(57)【要約】【課題】接合時等に生じる局部的な割れを抑止できるアルミニウム合金部材の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、アルミニウム合金の鋳物の局部を電極で加圧しつつ、電極から鋳物へ通電することにより、その局部をジュール加熱する局部加熱工程を備えるアルミニウム合金部材の製造方法である。これにより、局部だけを軟化させた軟化部を鋳物に形成できる。軟化部の硬さは、例えば、ジュール加熱の影響がない基部の硬さに対して９０％以下になる。ダイカスト鋳物の場合、軟化部における共晶Ｓｉの円形度は、基部における共晶Ｓｉの円形度に対して１．２倍以上になる。その軟化部を利用すると、例えば、鋳物に鋼板等をセルフピアシングリベット（ＳＰＲ）で接合する場合でも、割れの発生を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金の鋳物の局部を電極で加圧しつつ該電極へ通電することにより、該局部をジュール加熱する局部加熱工程を備え、
該鋳物に該局部を軟化させた軟化部を設けたアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項２】
前記局部加熱工程は、前記局部の温度を、前記アルミニウム合金の液相が０．２質量％出現する温度以下にしてなされる請求項１に記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項３】
前記局部加熱工程は、前記局部の温度を３５０℃以上にしてなされる請求項１または２に記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項４】
前記局部加熱工程は、前記軟化部の硬さを、前記ジュール加熱の影響がない基部の硬さに対して９０％以下にする請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項５】
前記鋳物は、ダイカスト鋳物である請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項６】
前記アルミニウム合金は、全体を１００質量％として、Ｓｉを６〜１２質量％含む請求項１〜５のいずれかに記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項７】
前記アルミニウム合金は、さらに、Ｍｇを０．１〜１質量％含む請求項６に記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項８】
前記局部加熱工程は、前記ジュール加熱の影響がない基部における共晶Ｓｉの円形度に対して、前記軟化部における共晶Ｓｉの円形度を１．２倍以上にする請求項６または７に記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項９】
前記電極は、内部が水冷されている請求項１〜８のいずれかに記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項１０】
前記軟化部は、他部材が機械的に接合される接合部である請求項１〜９のいずれかに記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金の鋳物からなるアルミニウム合金部材の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
部材の複雑化、大型化、多機能化、軽量化等に対応するため、形状、材質、機能等の異なる複数の部材が接合されることが多い。接合は、要求仕様等に応じて、接着、溶接、締結、結合等によりなされる。中でも、強固な接合を比較的容易に行える機械的な接合が多用されている。例えば、着脱が必要な部材はネジ（ボルト・ナット等）で締結され、着脱が不要な部材はリベットで結合される。
【０００３】
リベットを用いると、溶接等ができない異種材間等でも容易に接合できる。また最近では、穿孔作業が不要（つまり自己穿孔式）で、強固な結合が可能なセルフピアシングリベット（Self Piercing Rivet／単に「ＳＰＲ」という。）を用いた接合も注目されている。
【０００４】
例えば、アルミニウム合金のダイカスト鋳物（部材）へ、ＳＰＲを打鋲して鋼板等を接合することに関連した記載が、下記の特許文献にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９０４５９号公報
【特許文献２】特開２０１８−９４６２１号公報
