(57)【要約】【課題】鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱した後冷却する際に、アルミダイカスト製品の変形を抑える。【解決手段】鋳造後のアルミダイカスト製品を、固溶体温度まで加熱した後空気焼入れする。空気焼入れする際に使用する冷却空気を、加熱後のアルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高い温度に加熱した温風とし、この温風を用いた空気焼入れによるアルミダイカスト製品の温度低下に伴って、冷却空気（温風）の温度を低下させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱した後冷却するアルミダイカスト製品の製造方法であって、前記冷却する際に使用する冷却媒体の温度を、前記加熱後のアルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高く設定し、前記冷却媒体を用いた冷却による前記アルミダイカスト製品の温度低下に伴って、前記冷却媒体の温度を低下させることを特徴とするアルミダイカスト製品の製造方法。
【請求項２】
前記冷却媒体の温度を、段階的に低下させることを特徴とする請求項１に記載のアルミダイカスト製品の製造方法。
【請求項３】
前記冷却媒体の温度を、連続的に低下させることを特徴とする請求項１に記載のアルミダイカスト製品の製造方法。
【請求項４】
鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱した後冷却するアルミダイカスト製品の製造方法であって、前記冷却する際に使用する冷却媒体の温度を、前記加熱後のアルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高く設定し、前記冷却媒体を用いた冷却を、常温の冷却媒体で冷却したときに前記アルミダイカスト製品が変形する高温領域で行い、その後前記アルミダイカスト製品が前記高温領域より低い温度に低下したときに、前記常温の冷却媒体で冷却することを特徴とするアルミダイカスト製品の製造方法。
【請求項５】
前記加熱後のアルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高い温度に設定した冷却媒体は、空気であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアルミダイカスト製品の製造方法。
【請求項６】
前記常温の冷却媒体は、水であることを特徴とする請求項５に記載のアルミダイカスト製品の製造方法。
【請求項７】
鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱する製品加熱手段と、この製品加熱手段により加熱した前記アルミダイカスト製品を冷却する製品冷却手段とをそれぞれ備え、前記製品冷却手段は、前記アルミダイカスト製品を冷却する際に使用する冷却媒体を、前記加熱したアルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高い温度に加熱する冷却媒体加熱制御手段と、この冷却媒体加熱制御手段により加熱した前記冷却媒体を、前記アルミダイカスト製品に供給する冷却媒体供給手段とをそれぞれ有し、前記冷却媒体加熱制御手段は、前記冷却媒体供給手段が供給する前記冷却媒体による前記アルミダイカスト製品の温度低下に伴って、前記冷却媒体の温度を低下させることを特徴とするアルミダイカスト製品の製造装置。
【請求項８】
鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱する製品加熱手段と、この製品加熱手段により加熱した前記アルミダイカスト製品を冷却する製品冷却手段とをそれぞれ備え、前記製品冷却手段は、前記アルミダイカスト製品を冷却する際に使用する冷却媒体を、前記加熱したアルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高い温度に加熱する冷却媒体加熱制御手段と、この冷却媒体加熱制御手段により加熱した前記冷却媒体を、前記アルミダイカスト製品に供給する冷却媒体供給手段とをそれぞれ有し、この冷却媒体供給手段は、常温の冷却媒体で冷却したときに前記アルミダイカスト製品が変形する高温領域で前記加熱した冷却媒体の供給を行い、前記アルミダイカスト製品が前記高温領域より低い温度に低下したときに、前記常温の冷却媒体で冷却を行う常温冷却手段を設けたことを特徴とするアルミダイカスト製品の製造装置。
【請求項９】
前記加熱後のアルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高い温度に設定した冷却媒体は、空気であることを特徴とする請求項７または８に記載のアルミダイカスト製品の製造装置。
【請求項１０】
