JPS60224739A - Al−7%Si−0.3%Mg系アルミニウム基鋳造合金 - Google Patents
Al−7%Si−0.3%Mg系アルミニウム基鋳造合金Info
- Publication number
- JPS60224739A JPS60224739A JP8116784A JP8116784A JPS60224739A JP S60224739 A JPS60224739 A JP S60224739A JP 8116784 A JP8116784 A JP 8116784A JP 8116784 A JP8116784 A JP 8116784A JP S60224739 A JPS60224739 A JP S60224739A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- strength
- tensile strength
- test
- disk wheel
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は自動車のディスクホイール用の鋳造用アルこニ
ラt・合金に関し、より具体的には乗用Φ。 のディスクホイール(以下中に+イールと称す)に、鋳
造後時効硬化した状+!で使用されるAl−7%Si
0.3%++g系合金に関する。 自動重用ホイールit、6當’Al−7%3i −0,
3% M3系合金を通當の屯力鋳造によりP/潰し溶体
化処理した後約150℃の温度で時効硬化した状1bで
使用する。第1図はアルミニウムホイールの形状を代表
的に小才ものである。このAI −7% Si −0,
3%にg系合金はdpiψで鋳造性がよ(、I2かも切
削なとの機械加丁後の仕上かり面が美胛であり また機
械的性質、と(に伸ひ#I撃値のΦれた合金でめるため
各国においても水系合金かすイール材の1流として使
用され、我国では第1表のようにJISI(5202−
1982のAC−4CHとして規定されている。 この合金の鋳凸組織は、ブトリンクスを成すアルミ:つ
t、側の1次固溶体αの結晶j7(界に、鉄化合物か針
状粗人品として 共晶(α+Si)ととも4二品出する
。 鋳造後に行なわれる溶体化処理によって、共晶中のケイ
素は4状から粒状に変化して凝集するか、前記の鉄化合
物は殆んどその形状が変化せず針状相大品として残留す
る。 溶体化処理後の時効処理によってアルミニウド基41!
!は強化されるか 鉄化合物の針状粗大品は強化された
合金のアルミニウム基地に灯し切欠き効果を及はし、合
金全体としての機械的性質特に。 伸ひと#l撃仙を低士させる。 このような鉄化合物の晶出による悪影響を除くχ・■策
としては、今11までのところ鉄化合物自体の存在槍を
低減させる意図の1゛に、溶解時に使用するアルミニウ
ム地金中の鉄分を制限する目的で、Fe O,15$以
下の高い純俄の地金を使用することに依存し、我国の多
くのホイール メーカーはFeO,15%以下、通常0
.13−0.141! fK ノア /l/ ミニラム
地金を採用の基準としている。 自動中特に乗用車の生産台数の増加とアルミニウム地金
の品騰、アルミニウム スクラップの有効利用などの見
地から、前記のように高純度のアルミニウム地金に代え
て、工業用地金として広く生産されているAI 99.
.5〜99.0程陰のアルミニウド地金を使用し、しか
も現在使用中のFe O,1H以下の高純度地金を使用
したホイールと同等またはそれ以にの機械的性質を有す
るホイールの開発か夛望されているが現在の新開発され
ていない。 本発明は、前記のホイール用アルミニウム鋳造合金にお
ける鉄化合物の針状粗大晶による悪影響を低減し得る新
しい合金を開発することを11標とするものである。 従ッテ本Q IJI ノIJ 的ハ、AI 9L5−H
,7% 程1& (’)アルミニウド地金を使用して、
しかも自動車ホイル材として1分な強度を有する鋳造用
アルミニウム合金を提供することである。 本発明の別の目的は、アルミニウム地金などの配合材か
ら導入される鉄分の悪影響を抑制し得る添加合金元素の
種類とそれらの有効成分範囲と適切な熱処理条件を明確
にしたアルミニウム合金を提供することである。 本発明の発明者らはAI −7$Si −0,3に8系
合金においてAl 99.5−H,7X程度の地金を使
用し、新たな合金元素を添加することにより鉄の針状粗
大品によるジノ欠き効果の悪影響を排除し得るであろう
との予見のちとに試験研究を打った。 試験研究のために作成する試料としては、Al−7$S
i −0,3%Mgニ代表サレルAC−40H合金の基
本的成分であるSlとMgは配合組成としては不変とし
、Feについては現行の02%以下の条件を満足する0
、 13%と規格の上限を超える0、35篤と055駕
を配合し、さらに改良元素としてMnとS「の2種te
a独あるいは組み合わせて添加することにより、機械的
性質を劣化させることなく自動車ホイール材として41
容されるFeの上限を決定し、同時にSrとMnの添加
量の有効範囲を決定することとした。 試験の詳細については実施例とし後述するが、JI要を
述べると、試料として第2表の配合組成によって示され
ている18種類の試料を溶解して、JISA号の加熱鋳
型に鋳造し、所足の溶体化処理と時効処理を行なった後
、引張強さ、耐力 伸ひ、神1撃偵を測定して機械的性
資を判断し7た。 また各組成の鋳塊試料と溶体化後時効処理した衝撃試験
後の試片とについて光学顕微鏡による試料のミクロ組織
と引r叛試験片の破断部の2クロ組織とをti51室シ
た。これは機械的性質の変化とミクロ組織の変化とがF
e、にn、Srの含有量の変化にどのように関連づけら
れるかを検耐するためである。 これわの機械的性策とミクロ組織を検j=I L ?−
結’JJelこついては0.35χまでは5riJ二び
またはMnの添加によって良好な結果が得られるがFe
が0.35%を趙え0.55$までは引張強さ 耐力は
改良元素であるMnおよび又はS「の添加にかかわらす
減少することが判した。 また衝炒値や伸びについてもFe O,35%を超える
とMnおよびまたはSrの添加に力
ラt・合金に関し、より具体的には乗用Φ。 のディスクホイール(以下中に+イールと称す)に、鋳
造後時効硬化した状+!で使用されるAl−7%Si
0.3%++g系合金に関する。 自動重用ホイールit、6當’Al−7%3i −0,
3% M3系合金を通當の屯力鋳造によりP/潰し溶体
化処理した後約150℃の温度で時効硬化した状1bで
使用する。第1図はアルミニウムホイールの形状を代表
的に小才ものである。このAI −7% Si −0,
3%にg系合金はdpiψで鋳造性がよ(、I2かも切
削なとの機械加丁後の仕上かり面が美胛であり また機
械的性質、と(に伸ひ#I撃値のΦれた合金でめるため
各国においても水系合金かすイール材の1流として使
用され、我国では第1表のようにJISI(5202−
1982のAC−4CHとして規定されている。 この合金の鋳凸組織は、ブトリンクスを成すアルミ:つ
t、側の1次固溶体αの結晶j7(界に、鉄化合物か針
状粗人品として 共晶(α+Si)ととも4二品出する
。 鋳造後に行なわれる溶体化処理によって、共晶中のケイ
素は4状から粒状に変化して凝集するか、前記の鉄化合
物は殆んどその形状が変化せず針状相大品として残留す
る。 溶体化処理後の時効処理によってアルミニウド基41!
