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JP3484989B2 - Manufacturing method of aluminum integrated caliper body for disc brake - Google Patents
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JP3484989B2 - Manufacturing method of aluminum integrated caliper body for disc brake - Google Patents

Manufacturing method of aluminum integrated caliper body for disc brake

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JP3484989B2
JP3484989B2 JP26942598A JP26942598A JP3484989B2 JP 3484989 B2 JP3484989 B2 JP 3484989B2 JP 26942598 A JP26942598 A JP 26942598A JP 26942598 A JP26942598 A JP 26942598A JP 3484989 B2 JP3484989 B2 JP 3484989B2
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mold
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0004Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0016Brake calipers

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロータの両側面に対向
してピストンを配設した対向ピストン型ディスクブレー
キのキャリパボディの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a caliper body of an opposed piston type disc brake in which pistons are arranged so as to face both side surfaces of a rotor.

【0002】対向ピストン型ディスクブレーキは、車軸
に固定されているロータに対して一対又は複数対のピス
トンを両側から対向させた構造をもっている。具体的に
は、ピストン使用状態を平断面図で示す図1にみられる
ように、ロータ1のヘッドをキャリパボディ2の中心近
傍にある空間部に臨ませ、ピストン3の先端に取り付け
られているブレーキパッド4をロータ1の両側面に対向
させている。パイプ5から送られる油圧でピストン3を
ロータ1側に押し出すと、ブレーキパッド4がロータ1
の両側面に押し付けられる。ブレーキパッド4の押圧力
は、車軸に対する制動力として働き、車軸の回転速度を
低下させる。ピストン3を支持するキャリパボディ2に
は、鋳鉄鋳物が従来から使用されている。油圧送給用の
パイプ5は、鋳鉄鋳物の中に配置されることから、鋼製
パイプを鋳鉄に鋳包むことによってキャリパボディ2内
に組み込んでいた。
The opposed piston type disc brake has a structure in which a pair of pistons or a plurality of pairs of pistons are opposed to both sides of a rotor fixed to an axle. Specifically, as shown in FIG. 1, which is a plan sectional view showing the piston in use, the head of the rotor 1 is attached to the tip of the piston 3 so as to face the space near the center of the caliper body 2. The brake pads 4 are opposed to both side surfaces of the rotor 1. When the piston 3 is pushed out to the rotor 1 side by the hydraulic pressure sent from the pipe 5, the brake pad 4 moves to the rotor 1 side.
It is pressed against both sides of. The pressing force of the brake pad 4 acts as a braking force on the axle and reduces the rotation speed of the axle. A cast iron casting is conventionally used for the caliper body 2 that supports the piston 3. Since the pipe 5 for hydraulic feeding is arranged in the cast iron casting, the pipe made of steel is incorporated in the caliper body 2 by wrapping it in cast iron.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】鋳鉄製のキャリパボデ
ィでは、重量が嵩み、車両搭載用機器に強く要求されて
いる軽量化を図ることができない。鋳鉄製に替えてアル
ミニウム製のキャリパボディが使用されると、大幅な軽
量化が可能になる。しかし、キャリパボディの構造及び
機能面から、鋳鉄製をアルミニウム製に単に置き換える
ことはできない。すなわち、シリンダ6にパイプ5から
油を送り込み、ピストン3に油圧を加えることにより車
軸にブレーキがかかるが、このときキャリパボディ2の
ブリッジ部7が開く方向の反力が発生する。
The caliper body made of cast iron is heavy in weight and cannot be reduced in weight, which is strongly required for vehicle-mounted equipment. If a caliper body made of aluminum is used instead of cast iron, the weight can be significantly reduced. However, from the viewpoint of the structure and function of the caliper body, it is not possible to simply replace cast iron with aluminum. That is, the oil is sent from the pipe 5 to the cylinder 6 and the hydraulic pressure is applied to the piston 3 to brake the axle.

【0004】アルミニウム製のキャリパボディ2では、
この反力によってブリッジ部7が金属疲労してクラック
が発生する虞れがあり、安全上の問題が未解決である。
ブリッジ部7の金属疲労を回避するため、ブリッジ部7
をA−A線で2分割してアウタキャリパ及びインナキャ
リパを製造し、両者をボルトで締め付けることによりキ
ャリパボディを組み立てることが知られている(特開平
9−177843号公報)。しかし、分割型キャリパボ
ディでは、製造工数が増加し、結果的にコストが高くな
る。また、アウタキャリパとインナキャリパとの正確な
位置合せも必要となり、アウタキャリパ,インナキャリ
パの鋳造自体にも厳格な管理が要求される。更には、デ
ィスクブレーキ作動中にアウタキャリパとインナキャリ
パとを締結するボルトに応力が集中し、ボルトが破損す
る虞れがある。
In the caliper body 2 made of aluminum,
This reaction force may cause metal fatigue in the bridge portion 7 to cause a crack, and a safety problem remains unsolved.
In order to avoid metal fatigue of the bridge portion 7,
It is known that an outer caliper and an inner caliper are divided into two parts along the line AA to assemble the caliper body by tightening both with a bolt (JP-A-9-177843). However, in the split type caliper body, the number of manufacturing steps increases, resulting in higher cost. In addition, accurate alignment between the outer caliper and the inner caliper is required, and strict control is also required for casting the outer caliper and the inner caliper. Further, stress is concentrated on the bolts that fasten the outer caliper and the inner caliper during operation of the disc brake, which may damage the bolts.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、キャリパボディ
に使用されるアルミニウム合金及び鋳造法を改良するこ
とにより、ブリッジ部に発生しがちな疲労クラックを抑
制し、製造及び組立てが容易な一体型のキャリパボディ
を提供することを目的とする。本発明のディスクブレー
キ用アルミニウム製一体型キャリパボディの製造方法
は、その目的を達成するため、ブレーキパッドを介して
ロータに押し付けられるピストンに油圧を送給するアル
ミニウム製パイプを被鋳ぐるみ材としてキャリパボディ
形状に形作られた金型にセットすると共に、Si:5〜
11重量%,Mg:0.25〜0.7重量%,Sb:
0.08〜0.20重量%を含み、更に必要に応じてT
i:0.05〜0.3重量%及び/又はB:0.000
1〜0.01重量%を含み、残部が実質的にAlの組成
をもち、不純物として含まれる元素がP:0.002重
量%以下,Ca:0.002重量%以下,Na:0.0
01重量%以下,Sr:0.001重量%以下,Fe:
0.3重量%以下,その他の不純物元素:合計0.5重
量%以下に規制されたアルミニウム合金溶湯を、脱ガ
ス,脱滓,微細化処理した後、保持炉で700〜760
℃に保持し、1回の鋳造に必要な量の溶湯を湯溜りに移
湯し、湯溜りでの溶湯温度を640〜700℃に調整し
た後、前記被鋳ぐるみ材であるアルミニウム製パイプが
セットされた金型に溶湯を注湯して、鋳造後、共晶Si
の平均長さが10μm以下,デンドライトアームスペー
シングが50μm以下,介在物の平均個数がK10値で
0.01個/cm2以下に調整された金属組織を有する
キャリパボディを得ることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve such a problem, and improves the aluminum alloy used for the caliper body and the casting method to cause the occurrence of a bridge portion. It is an object of the present invention to provide an integral type caliper body that suppresses fatigue cracks that tend to occur and is easy to manufacture and assemble. In order to achieve the object, a method for manufacturing an aluminum integrated caliper body for a disc brake of the present invention is, in order to achieve the object, an aluminum pipe for supplying a hydraulic pressure to a piston pressed against a rotor via a brake pad, as a caliper to be cast. Set in a mold shaped into a body shape, and Si: 5
11% by weight, Mg: 0.25 to 0.7% by weight, Sb:
0.08 to 0.20% by weight, and if necessary, T
i: 0.05 to 0.3% by weight and / or B: 0.000
1 to 0.01% by weight, the balance substantially has a composition of Al, and the elements contained as impurities are P: 0.002% by weight or less, Ca: 0.002% by weight or less, Na: 0.0
01 wt% or less, Sr: 0.001 wt% or less, Fe:
0.3% by weight or less, other impurity elements: Aluminum alloy melt regulated to a total of 0.5% by weight or less is degassed, slag and refined, and then 700 to 760 in a holding furnace.
C., the amount of molten metal required for one casting is transferred to the pool, and the molten metal temperature in the pool is adjusted to 640 to 700.degree. The molten metal is poured into the set mold, and after casting, eutectic Si
And a dendrite arm spacing of 50 μm or less, and an average number of inclusions is adjusted to 0.01 / cm 2 or less in K 10 value to obtain a caliper body having a metallographic structure. .

【0006】 鋳造に際しては、1回の鋳造に必要な量
の溶湯を保持炉から汲み出し、金型の湯溜りに連結され
ている冷却樋に移湯し、冷却樋を経て湯溜りに溶湯を供
給する。冷却樋としては、湯溜りに流出する溶湯の流量
を調整する堰を備え、放熱構造をもつ冷却樋が使用され
る。他方、湯溜りは、収容している溶湯の降温を抑えて
均一な温度分布にするため、断熱材がライニングされて
いる。
In casting, the required amount of molten metal for one casting is pumped out from the holding furnace, transferred to a cooling trough connected to the mold's pool, and supplied to the pool through the cooling trough. To do. As the cooling gutter, a cooling gutter having a heat dissipation structure, which has a weir for adjusting the flow rate of the molten metal flowing out to the pool, is used. On the other hand, in the hot water pool, a heat insulating material is lined in order to suppress the temperature drop of the contained molten metal and make a uniform temperature distribution.

【0007】金型に注入される溶湯の流量は、湯溜りか
ら送り込まれる溶湯がアルミニウム製パイプに直接接触
することを防止するため、湯溜りから金型のキャビティ
に送り込まれた溶湯の湯面が上昇してアルミニウム製パ
イプを覆った後で、生産性を向上させるため残りの溶湯
をキャビティに急速に供給するように調整される。具体
的には、キャビティ内を上昇する溶湯の湯面がアルミニ
ウム製パイプを覆うまでは、湯溜りから送り込まれる溶
湯がアルミニウム製パイプに直接接触しないように、湯
溜りが一体化された金型又は回転可能な湯溜りを徐々に
回転させながら金型からキャビティに溶湯を送り込む傾
斜鋳造法が採用される。キャビティを溶湯で充填した後
で、湯口を上方に位置させて押し湯効果を働かせると
き、鋳巣等の欠陥が防止される。溶湯注入中には、必要
に応じてアルミニウム製パイプの一端を真空系に接続
し、他端から外気を吸引する。これによって、アルミニ
ウム製パイプが冷却され、溶損が防止される。鋳造後に
520〜545℃×1〜15時間の溶体化処理,水焼入
れ,150〜170℃×2〜10時間の時効処理を施す
とき、キャリパボディとして必要な機械的特性が付与さ
れる。
The flow rate of the molten metal poured into the mold is such that the molten metal fed from the pool to the cavity of the mold is prevented from coming into direct contact with the aluminum pipe. After ascending to cover the aluminum pipe, it is adjusted to rapidly feed the remaining melt into the cavity to improve productivity. Specifically, until the molten metal rising inside the cavity covers the aluminum pipe, the molten metal fed from the molten metal pool does not directly contact the aluminum pipe, so that the molten metal mold is integrated into the mold or An inclined casting method is adopted in which molten metal is fed from a mold to a cavity while gradually rotating a rotatable pool. After filling the cavity with the molten metal, when the sprue is positioned above to exert the pushing effect, defects such as porosity are prevented. During the injection of the molten metal, one end of the aluminum pipe is connected to a vacuum system as necessary, and the outside air is sucked from the other end. This cools the aluminum pipe and prevents melting damage. Mechanical properties required as a caliper body are imparted when performing solution treatment at 520 to 545 ° C. for 1 to 15 hours, water quenching, and aging treatment at 150 to 170 ° C. for 2 to 10 hours after casting.

