(57)【要約】      （修正有）【課題】アルミ部材の鋳ぐるみにおいて、不純物である亜鉛を含有しない拡散層を形成されたことにより、リサイクルに適したアルミ部材鋳ぐるみ方法を提供すること。【解決手段】アルミ部材として、例えばアルミ合金カップ１１をアルミ合金で鋳ぐるみして、アルミ部材鋳ぐるみ製品を製造する際に、アルミ合金カップを、アルミニウムに銅２６〜３０重量％、ケイ素５〜６重量％、を含むアルミ浸漬用溶湯１３（融点５２５℃）に浸漬することによって、表面にアルミ合金溶湯による拡散層を形成する工程と、次に、浸漬により表面にアルミ合金溶湯による拡散層が形成されたアルミ部材を鋳型にセットして、アルミ合金溶湯１７で鋳造する鋳ぐるみ工程を有するアルミ部材鋳ぐるみ方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ部材をアルミ合金で鋳ぐるみするアルミ部材鋳ぐるみ方法において、
前記アルミ部材を、アルミニウムに銅２６〜３０重量％、ケイ素５〜６重量％、を含むアルミ合金溶湯に浸漬する浸漬工程と、
前記浸漬したアルミ部材を、アルミ材料で鋳造する鋳ぐるみ工程を有することを特徴とするアルミ部材鋳ぐるみ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルミ部材をアルミ合金で鋳ぐるみするアルミ部材鋳ぐるみ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミ材料からなるアルミ部材（例えば、展伸材で製造したアルミパイプ、アルミ棒材等）を、アルミ材料で鋳造するアルミ部材鋳ぐるみの場合、アルミ部材の表面を無処理、または酸化膜を機械的・化学的に除去した後、鋳造している。
重力鋳造法または低圧鋳造法の場合には、鋳ぐるみのための溶湯がアルミ部材と接する温度は、一般的に６５０℃〜７００℃である。アルミ展伸材の融点は、６５０℃程度である。さらに、アルミ展伸材は合金元素が少ないため、固液共存領域が狭い特徴がある。
このため、例えば、アルミパイプを鋳ぐるみする場合、アルミ部材が融点まで加熱されないと、アルミ部材表面が溶解しないので、境界面で金属的な結合をしないという問題がある。十分な機械的強度が得られない問題がある。
一方、アルミ部材を、融点以上の温度まで加熱すると、アルミ展伸材は合金元素が少ないため、固液共存領域が狭いため、アルミパイプに孔が開き、溶湯がパイプ内部まで入り込む恐れがあった。
【０００３】
その問題を解決するために、特許文献１では、アルミ部材表面に、アルミ用のはんだ又はろう材からなるめっき層を形成する方法が開示されている。
また、特許文献２では、アルミ部材表面を、ろう材成分およびフラックス成分を含有すフラックス含有アルミ合金ろう材で被覆し、その鋳型にアルミニウム系鋳造材の溶湯を注いでアルミ部材を鋳ぐるみすることが開示されている。
いずれも、融点の低い亜鉛を含有させることにより、アルミ部材の表面に比較的低温で被覆層を形成している。
【０００４】
【特許文献１】特開平7-290226号公報
【特許文献２】特開平6-304740号公報
【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、特許文献１または特許文献２に開示された発明では、次のような問題があった。
例えば、自動車用エンジンのシリンダをアルミ製とするときに、アルミパイプを鋳ぐるみした場合、特許文献１及び特許文献２の技術では、はんだ材またはろう材は、融点を下げるために、亜鉛を含有している。
リサイクルにより、シリンダを溶解してアルミニウムの再利用を図るときに、亜鉛が含有していると問題であった。すなわち、一般的なアルミ合金は、銅、ケイ素を含有しているため、それらの元素を含有していても問題はないが、亜鉛は不純物であり、亜鉛の含有率を低減させるための処理を必要とし、リサイクルするのに手間やコストがかかる問題があった。
【０００６】
この発明は上記問題点を解決するためのものであって、リサイクルに適したアルミ部材鋳ぐるみ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法は、次の構成を有している。
（１）アルミ部材をアルミ合金で鋳ぐるみするアルミ部材鋳ぐるみ方法において、アルミ部材を、アルミニウムに銅２６〜３０重量％、ケイ素５〜６重量％、を含むアルミ合金溶湯に浸漬する浸漬工程と、前記浸漬したアルミ部材を、アルミ材料で鋳造する鋳ぐるみ工程を有する。
【発明の効果】
【０００８】
次に、上記構成を有する本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法の作用・効果について説明する。
本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法によれば、アルミ材料で鋳造する前に、アルミニウムに銅２６〜３０重量％、ケイ素５〜６重量％、を含むアルミ合金溶湯に浸漬する工程を有している。このアルミ合金溶湯の融点は、５２５℃程度である。アルミ部材をアルミ合金溶湯に浸漬することにより、アルミ部材の表面に拡散層を形成することができる。アルミ部材の融点は、６５０℃であり、アルミ部材が溶けることはない。
【０００９】
次に、浸漬により表面にアルミ合金溶湯による拡散層が形成されたアルミ部材を鋳型にセットして、アルミ材料により鋳造を行う。鋳造のときに、アルミ合金溶湯がアルミ部材と接する温度を５５０℃〜６５０℃としているが、拡散層を形成するアルミ合金の融点は５２５℃なので、アルミ部材表面、拡散層、及びアルミ材料を、十分金属的に結合することができる。