前記常温の冷却媒体は、水であることを特徴とする請求項９に記載のアルミダイカスト製品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱した後冷却するアルミダイカスト製品の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の軽量化のため高強度・高延性を必要とする車体鋳物部材へのアルミニウム合金ダイカスト製品の適用が進められている。このような高強度・高延性を有するアルミニウム合金ダイカスト製品に使用されるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金では、所定の特性を得るために、通常Ｔ６熱処理が行われる。
【０００３】
Ｔ６熱処理は、溶体化処理後に人工時効処理を行う熱処理であり、過飽和固溶体を形成するため、固溶体温度まで加熱後、水焼き入れにより急冷を行っている。その際、およそ５００℃から水冷することで極めて高い冷却速度となり、ワークに大きな熱歪が発生し、著しい変形を引き起こしている。
【０００４】
このため、従来では、鋳造後のアルミダイカスト製品を、４００〜４５０℃に昇温した後、空冷や炉冷により常温まで序冷することで、ワークの熱歪に起因する変形を防止するようにしている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３６１０号公報（段落０００７，０００８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、鋳造後のアルミダイカスト製品を加熱後、単に序冷しただけでは、ワークの変形を抑えることが困難であり、改善が望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱した後冷却する際に、アルミダイカスト製品の変形を抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱した後冷却するアルミダイカスト製品の製造方法であって、前記冷却する際に使用する冷却媒体の温度を、前記加熱後のアルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高く設定し、前記冷却媒体を用いた冷却による前記アルミダイカスト製品の温度低下に伴って、前記冷却媒体の温度を低下させることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固溶体温度まで加熱したアルミダイカスト製品を冷却する際に使用する冷却媒体を、アルミダイカスト製品の温度より低くかつ常温より高く設定したので、常温での冷却に比較して冷却速度を低く抑え、アルミダイカスト製品の冷却時の熱歪を低減して変形を抑えることができる。また、アルミダイカスト製品の温度低下に伴って、冷却媒体の温度を低下させるようにしたので、冷却時間の長時間化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる、溶体化熱処理を行うアルミダイカスト製品の製造装置を示す簡略化した斜視図であり、図２は同側面図である。この製造装置で製造するアルミダイカスト製品は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のアルミニウム合金であり、Ｓｉが７〜１０％，Ｍｇが０．３％程度の組成である。
【００１１】
上記したアルミダイカスト製品の製造装置は、ワークＷである鋳造後のアルミダイカスト製品を固溶体温度まで加熱する製品加熱手段としての熱処理炉１を備え、この熱処理炉１の下部側方に隣接して空気焼入れ炉３を設置している。熱処理炉１で加熱後のワークＷは、図示しない搬送装置によって空気焼入れ炉３に搬送される。なお、熱処理炉１と空気焼入れ炉３との間には、図示しない開閉ドアが例えば上下方向に移動可能に設けてあり、この開閉ドアは、ワークＷを熱処理炉１から空気焼入れ炉３に移動させる際に開放する。
【００１２】
空気焼入れ炉３は、熱処理炉１で加熱後のワークＷを、加熱した温風による冷却媒体となる冷却空気を用いて冷却（焼入れ）するもので、その側部には、冷却媒体加熱制御手段としての温度制御装置５および、温度制御装置５によって加熱した冷却空気を、ワークＷに供給する冷却媒体供給手段としてのブロア７をそれぞれ備えている。
【００１３】
温度制御装置５は、ブロア７によって空気焼入れ炉３内に供給する空気を加熱するヒータおよび、このヒータを駆動制御する制御部などを備えており、空気焼入れ炉３内に供給する空気を、熱処理炉１で加熱後のワークＷの温度より低くかつ常温より高い温度に加熱して温風とする。
【００１４】
また、上記した温度制御装置５は、前記した温風を用いた空気焼入れによるワークＷの温度低下に伴って、ブロア７が供給する冷却空気の温度を低下させる機能を備えている。そのために、温度制御装置５はタイマを内蔵しており、このタイマが計測する時間経過とともに冷却空気の温度を低下させている。
【００１５】
上記した空気焼入れ炉３，温度制御装置５およびブロア７により製品冷却手段を構成している。
【００１６】
次に作用を説明する。図示しない鋳造装置によって鋳造したアルミダイカスト製品であるワークＷを、熱処理炉１に投入して固溶体温度、例えば５００℃程度にまで加熱する。その後、この加熱したワークＷを図１，図２に示すように、空気焼入れ炉３に搬送する。空気焼入れ炉３では、ブロア７によって供給される冷却空気を、温度制御装置５によってワークＷより低くかつ常温より高い温度に加熱して約２５０℃程度の温風とし、この温風が流入してワークＷを空気冷却する。