!は強化されるか 鉄化合物の針状粗大品は強化された
合金のアルミニウム基地に灯し切欠き効果を及はし、合
金全体としての機械的性質特に。 伸ひと#l撃仙を低士させる。 このような鉄化合物の晶出による悪影響を除くχ・■策
としては、今11までのところ鉄化合物自体の存在槍を
低減させる意図の1゛に、溶解時に使用するアルミニウ
ム地金中の鉄分を制限する目的で、Fe O,15$以
下の高い純俄の地金を使用することに依存し、我国の多
くのホイール メーカーはFeO,15%以下、通常0
.13−0.141! fK ノア /l/ ミニラム
地金を採用の基準としている。 自動中特に乗用車の生産台数の増加とアルミニウム地金
の品騰、アルミニウム スクラップの有効利用などの見
地から、前記のように高純度のアルミニウム地金に代え
て、工業用地金として広く生産されているAI 99.
.5〜99.0程陰のアルミニウド地金を使用し、しか
も現在使用中のFe O,1H以下の高純度地金を使用
したホイールと同等またはそれ以にの機械的性質を有す
るホイールの開発か夛望されているが現在の新開発され
ていない。 本発明は、前記のホイール用アルミニウム鋳造合金にお
ける鉄化合物の針状粗大晶による悪影響を低減し得る新
しい合金を開発することを11標とするものである。 従ッテ本Q IJI ノIJ 的ハ、AI 9L5−H
,7% 程1& (’)アルミニウド地金を使用して、
しかも自動車ホイル材として1分な強度を有する鋳造用
アルミニウム合金を提供することである。 本発明の別の目的は、アルミニウム地金などの配合材か
ら導入される鉄分の悪影響を抑制し得る添加合金元素の
種類とそれらの有効成分範囲と適切な熱処理条件を明確
にしたアルミニウム合金を提供することである。 本発明の発明者らはAI −7$Si −0,3に8系
合金においてAl 99.5−H,7X程度の地金を使
用し、新たな合金元素を添加することにより鉄の針状粗
大品によるジノ欠き効果の悪影響を排除し得るであろう
との予見のちとに試験研究を打った。 試験研究のために作成する試料としては、Al−7$S
i −0,3%Mgニ代表サレルAC−40H合金の基
本的成分であるSlとMgは配合組成としては不変とし
、Feについては現行の02%以下の条件を満足する0
、 13%と規格の上限を超える0、35篤と055駕
を配合し、さらに改良元素としてMnとS「の2種te
a独あるいは組み合わせて添加することにより、機械的
性質を劣化させることなく自動車ホイール材として41
容されるFeの上限を決定し、同時にSrとMnの添加
量の有効範囲を決定することとした。 試験の詳細については実施例とし後述するが、JI要を
述べると、試料として第2表の配合組成によって示され
ている18種類の試料を溶解して、JISA号の加熱鋳
型に鋳造し、所足の溶体化処理と時効処理を行なった後
、引張強さ、耐力 伸ひ、神1撃偵を測定して機械的性
資を判断し7た。 また各組成の鋳塊試料と溶体化後時効処理した衝撃試験
後の試片とについて光学顕微鏡による試料のミクロ組織
と引r叛試験片の破断部の2クロ組織とをti51室シ
た。これは機械的性質の変化とミクロ組織の変化とがF
e、にn、Srの含有量の変化にどのように関連づけら
れるかを検耐するためである。 これわの機械的性策とミクロ組織を検j=I L ?−
結’JJelこついては0.35χまでは5riJ二び
またはMnの添加によって良好な結果が得られるがFe
が0.35%を趙え0.55$までは引張強さ 耐力は
改良元素であるMnおよび又はS「の添加にかかわらす
減少することが判した。 また衝炒値や伸びについてもFe O,35%を超える
とMnおよびまたはSrの添加に力
【かわらず靭性が低
下する事実が認められた。またにn中油の添加や。 にnとSrを併合した添加よりもSrを0.02%単独
に添加する力かむしろ有効なことか認められた。 このような結果からSr 0.02%を中油添加するこ
とにより不純物としてのFeは、従来l限とされていた
O、15%を超え0.35%まで存在しても、合金中に
ストロンチ吻ム(S「)か0 、02 $ L’=添加
されれば 鉄化合物による針状粗大結晶粒の生成に(1
なうjJJ欠き効果による。′l!!影響を排除して実
用1−支障のない11動中ホイール川#h a合金とし
て十分使用に酎えvIることか実証されたものである。 以下本発明による自動重ホイール用アルミニウ1、鋳造
合金についての試験研究の結果を実施例とし、て説明す
る。 実施例。 (1)試料のに?!定と溶製 針状粗大品として晶出する鉄化合物を形成するFeの含
有量に限か、その悪illを排除するための添加元素で
あるMnとSrを、中油に又は組み合わせて添加するこ
とによ11どこまでAl容されるかを判断するため、F
eの含有量を現行の0.13%と、それよりも増加した
0、34Jおよび0.55%の3種とし、Mnは0.3
%オヨヒ0.5X(7) 2種、5rlt 0.02%
(7) l M トし試才]の配合組成を第2表に示
すように選定した。 第2表の配合組成になるように各試′に1を調製したか
配合材とその溶成n、を次に示す。 / /′ / / /′ / / z−□−−−−−−−□−−□ ・J2−″ Wt、′) あらかしめ金属チタンで微細化処理したAC−4CH合
金(Sr 6.8%−Be O,I3X−Ng O,3
8%−Ti O,13X残AI) 4.5Kgを溶解し
118.7 %残5部AIカラrjルMn母合金、並び
に薄片状に圧延した鉄板を所定の看添加し、溶湯温度を
740℃に保持し溶けおちた所で、6塩化エタン(CC
Jljs)で脱ガス処理を行ない、表面に浮いた酸化物
を充分除去した後、ストtff7チウム(Sr)母合金
(Si 13.12% −Sr9.15$−Be 1.