【0008】[0008]

【作用】本発明者等は、ブリッジ部7にみられる疲労ク
ラックの発生原因を調査し、疲労クラックの発生に及ぼ
す合金組成,鋳造方法等の影響を検討した。その結果、
疲労クラックは、キャリパボディのアルミニウム合金に
含まれる酸化物等の介在物や粗大な金属間化合物を起点
として発生することを見出した。そこで、介在物や粗大
な金属間化合物を抑制する合金設計及び鋳造方法を解明
した。本発明に従ったキャリパボディの製造に使用され
るアルミニウム合金は、次のように合金設計されてい
る。
The present inventors investigated the cause of fatigue cracks found in the bridge portion 7 and examined the effects of alloy composition, casting method, etc. on the occurrence of fatigue cracks. as a result,
It was found that fatigue cracks originate from inclusions such as oxides and coarse intermetallic compounds contained in the aluminum alloy of the caliper body. Therefore, the alloy design and casting method for suppressing inclusions and coarse intermetallic compounds were clarified. The aluminum alloy used to manufacture the caliper body according to the invention is designed as follows.

【0009】Si:5〜11重量% 金型に注湯された溶湯の湯流れを改善し、熱処理時にM
2 Siを析出させて合金の機械強度を向上させる。ま
た、5〜11重量%にSi含有量を調整することによ
り、被鋳ぐるみ材であるアルミニウム製パイプよりも融
点を下げ、金型に注湯された溶湯によってアルミニウム
製パイプが溶損することを抑制する。Si含有量5〜1
1重量%の範囲は亜共晶組成であり、機械加工時の切削
性を向上させる上でも有利である。Si含有量が11重
量%を超える過共晶領域では、凝固時に発生した初晶S
iが応力によってクラック発生源となり、疲労強度を低
下させる。また、過共晶領域ではα−Al晶がほとんど
ないため材料の伸びが非常に小さくなり、疲労クラック
が発生したときクラックの伝播速度が速く疲労強度が低
下する。他方、5重量%未満のSi含有量では湯流れが
悪くなり、鋳造欠陥の発生,切削性及び強度等が低下す
る傾向がみられる。また、Si含有量の低下に伴って融
点が上昇すると、被鋳包み材であるアルミニウム製パイ
プを溶損する虞れが生じる。
Si: 5 to 11 wt% Improves the flow of molten metal poured into the mold, and M during heat treatment
Precipitates g 2 Si to improve the mechanical strength of the alloy. Further, by adjusting the Si content to 5 to 11% by weight, the melting point is lower than that of the aluminum pipe which is the cast-in-roll material, and it is possible to prevent the aluminum pipe from being melted by the molten metal poured into the mold. To do. Si content 5 to 1
The range of 1% by weight is a hypoeutectic composition, which is also advantageous in improving machinability during machining. In the hypereutectic region where the Si content exceeds 11% by weight, the primary crystal S generated during solidification
i becomes a crack generation source due to stress, and reduces fatigue strength. Further, in the hypereutectic region, since there are almost no α-Al crystals, the elongation of the material becomes very small, and when a fatigue crack occurs, the propagation speed of the crack is high and the fatigue strength is reduced. On the other hand, if the Si content is less than 5% by weight, the flow of molten metal tends to be poor, and casting defects, machinability, strength, etc. tend to decrease. Further, if the melting point rises as the Si content decreases, the aluminum pipe that is the material to be cast may be melted and damaged.

【0010】Mg:0.25〜0.7重量% 熱処理によってMg2 Siを形成し、合金の機械強度を
向上させる。しかし、0.7重量%を超える多量のMg
が含まれると、Mg系酸化物が多くなる。Mg系酸化物
が製品に混入すると、クラック発生源となって疲労強度
を低下させる。また、伸びを低下させて疲労強度を低下
させる原因にもなる。逆に、0.25重量%未満のMg
含有量では、Mg2 Siが十分析出せず、必要強度が得
られない。Sb:0.08〜0.20重量% 共晶Siを細長い形状に微細化し、伸び及び疲労強度を
増大させると共に、共晶Siによる耐摩耗性を確保す
る。Sbは、溶製時,保持時等の高温状態においても溶
湯中で酸化されがたい。そのため、Sbの酸化物がクラ
ック発生源となって製品中に混入されることがなく、疲
労強度が高くなる。しかも、溶体化処理時、Sbで微細
化された共晶Siは塊状Siに成長することなく、細長
い共晶Siの角部が丸くなる。これによっても伸びの改
善が図られる。このような作用は、0.08〜0.20
重量%の範囲で顕著になる。共晶Siの微細化は、0.
20重量%を超える量でSbを添加しても増量に見合っ
た効果がみられない。逆に、0.08重量%未満のSb
含有量では、共晶Siが十分に微細化されない。
Mg: 0.25 to 0.7% by weight Heat treatment forms Mg 2 Si to improve the mechanical strength of the alloy. However, a large amount of Mg exceeding 0.7% by weight
The content of Mg increases the amount of Mg-based oxide. When the Mg-based oxide is mixed in the product, it becomes a crack generation source and reduces the fatigue strength. It also causes a decrease in elongation and a decrease in fatigue strength. Conversely, less than 0.25 wt% Mg
With the content, Mg 2 Si is not sufficiently precipitated and the required strength cannot be obtained. Sb: 0.08 to 0.20 wt% Eutectic Si is refined into a slender shape to increase elongation and fatigue strength and to secure wear resistance due to eutectic Si. Sb is unlikely to be oxidized in the molten metal even at high temperatures such as during melting and holding. Therefore, the oxide of Sb does not become a crack generation source and is not mixed into the product, and the fatigue strength is increased. Moreover, during solution treatment, the eutectic Si refined by Sb does not grow into massive Si, and the corners of the elongated eutectic Si are rounded. This will also improve the growth. Such an effect is 0.08 to 0.20.
It becomes remarkable in the range of weight%. The refinement of eutectic Si is 0.
Even if Sb is added in an amount exceeding 20% by weight, the effect commensurate with the increase in amount is not observed. Conversely, less than 0.08 wt% Sb
With the content, eutectic Si is not sufficiently refined.

【0011】Ti:0.05〜0.3重量%及び/又は
B:0.0001〜0.01重量% α−Al晶の鋳造結晶粒を微細化し、デンドライトを小
さく、方向性の無いデンドライト組織に改良することに
より、材料の伸び及び疲労強度の異方性をなくし、伸び
及び疲労強度の値を向上させる作用を呈する。しかし、
0.3重量%を超えるTi量や0.01重量%を超える
B量では,クラックの発生源となる粗大なTiB2 ,T
iAl3 等が発生し、疲労強度を低下させる原因とな
る。逆に、0.05重量%未満のTi量又は0.000
1重量%未満のB量では、微細化効果が小さくなる。鋳
造結晶粒はTi又はBの単独添加でも微細化されるが、
Ti及びBの併用添加によってより微細化効果が顕著に
なる。P:0.002重量%以下 初晶Siの微細化剤として使用される元素であるが、A
l−P系化合物がSiの結晶核として働くことから、共
晶Siの粗大化や初晶Siの晶出の原因となる。粗大な
共晶Siや初晶Siは、クラック発生源となり、疲労強
度を低下させる。また、共晶Siが粗大化すると、伸び
を低下させる。このようなことから、P含有量は少ない
ほど好ましいが、合金配合時に不純物として混入するこ
とが避けられない。そこで、本発明においてはP含有量
の上限を0.002重量%に設定した。
Ti: 0.05 to 0.3% by weight and / or
B: 0.0001 to 0.01% by weight By refining the casting crystal grains of α-Al crystal and improving the dendrite structure with a small dendrite and no directionality, the elongation and fatigue strength anisotropy of the material are improved. It has the effect of improving the values of elongation and fatigue strength. But,
If the Ti content exceeds 0.3% by weight or the B content exceeds 0.01% by weight, coarse TiB 2 , T which becomes a source of cracks is generated.
iAl 3 or the like is generated, which causes a decrease in fatigue strength. On the contrary, a Ti content of less than 0.05% by weight or 0.000
If the amount of B is less than 1% by weight, the effect of refining becomes small. The cast crystal grains can be refined by adding Ti or B alone,
The addition effect of Ti and B in combination makes the effect of refinement more remarkable. P: 0.002% by weight or less An element used as a refiner of primary crystal Si,
Since the l-P-based compound acts as a crystal nucleus of Si, it causes coarsening of eutectic Si and crystallization of primary Si. Coarse eutectic Si or primary crystal Si becomes a crack generation source and reduces fatigue strength. Further, if the eutectic Si is coarsened, the elongation is reduced. For this reason, the smaller the P content, the more preferable, but it is unavoidable that it is mixed as an impurity when the alloy is mixed. Therefore, in the present invention, the upper limit of the P content is set to 0.002% by weight.

【0012】Ca:0.002重量%以下,Na:0.
001重量%以下,Sr:0.001重量%以下 何れも共晶Siの微細化剤として知られている元素であ
るが、溶湯中で酸化されやすい。生成したCa系,Na
系,Sr系酸化物は、製品中に取り込まれると疲労クラ
ック発生源となり、更には共晶Siを微細化するSbの
働きを抑える方向に作用する。したがって、Ca,N
a,Sr含有量は少ないほど好ましいが、合金配合時に
不純物として混入することが避けられない。そこで、本
発明においては、上限をそれぞれ0.002重量%,
0.001重量%,0.001重量%に設定した。
Ca: 0.002% by weight or less, Na: 0.
001% by weight or less and Sr: 0.001% by weight or less Both are elements known as a eutectic Si refiner, but are easily oxidized in the molten metal. Generated Ca system, Na
When incorporated in the product, the Sr-based and Sr-based oxides become a source of fatigue crack generation, and further act to suppress the function of Sb which makes eutectic Si fine. Therefore, Ca, N
The smaller the content of a and Sr, the better, but it is unavoidable that they are mixed in as impurities during alloy formulation. Therefore, in the present invention, the upper limits are 0.002% by weight,
It was set to 0.001% by weight and 0.001% by weight.

