(57)【要約】【課題】Ｔ６等の熱処理を行うことなく、疲労強度を向上させることができ、タクトタイムを大幅に短縮し得、効率向上を図り得るアルミニウム合金砂型鋳物を提供する。【解決手段】ＡＣ４Ｂの溶湯に対しＴｉ−Ｂを、Ｔｉ量で、０．１〜０．４［ｗｔ％］、Ｂ量で、０．０２〜０．０８［ｗｔ％］添加し、砂型に注湯してアルミニウム合金砂型鋳物を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のアルミニウム合金砂型鋳物において、溶湯にＴｉを０．１〜０．４［ｗｔ％］添加して鋳造したことを特徴とするアルミニウム合金砂型鋳物。
【請求項２】
Ｂを０．０２〜０．０８［ｗｔ％］添加する請求項１記載のアルミニウム合金砂型鋳物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金砂型鋳物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＪＩＳ規格におけるＡＣ４Ｂ（鋳物４種Ｂ）の如きＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のアルミニウム合金鋳物は、鋳造性が良く、自動車のクランクケース、シリンダヘッド、マニホールド等として広く用いられているが、特に、砂型を使用するアルミニウム合金砂型鋳物の場合、他の鋳物製品（ダイカスト品や金型重力鋳造品）に対し、冷却速度が遅く、組織制御が困難であるため、組織が粗大化し、疲労強度が低くなる問題があった。
【０００３】
そこで、疲労強度を向上させるために、Ｔ６等の熱処理を行い、時効硬化により疲労強度を向上させることが行われていた。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平１１−５７９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の如く、Ｔ６等の熱処理を行い、時効硬化により疲労強度を向上させるのでは、製品完成までの各作業行程でかかる時間の最大時間（タクトタイム）が長くなり、効率が悪いという欠点を有していた。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、Ｔ６等の熱処理を行うことなく、疲労強度を向上させることができ、タクトタイムを大幅に短縮し得、効率向上を図り得るアルミニウム合金砂型鋳物を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のアルミニウム合金砂型鋳物において、溶湯にＴｉを０．１〜０．４［ｗｔ％］添加して鋳造したことを特徴とするアルミニウム合金砂型鋳物にかかるものである。
【０００７】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【０００８】
前述の如く、溶湯にＴｉを０．１〜０．４［ｗｔ％］添加して鋳造すると、初晶Ａｌ粒径が微細化され、Ｔ６等の熱処理を行わなくても、疲労強度を向上させることが可能となり、製品完成までの各作業行程でかかる時間の最大時間（タクトタイム）が長くならず、効率が良くなる。
【０００９】
前記アルミニウム合金砂型鋳物においては、Ｂを０．０２〜０．０８［ｗｔ％］添加することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアルミニウム合金砂型鋳物によれば、Ｔ６等の熱処理を行うことなく、疲労強度を向上させることができ、タクトタイムを大幅に短縮し得、効率向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を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図示例と共に説明する。
【００１２】
図１は本発明を実施する形態の一例におけるアルミニウム合金砂型鋳物の化学成分を表形式にまとめた図であって、ＪＩＳ規格におけるＡＣ４Ｂ（鋳物４種Ｂ）の如きＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のアルミニウム合金鋳物の化学成分は、
Ｃｕ：２．０〜４．０［ｗｔ％］
Ｓｉ：７．０〜１０．０［ｗｔ％］
Ｍｇ：０．５０［ｗｔ％］以下
Ｚｎ：１．０［ｗｔ％］以下
Ｆｅ：１．０［ｗｔ％］以下
Ｍｎ：０．５０［ｗｔ％］以下
Ｎｉ：０．３５［ｗｔ％］以下
Ｔｉ：０．２０［ｗｔ％］以下
Ｐｂ：０．２０［ｗｔ％］以下
Ｓｎ：０．１０［ｗｔ％］以下
Ｃｒ：０．２０［ｗｔ％］以下
Ａｌ：残部