05X残AI)を添加し740℃で30分保)4後、予
め150℃に予熱した4号試験用金型に鋳込んだ、 S
rは塩化物の存在ドでは歩留りが悪くなるので、その点
充分注意した。イ1)られた試料の化学成分を第3表に
ノJ<干。 これらの試験片を別表に示を顧@鏡組織rPi察用試料
を採集したのち、90本の引張り試験、30本の#I撃
試験材として、焼入れ、焼戻し処理とした。 (2)熱処理 以1−の試料を535°09 hrs、の溶体化処理後
、15℃の水中に焼入れを打った。ただちに155℃5
hrs、の焼戻しによる時効処理を行い、引張り試験
並びに衝撃試験を行なった。また熱処理後のミクロ組織
は衝唆試験を終了した後の試験片を切断、研摩し、また
破面部についても光学顕微鏡と一部には電子顕微鏡によ
り観察した。 (3)試験力性 引張り試験はインストロン引張り試験機を使用した。試
験機の8發は25 tonで引張り速度は5mm/ll
1nとし、チャートの送り時間は50m5/winで荷
重−伸び線図を描き、このチャートから引張り強さ、耐
力、伸びをめた。 衝撃試験は非鉄金属用の試験機を使用して行った。また
#整値は次式からめた。 E = WR(cosβ−cosα) E: 破断に賞した工不ルキー W: ハンマの重量 R: ハンマの回転軸中心から重心までの距離 α: ハンマのIJf上げ角1度 β: 試験片破断後のハンづの持ヒリ角度また初期断面
積(0,80m2)でEを除した仙(Kg−/c鳳2)
を楢撃イ伯とした。 (4)試験結果及び考察 (4)−1)引東試験兼びに#I撃試験の結果引張試験
・#i ?試%11後各合金試Hの引張強さ0.2z酎
力・伸び及び#I撃植を第4表に小した。才たこれらの
結啄5を第2−力5図に図示した。 4 5 − 第4表中の各測定項目での数値はいづれも5回の実測値
の平均値であり、例として引張強さについて(iった谷
5回の測定結果を第5表に示した。 5−”Kf/mrn’ 第2−5図は第2表中の18種の試t4No、1−18
中のFe−平をそれぞれ0115%、0.35%、0.
55%をX軸に、各廁定萌をY軸にプロットしたグラフ
であって4図中にO9・、ム、ム1.1.などの6種の
記号で示したが、名瀬1)はそれぞれ配合成りj中Mn
とSrが回−テFeが、 0.151. 0.35%、
オヨび0.55$ (7)3種の含有量を代表するよう
にした。 これらのグラフに示され傾向と第2表の配合成分、第3
表の分析値との関係の対比参照に便利なように各記号と
それらに代表される試料番号との関係を下記に示した。 Ω」L丈−q−lλ l光 虹Σχ L−−去−−」ム 0 1 4 7 拳 10 13 18 Δ 2 5 8 ム 11 14 1? 0 3 6 9 ■ 12 15 +a これらのグラフに基き機械的性質とFe量、添加しにM
r、、Srとの関係を考察した。以下引張強さ。 耐力 伸び 衝幣イめの順に検討する。 (a)引張強さ 第2図に示した引張強さはQ、l’J Fe、 Q、0
2% Sr(試よ4No、 10)のものか最高値の3
1.20Kg/am2を、ガ、した。またこの試料では
強さの最大値と最小値の差は約2Kg/Iam2 程度
である。Fe量で考えた場合0.35嶌Feまでは変化
は少ないが、 0.35$ Feでは強さは減少してい
る。しかし0.OMn、0.02$ SrにF e−4
を変化させたちの試料(No、 12.15.18)で
0.35X Fe (No、 15)は他と同程度の値
を示しているがO,15$ Fe、0.55$ Feで
は他と比へ低い値となっている。またFe1itの増加
したものに関してはKnヌはSrを単独に添加した場合
の方がよ(、特にSrを単独に添加したものは低い値を
示している。 しかしJIS (H5202)では、AC4G)I−7
8での引張強さは25に871I112 以」−と規定
されているのでこの点に関してはいずれもJ I S
M、格を満足させる良好な値をツバしているものと認め
ることかできる。 (H,’) 、il力 第3図に小した02駕酎力は0.35鬼Fe、 0.0
2%Sr 、 0.5$ Mnか(試t4No、 15
) R高値を+7< している。FeJJで考えた場合
S「を添加しないものはFej+か増加しでも引張強さ
同様あまり変化していないか、Sr妃添加し1−もの(
No、10. +3; 11.14; 12゜15)は
Fe:IIl:ノ増加にともない 0.35XFeテは
向1−し 0.55X Fe (No、 18.17.
