本发明专利技术通过调整至抑制高温强度降低的组成，同时极力减少Mn含量并减少向铝的固溶，提供高温强度和导热率优良的铝合金。该铝合金具有以下成分组成：含有12~16质量%的Si、0.1~2.5质量%的Ni、3~5质量%的Cu、0.3~1.2质量%的Mg、0.3~1.5质量%的Fe、0.004~0.02质量%的P以及0~0.1质量%的Mn，根据需要还可以进一步含有1种以上的0.01~0.1质量%的V、0.01~0.6质量%的Zr、0.01~0.2质量%的Cr、0.01~0.2质量%的Ti。对具有这种成分组成的铝合金熔融液体，以液相线以上的温度照射超声波，在超声波照射结束后100秒以内进行铸造而制造。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及汽车用活塞等中使用的。
技术介绍
铝合金通常温度越高强度越低。因此汽车用活塞等在高温下使用的铝合金，为了维持高温强度，一直以来会增加S1、Cu、N1、Mg、Fe及Mn等的添加量，从而使第二相粒子等的晶析物增加。这些用于提高高温强度的添加元素中，Mn是为了改良Fe系化合物而添加的。Fe系化合物虽然对提高高温强度有效，但有发生粗大化成为针状的倾向，若发生粗大化则机械性质会降低。因此，添加Mn来实现Fe系化合物的a化(例如，参照日本专利第4075523号公报及第4026563号公报)。另外一方面，增加添加量时，晶析物会发生粗大化并以此为起点容易产生破坏从而室温强度降低。因此，例如如日本专利申请特开2007-216239号公报中公开的，为了减少室温强度的降低，在铝合金的铸造时对铝合金熔融液体以液相线以上的温度下照射超声波来抑制粗大的金属间化合物的生成，即实现组织的微细化。
技术实现思路
但是，如日本专利第4075523号公报或第4026563号公报中提出的，为了达到提高铝的高温强度的目的而添加Mn时，一部分固溶于铝中而使铝合金的导热率降低。若将这种合金用于活塞等在高温下使用的部件中，则有变成以铝合金部件的温度变高、强度降低的状态使用的问题。另外，日本专利申请特开2007-216239号公报中为了提高强度，通过在液相线以上进行超声波照射来实现组织微细化，但没有进行调整成高温强度及导热率优良的组成的铝合金的具体的提案。本专利技术是为了解决上述课题而提出的，本专利技术的目的在于通过调整成抑制高温强度降低的组成，同时极力减少Mn含量并减少向铝的固溶，从而提供高温强度和导热率优良的招合金。本专利技术的高温强度和导热优良的铝合金，为了达到该目的，其特征在于含有12 16质量％的51、0.1 2. 5质量％的附、3 5质量％的(11、0. 3 1. 2质量％的Mg、0. 3 1. 5质量％的Fe、0. 00r0. 02质量％的P，且其余部分具有由Al和不可避免的杂质构成的成分组成。另外，也可以是含有12 16质量%的S1、0.1 2. 5质量%的N1、3 5质量%的Cu、0.3^1. 2质量％的Mg、0. 3 1. 5质量％的Fe、0. 004^0. 02质量％的P以及0.1质量％以下的Mn，其余部分具有由Al和不可避免的杂质构成的成分组成。也可以是进一步含有I种以上的0. oro.1质量％的V、0. oro. 6质量％的Zr的成分组成。另外，也可以是进一步含有I种以上的0. oro. 2质量％的Cr、0. Of 0. 2质量％的Ti的成分组成。而且，取0. 2mm2的观察视野时，优选具有以下金属组织晶析物的长边方向的大小从大的一方开始10个晶析物的平均为230 u m以下。对具有这种成分组成的铝合金熔融液体以液相线以上的温度照射超声波，通过在超声波照射结束后100秒以内进行铸造，可以提高室温特性并得到加工性优良的铝合金。本专利技术的铝合金，通过使比重小的Si与强化元素的组合来提高高温强度，轻质且 比强度优良。另一方面，通过不添加会固溶于铝中并降低导热率的Mn，或者将其添加量抑制在0.1质量％以下并将添加的Mn嵌入Fe系金属间化合物中，可以将该Fe系金属间化合物变成块状并得到高温强度优良同时导热率优良的铝合金。而且本专利技术的铝合金，通过在铸造时对铝熔融液体在液相线以上实施超声波处理，可以将晶析物微细化并分散，因此可以提高室温强度并得到加工性优良的铝合金。附图的简单说明附图说明图1说明使用超声波钢模(horn)的超声波处理装置的概要。图2说明将铝合金熔融液体进行超声波处理的方式。图3是表示实施例5、6制造的铝合金的金属组织的图，Ca)为没有超声波的实施例5，(b)为有超声波的实施例6。