(57)【要約】  アルミニウム合金製の鋳物を形成する工程Ｓ１〜Ｓ４と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程Ｓ６と、冷却後の鋳物に人工時効硬化を施す工程Ｓ１０を備え、鋳物を冷却する工程Ｓ６において、冷却開始時の鋳物温度ａが、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、冷却速度ｂが、３０℃／ｍｉｎ以上であり、冷却終了時の鋳物温度ｃが、その後に行う人工時効硬化の処理温度ｄ以下である製造方法とすることにより、溶体化処理の工程を廃止して、設備費やエネルギー消費の低減を実現し、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得た。
2014038333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、
金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程と、
冷却後の鋳物に人工時効硬化を施す工程を備え、
鋳物を冷却する工程において、
冷却開始時の鋳物温度が、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、
冷却速度が、３０℃／ｍｉｎ以上であり、
冷却終了時の鋳物温度が、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下であることを特徴とするアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【請求項２】
金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程との間に、鋳物温度が凝固完了温度以下で且つ溶体化可能温度以上である温度域において金型内で鋳物を保持する工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【請求項３】
金型内で鋳物を保持する工程の温度域が、４５０℃以上であることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【請求項４】
鋳物を冷却する工程において使用する冷却用流体が、空気であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、エンジン用のシリンダヘッド及びシリンダブロックや、アルミホイールなどの各種アルミニウム合金製の鋳物を製造するのに利用されるアルミニウム合金製鋳物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミニウム合金製鋳物には、ＪＩＳにて定義されるＡＣ２Ａ，ＡＣ２Ｂ及びＡＣ４ＢのようなＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金が適用され、要求される機械的性質を得るために、鋳造後にＴ５，Ｔ６，Ｔ７といった熱処理を施すことが周知である。【０００３】
従来、この種のアルミニウム合金製鋳物の製造方法としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に記載の製造方法は、鋳造後において、降温しないうちに鋳物を金型から取り出して溶体化温度で保持し、その後、焼き入れを行ってから、人工時効硬化処理を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特許第４３０１０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような従来のアルミニウム合金製鋳物の製造方法にあっては、溶体化処理及び時効硬化処理という温度の異なる二段階の熱処理を行うために、個別の炉を設置する必要があり、設備費やエネルギー消費が多くなるうえに、溶体化処理に伴う焼き入れ時において、温度のばらつきを起因とする熱応力が生じ、常温まで冷却した時点でひずみが残留するという問題点があった。これに対して、溶体化処理を省略した方法として、人工時効硬化処理のみを行うＴ５熱処理があるが、この場合には、Ｔ６やＴ７熱処理に比べて強度が低いという問題点があった。【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、溶体化処理の工程を廃止して、設備費やエネルギー消費の低減を実現すると共に、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得ることができるアルミニウム合金製鋳物の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法は、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程と、【０００８】
冷却後の鋳物に人工時効硬化を施す工程を備えている。そして、本発明は、鋳物を冷却する工程において、冷却開始時の鋳物温度が、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、冷却速度が、３０℃／ｍｉｎ以上であり、冷却終了時の鋳物温度が、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下である構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法によれば、溶体化処理の工程を廃止して、設備費やエネルギー消費の低減を実現すると共に、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法を説明するブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における鋳物温度の変化を示すグラフである。