18)では低トしている。以」―のことにより耐力につ
いては035%FeではFe、Srの複合添加か高い耐
力を得ることができるものと思われる。 (C)伸び 第4図にボした伸びはO,15% Fe、 O嶌Kn、
0.02X5r(試ネ;lNo、 10 、、、記号
Φ〕の合金試料が最高(lI′iであり13.3:’
%を)】\している。この試料はF e 48が増加す
ると急fIIIこ低下し、0.55% Fe (試料N
o、xe)では最低(48,57$t−示している。他
の試料ではFe4Xが0.35%までは変化は少ないが
0.55X Feになるととの試料も低ドしている。次
にMniで考えた場合0.15% Feテは0% Mn
、 0.02X Sr (試料No、 10)が最も良
好であるがMnを添加したもの(記号Δ、ム、口、I)
及びSrを添加しないもの(記号O1△、口)は低い値
を示している。これは0.35X Feでも同じ#を向
’t’iルカ0.55X Fet’lt O,3% M
n 。 0.02X Sr添加し、たちの(記号 ム、試料No
、17)が高い値を示し、こcr)Feflテは0.3
$ Mn、 0.02XSr添加したものが良好である
。 (d)#i撃整 値5図にに示し、た衝幣値はθ、I5$ Fe、 0%
Kn、0.02χSr(記号争、試料No、 10)
が最高値を2バしていて、このMn、 Sr量ではFe
量が増加すると(記号−・、試料No、 13.16)
急激に低下している。またMnを添加した場合はF e
jd4にかかわらず記号・で示される0% Mn、
0.02$ Srよりも低い値を示していてKnを添加
してもFeの改良効果は認められなかった。 (e)考察 まずFe量に対して、引張強さは点在するFe針状晶が
晶出する0、35$ FeまではFe化合物による分散
強化或はFeの母相への固溶による固溶強化によりわず
かに向1−シているものと思われるが、針状晶が人さ/
発達して晶出する0、55$ Feになると切欠効果か
顕りとなって強さが低トすると考えられる。また伸びヤ
# * iAはFe量が増加するとFe化合物による切
欠効果により大さく影響し、伸び拳衝整値を低ドさせて
いると思われる。 べ・にlInに対して伸びは0.55$ Feに0.3
! Mn。 0.07.$Srを添1+t+ したものについてはわ
ずかに向]、シている。これはMnによりFe化合物の
形状が変ったためと忠われる。 S「の添加は伸び・衝qI値に対して効果か大きく、特
にFe及びMn7i)の少ないものについて最も効果が
あり良好であった。これはS「を添加することにより+
(晶S1が微細化したためと占えられる。 (4)−2)組織観察 鋳造した合金試料と535℃で9時間溶体化処理後15
℃の木へ水焼入れ、155℃で5時間の時効処理した合
金試料について光学顕微鏡を用いて組織観察した結果を
それぞれ、第図6−IO図及び第11−14図に2バす
。 まずJ4造材でS「を添加しないものは第6−8図に示
すようにFeが0.15gと低い場合でも共晶s1が針
状で晶出しており不規則で大きさもまちまちでFeが0
.35% (第7図)、0.55X (M8図)では結
晶粒は小さくなるが共晶Siが針状に析出していること
がわかる。またSrを添加したものはPfIJ9−10
図に示すようにSrによって共晶Siが微細となってい
ることがわかる。 次に熱処理した合金試料の組織でS「を添加しないもの
は第1I図に示すように鋳造組織と比へて共晶S1が細
かくなっておりslの比較的大きなものでも先端が丸味
を帯びI−状態で晶出していることがわかる。またSr
を添加したものは第12.13図に小すように共晶S1
の結晶粒の大きさはそれほど変化しないものの、より球
状化しておりSrを添加しないものよりも微細である0
次にFe化合物について観察すると0.15$ Feで
は第12図に示すようにわずかであるがFeの針状晶が
晶出していることがわがる。またFeeが0.35$
Fe 、 0.55$ Feと増加するにしたがってw
413図および第14図に示すようにFeの側状晶もふ
え、大きく発達していることがわかる。 次にMnを添加したものであるが組織的には1llnに
よるFe化合物の形状の変化は認められなかった。 S「を添加することは組織を観察しただけでも機械的性
質に対して良好であることがわかる。またFe1)はで
きるだけ少なくした方が良いと考えられる。 (4) −3)各合金元素の成分範囲と限定理由本発明
合金を開発するに際しては、すでに頭初の部分で述べた
ように、JIS )15202(1982)のAC−4
0Hに規定される自動車ホイール用アルミニウム鋳造合
金の特性を改良し合金中のFe含有量の上限を拡大する
ことにあったので、SiとLgについては前記規格(7
)t;l:、!:L、Siは6.5−7.5L Mgは
0.20−0.40% トL fニー、T1を0.01
−0.15X トしたのはマトリックス(α相)を微細
化して晶出する鉄化合物を微細化するためである。 本発明での改良元素としての効果の顕著なSrの上限を
0.02%としたのは第15図ノAl−9i−3r3元
状態図から この系のAl側にはE 、 (AI−+3
.lχ51−0.032Sr)トE 72 (AI−1
,lXs+−2,4%5r)(7) 2 ツ(1) 3
元共品点があるがEllは最も微細化効果があることが
判った。従って、 Srの含有量は0.03%を選ぶこ
