JPH08199277A - アルミニウムダイカスト製ドアパネル及びその製造方法 - Google Patents
アルミニウムダイカスト製ドアパネル及びその製造方法Info
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- JPH08199277A JPH08199277A JP2473895A JP2473895A JPH08199277A JP H08199277 A JPH08199277 A JP H08199277A JP 2473895 A JP2473895 A JP 2473895A JP 2473895 A JP2473895 A JP 2473895A JP H08199277 A JPH08199277 A JP H08199277A
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Abstract
ルを得る。 【構成】 Si:3〜12%,Fe:0.3〜2.0
%,Mg:0.1〜1.0%,Mn:0.3〜1.0%
及び必要に応じてCu:1.0〜5.0%を含むアルミ
ニウム合金を、リブで補強された製品形状にダイカスト
鋳造し、アルミニウムダイカスト製ドアパネルとする。
使用する金型は、ランナー34が形成された固定型1
1,ランナー35,36及びゲート37,38が形成さ
れた中間型12及び押出しピン39が嵌挿された可動型
13で構成され、製品板厚の50〜100倍を直径とす
る円内に1個以上のゲート37,38が設けられてい
る。 【効果】 複雑形状のドアパネルがダイカストによって
一体物として製造されるため、安価で且つ強度の優れた
製品が得られる。
Description
される自動車,電車等のドア及びその製造方法に関す
る。
料等で作成するとき、一体的な成形が困難なことから、
各パーツを分割してプレス成形し、成形された各パーツ
を組み立てていた。自動車,電車等の本体にドアを取り
付けた場合、枢軸部及びその近傍に過大な力が加わる。
そのため、大きな加重が加わる部分には、厚いアルミニ
ウム板をプレス成形し、他の薄板でできたプレス成形品
に溶接している。
ーツごとのプレス成形及び分割した各パーツの組立て等
が必要とされるため、工数が多いことから製造コストを
上昇させる原因となる。また、製品ごとに金型形状が異
なることから、多数の金型を用意することが要求され
る。しかも、補強のために板厚が異なる部分を溶接して
いるので、溶接工程が必要とされることは勿論、得られ
るドアパネルの形状に制約が加わる。その結果、多種多
様な形状をもつ製品需要に対応できない。本発明は、こ
のような問題を解消すべく案出されたものであり、肉厚
を自由に変えることができるダイカスト法を採用するこ
とにより、工数やプレス金型費を低減又は節減し、設計
自由度が高く任意形状のアルミニウム製ドアを安価に得
ることを目的とする。
イカスト製ドアパネルは、その目的を達成するため、S
i:3〜12重量%,Fe:0.3〜2.0重量%,M
g:0.1〜1.0重量%及びMn:0.3〜1.0重
量%を含むアルミニウム合金をリブで補強された製品形
状にダイカストしたことを特徴とする。使用するアルミ
ニウム合金は、更にCu:1.0〜5.0重量%を含む
ことができる。補強のために形成されるリブは、ダイカ
スト時の欠陥発生を考慮して高さが30mm以下及び上
辺の長さが15mm以下のほぼ台形状断面に設けられ
る。ダイカストに際しては、ランナーが形成された固定
型,ランナー及びゲートが形成された中間型及び押出し
ピンが嵌挿された可動型で構成され、製品板厚の50〜
100倍を直径とする円内に少なくとも1個以上のゲー
トが設けられた金型を使用することが好ましい。
施すとき、鋳放し状態の機械的特性が改善される。 300℃以上の温度で1時間以上保持した後で放冷
する。 450〜550℃に10分以上保持した後で急冷す
る。 130〜250℃に1〜5時間保持した後で放冷す
る。 450〜550℃に10分以上保持した後で急冷
し、更に100〜250℃に1〜5時間保持し、放冷す
る。 本発明に従ったドアパネルは、たとえば図1に示す金型
を使用してダイカストされる。金型10は、固定型1
1,中間型12及び可動型13を組み合わせた構造をも
ち、中間型12と可動型13との間に製品形状に対応し
た鋳造空間14が形成される。固定型11,中間型12
及び可動型13は、固定プラテン21と可動プラテン2
2との間で挟持される。可動型13と可動プラテン22
との間に、ダイベース23を挿入している。
がプランジャー31で閉塞されるスリーブ32に収容さ
れている。スリーブ32の他端は、固定型11に形成し
たスプール33に開口している。スプール33は、固定
型11に形成したランナー34を経て中間型12に形成
したランナー35,36及びゲート37,38を経て鋳
造空間14に連通している。アルミニウム合金30は、
プランジャー31で加圧され、ランナー34〜36を経
て複数のゲート37,38・・から鋳造空間14に圧入
される。アルミニウム合金30は、鋳造空間14内で金
型10により冷却され、凝固する。鋳造されたアルミニ
ウム合金30が所定温度まで降温したとき、ダイベース
23側から押出しピン39,39・・を鋳造空間14に
