloy
molten metal
aluminum alloy
sec
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011094290A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012224920A (en
Inventor
岡田 裕二
裕二 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011094290A priority Critical patent/JP5699774B2/en
Publication of JP2012224920A publication Critical patent/JP2012224920A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5699774B2 publication Critical patent/JP5699774B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本願は、アルミニウム(Al)合金材とその製造方法に関する。   The present application relates to an aluminum (Al) alloy material and a manufacturing method thereof.

Al合金の溶湯を鉄(Fe)系金属製の金型で鋳造成形してAl合金材を製造する場合、AlとFeが反応して金型が溶損することがある。従来、Al合金溶湯中のFeの含有量が多いほど金型の溶損が起こり難いことが知られている。例えば、Fe含有量が約1.3wt%であるAl合金材料ADC10(JIS H5302 アルミニウム合金ダイカスト)は溶損が発生し難く、Fe含有量が0.2wt%以下であるAl合金材料AC4CH(JIS H5202 アルミニウム合金鋳物)は溶損が発生し易いことが知られている。   When an Al alloy material is produced by casting an Al alloy molten metal with an iron (Fe) metal mold, Al and Fe may react to cause the mold to melt. Conventionally, it has been known that as the Fe content in the Al alloy molten metal increases, the mold is less likely to be melted. For example, an Al alloy material ADC10 (JIS H5302 aluminum alloy die casting) having an Fe content of about 1.3 wt% is less susceptible to melting and an Al alloy material AC4CH (JIS H5202) having an Fe content of 0.2 wt% or less. It is known that aluminum alloy castings are susceptible to melting.

一方で、Al合金材に含有されるFeが多いほど、Al合金材中に多くのFeとAlの化合物(Fe−Al化合物)が含まれ得る。Fe−Al化合物は針状または板状の化合物であり、Al合金材の機械的特性を大幅に低下させる可能性がある。特許文献1〜5には、ADC10と同様に、Si,Fe,Mg等を含有するAl合金材の組成が開示されている。さらに、Al合金材の機械的性質を改善するために、特許文献1,2では、マンガン(Mn)を添加しており、特許文献2〜5では、クロム(Cr)を添加している。   On the other hand, the more Fe contained in the Al alloy material, the more Fe and Al compounds (Fe—Al compounds) may be included in the Al alloy material. The Fe—Al compound is a needle-like or plate-like compound and may significantly reduce the mechanical properties of the Al alloy material. Patent Documents 1 to 5 disclose the composition of an Al alloy material containing Si, Fe, Mg, and the like, similar to the ADC 10. Furthermore, in order to improve the mechanical properties of the Al alloy material, Patent Documents 1 and 2 add manganese (Mn), and Patent Documents 2 to 5 add chromium (Cr).

特開平8−199277号公報JP-A-8-199277 特開平10−298688号公報JP-A-10-298688 特開2006−316341号公報JP 2006-316341 A 特開2006−322062号公報JP 2006-322062 A 特開2007−70716号公報JP 2007-70716 A

近年、Al合金製の鋳造品は、より薄く大きい鋳造品が製造される傾向にあり、高精度な鋳造品を、生産性よく製造することが求められている。このため、溶湯の湯流れ性を確保するために、溶湯温度を高くする傾向がある。溶湯温度を高くすると、溶損が起こり易くなるため、従来よりもさらに溶損性に優れたAl合金が求められている。しかしながら、耐溶損性を高めるためにMn,Cr等を添加し過ぎると、針状化合物等が形成されてしまい、Al合金材の機械的特性を十分には確保できない。   In recent years, castings made of an Al alloy tend to produce thinner and larger castings, and it is required to produce highly accurate castings with high productivity. For this reason, in order to ensure the molten metal flow property, the molten metal temperature tends to be increased. When the molten metal temperature is increased, melting damage is likely to occur. Therefore, an Al alloy that is more excellent in melting damage than before has been demanded. However, if Mn, Cr, or the like is added excessively in order to improve the melt resistance, needle-like compounds and the like are formed, and the mechanical properties of the Al alloy material cannot be sufficiently ensured.

本発明者は鋭意研究の結果、Al合金において、合金金属元素量を調整することにより、より耐溶損性に優れたAl合金が得られることを見出した。さらに、この合金溶湯を用いて所定の方法でAl合金材を製造すると、Al合金材の機械的特性を低下させる針状または板状の化合物の形成が抑制されることを見出した。かかる知見に基づき、本願は、耐溶損性および機械的特性に優れたAl合金材およびその製造方法を提供することを目的とする。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that an Al alloy having better resistance to melting damage can be obtained by adjusting the amount of alloy metal element in an Al alloy. Furthermore, it has been found that when an Al alloy material is produced by a predetermined method using this molten alloy, the formation of needle-like or plate-like compounds that degrade the mechanical properties of the Al alloy material is suppressed. Based on such knowledge, the present application aims to provide an Al alloy material excellent in melt resistance and mechanical properties and a method for producing the same.