【0013】Fe:0.3重量%以下 クラック発生源となるAl−Fe−Si系化合物を作る
元素であることから、少ないほど好ましい。しかし、F
e含有量を極端に下げることは、合金配合時に使用され
る原料が制約され、結果として合金コストを上げること
になる。そこで、本発明においては、Fe含有量の上限
を0.3重量%に設定した。その他の不純物元素:合計0.5重量%以下 本発明で使用されるアルミニウム合金は、疲労クラック
発生源となる酸化物の巻込み及び金属間化合物の晶出を
防止する合金設計を採用している。そのため、他の不純
物元素も極力少なくすることが必要である。このような
観点から、本発明においては他の不純物元素の合計量を
0.5重量%以下に規制した。
Fe: 0.3 wt% or less It is an element that produces an Al—Fe—Si compound that becomes a crack generation source, so the smaller the amount, the more preferable. But F
If the e content is extremely reduced, the raw materials used during alloy formulation are restricted, resulting in an increase in alloy cost. Therefore, in the present invention, the upper limit of the Fe content is set to 0.3% by weight. Other impurity elements: 0.5% by weight or less in total The aluminum alloy used in the present invention adopts an alloy design that prevents the inclusion of oxides that cause fatigue cracks and the crystallization of intermetallic compounds. . Therefore, it is necessary to reduce other impurity elements as much as possible. From such a viewpoint, in the present invention, the total amount of other impurity elements is regulated to 0.5% by weight or less.

【0014】共晶Siの平均長さ:10μm以下 共晶Siが小さいほど、合金材料に伸びを与え疲労強度
を向上させる上で有効である。共晶Siのサイズは、S
bの添加量によって調整される。共晶Siが平均長さで
10μmを超えるようになると、疲労クラックの発生源
になり易い。また、ピストンが摺擦するシリンダ部では
耐摩耗性が要求されるため、過度に微細な共晶Siは好
ましくない。デンドライトアームスペーシング(DAS):50μm
以下 α−Al晶のDASが小さいほど、合金材料に伸びが出
て疲労強度を向上させる。そこで、本発明においては,
DASの上限値を50μmとした。DASが50μmを
超えると、デンドライトとデンドライトの境界や結晶粒
界に粗大金属間化合物が発生及び凝集し、疲労クラック
の発生源になり易くなる。DASを小さくするためには
金型に注湯された溶湯を急冷する必要があるが、本発明
に従った鋳造法では、金型内部の必要個所に冷却機構を
セットし、冷却機構に供給する冷却水で金型を冷却する
ことも可能である。
Average length of eutectic Si: 10 μm or less The smaller the eutectic Si, the more effective it is to give elongation to the alloy material and improve the fatigue strength. The size of eutectic Si is S
It is adjusted by the addition amount of b. When the average length of eutectic Si exceeds 10 μm, it tends to be a source of fatigue cracks. In addition, since wear resistance is required in the cylinder portion where the piston slides, excessively fine eutectic Si is not preferable. Dendrite arm spacing (DAS): 50 μm
Below, the smaller the DAS of the α-Al crystal, the more the alloy material is stretched and the fatigue strength is improved. Therefore, in the present invention,
The upper limit of DAS was 50 μm. If the DAS exceeds 50 μm, coarse intermetallic compounds are generated and aggregated at the boundaries between dendrites and dendrites and at the crystal grain boundaries, which easily becomes a source of fatigue cracks. In order to reduce the DAS, it is necessary to rapidly cool the molten metal poured into the mold, but in the casting method according to the present invention, a cooling mechanism is set at a required position inside the mold and supplied to the cooling mechanism. It is also possible to cool the mold with cooling water.

【0015】介在物の平均個数:K10値で0.01個/
cm2 以下 肉眼や10倍ルーペ等で観察される長さ0.1mm以上
の粗大介在物は、疲労クラックの発生源となる。この種
の粗大介在物は、Al,Na,Ca,Sr,Mg等の酸
化物や酸化皮膜,Al−Si−Fe系,Al−Ti系,
Ti−B系,Mg−Sb系等の晶出金属間化合物や炉
材,工具等から混入する異物等に由来する。粗大介在物
を観察視野において0.01個/cm2 以下に抑えるこ
とが重要であり、これによって初めてキャリパボディ2
のブリッジ部7に疲労クラックの発生がなくなり、疲労
強度及び安全性に優れた一体型のキャリパボディが得ら
れる。介在物の平均個数は、鋳造された合金材料の破断
面を10倍ルーペで観察し、カウントされた個数を単位
面積当りに換算したK10値で表示される。平均個数の測
定に際しては、左右の2破断面を一片とし、5〜6片を
1試料として評価される。本発明では、更にその面積2
5cm2 で1試料のデータとし、7試料のデータの平均
値として介在物の平均個数を算出した。このように求め
られたK10値が0.01個/cm2 以下であると、優れ
た伸び特性及び疲労強度が合金材料に付与される。他
方、K10値が0.01個/cm2 を超える場合、必要と
する疲労強度が得られない。
Average number of inclusions: 0.01 / K 10 value
cm 2 or less Coarse inclusions having a length of 0.1 mm or more, which are observed with the naked eye or a 10 times magnifying glass, are sources of fatigue cracks. Coarse inclusions of this type include oxides and oxide films of Al, Na, Ca, Sr, Mg, etc., Al-Si-Fe-based, Al-Ti-based,
It is derived from crystallized intermetallic compounds such as Ti-B type and Mg-Sb type, and foreign substances mixed in from furnace materials, tools and the like. It is important to keep the number of coarse inclusions below 0.01 / cm 2 in the observation field of view.
Fatigue cracking does not occur in the bridge portion 7, and an integrated caliper body excellent in fatigue strength and safety can be obtained. The average number of the inclusions is displayed as a K 10 value obtained by observing the fracture surface of the cast alloy material with a 10 times magnifying glass and converting the counted number per unit area. When measuring the average number, two fracture surfaces on the left and right are treated as one piece, and 5 to 6 pieces are treated as one sample. In the present invention, the area 2
The data of one sample was obtained at 5 cm 2 , and the average number of inclusions was calculated as the average value of the data of 7 samples. When the K 10 value thus obtained is 0.01 / cm 2 or less, excellent elongation characteristics and fatigue strength are imparted to the alloy material. On the other hand, if the K 10 value exceeds 0.01 / cm 2 , the required fatigue strength cannot be obtained.

【0016】0.01個/cm2 以下のK10値は、次の
ような方法で達成できる。合金配合時に混入してくるN
a,Ca,Sr等を配合原料の選択によって極力抑える
と共に、酸化後に溶湯を高温処理することにより、混入
してきたNa,Ca,Sr等を炉滓として溶湯から浮上
分離する。浮上したスラグを溶湯から除去すると、N
a,Ca,Sr等の極めて少ないアルミニウム合金溶湯
となる。Mg,Al等も酸化皮膜となって溶湯表面に浮
遊するが、これら酸化皮膜は、除滓時に溶湯から分離さ
れる。溶湯を保持炉から湯溜りに移湯する際には、酸化
物や酸化物皮膜が溶湯に巻込まれないような方法を採用
する。更に、製造条件を調整することによって、Fe,
Ti,他の元素が粗大晶出物に成長することを防止す
る。炉材や工具に由来する介在物は、溶湯を高温で保持
することによって溶湯から分離される。
A K 10 value of 0.01 / cm 2 or less can be achieved by the following method. N mixed in when alloy is mixed
A, Ca, Sr, etc. are suppressed as much as possible by selecting the blended raw materials, and the high temperature treatment of the molten metal after oxidation causes the mixed Na, Ca, Sr, etc. to float and separate from the molten metal as a furnace slag. When the floating slag is removed from the molten metal, N
It becomes an aluminum alloy melt with very little a, Ca, Sr, etc. Mg, Al, etc. also form an oxide film and float on the surface of the molten metal, but these oxide films are separated from the molten metal during slag removal. When transferring the molten metal from the holding furnace to the pool, a method is adopted so that the oxide or oxide film is not caught in the molten metal. Further, by adjusting the manufacturing conditions, Fe,
It prevents Ti and other elements from growing into coarse crystallized substances. Inclusions originating from furnace materials and tools are separated from the molten metal by holding the molten metal at a high temperature.

【0017】高温保持:保持炉で700〜760℃に保
所定組成となるように配合された原料は、溶解,脱ガ
ス,微細化処理,脱滓等の工程を経てアルミニウム合金
溶湯に調製される。溶製された溶湯は、保持炉で700
〜760℃に保持され、安定した高品質溶湯が得られ
る。保持炉としては、500〜1000kg程度の小さ
な手元炉が好ましい。高温保持処理によって、溶製段階
で発生した酸化物等の介在物や炉材,工具由来の異物が
溶湯から分離され、炉滓として溶湯表面に浮上する。し
たがって、炉滓を除去するとき、酸化物等の炉滓が製品
中に持ち込まれることが防止され、疲労クラックの発生
源となる介在物を可能な限り少なくした合金溶湯が得ら
れる。
High temperature holding: Hold at 700 to 760 ° C in a holding furnace
The raw materials mixed to have a predetermined composition are melted, degassed, refined, and slag-deposited to prepare an aluminum alloy melt. The molten metal produced is 700
Maintained at ~ 760 ° C, stable high quality molten metal can be obtained. As the holding furnace, a small hand-held furnace of about 500 to 1000 kg is preferable. By the high temperature holding treatment, inclusions such as oxides generated in the melting step, foreign materials derived from the furnace material and tools are separated from the molten metal and float on the surface of the molten metal as a furnace slag. Therefore, when the furnace slag is removed, it is possible to prevent the furnace slag such as oxides from being brought into the product, and it is possible to obtain a molten alloy containing as few inclusions as the source of fatigue cracks.

【0018】保持温度は、このようなことから700〜
760℃の温度範囲に設定される。なかでも、Ca,N
a,Sr等は高温保持処理時に酸化されて炉滓に移行す
るため、保持処理後に合金溶湯のCa,Na,Sr量が
大幅に少なくなる。他方、Sbは酸化されることなく溶
湯中に溶解しているので、共晶Siの微細化に有効な量
のSbが保持処理によって減少することはない。760
℃を超える保持温度では、熱エネルギの消費量が大きく
なりすぎ、逆に700℃に達しない保持温度では、溶湯
の粘性が高くなって介在物の浮上分離が不充分になる。
また、700℃未満の温度で溶湯を長時間保持すると、
Mg−Sb系の板状化合物が成長する虞れがある。Ti
も同様な温度条件下でTiAl3 となって晶出する。M
g−Sb系板状化合物やTiAl3 晶出物は、製品に混
入されると疲労クラックの発生源となる。この点でも、
溶湯保持温度を700〜760℃の範囲に設定すること
が重要である。
From the above, the holding temperature is 700 to
The temperature range is set to 760 ° C. Among them, Ca, N
Since a, Sr and the like are oxidized during the high temperature holding treatment and transferred to the furnace slag, the amounts of Ca, Na and Sr in the molten alloy after the holding treatment are significantly reduced. On the other hand, since Sb is dissolved in the molten metal without being oxidized, the amount of Sb effective for refining eutectic Si is not reduced by the holding treatment. 760
At a holding temperature above 0 ° C, the amount of heat energy consumed becomes too large. On the contrary, at a holding temperature below 700 ° C, the viscosity of the molten metal becomes high and the floating separation of inclusions becomes insufficient.
Moreover, if the molten metal is kept at a temperature of less than 700 ° C. for a long time,
There is a possibility that the Mg-Sb based plate-like compound may grow. Ti
Also becomes TiAl 3 and crystallizes under similar temperature conditions. M
The g-Sb-based plate-like compound or TiAl 3 crystallized product becomes a source of fatigue cracks when mixed in the product. Also in this respect,
It is important to set the molten metal holding temperature in the range of 700 to 760 ° C.