向けて押し出し、鋳造されたアルミニウム合金製品を金
型10から分離する。
動型13で構成した金型10を使用する鋳造では、固定
型11及び中間型12を貫通するランナー34〜36を
介して合金溶湯が鋳造空間14に供給され、他側から押
し出される押出しピン39,39・・によってアルミニ
ウム合金ダイカストが金型10から分離される。そのた
め、厚みに比較して面積が広い目標形状であっても、鋳
造空間14の中央部に溶湯を供給することができ、各部
に十分な量の溶湯が充満する。結果として、製品の側面
から合金溶湯を供給する2枚金型のダイカスト金型設計
に比較して、鋳造される製品形状に加わる制約が少な
く、大きな面積をもつ鋳造品も容易に製造できる。ま
た、補強等のために肉厚化する部分では、ランナー35
及びゲート37で示すように専用の湯道を中間型12に
設けることにより、必要とする厚みをもつ肉厚部が容易
に形成される。
ム合金30としては、Si:3〜12重量%,Fe:
0.3〜2.0重量%,Mg:0.1〜1.0重量%及
びMn:0.3〜1.0重量%を含むアルミニウム合
金、或いは更にCu:1.0〜5.0重量%含むアルミ
ニウム合金が使用される。アルミニウム合金の成分は、
次のように得られた鋳造品の特性に影響を及ぼす。 Si:3〜12重量% 鋳造性に影響を及ぼす合金元素であり、3重量%以上の
Si含有で良好な湯流れ性が得られる。しかし、12重
量%を超える多量のSi含有は、初晶Siの晶出を促進
させ、得られた鋳造品の靭性を低下させ易い。
向上させる有効元素である。Fe含有量が0.3重量%
未満では、金型10の内面に対する焼付きが生じ易く、
分離性が低下すると共に、得られた鋳造品に表面欠陥が
生じ易くなる。しかし、2.0重量%を超える多量のF
eが含まれると、巨大なFe系金属間化合物が生成し易
くなり、鋳造品の靭性を低下させる。 Mg:0.1〜1.0重量% Mg2 Siとなってアルミニウムマトリックスに析出
し、鋳造品の強度を向上させる。このような効果は、M
g含有量が0.1重量%以上で顕著となる。しかし、
1.0重量%を超えるMg含有量では、溶湯の流動性が
低下し、肉不足等の欠陥が生じ易くなる。
くり、鋳造品の靭性を向上させる。しかし、Al−Fe
−Mn系金属間化合物は、Mn含有量が0.3重量%未
満では十分な粒状化作用を発揮しない。また、1.0重
量%を超える多量のMnが含まれると、巨大な塊状Al
−Fe−Mn系金属間化合物が生成し、ハードスポット
の原因となる。 Cu:1.0〜5.0重量% 必要に応じて添加される合金元素であり、耐力等の機械
的強度を向上させる作用を呈する。このような効果は、
1.0重量%以上のCu含有量で顕著となる。しかし、
5.0重量%を超える多量のCuが含まれると、伸び及
び耐食性が劣化する傾向がみられる。
強用の肉厚部を容易に作ることができる。しかし、鋳造
品が凝固・冷却するときの収縮を考慮するとき、冷却が
遅れがちな肉厚部には種々の鋳造欠陥が発生し易い。そ
のため、肉厚部は、図2(a)に示すサイズのリブで構
成することが必要である。リブ40は、製品部41から
の高さHが30mm以下で、上辺の幅Wが15mm以下
の台形状断面をもっている。台形状断面は、金型から鋳
造品を取り出すときの型分離性を良くする。高さH及び
幅Wは、凝固遅れとなるリブ40の内部にヒケ巣42
(図2b)が発生することを防止する上から定められ
る。H=30mm及びW=15mmがヒケ巣42の発生
限界であり、ヒケ巣42が発生した鋳造品では大幅な強
度低下がみられる。
されている。たとえば、製品形状が図3(a)に示すよ
うに複数の窓部51,51・・を持つ場合、窓部51,
51・・に相当する箇所では、合金溶湯が侵入しないよ
うに、中間型12と可動型13とを密着させる。窓部5
1,51・・の縁部では強度が不足していることから、
窓部51,51・・を取り巻くようにリブ40を形成す
る。このように連続したリブ40は、たとえば中間型1
2に接する可動型13の表面に形成した条溝によって作
ることができる。また、中間型12と可動型13との接
触面を湾曲させておくとき、断面形状が図3(b)に示
すように所定形状の曲面をもつ製品が得られる。大きな
面積をもつ製品のダイカストでは、各部に十分な量の合
金溶湯を行き渡らせることが必要である。特に、図3に
示すように比較的薄い部分が多い鋳造品を製造する場
合、薄肉部に供給される溶湯量が不足し、製品に肉厚変
動や形状不良等の欠陥を発生させ易い。
ト37や厚肉部に溶湯を供給するゲート38を図4に示
すように分布させることにより、溶湯の供給量不足を解
消している。各部で十分な溶湯供給量を確保するために
は、本発明者等の実験によるとゲート間隙を板厚の50
〜100倍にする必要があることが判った。すなわち、
板厚の50〜100倍を直径とする円内に少なくとも1
個のゲートを設けるとき、各部に対し十分な量の溶湯が
供給される。たとえば、板厚2mmの付近ではゲート間
隙を100〜200mmに、すなわち、半径50〜10
0mmの円内に少なくとも1個のゲートを設けるとき、
肉不足や形状不良等の欠陥がない鋳造品が得られる。
されることもあるが、用途に応じて要求される性能を考
慮して〜の熱処理が必要に応じて施される。 300℃以上の温度に1時間以上保持した後で放冷
する焼きなまし処理であり、引張り強さ及び耐力が低下
するものの、伸びが向上する。十分な伸びを得るために
は、300℃以上の加熱温度及び1時間以上の保持時間
が必要である。 合金成分をアルミニウムマトリックスに固溶させる
処理であり、450〜550℃に10分以上保持した
後、急冷する。この処理を施すことにより、鋳造品が軟
らかくなり、引張り強さが低下し、伸びが増加する。合
金成分を固溶させるためには450℃以上の加熱温度が
必要であるが、550℃を超える加熱温度では局部的な
溶解が生じる虞れがある。また、10分未満の加熱で
は、固溶体化が十分に進行しない。
た合金元素を析出させ、強度の向上を図る熱処理であ
る。130〜250℃に1〜5時間保持した後で放冷す
ることにより、材料の引張り強さ及び耐力が向上する。
130℃未満の加熱温度及び1時間に満たない加熱時間
では、十分な析出反応が得られない。しかし、250℃
を超える加熱温度や5時間を超える長時間加熱では、却
って過時効に起因した軟化現象が起こり易い。 450〜550℃×10分以上→急冷の溶体化後
に、100〜250℃×1〜5時間の人工時効を行わ
せ、溶体化処理によって固溶した合金元素を析出させる
熱処理である。この熱処理により、伸びが若干低下する
ものの、引張り強さ及び耐力が上昇する。
m2 に設計した図1の金型10を使用し、Si:9.0
重量%,Fe:0.47重量%,Mn:0.34重量%
及びMg:0.27重量%を含むアルミニウム合金から
インナードアフレームを鋳造した。金型10を170℃
に加温し、アルミニウム合金溶湯を鋳造温度670℃
で、裏面を図3(a)に,側面を図3(b)に示す形状
をもつインナードアフレームに鋳造した。スリーブ32
に収容されたアルミニウム合金30は、鋳造圧力が60
0kg/cm2 となるように、移動速度1.7m/秒で
スリーブ32内に侵入するプランジャー31で加圧され
た。このとき、合金溶湯は、ゲート37,38・・を流
動速度70m/秒で通過した。
0の直上及び薄肉部に直接取り付けた。本実施例では、
最大半径162mm及び最小半径23mm内に1個のゲ
ートが存在する分布で、43本のゲート37,38を設
けた。得られた鋳造品は、長さ1284mm,幅593
mm(図3a)で、高さ170mm(図3b)であり、
複数の窓部51,51・・を持っていた。各窓部51の
周縁には、高さHが25mmで上辺の幅Wが9mmのリ
ブ40を形成した。リブ40のない箇所では、板厚を2
〜10mmに設計した。リブ40は、要求される強度を
考慮して一重の部分及び二重の部分で形成した。
〜の熱処理を施した後で機械的性質を調査した。各熱
処理の加熱条件は、次のとおり設定した。 熱処理:300℃×4時間 → 空冷 熱処理:510℃×2時間 → 水冷 熱処理:170℃×4.5時間 →放冷 熱処理:510℃×2時間 → 水冷 → 170℃
×4.5時間 →放冷 実験結果を示す表1から明らかなように、鋳放し状態又
は熱処理〜の如何に応じて引張り強さ,耐力,伸び
等の機械的特性が異なっている。そこで、鋳放し状態又
は熱処理〜を選択することによって、用途に応じて
要求される特性をもつ製品が得られる。
0.47重量%,Cu:1.5重量%,Mn:0.34
重量%及びMg:0.27重量%を含むアルミニウム合
金を、実施例1と同様に鋳造した。得られた鋳造品は、
鋳放し状態で引張り強さが290N/mm2 ,0.2%
耐力が160N/mm2 ,伸びが3%であった。
は、鋳放し又は熱処理状態に応じて機械的特性が異なる
アルミニウム合金をダイカストしたドアパネルとしてい
る。ダイカストは、固定型,中間型及び可動型で組み合
わされた金型を使用することから、厚みに比較して大き
な面積をもつ鋳造品であっても、肉不足等に起因した欠
陥のない製品を高い設計自由度で得ることができる。ま
た、ヒケ巣等の欠陥を含まない補強用リブが一体成形さ
れることから、肉厚部材を溶接等によって組み立ててい
た従来のドアパネルに比較して工数が大幅に節減され、
構造体としての強度も向上する。
置
巣が発生したリブ(b)
面(a)及び側面(b)
3:可動型 14:鋳造空間 21:固定プラテン
22:可動プラテン 30:アルミニウム合金(溶湯) 31:プランジャ
ー 32:スリーブ 33:スプルー 34〜36:ランナー 37〜3
8:ゲート 39:押出しピン 40:リブ 41:製品部 42:ヒケ巣 51:窓部
Claims (8)
- 【請求項1】 Si:3〜12重量%,Fe:0.3〜
2.0重量%,Mg:0.1〜1.0重量%及びMn:
0.3〜1.0重量%を含むアルミニウム合金をリブで
補強された製品形状にダイカストしたアルミニウムダイ
カスト製ドアパネル。 - 【請求項2】 請求項1記載のアルミニウム合金は更に
Cu:1.0〜5.0重量%を含むものであるアルミニ
ウムダイカスト製ドアパネル。 - 【請求項3】 請求項1記載のリブは高さが30mm以
下及び上辺の長さが15mm以下のほぼ台形状断面をも
つアルミニウムダイカスト製ドアパネル。 - 【請求項4】 請求項1又は2記載のアルミニウム合金
をダイカストする際に、ランナーが形成された固定型,
ランナー及びゲートが形成された中間型及び押出しピン
が嵌挿された可動型で構成され、製品板厚の50〜10
0倍を直径とする円内に少なくとも1個以上のゲートが
設けられた金型を使用することを特徴とするアルミニウ
ムダイカスト製ドアパネルの製造方法。 - 【請求項5】 300℃以上の温度で1時間以上保持し
た後で放冷する熱処理を請求項4記載の製品形状にダイ
カストしたアルミニウム合金に施すことを特徴とするア
ルミニウムダイカスト製ドアパネルの製造方法。 - 【請求項6】 450〜550℃に10分以上保持した
後で急冷する熱処理を請求項4記載の製品形状にダイカ
ストしたアルミニウム合金に施すことを特徴とするアル
ミニウムダイカスト製ドアパネルの製造方法。 - 【請求項7】 130〜250℃に1〜5時間保持した
後で放冷する熱処理を請求項4記載の製品形状にダイカ
ストしたアルミニウム合金に施すことを特徴とするアル
ミニウムダイカスト製ドアパネルの製造方法。 - 【請求項8】 450〜550℃に10分以上保持した
後で急冷し、更に100〜250℃に1〜5時間保持
し、放冷する熱処理を請求項4記載の製品形状にダイカ
ストしたアルミニウム合金に施すことを特徴とするアル
ミニウムダイカスト製ドアパネルの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02473895A JP3269312B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | アルミニウムダイカスト製ドアパネル及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02473895A JP3269312B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | アルミニウムダイカスト製ドアパネル及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08199277A true JPH08199277A (ja) | 1996-08-06 |
JP3269312B2 JP3269312B2 (ja) | 2002-03-25 |
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---|---|---|---|
JP02473895A Expired - Fee Related JP3269312B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | アルミニウムダイカスト製ドアパネル及びその製造方法 |
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---|---|
JP (1) | JP3269312B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008025003A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Daiki Aluminium Industry Co Ltd | 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 |
JP2008525629A (ja) * | 2004-12-23 | 2008-07-17 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | アルミニウム合金高圧ダイカスト鋳物の熱処理 |
JP2011058056A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム合金鋳物部材及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-01-19 JP JP02473895A patent/JP3269312B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008525629A (ja) * | 2004-12-23 | 2008-07-17 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | アルミニウム合金高圧ダイカスト鋳物の熱処理 |
JP2008025003A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Daiki Aluminium Industry Co Ltd | 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 |
JP2011058056A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム合金鋳物部材及びその製造方法 |
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JP3269312B2 (ja) | 2002-03-25 |
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