本願は、9.5〜12.0wt%のケイ素(Si)と、0.05〜0.5wt%のマグネシウム(Mg)と、0.5〜1.5wt%の鉄(Fe)と、0.05〜0.5wt%のマンガン(Mn)と、0.1〜0.5wt%のクロム(Cr)とを含み、残部がアルミニウム(Al)および不可避不純物であるアルミニウム合金材を提供する。このアルミニウム合金材は、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度から300℃までの冷却速度が5℃/sec以上という条件で、前記アルミニウム合金材の原料溶湯を冷却することによって製造される。 The present application includes 9.5 to 12.0 wt% silicon (Si), 0.05 to 0.5 wt% magnesium (Mg), 0.5 to 1.5 wt% iron (Fe), Provided is an aluminum alloy material containing 0.5 to 0.5 wt% manganese (Mn) and 0.1 to 0.5 wt% chromium (Cr), the balance being aluminum (Al) and inevitable impurities. This aluminum alloy material cools the raw material molten metal of the aluminum alloy material under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram to 300 ° C. is 5 ° C./sec or more. Manufactured by.

なお、本明細書においては、「A〜B」との記載は、その上限および下限を含む。「wt%」の表記は「重量パーセント」を意味する。また、本明細書にいう「不可避不純物」は、原料粉末中に含まれる不純物や各工程時に混入等する不純物などであって、コスト的または技術的な理由等により除去することが困難な微量成分である。   In addition, in this specification, description with "A-B" includes the upper limit and the minimum. The notation “wt%” means “weight percent”. In addition, the “inevitable impurities” referred to in the present specification are impurities contained in the raw material powder, impurities mixed in at each step, and the like, which are difficult to remove due to cost or technical reasons. It is.

上記のAl合金材は、耐溶損性に優れた組成を有しており、さらに、上記の条件で製造されることによって、優れた機械的特性をも有している。本願によれば、耐溶損性および機械的特性に優れたAl合金材およびその製造方法を提供することができる。   The above-mentioned Al alloy material has a composition with excellent melt resistance, and also has excellent mechanical properties when manufactured under the above conditions. According to the present application, it is possible to provide an Al alloy material having excellent melt resistance and mechanical properties and a method for producing the same.

Al−MgSiの擬二元系状態図である。It is a pseudo-binary system phase diagram of Al-Mg 2 Si. 実施例1に係るAl合金材の顕微鏡写真である。2 is a micrograph of an Al alloy material according to Example 1. 実施例2に係るAl合金材の顕微鏡写真である。4 is a micrograph of an Al alloy material according to Example 2. 実施例3に係るAl合金材の顕微鏡写真である。4 is a micrograph of an Al alloy material according to Example 3. 実施例4に係るAl合金材の顕微鏡写真である。4 is a micrograph of an Al alloy material according to Example 4. 実施例5に係るAl合金材の顕微鏡写真である。6 is a micrograph of an Al alloy material according to Example 5. 実施例6に係るAl合金材の顕微鏡写真である。6 is a micrograph of an Al alloy material according to Example 6. 比較例1に係るAl合金材の顕微鏡写真である。4 is a micrograph of an Al alloy material according to Comparative Example 1. 比較例2に係るAl合金材の顕微鏡写真である。4 is a micrograph of an Al alloy material according to Comparative Example 2. 比較例3に係るAl合金材の顕微鏡写真である。6 is a micrograph of an Al alloy material according to Comparative Example 3. 比較例4に係るAl合金材の顕微鏡写真である。6 is a micrograph of an Al alloy material according to Comparative Example 4.