とにした。 Feを0.35%以]としたのは前述の試験結果からS
「の添加によりFe O,13′&では機械的性質が著
るしく改善され、Fe0.35%テも現行のAC−4C
H(7)特性と同等またはそれを上層る特性が得られる
がFaが、0.35%以1.では機械的性質が低下する
上に、ニグロ組織の点からも好ましくないことか認めら
れたからである。 本発明合金の効果と産業りの利用性 実施例としての試験結果から明らかなように、002z
程度の少量のSrの添加によって全般に機械的慴質が改
善され、その結果従来0.IFJ以下実際には、Fe
O,13%あるいは014z程度を安水されている地金
についても、製品となる$6 造品中のFe量が0.3
5χ迄許容されるようになることから広く生産されてい
るAI H,5−H,7%の地金でも自動車ホr−ル材
として利用II[能になる。 このよるtこ地金の使用範囲の拡大、コスト低減 スク
ラップの利用変の増大に加(て Feの含tj都か従来
と回1.::<0.21)%以下の場合は機械的性り、
特に延性と靭性を著しく向)−することが可能であり、
自動11ホイールとしての用途は勿論、鋳造性と強度な
らびに靭性を四氷される製品に)ムく適用しつるもので
ある。
下する事実が認められた。またにn中油の添加や。 にnとSrを併合した添加よりもSrを0.02%単独
に添加する力かむしろ有効なことか認められた。 このような結果からSr 0.02%を中油添加するこ
とにより不純物としてのFeは、従来l限とされていた
O、15%を超え0.35%まで存在しても、合金中に
ストロンチ吻ム(S「)か0 、02 $ L’=添加
されれば 鉄化合物による針状粗大結晶粒の生成に(1
なうjJJ欠き効果による。′l!!影響を排除して実
用1−支障のない11動中ホイール川#h a合金とし
て十分使用に酎えvIることか実証されたものである。 以下本発明による自動重ホイール用アルミニウ1、鋳造
合金についての試験研究の結果を実施例とし、て説明す
る。 実施例。 (1)試料のに?!定と溶製 針状粗大品として晶出する鉄化合物を形成するFeの含
有量に限か、その悪illを排除するための添加元素で
あるMnとSrを、中油に又は組み合わせて添加するこ
とによ11どこまでAl容されるかを判断するため、F
eの含有量を現行の0.13%と、それよりも増加した
0、34Jおよび0.55%の3種とし、Mnは0.3
%オヨヒ0.5X(7) 2種、5rlt 0.02%
(7) l M トし試才]の配合組成を第2表に示
すように選定した。 第2表の配合組成になるように各試′に1を調製したか
配合材とその溶成n、を次に示す。 / /′ / / /′ / / z−□−−−−−−−□−−□ ・J2−″ Wt、′) あらかしめ金属チタンで微細化処理したAC−4CH合
金(Sr 6.8%−Be O,I3X−Ng O,3
8%−Ti O,13X残AI) 4.5Kgを溶解し
118.7 %残5部AIカラrjルMn母合金、並び
に薄片状に圧延した鉄板を所定の看添加し、溶湯温度を
740℃に保持し溶けおちた所で、6塩化エタン(CC
Jljs)で脱ガス処理を行ない、表面に浮いた酸化物
を充分除去した後、ストtff7チウム(Sr)母合金
(Si 13.12% −Sr9.15$−Be 1.
05X残AI)を添加し740℃で30分保)4後、予
め150℃に予熱した4号試験用金型に鋳込んだ、 S
rは塩化物の存在ドでは歩留りが悪くなるので、その点
充分注意した。イ1)られた試料の化学成分を第3表に
ノJ<干。 これらの試験片を別表に示を顧@鏡組織rPi察用試料
を採集したのち、90本の引張り試験、30本の#I撃
試験材として、焼入れ、焼戻し処理とした。 (2)熱処理 以1−の試料を535°09 hrs、の溶体化処理後
、15℃の水中に焼入れを打った。ただちに155℃5
hrs、の焼戻しによる時効処理を行い、引張り試験
並びに衝撃試験を行なった。また熱処理後のミクロ組織
は衝唆試験を終了した後の試験片を切断、研摩し、また
破面部についても光学顕微鏡と一部には電子顕微鏡によ
り観察した。 (3)試験力性 引張り試験はインストロン引張り試験機を使用した。試
験機の8發は25 tonで引張り速度は5mm/ll
1nとし、チャートの送り時間は50m5/winで荷
重−伸び線図を描き、このチャートから引張り強さ、耐
力、伸びをめた。 衝撃試験は非鉄金属用の試験機を使用して行った。また
#整値は次式からめた。 E = WR(cosβ−cosα) E: 破断に賞した工不ルキー W: ハンマの重量 R: ハンマの回転軸中心から重心までの距離 α: ハンマのIJf上げ角1度 β: 試験片破断後のハンづの持ヒリ角度また初期断面
積(0,80m2)でEを除した仙(Kg−/c鳳2)
を楢撃イ伯とした。 (4)試験結果及び考察 (4)−1)引東試験兼びに#I撃試験の結果引張試験
・#i ?試%11後各合金試Hの引張強さ0.2z酎
力・伸び及び#I撃植を第4表に小した。才たこれらの
結啄5を第2−力5図に図示した。 4 5 − 第4表中の各測定項目での数値はいづれも5回の実測値
の平均値であり、例として引張強さについて(iった谷
5回の測定結果を第5表に示した。 5−”Kf/mrn’ 第2−5図は第2表中の18種の試t4No、1−18
中のFe−平をそれぞれ0115%、0.35%、0.
