(57)【要約】【課題】  従来のＡｌ−Ｚｎ系合金ダイカスト製品の均質化処理は高温で長時間の為フクレ等の問題も発生しやすく，又熱エネルギーのコストも多くかかる。【解決手段】  Ａｌ−Ｚｎ系ダイカスト合金製品を高温領域４００〜５００℃では２分間〜３０分間、中温領域３００〜４００℃では０．３時間〜５時間加熱する事により，フクレも少なく，且つエネルギーコストも安くできる均質化処理法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ−Ｚｎ系ダイカスト合金製品を、１）高温領域４００〜５００℃では２分間〜３０分間、２）中温領域３００〜４００℃では０．３時間〜５時間  均質化処理する事を特徴とするアルミ・ダイカスト合金製品の均質化処理法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はアルミ・ダイカスト合金製品の均質化処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ダイカスト鋳造に用いられるアルミ合金は一般に鋳造しやすい事よりＡＤＣ１２合金（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系）が多く用いられている。これらの合金を他の展伸材のアルミ合金と一緒に組み合わせて使用すると、ＡＤＣ１２材の腐食電位が相手展伸材に較べて貴の為に接触腐食により、相手材が腐食するとの問題が有る。【０００３】  これらの問題を解決する為に、特開平８−９０２１０で開示されている様にＡｌ−Ｚｎ系ダイカスト合金にて鋳込んだ製品を均質化処理して犠牲陽極特性を付与する事で、相手材の腐食を防止している。
【発明の開示】
【発明が解決しょうとする課題】
【０００４】  しかしながら前記Ａｌ−Ｚｎ系合金ダイカスト製品を均質化処理する際に、前記発明は４００〜５００℃で３０〜１８０分と高温にて、且つ長時間にわたる均質化処理をほどこしている。４００〜５００℃の様に高い温度で３０〜１８０分均質化処理をするとダイカスト鋳物の為にフクレ等の問題が発生しやすい。又熱エネルギーのコストも多くかかる。
【０００５】  本発明はこの様な問題を解決する為になされたもので、フクレ不良が少なく、且つ従来に較べ熱エネルギーコストも安い、犠牲陽極特性を有するＡｌ−Ｚｎ系ダイカスト製品を供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  前記目的を達成する為の手段として本発明はＡｌ−Ｚｎ系ダイカスト合金製品を高温領域４００〜５００℃では２分間〜３０分間、中温領域３００〜４００℃では０．３時間〜５時間均質化処理する事を特徴とするアルミダイカスト合金製品の均質化処理法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】  Ａｌ−Ｚｎ系ダイカスト合金はＺｎを合金に添加する事で通常のＡｌ合金に較べて電位を卑にして犠牲陽極特性を与えている。
【０００８】  図１にＡｌ−Ｚｎ系合金の状態図を示す。状態図よりＡｌ−５％Ｚｎ合金の場合は凝固開始温度６５６℃にてＺｎ２．９％の初晶（α晶）を晶出し、６４６℃で凝固終了し、この時のＺｎ濃度が１１．７％となる。Ａｌ−１０％Ｚｎ合金の場合は６５０℃でＺｎ３．８％の初晶（α晶）を晶出し、６２６℃で凝固終了する。この時のＺｎ濃度は１９．２％となる。Ａｌ−Ｚｎ合金が凝固した時のＺｎ濃度の分布がどの様になるかをＡｌ−５％Ｚｎ合金の例（図２）にて示す。図２を見ても判る様にＡｌ合金中の電位を卑とするＺｎ濃度のばらつき（凝固の際のミクロ偏析）が著しい状況となっている。このＺｎ濃度の低い部分が相手材に接触すれば犠牲陽極効果が小さくなる。この為ミクロ偏析したＺｎのばらつきを少なくする為に均質化処理がおこなわれる。
【０００９】  図１の状態図に示す様にβ相を固溶する温度以上に加熱すればＺｎの固体拡散が進みやすい。即ち均質化処理に必要な温度はＺｎ５％では１２８℃以上、Ｚｎ１０％では１８４℃以上に加熱すればよい。
【００１０】  Ｚｎの拡散は一般に次式にて表される。
拡散時間  ｔ（ｓｅｃ）＝Ｘ２／Ｄ  （或いは  ｔ＝２×Ｘ２／Ｄ）
ここで    Ｘ：Ｚｎ濃度が変化している距離（ｍ）
Ｄ：拡散係数
Ｄ＝Ｄｏ×ｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴ）
Ｄｏ：拡散定数  Ａｌ中のＺｎの拡散定数１．３ｘ１０−５（ｍ２／ｓｅｃ）
Ｑ：活性化エネルギー  ９１．７ＫＪ／ｍｏｌ
Ｒ：気体定数  ８．３１×１０（ＫＪ・ｍｏｌ−１・Ｋ−１）
Ｔ：絶対温度（°Ｋ）
の関係で表される。従ってＡｌ−Ｚｎ系合金の均質化に必要とする時間は加熱温度とＺｎのミクロ偏析の状態で決まってくる。加熱時間は高温になればなるほど短くてすむがダイカスト鋳物の為フクレ等の問題が生じてくる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００１１】  以下、本発明の実施の形態を表１に基づいて説明する。Ａｌ−５％Ｚｎ系合金をダイカスト鋳造をして、各温度にてＺｎの均質化処理を行った。このものをＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．分析にてＺｎの偏析状態及びフクレについて調べた。本発明での条件即ちＡｌ−Ｚｎ系合金ダイカスト品を４００℃にて１５分、３０分、３５０℃にて１時間、４時間均質化処理したものはＺｎ濃度が均質化処理しないものの濃度差３．６％に較べて１．０〜１．７％と大巾に均質化が進んでいる。又フクレもなく良好であった。一方４５０℃にて４時間実施したものは、Ｚｎ濃度差については０．８％と良好であったが一部にフクレが認められ、芳しくなかった。又２５０℃で加熱で４時間加熱したものはＺｎ濃度の均質化が不十分であった。ここで均質化処理条件の限定理由について以下述べる。