【特許文献３】特開２００４−１２４１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、成分組成を調整したＡｌ―Ｓｉ系合金からなるダイカスト部材（鋳物）に熱処理（溶体化処理、時効処理）を施して延性を高めることにより、ＳＰＲの打鋲時に生じる割れを抑止することを提案している。
【０００７】
しかし、特許文献１では、接合部以外は熱処理しなくても十分な特性を有するにも拘わらず、ＳＰＲを打鋲したときの局所変形に伴う割れを防止するためだけに、鋳物全体の熱処理を行っている。また、その熱処理時に生じるブリスタ（高圧ガス巣の膨張）を防止するために、特殊な高真空ダイカストを行っている。従って、特許文献１の方法では、ダイカスト部材全体に対して実体強度の低下や熱歪みが生じたり、製造コストが増加したりする。
【０００８】
特許文献２には、ＳＰＲが打鋲等される接合部のみを、選択的に高延性化したアルミニウム合金部材の製造方法を提案している。具体的にいうと、ダイカスト鋳造中に局所加圧することにより、接合部の初晶Ａｌの体積率（初晶率）を高め、その高延性化を実現している。
【０００９】
しかし、特許文献２の方法では、部位により肉厚や湯温低下が異なるため、鋳造工程中の加圧制御が容易ではなく、金型構造も複雑化する。
【００１０】
なお、特許文献３は、加熱した金属ブロックを接触させて、アルミニウム合金を部分的に軟化させることを提案している。しかし、特許文献３は、鋳物の接合性等の向上ではなく、冷延板のプレス成形性の向上を対象としており、大きく塑性変形する部分（例えば、環状のフランジ部分）を予め軟化させることを提案しているに過ぎない。また、特許文献３のような方法は、金属ブロックからの無駄な放熱量が多く、接合部のような狭い局部を所望温度に加熱することには適さない。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、従来とは異なる手法により、アルミニウム合金鋳物の局部を軟化させたアルミニウム合金部材を、効率的に得ることができる製造方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、アルミニウム合金鋳物の局部に電極を接触させて、その局部だけをジュール加熱することにより、その局部を効率的に軟化させることに成功した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
【００１３】
《アルミニウム合金部材の製造方法》
（１）本発明は、アルミニウム合金の鋳物の局部を電極で加圧しつつ該電極へ通電することにより、該局部をジュール加熱する局部加熱工程を備え、該鋳物に該局部を軟化させた軟化部を設けたアルミニウム合金部材の製造方法である。
【００１４】
（２）本発明の製造方法によれば、全体的に生じ得る強度低下や熱歪み等を回避しつつ、アルミニウム合金（「Ａｌ合金」ともいう。）の鋳物（単に「鋳物」という。）の局部だけを軟化させたアルミニウム合金部材（「Ａｌ合金部材」ともいう。）を効率的に得ることができる。そして、周囲よりも高延性な軟化部を利用すれば、例えば、割れ等を抑止しつつ、安定した品質で、Ａｌ合金部材と他部材との接合等が可能となる。
【００１５】
ところで、本発明の製造方法により、局部だけを効率的に軟化（高延性化）できる理由は次のように考えられる。先ず、局部が所定温度以上に昇温されると、局部を構成する金属組織（基地）中にあった析出相（Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｉ、ＣｕＡｌ２等）が、α−Ａｌ内に再固溶される。また、鋳造時に晶出した角張った結晶（共晶相等）も、丸みをおびた形状へ変化（つまり球状化）する。さらに、鋳造時に蓄積された局部の内部歪も、緩和または解消される。これらのことが相加的または相乗的に作用して局部が軟化する。
【００１６】
次に、Ａｌ合金を自己発熱させるジュール加熱によれば、極短時間内に、局部を所望温度まで急速に昇温させることができる。そして、通電終了後、鋳物に接触させた電極を通じて局部を冷却できる。こうして、本発明に係る局部加熱工程中およびその終了後も、局部の周囲が熱伝導により加熱されることが抑制される。このため、軟化する範囲は、電極（先端面）の接触部分かその極近傍域（つまり局部）に限られる。この結果、局部を軟化させつつも、Ａｌ合金部材（Ａｌ合金鋳物）全体としての実体強度の低下や熱歪みの発生等は回避される。
【００１７】