本願が開示するAl合金材は、9.5〜12.0wt%のSiと、0.05〜0.5wt%のMgと、0.5〜1.5wt%のFeと、0.05〜0.5wt%のMnと、0.1〜0.5wt%のCrとを含み、残部がAlおよび不可避不純物である。さらに、本願が開示するAl合金材は、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度から300℃までの冷却速度が5℃/sec以上という条件で、Al合金材の原料溶湯を冷却することによって製造される。Si含有量は、10.73〜11.85wt%であることが好ましい。Mg含有量は、0.13〜0.35wt%であることが好ましい。Fe含有量は、0.81〜1.35wt%であることが好ましい。Mn含有量は、0.29〜0.47wt%であることが好ましい。Cr含有量は、0.15〜0.42wt%であることが好ましい。 The Al alloy material disclosed in the present application includes 9.5 to 12.0 wt% Si, 0.05 to 0.5 wt% Mg, 0.5 to 1.5 wt% Fe, and 0.05 to 0. .5 wt% Mn and 0.1 to 0.5 wt% Cr, with the balance being Al and inevitable impurities. Furthermore, the Al alloy material disclosed in the present application is a raw material for the Al alloy material under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram to 300 ° C. is 5 ° C./sec or more. It is manufactured by cooling the molten metal. The Si content is preferably 10.73 to 11.85 wt%. The Mg content is preferably 0.13 to 0.35 wt%. The Fe content is preferably 0.81 to 1.35 wt%. The Mn content is preferably 0.29 to 0.47 wt%. The Cr content is preferably 0.15 to 0.42 wt%.

本願に係るAl合金材は、Si,Mg,Fe,MnおよびCrを改質成分として含有している。ここで、改質成分とは、Al合金またはAl合金材の特性改善に有効な微量の金属成分を意味する。改善される特性の種類は、特に限定されないが、硬さ、強度、靱性、延性、耐溶損性、流動性等が挙げられる。   The Al alloy material according to the present application contains Si, Mg, Fe, Mn, and Cr as reforming components. Here, the modifying component means a small amount of metal component effective for improving the characteristics of the Al alloy or the Al alloy material. The kind of property to be improved is not particularly limited, and examples thereof include hardness, strength, toughness, ductility, resistance to erosion, and fluidity.

Siは、Al合金の溶湯の流動性を向上させる等の目的で添加される。Mgは、MgSiとして析出し、Al合金材の強度を向上させる等の目的で添加される。Feは、Al合金材の耐溶損性を向上させる等の目的で添加される。MnおよびCrは、Al合金材の機械的特性を向上させる等の目的で添加される。Crは、特許文献3〜5に記載されているように、Al合金材の耐溶損性を向上させる目的で添加されることもある。 Si is added for the purpose of improving the fluidity of the molten Al alloy. Mg is precipitated as Mg 2 Si and added for the purpose of improving the strength of the Al alloy material. Fe is added for the purpose of improving the melt resistance of the Al alloy material. Mn and Cr are added for the purpose of improving the mechanical properties of the Al alloy material. As described in Patent Documents 3 to 5, Cr may be added for the purpose of improving the melt resistance of the Al alloy material.

一方で、Si含有量が12wt%を超える場合には、特許文献2にも記載されているように、過共晶のAl−Si系合金となり、初晶Siの分散性が低下することによりAl合金材の機械的特性が低下してしまう可能性がある。また、Fe含有量が多過ぎると、針状または板状のFe−Al化合物が析出し、Al合金材の機械的特性が低下してしまう可能性がある。さらに、FeとMn,またはFeとCrを組成として含む場合、粗大なAl−Fe−Mn化合物または粗大なAl−Fe−Cr化合物等が形成されて、Al合金材の機械的特性が低下してしまう可能性がある。このため、Feの含有量を多くすることができず、Al合金の耐溶損性を犠牲にせざるを得ない。例えば、Si,Mg,FeおよびCrを含むAl合金材に係る特許文献3〜5では、Fe含有量は、0.8wt%以下の範囲に抑えられており、Al合金の耐溶損性が十分に得られない。   On the other hand, when the Si content exceeds 12 wt%, as described in Patent Document 2, it becomes a hypereutectic Al—Si alloy, and the dispersibility of primary Si decreases, thereby reducing Al. The mechanical properties of the alloy material may be degraded. Moreover, when there is too much Fe content, a needle-like or plate-like Fe-Al compound may precipitate and the mechanical characteristics of Al alloy material may fall. Further, when Fe and Mn, or Fe and Cr are included as a composition, a coarse Al—Fe—Mn compound or a coarse Al—Fe—Cr compound is formed, and the mechanical properties of the Al alloy material are lowered. There is a possibility. For this reason, the content of Fe cannot be increased, and the melt resistance of the Al alloy must be sacrificed. For example, in Patent Documents 3 to 5 relating to Al alloy materials containing Si, Mg, Fe, and Cr, the Fe content is suppressed to a range of 0.8 wt% or less, and the Al alloy has sufficient resistance to melting damage. I can't get it.

