(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、Ｓｉ含有率の高いＡｌ−Ｓｉ合金鋳物およびその製造方法であって、高耐食性、特に塗膜を形成した後の耐糸錆性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物およびその製造方法を提供することにある。【解決手段】  Ｓｉ：９．０〜１１．８質量％、Ｍｇ：０．２０〜０．４５質量％、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの総量を０．１〜１．５質量％、残部Ａｌならびに不可避不純物の組成を有し、表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下であり、表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下である耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：９．０〜１１．８質量％、Ｍｇ：０．２０〜０．４５質量％、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの総量を０．１〜１．５質量％、残部Ａｌならびに不可避不純物の組成を有し、表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下であり、表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下であることを特徴とする耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物。
【請求項２】
前記発光面積率を２０％以上とする請求項１に記載の耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物。
【請求項３】
Ｓｉ：９．０〜１１．８質量％、Ｍｇ：０．２０〜０．４５質量％、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの総量を０．１〜１．５質量％、残部Ａｌならびに不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなるアルミ鋳物基材を鋳造する鋳造工程と、前記アルミ鋳物基材の表面の異物を除去する表面処理工程とを備え、表面処理工程後のアルミ鋳物基材の表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下であり、表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下であることを特徴とする耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法。
【請求項４】
前記発光面積率を２０％以上とする請求項３に記載の耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法。
【請求項５】
表面処理工程でショットブラストを実施する請求項３または４に記載の耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法。
【請求項６】
表面処理工程後に、アルミ鋳物基材の表面のＦｅ成分を除去する清浄化工程を備える請求項３乃至５の何れかに記載の耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法。
【請求項７】
前記鋳造工程において低圧鋳造法によりアルミ鋳物基材を鋳造する請求項３乃至６の何れかに記載の耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高耐食性、特に塗膜を形成した後の耐糸錆性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる部品および製品は、軽量であることや素材自身が光輝性を有すること等の理由から、さまざまな分野で利用が拡大している。例えば、乗用自動車用のロードホイールは、これまで鉄製のものが主流であったが、軽量化や高意匠化が要求されるようになってからは、Ａｌ−Ｓｉ合金鋳物の一例であるアルミニウム合金製ロードホイールの需要が高まっている。
【０００３】
ここで、アルミニウム合金製ロードホイール（以下、アルミホイールと言う場合がある）を構成するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金としては、例えばＪＩＳ−Ｈ−５２０２に定められたＡＣ４ＣＨ（ケイ素含有量：６．５〜７．５質量％）が従来から広く使用されている。一方で、軽量化による燃費改善、運動応答性および乗り心地向上のため、ＡＣ４ＣＨ合金よりも共晶組成に近い領域、又は共晶組成、又は過共晶組成域までケイ素（Ｓｉ）の含有量を高めたＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金で、より高い剛性を有するアルミホイールを構成することが検討されており、これに関連する発明が下記特許文献１に開示されている。