符号说明1:超声波发生器2 :振子3 :钢模4 :螺丝方式连接5 :控制部件6 电炉7 :；fc甘埚8:热电偶9 :熔融液体具体实施例方式本专利技术人等进行了深刻研究，以低成本得到高温强度和导热率优良的铝合金材料作为可以在汽车用活塞等中使用的铝合金材料。在该过程中，通过细微调整Si与强化元素添加量并进行组合，可以提高高温强度，而且，通过不添加固溶于铝中且降低导热率的Mn、或者极力减少添加量，可以得到导热率优良的铝合金。更加具体地进行说明。就大量添加Fe的Al-Si系合金而言，针状的Al-Fe- Si系晶析物会发生粗大化且强度容易降低。因此，通常添加Mn将晶析物改良成块状。通过使晶析物块状化来抑制强度的降低。但是添加的Mn并非全部作为Al-Fe-Mn- Si系晶析物析出，有固溶于铝中的成分，因此会使导热率降低。另一方面，如果能将针状的Al-Fe - Si系晶析物细微分散，可以得到比块状的Al-Fe-Mn- Si系晶析物分散的材料高温强度更高的材料。而且如果不添加Mn，则也不存在Mn向铝中的固溶，因此也可以抑制导热率的降低。因此，本专利技术中除了通过调整Fe添加量的抑制等成分组成来实现抑制Al-Fe- Si系晶析物的粗大化外，还不添加Mn、或将添加量抑制至最小限、消除Mn向铝中的固溶，从而防止导热率的降低。另外，通过在铸造时照射超声波，可以实现晶析物的微细化。以下，进行详细说明。 首先，对使用的铝合金熔融液体的成分、组成进行说明。Si 10 16 质量％Si具有提高高温强度的作用。该效果在Si为10质量％以上时发挥特别好的效果，若超过16质量％则导热率降低。另外若析出量增加则室温下的伸展降低且加工性恶化。因此在不超过16质量％的范围内添加。N1:0.1 2. 5 质量％Ni不会对导热率产生不良影响且具有提高高温强度的作用。若与Cu同时添加，则作为Al-N1- Cu系化合物析出并通过分散强化使高温强度提高。若不足0.1质量％则无法期待这种效果，若超过2. 5质量％则合金密度变高，无法得到比强度的提高。Cu :3 5 质量％Cu具有提高高温强度的作用。若与Ni同时添加则作为Al -N1-Cu系化合物通过分散强化使高温强度提高。该作用在添加3质量％以上时变得显著，但若超过5质量％则使导热率降低。另外，合金密度变高且无法得到比强度的提高。因此Cu的添加量为:T5质量％。Mg :0. 3 1. 2 质量％Mg对高温强度提高有效。特别是进行照射超声波时，通过添加Mg容易产生腔(Cavitation)(微细的泡)，因此能发挥细微化效果。该作用在添加0. 3质量％以上时变得显著，但若超过1.2质量％则导热率降低。另外伸展降低且容易生成铸造裂缝。因此，Mg的添加量为0. 39T1. 2质量％的范围。Fe :0. 3 1. 5 质量％Fe若与Si同时添加则形成Al - Fe - Si系晶析物，有助于分散强化并提高高温强度。该效果在Fe的添加量为0. 3质量％以上的添加时可以发挥，但若超过1. 5质量％添加越多则越会发生粗大化，因此机械性质反而降低。而且若Fe添加量多，则导热率急剧下降。为了抑制晶析物的粗大化并发挥其效果，Fe含量有必要调整至0. 3^1. 5质量％。P :0. 004 0. 02 质量％P形成AlP化合物并作为Si的异质核发挥作用。因此，具有将单体Si微细化并使之均匀分散的作用。该作用在0. 004质量％以上时发挥特别好的效果，若超过0. 02本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 JP 2010-1611671.高温强度和导热优良的铝合金，其特征在于含有12 16质量％的31、0.Γ2. 5质量％的N1、3 5质量%的Cu,O. 3 1. 2质量%的Mg,O. 3 1. 5质量%的Fe,O. 004 O. 02质量%的P，其余部分具有由Al和不可避免的杂质构成的成分组成。2.高温强度和导热优良的铝合金，其含有12 16质量％的31、0.广2.5质量％的附、3 5质量％的Cu、0. 3 1. 2质量％的Mg、0. 3 1. 5质量％的Fe、0. 004 O. 02质量％的P以及O.1质量％以下的Mn，其余部分具有由Al和不可避免的杂质构成的成分组成。3...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢劼，山元泉实，织田和宏，石田丰，堀川宏，
申请(专利权)人：日本轻金属株式会社，
类型：
国别省市：
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