(57)【要約】【課題】金属鋳物処理方法において、金属鋳物に形成された鋳巣を抑制することである。【解決手段】金属鋳物を熱間等方加圧する熱間等方加圧工程を有する金属鋳物処理方法であって、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）中および/または熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後において、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させる。そして、溶融塩と金属鋳物とを、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上所定の速度以下で相対的に移動させることが好ましい。金属鋳物には、アルミニウム合金鋳物、マグネシウム合金鋳物またはチタン合金鋳物が用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属鋳物を熱間等方加圧する熱間等方加圧工程を有する金属鋳物処理方法であって、
熱間等方加圧工程中および/または熱間等方加圧工程後において、
金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させることを特徴とする金属鋳物処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属鋳物処理方法であって、
溶融塩と金属鋳物とを、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上所定の速度以下で相対的に移動させることを特徴とする金属鋳物処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の金属鋳物処理方法であって、
金属鋳物を振動させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする金属鋳物処理方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の金属鋳物処理方法であって、
金属鋳物を回転させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする金属鋳物処理方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の金属鋳物処理方法であって、
溶融塩を攪拌させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする金属鋳物処理方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１に記載の金属鋳物処理方法であって、
金属鋳物は、アルミニウム合金鋳物、マグネシウム合金鋳物またはチタン合金鋳物であることを特徴とする金属鋳物処理方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１に記載の金属鋳物処理方法であって、
金属鋳物は、サスペンション部品用鋳物であることを特徴とする金属鋳物処理方法。
【請求項８】
金属鋳物を熱間等方加圧する熱間等方加圧工程を有する金属鋳物処理方法により処理された金属鋳物であって、
熱間等方加圧工程中および/または熱間等方加圧工程後において、
金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させることを特徴とする処理された金属鋳物。
【請求項９】
請求項８に記載の処理された金属鋳物であって、
溶融塩と金属鋳物とを、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上所定の速度以下で相対的に移動させることを特徴とする処理された金属鋳物。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の処理された金属鋳物であって、
金属鋳物を振動させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする処理された金属鋳物。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の処理された金属鋳物であって、
金属鋳物を回転させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする処理された金属鋳物。
【請求項１２】
請求項８または９に記載の処理された金属鋳物であって、
溶融塩を攪拌させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする処理された金属鋳物。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか１に記載の処理された金属鋳物であって、
金属鋳物は、アルミニウム合金鋳物、マグネシウム合金鋳物またはチタン合金鋳物であることを特徴とする処理された金属鋳物。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれか１に記載の処理された金属鋳物であって、
金属鋳物は、サスペンション部品用鋳物であることを特徴とする処理された金属鋳物。
【請求項１５】
金属鋳物を熱間等方加圧して処理する金属鋳物処理装置であって、
金属鋳物が浸漬される溶融塩を溜めた容器と、
溶融塩を溜めた容器の中で、金属鋳物と溶融塩とを相対的に移動させる相対移動手段と、
を有することを特徴とする金属鋳物処理装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の金属鋳物処理装置であって、
相対移動手段は、溶融塩を溜めた容器の中で、金属鋳物を振動させる振動装置であることを特徴とする金属鋳物処理装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の金属鋳物処理装置であって、
相対移動手段は、溶融塩を溜めた容器の中で、金属鋳物を回転させる回転装置であることを特徴とする金属鋳物処理装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の金属鋳物処理装置であって、