【０００４】
すなわち、特許文献１に開示された発明は、「ハブ部および前記ハブ部の外周面から放射状に形成されたデザイン部を備えたディスク部と、前記ディスク部が一方端に内設された略円環形状のリム本体部と前記リム本体部の一方端に配置された第１のフランジ部と他方端に配置された第２のフランジ部とを備えたリム部とを有するアルミニウム合金製ロードホイールであって、Ｓｉを９．０〜１１．８質量％、Ｍｇを０．２０〜０．４５質量％、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの総量を０．１〜１．５質量％、残部Ａｌならびに不可避不純物を含み、前記デザイン部のα‐Ａｌの２次枝法で測定したデンドライト２次アームスペーシングは、前記ロードホイールの回転軸方向と平行な断面における肉厚中心部において、１０μｍ〜３０μｍであるアルミニウム合金製ロードホイール」、である。
【０００５】
かかる特許文献１に開示された発明によれば、「アルミホイール全体が所定の剛性を有するとともに、日常的に発生する可能性のある衝撃的な負荷に対して十分な変形能（伸び特性）をデザイン部が有するアルミホイール、およびその製造方法を提供することができる」と記載されている。
【０００６】
ところで、アルミホイールは、主に鋳造法によって製造される。鋳造法においては金型内のキャビティにアルミニウム合金の溶湯を注入し、冷却、凝固させた後に金型からホイール基材を取出す。ホイール基材は、その後、熱処理、表面処理、塗装などの工程を経てアルミホイールとなる。
【０００７】
鋳造後のホイール基材の表面には鋳造時に用いる離型剤や、鋳造時に生成する酸化アルミニウムの皮膜、汚れ、油等（以下、これらを「異物」と総称する）が付着している。ホイール基材表面の異物は、アルミホイールの耐食性を低下させる要因となる。そのため、アルミホイールを塗装する前に表面処理工程において、塗装の前処理を行うことにより上記異物を除去する必要がある。
【０００８】
ホイール基材表面の異物を除去するために、従来、ホイール基材に対してショットブラスト等の物理的手段による処理が行われている。
【０００９】
ショットブラストは、通常、鉄、ステンレス等の金属製ショット粒をホイール基材に衝突させて行なわれる。そのため、ショットブラスト後のホイール基材の表面には、ショット粒のＦｅまたはＦｅを含む成分が残留する。
【００１０】
ホイール基材表面のＦｅまたはＦｅを含む成分は、アルミホイールの塗膜を透過した大気中の水分等と反応して錆を発生させ、耐食性の低下の原因となる。
【００１１】
そこで、近年、ショットブラスト後に、ホイール基材の表面に残留したＦｅまたはＦｅを含む成分などの金属を除去し、アルミホイールの耐食性を向上させる技術が開発されている。
【００１２】
例えば特許文献２には、アルミ鋳物素地表面をショットブラスト処理後、該素地表面上に付着したショット材を、塗装前にブラシ研磨及び／ 又は酸洗にて除去するアルミ鋳物素地の表面処理方法が記載され、塗装品の耐食性が向上することを見い出したとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ＷＯ ２０１５／０１６３２０ Ａ１
【特許文献２】特開２００４−３１５８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、本願発明者らの検討によれば、特許文献１に一例として開示されている共晶組成に近い領域、又は共晶組成、又は過共晶組成域までケイ素（Ｓｉ）の含有量を高めたＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金（以下、高Ｓｉ含有Ａｌ合金ということがある）で形成したアルミホイールの耐食性、特に塗膜を形成した後の糸錆発生の抑制に関しては、特許文献２に記載の表面処理方法を適用した場合でも、必ずしも十分に向上する訳ではないことが判明した。
【００１５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、Ｓｉ含有率の高いＡｌ−Ｓｉ合金鋳物およびその製造方法であって、高耐食性、特に塗膜を形成した後の耐糸錆性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物およびそ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】
【００１６】
