JPS5818418B2 - アルマイト性の優れた鋳造用高力アルミニウム合金の製造法 - Google Patents
アルマイト性の優れた鋳造用高力アルミニウム合金の製造法Info
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- JPS5818418B2 JPS5818418B2 JP52075743A JP7574377A JPS5818418B2 JP S5818418 B2 JPS5818418 B2 JP S5818418B2 JP 52075743 A JP52075743 A JP 52075743A JP 7574377 A JP7574377 A JP 7574377A JP S5818418 B2 JPS5818418 B2 JP S5818418B2
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Description
【発明の詳細な説明】
［本発明は良好な機械的性質を有し、且つアルマイト性
の優れた高品質鋳物用アルミニウム合金の製造法に関す
るものである。
の優れた高品質鋳物用アルミニウム合金の製造法に関す
るものである。
近年Ｐｒｅｍｉｕｍ Ｑ ｕｓｔ ｉｎｇｓと称し１鋳
物実体の機械的強度に優れ、且つ鋳物品質の信頼性が高
い高品質鋳物合金として、Ａ７ ＣＩＪ系合金、Ａｌ
−Ｓ ｉ −Ｍ ｇ系合金、ＡＡ −Ｓ ｉ −Ｃｕ−
Ｍｇ系合金等種々の合金が提案されている。
物実体の機械的強度に優れ、且つ鋳物品質の信頼性が高
い高品質鋳物合金として、Ａ７ ＣＩＪ系合金、Ａｌ
−Ｓ ｉ −Ｍ ｇ系合金、ＡＡ −Ｓ ｉ −Ｃｕ−
Ｍｇ系合金等種々の合金が提案されている。
これらの合金のうち例えば、へ１−Ｃｕ系の試験合金と
してはＡｉｌ ｃａｎ ２４４７０ｓＡ７ ｃｏａ
Ｘ１４Ｌｙ’ ＡＩｌ ｃａｓｔ ６７が提案されて
おり、いずれも不純物としての鉄の含有量を０．２０重
量％以下（本明細書中で用いる含有量は全て重量％とし
て取り扱う）と規制して良好な機械的性質を得ている。
してはＡｉｌ ｃａｎ ２４４７０ｓＡ７ ｃｏａ
Ｘ１４Ｌｙ’ ＡＩｌ ｃａｓｔ ６７が提案されて
おり、いずれも不純物としての鉄の含有量を０．２０重
量％以下（本明細書中で用いる含有量は全て重量％とし
て取り扱う）と規制して良好な機械的性質を得ている。
本発明者らは上記合金を実用化するにあたって、；良好
な機械的性質は得られるものの、アルマイト性、耐圧性
に問題のあることを知見してこれらの問題の解決を図っ
た。
な機械的性質は得られるものの、アルマイト性、耐圧性
に問題のあることを知見してこれらの問題の解決を図っ
た。
即ち、一般にアルミニウム合金鋳物にアルマイト処理を
施す場合、結晶粒界に析出する不純物を分散させるため
に結晶微細化；剤としてチタンを添加することが多いか
、チタンの粒内偏析に起因する斑点状の色むらが発生し
て外観上問題になるこ５とがある。
施す場合、結晶粒界に析出する不純物を分散させるため
に結晶微細化；剤としてチタンを添加することが多いか
、チタンの粒内偏析に起因する斑点状の色むらが発生し
て外観上問題になるこ５とがある。
さらに、当該合金の鋳造時冷却速度が遅い場合、結晶粒
の粗大化がおこり、アルマイト性を損なわれることがあ
る。
の粗大化がおこり、アルマイト性を損なわれることがあ
る。
Ｉまた、製品の各部において冷却速度の変動が大きい場
合には、鋳造欠陥も発生しやすく、耐圧性も強度も充分
なものは得にくい。
合には、鋳造欠陥も発生しやすく、耐圧性も強度も充分
なものは得にくい。
本発明は以上述べた欠点を解消するために、植種の実験
を行ない、鋭意努力した結果得られた高強度、高靭性で
耐圧性、アルマイト性の優れた合金の製造法に関するも
のである。
を行ない、鋭意努力した結果得られた高強度、高靭性で
耐圧性、アルマイト性の優れた合金の製造法に関するも
のである。
即ち、本発明は銅を４．０〜５．０％、マグネシウムを
０．１８〜０．３５％、シリコンを０．’０５〜０．２
５％、チタンを単独で０．０３〜０，１１％若しくはチ
タンとホロンとの共存で合計０．０３〜０．１１％且つ
チタンとホロンの量比Ｂ ／ ’Ｉ’ ｉが１／１００
〜１／２０、クロムを０．０５〜０．３％、マンカン０
．０５〜０．４％を含有し、更に必要に応じて銀０．８