【0019】保持炉から湯溜りに溶湯を移湯する段階で
も、1回の鋳造に必要な溶湯量をレードルで汲み取ると
き酸化物が溶湯に混入する虞れがある。そこで、汲取り
に当たっては酸化物の巻込みがないように注意を払う必
要がある。鋳造 以上のように用意されたアルミニウム合金溶湯は、重力
鋳造,低圧鋳造等によって鋳造される。金型には予め油
圧供給用のアルミニウム製パイプがセットされている
が、中子や金型の内部を水冷することにより鋳造組織の
DASを小さくできる。金型に注入される溶湯は、金型
内にセットされているアルミニウム製パイプの溶損を防
止するため、金型内での溶湯温度が585〜640℃と
なるように温度調整することが好ましい。そこで、保持
炉に収容されている温度700〜760℃の溶湯を如何
に降温させて鋳造するかが重要な問題になる。本発明で
は、保持温度700〜760℃から注湯温度585〜6
40℃への降温を工業的に実施するため、以下に示す方
法を採用する。
Even at the stage of transferring the molten metal from the holding furnace to the molten metal pool, when the amount of molten metal required for one casting is drawn by the ladle, oxides may be mixed in the molten metal. Therefore, it is necessary to take care so that there is no inclusion of oxides during pumping. Casting The molten aluminum alloy prepared as described above is cast by gravity casting, low pressure casting, or the like. An aluminum pipe for hydraulic pressure is set in advance in the mold, but the DAS of the casting structure can be reduced by cooling the inside of the core and the mold with water. In order to prevent melting damage of the aluminum pipe set in the mold, it is preferable to adjust the temperature of the melt injected into the mold so that the temperature of the melt in the mold is 585 to 640 ° C. . Therefore, an important problem is how to lower the temperature of the molten metal stored in the holding furnace at a temperature of 700 to 760 ° C. before casting. In the present invention, the holding temperature is 700 to 760 ° C. and the pouring temperature is 585 to 6
In order to carry out the temperature reduction to 40 ° C. industrially, the following method is adopted.

【0020】(方法1)金型10の湯口11の近傍に、
1回の鋳込み量の溶湯Mを収容できる湯溜り12を金型
10と一体的に設ける。湯溜り12に収容されている溶
湯Mの温度を640〜680℃に管理すると、金型10
に注入された溶湯Mは金型10により冷却され溶湯温度
585〜640℃に降温する。保持炉(図示せず)から
レードル13で汲み出される溶湯Mは、700〜760
℃の温度であり、この溶湯Mを湯溜り12に直接移湯
し、湯溜り12で640〜680℃まで降温するまで溶
湯Mを保持することも可能である。しかし、湯溜り12
に収容される溶湯Mは、1回の鋳込み量の溶湯であり、
鋳込み回数ごとに降温を待つことは生産的でない。した
がって、保持炉から冷却樋14に溶湯Mを移湯すること
が好ましい。冷却樋14は、移湯された溶湯Mを降温さ
せる放熱構造をもっている。具体的には、厚さ1〜20
mmの鋼製で、内側に離型剤が薄くコーティングされて
いる。
(Method 1) In the vicinity of the sprue 11 of the die 10,
A pool 12 capable of accommodating the molten metal M for one casting is provided integrally with the mold 10. If the temperature of the molten metal M contained in the pool 12 is controlled to 640 to 680 ° C., the mold 10
The molten metal M poured in is cooled by the mold 10 and the temperature of the molten metal M is lowered to 585 to 640 ° C. The molten metal M pumped from the holding furnace (not shown) by the ladle 13 is 700 to 760.
It is also possible to directly transfer the molten metal M to the hot water pool 12 and hold the molten metal M until the temperature is lowered to 640 to 680 ° C. in the hot water pool 12. However, 12
The molten metal M housed in is a molten metal with a single casting amount,
Waiting for the temperature to drop after each casting is not productive. Therefore, it is preferable to transfer the molten metal M from the holding furnace to the cooling gutter 14. The cooling gutter 14 has a heat dissipation structure for lowering the temperature of the transferred molten metal M. Specifically, thickness 1 to 20
It is made of mm steel and has a thin coating of release agent on the inside.

【0021】冷却樋14の出側に堰15が設けられ、堰
15の下方が流出口16になっている。堰15は、保持
炉からレードル13を経て湯溜り12に運ばれた炉滓
や、冷却樋14に収容されている間で溶湯Mの表面に生
成した酸化皮膜が湯溜り12に流れ込むことを防止す
る。冷却樋14は、更に流出口16から溶湯Mが流出す
る量を調整し、冷却樋14にある溶湯Mの滞留時間,ひ
いては溶湯Mの降温や温度調節にも有効である。なお、
より積極的に流量調整するためには、冷却樋14に対し
て堰15を昇降可能に設け、流出口16の流路断面積を
可変にすることが好ましい。溶湯Mは、堰15をもぐっ
て流出口16から供給樋17に沿って湯溜り12に送り
込まれる。700〜760℃で冷却樋14に移湯された
溶湯Mは、冷却樋14,供給樋17を経て湯溜り12に
流入した段階で640〜700℃に降温する。レードル
13から冷却樋14を経て湯溜り12に溶湯Mが移動す
る時間は十数秒程度であり、短時間のうちに溶湯Mが注
湯に有効な640〜700℃まで降温するため、鋳込み
作業は高生産性で実施される。また、長時間をかけて降
温しないため、溶湯からSb−Mg系化合物が晶出する
こともない。
A weir 15 is provided on the outlet side of the cooling gutter 14 and an outlet 16 is provided below the weir 15. The weir 15 prevents the furnace slag carried from the holding furnace through the ladle 13 to the basin 12 and the oxide film formed on the surface of the molten metal M while being stored in the cooling gutter 14 from flowing into the basin 12. To do. The cooling gutter 14 is further effective in adjusting the amount of the molten metal M flowing out from the outflow port 16 and controlling the residence time of the molten metal M in the cooling gutter 14 and, consequently, the temperature decrease and temperature of the molten metal M. In addition,
In order to adjust the flow rate more positively, it is preferable that the weir 15 is provided so as to be able to move up and down with respect to the cooling gutter 14 and the flow passage cross-sectional area of the outlet 16 is made variable. The molten metal M passes through the weir 15 and is sent from the outlet 16 to the molten metal pool 12 along the supply gutter 17. The molten metal M transferred to the cooling gutter 14 at 700 to 760 ° C. is cooled to 640 to 700 ° C. when it flows into the basin 12 through the cooling gutter 14 and the supply gutter 17. The time required for the molten metal M to move from the ladle 13 to the pool 12 through the cooling gutter 14 is about ten and several seconds, and the molten metal M is cooled to 640 to 700 ° C. which is effective for pouring in a short time. It is implemented with high productivity. Moreover, since the temperature is not lowered over a long period of time, the Sb-Mg-based compound does not crystallize from the molten metal.

【0022】湯溜り12は、たとえば厚さ1〜5cmの
断熱材18をライニングした保温構造をもち、断熱材1
8の表面に離型剤がコーティングされている。そのた
め、湯溜り12から金型10に溶湯Mを注入する際、溶
湯Mの温度が過度に下がることがなく、金型10内での
湯流れが保証される。湯溜り12に収容された溶湯M
は、湯溜り12の保温構造によって温度分布が均一化さ
れ、安定条件下で金型10に注入・鋳造される。湯溜り
12内にある溶湯Mの温度が640〜700℃の範囲に
あることを確認した後、湯溜り12から金型10に溶湯
Mが注入される。なお、金型10には中子20及びアル
ミニウム製パイプ21が予めセットされており、湯口1
1が水平方向を向くように金型10が配置されている。
The basin 12 has a heat insulating structure in which a heat insulating material 18 having a thickness of, for example, 1 to 5 cm is lined.
The surface of 8 is coated with a release agent. Therefore, when pouring the molten metal M into the mold 10 from the pool 12, the temperature of the molten metal M does not drop excessively, and the flow of molten metal in the mold 10 is guaranteed. Molten metal M stored in the pool 12
The temperature distribution is made uniform by the heat retaining structure of the basin 12, and is poured and cast into the mold 10 under stable conditions. After confirming that the temperature of the molten metal M in the molten metal pool 12 is in the range of 640 to 700 ° C., the molten metal M is poured into the mold 10 from the molten metal pool 12. In addition, the core 20 and the aluminum pipe 21 are set in advance in the mold 10, and
The mold 10 is arranged so that 1 is oriented in the horizontal direction.

【0023】金型10に溶湯Mを注入するに当たって
は、図3に示すようにグランドレベルGL上にある金型
10の端部コーナを回転中心Oとして金型10を徐々に
回転させる。金型10の回転に伴って、金型10と一体
化されている湯溜り12が傾動し、溶湯Mが湯溜り12
から湯口11を経て金型10内のキャビティ19にゆっ
くりと流し込まれる。キャビティ19に向かう溶湯Mの
流れがアルミニウム製パイプ21に直接接触すると、ア
ルミニウム製パイプ21を溶損する虞れがある。そこ
で、溶湯Mが金型10の内壁に沿ってキャビティ19に
流入するように金型10の回転速度を調整すると、溶湯
Mとアルミニウム製パイプ21との直接接触が防止さ
れ、アルミニウム製パイプ21が溶損から保護される。
湯溜り12から湯口11に至る底面や湯口11の傾斜面
を工夫することによっても、溶湯Mとアルミニウム製パ
イプ21との直接接触が防止される。
In injecting the molten metal M into the die 10, as shown in FIG. 3, the die 10 is gradually rotated with the end corner of the die 10 on the ground level GL as the center of rotation O. With the rotation of the mold 10, the pool 12 integrated with the mold 10 is tilted, and the molten metal M is pooled with the pool 12.
Then, it is slowly poured into the cavity 19 in the mold 10 through the sprue 11. If the flow of the molten metal M toward the cavity 19 directly contacts the aluminum pipe 21, the aluminum pipe 21 may be melted and damaged. Therefore, if the rotation speed of the mold 10 is adjusted so that the molten metal M flows into the cavity 19 along the inner wall of the mold 10, direct contact between the molten metal M and the aluminum pipe 21 is prevented, and the aluminum pipe 21 is Protected from melting damage.
Direct contact between the molten metal M and the aluminum pipe 21 can also be prevented by devising the bottom surface from the pool 12 to the sprue 11 and the inclined surface of the sprue 11.