本願第１の発明は、Ｓｉ：９．０〜１１．８質量％、Ｍｇ：０．２０〜０．４５質量％、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの総量を０．１〜１．５質量％、残部Ａｌならびに不可避不純物の組成を有し、表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下であり、表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下である耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物である。
【００１７】
第１の発明においては、発光面積率を２０％以上とすることが好ましい。
【００１８】
本願第２の発明は、Ｓｉ：９．０〜１１．８質量％、Ｍｇ：０．２０〜０．４５質量％、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの総量を０．１〜１．５質量％、残部Ａｌならびに不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなるアルミ鋳物基材を鋳造する鋳造工程と、アルミ鋳物基材の表面の異物を除去する表面処理工程とを備え、表面処理工程後のアルミ鋳物基材の表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下であり、表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下である耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法である。
【００１９】
第２の発明においては、発光面積率を２０％以上とすることが好ましい。
【００２０】
第２の発明においては、表面処理工程でショットブラストを実施することが好適である。ショットブラストで使用するメディアとしては、カットワイヤー製またはアトマイズ製のものを好適に使用することができる。
【００２１】
第２の発明においては、表面処理工程後に、アルミ鋳物基材の表面のＦｅ成分を除去する清浄化工程を備えることが好ましい。
【００２２】
第２の発明においては、鋳造工程において低圧鋳造法によりアルミ鋳物基材を鋳造することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、Ｓｉ含有率の高いＡｌ−Ｓｉ合金鋳物およびその製造方法であって、高耐食性、特に塗膜を形成した後の耐糸錆性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る製造方法で形成されたアルミホイールの一例の回転軸方向に沿う断面図である。
【図２】図１のアルミホイールを下方から眺めた底面図である。
【図３】図１のアルミホイールの製造工程のフロー図である。
【図４】図１のアルミホイールの製造装置の概略構成図であって、図２のアルミホイールの中心線Ｉを含むＡ−Ａ断面に対応する位置での断面図である。
【図５】Ａｌ合金鋳物の表面の割れＳｉ量（％）と発光面積率（％）との関係の一例を５に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明者らは、高Ｓｉ含有Ａｌ合金の表面にはＡＣ４ＣＨ合金鋳物の表面より多くのＳｉ結晶粒子（共晶Ｓｉまたは初晶Ｓｉ）が存在し、Ｓｉ結晶粒子は他のＡｌ合金部分（初晶Ａｌまたは共晶Ａｌ）より高硬度であるためショットブラストによって亀裂、傷、凹み等（以下、これらを「割れ」と総称する）を生じやすいことを知見した。このことから本発明者らは、高Ｓｉ含有Ａｌ合金鋳物の耐食性が必ずしも十分でなかった原因の一つとして、ショットブラスト等によって生じる高Ｓｉ含有Ａｌ合金鋳物の表面の割れが影響していると考え、高Ｓｉ含有Ａｌ合金鋳物の表面に存在するＦｅまたはＦｅを含む成分を適量に調整することに加えて、高Ｓｉ含有Ａｌ合金鋳物の表面の割れを抑制することにより耐食性を改善できることを見出し、本願発明に想到した。
【００２６】
したがって、本願第１の発明は、Ｓｉ：９．０〜１１．８質量％、Ｍｇ：０．２０〜０．４５質量％、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの総量を０．１〜１．５質量％、残部Ａｌならびに不可避不純物の組成を有し、表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下であり、表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下である耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物である。本発明により、Ｓｉ含有率の高いＡｌ−Ｓｉ合金鋳物であって、高耐食性、特に塗膜を形成した後の耐糸錆性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物を提供することができる。