なお、本発明の局部加熱工程では、局部を加圧しつつ加熱している。このため、鋳造時に導入された内在ガスが局部内にあっても、それに起因したブリスタが局部加熱工程に発生することが抑止される。
【００１８】
《アルミニウム合金部材または複合部材》
本発明は、上述した製造方法により得られたＡｌ合金部材としても把握できる。さらに、軟化部を利用した一形態として、本発明は、Ａｌ合金部材と他部材とを接合した複合部材としても把握できる。
【００１９】
《金属部材の製造方法》
本発明は、上述した内容を踏まえて、さらに金属部材の製造方法にまで拡張して考えることもできる。すなわち、本発明は、局部を電極で加圧しつつ該電極へ通電することにより、該局部をジュール加熱する局部加熱工程を備え、該局部を軟化させた軟化部を設けた金属部材の製造方法、またはその製造方法により得られた金属部材としても把握できる。金属部材は、鋳物に限らないＡｌ合金部材、Ｍｇ合金部材、Ｔｉ合金部材、Ｆｅ系（鋳鉄、鉄鋼）部材等である。
【００２０】
《その他》
特に断らない限り本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ〜ｂ」のような範囲を新設し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】局部加熱工程の様子を模式的に示す説明図である。
【図２】加圧パターンと通電パターンを示す模式図である。
【図３】鋳物の加熱温度と硬さの関係を示すグラフである。
【図４】電極接触部とその周辺の硬さ分布を示すグラフである。
【図５】鋳物中央における深さ方向の硬さ分布を示すグラフである。
【図６】局部加熱の有無と金属組織の関係を示す写真である。
【図７】局部加熱時の加圧の有無による金属組織への影響を示す写真である。
【図８Ａ】ＳＰＲ打鋲時の耐割れ性を評価する様子を示す写真である。
【図８Ｂ】ＳＰＲ打鋲時の貫通割れの有無を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。本明細書で説明する内容は、本発明の製造方法のみならず、Ａｌ合金部材、それを用いた複合部材等にも適宜該当する。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００２３】
《局部加熱工程》
局部加熱工程は、電極で鋳物の局部を加圧しつつ、電極からその局部へ通電することによりなされる。
【００２４】
（１）電極
所望の局部（およびその近傍）だけを効率的にジュール加熱できれば、電極の形態は問わない。電極は、通常、その局部を挟圧する一対からなる。但し、局部の加圧と局部への通電が可能であれば、電極の形態は、必ずしも対向する一対には限らない。
【００２５】
電極の形態、材質等は、軟化部の用途・要求仕様に応じて適宜選択される。電極には、専用品の他、例えば、スポット溶接用電極等の汎用品を用いてもよい。電極の基本形状には、ＪＩＳ  Ｃ９３０４（１９９９）に多数規定されているように、例えば、平面形（Ｆ形）、ラジアス形（Ｒ形）、ドーム形（Ｄ形）、ドームラジアス形（ＤＲ形）、円錐台形（ＣＦ形）、円錐台ラジアス形（ＣＲ形）等がある。平坦な軟化部を形成する場合なら、局部に接触する電極先端面が平面状であるＦ形の電極を用いるとよい。なお、スポット溶接用電極は、通常、円筒状または円柱状である。この場合、局部と電極の接触面は略円状または略球面状となる。但し、本発明で用いる電極は角柱状等でもよい。この場合、接触面は略多角形状または略角錐面状錐状となる。
【００２６】
電極は、シャンクに着脱できるもの（キャップチップ型）でも、シャンクと一体化したもの（一体型）でもよい。キャップチップ型の電極（「電極チップ」ともいう。）を用いると、局部加熱工程の低コスト化を図れる。
【００２７】
電極により、大電流の通電と加圧力の印加がなされる。このため電極は、導電率（電気伝導度）や強度等に優れる材料からなるとよい。例えば、純銅（無酸素銅、タフピッチ銅、リン脱酸銅等）の他、クロム銅、ジルコニウム銅、クロム・ジルコニウム銅、アルミナ分散銅、ベリリウム銅等が用いられる。このような電極材料は、ＪＩＳ  Ｚ３２３４（２種）、またはＲＷＭＡ（Resistance Welder Manufacturer’s Association／米国抵抗溶接機製造者協会）のGroupＡ（Class２）に準拠して選択されるとよい。代表例は、電気伝導度と強度に優れるクロム銅（Ｃｒ：０．５〜１．４質量％、Ｃｕ：残部）である。
【００２８】