本発明者は、上記の技術を考慮してSi,Mg,Fe,MnおよびCrを含むAl合金材について鋭意研究を行った結果、Si含有量が亜共晶のAl−Si系合金領域となる含有量である場合、すなわち、Si含有量が9.5〜12.0wt%である場合には、Fe含有量が多い組成を有するAl合金を用いても、所定の冷却条件で冷却することによって、製造されるAl合金材の機械的強度を確保できることを見出した。即ち、本願の発明者は、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度から300℃までの冷却速度が5℃/sec以上という条件でAl合金材の原料溶湯を冷却することによって、機械的強度を従来よりも向上したAl合金材が製造できることを見出した。 As a result of intensive studies on an Al alloy material containing Si, Mg, Fe, Mn, and Cr in consideration of the above technique, the present inventor results in an Al-Si alloy region in which the Si content is hypoeutectic. In the case of the content, that is, when the Si content is 9.5 to 12.0 wt%, even if an Al alloy having a composition with a large Fe content is used, cooling is performed under predetermined cooling conditions. The inventors have found that the mechanical strength of the manufactured Al alloy material can be secured. That is, the inventor of the present application cools the raw material melt of the Al alloy material under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram to 300 ° C. is 5 ° C./sec or more. As a result, it has been found that an Al alloy material having improved mechanical strength compared to the prior art can be produced.

図1は、Al−MgSiの擬二元系状態図であり、固体相線は、MgSiの重量分率を示す横軸に略平行に伸びている。固体相線温度は、MgSiが1.85wt%の場合に595℃であり、MgSi組成比が1.85wt%以上の範囲で、600℃程度となっている。本願に係るAl合金材の製造に際しては、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度から300℃までの冷却速度が5℃/sec以上という条件で冷却されればよく、これよりも広い温度範囲においても同様に冷却速度が5℃/sec以上という条件で冷却してもよい。この固体相線温度から300℃までの冷却速度は、5.2℃/sec以上であることが好ましく、7.1℃/sec以上であることがより好ましい。なお、製造コストの観点から、冷却速度は、20℃/sec以下であることが好ましい。冷却速度を20℃/secよりも大きくするためには、一般的なダイカスト金型の冷却構造を大幅に変更する必要があり、コストが増大して工業的なメリットが少なくなる。 FIG. 1 is a quasi-binary phase diagram of Al—Mg 2 Si, and the solid phase line extends substantially parallel to the horizontal axis indicating the weight fraction of Mg 2 Si. The solid phase line temperature is 595 ° C. when Mg 2 Si is 1.85 wt%, and is about 600 ° C. when the Mg 2 Si composition ratio is 1.85 wt% or more. In the production of the Al alloy material according to the present application, it is sufficient that the Al-Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram is cooled under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature to 300 ° C is 5 ° C / sec or more, Even in a wider temperature range, the cooling may be performed under the condition that the cooling rate is 5 ° C./sec or more. The cooling rate from the solid phase line temperature to 300 ° C. is preferably 5.2 ° C./sec or more, and more preferably 7.1 ° C./sec or more. From the viewpoint of manufacturing cost, the cooling rate is preferably 20 ° C./sec or less. In order to make the cooling rate higher than 20 ° C./sec, it is necessary to drastically change the cooling structure of a general die casting mold, which increases the cost and reduces the industrial merit.

本願に係るAl合金材に含まれ得る不可避不純物は、金属であってもよく、炭素等の非金属であってもよい。不可避不純物金属としては、特に限定されないが、例えば、銅(Cu),亜鉛(Zn),ニッケル(Ni),錫(Sn),鉛(Pb),チタン(Ti)等が挙げられる。   The inevitable impurities that can be included in the Al alloy material according to the present application may be a metal or a nonmetal such as carbon. The inevitable impurity metal is not particularly limited, and examples thereof include copper (Cu), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), lead (Pb), and titanium (Ti).

(合金溶湯の製造)
実施例1では、予熱した5kgの黒鉛坩堝の中に、それぞれ秤量したAl,Si,Mg,Fe,MnおよびCr原料を投入して溶解させ、表1に示す金属成分組成を有するAl合金の溶湯1を製造した。表1に示す金属成分は、主成分であるAl以外の金属成分を重量%(wt%)で示すのものであり、表1に示す組成の残部はAlである。溶湯1は、Si,Mg,Fe,MnおよびCrの含有量が本願に規定する範囲内であるAl合金溶湯である。
(Manufacture of molten alloy)
In Example 1, Al, Si, Mg, Fe, Mn and Cr raw materials weighed in a preheated 5 kg graphite crucible were respectively melted, and an Al alloy melt having the metal component composition shown in Table 1 was used. 1 was produced. The metal component shown in Table 1 shows a metal component other than Al as a main component in weight% (wt%), and the balance of the composition shown in Table 1 is Al. The molten metal 1 is an Al alloy molten metal in which the contents of Si, Mg, Fe, Mn, and Cr are within the range defined in the present application.