【００２７】
本願第２の発明は、Ｓｉ：９．０〜１１．８質量％、Ｍｇ：０．２０〜０．４５質量％、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの総量を０．１〜１．５質量％、残部Ａｌならびに不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなるアルミ鋳物基材を鋳造する鋳造工程と、前記アルミ鋳物基材の表面の異物を除去する表面処理工程とを備え、表面処理工程後のアルミ鋳物基材の表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下であり、表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下である耐食性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法である。本発明により、Ｓｉ含有率の高いＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法であって、高耐食性、特に塗膜を形成した後の耐糸錆性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金鋳物の製造方法を提供することができる。
【００２８】
以下、本発明について、その実施形態に基づき図１〜７を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は、以下説明するアルミホイールに係る実施形態および実施例に限定されず、Ａｌ−Ｓｉ合金鋳物に適用することができる。また、発明の作用効果を奏する限り、同一性の範囲内において適宜変形して実施することができる。
【００２９】
［アルミホイールの構造］
まず、本発明に係るアルミホイールの構造の一例について図１〜２を参照し説明する。図１はアルミホイールの回転軸方向に沿う断面図、図２は図１のアルミホイールを下方から眺めた底面図である。なお、図１は、図２の中心線Ｉを含むＡ−Ａ断面図であり、中心線Ｉよりも左側はデザイン部１ｇを含まない断面、右側はデザイン部１ｇを含む断面となっている。アルミホイール１は、図１および２に示すように、ハブ部１ｆおよびハブ部１ｆの外周面から放射状に形成されたデザイン部１ｇを備えたディスク部１ｅを有しており、また、ディスク部１ｅが下方（一方）端に内設された略円環形状のリム本体部１ｂと、リム本体部１ｂの下方端に配置された第１のフランジ部（いわゆるアウターフランジ）１ｃと、上方（他方）端に配置された第２のフランジ部（いわゆるインナーフランジ）１ｄを備えたリム部１ａを有している。各部は、つなぎ目なく一体的に形成されている。
【００３０】
［アルミホイールの製造方法］
本発明に係るアルミホイールの製造方法は、溶解工程（Ｓ１）、鋳造工程（Ｓ２）、鋳造工程の後段で任意に行われる熱処理工程（Ｓ３）、表面処理工程（Ｓ４）、表面処理工程の後に好ましくは行われる清浄化工程（Ｓ５）および塗装工程（Ｓ６）を含んでいる。以下、各工程について、上記の順に説明する。
【００３１】
＜溶解工程＞
図３に示すように、まず、Ａｌ、ＳｉおよびＭｇその他各種元素が所望の組成となるよう調整された原料を、好ましくは非酸化雰囲気中において概ね７２０〜１１００℃の温度範囲となるよう調整した溶解炉で溶解して溶湯を形成する溶解工程（Ｓ１）を行う。なお、本発明では上記各元素の組成を特定しているが、その理由は下記のとおりである。
【００３２】
本発明のアルミホイール中のＳｉの組成は、９．０〜１１．８質量％（以下、組成の項で記載する％は、いずれも質量％のことを指す。）である。この範囲であれば、他の組成物との相乗効果により、剛性と強度の両立をはかることができる。Ｓｉが９．０％未満であると、所望の剛性を有するアルミホイールを得ることができない。一方で、Ｓｉが１１．８％を超えると、アルミホイールの強度が低下し、所望の伸び特性を得ることができないおそれがある。剛性の観点からＳｉの下限は１０．５％であると好ましく、伸びの観点から上限は１１．５％であると好ましい。
【００３３】
Ｍｇの組成は、０．２０〜０．４５％である。Ｍｇは析出強化元素であり、アルミニウム合金組織の強度を確保する上で、適量のＭｇを含有することが重要である。この範囲であれば、他の組成物との相乗効果により、耐変形性（０．２％耐力）と変形能（伸び）の両立をはかることができる。Ｍｇが０．２０％未満であると、アルミホイールを構成する基地相が軟らか過ぎて十分な耐変形性（０．２％耐力）が得られない。Ｍｇが０．４５％を超えると、アルミホイールを構成する基地相が固くなり過ぎ、所望の変形能（伸び）を得ることができないおそれがある。耐変形性（０．２％耐力）の観点からＭｇの下限は０．２５％であると好ましく、変形能（伸び）の観点から上限は０．３５％であると好ましい。