55%をX軸に、各廁定萌をY軸にプロットしたグラフ
であって4図中にO9・、ム、ム1.1.などの6種の
記号で示したが、名瀬1)はそれぞれ配合成りj中Mn
とSrが回−テFeが、 0.151. 0.35%、
オヨび0.55$ (7)3種の含有量を代表するよう
にした。 これらのグラフに示され傾向と第2表の配合成分、第3
表の分析値との関係の対比参照に便利なように各記号と
それらに代表される試料番号との関係を下記に示した。 Ω」L丈−q−lλ l光 虹Σχ L−−去−−」ム 0 1 4 7 拳 10 13 18 Δ 2 5 8 ム 11 14 1? 0 3 6 9 ■ 12 15 +a これらのグラフに基き機械的性質とFe量、添加しにM
r、、Srとの関係を考察した。以下引張強さ。 耐力 伸び 衝幣イめの順に検討する。 (a)引張強さ 第2図に示した引張強さはQ、l’J Fe、 Q、0
2% Sr(試よ4No、 10)のものか最高値の3
1.20Kg/am2を、ガ、した。またこの試料では
強さの最大値と最小値の差は約2Kg/Iam2 程度
である。Fe量で考えた場合0.35嶌Feまでは変化
は少ないが、 0.35$ Feでは強さは減少してい
る。しかし0.OMn、0.02$ SrにF e−4
を変化させたちの試料(No、 12.15.18)で
0.35X Fe (No、 15)は他と同程度の値
を示しているがO,15$ Fe、0.55$ Feで
は他と比へ低い値となっている。またFe1itの増加
したものに関してはKnヌはSrを単独に添加した場合
の方がよ(、特にSrを単独に添加したものは低い値を
示している。 しかしJIS (H5202)では、AC4G)I−7
8での引張強さは25に871I112 以」−と規定
されているのでこの点に関してはいずれもJ I S
M、格を満足させる良好な値をツバしているものと認め
ることかできる。 (H,’) 、il力 第3図に小した02駕酎力は0.35鬼Fe、 0.0
2%Sr 、 0.5$ Mnか(試t4No、 15
) R高値を+7< している。FeJJで考えた場合
S「を添加しないものはFej+か増加しでも引張強さ
同様あまり変化していないか、Sr妃添加し1−もの(
No、10. +3; 11.14; 12゜15)は
Fe:IIl:ノ増加にともない 0.35XFeテは
向1−し 0.55X Fe (No、 18.17.
18)では低トしている。以」―のことにより耐力につ
いては035%FeではFe、Srの複合添加か高い耐
力を得ることができるものと思われる。 (C)伸び 第4図にボした伸びはO,15% Fe、 O嶌Kn、
0.02X5r(試ネ;lNo、 10 、、、記号
Φ〕の合金試料が最高(lI′iであり13.3:’
%を)】\している。この試料はF e 48が増加す
ると急fIIIこ低下し、0.55% Fe (試料N
o、xe)では最低(48,57$t−示している。他
の試料ではFe4Xが0.35%までは変化は少ないが
0.55X Feになるととの試料も低ドしている。次
にMniで考えた場合0.15% Feテは0% Mn
、 0.02X Sr (試料No、 10)が最も良
好であるがMnを添加したもの(記号Δ、ム、口、I)
及びSrを添加しないもの(記号O1△、口)は低い値
を示している。これは0.35X Feでも同じ#を向
’t’iルカ0.55X Fet’lt O,3% M
n 。 0.02X Sr添加し、たちの(記号 ム、試料No
、17)が高い値を示し、こcr)Feflテは0.3
$ Mn、 0.02XSr添加したものが良好である
。 (d)#i撃整 値5図にに示し、た衝幣値はθ、I5$ Fe、 0%
Kn、0.02χSr(記号争、試料No、 10)
が最高値を2バしていて、このMn、 Sr量ではFe
量が増加すると(記号−・、試料No、 13.16)
急激に低下している。またMnを添加した場合はF e
jd4にかかわらず記号・で示される0% Mn、
0.02$ Srよりも低い値を示していてKnを添加
してもFeの改良効果は認められなかった。 (e)考察 まずFe量に対して、引張強さは点在するFe針状晶が
晶出する0、35$ FeまではFe化合物による分散
強化或はFeの母相への固溶による固溶強化によりわず
かに向1−シているものと思われるが、針状晶が人さ/
発達して晶出する0、55$ Feになると切欠効果か
顕りとなって強さが低トすると考えられる。また伸びヤ
# * iAはFe量が増加するとFe化合物による切
欠効果により大さく影響し、伸び拳衝整値を低ドさせて
いると思われる。 べ・にlInに対して伸びは0.55$ Feに0.3
! Mn。 0.07.$Srを添1+t+ したものについてはわ
ずかに向]、シている。これはMnによりFe化合物の
形状が変ったためと忠われる。 S「の添加は伸び・衝qI値に対して効果か大きく、特
にFe及びMn7i)の少ないものについて最も効果が
あり良好であった。これはS「を添加することにより+
(晶S1が微細化したためと占えられる。 (4)−2)組織観察 鋳造した合金試料と535℃で9時間溶体化処理後15
℃の木へ水焼入れ、155℃で5時間の時効処理した合
金試料について光学顕微鏡を用いて組織観察した結果を
それぞれ、第図6−IO図及び第11−14図に2バす
。 まずJ4造材でS「を添加しないものは第6−8図に示
すようにFeが0.15gと低い場合でも共晶s1が針
状で晶出しており不規則で大きさもまちまちでFeが0
.35% (第7図)、0.55X (M8図)では結
晶粒は小さくなるが共晶Siが針状に析出していること
がわかる。またSrを添加したものはPfIJ9−10
図に示すようにSrによって共晶Siが微細となってい
ることがわかる。 次に熱処理した合金試料の組織でS「を添加しないもの
は第1I図に示すように鋳造組織と比へて共晶S1が細