％以１を含有し、残部実質的にアルミニウムから成る合
金の鋳造において、凝固開始温度以上よ“り急冷し、凝
固区間冷却速度３０℃／ｍ ｉ ｎ以上で凝固させるこ
とを特徴とするアルマイ１〜性の優れた鋳造用高力アル
ミニウム合金の製造法であり、その目的とするところは
適切な冷却速度を与え、チタン含有量を下げることによ
り、アルマイト性が良好で且つ機械的性質の′凌れた合
金を得ることにある。
０．１８〜０．３５％、シリコンを０．’０５〜０．２
５％、チタンを単独で０．０３〜０，１１％若しくはチ
タンとホロンとの共存で合計０．０３〜０．１１％且つ
チタンとホロンの量比Ｂ ／ ’Ｉ’ ｉが１／１００
〜１／２０、クロムを０．０５〜０．３％、マンカン０
．０５〜０．４％を含有し、更に必要に応じて銀０．８
％以１を含有し、残部実質的にアルミニウムから成る合
金の鋳造において、凝固開始温度以上よ“り急冷し、凝
固区間冷却速度３０℃／ｍ ｉ ｎ以上で凝固させるこ
とを特徴とするアルマイ１〜性の優れた鋳造用高力アル
ミニウム合金の製造法であり、その目的とするところは
適切な冷却速度を与え、チタン含有量を下げることによ
り、アルマイト性が良好で且つ機械的性質の′凌れた合
金を得ることにある。
本発明において合金成分を前述の如く特定した理由は下
記の通りである。
記の通りである。
゛銅を４０〜５．０％に限定したのは、４０％以下
であれば、熱処理を行なっても所定の強度が得られず、
５．０％以上であれば・、アルマイト処理性が悪く、且
２鋳造性を害し、熱間割れ、引は巣が発生しやすくなる
ためである６ マグネシウムは、Ｍｇ２５ｉの析出により熱処理感受性
を増し機械的性質を改善するが、０．１８％以下ではそ
の効果がなく、０．３５％以上では脆くなり、伸びが低
下する。
であれば、熱処理を行なっても所定の強度が得られず、
５．０％以上であれば・、アルマイト処理性が悪く、且
２鋳造性を害し、熱間割れ、引は巣が発生しやすくなる
ためである６ マグネシウムは、Ｍｇ２５ｉの析出により熱処理感受性
を増し機械的性質を改善するが、０．１８％以下ではそ
の効果がなく、０．３５％以上では脆くなり、伸びが低
下する。
シリコンは鋳造性を改善して耐圧性もよくし、マグネシ
ウムと共にＭｇ２５”ｉを析出することにより機械的性
質を改善するので０，０５％以上含有せしめるが、多す
ぎると機械的性質を低下させ、特に０．２５％以上にな
ると劣化がはなはだしい。
ウムと共にＭｇ２５”ｉを析出することにより機械的性
質を改善するので０，０５％以上含有せしめるが、多す
ぎると機械的性質を低下させ、特に０．２５％以上にな
ると劣化がはなはだしい。
チタン或はチタン・ボロンを０．０３〜０．１１％とし
たのは、０．０３％以下では結晶粒微細化の効果がなく
、０．１２％以上特に０，１５％以上になるとチタン化
合物の粒内偏析が発生し、アルマイト処理時に色むらが
発生するからである。
たのは、０．０３％以下では結晶粒微細化の効果がなく
、０．１２％以上特に０，１５％以上になるとチタン化
合物の粒内偏析が発生し、アルマイト処理時に色むらが
発生するからである。
またチタンとボロンを同時１こ添加する場合、添加比率
を１／１００≦Ｂ ／ Ｔ ｉ≦１／２０と限定したの
は、Ｂ ／ Ｔ ｉがこの範囲内でないと結晶粒微細化
の効果がなく、１ ／ ２０ ＜Ｂ ／ ’ｌ’ ｉで
は微細化能はあるが、偏析の悪影響が出てくるためであ
る。
を１／１００≦Ｂ ／ Ｔ ｉ≦１／２０と限定したの
は、Ｂ ／ Ｔ ｉがこの範囲内でないと結晶粒微細化
の効果がなく、１ ／ ２０ ＜Ｂ ／ ’ｌ’ ｉで
は微細化能はあるが、偏析の悪影響が出てくるためであ
る。
クロムは、機械的性質を改善し、耐応力腐食抵抗を増す
元素であるが、０．３％以上になると機械的性質が劣化
する。
元素であるが、０．３％以上になると機械的性質が劣化
する。
また、クロムの微量添加によりアルマイト性が改善され
るが、０．０５％以上が必要である。
るが、０．０５％以上が必要である。
マンカンは、耐食性を改善しかつアルマイト性を向上さ
せるため００５％以上含有されるが、多ずぎると鋳造性
及び靭性を害するので０．４％を上限とする。
せるため００５％以上含有されるが、多ずぎると鋳造性
及び靭性を害するので０．４％を上限とする。
銀を０．８％以下としたのは、銀は熱処理感受性を増し
、応力腐食感受性を鈍くするが、０．８％以上添加して
も改善効果は認められず、徒らに合金コヌトを増すこと
になるからである。
、応力腐食感受性を鈍くするが、０．８％以上添加して
も改善効果は認められず、徒らに合金コヌトを増すこと
になるからである。
その他不純物としてのＦｅは０９１５％以下に抑えるの
が望ましい。
が望ましい。
鉄は高温脆性を防ぐ効果があるが、多くなると３元化合
物Ｎ （Ａ／ｆｆ７ Ｃｕ２ Ｆｅ ）が析出し、熱処
理効果を減じ、硬さ及び展延性を損なうためである。
物Ｎ （Ａ／ｆｆ７ Ｃｕ２ Ｆｅ ）が析出し、熱処
理効果を減じ、硬さ及び展延性を損なうためである。
次に鋳造条件について、本発明において凝固開始温度土
から急冷し、製品の各部位とも３０℃／ｍｉｎ以上の凝
固区間冷却速度で冷却する理由は、後述する実施例で明
らかにされるように、この条件で処理しないと均一微細
なマクロ組織が得られず、機械的性質や耐圧性が劣り、
アルマイト処理を施した場合にも問題が残るためである
。
から急冷し、製品の各部位とも３０℃／ｍｉｎ以上の凝
固区間冷却速度で冷却する理由は、後述する実施例で明
らかにされるように、この条件で処理しないと均一微細
なマクロ組織が得られず、機械的性質や耐圧性が劣り、
アルマイト処理を施した場合にも問題が残るためである
。
次に本発明の実施例を比較例と共に示す。
〔実施例 １〕
第１表に示すアルミニウム合金供試材を用いて一方向性
凝固炉にて９０φｍｍＸ１２０７ｕｉのインゴットを冷
却条件（第１表に記載）を変えて製造した。
凝固炉にて９０φｍｍＸ１２０７ｕｉのインゴットを冷
却条件（第１表に記載）を変えて製造した。
得られたインゴットの断面マクロ写真を第１図、第２図
および第３図に示す。
および第３図に示す。
第１図は供試材Ａ−１の合金を凝固開始部１度下の６４
０℃まで徐冷し、６４０’Ｃから急冷したマクロ組織の
写真でありご第２図は供試材Ａ−２を凝固開始温度上の
６７０℃から急冷した時、のマクロ写真で、県］温した
結果この時の凝固区間冷却速度は１０６”Ｃ７’ｍｉｎ
であった。
０℃まで徐冷し、６４０’Ｃから急冷したマクロ組織の
写真でありご第２図は供試材Ａ−２を凝固開始温度上の
６７０℃から急冷した時、のマクロ写真で、県］温した
結果この時の凝固区間冷却速度は１０６”Ｃ７’ｍｉｎ
であった。
第３図は供試材Ａ−’３についてインゴットの底部、中
央部、上部で冷却速度を変えて凝固させたインゴット断
面のマクロ写真であり、測温した結果、インゴット中央
部では４°ｃ／ｍｉｎ％インゴット上部では６８℃／ｍ
ｉｎの冷却速度であった。
央部、上部で冷却速度を変えて凝固させたインゴット断
面のマクロ写真であり、測温した結果、インゴット中央
部では４°ｃ／ｍｉｎ％インゴット上部では６８℃／ｍ
ｉｎの冷却速度であった。
第１図と第２図とを比較すると、凝固点以下の温、度か
ら急冷した第１図のマクロ組織の方が粗い組織を示して
いる。
ら急冷した第１図のマクロ組織の方が粗い組織を示して
いる。
しかしながら、両者共均−なマクロ組織を呈しているた
め、アルマイト処理した場合、チタン含有量の低いもの
においては問題ないが、急冷した微細な組織でもチタン
含有量が高い場合□には美しいアルマイト仕上は難しい
。
め、アルマイト処理した場合、チタン含有量の低いもの
においては問題ないが、急冷した微細な組織でもチタン
含有量が高い場合□には美しいアルマイト仕上は難しい
。
ま・た、凝固点下から凝固させたものは、凝固点上より
急冷したものに比較して機械的性質が劣る。
急冷したものに比較して機械的性質が劣る。
。同−試料内において冷却速度を変えた場合、第３図１
こ示されている通り、冷、却速度の遅い部分に結晶粒の
粗大化が起っており、均一微細な組織は得られず、これ
にアルマイト処理を施すと色むらが発生する。
こ示されている通り、冷、却速度の遅い部分に結晶粒の
粗大化が起っており、均一微細な組織は得られず、これ
にアルマイト処理を施すと色むらが発生する。
〔実施例 ２〕
１−４．５％ Ｃｕ −０，３％ Ｍｇ −０，３％Ｍ
ｎ −０，２％ Ｃｒ −０，０６〜０．２３％ＴＩ合
金について凝固開始温度上の６７０°Ｃから冷却速度を
変えて得た供試材について５３５℃で６時間溶体化処理
後水焼入れを行ない、１６０℃で１０時間人工時効処理
を施したものの機械的性質並びにアルマイト性・耐圧性
を試験した結果を第２表に示す〇第２表におけるアルマ
イト処理は米国軍規路ＭＩ Ｌ−Ａ−８６２５（１）Ｔ
ｙｐｅ Ｉ Ｃ１ａｓｓ １に準じて次のような条件で
行なった。
ｎ −０，２％ Ｃｒ −０，０６〜０．２３％ＴＩ合
金について凝固開始温度上の６７０°Ｃから冷却速度を
変えて得た供試材について５３５℃で６時間溶体化処理
後水焼入れを行ない、１６０℃で１０時間人工時効処理
を施したものの機械的性質並びにアルマイト性・耐圧性
を試験した結果を第２表に示す〇第２表におけるアルマ
イト処理は米国軍規路ＭＩ Ｌ−Ａ−８６２５（１）Ｔ
ｙｐｅ Ｉ Ｃ１ａｓｓ １に準じて次のような条件で
行なった。
電解液： Ｃｒｙ３７５１１／Ｉｔ水溶液電 流： ５
００Ａ以下 電圧：４０±ＩＶ 浴温：３４±１℃ 時間二６０分 耐圧試験は供試材を３闘厚に加工して空気圧で５ｙＪＪ
＼けて洩れの有無を確認した。
００Ａ以下 電圧：４０±ＩＶ 浴温：３４±１℃ 時間二６０分 耐圧試験は供試材を３闘厚に加工して空気圧で５ｙＪＪ
＼けて洩れの有無を確認した。
第２表によれば、冷却速度が４℃／ｍｉｎ、２３’Ｃ７
ｍ ｉ ｎの場合には良好赴る機械的性質を得ることが
できなかった。
ｍ ｉ ｎの場合には良好赴る機械的性質を得ることが
できなかった。
また、冷却速度が早い４１’Ｃ／ｍｉｎ、１０６℃／ｆ
ｎ１．ｎの場合は良好なる機械※的性質は得られるもの
の、チタン含有量が高いと粒内偏析が発生し、アルマイ
ト処理を施した場合色むらが発生する。
ｎ１．ｎの場合は良好なる機械※的性質は得られるもの
の、チタン含有量が高いと粒内偏析が発生し、アルマイ
ト処理を施した場合色むらが発生する。
従って冷却速度が３０℃／／′□ｉｎ以上で、チタン含
有量が０，０３〜ｏ、１１％であれば、機械的性質とア
ルマイト性の両者共良好な結果が得られることが判明し
た。
有量が０，０３〜ｏ、１１％であれば、機械的性質とア
ルマイト性の両者共良好な結果が得られることが判明し
た。
〔実施例 ３〕
第３表に示す供試材の溶湯を砂型、金型に鋳込み各種の
冷却速度を与えて試料を鋳造し、５３５１℃で６時間の
溶体化処理後水焼入れして１６０℃にて１０時間の人工
時効処理を行なた。
冷却速度を与えて試料を鋳造し、５３５１℃で６時間の
溶体化処理後水焼入れして１６０℃にて１０時間の人工
時効処理を行なた。
アルマイト処理はＣｒ Ｏ３７５ｇ／Ａ’水溶液にて浴
温３４±１℃で電流５００Ａ以下、浴電圧４０±ＩＶに
て６０分行なった。
温３４±１℃で電流５００Ａ以下、浴電圧４０±ＩＶに
て６０分行なった。
このようにして作製した試料の機械的性質、アルマイト
性、耐圧性について試験した結果を第４′表に示す。
性、耐圧性について試験した結果を第４′表に示す。
第４表からも明らかなように、本発明による合金は比較
例に対して急冷開始温度、凝固区間冷却速度を制御し、
且つチタン或はチタン・ボロンの添加量を０．０３〜０
．１１％までに抑えることにより、アルマイト性、耐圧
性、機械的性質が向上している。
例に対して急冷開始温度、凝固区間冷却速度を制御し、
且つチタン或はチタン・ボロンの添加量を０．０３〜０
．１１％までに抑えることにより、アルマイト性、耐圧
性、機械的性質が向上している。
第１図、第２図、第３図はそれぞれ実施例の第１表に示
す供試材Ａ−１（比較例）、Ａ−２（本発明）、Ａ−３
（比較例）についてのインゴット（９０ｐｍｖｔ×１２
０ｍｍ）の断面マクロ組織写真である。
す供試材Ａ−１（比較例）、Ａ−２（本発明）、Ａ−３
（比較例）についてのインゴット（９０ｐｍｖｔ×１２
０ｍｍ）の断面マクロ組織写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅を４．０〜５．０％、マグネシウムを０．１８〜
０．３５％、シリコンを０．０５〜０．２５％、チタン
を単独で０．０３〜０．１１％若しくはチタンとポロ。 ンとの共存で合計０．０３〜０．１１％、且つチタンと
ボヮンの量比Ｂ ／ Ｔ ｉが１／１００〜１／２０、
クロムを０．０５〜０．３ ％、 Ｍｎを０．０５〜０
．４％を含有し、残部実質的にアルミニウムから成る合
金の鋳造において、凝固開始温度以上より急冷し、凝固
区間冷却速度３０℃／ｍ ｉ ｎ以上で凝固させること
を特徴とするアルマイト性の優れた鋳造用高力アルミニ
ウム合金の製造法。 ２ 銅を４．０〜５．０％、マグネシウムを０．１８〜
０．３５％、シリコンを０．０５〜０．２５％、チタン
を単独で０．０３〜０．１１％若しくはチタンとボロン
との共存で合計０．０３〜０．１１％且つチタンとボロ
ンの量比Ｂ ／Ｔ ｉが１ ／ １００〜１／２０、ク
ロムを０．０５〜０．３％、Ｍｎを０．０５〜０．４％
及び銀を０，８％以下を含有し、残部実質的にアルミニ
ウムから成る合金の鋳造において、凝固開始温度以上よ
り急冷し、凝固区間冷却速度３０℃／ｍｉｎ以上で凝固
させることを特徴とするアルマイト性の優れた鋳造用高
力アルミニウム合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52075743A JPS5818418B2 (ja) | 1977-06-24 | 1977-06-24 | アルマイト性の優れた鋳造用高力アルミニウム合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52075743A JPS5818418B2 (ja) | 1977-06-24 | 1977-06-24 | アルマイト性の優れた鋳造用高力アルミニウム合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5410214A JPS5410214A (en) | 1979-01-25 |
| JPS5818418B2 true JPS5818418B2 (ja) | 1983-04-13 |
Family
ID=13585056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52075743A Expired JPS5818418B2 (ja) | 1977-06-24 | 1977-06-24 | アルマイト性の優れた鋳造用高力アルミニウム合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818418B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5630889A (en) * | 1995-03-22 | 1997-05-20 | Aluminum Company Of America | Vanadium-free aluminum alloy suitable for extruded aerospace products |
| BRPI0410713B1 (pt) * | 2003-05-28 | 2018-04-03 | Constellium Rolled Products Ravenswood, Llc | Membro estrutural de aeronave |
| CA2729251C (en) * | 2008-07-09 | 2014-04-15 | Guizhou Aluminums Factory | High strength casting aluminum alloy material |
| JP5435266B2 (ja) * | 2009-08-24 | 2014-03-05 | 日本軽金属株式会社 | 疲労強度，靭性及び光輝性に優れたアルマイト処理用アルミニウム合金展伸材及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128562A (ja) * | 1974-09-05 | 1976-03-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Atsuenkyoatsukasochi |
-
1977
- 1977-06-24 JP JP52075743A patent/JPS5818418B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128562A (ja) * | 1974-09-05 | 1976-03-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Atsuenkyoatsukasochi |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5410214A (en) | 1979-01-25 |
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