【００３４】
上記ＳｉおよびＭｇ以外の主要な元素であるＦｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎおよびＴｉの組成は、これらの総量が０．１〜１．５％である。総量がこの範囲であれば、他の組成物との相乗効果を期待することができ、剛性と強度の両立をはかることができる。この総量が０．１％未満とするためには非常に高純度な原料を使用する必要があり、得られるアルミホイールが工業生産上高コストとなる。一方で、１．５％を超えると、所望の剛性およびデザイン部の変形能を有するアルミホイールを得ることができない。なお、使用中における錆の発生を抑制する点からＣｕは０．０３％以下であることが好ましい。また、Ｔｉは、０．０５〜０．１５％であると好ましい。Ｔｉは、アルミホイールを構成する結晶粒を微細化させるからである。
【００３５】
＜鋳造工程＞
鋳造工程は注湯工程と冷却工程とからなる。上記溶解工程（Ｓ１）の後、図３に示すように、金型のキャビティに溶湯を充填する鋳造工程（Ｓ２）を行う。鋳造工程では、図４に示すように、ディスク部１ｅが底面となる金型を用い、金型においてハブ部１ｆを形成するキャビティ（以下、ハブ部用キャビティと言う場合がある。金型を構成する他のキャビティについても同様。）１０ｆに開口した第１の開口部（センターゲート）１３ａおよびリム部用キャビティ１０ａに開口するとともに第１の開口部１３ａよりも上方に複数個配置された第２の開口部（サイドゲート）１９ａを通じ、ディスク部１ｅおよびハブ部１ｆを形成するキャビティ１０ｅおよび１０ａに溶解工程（Ｓ１）を経て得た溶湯を充填する。
【００３６】
図４に示すように、本発明に係る製造方法で使用される製造装置１０は、マルチゲート方式を適用した低圧鋳造法でアルミホイールを製造する設備である。具体的には、製造装置１０は、溶湯を収納した保持炉が配置された密閉容器（いずれも不図示）の上に、密閉容器を密閉するように固定された平板状の下型ベース１１と下型ベース１１の上面に配置された下型入子１３とを備えた下型、下型入子１３の上方に相対するように配置された上型入子１４と上型入子１４の上方に配置された平板上の上型ベース１２とを備えた上型、および半径方向において上型入子１４および下型入子１３を包囲するように配置された横型１９とを有している。ここで、上型は不図示の昇降装置に、横型１９は不図示の横行装置に、各々可動型として昇降または横行可能なように取り付けられており、図示する注湯時および不図示の製品取り出しの際に、固定型である下型に対して所望の位置に位置決め可能なように構成されている。この下型、上型、および横型１９は金型であり、上型入子１４の外周面、横型１９の内周面および下型入子１４の上面の形状は、製造すべきアルミホイール１の形状に応じた形状であり、位置決めされた３者の組合せにより溶湯が注湯される金型のキャビティ１０ａ、１０ｅが画成される。
【００３７】
下型ベース１１には、金型のキャビティ１０ａ、１０ｅへ溶湯を供給する供給管路１５、１６が形成されており、供給管路１５、１６の各々の下端部は、保持炉内に収納された溶湯に浸漬されている。ここで、保持炉が配置された密閉容器には管路を通じ加圧された非酸化性ガスなどの気体が供給されるよう構成されており、この加圧された気体により保持炉に収納された溶湯が押され、下端部が溶湯に浸漬された供給管路１５、１６の中を上昇する。
【００３８】
下型ベース１１の中央に配置された供給管路１６の上端は、下型入子１３に形成された第１の開口部（センターゲート）１３ａに連通している。この第１の開口部１３ａは、図４に示すように、ハブ部用キャビティ１０ｆに開口しており、もって上記加圧により供給管路１６を上昇する溶湯は第１の開口部１３ａに流入し、次いでハブ部用キャビティ１０ｆに充填される。一方で、供給管路１６を挟み下型ベース１１の両側に２本形成された供給管路１５の上端は、半径方向において相対するよう横型１９に設けられた一対の第２の開口部（サイドゲート）１９ａに連通している。この第２の開口部１９ａは、図４に示すように、リム部用キャビティ１０ａに開口しており、もって上記加圧により供給管路１５を上昇する溶湯は第２の開口部１９ａに流入し、次いでリム部用キャビティ１０ａに充填される。
【００３９】
ここで、横型１９に形成された第２の開口部（サイドゲート）１９ａは、下型入子１３に形成された第１の開口部（センターゲート）１３ａよりも上方に形成されている。このため、加圧により保持炉から供給された溶湯は、まず第１の開口部１３ａを通じてハブ部用キャビティ１０ｆに流入し、その後、デザイン部用キャビティ１０ｇを満たしつつリム部用キャビティ１０ａの中を湯面が上昇する。そして、供給の継続により引き続き上昇する溶湯の湯面が第２の開口部１９ａの高さを超えると、溶湯は、第２の開口部１９ａからリム部用キャビティ１０ａに流入し、当該キャビティ１０ａに充填される。溶湯が冷却、凝固した後、金型を開いてホイール基材を取出す。
【００４０】
＜熱処理工程＞
図３に示すように、上記鋳造工程に引き続き、鋳造工程で得られたホイール基材の熱処理（Ｓ３）を行う。熱処理工程は処理溶体化処理工程と、それに続く人工時効処理工程とからなる。但し、熱処理工程は必要とされるアルミホイールの強度や伸び等の機械的特性により任意に行われる。
【００４１】
＜表面処理工程＞
上記熱処理工程の後、図３に示すように、ホイール基材の表面処理（Ｓ４）を行う。鋳造工程および熱処理工程を経たホイール基材の表面には金型塗型剤バインダ、離型剤、酸化アルミニウムの皮膜、汚れ、油等の異物が付着している。これらの異物は、アルミホイールの耐食性を低下させる原因となるため、アルミホイールを塗装する前に表面処理工程において上記異物を除去する必要がある。このホイール基材表面の異物の除去手段としては化学的手段を適用してもよいが、工業生産上、異物を確実にかつ効率的に除去するためには、ホイール基材の表面にショットブラスト、バレル研磨、ブラシ研磨、バフ研磨、及び高圧水洗等の物理的手段を適用することが好ましい。一方で、異物の除去手段として物理的手段を適用すると、ホイール基材の表面に亀裂、傷、凹み等の割れが生じるとともにメディアの一部が割れに食い込むことがあり、この割れに食い込んだメディアの一部は、その後の清浄化工程を経ても残留しやすい。そして、食い込んだメディアの一部がＦｅまたはＦｅを含む成分であると、清浄化工程で使用する処理液または洗浄液と反応したり、塗膜を透過した水分と反応するなどしてアルミホイールの耐食性を低下させる一因となる。
【００４２】
したがって、割れの発生はできるかぎり抑制されることが望ましい。具体的には、物理的手段を適用した表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下になるようにする。発光面積率が５０％を超えると割れが多過ぎるためアルミホイールの耐食性が低下する。但し、発光面積率は２０％以上とすることが好ましい。表面処理工程を経ても尚、発光面積率２０％未満を維持することは困難なためである。蛍光探傷による発光面積率については詳しく後述する。
【００４３】
ショットブラストで使用するメディアは上記の発光面積率を達成するために重要である。特に適切な材質、平均粒径、粒度分布、硬度を選択することによりホイール基材表面の異物の除去効果と発光面積率とをバランスよく達成することが可能となる。このようなメディアはカットワイヤー製またはアトマイズ製のものから比較的容易に選択することができる。
【００４４】
＜清浄化工程＞
上記表面処理工程の後、図３に示すように、ホイール基材の清浄化（Ｓ５）を行う。表面処理工程で物理的手段を施したホイール基材の表面においては異物は除去されているものの、使用したメディアの一部が付着することがある（以下、ホイール基材表面に付着したメディアの一部を「残留物」という）。残留物がＦｅまたはＦｅを含む成分であると、アルミホイールの耐食性を更に低下させる一因となるため残留物はできるだけ少なくすることが好ましく、具体的には表面分析によるＦｅ検出量を２００ｍｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。ホイール基材の表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２を超えるとアルミホイールの耐食性を低下させる一因となるため、表面処理工程の後の清浄化工程で残留物を除去することが好ましい。表面分析によるＦｅ検出については詳しく後述する。
【００４５】
ホイール基材表面の残留物を除去するには、ホイール基材表面とアルカリ処理液または酸性処理液（以下、単に「処理液」という）とを接触させて残留物を処理液に溶出させればよい。残留物を処理液に溶出させる際には、残留物だけでなくホイール基材を構成する高Ｓｉ含有Ａｌ−Ｓｉ合金も溶出するため、あまり長時間の溶出は好ましくない。所定時間溶出させたのち、洗浄液で処理液を洗い流して溶出を停止させる。溶出を停止させた時点でホイール基材の表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下となっていることが好ましい。溶出を停止させた時点でのホイール基材の表面分析によるＦｅ検出量を低減させるには、溶出時間の他に処理液のＰＨ、温度等を調整すればよい。残留物は、表面処理工程で物理的手段を適用した際に生じるホイール基材表面の割れに残りやすい。したがって割れを少なくすることで、清浄化工程における残留物の除去が容易になる。
【００４６】
ここで、表面処理工程でホイール基材の表面に割れが発生すると、清浄化工程の際に、その処理液または洗浄液が当該割れから浸入する。微細な割れに浸入した処理液または洗浄液は残留しやすく、塗膜が形成されたのちにアルミホイールの耐食性を低下させる一因となる。この点においても表面処理工程で生じるホイール基材表面の割れを少なくすることが好ましい。      