(Al合金材の製造)
表1に示す溶湯1を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度が5.2℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。
(Manufacture of Al alloy materials)
The molten metal 1 shown in Table 1 was cooled under the condition that the cooling rate from about 600 ° C. to 300 ° C. which is the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram was 5.2 ° C./sec. An Al alloy material was manufactured.

実施例2では、溶湯1をAl−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度が7.1℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。それ以外の条件は、実施例1と同様であった。 In Example 2, the molten metal 1 was cooled under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of about 600 ° C. to 300 ° C. of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram was 7.1 ° C./sec. An Al alloy material was manufactured. The other conditions were the same as in Example 1.

実施例3では、表1に示す金属成分組成を有するAl合金の溶湯2を製造した。溶湯2は、溶湯1の製造方法において、組成比に応じてAl,Si,Mg,Fe,MnおよびCr原料を変更したのみで、後は溶湯1の製造方法に準じて製造した。溶湯2を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度が7.1℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。 In Example 3, an Al alloy melt 2 having the metal component composition shown in Table 1 was produced. The molten metal 2 was manufactured according to the manufacturing method of the molten metal 1 only by changing the Al, Si, Mg, Fe, Mn and Cr raw materials according to the composition ratio in the manufacturing method of the molten metal 1. The molten metal 2 is cooled under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of about 600 ° C. to 300 ° C. of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram is 7.1 ° C./sec. Manufactured.

実施例4では、表1に示す金属成分組成を有するAl合金の溶湯3を製造した。溶湯3は、溶湯1の製造方法において、組成比に応じてAl,Si,Mg,Fe,MnおよびCr原料を変更したのみで、後は溶湯1の製造方法に準じて製造した。溶湯3を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度が7.1℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。 In Example 4, an Al alloy melt 3 having the metal component composition shown in Table 1 was produced. The molten metal 3 was manufactured according to the manufacturing method of the molten metal 1 only by changing the Al, Si, Mg, Fe, Mn and Cr raw materials according to the composition ratio in the manufacturing method of the molten metal 1. The molten metal 3 is cooled under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of about 600 ° C. to 300 ° C. of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram is 7.1 ° C./sec. Manufactured.

実施例4では、表1に示す金属成分組成を有するAl合金の溶湯4を製造した。溶湯4は、溶湯1の製造方法において、組成比に応じてAl,Si,Mg,Fe,MnおよびCr原料を変更したのみで、後は溶湯1の製造方法に準じて製造した。溶湯4を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度が7.1℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。 In Example 4, an Al alloy melt 4 having the metal component composition shown in Table 1 was produced. The molten metal 4 was manufactured according to the manufacturing method of the molten metal 1 only by changing the Al, Si, Mg, Fe, Mn and Cr raw materials according to the composition ratio in the manufacturing method of the molten metal 1. The molten metal 4 is cooled under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of about 600 ° C. to 300 ° C. of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram is 7.1 ° C./sec. Manufactured.

実施例6では、表1に示す金属成分組成を有するAl合金の溶湯5を製造した。溶湯5は、溶湯1の製造方法において、組成比に応じてAl,Si,Mg,Fe,MnおよびCr原料を変更したのみで、後は溶湯1の製造方法に準じて製造した。溶湯5を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度が7.1℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。 In Example 6, an Al alloy melt 5 having the metal component composition shown in Table 1 was produced. The molten metal 5 was manufactured according to the manufacturing method of the molten metal 1 only by changing the Al, Si, Mg, Fe, Mn, and Cr raw materials according to the composition ratio in the manufacturing method of the molten metal 1. The molten metal 5 is cooled under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of about 600 ° C. to 300 ° C. of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram is 7.1 ° C./sec. Manufactured.

(溶湯組成の比較)
溶湯1〜5と組成の異なる溶湯11〜23を調製した。表1に示すように、溶湯1〜5は、Si,Mg,Fe,MnおよびCrの含有量が本願に規定する範囲内であるAl合金溶湯であり、溶湯11〜23は、Si,Mg,Fe,MnおよびCrの含有量の少なくとも1つが本願に規定する範囲外となっているAl合金溶湯である。なお、溶湯11の組成は、ADC10の組成に等しい。
(Comparison of molten metal composition)
Molten metals 11 to 23 having different compositions from the molten metals 1 to 5 were prepared. As shown in Table 1, the melts 1 to 5 are Al alloy melts in which the contents of Si, Mg, Fe, Mn, and Cr are within the range defined in the present application, and the melts 11 to 23 are Si, Mg, It is an Al alloy molten metal in which at least one of the contents of Fe, Mn and Cr is outside the range specified in the present application. In addition, the composition of the molten metal 11 is equal to the composition of the ADC 10.