となっているが、化学成分が上記の範囲内に収まっている試験品としてのベースとなるＡＣ４Ｂの溶湯に対し、Ｔｉ−Ｂを、Ｔｉ量で、０．１［ｗｔ％］、０．２［ｗｔ％］、０．３［ｗｔ％］、０．４［ｗｔ％］、Ｂ量で、０．０２［ｗｔ％］、０．０４［ｗｔ％］、０．０６［ｗｔ％］、０．０８［ｗｔ％］と変化させて添加し、砂型に注湯してアルミニウム合金砂型鋳物を製造する実験を行った。
【００１３】
この場合、化学成分全体に占めるＴｉの割合は、図１に示す如く、それぞれ０．１３０［ｗｔ％］、０．２２０［ｗｔ％］、０．２６４［ｗｔ％］、０．３７８［ｗｔ％］となり、又、化学成分全体に占めるＢの割合は、それぞれ０．０２［ｗｔ％］、０．０４［ｗｔ％］、０．０６［ｗｔ％］、０．０８［ｗｔ％］となり、これらのアルミニウム合金砂型鋳物の結晶粒の組織は、図２（ａ）に示されるＴｉ−Ｂを添加していないベースとなるＡＣ４Ｂに比べ、図２（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように微細化され、これは、Ｔｉ−Ｂを添加することにより、溶湯内にＴｉＢ2という析出物ができ、これを核にしてＡｌの結晶が成長し微細化するためであると考えられる。
【００１４】
前記Ｔｉ−Ｂ添加量と初晶Ａｌ粒径の関係は、図３に示すようになり、特に、Ｔｉ−Ｂ添加量を０．３［ｗｔ％］とした場合に初晶Ａｌ粒径がおよそ０．１５［ｍｍ］程度となって最小となることが確認された。
【００１５】
そこで、Ｔｉ−Ｂを添加していないベースとなるＡＣ４ＢにＴ６の熱処理を行ったもの（ＡＣ４Ｂ−Ｔ６）と、ＡＣ４ＢにＴｉ−Ｂを０．３［ｗｔ％］添加し熱処理を行わなかったもの（ＡＣ４Ｂ−Ｆ（Ｔｉ−Ｂ０．３［ｗｔ％］添加））とに対してそれぞれ回転曲げ疲労試験を実施したところ、図４に示すような結果が得られ、ＡＣ４Ｂ−Ｔ６の疲労強度が６４［ＭＰａ］であるのに対し、ＡＣ４Ｂ−Ｆ（Ｔｉ−Ｂ０．３［ｗｔ％］添加）の疲労強度は６８［ＭＰａ］となり、ＡＣ４Ｂ−Ｔ６と同等以上の疲労強度を有することが明らかとなった。
【００１６】
即ち、ＡＣ４Ｂの溶湯に対しＴｉ−Ｂを、Ｔｉ量で、０．１〜０．４［ｗｔ％］、Ｂ量で、０．０２〜０．０８［ｗｔ％］添加し、砂型に注湯してアルミニウム合金砂型鋳物を製造すれば、Ｔ６等の熱処理を行わなくても、疲労強度を向上させることが可能となり、製品完成までの各作業行程でかかる時間の最大時間（タクトタイム）が長くならず、効率が良くなる。尚、前述の如く、ＡＣ４Ｂの溶湯に対しＴｉ−Ｂを、Ｔｉ量で、０．１〜０．４［ｗｔ％］、Ｂ量で、０．０２〜０．０８［ｗｔ％］添加し、砂型に注湯してアルミニウム合金砂型鋳物を製造すれば、Ｔｉ−Ｂを添加しないものに比べ高い効果が得られるのであるが、更に初晶Ａｌ粒径を微細化してより高い効果を得るためには、図３からも明らかなように、ＡＣ４Ｂの溶湯に対しＴｉ−Ｂを、Ｔｉ量で、０．２〜０．４［ｗｔ％］、Ｂ量で、０．０４〜０．０８［ｗｔ％］添加し、砂型に注湯してアルミニウム合金砂型鋳物を製造するのが有効であると言える。
【００１７】
こうして、Ｔ６等の熱処理を行うことなく、疲労強度を向上させることができ、タクトタイムを大幅に短縮し得、効率向上を図り得る。
【００１８】
尚、本発明のアルミニウム合金砂型鋳物は、上述の図示例にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を実施する形態の一例におけるアルミニウム合金砂型鋳物の化学成分を表形式にまとめた図であって、ベースとなるＡＣ４Ｂの溶湯に対しＴｉ−Ｂをその添加量を変化させて添加した場合の化学成分、並びにＪＩＳ規格で規定されているＡＣ４Ｂの化学成分を表形式にまとめた図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例におけるアルミニウム合金砂型鋳物の結晶粒を比較した組織拡大写真であって、（ａ）はＴｉ−Ｂを添加していないベースとなるＡＣ４Ｂの組織拡大写真、（ｂ）はＡＣ４ＢにＴｉ−Ｂを０．１［ｗｔ％］添加したものの組織拡大写真、（ｃ）はＡＣ４ＢにＴｉ−Ｂを０．２［ｗｔ％］添加したものの組織拡大写真、（ｄ）はＡＣ４ＢにＴｉ−Ｂを０．３［ｗｔ％］添加したものの組織拡大写真、（ｅ）はＡＣ４ＢにＴｉ−Ｂを０．４［ｗｔ％］添加したものの組織拡大写真である。
【図３】Ｔｉ−Ｂ添加量と初晶Ａｌ粒径の関係を示す線図である。
【図４】Ｔｉ−Ｂを添加していないベースとなるＡＣ４ＢにＴ６の熱処理を行ったもの（ＡＣ４Ｂ−Ｔ６）と、ＡＣ４ＢにＴｉ−Ｂを０．３［ｗｔ％］添加し熱処理を行わなかったもの（ＡＣ４Ｂ−Ｆ（Ｔｉ−Ｂ０．３［ｗｔ％］添加））とに対してそれぞれ回転曲げ疲労試験を実施した場合のＳ−Ｎ線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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