高導電率（低抵抗率）な材質からなる電極は、通常、熱伝導性にも優れる。このため、ジュール加熱された局部は、通電終了後、電極が冷し金となって急冷される。これにより、ジュール加熱の影響は、局部またはその極周辺域だけに留まる。
【００２９】
電極自体も、鋳物側からの熱伝達と通電時の自己発熱により高温になる。電極自体の強度や電極による局部の冷却性等を確保するため、電極は内部が強制冷却（水冷等）されているとよい。これにより、量産時でも、局部加熱工程を安定して連続的に行える。
【００３０】
（２）加圧
電極による局部の加圧力は、局部の形態（厚さ等）、Ａｌ合金の組成、鋳造方法、加熱温度（軟化度）等に応じて調整されるとよい。その加圧力は、例えば、１０〜７０Ｎ／ｍｍ２、１５〜５０Ｎ／ｍｍ２または２０〜４０Ｎ／ｍｍ２である。加圧力が過小であると、局部にブリスタが生じ易くなる。加圧力が過大になると、鋳物の変形（陥没等）や電極の変形（摩耗、座屈等）が生じ易くなる。なお、ブリスタが生じない限り、加圧力の下限値は問わないが、加圧状態と単なる接触状態を区別する意味で、加圧力を５Ｎ／ｍｍ２以上としてもよい。
【００３１】
（３）通電
電極から局部の通電条件も、局部の形態、Ａｌ合金の組成、加熱温度（軟化度）等に応じて調整されるとよい。電流密度は、例えば、５０〜４００Ａ／ｍｍ２、１００〜３５０Ａ／ｍｍ２または１５０〜３００Ａ／ｍｍ２である。通電時間は、例えば、１００〜４０００ｍｓｅｃ、５００〜３０００ｍｓｅｃまたは１０００〜２０００ｍｓｅｃである。電流密度や通電時間が過小では、加熱が不十分となり、軟化度も小さくなる。電流密度や通電時間が過大になると、局部が過度に軟化、変形等するようになる。
【００３２】
通電条件は、局部の温度が所望範囲内となるように制御されてもよい。局部の温度は、例えば、Ａｌ合金の液相が０．２質量％出現する温度以下にされるとよい。局部の温度が、Ａｌ合金の液相率で０．２質量％超となる温度にまで上昇すると、α−Ａｌや共晶相の粗大化が進み、却って局部の延性が低下し得る。なお、「Ａｌ合金の液相が０．２質量％出現する温度」は、各Ａｌ合金（組成）毎に、統合型熱力学計算ソフトウェアー "Thermo-Calc" を用いた凝固計算を行って得られた液相率と温度との関係から求まる。
【００３３】
また局部の温度は、例えば、３５０℃以上、４００℃以上さらには４５０℃以上でもよい。局部の温度が過小では、局部における軟化度や延性の向上も小さい。逆に、局部の温度は、例えば、６００℃以下さらには５５０℃以下でもよい。
【００３４】
なお、本明細書でいう「局部の温度」は、電極が接触する部分（単に「電極接触部」という。）またはその極近傍における表面温度とする。表面温度は、電極接触部またはその近傍の表面に接地した熱電対（例えば、Ｋ熱電対）で測温して求まる最高温度である。
【００３５】
（４）処理パターン
局部加熱工程の開始から終了までの間で、加圧力が変化する形態（「加圧パターン」という。）や電流密度が変化する形態（「通電パターン」という。）は、種々あり得る。例えば、開始直後または終了間際を除いて、加圧力や電流密度が一定値に保持される方形パターンまたは台形パターン（「基本パターン」という。）を採用してもよい。また、加圧力や電流密度が、途中で変化する変則パターンを採用してもよい。一つの局部を加熱する際に（つまり１回の局部加熱工程中に）、加圧力や電流密度が一定周期で変化し、それを複数サイクル行うサイクルパターンを採用してもよい。なお、１回の局部加熱工程中に、加圧力と電流密度の両方を種々変化させてもよいが、通常、制御が容易な電流密度を変化させれば十分である。
【００３６】
《鋳物》
鋳物は、既述した局部加熱工程により局部が軟化される限り、Ａｌ合金組成、鋳造方法、金属組織、形態等を問わない。
【００３７】
（１）合金組成
Ａｌ合金は、全体を１００％として、例えば、Ｓｉを６〜１２％、７〜１１％、８〜１０．５％含むとよい。Ｓｉが過少になると、鋳造性が低下して、引け量が大きくなる。Ｓｉが過多になると、鋳物の機械的特性（特に伸び）が低下し得る。なお、本明細書でいう合金組成は、特に断らない限り、軟化部を含む鋳物全体を１００質量％（単に「％」という。）とした質量割合で示す。
【００３８】
Ａｌ合金は、Ｓｉ以外に、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｒ、Ｎａ、Ｓｂ等の改質元素を含んでもよい。Ｍｇは、Ａｌ基地を強化する。Ａｌ合金は、例えば、Ｍｇを０．１〜１％、０．２〜０．５％含んでもよい。Ｍｇが過少では、その効果が十分に得られず、Ｍｇが過多になると、Ｍｇ２Ｓｉ等の晶出が多くなり、延性や靭性が低下し得る。
【００３９】