【００１７】
そして、温度制御装置５が、タイマが計測する時間経過に伴って、換言すれば、前記温風により冷却されて温度低下するワークＷの温度に伴って、冷却空気の温度を前記した図示しないヒータを制御して低下させる。なお、ここでは、冷却空気温度を、段階的に低下させている。
【００１８】
図３は、上記し温風による空気冷却を行う際のワーク温度（破線図示）および、冷却空気（温風）温度（実線図示）を、横軸の時間経過に対応してそれぞれ示す説明図である。なお、図３中の二点鎖線は、従来の常温での空気焼入れによるワーク温度を示す。
【００１９】
図３によれば、５００℃まで加熱したワークＷを、２５０℃の温風によって冷却を開始することで、破線で示すように、二点鎖線で示す従来の常温での空気冷却に比較して、ワークＷの温度低下が緩やかであり、このためワークＷは熱歪が低減されて変形を抑制することができる。
【００２０】
この際、アルミニウム合金であるワークＷは、特に３００℃〜５００℃の高温領域Ｔでは、従来の常温での水焼入れや空気焼入れでは変形が発生しやすく、この高温領域Ｔの特に初期（高温側）を２５０℃の温風で冷却することで、ワークＷの変形を確実に防止することができる。
【００２１】
また、温風の温度を、時間経過に伴うワークＷの温度低下とともに段階的に低下させることで、焼入れ時間の長時間化を防止しており、これにより、ワークＷの変形を防止しつつ従来の常温による空気焼入れに対して焼入れ時間が長くなることを極力防止している。
【００２２】
図４（ａ）は溶体化熱処理前の平板状のワークを示し、図４（ｂ）は水焼き入れにより急冷したワーク、図４（ｃ）は従来の常温による空気焼入れしたワーク、図４（ｄ）は本実施形態の温風による空気焼入れしたワークを、それぞれ示す。これによれば、図４（ｂ）の水焼き入れにより急冷したワークの変形は極めて大きく、これに対して図４（ｃ）の常温での空気焼入れの場合はワークの変形が小さくなっているが、本実施形態による図４（ｄ）の温風による空気焼入れの場合には、さらにワークの変形が小さくなっている。
【００２３】
図５は、本発明の第２の実施形態を示す、前記図３に対応する説明図である。この実施形態は、図３に示した第１の実施形態に対し、温風である冷却空気の温度を、当初の３００℃から連続的に低下させている点が異なる。
【００２４】
図６は、本発明の第３の実施形態を示す、前記図２に対応する側面図、図７は前記図３に対応する説明図である。この実施形態は、空気焼入れ炉３の下部に常温冷却手段としての水槽９を設置し、温風による空気焼入れの後に、水焼入れを行うものである。空気焼入れ炉３と水槽９との間には、ワークＷを移動可能に搬送する図示しないエレベータを設置してある。
【００２５】
第３の実施形態では、図７に示すように、従来の常温による水焼入れや空気焼入れでは変形が生じやすい３００℃〜５００℃の高温領域Ｔにおいてのみ、空焼き入れ炉３にて２５０℃の温風により空気焼入れを行い、その後ワークＷの温度が３００℃まで低下した時点で、ワークＷを水槽９に水没させて水焼入れを行う。
【００２６】
これにより、３００℃〜５００℃の高温領域Ｔにおいて、冷却速度を抑えてワークＷの変形を抑えつつ、その後の水焼入れによって冷却時間を短縮することができる。
【００２７】
なお、空気焼入れから水焼入れへの切り替えは、ワークＷの温度が５００℃から３００℃まで低下するまでの時間データをあらかじめ取得しておき、これに基づき水焼入れへの切り替えを行う。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるアルミダイカスト製品の製造装置を示す簡略化した斜視図である。
【図２】図１におけるアルミダイカスト製品の製造装置の側面図である。
【図３】図１の製造装置における温風による空気冷却を行う際のワーク温度および、冷却空気温度を、横軸の時間経過に対応してそれぞれ示す説明図である。
【図４】（ａ）は溶体化熱処理前のワーク、（ｂ）は水焼き入れにより急冷したワーク、（ｃ）は従来の常温による空気焼入れしたワーク、（ｄ）は本発明の温風による空気焼入れしたワーク、をそれぞれ示すワーク形状図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す、図３に対応する説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す、図２に対応する側面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示す、図３に対応する説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｗ  ワーク（アルミダイカスト製品）
１  熱処理炉（製品加熱手段）
３  空気焼入れ炉（製品冷却手段）
５  温度制御装置（冷却空気加熱制御手段，製品冷却手段）
７  ブロア（冷却空気供給手段，製品冷却手段）
９  水槽（常温冷却手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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