【００１２】  Ｚｎのミクロ偏析は高温で加熱した際に拡散により均一になろうとする。この為の拡散に要する時間ｔは，先程述べた様に  ｔ＝Ｘ２／Ｄにて表される。鋳造したままのもののＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．分析したものを図３に示す。拡散に要する距離ＸをＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．分析結果から求め
2005313225.tif 000002
た。周期的にミクロ偏析している距離（Ｚｎの拡散に要する距離）Ｘ＝（０．２×１０−３÷３）／２＝３．３ｘ１０−５  を前記式に代入した。この計算結果により求めた均質化に必要とする時間を表２にしめす。
2005313225.tif 000003
【００１３】  これらの計算結果均質化処理に必要な時間は５００℃で約２分強、４５０℃で約６分、４００℃で約１８分、３５０℃で約１．１時間、３００℃で約５．４時間となる。３００℃以下では均質化処理時間が長時間にわたり、例えば２５０℃では約３３．９時間となり実際的でない。ここで５００℃以上になるとフクレが出ること，又４００〜５００℃で長時間加熱するとフクレの発生頻度が増す事より、４００〜５００℃では加熱時間を３０分以下とした。
【産業上の利用可能性】
【００１４】  本発明品を、自動車のＡｌ合金配管の継ぎ手部材として用いることにより、相手配管が腐食する事もなく、良好な結果をしめした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】  Ａｌ−Ｚｎ系合金状態図
【図２】  Ａｌ−５％Ｚｎ合金の凝固組織の模式図及びＺｎ濃度について
【図３】  Ａｌ−５％Ｚｎ合金のＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．分析結果（鋳造したまま）
【図１】
2005313225.tif 000004
【図２】
2005313225.tif 000005
【図３】
2005313225.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月14日(2004.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】  Ｚｎの拡散は一般に次式にて表される。
拡散時間      ｔ（ｓｅｃ）＝Ｘ２／Ｄ    （或いは  ｔ＝２×Ｘ２／Ｄ）
ここで        Ｘ：Ｚｎ濃度が変化している距離  （  ｍ  ）
Ｄ：拡散係数
Ｄ＝Ｄｏ×ｅｘｐ（−Ｑ／ＲＴ）
Ｄｏ：拡散定数  Ａｌ中のＺｎの拡散定数  １．３×１０−５（ｍ２／ｓｅｃ）
Ｑ：活性化エネルギー    ９１．７ＫＪ／ｍｏｌ
Ｒ：気体定数    ８．３１×１０−３    （ＫＪ・ｍｏｌ−１・Ｋ−１）
Ｔ：絶対温度    （ｏＫ）
の関係で表される。従ってＡｌ−Ｚｎ系合金の均質化に必要とする時間は加熱温度とＺｎのミクロ偏析の状態で決まってくる。加熱時間は高温になればなるほど短くてすむがダイカスト鋳物の為フクレ等の問題が生じてくる。
〔その他〕    気体定数の１０−３のー３を欠落しました。本定数は便覧等の一般文献に載っている数値です。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】  以下、本発明の実施の形態を表１に基づいて説明する。Ａｌ−５％Ｚｎ系合金をダイカスト鋳造をして、各温度にてＺｎの均質化処理を行った．このものをＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．分析にてＺｎの偏析状態及びフクレについて調べた。本発明での条件即ちＡｌ−Ｚｎ系合金ダイカスト品を４００℃にて１５分、３０分、３５０℃にて１時間、４時間均質化処理したものはＺｎ濃度が均質化処理しないものの濃度差３．６％に較べて１．０〜１．７％と大巾に均質化が進んでいる．又フクレもなく良好であった。一方４５０℃にて４時間実施したものは、Ｚｎ濃度差については０．８％と良好であったが一部にフクレが認められ、芳しくなかった。又２５０℃で４時間加熱したものはＺｎ濃度の均質化が不十分であった。ここで均質化処理条件の限定理由について以下のべる。
2005313225.tif 000007
Ｅ．Ｐ．Ｍ．Ａ．分析ニヨル濃度差：Ｚｎ濃度の最大分析値−Ｚｎ濃度の最小分析値
フクレ：    ○  フクレが無く良好
△  一部にフクレがみとめられる。
〔その他〕    表１中の誤記を本文の説明の内容に合わせて訂正をしました。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】  Ｚｎのミクロ偏析は高温で加熱した際に拡散により均一になろうとする。この為の拡散に要する時間ｔは、先程述べた様に、ｔ＝Ｘ２／Ｄにて表される．鋳造したままのもののＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．分析したものを図３に示す．拡散に要する距離ＸをＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．分析結果から求めた．周期的にミクロ偏析している距離（Ｚｎの拡散に要する距離）Ｘ＝（０．２×１０−３÷３）／２＝３．３×１０−５を前記式に代入した。この計算結果により求めた均質化に必要とする時間を表２にしめす。
2005313225.tif 000008
〔その他〕    表２中の気体定数の８．３１を８．３１×１０−３と誤記の訂正をしました。表２中  の計算結果は１０−３がないと出てこない数値です・又ｅｘｐをｅｘｐ（  ）と判りやすい様に訂正をしました。