Ｃｕは、Ａｌ基地を強化する。Ａｌ合金は、例えば、Ｃｕを１〜５％、２〜４％含んでもよい。Ｃｕが過少では、その効果が十分に得られず、Ｃｕが過多になると、延性や靱性が低下し得る。
【００４０】
Ｆｅは、金型に対する耐焼付き性を向上させる。Ａｌ合金は、例えば、Ｆｅを０．０５〜１％、０．１〜０．４％含んでもよい。Ｆｅが過少では、その効果が十分に得られず、Ｆｅが過多になると、延性が低下し得る。
【００４１】
Ｍｎは、金型に対する耐焼付き性を向上させる。Ａｌ合金は、例えば、Ｍｎを０．２〜１．２％、０．３〜０．８％含んでもよい。Ｍｎが過少では、その効果が十分に得られず、Ｍｎが過多になると、延性が低下し得る。
【００４２】
Ｓｒ、ＮａまたはＳｂは、共晶Ｓｉを微細化させて、鋳物（主に非接合部）の機械的特性（特に延性または靱性）を向上させる。これら元素は微量で十分である。それら元素は、例えば、合計量で０．００３〜０．０５％、０．０１〜０．０３％含まれてもよい。
【００４３】
（２）鋳造方法／金属組織
鋳物は、重力鋳造、低圧鋳造、ダイカスト鋳造等により得られる。自動車分野等では、量産性、寸法精度等に優れたダイカスト鋳造された鋳物（「ダイカスト鋳物」という。）が多用されている。ダイカスト鋳物は、薄肉部分も多いため、割れを生じ易い領域（例えば接合部等）を軟化部とするとよい。
【００４４】
ダイカスト鋳物には、上述したＳｉを含むＡｌ合金（Ａｌ−Ｓｉ系合金）やＳｉおよびＣｕを含むＡｌ合金（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金）が用いられる。例えば、ＪＩＳ  ＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２等のＡｌ合金が代表的である。また、近年の自動車ボディ部材に用いられるダイカスト鋳物には、ＳｉおよびＭｇを含むＡｌ合金（Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金）が用いられる。
【００４５】
このようなダイカスト鋳物は、主にα−Ａｌ（初晶）と共晶組織からなり、α―Ａｌを取り囲むように共晶が連なった共晶ネットワーク組織を形成していることが多い。共晶組織は、主に、Ａｌ−Ｓｉ系合金ならα―Ａｌ＋Ｓｉ（これを「共晶Ｓｉ」という。）、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金ならα―Ａｌ＋Ｓｉ＋Ｍｇ２Ｓｉからなる。なお、いずれの場合でも、α−Ａｌ中には、合金組成中の溶質元素（Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）が固溶または析出相として存在し得る。
【００４６】
（３）形態
電極による局部加熱が可能である限り、鋳物の形態は問わない。但し、局部は、一対の電極で挟圧しつつ通電可能な形状であると、上述した局部加熱工程を効率的に行えて好ましい。
【００４７】
《軟化部》
（１）硬さ
鋳物の軟化部の硬さや延性（靱性）は、その要求仕様に応じて、局部加熱工程の条件を変更することにより調整される。軟化部の硬さは、例えば、ジュール加熱の影響がない基部（または局部加熱前の鋳物そのものからなる母材・基材）の硬さに対して９０％以下、８５％以下、８０％以下さらには７５％以下となる。これにより、局部（軟化部）における延性や耐割れ性の向上が図られる。敢えていうと、軟化部の硬さは、基部の硬さに対して６０％以上、６５％以上さらには７０％以上とするとよい。これにより、軟化部の強度も確保される。
【００４８】
本明細書でいう硬さは、対象部位を含む鋳物断面を、マイクロビッカース硬度計（例えば、株式会社明石製作所製 ＭＶＫ−Ｅ）を用いて測定する。測定は、鏡面まで研磨した観察片を用いて、荷重：１００ｇ、負荷時間：１５秒間として行う。こうして測定されたビッカース硬さを「ＨＶ０．１」で示す。
【００４９】
特定部位（位置）の硬さは、特に断らない限り、鋳物表面から、その法線方向に延びる肉厚中心までの間で、２００μｍピッチ間隔で測定した各硬さの算術（相加）平均値（「平均硬さ」という。）とする。軟化部の硬さは、特に断らない限り、電極接触部の中心近傍（電極の先端面が接していた鋳物表面の中央）で測定・算出した平均硬さとする。
【００５０】
硬さ分布は、特に断らない限り、２００μｍピッチ間隔で測定したビッカース硬さで示す。鋳物表面に沿った方向の硬さ分布なら、特に断らない限り、最表面から深さ２００μｍの位置におけるビッカース硬さに基づく。
【００５１】