(耐溶損性試験)
耐溶損性試験では、溶湯1〜5,11〜23の溶湯温度を700℃に保持し、SKD61製の丸棒状の試験片(直径14mm)を、所定長さ(25mm)溶湯に浸漬し、9分間保持した。その後、エアブローおよび水酸化ナトリウム水溶液浴を行って、試験片に付着した溶湯を除去し、試験片の重量を測定した。表1に、耐溶損性試験前の試験片の重量を100wt%とした場合の耐溶損試験前後の試験片の重量減少量を、「溶損量」として、wt%で示す。
(Melting resistance test)
In the melt resistance test, the melt temperatures of the melts 1 to 5 and 11 to 23 are maintained at 700 ° C., and a round bar-shaped test piece (diameter: 14 mm) made of SKD61 is immersed in the melt of a predetermined length (25 mm). Hold for a minute. Thereafter, air blowing and a sodium hydroxide aqueous solution bath were performed to remove the molten metal adhering to the test piece, and the weight of the test piece was measured. Table 1 shows the weight loss amount of the test piece before and after the corrosion resistance test when the weight of the test piece before the resistance test is 100 wt% as wt% as “melting loss amount”.

表1に示すように、溶湯1〜5の溶損量は0.01〜0.42wt%であるのに対して、溶湯11〜23の溶損量は、0.85〜2.84wt%であり、溶湯18以外では、溶損量は1.5wt%以上であった。この結果より、実施例に係る溶湯1〜5は、耐溶損性に優れていることが明らかになった。   As shown in Table 1, the melt loss amount of the melts 1 to 5 is 0.01 to 0.42 wt%, whereas the melt loss amount of the melts 11 to 23 is 0.85 to 2.84 wt%. Except for the molten metal 18, the amount of melting loss was 1.5 wt% or more. From this result, it became clear that the molten metal 1-5 which concerns on an Example is excellent in melt-resistance.


(比較例)
比較例1,2では、表1に示す溶湯1を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度がそれぞれ3.1℃/sec,4.5℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。
(Comparative example)
In Comparative Examples 1 and 2, the cooling rate of the molten metal 1 shown in Table 1 from about 600 ° C. to 300 ° C., which is the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si pseudo binary system phase diagram, is 3.1 ° C., respectively. The aluminum alloy material was manufactured by cooling under conditions of / sec and 4.5 ° C./sec.

比較例3では、溶湯2を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度が4.5℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。比較例4では、溶湯3を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度である600℃程度から300℃までの冷却速度が4.5℃/secとなる条件で冷却し、Al合金材を製造した。 In Comparative Example 3, the molten metal 2 was cooled under the condition that the cooling rate from about 600 ° C. to 300 ° C., which is the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram, was 4.5 ° C./sec. An Al alloy material was manufactured. In Comparative Example 4, the molten metal 3 was cooled under the condition that the cooling rate from about 600 ° C. to 300 ° C., which is the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram, was 4.5 ° C./sec. An Al alloy material was manufactured.

(Al合金材の顕微鏡観察)
図2〜11は、それぞれ実施例1〜6および比較例1〜4に係るAl合金材の顕微鏡写真である。溶湯1を用いた実施例1,2と比較例1,2を比較すると、図8,9に示すように、比較例1,2に係るAl合金材では、矢印で示すような針状または板状の粗大な化合物が観察された。これは、Al−Fe−Mn化合物,Al−Fe−Cr化合物,Al−Fe−Mn−Cr化合物等であると考えられる。このような針状または板状の粗大な化合物は、Al合金材の機械的特性を低下させる原因となる。これに対して、図2,3では、図8,9に観察されたような針状または板状の粗大な化合物が殆ど観察されていない。実施例1,2に係るAl合金材は、Al−Fe−Mn化合物,Al−Fe−Cr化合物,Al−Fe−Mn−Cr化合物等のAl合金材の機械的特性を低下させる針状または板状の粗大な化合物を殆ど含んでおらず、機械的特性に優れている。
(Microscopic observation of Al alloy material)
2 to 11 are micrographs of Al alloy materials according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4, respectively. When Examples 1 and 2 using the molten metal 1 are compared with Comparative Examples 1 and 2, as shown in FIGS. 8 and 9, the Al alloy material according to Comparative Examples 1 and 2 has a needle shape or a plate as indicated by an arrow. A coarse compound was observed. This is considered to be an Al-Fe-Mn compound, an Al-Fe-Cr compound, an Al-Fe-Mn-Cr compound, or the like. Such a needle-like or plate-like coarse compound causes the mechanical properties of the Al alloy material to deteriorate. On the other hand, in FIGS. 2 and 3, a needle-like or plate-like coarse compound as observed in FIGS. 8 and 9 is hardly observed. The Al alloy materials according to Examples 1 and 2 are needles or plates that reduce the mechanical properties of Al alloy materials such as Al-Fe-Mn compounds, Al-Fe-Cr compounds, and Al-Fe-Mn-Cr compounds. It contains almost no coarse compound and has excellent mechanical properties.