【００４７】
＜塗装工程＞
上記清浄化工程の後、図３に示すように塗装工程（Ｓ６）を適宜行う。先ず、ホイール基材表面に例えばZrを含む化成処理等により酸化皮膜を形成することにより、優れた耐食性を付与するとともに、塗装下地としてアルミニウム合金と塗膜との密着性の向上を図る。次いで、アルミホイールに耐食性、耐候性および高質感を呈する外観を付与するために、ホイール基体の表面には多層からなる塗装が施される。例えば一般的な塗膜の構成として、鋳肌の凹凸を隠すために４０〜２００μｍほどの厚さで塗られる粉体のポリエステル、アクリル、エポキシ、ウレタン系樹脂などからなるプライマー層、外観の色彩を出すためのポリエステル、アクリル系樹脂を主剤とし１０〜４０μｍほどの厚さで塗られるカラーベース層、カラーベース層の色彩を出すとともに耐候性、耐食性などを高めるため１０〜４０μｍほどの厚さで塗られるクリア層からなる三層塗装がある。こうして製品であるアルミホイールを得ることができる。
【００４８】
本発明者らは、ショットブラストによって生じる高Ｓｉ含有Ａｌ合金鋳物の表面の割れを減らすことにより耐食性を改善できることを見出し、本発明に想到したのであるが、発明特定事項として高Ｓｉ含有Ａｌ合金鋳物の表面の割れではなく、表面の蛍光探傷による発光面積率を採用した。その理由として、高Ｓｉ含有Ａｌ合金鋳物の表面の割れの程度と蛍光探傷による発光面積率との間に一定の相関関係があることと、蛍光探傷による発光面積率の測定が比較的容易であることが挙げられる。
【００４９】
前記の相関関係につき図５を用いて説明する。高Ｓｉ含有Ａｌ合金鋳物の表面の割れの程度を表す割れＳｉ量（％）と発光面積率（％）との関係の一例を図５に示す。割れＳｉ量が増加するにつれて発光面積率は直線的に増加する。
【００５０】
［割れＳｉ量の測定方法］
（１）Ａｌ合金鋳物の表面に表面処理（ショットブラスト）を施す。
（２）表面を含む断面写真を撮り、表面における長さ０．４ｍｍの区間に存在する全Ｓｉ結晶粒子の数（Ｎ０）とその中で割れを有するＳｉ結晶粒子の数（Ｎ１）を求める。
（３）割れＳｉ量（％）を（Ｎ１）／（Ｎ０）×１００として算出する。
割れＳｉ量はショット時間により変えることができる。図５はショット０秒（ショット前）、ショット１５秒、ショット３０秒の例である。
【００５１】
［蛍光探傷による発光面積率の測定方法］
（１）表面処理工程後のＡｌ合金鋳物から表面処理を施した一部を切出す。
（２）アセトンに浸漬して３０分間超音波洗浄を行う。
（３）蛍光探傷液に９０分間浸漬する。
（４）Ａｌ合金鋳物の表面処理した面の余分な蛍光探傷液をエアブローで除去する。
（５）ブラックライト下で実体顕微鏡により写真を撮影する。
（６）蛍光塗料部分の面積を画像解析により測定する。画像解析方法は画像解析ソフト（旭化成エンジニアリング（株）社製「Ａ像くん」（登録商標））を用いて組織解析を用い、二値化は自動判別で行う。
【００５２】
［表面分析によるＦｅ検出方法］
表面分析で検出されるＦｅには鋳肌表面にＦｅ系晶出物として存在するＡｌ−Ｓｉ合金成分由来のＦｅとショットブラストの残渣等の外部由来のＦｅとが存在する。本発明で制御するのは外部由来のＦｅである。本発明で使用する高Ｓｉ含有Ａｌ−Ｓｉ合金からなる試料にショットブラストを行った後、その表面をＦＥ−ＳＥＭで観察し、ＥＤＸマッピングを行ったところ、Ｆｅの存在個所とＣｒのそれとがほぼ一致することが分かった。Ｃｒはショットメディアに含まれるのみでＡｌ−Ｓｉ合金にはほとんど含まれないことからＡｌ合金鋳物表面のＦｅのほとんどがショット残渣等の外部由来のＦｅであると考えられる。したがって本発明においてＡｌ合金鋳物の表面処理した面のＦｅ検出は蛍光Ｘ線分析により以下のように行った。
（１）清浄化工程後のホイール基材から一部を切出す。
（２）蛍光Ｘ線分析にてＦｅ−ＫＡ（ｋｃｐｓ）を検出し、Ｆｅ量へ換算する。
【００５３】
高Ｓｉ含有Ａｌ−Ｓｉ合金鋳物における糸錆の発生メカニズムとして、隙間腐食と電位差による腐食がある。隙間腐食はＳｉの割れ等の隙間の水分を原因として発生する錆である。電位差による腐食は表面のＦｅに起因する錆である。そして、本発明では、Ｓｉの割れ等の隙間および表面のＦｅの双方を制御することで耐糸錆性を向上せしめている。さらに、Ｓｉの割れ等の隙間には外部由来のＦｅが残留しやすいと考えられることから、特にＳｉの割れ等の隙間を減少させることは有効な耐糸錆性改善手段になる。
【００５４】
［アルミホイールの耐糸錆性試験］
塗装工程後のアルミホイールの塗膜に下地まで達するクロスカットを入れ、順に塩水噴霧２４時間、湿潤環境（湿度８５％、４０℃）曝露１２０時間、室温自然乾燥２４時間からなるサイクルを４サイクル行い、クロスカット部の糸錆のうち最も長いものの長さを測定した。１．０ｍｍ以下を合格、１．０ｍｍ超、３．０ｍｍ以下を実用上使用可、３．０ｍｍ超を不合格とした。