かくなっておりslの比較的大きなものでも先端が丸味
を帯びI−状態で晶出していることがわかる。またSr
を添加したものは第12.13図に小すように共晶S1
の結晶粒の大きさはそれほど変化しないものの、より球
状化しておりSrを添加しないものよりも微細である0
次にFe化合物について観察すると0.15$ Feで
は第12図に示すようにわずかであるがFeの針状晶が
晶出していることがわがる。またFeeが0.35$
Fe 、 0.55$ Feと増加するにしたがってw
413図および第14図に示すようにFeの側状晶もふ
え、大きく発達していることがわかる。 次にMnを添加したものであるが組織的には1llnに
よるFe化合物の形状の変化は認められなかった。 S「を添加することは組織を観察しただけでも機械的性
質に対して良好であることがわかる。またFe1)はで
きるだけ少なくした方が良いと考えられる。 (4) −3)各合金元素の成分範囲と限定理由本発明
合金を開発するに際しては、すでに頭初の部分で述べた
ように、JIS )15202(1982)のAC−4
0Hに規定される自動車ホイール用アルミニウム鋳造合
金の特性を改良し合金中のFe含有量の上限を拡大する
ことにあったので、SiとLgについては前記規格(7
)t;l:、!:L、Siは6.5−7.5L Mgは
0.20−0.40% トL fニー、T1を0.01
−0.15X トしたのはマトリックス(α相)を微細
化して晶出する鉄化合物を微細化するためである。 本発明での改良元素としての効果の顕著なSrの上限を
0.02%としたのは第15図ノAl−9i−3r3元
状態図から この系のAl側にはE 、 (AI−+3
.lχ51−0.032Sr)トE 72 (AI−1
,lXs+−2,4%5r)(7) 2 ツ(1) 3
元共品点があるがEllは最も微細化効果があることが
判った。従って、 Srの含有量は0.03%を選ぶこ
とにした。 Feを0.35%以]としたのは前述の試験結果からS
「の添加によりFe O,13′&では機械的性質が著
るしく改善され、Fe0.35%テも現行のAC−4C
H(7)特性と同等またはそれを上層る特性が得られる
がFaが、0.35%以1.では機械的性質が低下する
上に、ニグロ組織の点からも好ましくないことか認めら
れたからである。 本発明合金の効果と産業りの利用性 実施例としての試験結果から明らかなように、002z
程度の少量のSrの添加によって全般に機械的慴質が改
善され、その結果従来0.IFJ以下実際には、Fe
O,13%あるいは014z程度を安水されている地金
についても、製品となる$6 造品中のFe量が0.3
5χ迄許容されるようになることから広く生産されてい
るAI H,5−H,7%の地金でも自動車ホr−ル材
として利用II[能になる。 このよるtこ地金の使用範囲の拡大、コスト低減 スク
ラップの利用変の増大に加(て Feの含tj都か従来
と回1.::<0.21)%以下の場合は機械的性り、
特に延性と靭性を著しく向)−することが可能であり、
自動11ホイールとしての用途は勿論、鋳造性と強度な
らびに靭性を四氷される製品に)ムく適用しつるもので
ある。
第1(a>図は1]動東川デイスクホイルの+E rf
ii図、第1図(b ’、+は回しくディスクホイルの
断面側面図であるか、理解を容易にするためスポーク8
R′r)を除外し11つ翰h”、は第1 (a)図とは
ぺなっている。第2図は各試料の引張強さとFe(jの
関係を 第3図は回しく o、2$#力とFeplの関
係を、第4 A4は回じ〈伸ひとFe量の関係を、第5
図は同じご絽整値とFe量の関係を示すグラフである。 第6〜10図は代表的な試料についての鋳造材のミクロ
組織を示す光学顕微鏡組織、第11〜14図は鋳造後溶
体イし処理と持効処理した試料の、ミクロ組織を示す光
学顕微鏡写真である。第1EIにはAl−9i−9r3
元系合金のA1側状態図である。 代理人 弁理士 後 藤 武 夫 代理人 弁理ト 藤 本 礒 第1図 (a) (b) 第2図 し = の 北 ゛ご Φ ト 0 0.15 0.35 0.55 Fe(wt’10) 引張強さとFefの関イ爪 第3図 0 0.15 0.35 Q55 Fe(wt’ん) 02°/、jlt力とFetの閣係 第4図 Fe(wt’10) 伸びとFetの関係 第5図 1”e(wt°/、) 會VtヒFetの関係 簿61 71 g8@ 19園 l so閣 篇It @ s29 11311 @ 14 @
ii図、第1図(b ’、+は回しくディスクホイルの
断面側面図であるか、理解を容易にするためスポーク8
R′r)を除外し11つ翰h”、は第1 (a)図とは
ぺなっている。第2図は各試料の引張強さとFe(jの
関係を 第3図は回しく o、2$#力とFeplの関
係を、第4 A4は回じ〈伸ひとFe量の関係を、第5
図は同じご絽整値とFe量の関係を示すグラフである。 第6〜10図は代表的な試料についての鋳造材のミクロ
組織を示す光学顕微鏡組織、第11〜14図は鋳造後溶
体イし処理と持効処理した試料の、ミクロ組織を示す光
学顕微鏡写真である。第1EIにはAl−9i−9r3
元系合金のA1側状態図である。 代理人 弁理士 後 藤 武 夫 代理人 弁理ト 藤 本 礒 第1図 (a) (b) 第2図 し = の 北 ゛ご Φ ト 0 0.15 0.35 0.55 Fe(wt’10) 引張強さとFefの関イ爪 第3図 0 0.15 0.35 Q55 Fe(wt’ん) 02°/、jlt力とFetの閣係 第4図 Fe(wt’10) 伸びとFetの関係 第5図 1”e(wt°/、) 會VtヒFetの関係 簿61 71 g8@ 19園 l so閣 篇It @ s29 11311 @ 14 @
Claims (1)
- (1)1m基FA テロ、5−7.5%ノSIト、0.