同様に、溶湯2,3を用いた比較例3,4に係る合金材では、Al−Fe−Mn化合物,Al−Fe−Cr化合物,Al−Fe−Mn−Cr化合物等であると考えられる、針状または板状の粗大な化合物が観察された。これに対して、溶湯2〜5を用いた実施例3〜6では、Al−Fe−Mn化合物,Al−Fe−Cr化合物,Al−Fe−Mn−Cr化合物等であると考えられる、針状または板状の粗大な化合物が殆ど観察されなかった。   Similarly, in the alloy materials according to Comparative Examples 3 and 4 using the molten metals 2 and 3, it is considered to be an Al-Fe-Mn compound, an Al-Fe-Cr compound, an Al-Fe-Mn-Cr compound, Acicular or plate-like coarse compounds were observed. On the other hand, in Examples 3 to 6 using the molten metals 2 to 5, the needle-like shape considered to be an Al-Fe-Mn compound, an Al-Fe-Cr compound, an Al-Fe-Mn-Cr compound, or the like. Or, a plate-like coarse compound was hardly observed.

上記のとおり、本願の実施例によれば、耐溶損性および機械的特性に優れたAl合金材およびその製造方法を提供することができる。上記のとおり、溶湯1〜5を用いることによって、耐溶損性を確保することができた。さらに溶湯1〜5をAl−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度から300℃までの冷却速度が5℃/sec以上という条件で冷却した結果、Al−Fe−Mn化合物,Al−Fe−Cr化合物,Al−Fe−Mn−Cr化合物等のAl合金材の機械的特性を低下させる針状または板状の粗大な化合物を殆ど含んでおらず、機械的特性に優れているAl合金材を得ることができた。 As described above, according to the examples of the present application, it is possible to provide an Al alloy material excellent in melt resistance and mechanical characteristics and a method for producing the same. As described above, the use of the molten metals 1 to 5 could ensure the melt resistance. Further, as a result of cooling the melts 1 to 5 under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram to 300 ° C. is 5 ° C./sec or more, the Al—Fe—Mn compound, Almost no acicular or plate-like coarse compounds that reduce the mechanical properties of Al alloy materials such as Al-Fe-Cr compounds and Al-Fe-Mn-Cr compounds, and have excellent mechanical properties An Al alloy material could be obtained.

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

Claims (2)

9.5〜12.0wt%のケイ素と、0.05〜0.5wt%のマグネシウムと、0.5〜1.5wt%の鉄と、0.05〜0.5wt%のマンガンと、0.1〜0.5wt%のクロムとを含み、残部がアルミニウムおよび不可避不純物であるアルミニウム合金材であって、
Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度から300℃までの冷却速度が5℃/sec以上という条件で、前記アルミニウム合金材の原料溶湯を冷却することによって製造される、アルミニウム合金材。
9.5 to 12.0 wt% silicon, 0.05 to 0.5 wt% magnesium, 0.5 to 1.5 wt% iron, 0.05 to 0.5 wt% manganese; An aluminum alloy material containing 1 to 0.5 wt% of chromium and the balance being aluminum and inevitable impurities,
Produced by cooling the raw material melt of the aluminum alloy material under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of the Al—Mg 2 Si phase diagram to 300 ° C. is 5 ° C./sec or more, Aluminum alloy material.
9.5〜12.0wt%のケイ素と、0.05〜0.5wt%のマグネシウムと、0.5〜1.5wt%の鉄と、0.05〜0.5wt%のマンガンと、0.1〜0.5wt%のクロムとを含み、残部がアルミニウムおよび不可避不純物であるアルミニウム合金材の製造方法であって、
前記アルミニウム合金材の原料溶湯を、Al−MgSiの擬二元系状態図の固体相線温度から300℃までの冷却速度が5℃/sec以上という条件で冷却する、アルミニウム合金材の製造方法。
9.5 to 12.0 wt% silicon, 0.05 to 0.5 wt% magnesium, 0.5 to 1.5 wt% iron, 0.05 to 0.5 wt% manganese; 1 to 0.5 wt% of chromium, and the balance is aluminum and an aluminum alloy material manufacturing method inevitable impurities,
Production of an aluminum alloy material, wherein the raw material melt of the aluminum alloy material is cooled under the condition that the cooling rate from the solid phase line temperature of the Al-Mg 2 Si pseudo-binary phase diagram to 300 ° C is 5 ° C / sec or more. Method.
JP2011094290A 2011-04-20 2011-04-20 Aluminum alloy material and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP5699774B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011094290A JP5699774B2 (en) 2011-04-20 2011-04-20 Aluminum alloy material and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011094290A JP5699774B2 (en) 2011-04-20 2011-04-20 Aluminum alloy material and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012224920A JP2012224920A (en) 2012-11-15
JP5699774B2 true JP5699774B2 (en) 2015-04-15