相対移動手段は、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩を攪拌させる攪拌装置であることを特徴とする金属鋳物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属鋳物処理方法、処理された金属鋳物及び金属鋳物処理装置に係り、特に、金属鋳物を熱間等方加圧する熱間等方加圧工程を有する金属鋳物処理方法、処理された金属鋳物及び金属鋳物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両、特に、自動車用部品には、アルミニウム合金等の鋳造品である金属鋳物が使用されている。金属鋳物は、アルミニウム合金等の金属溶湯を砂型等に鋳込んで鋳造される。ここで、金属鋳物には、金属溶湯の凝固収縮等により鋳巣が形成される場合がある。金属鋳物に鋳巣が形成されると、金属鋳物に割れ等が発生する場合や金属鋳物の機械的強度が低下する場合がある。そのため、金属鋳物を不活性ガスや溶融塩等を圧力媒体として熱間等方加圧して、金属鋳物に形成される鋳巣を抑制することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、アルミニウム合金鋳物等を、融点が１９０℃〜２９０℃の溶融塩を圧力媒体等としてＨＩＰ（Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓ：熱間静水圧プレス）処理をすることにより、鋳物内部における鋳巣の低減等を行うアルミニウム合金鋳物等の溶融塩媒体によるＨＩＰ処理方法が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８２１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属鋳物には、鋳物内部における鋳巣である閉口した鋳巣だけでなく、鋳物表面である鋳肌面に開口した鋳巣が形成される場合がある。金属鋳物の鋳肌面に開口した鋳巣がある場合には、開口した鋳巣が疲労破壊の起点となりやすいため、金属鋳物における耐疲労特性が低下等する可能性がある。
【０００６】
図１２は、金属鋳物における開口した鋳巣の例を示す写真である。このような金属鋳物に形成された開口した鋳巣は、上記ＨＩＰ処理等で金属鋳物に圧力を付与しても消滅または低減されない場合がある。開口した鋳巣の場合、鋳巣の内圧がＨＩＰ処理により付与される圧力と等しくなるからである。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、金属鋳物に形成された鋳巣を抑制する金属鋳物処理方法、処理された金属鋳物及び金属鋳物処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る金属鋳物処理方法は、金属鋳物を熱間等方加圧する熱間等方加圧工程を有する金属鋳物処理方法であって、熱間等方加圧工程中および/または熱間等方加圧工程後において、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る金属鋳物処理方法は、溶融塩と金属鋳物とを、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上所定の速度以下で相対的に移動させることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る金属鋳物処理方法は、金属鋳物を振動させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る金属鋳物処理方法は、金属鋳物を回転させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る金属鋳物処理方法は、溶融塩を攪拌させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る金属鋳物処理方法において、金属鋳物は、アルミニウム合金鋳物、マグネシウム合金鋳物またはチタン合金鋳物であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る金属鋳物処理方法において、金属鋳物は、サスペンション部品用鋳物であることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る処理された金属鋳物は、金属鋳物を熱間等方加圧する熱間等方加圧工程を有する金属鋳物処理方法により処理された金属鋳物であって、熱間等方加圧工程中および/または熱間等方加圧工程後において、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る処理された金属鋳物は、溶融塩と金属鋳物とを、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上所定の速度以下で相対的に移動させることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る処理された金属鋳物は、金属鋳物を振動させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る処理された金属鋳物は、金属鋳物を回転させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る処理された金属鋳物は、溶融塩を攪拌させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る処理された金属鋳物において、金属鋳物は、アルミニウム合金鋳物、マグネシウム合金鋳物またはチタン合金鋳物であることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る処理された金属鋳物において、金属鋳物は、サスペンション部品用鋳物であることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る金属鋳物処理装置は、金属鋳物を熱間等方加圧して処理する金属鋳物処理装置であって、金属鋳物が浸漬される溶融塩を溜めた容器と、溶融塩を溜めた容器の中で、金属鋳物と溶融塩とを相対的に移動させる相対移動手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る金属鋳物処理装置において、相対移動手段は、溶融塩を溜めた容器の中で、金属鋳物を振動させる振動装置であることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る金属鋳物処理装置において、相対移動手段は、溶融塩を溜めた容器の中で、金属鋳物を回転させる回転装置であることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る金属鋳物処理装置において、相対移動手段は、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩を攪拌させる攪拌装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
上記のように本発明に係る金属鋳物処理方法、処理された金属鋳物及び金属鋳物処理装置によれば、金属鋳物に形成された鋳巣を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。図１は、金属鋳物処理方法の処理工程を示すフローチャートである。金属鋳物処理方法の処理工程は、鋳造工程（Ｓ１０）と、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）とを備えている。
【００２８】
鋳造工程（Ｓ１０）は、金属材料を溶融させた金属溶湯を鋳造して金属鋳物を製造する工程である。金属材料には、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、マグネシウム（Ｍｇ）、マグネシウム合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金等の金属材料が用いられる。勿論、他の条件次第では、金属材料は上記材料に限定されることはなく、他の金属材料を用いてもよい。
【００２９】
金属材料における鋳造には、一般的に用いられている鋳造法により鋳造することができる。例えば、金属材料における鋳造には、金属溶湯を砂型に鋳込んで鋳造する砂型鋳造法や、金属溶湯を金型に鋳込んで鋳造する低圧鋳造法等の金型鋳造法等を用いることができる。勿論、金属材料における鋳造は、上記鋳造法に限定されることはない。
【００３０】
熱間等方加圧工程（Ｓ１２）は、鋳造工程（Ｓ１０）で製造された金属鋳物を熱間等方加圧する工程である。金属鋳物には、上述したように、金属溶湯の凝固収縮等により閉口した鋳巣と開口した鋳巣とが形成される。そのため、金属鋳物を圧力媒体で熱間等方加圧することにより閉口した鋳巣を圧着等して、金属鋳物に形成された閉口した鋳巣を抑制し、低減することができる。
【００３１】
金属鋳物を熱間等方加圧するための圧力媒体には、溶融塩またはガス等を使用することができる。溶融塩には、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等の炭酸塩や、硝酸ナトリウムや硝酸カリウム等の硝酸塩等を使用することができる。また、溶融塩の溶融温度を低下させるために２種類以上の塩、例えば、硝酸塩を混合した混合塩等を用いてもよい。勿論、他の条件次第では、溶融塩は、上記材料に限定されることはない。
【００３２】
また、圧力媒体用のガスには、アルゴンガスやヘリウムガス等の不活性ガスや窒素ガス等を用いることができる。勿論、圧力媒体用のガスは、上記ガスに限定されることはない。
【００３３】
熱間等方加圧における圧力は、５０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下とすることが好ましい。上記圧力範囲で金属鋳物を熱間等方加圧することにより、鋳巣を圧着等して閉口した鋳巣を抑制することができるからである。勿論、他の条件次第では、熱間等方加圧における圧力は、上記圧力範囲に限定されることはない。また、熱間等方加圧における加圧時間は、例えば、２００秒間とすることができる。勿論、熱間等方加圧における加圧時間は、２００秒間に限定されることはない。
【００３４】
熱間等方加圧における温度は、金属鋳物に形成された閉口した鋳巣を圧着等できるように金属鋳物を軟化させる温度とすることが好ましい。熱間等方加圧における温度は、例えば、金属鋳物に使用される金属材料の固相線温度より低く、固相線温度近傍の温度とすることができる。熱間等方加圧における温度を固相線温度より低い温度とするのは、金属鋳物が溶融する場合があるからである。勿論、他の条件次第では、熱間等方加圧における温度は、上記温度範囲に限定されることはない。
【００３５】
金属鋳物に使用される金属材料に、例えば、アルミニウム合金であるＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金（Ａｌ−６．０Ｓｉ−３．０Ｃｕ，不純物としてＦｅを０．７％程度含む）やＪＩＳ  ＡＣ４ＣＨ合金（Ａｌ−７．０Ｓｉ−０．３Ｍｇ，不純物としてＦｅを０．１％程度含む）を用いる場合には、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の熱間等方加圧温度は、４８０℃以上５２０℃以下とすることが好ましく、ＪＩＳ  ＡＣ４ＣＨ合金の熱間等方加圧温度は、５１５℃以上５５５℃以下とすることが好ましい。また、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の熱間等方加圧温度は、４９５℃以上５０５℃以下とすることが更に好ましく、ＪＩＳ  ＡＣ４ＣＨ合金の熱間等方加圧温度は、５３０℃以上５４０℃以下とすることが更に好ましい。
【００３６】
熱間等方加圧するための装置には、熱間静水圧プレス装置であるＨＩＰ装置等を用いることができる。勿論、他の条件次第では、熱間等方加圧するための装置は、ＨＩＰ装置等に限定されることはない。
【００３７】
熱間等方加圧工程中（Ｓ１２）および/または熱間等方加圧工程後（Ｓ１２）において、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させることにより、金属鋳物の表面が研削される。金属鋳物の表面を研削することにより、金属鋳物の表面である鋳肌面に形成された開口した鋳巣を抑えることができる。なお、金属鋳物の表面は、機械的または化学的に研削されて、開口した鋳巣が除去される。
【００３８】
まず、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）中に、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させて、金属鋳物の表面を研削する場合について説明する。
【００３９】
溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる温度は、上述した金属鋳物を熱間等方加圧する温度と略同じである。金属鋳物を軟化させることで、金属鋳物の表面を研削することができるからである。また、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）中に、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる場合には、熱間等方加圧の圧力媒体は、不活性ガス等ではなく溶融塩が用いられる。
【００４０】
溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる場合には、例えば、金属鋳物を振動、回転または揺動等させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させることができる。また、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩を攪拌させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させてもよい。勿論、他の条件次第では、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる方法は、上記方法に限定されることはない。
【００４１】
溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上所定の速度以下で相対的に移動させることが好ましい。そして、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを、０．０６ｍ/ｓｅｃ以上所定の速度以下で相対的に移動させることが更に好ましい。なお、金属鋳物を回転させて、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる場合には、上記速度は周速度である。
【００４２】
溶融塩と金属鋳物とを、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上の速度で相対的に移動させるのは、溶融塩と金属鋳物とを、０．０４ｍ/ｓｅｃより小さい速度で相対的に移動させると、金属鋳物の表面を研削する速度が遅くなり、開口した鋳巣を除去するための時間が長くなるからである。また、溶融塩と金属鋳物とを所定の速度、例えば、０．０８ｍ/ｓｅｃ以下で相対的に移動させるのは、０．０８ｍ/ｓｅｃよりも大きい速度で溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させても、金属鋳物の表面を研削する速度は略一定となるからである。勿論、他の条件次第では、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる速度は、上記速度に限定されることはない。
【００４３】
溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを上記速度で相対的に移動させる時間は、３秒間以上であることが好ましい。溶融塩と金属鋳物とを、例えば、０．０４ｍ/ｓｅｃで３秒間以上相対的に移動させて、金属鋳物の表面を研削することができる。溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる時間が３秒間以上であるのは、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる時間が３秒より短いと、金属鋳物の表面を研削する量が少なくなり、開口した鋳巣を十分に除去または抑制することができない場合があるからである。勿論、他の条件次第では、溶融塩と金属鋳物とを上記速度で相対的に移動させる時間は、上記時間に限定されることはない。
【００４４】
次に、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後に、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させて、金属鋳物の表面を研削する場合について説明する。
【００４５】
溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる温度は、金属鋳物の表面を研削できる程度に金属鋳物を軟化させることができる温度とすることが好ましい。溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる温度は、例えば、上述したように、金属鋳物に使用される金属材料の固相線温度より低く、固相線温度近傍の温度とすることができる。溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる温度は、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）における熱間等方加圧する温度と同じ温度としてもよいし、異なる温度としてもよい。
【００４６】
熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後に、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる場合には、溶融塩を圧力媒体として金属鋳物を加圧して溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させてもよいし、金属鋳物を加圧せずに溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させてもよい。
【００４７】
熱間等方加圧工程（Ｓ１２）で圧力媒体として不活性ガス等でなく溶融塩を使用する場合には、金属鋳物を浸漬する溶融塩は、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）で用いられる溶融塩と同じ溶融塩を用いることが生産性向上や製造コスト低減等から好ましい。勿論、他の条件次第では、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）で用いられた溶融塩と異なる溶融塩を使用することができる。
【００４８】
溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる速度は、上述したように、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上の速度とすることが好ましい。また、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを相対的に移動させる時間は、上述したように、０．０４ｍ/ｓｅｃ以上の速度で３秒間以上であることが好ましい。
【００４９】
なお、上記構成においては、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）中または熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後において、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させる金属鋳物処理方法について説明したが、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）中及び熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後において、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させて金属鋳物を処理してもよい。
【００５０】
次に、上記構成における金属鋳物処理方法で処理するための金属鋳物処理装置について説明する。金属鋳物処理装置は、金属鋳物を熱間等方加圧して処理する金属鋳物処理装置であって、金属鋳物が浸漬される溶融塩を溜めた容器と、溶融塩を溜めた容器の中で、金属鋳物と溶融塩とを相対的に移動させる相対移動手段とを含んで構成される。
【００５１】
図２は、相対移動手段が金属鋳物を振動させる振動装置からなる金属鋳物処理装置１０を示す図である。金属鋳物処理装置１０は、溶融塩溶解保持炉１２と、加圧減圧装置１４と、金属鋳物１８が浸漬される溶融塩１６を溜めた容器２０と、溶融塩１６を溜めた容器２０の中で金属鋳物１８を振動させる振動装置２２とを備えている。ここで、振動装置２２には、例えば、サーボシリンダ等を使用することができる。振動装置２２にロッド等で金属鋳物１８を連結させることにより、溶融塩１６を溜めた容器２０の中で、金属鋳物１８を振動させて、金属鋳物１８と溶融塩１６とを相対的に移動させることができる。
【００５２】
図３は、相対移動手段が金属鋳物を回転させる回転装置からなる金属鋳物処理装置３０を示す図である。金属鋳物処理装置３０は、溶融塩溶解保持炉１２と、加圧減圧装置１４と、金属鋳物１８が浸漬される溶融塩１６を溜めた容器２０と、金属鋳物１８を回転させる回転装置３２とを備えている。ここで、回転装置３２には、例えば、モータ等を使用することができる。回転装置３２の回転軸等に金属鋳物１８を連結させることにより、溶融塩１６を溜めた容器２０の中で、金属鋳物１８を回転させて、金属鋳物１８と溶融塩１６とを相対的に移動させることができる。
【００５３】
図４は、相対移動手段が溶融塩を攪拌させる攪拌装置からなる金属鋳物処理装置４０を示す図である。金属鋳物処理装置４０は、溶融塩溶解保持炉１２と、加圧減圧装置１４と、金属鋳物１８が浸漬される溶融塩１６を溜めた容器２０と、溶融塩１６を攪拌させる攪拌装置４２とを備えている。ここで、攪拌装置４２には、例えば、攪拌翼を有する装置等を使用することができる。溶融塩１６を溜めた容器２０の中で、例えば、攪拌翼を回転させることにより溶融塩１６を攪拌して、金属鋳物１８と溶融塩１６とを相対的に移動させることができる。
【００５４】
図５は、金属鋳物処理装置１０、３０、４０を使用して金属鋳物を処理する場合の特長を示す図である。金属鋳物処理装置１０を使用して金属鋳物１８を振動させる場合には、金属鋳物１８が溝等の凹部を有する形状のときに、凹部における溶融塩１６の滞留を抑えて、金属鋳物１８の表面を研削することができる。金属鋳物処理装置３０を使用して金属鋳物１８を回転させる場合には、装置の構造がより簡素化される。そして、円形断面を有する金属鋳物１８の処理において、金属鋳物１８を振動させるよりも効率的に金属鋳物１８の表面を研削することができる。金属鋳物処理装置４０を使用して溶融塩１６を攪拌する場合には、溶融塩の温度勾配をより小さくすることができる。そして、円形断面を有する金属鋳物１８の処理において、金属鋳物１８を振動させるよりも効率的に金属鋳物１８の表面を研削することができる。
【００５５】
なお、上記構成における金属鋳物処理方法により処理された金属鋳物は、機械加工等されて車両用部品、例えば、サスペンション部品等に好適に用いることができる。勿論、上記構成における金属鋳物処理方法により処理された金属鋳物は、サスペンション部品用に限定されることはない。
【００５６】
上記構成によれば、熱間等方加圧により閉口した鋳巣を抑えて、金属鋳物を溶融塩に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩と金属鋳物とを所定の温度で相対的に移動させることにより金属鋳物の表面を研削して、金属鋳物の開口した鋳巣を抑えることにより、金属鋳物の鋳巣を抑制することができる。
【００５７】
上記構成によれば、溶融塩と金属鋳物とを０．０４ｍ/ｓｅｃ以上で相対的に移動させてより速く金属鋳物の表面を研削することにより、生産性を向上させて製造コストを抑えることができる。
【００５８】
上記構成によれば、金属鋳物の開口した鋳巣が除去または抑制されるため、疲労破壊の起点となりやすい開口した鋳巣を低減して金属鋳物の耐疲労特性を向上させることができる。
【実施例１】
【００５９】
溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩とアルミニウム合金鋳物とを相対的に移動させる速度の影響について検討した。アルミニウム合金鋳物のアルミニウム材料には、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金（Ａｌ−６．０Ｓｉ−３．０Ｃｕ，不純物としてＦｅを０．７％含む）を用いた。
【００６０】
ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで、アルミニウム合金鋳物を鋳造した。アルミニウム合金鋳物の形状は、直径３０ｍｍ、高さ２００ｍｍの円柱状とした。
【００６１】
アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置にて圧力１００（ＭＰａ）で２００秒間加圧して、アルミニウム合金鋳物を熱間等方加圧した。
【００６２】
熱間等方加圧後に、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で５ｒｐｍから５０ｒｐｍまでの以下に示す８条件の回転速度で回転させて、アルミニウム合金鋳物の表面を研削した。なお、括弧内に示す速度は、鋳肌面の速度に換算した数値である。アルミニウム合金鋳物の回転時間は、各々回転速度に対して５秒間とした。
【００６３】
〔回転速度〕
５ｒｐｍ（０．００８ｍ／ｓｅｃ)
１０ｒｐｍ（０．０１６ｍ／ｓｅｃ)
１５ｒｐｍ（０．０２４ｍ／ｓｅｃ)
２０ｒｐｍ（０．０３２ｍ／ｓｅｃ)
２５ｒｐｍ（０．０４ｍ／ｓｅｃ)
３０ｒｐｍ（０．０５ｍ／ｓｅｃ)
４０ｒｐｍ（０．０６ｍ／ｓｅｃ)
５０ｒｐｍ（０．０８ｍ／ｓｅｃ)
【００６４】
アルミニウム合金鋳物を溶融塩から取り出して冷却した後、高さ方向に板厚１０ｍｍとなるようにスライスし、１５個の試験片を作製した。各々の試験片を樹脂埋めし、研磨して、鋳肌面における開口した鋳巣を光学顕微鏡により観察した。そして、試験片１５個において、長径０．２ｍｍ以上の開口した鋳巣の数を調査した。各々試験片の開口した鋳巣の数を合計して、合計数を試験片の数である１５で除し、試験片１個当たりの平均値を算出した。
【００６５】
図６は、アルミニウム合金鋳物の回転速度と開口した鋳巣の数との関係を示すグラフである。図６では、横軸にアルミニウム合金鋳物の回転速度を取り、縦軸に開口した鋳巣の数（試験片１個当たりの平均値）を取り、各データを黒菱形でプロットした。
【００６６】
図６に示すように、アルミニウム合金鋳物の回転速度が大きくなるに従って、開口した鋳巣の数は少しずつ減少した。そして、アルミニウム合金鋳物の回転速度が２０ｒｐｍ（０．０３２ｍ／ｓｅｃ)より大きくなると、開口した鋳巣の数はより大きく減少した。アルミニウム合金鋳物の回転速度が２５ｒｐｍ（０．０４ｍ／ｓｅｃ)より大きくなると、開口した鋳巣の減少率は低下した。
【実施例２】
【００６７】
溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩とアルミニウム合金鋳物とを相対的に移動させる時間の影響について検討した。アルミニウム合金鋳物のアルミニウム材料には、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金（Ａｌ−６．０Ｓｉ−３．０Ｃｕ，不純物としてＦｅを０．７％含む）を用いた。
【００６８】
ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで、アルミニウム合金鋳物を鋳造した。アルミニウム合金鋳物の形状は、直径３０ｍｍ、高さ２００ｍｍの円柱状とした。
【００６９】
アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置にて圧力１００（ＭＰａ）で２００秒間加圧して熱間等方加圧した。
【００７０】
熱間等方加圧後に、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で０．２５秒間、０．５秒間、１秒間、２秒間、３秒間、４秒間、５秒間、６秒間の８条件の回転時間で回転させて、アルミニウム合金鋳物の表面を研削した。なお、アルミニウム合金鋳物の回転速度は、各々回転時間に対して４０ｒｐｍとした。
【００７１】
アルミニウム合金鋳物を溶融塩から取り出して冷却した後、実施例１と同様にして、鋳肌面における開口している鋳巣を光学顕微鏡により観察し、試験片１個当たりの開口した鋳巣の数を算出した。
【００７２】
図７は、アルミニウム合金鋳物の回転時間と開口した鋳巣の数との関係を示すグラフである。図７では、横軸にアルミニウム合金鋳物の回転時間を取り、縦軸に開口した鋳巣の数（試験片１個当たりの平均値）を取り、各データを黒菱形でプロットした。
【００７３】
図７に示すように、アルミニウム合金鋳物の回転時間が長くなるに従って、開口した鋳巣の数は少しずつ減少した。そして、アルミニウム合金鋳物の回転時間が２秒間より大きくなると、開口した鋳巣の数は大きく減少した。アルミニウム合金鋳物の回転時間が３秒間より大きくなると、開口した鋳巣の減少率は低下した。
【実施例３】
【００７４】
異なる製造方法のアルミニウム合金鋳物について、開口した鋳巣を評価した。鋳造工程（Ｓ１０）後のアルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物比較例Ａとし、熱間等方加圧のみ行ったアルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物比較例Ｂとした。そして、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後に、溶融塩を溜めた容器の中でアルミニウム合金鋳物を動かすことによりアルミニウム合金鋳物の表面を研削したアルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物実施例Ａとした。また、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後に、溶融塩を溜めた容器の中で、溶融塩を動かすことによりアルミニウム合金鋳物の表面を研削したアルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物実施例Ｂとした。
【００７５】
アルミニウム合金鋳物実施例Ａ、アルミニウム合金鋳物実施例Ｂ、アルミニウム合金鋳物比較例Ａ及びアルミニウム合金鋳物比較例Ｂにおけるアルミニウム合金鋳物のアルミニウム材料には、いずれもＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金（Ａｌ−６．０Ｓｉ−３．０Ｃｕ，不純物としてＦｅを０．７％含む）を用いた。また、いずれのアルミニウム合金鋳物の形状についても、直径３０ｍｍ、高さ２００ｍｍの円柱状とした。
【００７６】
アルミニウム合金鋳物比較例Ａは、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造して製造された。
【００７７】
アルミニウム合金鋳物比較例Ｂは、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造した後、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置にて圧力１００（ＭＰａ）で２００秒間加圧して熱間等方加圧することにより製造された。
【００７８】
アルミニウム合金鋳物実施例Ａは、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造した後、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置にて圧力１００（ＭＰａ）、２００秒間で熱間等方加圧して、熱間等方加圧後に、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中でアルミニウム合金鋳物を回転速度４０ｒｐｍで５秒間回転させて製造された。
【００７９】
アルミニウム合金鋳物実施例Ｂは、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造した後、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置にて圧力１００（ＭＰａ）、２００秒間で熱間等方加圧して、熱間等方加圧後に、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で溶融塩を回転速度４０ｒｐｍで５秒間、回転させて製造された。
【００８０】
アルミニウム合金鋳物を溶融塩から取り出して冷却した後、実施例１と同様にして、鋳肌面における開口している鋳巣を光学顕微鏡により観察し、試験片１個当たりの開口した鋳巣の数を算出した。
【００８１】
図８は、各アルミニウム合金鋳物と開口した鋳巣の数との関係を示すグラフである。図８では、横軸にアルミニウム合金鋳物の種類を取り、縦軸に開口した鋳巣の数（試験片１個当たりの平均値）を取り、各データを棒状で示した。
【００８２】
図８に示すように、アルミニウム合金鋳物実施例Ａ及びアルミニウム合金鋳物実施例Ｂにおける開口した鋳巣の数は、アルミニウム合金鋳物比較例Ａとアルミニウム合金鋳物比較例Ｂにおける開口した鋳巣の数より小さかった。アルミニウム合金鋳物実施例Ａ及びアルミニウム合金鋳物実施例Ｂにおける開口した鋳巣は、抑制されていた。
【実施例４】
【００８３】
実施例３とは異なる形状のアルミニウム合金鋳物を用いて、開口した鋳巣を評価した。鋳造工程（Ｓ１０）後のアルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物比較例Ｃとし、熱間等方加圧のみ行ったアルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物比較例Ｄとした。そして、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後に、溶融塩を溜めた容器の中でアルミニウム合金鋳物を回転させることによりアルミニウム合金鋳物の表面を研削したアルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物実施例Ｃとした。また、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後に、溶融塩を溜めた容器の中で、アルミニウム合金鋳物を振動させることによりアルミニウム合金鋳物の表面を研削したアルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物実施例Ｄとした。
【００８４】
アルミニウム合金鋳物実施例Ｃ、アルミニウム合金鋳物実施例Ｄ、アルミニウム合金鋳物比較例Ｃ及びアルミニウム合金鋳物比較例Ｄにおけるアルミニウム合金鋳物のアルミニウム材料には、いずれもＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金（Ａｌ−６．０Ｓｉ−３．０Ｃｕ，不純物としてＦｅを０．７％含む）を用いた。また、いずれのアルミニウム合金鋳物の形状についても、直径３０ｍｍ、高さ２００ｍｍの凹部を有する円柱状とした。図９は、アルミニウム合金鋳物の断面形状を示す図である。
【００８５】
アルミニウム合金鋳物比較例Ｃは、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造して製造された。
【００８６】
アルミニウム合金鋳物比較例Ｄは、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造した後、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱した溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置により圧力１００（ＭＰａ）、２００秒間で熱間等方加圧のみして製造された。
【００８７】
アルミニウム合金鋳物実施例Ｃは、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造した後、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱した溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置により圧力１００（ＭＰａ）、２００秒間で熱間等方加圧して、熱間等方加圧後に、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中でアルミニウム合金鋳物を円周方向に回転速度４０ｒｐｍで５秒間回転させて製造された。
【００８８】
アルミニウム合金鋳物実施例Ｄは、ＪＩＳ  ＡＣ２Ｂ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造した後、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱した溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置により圧力１００（ＭＰａ）、２００秒間で熱間等方加圧して、熱間等方加圧後に、アルミニウム合金鋳物を５００℃に加熱した溶融塩中に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中でアルミニウム合金鋳物を振動させて製造された。振動方法は、アルミニウム合金鋳物を０．０６ｍ／ｓｅｃで１秒間下方に動かし、０．５秒後に、０．０６ｍ／ｓｅｃで１秒間上方に動かして元の位置に戻した。そして、０．５秒後に、再度下方に動かし、停止時間を除く合計５秒間、アルミニウム合金鋳物を溶融塩中で上下に振動させた。
【００８９】
アルミニウム合金鋳物を溶融塩から取り出して冷却した後、実施例１と同様にして、鋳肌面における開口している鋳巣を光学顕微鏡により観察し、試験片１個当たりの開口した鋳巣の数を算出した。
【００９０】
図１０は、各アルミニウム合金鋳物と開口した鋳巣の数との関係を示すグラフである。図１０では、横軸にアルミニウム合金鋳物の種類を取り、縦軸に開口した鋳巣の数（試験片１個当たりの平均値）を取り、各データを棒状で示した。
【００９１】
図１０に示すように、アルミニウム合金鋳物実施例Ｃ及びアルミニウム合金鋳物実施例Ｄにおける開口した鋳巣の数は、アルミニウム合金鋳物比較例Ｃとアルミニウム合金鋳物比較例Ｄにおける開口した鋳巣の数より小さかった。これにより、アルミニウム合金鋳物実施例Ｃ及びアルミニウム合金鋳物実施例Ｄにおいて、開口した鋳巣が抑制されていた。
【００９２】
また、アルミニウム合金鋳物実施例Ｄは、アルミニウム合金鋳物実施例Ｃよりも開口した鋳巣の数が少なく、開口した鋳巣が抑制されていた。したがって、凹部を有するアルミニウム合金鋳物の場合には、溶融塩を溜めた容器の中でアルミニウム合金鋳物を回転させるよりも振動させたほうが開口した鋳巣の抑制効果が向上した。
【実施例５】
【００９３】
サスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物を製造し、耐疲労特性について評価した。鋳造工程（Ｓ１０）後のサスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物比較例Ｅとし、熱間等方加圧のみ行ったサスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物比較例Ｆとし、熱間等方加圧工程（Ｓ１２）後に、溶融塩を溜めた容器の中で動かすことによりアルミニウム合金鋳物の表面を研削したサスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物をアルミニウム合金鋳物実施例Ｅとした。
【００９４】
アルミニウム合金鋳物実施例Ｅ、アルミニウム合金鋳物比較例Ｅ及びアルミニウム合金鋳物比較例Ｆにおけるアルミニウム合金鋳物のアルミニウム材料には、いずれもＪＩＳ  ＡＣ４ＣＨ合金（Ａｌ−７．０Ｓｉ−０．３Ｍｇ，不純物としてＦｅを０．１％含む）を用いた。また、いずれのアルミニウム合金鋳物の形状は、直径３０ｍｍ、高さ２００ｍｍの円柱状とした。
【００９５】
アルミニウム合金鋳物比較例Ｅは、ＪＩＳ  ＡＣ４ＣＨ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造して製造された。
【００９６】
アルミニウム合金鋳物比較例Ｆは、ＪＩＳ  ＡＣ４ＣＨ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造した後、アルミニウム合金鋳物を５３５℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置により圧力１００（ＭＰａ）、２００秒間で熱間等方加圧して製造された。
【００９７】
アルミニウム合金鋳物実施例Ｅは、ＪＩＳ  ＡＣ４ＣＨ合金の溶湯を砂型に鋳込んで鋳造した後、アルミニウム合金鋳物を５３５℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、ＨＩＰ装置により圧力１００（ＭＰａ）、２００秒間で熱間等方加圧し、熱間等方加圧後に、アルミニウム合金鋳物を５３５℃に加熱された溶融塩中に浸漬して、溶融塩を溜めた容器の中で速度０．０７ｍ／ｓｅｃで1５秒間、振動させて製造された。
【００９８】
各々サスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物を溶融塩から取り出して冷却した後、各々サスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物について油圧サーボ式疲労試験機により疲労試験を行った。疲労試験条件は、繰り返し荷重を±７ｋＮとし、周波数を３０Ｈｚとした。
【００９９】
図１１は、各サスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物と破断までの繰り返し数の比との関係を示すグラフである。図１１では、横軸に製造した各サスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物の種類を取り、縦軸に破断までの繰り返し数の比を取り、各データを棒状で示した。破断までの繰り返し数の比は、アルミニウム合金鋳物比較例Ｅにおける破断までの繰り返し数を１とした。
【０１００】
図１１に示すように、アルミニウム合金鋳物実施例Ｅは、アルミニウム合金鋳物比較例Ｅ及びアルミニウム合金鋳物比較例Ｆよりも破断までの繰り返し数が大きく、耐疲労特性が向上した。アルミニウム合金鋳物実施例Ｅでは、疲労破壊の起点となりやすい開口した鋳巣の数が減少したこと等によるからである。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態において、金属鋳物処理方法の処理工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態において、相対移動手段が金属鋳物を振動させる振動装置からなる金属鋳物処理装置１０を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態において、相対移動手段が金属鋳物を回転させる回転装置からなる金属鋳物処理装置３０を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態において、相対移動手段が溶融塩を攪拌させる攪拌装置からなる金属鋳物処理装置４０を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において、金属鋳物処理装置１０、３０、４０を使用して金属鋳物を処理する場合の特長を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態において、アルミニウム合金鋳物の回転速度と開口した鋳巣の数との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態において、アルミニウム合金鋳物の回転時間と開口した鋳巣の数との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態において、各アルミニウム合金鋳物と開口した鋳巣の数との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態において、アルミニウム合金鋳物の断面形状を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態において、各アルミニウム合金鋳物と開口した鋳巣の数との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態において、各サスペンションアーム用アルミニウム合金鋳物と破断までの繰り返し数の比との関係を示すグラフである。
【図１２】金属鋳物における開口した鋳巣の例を示す写真である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０，３０，４０  金属鋳物処理装置、１２  溶融塩溶解保持炉、１４  加圧減圧装置、１６  溶融塩、１８  金属鋳物、２０  容器、２２  振動装置、３２  回転装置、４２  攪拌装置。
【図１】
2008012556.tif 000003
【図２】
2008012556.tif 000004
【図３】
2008012556.tif 000005
【図４】
2008012556.tif 000006
【図５】
2008012556.tif 000007
【図６】
2008012556.tif 000008
【図７】
2008012556.tif 000009
【図８】
2008012556.tif 000010
【図９】
2008012556.tif 000011
【図１０】
2008012556.tif 000012
【図１１】
2008012556.tif 000013
【図１２】
2008012556.tif 000014