20−0.4fBノ)1%ト、 0.01−0.151
ノTiト、0.35%以トノFeと、0.005−0
.03$のSrと残部がA1と不可避的不純物とからな
り、鋳造性が良好で、溶体化処理後、時効処理された状
態でSrの添加によってαとSlとからなる共晶中の5
1が微細化し粒状化すると共にνJ欠効果により基質の
強度を低下させるFeの21状品の晶出が抑制された金
属組織になっていることを特徴とするアルミニウム基鋳
造合金。 (2、特許請求の範囲w41項記載の合金において、鋳
造性が良好で溶体化処理後時効硬化された状態で引張り
強さ、耐力、伸び、衝撃値が良好で特に自動車のディス
クホイールの鋳造と使用に適したAl−51−Mg基!
4造合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8116784A JPS60224739A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | Al−7%Si−0.3%Mg系アルミニウム基鋳造合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8116784A JPS60224739A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | Al−7%Si−0.3%Mg系アルミニウム基鋳造合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60224739A true JPS60224739A (ja) | 1985-11-09 |
JPS6256220B2 JPS6256220B2 (ja) | 1987-11-25 |
Family
ID=13738899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8116784A Granted JPS60224739A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | Al−7%Si−0.3%Mg系アルミニウム基鋳造合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60224739A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63162832A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Hitachi Metals Ltd | 高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金 |
KR100493666B1 (ko) * | 1998-12-31 | 2005-08-31 | 한국타이어 주식회사 | 자동차휠용고강도알루미늄합금소재 |
WO2013034001A1 (zh) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 中兴通讯股份有限公司 | 铝硅镁系铸造铝合金及铸造工艺 |
JP2015045033A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 日信工業株式会社 | アルミニウム合金鋳物 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100533242B1 (ko) * | 2000-08-08 | 2005-12-05 | 아사히 테크 가부시키가이샤 | 석출경화형 알루미늄 합금과 그의 열처리방법 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5413407A (en) * | 1977-07-01 | 1979-01-31 | Kobe Steel Ltd | High toughness aluminum alloy for casting and heat treatment method therefor |
JPS55119147A (en) * | 1979-03-08 | 1980-09-12 | Nikkei Giken:Kk | Aluminym alloy for casting |
-
1984
- 1984-04-24 JP JP8116784A patent/JPS60224739A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5413407A (en) * | 1977-07-01 | 1979-01-31 | Kobe Steel Ltd | High toughness aluminum alloy for casting and heat treatment method therefor |
JPS55119147A (en) * | 1979-03-08 | 1980-09-12 | Nikkei Giken:Kk | Aluminym alloy for casting |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63162832A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Hitachi Metals Ltd | 高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金 |
KR100493666B1 (ko) * | 1998-12-31 | 2005-08-31 | 한국타이어 주식회사 | 자동차휠용고강도알루미늄합금소재 |
WO2013034001A1 (zh) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 中兴通讯股份有限公司 | 铝硅镁系铸造铝合金及铸造工艺 |
JP2015045033A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 日信工業株式会社 | アルミニウム合金鋳物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6256220B2 (ja) | 1987-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2281909B1 (en) | Manufacturing method of an aluminium alloy cast heat sink having a complex structure or a thin walled protion with excellent thermal conductivity | |
JP5852580B2 (ja) | 機械的特性に優れている難燃性マグネシウム合金及びその製造方法 | |
WO2016166779A1 (ja) | ダイカスト用アルミニウム合金およびこれを用いたアルミニウム合金ダイカスト | |
CN102978488A (zh) | 用于汽车保险杠的铝合金型材生产工艺 | |
EP3216884B1 (en) | Aluminum alloy for die casting and aluminum-alloy die cast obtained therefrom | |
CN102965553A (zh) | 用于汽车保险杠的铝合金铸锭及其生产工艺 | |
JP2020050889A (ja) | 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板及びその製造方法 | |
CN115044810A (zh) | 一种铝合金及其制备方法、汽车用材料 | |
JP2003213354A (ja) | ダイカスト用アルミニウム合金、ダイカスト製品の製造方法およびダイカスト製品 | |
JP4994734B2 (ja) | 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 | |
CN102965554A (zh) | 硬质铝合金铸锭 | |
JPS60224739A (ja) | Al−7%Si−0.3%Mg系アルミニウム基鋳造合金 | |
JP2006322062A (ja) | 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 | |
JP6900199B2 (ja) | 鋳造用アルミニウム合金、アルミニウム合金鋳物製品およびアルミニウム合金鋳物製品の製造方法 | |
JP2001262263A (ja) | 成形性に優れたAl−Mg系Al合金板 | |
JPH1068038A (ja) | 圧延用Al−Li系合金鋳塊およびその連続鋳造方法 | |
JP3037926B2 (ja) | アルミホイール鋳造用アルミニウム合金 | |
JPH10259464A (ja) | 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JP3147244B2 (ja) | 塑性加工用素材の製法 | |
JP4017105B2 (ja) | 切削性および熱間加工性に優れたアルミニウム合金鋳造棒 | |
JP2006316341A (ja) | 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 | |
JP2020050890A (ja) | 一体型防爆弁成形用の電池蓋用アルミニウム合金板及びその製造方法 | |
JPH0665666A (ja) | 高靱性、高強度アルミニウム合金鋳物 | |
Kang et al. | Effect of reheating and warm rolling on microstructure and mechanical properties of twin roll strip cast Mg-4.5 Al-1.0 Zn-0.4 Mn-0.3 Ca alloy sheet | |
JPS5932538B2 (ja) | 靭性およびプレス焼入性のすぐれた押出用中力ai合金 |