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アルミ鋳物の強度を上げるアルミ合金の「改良処理」について

お世話になっております。工場長の吉中です。

今回は弊社で行っている、アルミ合金の改良処理を記事にしたいと思います。

なぜ改良処理が必要となるのかをご説明させていただきます。

弊社でよく鋳造されるAC4A、AC4C、AC4B(Al-Si系統)は、鋳造性や耐食性が優れているため鋳物によく使われます。ただし、改良処理をしなければ凝固時に共晶 Si(ケイ素)が粗大で針状に析出するため、靭性が低くなりやすいのが欠点です。

この欠点を解消するために行うのが「改良処理」です。代表的な改良元素が Na(ナトリウム) と Sr(ストロンチウム) です。

🔹Na と Sr の比較

特徴Na (ナトリウム)Sr (ストロンチウム)
改良効果強いが持続しにくいやや穏やかだが長時間持続
添加方法金属 Na、Na-塩フラックスなどAl-Sr 母合金として添加
揮発・消耗大きい少ない(安定)
実用性調整が難しい扱いやすく工業的に主流

弊社では最初ナトリウムで改良処理をおこなっていましたが、作業性の良さからストロンチウムに切り替え、今に至ります。

ストロンチウムによる効果

  1. 共晶 Si の形態を針状 → 繊維状に変化

Si が細かい粒子状になり、靭性・延性が向上。

割れにくくなるので、疲労強度も改善。

  1. 鋳造欠陥の低減

改良処理によって凝固過程が変わり、ミクロポロシティや割れの発生を抑制。

  1. 機械的性質の向上

衝撃値、伸び、疲労強度が特に改善。

引張強さも若干向上する。

また熱処理(T6等)の工程を入れることで、さらに強度を得ることが出来るため、品質の向上、安定につながります。

 

改良処理前のAC4Cです。枝状に見えるのがSi(シリコン)です。
偏って固まっているため強度が落ちます

 

改良後のシリコンは微細化されていて他の成分と馴染んでいます。
この状態から熱処理をすると、さらに馴染むイメージです。

 

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