Family

ID=47275407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011094290A Expired - Fee Related JP5699774B2 (en) 2011-04-20 2011-04-20 Aluminum alloy material and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5699774B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105414498A (en) * 2015-11-03 2016-03-23 虞惠财 Preparation method of composite aluminum alloy
KR101955993B1 (en) * 2017-02-17 2019-03-08 주식회사 지.에이.엠 High strength aluminium alloy and high strength aluminium alloy casting
CN115305392B (en) * 2022-08-12 2024-02-06 清华大学 High-strength and high-toughness die-casting aluminum-silicon alloy and preparation method and application thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5842748A (en) * 1981-09-08 1983-03-12 Furukawa Alum Co Ltd Die casting aluminum alloy
JP4191370B2 (en) * 2000-03-02 2008-12-03 株式会社大紀アルミニウム工業所 High heat conduction pressure casting alloy and alloy casting
JP2002339030A (en) * 2001-05-17 2002-11-27 Yamaha Motor Co Ltd Aluminum alloy for diecasting
JP2005264301A (en) * 2004-03-22 2005-09-29 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Casting aluminum alloy, casting of aluminum alloy and manufacturing method therefor
JP2006316341A (en) * 2005-04-14 2006-11-24 Daiki Aluminium Industry Co Ltd Castable aluminum alloy and aluminum alloy cast made therefrom
WO2010086951A1 (en) * 2009-01-27 2010-08-05 株式会社大紀アルミニウム工業所 Aluminum alloy for pressure casting and casting made of said aluminum alloy

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012224920A (en) 2012-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102676887B (en) Aluminum alloy for compression casting and casting of aluminum alloy
EP3121302B1 (en) Aluminum alloy for die casting, and die-cast aluminum alloy using same
JP5582982B2 (en) Aluminum alloy and method for producing the same
JP5116976B2 (en) Raw brass alloy for semi-fusion gold casting
JP6427268B2 (en) Die-casting aluminum alloy with improved corrosion resistance, frequency filter and method of manufacturing communication device parts
TWI500775B (en) Aluminum alloy and manufacturing method thereof
JP2013529255A (en) Aluminum alloy and aluminum alloy casting
JPWO2018189869A1 (en) Aluminum alloy for die casting and aluminum alloy die casting using the same
JP2009203545A (en) Zn ALLOY FOR DIE CASTING, AND METHOD FOR PRODUCING DIE-CAST MEMBER USING THE Zn ALLOY FOR DIE CASTING
JP5797360B1 (en) Aluminum alloy for die casting and aluminum alloy die casting using the same
JP2012126959A (en) Al-Si-BASED ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP5699774B2 (en) Aluminum alloy material and manufacturing method thereof
CN111212923B (en) Casting die material and copper alloy material
JP5969713B1 (en) Aluminum alloy for die casting and aluminum alloy die casting using the same
WO2018042494A1 (en) High-strength aluminum alloy, internal combustion engine piston comprising said alloy, and method for producing internal combustion engine piston
JP6072030B2 (en) Aluminum alloy containing solid solution of iron-manganese and its manufacturing method
JP6179325B2 (en) Mold material for continuous casting
JP2007154284A (en) High rigidity iron based alloy
JP6179996B2 (en) Cu alloy with excellent machinability, extruded pipe member and Cu alloy synchronizer ring
JP7238545B2 (en) Method for manufacturing aluminum alloy and cast parts
JP2012026040A (en) High-rigidity iron-based alloy
JP7401080B1 (en) Manufacturing method of Al alloy for casting
JP5723064B2 (en) Aluminum alloy for die casting and aluminum alloy die casting using the same
KR102217940B1 (en) Aluminum alloy for die casting having an excellent heat releasing property and manufacturing method thereof
JP3949557B2 (en) Wear-resistant aluminum alloy for casting and cast aluminum alloy

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140821

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150202

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees