(57)【要約】【課題】  熱伝導率を低下させることができると共に、その熱伝導率の低下に伴う機械的物性の低下を抑制できる低熱伝導性アルミニウム合金材料を提供する。【解決手段】  Ａｌ相以外の相の面積率が、２０〜４０％の範囲とされている。これにより、Ａｌ相以外の相の面積率を２０％以上とすることに基づき、熱伝導率の低下を図り、Ａｌ相以外の相の面積率を４０％以下とすることに基づき、引張強さを許容下限限度よりも大きくする。また、Ａｌ相以外の相中に晶出化合物相が含まれている。これにより、晶出化合物相が、熱伝導率の低下に関し、Ａｌ相以外の相中の他の構成要素に比して大きく寄与することを利用して、全体に対するアルミニウム相以外の相の体積率を一定に維持（必要な引張強さに維持）した下で、熱伝導率を、晶出化合物相が含まれていない場合よりも低下させ、或いは熱伝導率を低熱伝導率に維持した下で、全体に対するアルミニウム相以外の相の体積率を、晶出化合物相が含まれていない場合よりも低下（機械的物性の向上）させる。【選択図】        図９
2008057029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム相と、該アルミニウム相以外の相とからなる低熱伝導性アルミニウム合金材料であって、
全体に対する前記アルミニウム相以外の相の体積率が、２０〜４０％の範囲とされ、
前記アルミニウム相以外の相中に、構成要素として晶出化合物相が含まれている、
ことを特徴とする低熱伝導性アルミニウム合金材料。
【請求項２】
請求項１において、
前記アルミニウム相以外の相の体積率が３０〜４０％である、
ことを特徴とする低熱伝導性アルミニウム合金材料。
【請求項３】
請求項１又は２において、
Ｃｕ：２．０〜４．０ｗｔ％、Ｓｉ：７．０〜１０．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．２〜０．４ｗｔ％、Ｆｅ：０．４〜１．２ｗｔ％、Ｍｎ：０．７５〜１．２５ｗｔ％、Ｔｉ：０．４〜１．０ｗｔ％、並びに０．２〜０．３ｗｔ％のＣｒ及び０．１〜０．２ｗｔ％のＶの少なくとも１種、及び残部がＡｌ及び不可避不純物からなる、
ことを特徴とする低熱伝導性アルミニウム合金材料。
【請求項４】
請求項３において、
Ｔｉが０．４〜０．７ｗｔ％である、
ことを特徴とする低熱伝導性アルミニウム合金材料。
【請求項５】
請求項４において、
Ｆｅが０．４〜０．６ｗｔ％である、
ことを特徴とする低熱伝導性アルミニウム合金材料。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の低熱伝導性アルミニウム合金材料を、鋳造後において、鋳放す、
ことを特徴とする鋳造品の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の低熱伝導性アルミニウム合金材料に対して、鋳造後において、ＪＩＳ規格によるＯ，Ｔ４，Ｔ５，若しくはＴ６熱処理を施す、
ことを特徴とする鋳造品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低熱伝導性アルミニウム合金材料及び該低熱伝導性アルミニウム合金材料からなる鋳造品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、燃焼室の内壁等の熱伝導率が低い方が望ましいことを考慮して、低熱伝導性アルミニウム合金材料が開発されつつある。そのような低熱伝導性アルミニウム合金材料としては、例えば特許文献１に示すように、アルミニウム及び／又はアルミニウム合金からなるマトリックスと、該マトリックス中に三次元網目状に形成された低熱伝導相とを備え、該低熱伝導相は、前記網目構造のセルサイズの１／３以下のアルミニウム及び／又はアルミニウム合金微粒子と、その粒径が前記網目構造のセルサイズの１／３以下で気孔形成用の第２相粒子とよりなり、該低熱伝導相内に前記微粒子及び／又は前記第２相粒子の間隙に形成された気孔とを備えているものが提案されている。
【０００３】
ところで、アルミニウム合金材料は、一般的に、マトリックスとしてのＡｌ相と、そのＡｌ相以外の相とにより構成されており、そのＡｌ相以外の相の割合が増えれば、Ａｌ相の役割負担が減少し、そのアルミニウム合金材料の熱伝導率は低下することになる。
【特許文献１】特開２００１−２４０９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、全体に対するＡｌ相以外の相の割合を増加させた場合には、熱伝導率の低下に伴い、機械的物性も低下する傾向にある。
このような状況の下、本件発明者は、晶出化合物が、Ａｌ合金の熱伝導率を低下させることに大きく寄与する一方、機械的物性にあまり関与しないことを見出した。
【０００５】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、その第１の技術的課題は、熱伝導率を低下させることができると共に、その熱伝導率の低下に伴う機械的物性の低下を抑制できる低熱伝導性アルミニウム合金材料を提供することにある。
第２の技術的課題は、上記低熱伝導性アルミニウム合金材料を用いた鋳造品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記第１の技術的課題を達成するために本発明（請求項１に係る発明）においては、
アルミニウム相と、該アルミニウム相以外の相とからなる低熱伝導性アルミニウム合金材料であって、
全体に対する前記アルミニウム相以外の相の体積率が、２０〜４０％の範囲とされ、
前記アルミニウム相以外の相中に、構成要素として晶出化合物相が含まれている構成としてある。
【０００７】
この構成により、全体に対するアルミニウム相以外の相の体積率を２０％以上とすることに基づき、熱伝導率の低下を図ることができ、同アルミニウム相以外の相の体積率を４０％以下とすることにより、機械的物性（引張強さ）を許容下限限度よりも大きくして、機械的物性に関し、許容下限限度以上のものを確保できる。
しかも、アルミニウム相以外の相中に構成要素として晶出化合物相が含まれていることから、その晶出化合物相の性質として、晶出化合物相が、熱伝導率の低下に関し、アルミニウム相以外の相中の他の構成要素に比して大きく寄与することを利用して、アルミニウム相以外の相中の晶出化合物相の体積率を基準体積率（例えば値０）よりも大きくすることにより、全体に対するアルミニウム相以外の相の体積率を一定（機械的物性一定）に維持した下で、熱伝導率を基準体積率の場合よりも低下させることができ、或いは熱伝導率を一定に維持した下で、全体に対するアルミニウム相以外の相の体積率を前記基準体積率の場合よりも低下（機械的物性の向上）させることができることになる。このため、アルミニウム相以外の相中に晶出化合物相が含まれていることにより、機械的物性を、全体に対するアルミニウム相以外の相の体積率２０〜４０％の範囲（機械的物性の許容下限限度以上）で決めて、その体積率の下で、そのアルミニウム相以外の相に対する晶出化合物相の体積率を大きくすることができ、必要な機械的物性を確保しつつ熱伝導率を低下させることができる。或いは、熱伝導率を所望の低熱伝導率に決め、その低熱伝導率の下で、全体に対するアルミニウム相以外の相の体積率を低下させて機械的強度を高めることができる。
【０００８】
請求項１の好ましい態様として、前記アルミニウム相以外の相の体積率が３０〜４０％である構成を採ることができる（請求項２対応）。この構成により、請求項１の作用をより有効に得ることができる。
【０００９】
請求項１の好ましい態様として、Ｃｕ：２．０〜４．０ｗｔ％、Ｓｉ：７．０〜１０．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．２〜０．４ｗｔ％、Ｆｅ：０．４〜１．２ｗｔ％、Ｍｎ：０．７５〜１．２５ｗｔ％、Ｔｉ：０．４〜１．０ｗｔ％、並びに０．２〜０．３ｗｔ％のＣｒ及び０．１〜０．２ｗｔ％のＶの少なくとも１種、及び残部がＡｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする低熱伝導性アルミニウム合金材料とした構成を採ることができる（請求項３対応）。この構成により、低熱伝導率化をより確実に図ることができる。特に、低熱伝導率化のために、晶出化合物を多量に晶出させることができる。
【００１０】
請求項１の好ましい態様として、Ｔｉが０．４〜０．７ｗｔ％である構成を採ることができる（請求項４対応）。この構成により、請求項３の更なる作用効果を得つつ、強度も向上させることができる。
【００１１】
請求項１の好ましい態様として、Ｆｅが０．４〜０．６ｗｔ％である構成を採ることができる（請求項５対応）。この構成により、請求項４の作用効果を得つつ、強度も更に向上させることができる。
【００１２】
前記第２の技術的課題を達成するために本発明（請求項６に係る発明）においては、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の低熱伝導性アルミニウム合金材料を、鋳造後において、鋳放す、
ことを特徴とする鋳造品の製造方法とした構成としてある。
【００１３】
前記第２の技術的課題を達成するために本発明（請求項７に係る発明）においては、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の低熱伝導性アルミニウム合金材料に対して、鋳造後において、ＪＩＳ規格によるＯ，Ｔ４，Ｔ５，若しくはＴ６熱処理を施す、
ことを特徴とする鋳造品の製造方法とした構成としてある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明（請求項１に係る発明）によれば、熱伝導率を低下させることができると共に、その熱伝導率の低下に伴う機械的物性の低下を抑制できる低熱伝導性アルミニウム合金材料を提供できる。
【００１５】
本発明（請求項６に係る発明）によれば、請求項１等に係る低熱伝導性アルミニウム合金材料を鋳造品として具体的に製造でき、その製造された鋳造品が高熱伝導率化することを防止できる。
【００１６】
本発明（請求項９に係る発明）によれば、請求項１等に係る低熱伝導性アルミニウム合金材料を鋳造品として具体的に製造でき、その製造された鋳造品において、低熱伝導率化と機械的物性の向上とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
（１）実施形態に係る低熱伝導性アルミニウム合金材料は、マトリクス相としてのアルミニウム（以下、Ａｌで示す。）相と、そのＡｌ相以外の相とからなっている。
１）Ａｌ相以外の相を存在させているのは、Ａｌをマトリクスとする場合において、その熱伝導率の低下を図るためである。すなわち、図１に示すように、Ａｌ相以外の相は、ネットワーク状のＳｉ等を含んでおり、それが熱伝導を阻害すると考えられるからである。
しかし、Ｆ材（鋳造後の処理が鋳放しのもの）をＴ６処理（熱処理）してＴ６材にした場合には、図２に示すように、その熱処理により、ネットワーク状に張り巡らされていたＳｉの一部が多数の塊となり、熱を通し易くなる。もっとも、このとき同時に、それに相当する分だけ、Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ化合物が組織変化を起こし、Ａｌ相の割合が高まる一方で、Ａｌ相以外の相の割合が減少することになり、Ａｌ相以外の相が、最終的な割合に応じた役割を果たしていることには変わりがない。
２）Ａｌ相以外の相は、Ａｌ及び不可避不純物を除き、例えば、下記組成からなる。
Ｃｕ：２．０〜４．０ｗｔ％、Ｓｉ：７．０〜１０．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．２〜０．４ｗｔ％、Ｆｅ：０．４〜１．２ｗｔ％、Ｍｎ：０．７５〜１．２５ｗｔ％、Ｔｉ：０．４〜１．０ｗｔ％、並びに０．２〜０．３ｗｔ％のＣｒ及び０．１〜０．２ｗｔ％のＶの少なくとも１種。
これは、晶出化合物が多量に晶出することを考慮した組成であり、このため、Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒは、比較的多めに添加されている。
【００１８】
（２）上記Ａｌ相以外の相は、全体に対するその体積率が２０〜４０％の範囲に設定されている。
１）上記範囲に設定しているのは、２０％未満では、熱伝導率の低下の改善効果を十分に得ることができないからであり、４０％を超えると、引張強さの許容下限限度値を下回るからである。
２）具体的に説明する。先ず、上記Ａｌ相以外の相の面積率の範囲を導き出すに当たり、熱伝導率、引張強さ、硬さと、Ａｌ相以外の相（晶出化合物相を含まないもの）の面積率との関係を調べるべく、図３に示す各種合金種について同じ条件（溶湯温度７４０℃、舟形状金型（長さ２００ｍｍ×幅３５ｍｍ×深さ４０ｍｍに重力鋳造）の下でＦ材（鋳造後の処理が鋳放しのもの）を製造すると共に、そのＦ材についてさらにＴ６処理を行ってＴ６材を製造し、それらについて、熱伝導率、引張強さ、硬さ等、各種データを収集した。この実験結果を示したものが、図４である。
尚、図４においては、Ａｌ相以外の相の存在割合を示すものとして、体積率ではなく面積率を用いているが、面積率が、体積率と相関関係を有し、実質的に体積率を示すものであることから、測定の簡易化を図るべく、体積率に代えて面積率を用いた。また、図３における合金種１は、一般合金種を示す（参考例としてのＡＣ４Ｂ参照）。
【００１９】
３）図４の合金種１（一般合金種）のＴ６材、Ｆ材のデータに基づき、晶出化合物相を含まないＡｌ相以外の相の増減が熱伝導率に及ぼす影響についてプロットしたところ、図５の結果を得た。この図５の結果によれば、晶出化合物相を含まないＡｌ相以外の相の面積率が増加するに伴って、熱伝導率が低下する傾向を示した。同じデータに基づき、晶出化合物相を含まないＡｌ相以外の相の増減が引張強さに及ぼす影響についてプロットしたところ、図６の結果を得た。この図６の結果によれば、晶出化合物相を含まないＡｌ相以外の相の面積率が増加するに伴って、引張強さが低下する傾向を示した。
【００２０】
この場合、合金種１（一般合金種）のＴ６材（Ｔ６処理したもの）、Ｆ材（鋳放しのもの）のデータを用いたが、これは、前述したように、熱伝導率に関しては、最終的にＡｌ相以外の相の面積率がいくらであるかが大きな問題であり、また、引張強さに関しては、最終的にＡｌ相の面積率（又はＡｌ相以外の相の面積率）がいくらであるかが大きな問題であり、途中工程である熱処理の有無は、それらに反映されていると考えるからである。
【００２１】
４）上記図５によれば、その特性線から、熱伝導率を低下させるためには、Ａｌ相以外の相（晶出化合物相を含まないもの）の面積率を増加させればさせるほどよいことが判明したが、その改善効果を明らかにするためには、一般合金種の中でも、熱伝導率の高いＴ６材の値（１５２Ｗ／ｍＫ）よりも低くなっている必要がある。そこで、図５において、一般合金種におけるＴ６材の熱伝導率よりも低くなることが明らかになる設定値を設定し、その設定値と図５の特性線とから、Ａｌ相以外の相の面積率の下限を、２０％として導き出した。
【００２２】
５）一方、図６によれば、その特性線から、晶出化合物相を含まないＡｌ相以外の相の面積率が増加するに伴って、引張強さが低下することが判明したが、当該材料を使用した部材を用いるにしても、その引張強さの許容限界値（下限）を超えている必要がある。そこで、図６において、引張強さの許容限界値を設定し、その限界値と図６の特性線とから、Ａｌ相以外の相の面積率の上限を、４０％として導き出した。
【００２３】
（３）前記Ａｌ相以外の相中には、その構成要素として晶出化合物相が含まれている。
１）上記晶出化合物としては、具体的には、Ａｌ−Ｃｒ系（Ａｌ13ＣｒＳｉ4）、Ａｌ3Ｔｉ、Ｆｅ−Ｍｎ系等が対象となる。
２）晶出化合物相を含ませるのは、晶出化合物が、引張強さにあまり影響を与えない一方で、熱伝導率に関しては、晶出化合物ＳＣは、Ｆ材において、図７に示すように、ネットワーク状のＳｉと共に熱伝導を阻害し、熱処理後のＴ６材においては、図８に示すように、Ｓｉが塊状化しても、あまり変化を受けることなく熱移動を阻害すると考えられ、熱移動の阻害機能に関し、晶出化合物ＳＣは、Ａｌ相以外の相中の他の構成要素よりも寄与が大きいと考えられるからである。
【００２４】
３）実際に、図４の結果から晶出化合物の性質、特性を見てみる。Ａｌ相以外の相の面積率がほぼ等しい値のものとして、合金種１（一般合金種）のＦ材（２５．１％）、合金種３のＴ６材（２３．０％）、合金種４のＴ６材（２７．０％）があるが、その各Ａｌ相以外の相中に占める晶出化合物相の面積率は、その順に、大きな値となっており（０％、７．５％、１１．５％）、これらの熱伝導率をみると、順に、１２５Ｗ／ｍＫ、１２１Ｗ／ｍＫ、１１２Ｗ／ｍＫとなっている。このことから、全体に対するＡｌ相以外の相の面積率を一定にした状態の下で、そのＡｌ相以外の相中の晶出化合物相の面積率を増やせば増やすほど、熱伝導率が低下する特性を読みとることができる。したがって、この特性と、熱伝導率とＡｌ相以外の相（晶出化合物を含まないもの）の面積率との関係（図５）とを併せると、図９に示すように、全体に対するＡｌ相以外の相の面積率Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・（＝それぞれ一定で、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３・・・）のそれぞれについて、Ａｌ相以外の相中の晶出化合物相の面積率を増やせば増やすほど熱伝導率が低下する特性線を得ることができる。
【００２５】
４）このため、晶出化合物相についての上記内容に基づき、具体的には、下記目的をもって、晶出化合物相がＡｌ相以外の相中に含められている。
(i)所望の低熱伝導率を確保しつつ、その低熱伝導率化に伴う引張強さの低下を抑制を図るためである。
Ａｌ相以外の相の面積率Ｌ１が一般合金種の場合の面積率とすれば、その一般合金種に晶出化合物相が含まれていない場合には、図９中、Ｐ１０点で示される。このＰ１０点の状態よりも熱伝導率を低下させようとすれば、Ａｌ相以外の相の面積率を増加させなければならない。このとき、晶出化合物相を含ませることなくＡｌ相以外の相の面積率を増加させる場合には、Ｐ１０点の真下の点、例えばＰ３０点に移行することになる。これにより、熱伝導率を低下させて所望の熱伝導率を得ることになるが、一方で、引張強さに関しては、図６に示すように、当初のＱ１０（Ａｌ相以外の相の面積率Ｌ１）が、Ａｌ相以外の相の面積率の増加に伴い、Ｌ３となり、引張強さがΔＰ１−３だけ低下する。このため、低熱伝導率化への晶出化合物相の大きな役割に着目し、所望の低熱伝導率（Ｐ３０点における低熱伝導率）を維持しつつＡｌ相以外の相の面積率をＬ３からより小さいＬ２，Ｌ１にするべく（引張強さの向上）、図９に示すように、Ａｌ相以外の相に対する晶出化合物相の面積率と所望の低熱伝導率の横線との交点（図９中のＰ２，Ｐ１点参照）を求め、その交点から、全体に対するＡｌ相以外の相の面積率Ｌ２，Ｌ１が求められる。この場合、Ａｌ相以外の相の面積率を小さくするほど晶出化合物相の面積率（晶出化合物相が含まれる割合）を大きくする必要があり、Ｌ２の場合よりもＬ１の場合の方が、晶出化合物相の面積率を大きくしなければならない（図９中、Ｐ２，Ｐ１点からの破矢印参照）。
【００２６】
これにより、Ａｌ相以外の相の面積率として、Ｌ３よりも小さい上記Ｌ２又はＬ１を用いることにより（図６中、横軸下側におけるＬ３から左側への矢印参照）、引張強さがΔＰ３−２又はΔＰ３−１だけ高められることになり（図６参照）、低熱伝導率化に伴う引張強さの低下が抑制される。
【００２７】
(ii)必要な引張強さを確保しつつ、一層低い低熱伝導率を得るためである。
引張強さが許容下限限界値を超えた状態が確保され、晶出化合物を含まない一般合金種の状態（図９におけるＰ１０点）よりも熱伝導率を低い状態にするためには、Ａｌ相以外の相の面積率を増加させて、前述の如く、その面積率を２０％〜４０％の範囲としなければならない。このとき、晶出化合物相を含ませることなくＡｌ相以外の相の面積率を増加させる場合には、Ｐ１０点の真下の点、例えばＰ２０点に移行することになる。この状態（Ｐ２０点）における引張強さを維持しつつ、さらに熱伝導率を低下させようとすれば、そのＰ２０点におけるＡｌ相以外の相の面積率Ｌ２の下で、Ａｌ相以外の相に対する晶出化合物相の面積率を、基準面積率（値０）よりも大きくすればよいことになる。このため、面積率Ｌ２の特性線と、Ａｌ相以外の相に対する晶出化合物相の面積率とにより交点Ｐ２’を求め、そのＰ２’から、低熱伝導率が求められる（図９参照）。これにより、全体に対するＡｌ相以外の相の面積率２０％〜４０％の範囲により、低熱伝導率と必要な引張強さとを確保できるだけでなく、その必要な引張強さを確保しつつ、さらに低い低熱伝導率を得ることができることになる。
【００２８】
前記アルミニウム合金材料は、組成として、Ｃｕ：２．０〜４．０ｗｔ％、Ｓｉ：７．０〜１０．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．２〜０．４ｗｔ％、Ｆｅ：０．４〜１．２ｗｔ％、Ｍｎ：０．７５〜２．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．４〜１．０ｗｔ％、並びに０．１〜０．４ｗｔ％のＣｒ及び０．１〜０．２ｗｔ％のＶの少なくとも１種、及び残部がＡｌ及び不可避不純物からなっていることが好ましい。この材料を用いて鋳造すれば、組成の観点からも、熱伝導率を低く抑えることができるからである。この各添加元素の含有量の臨界的意義は下記の通りである。
【００２９】
＜Ｃｕ：２．０〜４．０ｗｔ％＞
Ｃｕは、Ａｌとの結合により化合物を作って強度の向上に寄与するが、その含有量が少なすぎると、強度の向上が小さく、その含有量が多すぎると、耐食性が悪化してしまう。このため、Ｃｕの含有量は、参考例であるＡＣ４Ｂと同程度の２．０〜４．０ｗｔ％に設定されている。
【００３０】
＜Ｓｉ：７．０〜１０．０ｗｔ％＞
Ｓｉの含有量については、７．０〜１０．０ｗｔ％の範囲では、Ｓｉを多く含有するほど熱伝導率が低下する傾向にある一方、引張強度が増加するか、大きい値で略一定に維持される。このため、Ｓｉの含有量は、７．０〜１０．０ｗｔ％の範囲に設定されている。
【００３１】
＜Ｍｇ：０．２〜０．４ｗｔ％＞
Ｍｇは、Ｓｉと結合して化合物Ｍｇ2Ｓｉを組織中に析出し、強度の向上に寄与する。その一方、Ｍｇの含有量を多くしすぎると、アルミニウム合金が脆弱化してしまう。このため、Ｍｇの含有量は、参考例であるＡＣ４Ｂと同程度の０．２〜０．４ｗｔ％に設定されている。
【００３２】
＜Ｆｅ：０．４〜１．２ｗｔ％＞
Ｆｅの含有量については、０〜１．０ｗｔ％の範囲では、含有量が多いほど熱伝導率が低下する傾向にある。その一方、Ｆｅの含有量が０〜０．５ｗｔ％の範囲では、引張強度が増加するものの、Ｆｅの含有量が０．５〜１．０ｗｔ％の範囲になると、引張強度は反対に低下する傾向にある。このため、低熱伝導率化の観点では、Ｆｅの含有量は０．４〜１．２ｗｔ％の範囲で十分効果があると考えられるが、引張強度も考慮すると、Ｆｅの含有量は０．４〜０．６ｗｔ％の範囲とすることが好ましい。したがって、上記範囲であれば、添加元素中Ｆｅを、材料の機械的性質（引張強度）を悪化させないような含有量とし、低熱伝導率化及び高強度化を更に促進させることができる。
【００３３】
＜Ｍｎ：０．７５〜１．２５ｗｔ％＞
Ｍｎの含有量については、０〜２．０ｗｔ％の範囲ではＭｎを多く含有するほど熱伝導率が低下する傾向にある。一方、Ｍｎの含有量が０〜１．０ｗｔ％の範囲では、引張強度が大きな値で略一定に維持されるものの、１．０〜２．０ｗｔ％の範囲になると、引張強度は反対に急激に低下する傾向にある。このため、Ｍｎの含有量は、０．７５〜１．２５ｗｔ％に設定されている。
【００３４】
＜Ｔｉ：０．４〜１．０ｗｔ％＞
Ｔｉの含有量については、０〜０．５ｗｔ％の範囲では、Ｔｉを多く含有するほど熱伝導率が低下する傾向にあるものの、Ｔｉの含有量が０．５〜１．０ｗｔ％の範囲になると、熱伝導率は、反対に増加する傾向となる。その一方、Ｔｉの含有量が０〜１．０ｗｔ％の範囲では、引張強度は、大きな値で略一定に維持されるか、増加する傾向にある。このため、引張強度の観点では、Ｔｉの含有量は、０．４〜１．０の範囲で十分効果があると考えられるが、低熱伝導率化を考慮すると、Ｔｉの含有量は、０．４〜０．７ｗｔ％の範囲とすることが好ましい。したがって、上記範囲であれば、添加元素中のＴｉを、材料の機械的性質（引張強度）を悪化させないような含有量とし、低熱伝導率化を図ることができると共に、所望の強度を付加することができる。
【００３５】
＜０．２〜０．３ｗｔ％のＣｒ及び０．１〜０．２ｗｔ％のＶの少なくとも１種＞
Ｃｒの含有量については、その含有量が０〜０．２５ｗｔ％の範囲ではＣｒを多く含有するほど熱伝導率が低下する傾向にあるものの、０．２５〜０．５ｗｔ％の範囲になると、熱伝導率は、反対に増加する傾向にある。その一方、Ｃｒの含有量が０〜０．２５ｗｔ％の範囲では、引張強度は大きな値から緩やかに低下するが、０．２５〜０．５ｗｔ％の範囲になると、引張強度は急激に低下する傾向にある。このため、低熱伝導率化の観点ではＣｒの含有量は、０．１〜０．４ｗｔ％の範囲で十分効果があると考えられるが、引張強度をも考慮すると、Ｃｒの含有量は、０．２〜０．３ｗｔ％の範囲とすることが好ましい。したがって、上記範囲であれば、添加元素中のＣｒを、材料の機械的性質（引張強度）を悪化させないような含有量とし、低熱伝導率化及び高強度化を更に促進することができる。
【００３６】
Ｖの含有量については、その含有量が０〜０．１５ｗｔ％の範囲では、Ｖが多く含有するほど熱伝導率が低下する傾向にある。その一方、Ｖの含有量が０〜０．１５ｗｔ％の範囲では引張強度は、大きな値から緩やかに低下する傾向がある。このため、低熱伝導率化及び引張強度の増加のいずれも考慮すると、Ｖの含有量は、０．１〜０．２ｗｔ％の範囲とすることが好ましい。
【００３７】
この場合、Ｃｒ及びＶの少なくともいずれかを添加できる。すなわち、ＣｒとＶの両方を添加することが最も効果的であるが、Ｃｒだけを添加してもよい。Ｖは高融点金属で、アルミニウムとの融点差が大きいことから、多量に添加しても、合金化自体が難しい。また、他の元素に比べて高価であることから、Ｖだけを添加するとしても、０．１〜０．２ｗｔ％程度の少量にすることが好ましい。
【００３８】
＜残部がＡｌ及び不可避不純物＞
Ａｌは、自動車用エンジン部品等の軽量化に寄与する元素であり、そのＡｌ及び不可避不純物は残部とされる。
【００３９】
上記各アルミニウム合金材料は、完成品としての用途や寸法等に応じて砂型鋳造等の一般的な鋳造法により製造されるが、その製造に際して、そのアルミニウム合金材料は、鋳造された後、鋳放しすることが行われる。これにより、引張強さの低下を抑えつつ、熱伝導率を最も低くすることができるアルミニウム合金鋳造品が得られる。
【００４０】
また、アルミニウム合金材料には、鋳造された後において、Ｏ，Ｔ４，Ｔ５若しくはＴ６処理を施すことも行われる。高熱伝導率化することを抑えつつ、引張強さを高めることができるからである。この場合、鋳造を経て鋳放し処理した後、Ｔ４又はＴ６処理する場合には、両処理終了時におけるＡｌ相以外の相の面積率の差が１５％以下が好ましく、より好ましくは７％以下がよい。
【００４１】
ここで、上記Ｏ，Ｔ４〜Ｔ７の各熱処理は、下記に概略を示すように、ＪＩＳ規格に準拠している（ＪＩＳ  Ｈ０００１、ＪＩＳハンドブック非鉄  ２００１年参照）。
熱処理条件：内容
Ｏ：３８０℃×４ｈｒ→空冷
Ｔ４：４８５℃×６ｈｒ→水冷
Ｔ５：２２０℃×６ｈｒ→空冷
Ｔ６：４８５℃×６ｈｒ→水冷、１８０℃×６ｈｒ→空冷
Ｔ７：４９８℃×４ｈｒ→水冷、２４０℃×４ｈｒ→空冷
【００４２】
本実施形態に係るアルミニウム合金材料は、主にレシプロエンジンではシリンダブロック、シリンダヘッド、及びピストン等に用いられ、ロータリエンジンでは、ロータやロータハウジング、サイドハウジング等の自動車用エンジン部品であって、高い熱効率が必要とされる鋳造品に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】Ａｌ相以外の相が、Ｆ材（鋳造後、鋳放ししたもの）において熱伝導率の低下に果たす役割を説明する概念図。
【図２】Ａｌ相以外の相が、Ｔ６材（鋳造後、Ｔ６処理したもの）において熱伝導率の低下に果たす役割を説明する概念図。
【図３】実験を行うための各種合金種の組成を示す図。
【図４】各種合金種の実験結果を示す図。
【図５】熱伝導率とＡｌ相以外の相（晶出化合物相を含まないもの）との関係を示す特性線図。
【図６】引張強さとＡｌ相以外の相（晶出化合物相を含まないもの）との関係を示す特性線図。
【図７】晶出化合物が、Ｆ材（鋳造後、鋳放ししたもの）において熱伝導率の低下に果たす役割を説明する概念図。
【図８】晶出化合物が、Ｔ６材（鋳造後、Ｔ６処理したもの）において熱伝導率の低下に果たす役割を説明する概念図。
【図９】熱伝導率と晶出化合物相の面積率との関係を示す特性線図。
【符号の説明】
【００４４】
ＳＣ  晶出化合物
【図１】
2008057029.tif 000003
【図２】
2008057029.tif 000004
【図３】
2008057029.tif 000005
【図４】
2008057029.tif 000006
【図５】
2008057029.tif 000007
【図６】
2008057029.tif 000008
【図７】
2008057029.tif 000009
【図８】
2008057029.tif 000010
【図９】
2008057029.tif 000011