【００５５】
［実験例］
以下、本発明について、その具体的な実施例および比較例（以下、合わせて実験例ということがある）に基づき説明する。なお、本発明は、以下で述べる実施例のみに限定されない。また、各実験例ともに、同一の条件で複数個のアルミホイールを形成し、下記する製造したアルミホイールの機械的特性などを求めた。
【００５６】
＜組成＞
各実験例におけるアルミニウム合金の元素構成を表１に示す。以下の各実験例における組成Ａ，Ｂの元素割合は、下記のとおりである（いずれも質量％）。
［組成Ａ］ Ｓｉ：９．１％、Ｍｇ：０．２２％、Ｆｅ：０．１２％、Ｃｕ：０．０２％、Ｍｎ：０．０２％、Ｚｎ：０．０３％、Ｔｉ：０．１３％（Ｆｅ〜Ｔｉ総量：０．３２％）、残部Ａｌおよび不可避不純物
［組成Ｂ］ Ｓｉ：１１．７％、Ｍｇ：０．４４％、Ｆｅ：０．１３％、Ｃｕ：０．０５％、Ｍｎ：０．０３％、Ｚｎ：０．０４％、Ｔｉ：０．１２％（Ｆｅ〜Ｔｉ総量：０．３７％）、残部Ａｌおよび不可避不純物
【００５７】
【表１】
2016191107.tif 000003
【００５８】
［実施例１］
実施例１では表１に示す組成Ａとなるよう調整された原料を溶解し、得られた溶湯を図４に示す製造装置１０の保持炉（不図示）に移し、その後、１００ｋＰａ以下の圧力で加圧することにより金型のキャビティに充填した（鋳造工程）。なお、溶湯の注湯温度は、本実験例１および下記する他の実験例においても、６８０℃とした。なお、金型のキャビティの形状は、図１〜２に示すアルミホイール１の形状に対応しており、このアルミホイール１の主要な寸法は、最大外径φ４９７ｍｍ、回転軸方向長さ２０５ｍｍである。鋳造工程が完了したホイール基材を溶体化処理した。実験例１の溶体化処理は、５４０℃で４時間、ホイール基材を加熱処理し、その後の冷却域において５０℃／秒の冷却速度で冷却した。溶体化処理工程後、ホイール基材を人工時効処理した。実験例１の人工時効処理は、１６２℃で０．９２時間（５５分間）、ホイール基材を加熱処理した。
【００５９】
熱処理工程を経たホイール基材にショットブラスト処理を行った。メディアは材質ステンレス（ほぼＳＵＳ３０４）、平均粒径０．６−０．８ｍｍ、粒度分布０．８５ｍｍ：７０％−０．６ｍｍ：３０％、硬度ＨＲＣ３０とし、メディア投射時間は１５秒間とした（表面処理工程）。表面処理工程を経たホイール基材の酸洗を３分間行った（清浄化工程）。
【００６０】
清浄化工程を経たホイール基材にジルコン化成処理を施し、次いでプライマー層、カラーベース層およびクリア層からなる三層塗装を施し、所望のアルミホイールを得た。このアルミホイールの発光面積率とＦｅ検出量を測定した（表２）。
【００６１】
［実施例２］
メディア投射時間を１０秒間としたことを除いて実施例１と同様にしてアルミホイールを得た。
【００６２】
［実施例３］
メディア投射時間を５秒間としたことを除いて実施例１と同様にしてアルミホイールを得た。
【００６３】
［実施例４］
メディア投射時間を２０秒間としたこと及び酸洗を３０分間行ったことを除いて実施例１と同様にしてアルミホイールを得た。
【００６４】
［比較例１］
メディア投射時間を３０秒間としたこと及び酸洗を６０分間行ったことを除いて実施例１と同様にしてアルミホイールを得た。
【００６５】
［比較例２］
酸洗を１分間行ったことを除いて実施例１と同様にしてアルミホイールを得た。
【００６６】
［実施例５〜８、比較例３，４］  表１に示す組成Ｂとなるよう調整された原料を用いたことを除いて、それぞれ実施例１〜４、比較例１，２と同様にしてアルミホイールを得た。
【００６７】
【表２】
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【００６８】
実施例１〜８の本発明のＡｌ−Ｓｉ合金鋳物は、高Ｓｉ含有Ａｌ合金で形成したにも拘らず、表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％以下であり、表面分析によるＦｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２以下であるから優れた耐食性を有する。特に、実施例３，７のＡｌ−Ｓｉ合金鋳物は、耐食性が良好である。比較例１，３のＡｌ−Ｓｉ合金鋳物は、表面の蛍光探傷による発光面積率が５０％を超えているため、本発明のＡｌ−Ｓｉ合金鋳物に比べて耐食性に劣る。比較例２，４のＡｌ−Ｓｉ合金鋳物は、Ｆｅ検出量が２００ｍｇ／ｍ２を超えているため、本発明のＡｌ−Ｓｉ合金鋳物に比べて耐食性に劣る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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