【0024】流入した溶湯Mは、キャビティ19の底の
方から溜まり、徐々に湯面Sを上昇させる。そして、金
型10や中子20で冷却された溶湯Mが徐々にアルミニ
ウム製パイプ21を鋳包んでいく。なお、疲労クラック
の発生原因ともなる鋳巣を防止するため溶湯Mの冷却が
促進されるように、必要個所を冷却水で冷却する水冷機
構を備えた金型10,中子20を使用し、溶湯Mを冷却
しながら注入することが好ましい。また、鋳込みの最中
に、アルミニウム製パイプ21の一端を真空系に接続
し、他端から外気を吸引することによってアルミニウム
製パイプ21を冷却すると、アルミニウム製パイプ21
の溶損が確実に防止される。真空吸引による冷却は、鋳
込み作業の安全性を確保する上でも有効である。仮に、
アルミニウム製パイプ21が溶損してパイプの内部空間
が溶湯Mに接触するような事態が生じても、真空吸引で
アルミニウム製パイプ21内に送り込まれた溶湯Mがそ
のまま凝固してパイプを閉塞させるため、作業の安全性
が図られる。これに対し、加圧空気や冷却水をアルミニ
ウム製パイプ21に送り込んで冷却する方式では、アル
ミニウム製パイプ21の溶損時に加圧空気や水が溶湯M
中に吹き出し危険である。
The inflowing molten metal M collects from the bottom of the cavity 19 and gradually raises the molten metal surface S. Then, the molten metal M cooled by the mold 10 and the core 20 gradually casts up the aluminum pipe 21. In order to accelerate the cooling of the molten metal M in order to prevent the porosity that causes the fatigue cracks, a mold 10 and a core 20 having a water cooling mechanism for cooling necessary portions with cooling water are used, It is preferable to inject the molten metal M while cooling it. Further, during casting, one end of the aluminum pipe 21 is connected to a vacuum system, and the aluminum pipe 21 is cooled by sucking outside air from the other end.
Is surely prevented from melting. Cooling by vacuum suction is also effective in ensuring the safety of casting work. what if,
Even if the aluminum pipe 21 melts and the inner space of the pipe comes into contact with the molten metal M, the molten metal M fed into the aluminum pipe 21 by vacuum suction solidifies and closes the pipe. , Work safety is improved. On the other hand, in the method of sending pressurized air or cooling water to the aluminum pipe 21 to cool it, the pressurized air or water melts the molten metal M when the aluminum pipe 21 is melted.
It is dangerous to blow out.

【0025】金型10を更に回転させ、傾斜角がθ1
θ2 になった段階(図4)では、湯面Sがアルミニウム
製パイプ21を完全に覆った状態になる。この状態で
は、湯溜り12からキャビティ19に流入する溶湯Mが
アルミニウム製パイプ21に直接当たることがない。そ
こで、生産性を上げるため、金型10の回転速度を上昇
させ、直立状態(図5)まで一挙に回転させる。直立状
態では湯口11が垂直上方に向いており、キャビティ1
9に注入された溶湯Mが押し湯Hで加圧され鋳巣の発生
が抑制される。
The mold 10 is further rotated so that the inclination angle is θ 1
At the stage where θ 2 is reached (FIG. 4), the molten metal surface S completely covers the aluminum pipe 21. In this state, the molten metal M flowing into the cavity 19 from the pool 12 does not directly hit the aluminum pipe 21. Therefore, in order to increase the productivity, the rotation speed of the mold 10 is increased and the mold 10 is rotated all at once to the upright state (FIG. 5). In the upright state, the sprue 11 faces vertically upward, and the cavity 1
The molten metal M poured in 9 is pressed by the molten metal H to suppress the formation of cavities.

【0026】(方法2)湯溜り12を一体化した金型1
0の回転に代え、金型10から分離された湯溜り12を
回転させることによっても、湯溜り12から流入する溶
湯Mがアルミニウム製パイプ21に直接接触することを
防止できる。たとえば、図6に示すように金型10を所
定の傾斜角度θ3 をもって金型を斜めに配置し、回転可
能な湯溜り12を金型10から斜め上方に延びた湯口1
1に臨ませる。湯口11は、キャビティ19に流入する
溶湯Mがアルミニウム製パイプ21に直接接触しないよ
うに、流れ込んだ溶湯Mがキャビティ19の底部から溜
まる位置関係で設けられている。溶湯Mの注入初期段階
では、キャビティ19内に溶湯Mが徐々に溜まるように
湯溜り12の回転速度を遅くする。そして、注入された
溶湯Mがアルミニウム製パイプ21を完全に覆った段階
で、湯溜り12の回転速度を上げ、残りの溶湯Mを一挙
にキャビティ19に注入する。1回分の量の溶湯Mが注
入された後、金型10を回転させ押し湯効果を働かせ
る。或いは、図6に示すように十分なヘッドで湯口11
を設けた場合、金型10を回転させなくても、湯口11
に溜まっている溶湯Mが押し湯Hとなってキャビティ1
9内の溶湯を加圧する。
(Method 2) Mold 1 with integrated basin 12
It is also possible to prevent the molten metal M flowing from the basin 12 from directly contacting the aluminum pipe 21 by rotating the basin 12 separated from the mold 10 instead of rotating 0. For example, as shown in FIG. 6, the mold 10 is obliquely arranged at a predetermined inclination angle θ 3 , and a rotatable pool 12 is provided to extend obliquely upward from the mold 1.
Bring to 1. The sprue 11 is provided in such a positional relationship that the molten metal M flowing into the cavity 19 is collected from the bottom of the cavity 19 so that the molten metal M does not directly contact the aluminum pipe 21. At the initial stage of injecting the molten metal M, the rotation speed of the molten metal pool 12 is slowed down so that the molten metal M is gradually accumulated in the cavity 19. Then, when the poured molten metal M completely covers the aluminum pipe 21, the rotation speed of the pool 12 is increased, and the remaining molten metal M is poured into the cavity 19 all at once. After the molten metal M for one time is injected, the mold 10 is rotated to exert the pushing effect. Alternatively, as shown in FIG.
In case of providing the sprue 11 without rotating the mold 10.
The molten metal M accumulated in the molten metal turns into the molten metal H and becomes the cavity 1.
The molten metal in 9 is pressurized.

【0027】アルミニウム製パイプ 金型10に予めセットされるアルミニウム製パイプ21
は、中子20で保持されてキャビティ19内の所定位置
に確保される。アルミニウム製パイプ21は、溶湯Mで
鋳ぐまれ、内部が油圧供給路となる。中実の鋳物を直接
機械加工して孔を開けてキャリパボディを製造する方法
もあるが、鋳造後の機械加工では製造コストが嵩む。こ
の点、本発明においては、キャリパボディを構成するア
ルミニウム鋳物合金でアルミニウム製パイプ21を鋳ぐ
るんでいるので、鋳造後の機械加工が省略でき、製造コ
ストが低減される。アルミニウム製パイプ21は、通常
の仕様では外径5〜7mm、内径2〜4mmであり、複
雑な立体形状に成形されることから加工しやすく且つ加
工後のスプリングバックが少ない材質であることが一般
に要求される。そのため、1000系,3000系,6
000系等(具体的には,A1050,A3003,A
6063)のアルミニウム合金が使用される。
The aluminum pipe 21 which is preset to an aluminum pipe molds 10
Is held by the core 20 and secured at a predetermined position in the cavity 19. The aluminum pipe 21 is cast by the molten metal M and the inside serves as a hydraulic pressure supply passage. There is also a method of directly machining a solid casting to make a hole to manufacture a caliper body, but the machining cost after casting increases the manufacturing cost. In this respect, in the present invention, since the aluminum pipe 21 is made of the aluminum casting alloy forming the caliper body, machining after the casting can be omitted, and the manufacturing cost can be reduced. In general, the aluminum pipe 21 has an outer diameter of 5 to 7 mm and an inner diameter of 2 to 4 mm, and since it is formed into a complicated three-dimensional shape, it is generally a material that is easy to process and has little springback after processing. Required. Therefore, 1000 series, 3000 series, 6 series
000 series etc. (Specifically, A1050, A3003, A
Aluminum alloy of 6063) is used.

【0028】アルミニウム製パイプ21を金型10にセ
ットして溶湯Mをキャビティ19に注入するため、溶湯
Mの熱でアルミニウム製パイプ21が溶損しないことが
要求される。3000系,6000系等のアルミニウム
合金の融点が640〜660℃であるので、溶湯Mとし
ては融点630℃以下の鋳物用合金が使用される。鋳物
用合金の融点は、Si含有量によって調整できる。好ま
しくは615℃近傍の融点をもつ鋳物用合金を使用し、
金型10内にある溶湯Mの温度が585〜645℃とな
るように鋳造条件を選定する。また、アルミニウム製パ
イプ21の溶損を防止するため、陽極酸化皮膜,離型剤
等の断熱材でアルミニウム製パイプ21を被覆しておく
ことも好ましい。
Since the aluminum pipe 21 is set in the mold 10 and the molten metal M is injected into the cavity 19, it is required that the heat of the molten metal M does not damage the aluminum pipe 21. Since the melting point of aluminum alloys such as 3000 series and 6000 series is 640 to 660 ° C., a casting alloy having a melting point of 630 ° C. or less is used as the molten metal M. The melting point of the casting alloy can be adjusted by the Si content. Preferably, a casting alloy having a melting point near 615 ° C. is used,
The casting conditions are selected so that the temperature of the molten metal M in the mold 10 is 585 to 645 ° C. Further, in order to prevent the aluminum pipe 21 from being melted and damaged, it is also preferable to cover the aluminum pipe 21 with a heat insulating material such as an anodized film or a release agent.

