[发明专利]低压铸造用铝合金

说明书

本发明是由Al－Si－Cu－Mg合金构成的低压铸造用铝合金，包含Si：8.0～12.6质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mg：0.3～0.8质量％、Ti：0.2质量％以下；还包含P：X质量％、Na：Y质量％、Sr：Z质量％，剩余部分由Al以及不可避免杂质构成；P含量、Na含量以及Sr含量满足如下的所有关系：0.45Y+0.24Z+0.003≤X≤0.45Y+0.24Z+0.01、0≤Y≤0.01、0≤Z≤0.0。本发明通过规定P含量以确保铸件的表面平滑性。由此，即使在使用含有Na等的共晶组织改进剂的熔液制造铸件时，也能抑制表面偏析层。

技术领域

本发明涉及低压铸造用铝合金及其制品。详细涉及适用于使制得的铝合金铸件的表面的平滑性良好的亚共晶Al-Si类铝合金。

背景技术

Al－Si类合金因其流动性良好和转印性良好，所以能用作重力铸造、低压铸造、模铸等铸件用合金。特别是Al－Si－Cu－Mg类合金因其强度高，所以能用于发动机部件等。

在前述那样的Al－Si类合金的铸造产品中，对其表面的平滑性有要求。Al－Si类合金铸件的表层组织具有表面偏析层，而该表面偏析层会对铸造产品表面的平滑性产生影响。Al－Si类合金的铸造产品中所产生的表面偏析与由连续铸造中的慢冷却区域的共晶熔解所引起的表面偏析不同，即Al－Si类合金铸件中的表面偏析是指在凝固过程中的α－Al以及共晶相一定程度结晶析出的亚固相区域中，残留的浓液相流入铸件表面的空隙的现象。于是，根据凝固的进行状态，会产生局部不形成表面偏析层的情况。此时，在不形成表面偏析层的部位会产生从表面向内部延续的缩孔，而使平滑性变差。因为前述原因，为确保铸件的表面平滑性，就需要使表面偏析层稳定地生成于铸件的全部表面的方法、或者不生成表面偏析层的方法的任何一种方法。表层是指只要形成形状的表面附近正常，铝合金就该被填充的部位，而表面是指与大气接触的面。

此处，作为对Al－Si类合金铸件的表层组织产生影响的因素之一，列举有P(磷)。通常通过将Al－Si母合金与铝基体金属组合并将其熔解，以使Al－Si类合金制成具有所希望成分的合金。于是，在作为原料的Al－Si母合金制造所需的原料Si中以0.001～0.01质量％左右的偏差混入P。由此，Al－Si类合金的P的含量随着掺合所用的Al－Si母合金的P的含量而变化。例如，在作为亚共晶Al－Si类合金的Al－10％Si合金中，以0.0005～0.0015质量％左右范围存在P。

作为P对亚共晶Al－Si类合金铸件所产生的影响之一，列举有共晶相的细胞数量的增加。该共晶相的细胞数量的增加是由于超过亚共晶Al－Si类合金中的固溶度极限而存在的P作为成为共晶Si的核的AlP结晶析出而产生。于是，如果共晶细胞数量增加，则会阻塞亚固相区域中的液相的流路，从而降低了熔液补给性。由此，表层中易局部产生从表面向内部延续的缩孔。亚共晶Al－Si类合金中的P的固溶度极限是0.0002～0.0003质量％。

作为P对亚共晶Al－Si类合金铸件所产生的其他的影响，还有与作为共晶组织改进剂的Na或者Sr反应的问题。在亚共晶Al－Si类合金铸件的制造中，为了使共晶Si相微细化，通常要添加作为共晶组织改进剂的Na或者Sr。而亚共晶Al－Si类合金铸件中的P与作为该共晶组织改进剂的Na或Sr反应，生成Na₃P或者Sr₃P₂的化合物。其结果是，Na或Sr被消耗掉，没有发挥它们的作为共晶组织改进剂的效果。