【図３】冷却開始時の鋳物温度と硬度との関係を示すグラフ（Ａ）、冷却速度と硬度との関係を示すグラフ（Ｂ）、及び冷却終了時の鋳物温度と硬度との関係を示すグラフ（Ｃ）である。
【図４】冷却による残留ひずみ低減効果を説明するグラフである。
【図５】鋳物の冷却工程を示す断面説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態における鋳物温度の変化を示す各々グラフ（Ａ）（Ｂ）である。
【図７】従来例及び本発明の実施例の各鋳物の引張強度を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係わるアルミニウム合金製鋳物の製造方法は、図１に示すように、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程（Ｓ１〜Ｓ４）と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程（Ｓ６）と、冷却後の鋳物に人工時効硬化を施す工程（Ｓ１０）を備えている。
【００１２】
また、上記製造方法は、鋳物を冷却する工程（Ｓ６）において、冷却開始時の鋳物温度を（凝固完了温度−８０）℃以上としている。
【００１３】
さらに、上記アルミニウム合金製鋳物の製造方法は、鋳物を冷却する工程（Ｓ６）において、冷却速度を３０℃／ｍｉｎ以上としている。
【００１４】
さらに、上記アルミニウム合金製鋳物の製造方法は、鋳物を冷却する工程（Ｓ６）において、冷却終了時の鋳物温度を、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下としている
【００１５】
さらに、上記アルミニウム合金製鋳物の製造方法は、鋳物を冷却する工程（Ｓ６）において用いる冷却用流体としては、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスや、これらのガスに冷却用液体のミストを混合させた流体などを用いることができるが、より望ましい実施形態としては空気を使用する。
【００１６】
この実施形態では、アルミニウム合金製鋳物として、自動車用エンジンのシリンダヘッドを例示している。このシリンダヘッドは、ＪＩＳに規定されるＡＣ２Ｂ相当のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金を素材とし、ウオータジャケットなどの空洞部を形成するための中子を使用して、低圧鋳造法に基づいて製造する。
【００１７】
シリンダヘッドを形成する工程（Ｓ１〜Ｓ４）には、図１に示すように、金型の清掃等を含む準備工程Ｓ１と、金型に溶湯を充填する工程Ｓ２と、溶湯を凝固させる工程Ｓ３と、形成したシリンダヘッドを金型内で冷却する工程Ｓ４が含まれる。
【００１８】
次に、金型からシリンダヘッドを取り出す工程Ｓ５に続いて、そのシリンダヘッドを冷却用流体により冷却する工程Ｓ６に至る。図１に示す実施形態では、冷却用流体に空気を使用するので、空気焼入れとしている。
【００１９】
その後、エアハンマ等でシリンダヘッドに衝撃を与えるノックアウトの工程Ｓ７と、そのシリンダヘッドに振動を与える砂落しの工程Ｓ８を経た後、湯口の切断Ｓ９を行って、人工時効硬化処理の工程Ｓ１０に至る。その後は、自然冷却の工程Ｓ１１と検査工程Ｓ１２を経て、アルミニウム合金製シリンダヘッドが完成する。
【００２０】
図２は、本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法における時間経過と鋳物温度との関係を示すグラフであり、本発明の製造方法では、冷却開始時の鋳物温度ａと、冷却速度ｂ＝（ａ−ｃ）／Ｔと、冷却終了時の鋳物温度ｃと、人工時効硬化処理の熱処理温度ｄが重要である。
【００２１】
ここで、完成品に必要な硬度が少なくとも６０（ＨＲＢ）以上である場合には、図３（Ａ）に示すように、冷却開始時の鋳物温度ａが４２０℃以上であれば特性が大きく向上することが判る。
【００２２】
そこで、本発明の製造方法では、冷却開始時の鋳物温度ａを（凝固完了温度−８０）℃以上としている。
【００２３】
次に、冷却開始時の鋳物温度ａが４２０℃以上から２００℃までの間で定義される冷却速度ｂと硬度との関係を図３（Ｂ）に示す。同図によれば、３０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度ｂにて空気冷却することで特性が大幅に向上することが判る。
【００２４】
さらに、冷却終了時の鋳物温度ｃが硬度に与える影響を図３（Ｃ）に示す。同図によれば、２００℃以下まで空気冷却を実施することで特性の向上が認められる。冷却開始時の鋳物温度ａの閾値は、ＡＣ２Ｂ材の（凝固完了温度−８０）℃に対応する。また、冷却終了時の鋳物温度ｃの閾値である２００℃は、その後に実施した人工時効硬化の熱処理温度ｄ（一例として２１５℃）以下である。
【００２５】
図４は、冷却による残留ひずみ低減効果を説明するグラフである。ここでは、空気冷却を行った実施例の鋳物と、水焼入れを行った従来の鋳物と、放冷を行った従来の鋳物について、歪みゲージを用いた切断開放歪みにより残留ひずみを算出した。同図によれば、空気冷却を行った実施例の鋳物は、水焼入れを行った従来の鋳物に比べて、残留ひずみが６０％低減できていることが判る。
【００２６】