【0029】熱処理 鋳造されたキャリパボディ(以下、素形材という)に
は、アルミニウム製パイプ21が鋳ぐまれている。素形
材は、押し湯H等を切断分離した後で溶体化処理され
る。溶体化処理によって、Si,Mg等の合金成分がマ
トリックスに固溶し、晶出した共晶Siの角部が丸くな
り伸びが向上する。共晶Siの平均長さは、鋳造時に比
較して短くなる。溶体化処理後、Mg2 Si等の析出に
よって強度を向上させる時効処理が施される。素形材に
施される熱処理としては、溶体化処理(520〜545
℃×1〜15時間)→水焼入れ→人工時効(150〜1
70℃×2〜10時間)→空冷のT6処理が好ましい。
溶体化処理温度が520℃未満では、Si,Mg等の固
溶が十分に進行しない。逆に545℃を超える溶体化処
理温度では、昇温に見合った効果が得られず経済的でな
いばかりでなく、一部に溶解が発生しやすくなる。溶体
化処理された素形材は、均一な焼入れ性を得るため、5
0〜80℃程度に保持した水中に焼入れされる。次い
で、150〜170℃の加熱によりMg2 Siが析出
し、強度及び伸びが確保される。150℃を下回る時効
処理温度ではMg2 Siの析出が不充分であり、170
℃を超える時効処理温度では析出粒子が大きくなり却っ
て強度が低下しやすい。
Heat Treatment A cast caliper body (hereinafter referred to as a blank) has an aluminum pipe 21 cast therein. The base material is subjected to solution treatment after cutting and separating the riser H and the like. By the solution treatment, alloy components such as Si and Mg are solid-solved in the matrix, and the corners of the crystallized eutectic Si are rounded to improve the elongation. The average length of eutectic Si is shorter than that during casting. After the solution treatment, an aging treatment for improving the strength by precipitation of Mg 2 Si or the like is performed. The heat treatment applied to the base material is a solution treatment (520 to 545).
℃ × 1 to 15 hours) → water quenching → artificial aging (150 to 1)
70 ° C. × 2 to 10 hours) → air-cooled T6 treatment is preferable.
When the solution treatment temperature is lower than 520 ° C., solid solution of Si, Mg, etc. does not proceed sufficiently. On the contrary, if the solution treatment temperature is higher than 545 ° C., not only the effect corresponding to the temperature rise is not obtained but it is not economical, and the dissolution is apt to occur partially. In order to obtain uniform hardenability, the solution-processed base material is 5
It is quenched in water maintained at 0 to 80 ° C. Then, Mg 2 Si is deposited by heating at 150 to 170 ° C., and strength and elongation are secured. At an aging temperature below 150 ° C., the precipitation of Mg 2 Si is insufficient,
At an aging temperature exceeding ℃, precipitated particles become large and the strength tends to decrease.

【0030】熱処理された素形材は、機械加工され、必
要に応じて硬質アルマイト処理が施される。硬質アルマ
イト処理では、耐摩耗性の改善に有効な膜厚30〜40
μm程度の陽極酸化皮膜をシリンダ面に形成する。この
ようにして得られたキャリパボディは、他の部品と組み
合わされてディスクブレーキに組み立てられる。このキ
ャリパボディには、疲労クラックの発生源となる介在物
がなく、結晶粒径も適正に調整されているので、ピスト
ン3の反力が繰返し加わる条件下でも、ブリッジ部7に
クラックが発生することがない。しかも、一体型である
ことから、分割型キャリパボディに比較して鋼製締付け
ボルト,ナット等が不要になり、その分だけ軽量化され
た製品となる。また、機械加工の工数が減るため、安価
に提供できる。
The heat-treated base material is machined and, if necessary, hard anodized. Hard alumite treatment has a film thickness of 30-40, which is effective for improving wear resistance.
An anodic oxide film of about μm is formed on the cylinder surface. The caliper body thus obtained is combined with other parts to be assembled into a disc brake. Since the caliper body has no inclusions that cause fatigue cracks and the crystal grain size is properly adjusted, cracks are generated in the bridge portion 7 even under the condition where the reaction force of the piston 3 is repeatedly applied. Never. Moreover, since it is an integral type, compared to the split type caliper body, steel tightening bolts, nuts, etc. are not required, and the product is lightened accordingly. Also, since the number of machining steps is reduced, it can be provided at a low cost.

【0031】[0031]

【実施例】組成を調整した700kgのアルミニウム合
金溶湯に脱ガス,微細化処理,脱滓等の通常の溶湯処理
を施し、保持炉で742℃に40分間保持した。本発明
に従った合金1ではSbを用いて微細化処理し、比較合
金2ではNaF+NaClの混合フラックスを用いたN
a処理で微細化した。用意された各合金の組成(重量
%)は、次の通りである。 本発明合金1: Si:7.00%, Mg:0.48%, Sb:0.13%, Ti:0.16%, B:0.001%, P:0.0007%, Ca:0.001%, Na:0.0001%,Sr:0.0000%, Fe:0.11%, Cu:0.01%, Mn:0.00%, Cr:0.00%, Zn:0.01%, Sn:0.00%, Ni:0.00%, Pb:0.00% 比較合金2: Si:7.10%, Mg:0.49%, Sb:0.00% Ti:0.16%, B:0.001%, P:0.0008%, Ca:0.001%, Na:0.006%, Sr:0.0000%, Fe:0.11%, Cu:0.01%, Mn:0.00%, Cr:0.00%, Zn:0.01%, Sn:0.00%, Ni:0.00%, Pb:0.00%
[Example] A 700 kg aluminum alloy melt having the adjusted composition was subjected to a normal melt treatment such as degassing, refining, and slag removal, and was held at 742 ° C. for 40 minutes in a holding furnace. Alloy 1 according to the invention was refined with Sb and Comparative Alloy 2 was N with a mixed flux of NaF + NaCl.
It was miniaturized by the treatment a. The composition (% by weight) of each prepared alloy is as follows. Inventive alloy 1: Si: 7.0%, Mg: 0.48%, Sb: 0.13%, Ti: 0.16%, B: 0.001%, P: 0.0007%, Ca: 0 0.001%, Na: 0.0001%, Sr: 0.0000%, Fe: 0.11%, Cu: 0.01%, Mn: 0.00%, Cr: 0.00%, Zn: 0. 01%, Sn: 0.00%, Ni: 0.00%, Pb: 0.00% Comparative alloy 2: Si: 7.10%, Mg: 0.49%, Sb: 0.00% Ti: 0 16%, B: 0.001%, P: 0.0008%, Ca: 0.001%, Na: 0.006%, Sr: 0.0000%, Fe: 0.11%, Cu: 0. 01%, Mn: 0.00%, Cr: 0.00%, Zn: 0.01%, Sn: 0.00%, Ni: 0.00%, Pb: 0.00%

【0032】鋳造装置としては、図2に示す設備構成を
もつ装置を使用し、外径6mm,内径4mmのA300
3アルミニウム合金パイプ21を金型10に予めセット
した。本発明合金1及び比較合金2のそれぞれ10kg
をレードルに汲み取り、冷却樋14に移湯した。冷却樋
14で冷却された溶湯Mは、堰15を潜り抜け、湯溜り
12に溜められた。湯溜り12内で溶湯Mの温度が67
5℃になった時点で金型10を回転させ、アルミニウム
製パイプ21に溶湯Mが直接当たらないようにキャビテ
ィ19に溶湯Mを注入した。金型10に注入された溶湯
Mの湯面Sは、キャビティ19の底から徐々に上昇し、
アルミニウム製パイプ21を完全に覆った。具体的に
は、約2度/秒の回転速度で金型10を回転させ、回転
開始から25秒経過して傾斜角が50度になったとき、
アルミニウム製パイプ21の全体が湯面Sの下に潜っ
た。そこで、金型10の回転速度を8度/秒に速めて金
型10を直立(図5)させ、金型10内の溶湯Mを押し
湯Hで加圧した。金型10の回転開始から30秒経過し
た時点で鋳造が完了した。
As a casting apparatus, an apparatus having an equipment configuration shown in FIG. 2 is used, and an A300 having an outer diameter of 6 mm and an inner diameter of 4 mm is used.
The 3 aluminum alloy pipe 21 was set in the mold 10 in advance. Inventive Alloy 1 and Comparative Alloy 2 10 kg each
Was drawn into a ladle and transferred to the cooling gutter 14. The molten metal M cooled in the cooling gutter 14 passed through the weir 15 and was stored in the molten metal pool 12. In the pool 12, the temperature of the molten metal M is 67.
When the temperature reached 5 ° C., the mold 10 was rotated, and the molten metal M was poured into the cavity 19 so that the molten metal M did not directly hit the aluminum pipe 21. The surface S of the molten metal M poured into the mold 10 gradually rises from the bottom of the cavity 19,
The aluminum pipe 21 was completely covered. Specifically, when the mold 10 is rotated at a rotation speed of about 2 degrees / second and the inclination angle reaches 50 degrees 25 seconds after the start of rotation,
The entire aluminum pipe 21 dived under the molten metal surface S. Therefore, the rotation speed of the mold 10 was increased to 8 degrees / second, the mold 10 was made to stand upright (FIG. 5), and the molten metal M in the mold 10 was pressurized with the pushing water H. Casting was completed when 30 seconds passed from the start of rotation of the mold 10.

【0033】次いで、金型10の冷却を継続し、鋳造開
始から145秒経過した時点で金型10から製品を取り
出した。鋳造に際し金型10の内部に温度計T(図3)
を組み込み、注入開始から鋳造完了までの期間における
溶湯Mの温度変化を調査した。また、冷却樋14,湯溜
り12にある溶湯Mについても、同様に温度測定した。
図7の調査結果にみられるように、保持炉から移湯され
た溶湯Mは、冷却樋14で効率よく冷却され、比較的短
時間のうちに鋳込みに最適な温度640〜700℃に降
温していることが判る。
Next, the cooling of the mold 10 was continued, and when 145 seconds had passed from the start of casting, the product was taken out from the mold 10. Thermometer T inside the mold 10 (Fig. 3) during casting
Was incorporated, and the temperature change of the molten metal M during the period from the start of pouring to the completion of casting was investigated. The temperature of the molten metal M in the cooling trough 14 and the pool 12 was also measured in the same manner.
As can be seen from the investigation result of FIG. 7, the molten metal M transferred from the holding furnace is efficiently cooled in the cooling gutter 14 and is cooled to an optimum temperature of 640 to 700 ° C. in a relatively short time. You can see that

【0034】本実施例においては、アルミニウム製パイ
プ21は、真空吸引方式で冷却されることなく、キャビ
ティ19に注入された溶湯Mに鋳ぐまれた。アルミニウ
ム製パイプ21に及ぼす溶湯Mの熱影響を調査するた
め、アルミニウム製パイプ21の近傍1mmの位置に温
度計Tを設置し、アルミニウム製パイプ21の近傍にあ
る溶湯Mの温度を検出した。温度計Tで指示された溶湯
Mの温度は最高でも620℃に過ぎず、アルミニウム製
パイプ21に使用されたA3003アルミニウム合金の
融点約655℃より十分に低い温度であった。そのた
め、鋳造後に得られた素形体を切断し鋳ぐるまれたアル
ミニウム製パイプ21を調査してみても、溶損に起因す
るダメージが何ら検出されず、油圧回路として十分使用
できることが判った。
In the present embodiment, the aluminum pipe 21 was cast into the molten metal M poured into the cavity 19 without being cooled by the vacuum suction method. In order to investigate the thermal effect of the molten metal M on the aluminum pipe 21, a thermometer T was installed at a position 1 mm near the aluminum pipe 21 and the temperature of the molten metal M near the aluminum pipe 21 was detected. The temperature of the molten metal M indicated by the thermometer T was only 620 ° C. at maximum, which was sufficiently lower than the melting point of about 655 ° C. of the A3003 aluminum alloy used for the aluminum pipe 21. Therefore, when the aluminum pipe 21 that was cut and cast around the molded body obtained after casting was investigated, no damage due to melting loss was detected, and it was found that it can be sufficiently used as a hydraulic circuit.