基準となる基部（非加熱部／基材）の硬さは、局部加熱の影響が及んでいない領域の硬さである。本発明により局部加熱を行う場合、熱影響部の幅は高々１〜２ｍｍ程度である。局部加熱されたＡｌ合金部材でも、例えば、電極接触部の外周縁（または内周縁）から外側（または内側）に２ｍｍ以上離間した領域（位置）における平均硬さを基部の硬さとしてもよい。なお、複数箇所で硬さを測定するときは、それぞれの箇所で求まる平均硬さの最大値を、軟化部の硬さまたは基部の硬さとして採用する。
【００５２】
（２）組織
鋳物の金属組織は、合金組成、鋳造方法（条件）、熱処理等により様々である。もっとも、Ａｌ合金鋳物は通常、少なくともＳｉを含み、初晶Ａｌ（α―Ａｌ）と共晶Ｓｉ（共晶組織中に晶出しているＳｉ）を有する。
【００５３】
このような鋳物の軟化部にある共晶Ｓｉ（粒子）は、局部加熱の影響が及んでいない基部にある共晶Ｓｉよりも丸みをおびた形状（より球状化した形状）になり易い。共晶Ｓｉの球状化（３次元）の度合は、例えば、観察片を顕微鏡で観察して得られた画像を解析して求めた円形度（２次元）により指標される。
【００５４】
軟化部における共晶Ｓｉの円形度は、ジュール加熱の影響がない基部における共晶Ｓｉの円形度に対して、１．２倍以上、１．３倍以上、１．４倍以上ともなり得る。
【００５５】
この円形度は、次のようにして求まる。先ず、対象部位を含む鋳物断面を切り出して、鏡面まで研磨した観察片を製作する。観察片には、化学エッチングが施されてもよい。例えば、０．２５％ＨＦ水溶液で１０秒、あるいは０．２％ＮａＯＨ水溶液で３０秒として行える。鋳物の冷却速度が遅い場合には４００倍を選定してもよい。
【００５６】
こうして得られた観察片を光学顕微鏡により観察する。倍率：１０００倍で撮影した組織画像（データ）を、画像処理装置（例えば、株式会社ニレコ製ＬＵＺＥＸ)を用いて解析する。これにより、観察片内から抽出（トレース）された共晶Ｓｉについて円形度が算出される。なお、画像解析により抽出される共晶Ｓｉ（粒子の最大長）の下限値は１μｍである。
【００５７】
ちなみに、円形度は、粒子の占有面積：Ｓ、粒子の周長：Ｌとして、４π・Ｓ／Ｌ２から求まる。真円（真球）の円形度は１であり、歪な粒子ほど、その円形度は小さくなる。本明細書でいう軟化部または基部における円形度は、特に断らない限り、光学顕微鏡（×１０００倍）で観察した視野内にある各Ｓｉ粒子（共晶Ｓｉ）の円形度を、算術平均した値とする。
【００５８】
軟化部の円形度は、特に断らない限り、電極の先端面が接触していた領域の中央付近から切り出した観察片の特定視野（鋳物最表面からの深さ：２００〜１０００μｍ×幅：５００μｍ）の組織を画像解析して算出する。
【００５９】
基部の円形度は、特に断らない限り、電極の先端面との接触領域の外周縁（内周縁）から外側（内側）に２ｍｍ以上離間した領域から切り出した観察片の特定視野（鋳物最表面からの深さ：２００〜１０００μｍ×幅：５００μｍ）の組織を画像解析して算出する。
【００６０】
（３）形態・用途
軟化部（局部）は、一つの鋳物に、単数あっても複数あってもよい。軟化部の形状や大きさも種々あり得る。複雑形状の軟化部や広面積の軟化部は、相応な形状の専用電極を用いた通電を１回または数回行って形成されてもよいし、汎用電極を用いた通電を複数回行って形成されてもよい。
【００６１】
一つの軟化部（連続的に軟化している領域）が過大になると、鋳物本来の機械的特性（強度等）に影響が及ぶ。そこで、一つの軟化部の大きさは、例えば、９ｃｍ２以下、７ｃｍ２以下さらには５ｃｍ２以下にしてもよい。具体的にいうと、軟化部は、例えば、φ３０ｍｍ以下、φ２５ｍｍ以下さらにはφ２０ｍｍ以下の略円形状、または一辺が３０ｍｍ以下、２５ｍｍ以下さらには２０ｍｍ以下の略方形状としてもよい。
【００６２】
軟化部は、延性や耐割れ性等を高めたい鋳物の一部に設けられるとよい。代表例として、他部材が機械的に接合される接合部（接合予定部を含む）が軟化部とされる。勿論、接合部以外に軟化部が設けられてもよい。
【００６３】
なお、本明細書でいう機械的な接合は、例えば、ネジ（ボルト・ナット等）やリベットによりなされる。リベットは、予め形成した孔へ挿入された後にかしめられるものでも、自己穿孔式のもの（ＳＰＲ：Self Piercing Rivet／セルフピアシングリベット）でもよい。局所的に大きな塑性変形を伴うＳＰＲの打鋲が軟化部になされると、割れが防止されて好ましい。
【００６４】
ＳＰＲ接合する場合、軟化部の大きさは、ＳＰＲの頭部の大きさに対して、例えば、２〜３倍であるとよい。具体的にいうと、軟化部は、例えば、直径または一辺が１５〜２５ｍｍの円形状または方形状であるとよい。このような軟化部は、電極の接地面積（加熱領域）の調整により、容易に形成され得る。