図５は、鋳物の冷却工程を示す断面説明図である。この工程では、図中左側に示すように、非接触式の温度計Ｓを用いて冷却開始時のシリンダヘッドＣの温度（鋳物温度ａ）を測定する。その後、冷却ブースＢにおいてシリンダヘッドＣの冷却（空気焼き入れ）を行い、さらに、図中右側に示すように、非接触式の温度計Ｓを用いて冷却終了時のシリンダヘッドＣの温度（鋳物温度ｃ）を測定する。
【００２７】
冷却ブースＢは、筐体Ａの上側に、上方に開放された排気筒Ｅを有している。この冷却ブースＢは、筐体Ａの内部に、収容したシリンダヘッドＣに向けて複数のエアノズルＮを備えると共に、排気筒Ｅの内部に、排気用ファンＦを備えている。この冷却ブースＢを用いた冷却工程（Ｓ６）では、シリンダヘッドＣに対して各エアノズルＮから空気を噴射すると共に、排気用ファンＦにより筐体内の空気を排出することで、シリンダヘッドＣを強制冷却する。この際、冷却開始時の温度（鋳物温度ａ）等に応じて、図外の手段により温度調節した空気を使用することも可能である。
【００２８】
上記実施形態で説明したアルミニウム合金製鋳物の製造方法は、冷却開始温度ａ、冷却速度ｂ、及び冷却終了温度ｃを夫々の範囲内にすることで、空気による冷却でも、水冷と同等レベルの強度向上効果が得られる。また、焼入れ時の残留ひずみを低下させることが可能であるから、Ｔ５熱処理でも、Ｔ６・Ｔ７熱処理品に匹敵する材料特性が得られ、溶体化処理工程が不要になる。
【００２９】
したがって、上記のアルミニウム合金製鋳物の製造方法によれば、溶体化処理の工程が不要になるので、設備費やエネルギー消費の低減を実現することができ、また、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得ることができる。
【００３０】
次に、本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法の他の実施形態を説明する。
この実施形態では、図１に示すように、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程（Ｓ１〜Ｓ４）と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程（Ｓ５）との間に、図６（Ａ）に示す如く、鋳物温度が凝固完了温度以下で且つ溶体化可能温度以上である温度域において金型内で鋳物を保持する工程（Ｓ４Ａ）を備えたものとしている。
【００３１】
また、上記のアルミニウム合金製鋳物の製造方法は、より望ましい実施形態として、図６（Ｂ）に示すように、金型内で鋳物を保持する工程Ｓ４Ａの温度域が、４５０℃以上であるものとしている。
【００３２】
すなわち、この実施形態では、金型内において、短時間の溶体化処理を行うものとしている。このように、金型内に鋳物がある状態で冷却昇温をするので、従来では金型温調機能や別の熱処理炉が必要であるが、それらの機能及び設備を省略することが可能になる。しかも、短時間ではあるが、溶体化可能な温度域にて金型内で鋳物を保持することで、その後の人工時効硬化処理で寄与する固溶状態を造り、Ｔ５熱処理での強度向上を図ることができる。
【００３３】
（実施例）
実施例１は、図２に示す実施形態と同様に、鋳造後、空気による冷却（空気焼き入れ）を行ってから、人工時効硬化処理を施したものである。実施例２は、図６に示す実施形態と同様に、鋳造後、金型内で鋳物を保持（短時間の溶体化処理）した後、空気による冷却（空気焼き入れ）を行ってから、人工時効硬化処理を施したものである。従来例は、鋳造後に放冷して人工時効硬化処理を行ったものである。夫々の条件を以下の表１に示す。
【００３４】
【表１】
2014038333.tif 000003
【００３５】
図７には、上記実施例１、実施例２及び従来例の引張強度を示す。同図から明らかなように、従来例に比べて、実施例１及び２のいずれも高い引張強度が得られ、材料特性が著しく向上することが認められた。
【００３６】
なお、本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法は、その構成が上記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の細部を適宜変更することが可能である。また、アルミニウム合金製鋳物としては、上記実施形態で挙げたシリンダヘッドのほか、シリンダブロック及びアルミホイールなどの自動車用部品を含む各種鋳物がある。
【符号の説明】
【００３７】
Ｃ  シリンダヘッド（鋳物）
ａ  冷却開始時の鋳物温度
ｂ  冷却速度
ｃ  冷却終了時の鋳物温度
ｄ  人工時効硬化の処理温度
【図１】
2014038333.tif 000004
【図２】
2014038333.tif 000005
【図３】
2014038333.tif 000006
【図４】
2014038333.tif 000007
【図５】
2014038333.tif 000008
【図６】
2014038333.tif 000009
【図７】
2014038333.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月23日(2014.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、
金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程と、
冷却後の鋳物に人工時効硬化を施す工程を備え、
鋳物を冷却する工程において、
冷却開始時の鋳物温度が、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、
冷却速度が、３０℃／ｍｉｎ以上であり、
