[发明专利]铝合金和铝合金压铸材料

说明书

本发明提供一种具有优异的铸造性、兼具高强度和韧性的非热处理型的铝合金。此外，还提供兼具高强度和韧性、由部位引起的特性差异小、而且难以受到时效的影响的铝合金压铸材料。本发明提供一种铝合金，其特征在于，含有：Si：5.0～12.0质量％、Mn：0.3～1.9质量％、Cr：0.01～1.0质量％、Ca：0.001～0.05质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成，不可避免的杂质中的Mg的含量低于0.3质量％。

技术领域

本发明涉及一种非热处理型的铝合金、以及使用了该铝合金的铝合金压铸材料。

背景技术

在以汽车为代表的输送用设备中，为了提高耗油性能和降低环境负荷，正在致力于轻量化，作为车辆用部件用的原材料，与铁相比轻量的铝合金受到了关注。虽然存在各种利用铝合金的车辆用部件的制造方法，但作为以低成本大量生产的方法，可以举出压铸法。

在制造复杂形状的部件的情况下，与通过对延展材料施加塑性加工来形成部件的方法相比，在压铸法中，能够在铸造时刻得到接近最终形状的形状，之后的加工工序数减少，在成本方面占优势。然而，为了利用压铸材料获得车辆用部件所需的机械性质，大多需要对铸造后的产品进行热处理。该热处理中包括在高温下长时间加热的固溶处理、在比较低的温度下保持加热的时效处理，但是，任何工序都需要长时间，而且在加热工序中产生无法忽视的燃料费用，此外，在热处理后，还需要矫正伴随加热冷却而产生的部件的变形，存在多种附加的成本的上升因素。鉴于这些情况，很难说在部件的制造中充分地发挥了采用压铸法的成本降低效果。因此，不需要铸造后的热处理的非热处理型合金在能够进一步抑制制造成本的方面受到了重视。

从这样的背景出发，在选择车辆部件的原材料时，在作为对象的部件所要求的机械性质与制造所花费的成本之间存在权衡的关系，因此，对于非热处理型压铸用铝合金赋予高机械性质，特别是对车辆用部件赋予必要的强度和韧性，与扩大非热处理型铝合金的应用范围相关，具有降低车辆制造成本的效果，因此期望该技术的实现。

在此，作为非热处理型的压铸用铝合金，存在Al-Si-Mg-Fe系合金、Al-Si-Cu-Mg系合金、Al-Mg-Mn系合金等。此外，作为面向车辆用部件的压铸材料中的代表性的合金种类，可以举出JIS标准中规定的ADC12。

在铸件-压铸用合金中，Mg是经常添加的元素，通过固溶于基体，或者作为Mg₂Si化合物析出，虽然具有使部件强度提高的作用，但担心如下举出的不良影响。

在车辆中使用的铝合金部件中，对于复杂形状的铝合金部件，存在采用铸件材料或压铸材料的倾向，铸造时使用的模具多成为复杂的形状的情况较多。在对这样的形状的模具进行铸造时，由于部件的部位而导致熔液的冷却速度产生偏差。Mg向基体的固溶在冷却速度高的部分成为较高的浓度，在冷却速度低的部分成为较低的浓度，因此，根据此时产生的固溶量的不同，因部位而导致在机械性质上产生差异。

此外，在将Mg固溶在基质中的合金应用于车辆用部件的情况下，在发动机等的成为高温的区域附近，由于时效的影响，或者在进行了长时间的使用时，由于自然时效的影响，也存在延伸率降低的危险。

此外，作为铸造时的问题，在铝合金熔液中含有Mg的情况下，熔液表面的氧化覆膜的形成变得显著，在制品中成为表面缺陷，根据模具的形状，熔液的合流部分等成为熔液界限，其结果，有时无法赋予部件所要求的机械性质。

此外，关于铸造，正在致力于通过对结构设计进行研究而兼顾部件的轻便性和强度，预计今后也继续需要将部件制作成难以铸造的形状。从这些状况出发，在铝合金中提高铸造性的价值不仅限于能够以稳定的品质供给产品，通过提高结构设计的自由度，还能够提高部件的机械性质。

在此，作为不含Mg或低含量Mg的压铸用合金，代表性的有JIS标准规定的ADC12，其被用作实用合金。但是，由于采用铝合金部件的范围扩大，车辆用部件所要求的韧性成为更高水平，因此，要求开发出具有更高的机械性质的铝合金。