【００６５】
本明細書でいう鋳物に機械的に接合される他部材は、締結具（ネジ、リベット等）自体でもよいし、それ以外の被接合部材でもよい。被接合部材は、Ａｌ合金鋳物と材質や形状等が異なる部材であり、例えば、Ｆｅ系部材（特に鋼板）、Ａｌ系部材、Ｍｇ系部材、Ｔｉ系部材等の金属部材、樹脂部材、さらにはＦＲＰのような複合部材等である。なお、「Ｘ系部材」には、純金属部材、Ｘ合金部材、Ｘ基複合部材が含まれる。なお、ＳＰＲ接合される被接合部材の接合部は、リベットが貫通可能な（薄）板状であるとよい。
【００６６】
《鋳造》
鋳物は、Ａｌ合金の溶湯を鋳型へ注湯する注湯工程と、その溶湯を鋳型内で冷却して凝固させる冷却工程とを経て得られる。特に鋳物は、金型のキャビティへ溶湯を加圧しつつ注湯するダイカスト鋳造により得られると好ましい。ダイカスト鋳造の冷却工程は、例えば、注湯工程完了後または冷却工程開始時の冷却速度が５０〜５００℃／ｓでなされる。
【実施例】
【００６７】
様々な試料（Ａｌ合金部材）を製作し、それらの硬さ、金属組織、接合時の耐割れ性等を評価した。このような具体例を挙げつつ、本発明をさらに詳しく説明する。
【００６８】
《試料の製造》
（１）鋳物（基材）
Ａｌ合金からなる板状の鋳物（１００ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍ）をダイカスト鋳造により製作した。この鋳物を基材（母材）とした。なお、ダイカスト鋳造は、工具鋼（ＪＩＳ  ＳＫＤ６１）からなる金型のキャビティへ、調製した溶湯を射出して行った。鋳造条件は、湯温：６３０℃、型温：２００℃、鋳造圧力：４０ＭＰａ、射出速度：２ｍ／ｓとした。
【００６９】
溶湯の調製は、下記の組成に秤量した原料（金属、化合物）を大気中で溶解して行った。下記の組成を有するＡｌ合金の場合、液相が０．２質量％出現する温度は５７２℃である。合金組成は（溶湯）全体（１００質量％）に対する質量割合である。
合金組成：Ａｌ−９％Ｓｉ−０．２１％Ｍｇ−０．３８％Ｍｎ−０．１２％Ｆｅ
【００７０】
（２）局部加熱工程
図１に示すように、基材の中央部（局部）を一対の電極（チップ）で挟持して、表１に示すような加圧および通電を行った。電極チップには、クロム銅製Ｄ形（先端面：φ８ｍｍ／ＳＭＫ株式会社製）を用いた。電極による局部への加圧および通電は、スポット溶接機（ＡＲＴ−ＨＩＫＡＲＩ株式会社製）により行った。その際、電極と基材の接触領域の外周縁近傍における表面温度を、Ｋ熱電対により測定した。
【００７１】
加圧および通電は、図２に示すようなパターンで行った。すなわち、先ず、電極の先端面を基材の中央部表面に当接させて挟圧する。これにより電極から基材へ加圧力を印加する（区間I）。次に、その加圧状態のまま、電極から基材へ通電を開始し、一定の電流値を供給して所定時間保持する（区間II）。なお、図２の破線に示すように、電流値を通電途中で変更する通電パターンを採用することもできる。通電終了後、電極から基材への加圧力を除去して、電極を基材から離脱させる（区間III）。
【００７２】
表１に示した加圧力と電流密度は、電極から基材へ印加される荷重および電流値を、電極と基材の接触面積で除した値である。荷重および電流値はスポット溶接機の設定値である。本実施例の接触面積（φ８ｍｍの先端面側）はいずれも５０．２４ｍｍ２であった
【００７３】
通電時間は、通電開始から通電終了までの時間（図２の区間IIの全時間）である。なお、電流値が一定な時間は、その通電時間の約９０％である。表１に示した加熱温度は、上述した熱電対により測定された表面温度の最大値（最高温度）である。
【００７４】
なお、表１に示した試料Ｃ１は、局部加熱を行わない鋳造したままの基材である。試料Ｃ２は、電極を基材に接触させただけで、実質的な加圧力を基材に印加しない状態で通電したものである。
【００７５】
《測定・観察》
（１）硬さ
既述した方法により、各試料の供試材から製作した観察片を用いて、各部におけるビッカース硬さ（ＨＶ０．１）を測定した。局部加熱した試料については、電極が接触していた中央付近における平均硬さを、軟化部の硬さとして表１に示した。また、局部加熱の影響が及んでいない基部の平均硬さ（試料Ｃ１の硬さ）に対する軟化部の硬さの比率も、軟化度として表１に併せて示した。さらに、表１に示した各試料に係る硬さと加熱温度（表面温度）の関係を図３にまとめて示した。図３には、局部加熱していない試料Ｃ１（基材）の硬さも併せて示した。
【００７６】
試料１２の供試材から製作した観察片を用いて、鋳物の最表面から深さ２００μｍの位置における硬さ分布を図４に示した。鋳物表面に沿った距離は、電極と鋳物の接触領域（電極接触部）の外周縁を基準（０μｍ）とした。
【００７７】
また、試料１２の供試材から製作した観察片を用いて、電極接触部の中央（局部中心）における深さ方向（鋳物の厚さ方向）の硬さ分布も図５に示した。図５には、局部加熱していない試料Ｃ１についても、同位置における硬さ分布を併せて示した。
【００７８】
（２）金属組織
既述した方法により、各試料に係る金属組織を観察し、共晶Ｓｉの円形度を算出した。金属組織の観察は、各鋳物の中央（局部加熱した試料は電極接触部の中央）で、最表面からの深さが２００〜１０００μｍの範囲で行った。こうして求まった円形度を表１にまとめて示した。局部加熱の影響が及んでいない基部の円形度（試料Ｃ１の円形度）に対する各試料の円形度の比率も、円形度比として表１に併せて示した。
【００７９】
各試料の供試材から切り出した鏡面研磨後の観察片を光学顕微鏡（倍率：２００倍）で観察して、鋳物中央の肉厚方向におけるブリスタ（ガス孔）の有無を確認した。その結果を表１にまとめて示した。
【００８０】
《接合性／耐割れ性》
各試料の鋳物に亜鉛メッキ鋼板（厚さ１．６ｍｍ）を重ね合わせて、ＳＰＲにより接合した。ＳＰＲには、ボロン鋼製、頭部（円盤状部）：φ８ｍｍ、脚部（円筒部）：φ５．３ｍｍ×長さ５．５ｍｍ×肉厚１ｍｍを用いた。
【００８１】
打鋲は、ＰＯＰ ＪＯＩＳＰＮＤ  油圧システムを用いて、荷重：５６ｋＮ、速度：１００ｍｍ／ｓとして、鋼板側から行った。局部加熱した試料への打鋲は、軟化部（電極接触部）とＳＰＲとの中心軸を略一致させつつ行った。
【００８２】
打鋲による鋳物の割れの有無は、次のようにして調べた。図８Ａと図８Ｂ（両者を併せて「図８」という。）に示すように、打鋲後の鋳物の非接合面側（背面側）に染色探傷用の染色液を塗布する。その接合部をＳＰＲの軸方向に沿って切断する。ＳＰＲを取り除き、鋳物の接合面側に反染色液（現像液）を塗布する。その接合面側における染色液の浸透の有無を観察し、貫通割れの有無を判定した。こうして判定した各試料に係る接合時の割れの有無を表１にまとめて示した。また、貫通割れが有る場合と貫通割れが無い場合の一例を図８に併せて示した。
【００８３】
《評価》
（１）硬さ
表１と図３から明らかなように、本実施例のような局部加熱を行うと、その加熱温度に応じて軟化することがわかる。特に、その温度が３５０℃以上さらには４００℃以上になると、軟化が急激に進行することがわかった。また、４５０℃以上に加熱された局部（軟化部）は、その加熱前（基部）に対して８５％以下に軟化することもわかった。
【００８４】
図４から明らかなように、電極を用いて局部加熱した場合、電極接触部で安定的に軟化が生じる一方、その周囲への影響は極僅かであることもわかる。例えば、電極接触部の外周縁から１ｍｍ程度離間した位置では、殆ど軟化が生じておらず、基材と同様な硬さとなることもわかった。
【００８５】
図５から明らかなように、先ず、局部加熱していない基材の硬さは、表面側から中心部に向かって、ほぼ単調減少していた。しかし、電極を用いて局部加熱すると、その深さ方向（鋳物厚さ方向）に亘って、略均一的な硬さに軟化することがわかった。
【００８６】
（２）組織
表１および図６から明らかなように、局部加熱することにより、共晶Ｓｉが丸みをおびて、その円形度が増すことがわかった。
【００８７】
表１および図７から明らかなように、局部加熱する際に、加圧しないと、内部にブリスタが発生することがわかった。逆にいえば、加圧することにより、ブリスタの発生を防止できることが確認された。
【００８８】
（３）耐割れ性
表１および図８から明らかなように、大きな塑性変形を伴うＳＰＲの打鋲を鋳物に行う場合でも、局部加熱した軟化部を利用することにより、割れの発生を防止できることがわかった。
【００８９】
以上のように、本発明の局部加熱工程を行うと、鋳物の局部（電極接触部とその極近傍）だけを、ブリスタを発生させることなく、軟化させられることが確認できた。その局部（軟化部）を利用すれば、例えば、割れを生じさせることなく、Ａｌ合金鋳物にもＳＰＲ接合を行えることも確認された。
【００９０】
【表１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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