冷却終了時の鋳物温度が、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下であり、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程との間に、溶湯充填から凝固、冷却及び鋳物取り出しに至る間で、鋳物温度が凝固完了温度以下で且つ溶体化可能温度以上である温度域において金型内で鋳物を保持する工程を備えたことを特徴とするアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
金型内で鋳物を保持する工程の温度域が、４５０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【請求項４】
鋳物を冷却する工程において使用する冷却用流体が、空気であることを特徴とする請求項１又は３に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、例えば、エンジン用のシリンダヘッド及びシリンダブロックや、アルミホイールなどの各種アルミニウム合金製の鋳物を製造するのに利用されるアルミニウム合金製鋳物の製造方法に関するものである。
背景技術
［０００２］
一般に、アルミニウム合金製鋳物には、ＪＩＳにて定義されるＡＣ２Ａ，ＡＣ２Ｂ及びＡＣ４ＢのようなＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金が適用され、要求される機械的性質を得るために、鋳造後にＴ５，Ｔ６，Ｔ７といった熱処理を施すことが周知である。
［０００３］
従来、この種のアルミニウム合金製鋳物の製造方法としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に記載の製造方法は、鋳造後において、降温しないうちに鋳物を金型から取り出して溶体化温度で保持し、その後、焼き入れを行ってから、人工時効硬化処理を行うものである。
先行技術文献
特許文献
［０００４］
特許文献１：日本国特許第４３４１０２０号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００５］
しかしながら、上記したような従来のアルミニウム合金製鋳物の製造方法にあっては、溶体化処理及び時効硬化処理という温度の異なる二段階の熱処理を行うために、個別の炉を設置する必要があり、設備費やエネルギー消費が多くなるうえに、溶体化処理に伴う焼き入れ時において、温度のばらつきを起因とする熱応力が生じ、常温まで冷却した時点でひずみが残留するという問題点があった。これに対して、溶体化処理を省略した方法として、人工
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
時効硬化処理のみを行うＴ５熱処理があるが、この場合には、Ｔ６やＴ７熱処理に比べて強度が低いという問題点があった。
［０００６］
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、溶体化処理の工程を廃止して、設備費やエネルギー消費の低減を実現すると共に、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得ることができるアルミニウム合金製鋳物の製造方法を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
［０００７］
本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法は、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程と、冷却後の鋳物に人工時効硬化を施す工程を備えている。
［０００８］
そして、本発明は、鋳物を冷却する工程において、冷却開始時の鋳物温度が、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、冷却速度が、３０℃／ｍｉｎ以上であり、冷却終了時の鋳物温度が、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下であり、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程との間に、溶湯充填から凝固、冷却及び鋳物取り出しに至る間で、鋳物温度が凝固完了温度以下で且つ溶体化可能温度以上である温度域において金型内で鋳物を保持する工程を備えた構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
発明の効果
［０００９］
本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法によれば、溶体化処理の工程を廃止して、設備費やエネルギー消費の低減を実現すると共に、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得ることができる。また、上記製造方法によれば、金型内に鋳物がある状態で冷却昇温をするので、金型温調機能や別の熱処理炉を省略することが可能になり、しかも、短時間ではあるが、溶体化可能な温度域にて金型内で鋳物を保持することで、その後の人工時効硬化処理で寄与する固溶状態を造り、Ｔ５熱処理での強度向上を図ることができる。
図面の簡単な説明
［００１０］
［図１］本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法を説明するブロック図である。
［図２］本発明の一実施形態における鋳物温度の変化を示すグラフである。
［図３］冷却開始時の鋳物温度と硬度との関係を示すグラフ（Ａ）、冷却終了時の鋳物温度と硬度との関係を示すグラフ（Ｂ）、及び冷却速度と硬度との関係を示すグラフ（Ｃ）である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