さらに、鋳ぐるみした製品をリサイクルするときに、従来の鋳ぐるみが不純物である亜鉛を含有していたのに対し、本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法によれば、通常のアルミ合金の成分であるアルミ、銅、ケイ素のみを含有しているので、そのままリサイクルすることができるため、余分な手間やコストが生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明におけるアルミ部材鋳ぐるみ方法を具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に、浸漬工程の図を示す。浸漬用容器１２内に、アルミニウムに銅２６〜３０重量％（本実施例では、２７重量％）、ケイ素５〜６重量％（本実施例では、５重量％）、を含むアルミ合金浸漬用溶湯１３が収納されている。浸漬用容器１２には、ヒーター１４が取り付けられており、アルミ合金浸漬用溶湯１３（融点  ５２５℃）は、約５７０℃となるように加熱されている。
図２に、アルミ部材であるアルミ合金製カップ１１の断面図を示す。アルミ合金製カップ１３の材質は、アルミ展伸材、６０６３である。外径寸法が２０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、肉厚２ｍｍである。
【００１１】
図１に示すように、アルミ合金製カップ１１を長さの２／３程度まで、アルミ合金浸漬用溶湯１３に、２０秒間浸漬する。２０秒経過後、アルミ合金製カップ１１をアルミ合金浸漬用溶湯１３から引き出す。これにより、図３に示すように、アルミ合金製カップ１１の外周面に、１〜２ｍｍの肉厚のアルミ浸漬層１５が形成される。アルミ浸漬層１５は、アルミ合金カップ１１表面に形成された拡散層である。
次に、アルミ浸漬層１５が形成されたアルミ合金製カップ１１を、生砂型１６の下型１６ｂにセットする。そして、上型１６ａを下型１６ｂ上に登載する。そして、鋳込み口１８を介して、生砂型１６内の鋳込み空間に、アルミ合金溶湯１７を注入する。アルミ合金溶湯１７の材質は、ＡＣ４Ｃである。アルミニウムにケイ素が７重量％程度含有したもので、アルミ鋳造に一般的に使用されている材質である。注入されるアルミ合金溶湯１７の温度は、６８０℃になるように制御されている。
【００１２】
これにより、アルミ合金製カップ１１の表面に形成されたアルミ浸漬層１５と、アルミ合金溶湯１７とが合金化し、最終的に鋳ぐるみされるアルミ合金製カップ１１表面と、アルミ合金溶湯１７とが金属的に結合した状態で鋳ぐるみされる。
ここで、アルミ合金製カップ１１をアルミ浸漬用溶湯１３に浸漬させたときに、アルミ浸漬用溶湯１３の成分がアルミニウムに銅２６〜３０重量％（本実施例では、２７重量％）、ケイ素５〜６重量％（本実施例では、５重量％）であるので、アルミ浸漬用溶湯１３の温度を５７０℃と、アルミ展伸材の融点である６５０℃と比較して、低くできるため、アルミ展伸材であるアルミ合金製カップ１１に穴を開ける等の悪い影響を与えることなく、表面にアルミ浸漬層１５を形成することができる。
さらに、アルミ浸漬層１５が形成されたアルミ合金製カップ１１を、６８０℃のアルミ合金溶湯１７で鋳造するときに、アルミ浸漬層１５（融点５２５℃）が溶解し、アルミ合金製カップ１１の表面層と、アルミ合金溶湯１７とを金属的に強く結合させる。
【００１３】
以上、詳細に説明したように、本実施例のアルミ部材鋳ぐるみ方法によれば、アルミ合金カップ１１を、アルミニウムに銅２６〜３０重量％、ケイ素５〜６重量％、を含むアルミ浸漬用溶湯１３（融点  ５２５℃）に浸漬する浸漬工程と、アルミ合金カップ１１を、アルミ合金溶湯１７で鋳造する鋳ぐるみ工程を有するので、アルミ合金カップ１３をアルミ浸漬用溶湯１３に浸漬することにより、アルミ部材（アルミ合金カップ１１）の表面に拡散層を形成することができる。そして、浸漬により表面にアルミ合金溶湯による拡散層が形成されたアルミ合金カップ１１を鋳型にセットして、アルミ材料により鋳造を行うときに、アルミ合金溶湯１７がアルミ部材（アルミ合金カップ１１）と接する温度を５５０℃〜６５０℃としているが、拡散層を形成するアルミ合金の融点は５２５℃なので、アルミ部材表面、拡散層、及びアルミ材料を、十分金属的に結合することができる。
さらに、鋳ぐるみした製品をリサイクルするときに、従来の鋳ぐるみが不純物である亜鉛を含有していたのに対し、本発明のアルミ部材鋳ぐるみ方法によれば、通常のアルミ合金の成分であるアルミ、銅、ケイ素のみを含有しているので、そのままリサイクルすることができるため、余分な手間やコストが生じることがない。
【００１４】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、鋳造方法として、砂型を用いているが、アルミダイキャストを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】アルミ合金カップ１１をアルミ浸漬用溶湯１３に浸漬させた状態を示す断面図である。
【図２】アルミ合金カップ１１の形状を示す断面図である。
【図３】アルミ浸漬層１５が形成されたアルミ合金カップ１１の断面図である。
【図４】浸漬層１５が形成されたアルミ合金カップ１１を、アルミ合金溶湯１７により鋳造する工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１１  アルミ合金カップ
１３  アルミ浸漬用溶湯
１５  アルミ浸漬層
１７  アルミ合金溶湯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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