【0035】以上の鋳造を、本発明合金1及び比較合金
2を使用して7回繰り返した。得られた各素形材の中心
部から試験片を切り出し、ミクロ組織,機械的性質及び
介在物分布を調査した。ミクロ組織観察では、DASを
測定すると共に、観察結果を画像処理して共晶Siの平
均長さを求めた。介在物分布の調査では、素形体から切
り出した高さ0.5cm,長さ5cmの長尺厚板にノッ
チを入れて破断し、肉眼及び10倍ルーペで1試料につ
き0.5cm×5cmの10破断面(2面)を観察して
介在物の個数をカウントし、カウント数からK10値を算
出した。介在物は大半が酸化物系であり、0.1〜3m
m程度の介在物が黒味がかった色調を呈していた。
The above casting was repeated 7 times using the alloy 1 of the present invention and the comparative alloy 2. A test piece was cut out from the center of each of the obtained raw materials, and the microstructure, mechanical properties and distribution of inclusions were investigated. In the microstructure observation, DAS was measured and the observation result was image-processed to obtain the average length of eutectic Si. In the investigation of the distribution of inclusions, a notch was cut into a long thick plate having a height of 0.5 cm and a length of 5 cm cut out from the form, and the sample was broken with the naked eye and a 10 times magnifying glass to measure 0.5 cm × 5 cm for 10 cm. The fractured surfaces (two surfaces) were observed, the number of inclusions was counted, and the K 10 value was calculated from the counted number. Most of the inclusions are oxide-based, 0.1-3 m
Inclusions of about m had a blackish color tone.

【0036】表1の調査結果にみられるように、本発明
合金1における共晶Siは、10μm以下の平均長さで
あるが、比較合金2に比較して大きな値になっている。
共晶Siの平均長さの相違は、本発明合金1がSbで微
細化処理されているのに対し、比較例2がNaで微細化
処理されたことに原因がある。そのため、本発明合金1
は、比較合金2よりも優れた耐摩耗性を呈する。介在物
は、本発明合金1よりも比較合金2の方が遥かに多くな
っている。比較合金2で多量の介在物が分散しているこ
とは、微細化処理材として使用されたNaが酸化され、
酸化皮膜として溶湯に巻込まれ、その分離が難しいこと
に原因がある。溶湯が鋳型内に流入する過程で生じた酸
化物が鋳物に取り込まれることも、介在物が多量に分布
した原因である。これに対し、本発明合金1では、酸化
されがたいSbを微細化処理材として使用しているの
で、介在物の分散が大幅に抑えられている。DASは、
合金系及び冷却速度で決まる値であり、両者共に同じ条
件を採用しているので、50μm以下のほぼ同じ値を示
している。
As can be seen from the examination results in Table 1, the eutectic Si in the alloy 1 of the present invention has an average length of 10 μm or less, but is larger than that of the comparative alloy 2.
The difference in the average length of the eutectic Si is due to the fact that the alloy 1 of the present invention is refined with Sb, whereas the comparative example 2 is refined with Na. Therefore, the alloy 1 of the present invention
Exhibits better wear resistance than Comparative Alloy 2. The comparative alloy 2 has much more inclusions than the alloy 1 of the present invention. The fact that a large amount of inclusions are dispersed in Comparative Alloy 2 means that Na used as the refining treatment material is oxidized,
It is caused by the fact that it is caught in the molten metal as an oxide film and its separation is difficult. The inclusion of oxides generated in the process of the molten metal flowing into the mold is also a cause of the large amount of inclusions being distributed. On the other hand, in the alloy 1 of the present invention, since Sb, which is difficult to be oxidized, is used as the refinement treatment material, the dispersion of inclusions is greatly suppressed. DAS is
The value is determined by the alloy system and the cooling rate. Since both of them adopt the same condition, they show almost the same value of 50 μm or less.

【0037】 [0037]

【0038】次いで、各素形材にT6処理(溶体化53
5℃×6時間→水焼入れ→室温に6時間放置→人工時効
155℃×5時間)を施した。熱処理後の素形材から試
料を切り出し、引張強さ,0.2%耐力,伸び及びクラ
ウゼ式回転曲げ疲労試験機による疲労強度を測定した。
クラウゼ式回転曲げ疲労試験では、試験片に120N/
mm2 の応力を掛け、破断するまでの回転数を求めた。
表3の調査結果にみられるように比較例の伸びが平均で
7.4%程度であるのに対し、本発明例では、表2にみ
られるように平均でも12%程度の高い伸びを示してい
た。このことから、本発明品は、靭性及び衝撃荷重に優
れていることが判る。疲労特性についても、本発明品
は、比較例に比べて高い疲労強度を示し、キャリパボデ
ィに適した材質といえる。疲労強度にこのような大きな
差が生じる原因は、介在物の分散状態及び共晶Siのサ
イズに原因がある。すなわち、比較合金2では、疲労ク
ラックの発生原因である介在物が多量に分散し且つNa
処理によって共晶Siがクラック伝播を阻止しがたい程
度に短くなっていることから、低い疲労強度を示してい
る。他方、本発明品では、25cm2 の面積で0.14
個(換算すると0.0057個/cm2 )の介在物が観
察されたに止まり、介在物の少ないことが優れた疲労強
度となって現れている。
Next, the T6 treatment (solution treatment 53) is applied to each material.
5 ° C. × 6 hours → water quenching → left at room temperature for 6 hours → artificial aging 155 ° C. × 5 hours). A sample was cut out from the raw material after the heat treatment, and the tensile strength, 0.2% proof stress, elongation and fatigue strength were measured by a Clause type rotary bending fatigue tester.
In the Clause type rotary bending fatigue test, the test piece is 120 N /
A stress of mm 2 was applied, and the number of rotations until breakage was obtained.
As can be seen from the survey results in Table 3, the average elongation of the comparative examples is about 7.4%, whereas the inventive examples show a high average elongation of about 12% as shown in Table 2. Was there. From this, it is understood that the product of the present invention is excellent in toughness and impact load. Regarding the fatigue characteristics, the product of the present invention exhibits higher fatigue strength than the comparative example, and can be said to be a material suitable for a caliper body. The cause of such a large difference in fatigue strength is due to the dispersed state of inclusions and the size of eutectic Si. That is, in Comparative Alloy 2, a large amount of inclusions that cause fatigue cracks are dispersed and Na
Since the eutectic Si is shortened to such an extent that crack propagation cannot be prevented by the treatment, it exhibits low fatigue strength. On the other hand, in the product of the present invention, the area of 25 cm 2 is 0.14
The number of inclusions (0.0057 / cm 2 in terms of conversion) was only observed, and the small amount of inclusions exhibited excellent fatigue strength.

【0039】 [0039]

【0040】 [0040]

【0041】更に、溶解炉における溶湯保持温度が製品
の組織,機械的性質に及ぼす影響を調査するため、本発
明合金1を保持炉で680℃に40分保持した後、同様
に鋳造した。得られた製品の鋳造組織,介在物,T6処
理後の機械的性質を表4に示す。介在物の個数は、表4
にみられるように大きな値であった。これは、680℃
と低い保持温度で保持処理したものではSbで微細化処
理しているにも拘わらず、溶解時の介在物や溶解中の酸
化物等が溶湯から十分に浮上分離されることなく、製品
に持ち込まれたことを示すものである。しかも、粗大な
Mg−Sb系晶出物も観察され、これによっても伸びが
低下しているものと考えられる。
Further, in order to investigate the influence of the molten metal holding temperature in the melting furnace on the structure and mechanical properties of the product, the alloy 1 of the present invention was held in the holding furnace at 680 ° C. for 40 minutes and then cast in the same manner. Table 4 shows the cast structure, inclusions, and mechanical properties of the obtained product after T6 treatment. Table 4 shows the number of inclusions.
It was a large value as seen in. This is 680 ℃
In the case of holding treatment at a low holding temperature, although it is refined with Sb, inclusions during melting and oxides during melting are not sufficiently floated and separated from the molten metal and brought into the product. It shows that it was done. Moreover, coarse Mg—Sb-based crystallized substances were also observed, and it is considered that the elongation was also reduced by this.

【0042】 [0042]

【0043】[0043]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のキャリ
パボディの製造方法においては、用いたアルミニウム合
金の添加剤として、酸化されがたいSbを微細化処理剤
として使用し、溶湯中に混入しがちな酸化物を温度管理
された保持処理によって溶湯から分離することにより、
疲労クラックの発生原因となる介在物を減少させると共
に、共晶Siの形体を制御している。このようにして得
られた鋳造体は、優れた疲労特性及び機械的性質を示す
ことから、ブリッジ部に疲労クラックの発生がない一体
型のキャリパボディとして使用される。
As described above, in the method for producing a caliper body of the present invention, Sb, which is not easily oxidized, is used as a refinement treatment agent as an additive of the aluminum alloy used, and is mixed in the molten metal. By separating the apt oxide from the molten metal by a temperature-controlled holding treatment,
The inclusions that cause the occurrence of fatigue cracks are reduced and the form of eutectic Si is controlled. Since the cast body thus obtained exhibits excellent fatigue characteristics and mechanical properties, it is used as an integrated caliper body in which no fatigue cracks occur in the bridge portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 一体型キャリパボディの断面図FIG. 1 is a sectional view of an integrated caliper body.

【図2】 本発明に従った鋳造法の説明図FIG. 2 is an explanatory view of a casting method according to the present invention.

【図3】 金型を回転させている状態を示す図FIG. 3 is a diagram showing a state in which the mold is rotated.

【図4】 アルミニウム製パイプが溶湯で覆われた状態
を示す図
FIG. 4 is a view showing a state in which an aluminum pipe is covered with molten metal.

【図5】 金型を直立させた図[Fig. 5] A view of the mold upright.

【図6】 金型を固定し湯溜りを回転可能にした装置を
示す図
FIG. 6 is a view showing an apparatus in which a mold is fixed and a basin is rotatable.