金型の清掃等を含む準備工程Ｓ１と、金型に溶湯を充填する工程Ｓ２と、溶湯を凝固させる工程Ｓ３と、形成したシリンダヘッドを金型内で冷却する工程Ｓ４が含まれる。
［００１８］
次に、金型からシリンダヘッドを取り出す工程Ｓ５に続いて、そのシリンダヘッドを冷却用流体により冷却する工程Ｓ６に至る。図１に示す実施形態では、冷却用流体に空気を使用するので、空気焼入れとしている。
［００１９］
その後、エアハンマ等でシリンダヘッドに衝撃を与えるノックアウトの工程Ｓ７と、そのシリンダヘッドに振動を与える砂落しの工程Ｓ８を経た後、湯口の切断Ｓ９を行って、人工時効硬化処理の工程Ｓ１０に至る。その後は、自然冷却の工程Ｓ１１と検査工程Ｓ１２を経て、アルミニウム合金製シリンダヘッドが完成する。
［００２０］
図２は、本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法における時間経過と鋳物温度との関係を示すグラフであり、本発明の製造方法では、冷却開始時の鋳物温度ａと、冷却速度ｂ＝（ａ−ｃ）／Ｔと、冷却終了時の鋳物温度ｃと、人工時効硬化処理の熱処理温度ｄが重要である。
［００２１］
ここで、完成品に必要な硬度が少なくとも６０（ＨＲＢ）以上である場合には、図３（Ａ）に示すように、冷却開始時の鋳物温度ａが４２０℃以上であれば特性が大きく向上することが判る。
［００２２］
そこで、本発明の製造方法では、冷却開始時の鋳物温度ａを（凝固完了温度−８０）℃以上としている。
［００２３］
次に、冷却開始時の鋳物温度ａが４２０℃以上から２００℃までの間で定義される冷却速度ｂと硬度との関係を図３（Ｃ）に示す。同図によれば、３０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度ｂにて空気冷却することで特性が大幅に向上することが判る。
［００２４］
さらに、冷却終了時の鋳物温度ｃが硬度に与える影響を図３（Ｂ）に示す。同図によれば、２００℃以下まで空気冷却を実施することで特性の向上が認められる。冷却開始時の鋳物温度ａの閾値は、ＡＣ２Ｂ材の（凝固完了温度−８０）℃に対応する。また、冷却終了時の鋳物温度ｃの閾値である２０
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月16日(2014.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、
金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程と、
冷却後の鋳物に人工時効硬化を施す工程を備え、
鋳物を冷却する工程において、
冷却開始時の鋳物温度が、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、
冷却速度が、３０℃／ｍｉｎ以上であり、
冷却終了時の鋳物温度が、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下であり、
金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程との間に、溶湯充填から凝固、冷却及び鋳物取り出しに至る間で、鋳物温度が凝固完了温度以下で且つ溶体化可能温度以上である温度域において金型内で鋳物を保持する工程を備え、
金型内で鋳物を保持する工程では、別の処理炉を用いることなく金型を閉じた状態のままで溶体化処理を行って固溶状態を造ることを特徴とするアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
金型内で鋳物を保持する工程の温度域が、４５０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【請求項４】
鋳物を冷却する工程において使用する冷却用流体が、空気であることを特徴とする請求項１又は３に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
時効硬化処理のみを行うＴ５熱処理があるが、この場合には、Ｔ６やＴ７熱処理に比べて強度が低いという問題点があった。
［０００６］
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、溶体化処理の工程を廃止して、設備費やエネルギー消費の低減を実現すると共に、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得ることができるアルミニウム合金製鋳物の製造方法を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
［０００７］
本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法は、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程と、冷却後の鋳物に人工時効硬化を施す工程を備えている。
［０００８］
そして、本発明は、鋳物を冷却する工程において、冷却開始時の鋳物温度が、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、冷却速度が、３０℃／ｍｉｎ以上であり、冷却終了時の鋳物温度が、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下であり、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体により冷却する工程との間に、溶湯充填から凝固、冷却及び鋳物取り出しに至る間で、鋳物温度が凝固完了温度以下で且つ溶体化可能温度以上である温度域において金型内で鋳物を保持する工程を備え、金型内で鋳物を保持する工程では、別の処理炉を用いることなく金型を閉じた状態のままで溶体化処理を行って固溶状態を造る構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
発明の効果
［０００９］
本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法によれば、溶体化処理の工程を廃止して、設備費やエネルギー消費の低減を実現すると共に、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得ることができる。また、上記製造方法によれば、金型内に鋳物がある状態で冷却昇温をするので、金型温調機能や別の熱処理炉を省略することが可能になり、しかも、短時間ではあるが、溶体化可能な温度域にて金型内で鋳物を保持することで、その後の人工時効硬化処理で寄与する固溶状態を造り、Ｔ５熱処理での強度向上を図ることができる。
図面の簡単な説明
［００１０］
［図１］本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法を説明するブロック図である。
［図２］本発明の一実施形態における鋳物温度の変化を示すグラフである。
［図３］冷却開始時の鋳物温度と硬度との関係を示すグラフ（Ａ）、冷却終了時の鋳物温度と硬度との関係を示すグラフ（Ｂ）、及び冷却速度と硬度との関係を示すグラフ（Ｃ）である。
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月28日(2015.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、
金型から取り出した鋳物を冷却用流体としての空気により冷却する工程と、
冷却後の鋳物にＴ５処理により人工時効硬化を施す工程を備え、
鋳物を冷却する工程において、
冷却開始時の鋳物温度が、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、
冷却速度が、３０℃／ｍｉｎ以上であり、
冷却終了時の鋳物温度が、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下であり、
金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体としての空気により冷却する工程との間に、金型内での鋳物の冷却開始後から鋳物取り出しに至る間で、鋳物温度が凝固完了温度以下で且つ溶体化可能温度以上である温度域において金型内で鋳物を保持する工程を備え、
金型内で鋳物を保持する工程では、別の処理炉を用いることなく金型を閉じた状態のままで溶体化処理を行って固溶状態を造ることを特徴とするアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【請求項２】
金型内で鋳物を保持する工程の温度域が、４５０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金製鋳物の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法は、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体としての空気により冷却する工程と、冷却後の鋳物にＴ５処理により人工時効硬化を施す工程を備えている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
そして、本発明は、鋳物を冷却する工程において、冷却開始時の鋳物温度が、（凝固完了温度−８０）℃以上であり、冷却速度が、３０℃／ｍｉｎ以上であり、冷却終了時の鋳物温度が、その後に行う人工時効硬化の処理温度以下であり、金型を用いてアルミニウム合金製の鋳物を形成する工程と、金型から取り出した鋳物を冷却用流体としての空気により冷却する工程との間に、金型内での鋳物の冷却開始後から鋳物取り出しに至る間で、鋳物温度が凝固完了温度以下で且つ溶体化可能温度以上である温度域において金型内で鋳物を保持する工程を備え、金型内で鋳物を保持する工程では、別の処理炉を用いることなく金型を閉じた状態のままで溶体化処理を行って固溶状態を造る構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明のアルミニウム合金製鋳物の製造方法によれば、溶体化処理の工程を廃止して、設備費やエネルギー消費の低減を実現すると共に、Ｔ５熱処理でも、残留ひずみを低下させてＴ６やＴ７熱処理品に代替可能な特性の鋳物を得ることができる。また、上記製造方法によれば、金型内に鋳物がある状態で冷却昇温をするので、金型温調機能や別の熱処理炉を省略することが可能になり、しかも、短時間ではあるが、溶体化可能な温度域にて金型内で鋳物を保持することで、その後の人工時効硬化処理で寄与する固溶状態を造り、Ｔ５熱処理での強度向上を図ることができる。さらに、上記製造方法によれば、金型から取り出した鋳物を空気冷却することによっても残留ひずみを低減させることができる。
【国際調査報告】
2014038333.tif 000011
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2014038333.tif 000013
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