【図7】 本発明実施例における溶湯の温度変化を表わ
したグラフ
FIG. 7 is a graph showing the temperature change of the molten metal in the example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ロータ 2:キャリパボディ 3:ピストン
4:ブレーキパッド 5:パイプ 6:シリンダ 7:ブリッジ部 10:金型 11:湯口 12:湯溜り 13:
レードル 14:冷却樋 15:堰 16:流出
口 17:供給樋 18:断熱材 19:キャビ
ティ 20:中子 21:アルミニウム製パイプ M:溶湯 0:回転中心 S:湯面 H:押し湯
T:温度計
1: Rotor 2: Caliper body 3: Piston
4: Brake pad 5: Pipe 6: Cylinder 7: Bridge part 10: Mold 11: Gate 12: Hot water pool 13:
Ladle 14: Cooling gutter 15: Weir 16: Outlet 17: Supply gutter 18: Insulation material 19: Cavity 20: Core 21: Aluminum pipe M: Molten metal 0: Rotation center S: Hot water level H: Hot water T: Temperature Total

フロントページの続き (72)発明者 杉田 薫 東京都品川区東品川二丁目2番20号 日 本軽金属株式会社内 (72)発明者 橋本 昭男 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 日本軽金属株式会社 グループ技術セ ンター内 (56)参考文献 特開 平5−293626(JP,A) 特開 昭64−39339(JP,A) 特開 平2−38545(JP,A) 特開 平10−110231(JP,A) 特開 平9−209069(JP,A) 特開 平4−218634(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16D 65/02 C22C 21/02 C22F 1/043 Front page continued (72) Inventor Kaoru Sugita 2-20 Higashi-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Within Nihon Light Metal Co., Ltd. (72) In-house Akio Hashimoto 1-34-1, Kambara, Anbara-gun, Shizuoka Japan Light Metal Co., Ltd. In the Group Technology Center (56) Reference JP-A-5-293626 (JP, A) JP-A-64-39339 (JP, A) JP-A-2-38545 (JP, A) JP-A-10 -110231 (JP, A) JP 9-209069 (JP, A) JP 4-218634 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F16D 65/02 C22C 21/02 C22F 1/043

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ブレーキパッドを介してロータに押し付
けられるピストンに油圧を送給するアルミニウム製パイ
プを被鋳ぐるみ材としてキャリパボディ形状に形作られ
た金型にセットすると共に、Si:5〜11重量%,M
g:0.25〜0.7重量%,Sb:0.08〜0.2
0重量%を含み、残部が実質的にAlの組成をもち、不
純物として含まれる元素がP:0.002重量%以下,
Ca:0.002重量%以下,Na:0.001重量%
以下,Sr:0.001重量%以下,Fe:0.3重量
%以下,その他の不純物元素:合計0.5重量%以下に
規制されたアルミニウム合金溶湯を、脱ガス,脱滓,微
細化処理した後、保持炉で700〜760℃に保持し、
1回の鋳造に必要な量の溶湯を湯溜りに移湯し、湯溜り
での溶湯温度を640〜700℃に調整した後、前記被
鋳ぐるみ材であるアルミニウム製パイプがセットされた
金型に溶湯を注湯して、鋳造後、共晶Siの平均長さが
10μm以下,デンドライトアームスペーシングが50
μm以下,介在物の平均個数がK 10 値で0.01個/c
2 以下に調整された金属組織を有するディスクブレー
キ用アルミニウム製一体型キャリパボディの製造方法。
1. Pressing against a rotor via a brake pad
Aluminum pie that sends hydraulic pressure to the piston that can be kicked
Is shaped into a caliper body shape
Set in a metal mold and Si: 5 to 11% by weight, M
g: 0.25 to 0.7% by weight, Sb: 0.08 to 0.2
0% by weight, with the balance substantially Al composition,
The element contained as a pure substance is P: 0.002% by weight or less,
Ca: 0.002% by weight or less, Na: 0.001% by weight
Below, Sr: 0.001 wt% or less, Fe: 0.3 wt%
% Or less, other impurity elements: 0.5% by weight or less in total
Regulated molten aluminum alloy is degassed, slag and fine
After the thinning process, hold in a holding furnace at 700-760 ° C,
Transfer the required amount of molten metal for one casting to the pool,
After adjusting the molten metal temperature at 640 to 700 ° C.,
Aluminum pipe, which is a cast material, was set
After pouring the molten metal into the mold and casting, the average length of eutectic Si
10μm or less, 50 dendrite arm spacing
μm or less, average number of inclusions at K 10 value is 0.01 / c
Disc breaker having a metal structure adjusted to m 2 or less
Manufacturing method of aluminum integrated caliper body for g.
【請求項2】 ブレーキパッドを介してロータに押し付
けられるピストンに油圧を送給するアルミニウム製パイ
プを被鋳ぐるみ材としてキャリパボディ形状に形作られ
た金型にセットすると共に、Si:5〜11重量%,M
g:0.25〜0.7重量%,Sb:0.08〜0.2
0重量%を含み、更にTi:0.05〜0.3重量%及
び/又はB:0.0001〜0.01重量%を含み、残
部が実質的にAlの組成をもち、不純物として含まれる
元素がP:0.002重量%以下,Ca:0.002重
量%以下,Na:0.001重量%以下,Sr:0.0
01重量%以下,Fe:0.3重量%以下,その他の不
純物元素:合計0.5重量%以下に規制されたアルミニ
ウム合金溶湯を、脱ガス,脱滓,微細化処理した後、保
持炉で700〜760℃に保持し、1回の鋳造に必要な
量の溶湯を湯溜りに移湯し、湯溜りでの溶湯温度を64
0〜700℃に調整した後、前記被鋳ぐるみ材であるア
ルミニウム製パイプがセットされた金型に溶湯を注湯し
て、鋳造後、共晶Siの平均長さが10μm以下,デン
ドライトアームスペーシングが50μm以下,介在物の
平均個数がK 10 値で0.01個/cm 2 以下に調整され
た金属組織を有するディスクブレーキ用アルミニウム製
一体型キャリパボディの製造方法。
2. Pressing against a rotor via a brake pad
Aluminum pie that sends hydraulic pressure to the piston that can be kicked
Is shaped into a caliper body shape
Set in a metal mold and Si: 5 to 11% by weight, M
g: 0.25 to 0.7% by weight, Sb: 0.08 to 0.2
0% by weight, Ti: 0.05 to 0.3% by weight and
And / or B: 0.0001 to 0.01% by weight, the balance
Part has a composition of Al substantially and is included as an impurity
Element is P: 0.002 wt% or less, Ca: 0.002 wt
% Or less, Na: 0.001% or less by weight, Sr: 0.0
01% by weight or less, Fe: 0.3% by weight or less, other
Pure elements: Aluminum regulated to 0.5 wt% or less in total
After degassing, descaling and refining the molten um alloy,
Required for one casting by holding at 700-760 ℃ in a furnace
Move a certain amount of molten metal to the pool, and set the molten metal temperature in the pool to 64
After adjusting the temperature to 0 to 700 ° C., the
Pour the molten metal into the mold set with the aluminum pipe.
After casting, the average length of eutectic Si is 10 μm or less,
Drite arm spacing is 50 μm or less, inclusions
The average number is adjusted to less than 0.01 / cm 2 at K 10 value
Made of aluminum for disc brakes with different metal texture
Manufacturing method of integrated caliper body.
【請求項3】 1回の鋳造に必要な量の溶湯を保持炉か
ら汲み出し、金型の湯溜りに連結されている冷却樋に移
湯し、冷却樋を経て湯溜りに溶湯を供給する請求項1又
は2記載のディスクブレーキ用アルミニウム製一体型キ
ャリパボディの製造方法。
3. A holding furnace for holding an amount of molten metal required for one casting.
Drawn out and transferred to a cooling gutter connected to the mold basin
The molten metal is supplied to the hot water pool through the hot water and the cooling gutter.
Is the aluminum integrated key for disc brakes described in 2.
Caliper body manufacturing method.
【請求項4】 湯溜りに流出する溶湯の流量を調整する
堰を備え、放熱構造をもつ冷却樋を使用する請求項1〜
3の何れかに記載のディスクブレーキ用アルミニウム製
一体型キャリパボディの製造方法。
4. The flow rate of the molten metal flowing out to the pool is adjusted.
A cooling gutter provided with a weir and having a heat dissipation structure is used.
Made of aluminum for disc brake according to any of 3
Manufacturing method of integrated caliper body.
【請求項5】 断熱材がライニングされた湯溜りを使用
する請求項1〜4の何れかに記載のディスクブレーキ用
アルミニウム製一体型キャリパボディの製造方法。
5. A basin with a heat insulating material lined is used.
A disc brake according to any one of claims 1 to 4.
Manufacturing method of aluminum integrated caliper body.
【請求項6】 湯溜りから金型のキャビティに送り込ま
れた溶湯の湯面が上昇してアルミニウム製パイプを覆っ
た後で、残りの溶湯をキャビティに急速に供給すること
により、湯溜りから送り込まれる溶湯がアルミニウム製
パイプに直接接触することを防止する請求項1〜5の何
れかに記載のディスクブレーキ用アルミニウム製一体型
キャリパボディの製造方法。
6. The molten metal is fed into the cavity of the mold from the pool.
The molten metal surface rises and covers the aluminum pipe.
And then quickly feed the remaining melt into the cavity
The molten metal sent from the pool is made of aluminum
What is claimed in claim 1-5 for preventing direct contact with the pipe.
Aluminum integrated type for disc brakes described there
Manufacturing method of caliper body.
【請求項7】 キャビティ内を上昇する溶湯の湯面がア
ルミニウム製パイプを覆うまでは、湯溜りから送り込ま
れる溶湯がアルミニウム製パイプに直接接触しないよう
に、湯溜りが一体化された金型又は回転可能な湯溜りを
徐々に回転させながら金型からキャビティに溶湯を送り
込む請求項6記載のディスクブレーキ用アルミニウム製
一体型キャリパボディの製造方法。
7. The molten metal surface rising in the cavity is
Until the Luminium pipe is covered, send it from the basin.
Prevent the molten metal from coming into direct contact with the aluminum pipe
A mold with an integrated pool or a rotatable pool
While slowly rotating, send the molten metal from the mold to the cavity
7. Aluminum for disc brake according to claim 6
Manufacturing method of integrated caliper body.
【請求項8】 キャビティに溶湯を注入した後、湯口を
上方に位置させて押し湯効果を働かせる請求項1〜7の
何れかに記載のディスクブレーキ用アルミニウム製一体
型キャリパボディの製造方法。
8. A pouring gate is provided after pouring molten metal into the cavity.
The position of an upper part is made to work, and a hot water effect is worked.
Aluminum integrated for disc brake according to any one of
Of manufacturing type caliper body.
【請求項9】 溶湯注入中、アルミニウム製パイプの一
端を真空系に接続し、他端か ら吸引される外気によりア
ルミニウム製パイプを冷却する請求項1〜8の何れかに
記載のディスクブレーキ用アルミニウム製一体型キャリ
パボディの製造方法。
9. A pipe made of aluminum during the injection of molten metal.
Connect one end to the vacuum system, A by the outside air is sucked other end or al
A method for cooling a luminium pipe according to claim 1.
Aluminum integrated carrier for disc brakes described
Manufacturing method of body.
【請求項10】 鋳造後に520〜545℃×1〜15
時間の溶体化処理,水焼入れ,150〜170℃×2〜
10時間の時効処理を施す請求項1〜9の何れかに記載
のディスクブレーキ用アルミニウム製一体型キャリパボ
ディの製造方法。
10. After casting, 520 to 545 ° C. × 1 to 15
Solution heat treatment for a period of time, water quenching, 150-170 ° C x 2
The aging treatment for 10 hours is performed, according to any one of claims 1 to 9.
Aluminum integrated calipers for disc brakes
Manufacturing method of Di.
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