JP3283550B2 - Method for producing hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having maximum crystal grain size of primary silicon of 10 μm or less - Google Patents
Method for producing hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having maximum crystal grain size of primary silicon of 10 μm or lessInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、過共晶アルミニウム
−シリコン系合金粉末およびその製造方法に関し、特に
微細なシリコン初晶を安定して有する過共晶アルミニウ
ム−シリコン系合金粉末およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder and a method for producing the same, and more particularly, to a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder stably having fine silicon primary crystals and a method for producing the same. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】アル
ミニウム（Ａｌ）にシリコン（Ｓｉ）を添加すると、熱
膨張係数の低下、剛性率の向上および耐摩耗性の改善な
どに顕著な効果がある。この効果を利用したＡｌ−Ｓｉ
系合金がすでに広く使用されている。2. Description of the Related Art The addition of silicon (Si) to aluminum (Al) has remarkable effects on lowering the coefficient of thermal expansion, improving rigidity and improving wear resistance. Al-Si utilizing this effect
System alloys are already widely used.
【０００３】このようなＡｌ−Ｓｉ系合金のうち、鋳造
材はＪＩＳ規格でＡＣやＡＤＣとして分類され、エンジ
ンブロック等のアルミニウム合金鋳物として多量に使用
されている。また、展伸材としてのＡｌ−Ｓｉ系合金は
４０００番台に分類され、鋳造ビレットから押出しや鍛
造等により各種部品に加工される。[0003] Among such Al-Si alloys, cast materials are classified as AC or ADC according to JIS standards, and are used in large quantities as aluminum alloy castings for engine blocks and the like. Al-Si alloys as wrought materials are classified into the 4000 series, and are processed into various parts by extrusion, forging, or the like from cast billets.
【０００４】過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金を鋳造法で製造す
ることは周知である。鋳造法によって得られた過共晶Ａ
ｌ−Ｓｉ系合金鋳物は、低い熱膨脹率、高い剛性率、高
い耐摩耗性といった優れた特性を有しており、各種分野
での使用が期待されている。しかしながら、過共晶Ａｌ
−Ｓｉ系合金鋳物に粗大なシリコンの初晶が存在する
と、その機械的特性と機械加工時の被削性が悪化する。It is well known that hypereutectic Al-Si alloys are produced by a casting method. Hypereutectic A obtained by casting method
l-Si alloy castings have excellent properties such as low coefficient of thermal expansion, high rigidity, and high wear resistance, and are expected to be used in various fields. However, hypereutectic Al
The presence of coarse primary crystals of silicon in the Si-based alloy casting deteriorates its mechanical properties and machinability during machining.
【０００５】過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金鋳物のシリコンの
初晶を微細化するために、微細化剤、特にリン（Ｐ）を
添加することも周知である。しかしながら、過共晶Ａｌ
−Ｓｉ系合金の鋳造時に微細化剤を添加しても、シリコ
ンの初晶の微細化には限度がある。特にシリコンの含有
量が２０重量％を越えるＡｌ−Ｓｉ系合金の場合には、
微細化剤を添加しても粗大なシリコンの初晶が存在する
ので、その合金の機械的特性と機械加工時の被削性は依
然として悪い。It is also well known to add a refiner, particularly phosphorus (P), in order to refine the primary crystal of silicon in a hypereutectic Al-Si alloy casting. However, hypereutectic Al
-Even if a refining agent is added at the time of casting a Si-based alloy, there is a limit to the refinement of the primary crystal of silicon. Particularly, in the case of an Al-Si alloy having a silicon content exceeding 20% by weight,
Even with the addition of the refiner, coarse primary crystals of silicon are present, so that the mechanical properties of the alloy and the machinability during machining are still poor.
【０００６】一方、近年ではアトマイズ法等の急冷凝固
粉末の製造法により、溶解鋳造法で不可能であった大き
な冷却速度で溶湯から粉末を製造することができる。そ
のため、シリコンの初晶を微細化することができ、共晶
組成以上のシリコンを含み、さらには第３合金成分とし
て鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マ
ンガン（Ｍｎ）等の遷移金属元素Ｘを含む過共晶Ａｌ−
Ｓｉ系合金粉末の製造が可能となる。これらの粉末を用
いて粉末冶金法によって製造される合金として、鋳造合
金よりもはるかに優れた特性を有するＡｌ−１７Ｓｉ−
Ｘ，Ａｌ−２０Ｓｉ−Ｘ，Ａｌ−２５Ｓｉ−Ｘ等の粉末
冶金合金が実用化されている。On the other hand, in recent years, a method for producing a rapidly solidified powder such as an atomizing method makes it possible to produce a powder from a molten metal at a high cooling rate which cannot be achieved by a melting casting method. Therefore, the primary crystal of silicon can be refined, contains silicon having a eutectic composition or more, and further has a third alloy component such as iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr), manganese (Mn), or the like. Hypereutectic Al- containing transition metal element X
Manufacture of Si-based alloy powder becomes possible. As an alloy produced by a powder metallurgy method using these powders, Al-17Si- having much superior properties to cast alloys
Powder metallurgy alloys such as X, Al-20Si-X, and Al-25Si-X have been put to practical use.
【０００７】上記の粉末冶金合金の機械的特性をさらに
向上させるためには、シリコンの結晶を一層微細化する
と同時にシリコンの結晶粒径を均一化することが必要で
ある。さらに、わずかな量でも破壊の起点となり、材料
強度のばらつきの原因となる粗大なシリコンの結晶を減
少させることが極めて重要である。しかも、粉末中のシ
リコンの初晶は鍛造や押出し等の熱間固化により細かく
なる可能性はほとんどなく、むしろオストワルド成長に
より粗大化する。したがって、合金粉末中のシリコンの
初晶の大きさが決定的に重要である。In order to further improve the mechanical properties of the powder metallurgy alloy, it is necessary to further refine the crystal of silicon and to make the crystal grain size of silicon uniform. Furthermore, it is extremely important to reduce coarse silicon crystals which cause a fracture even in a small amount and cause a variation in material strength. Moreover, the primary crystal of silicon in the powder hardly becomes fine due to hot solidification such as forging or extrusion, but rather becomes coarse due to Ostwald ripening. Therefore, the size of the primary crystal of silicon in the alloy powder is critical.
【０００８】ところで、シリコンの初晶を微細化するに
は、粉末を製造する際の冷却速度を大きくすればよいこ
とは知られている。しかし、その冷却速度はアトマイズ
の方法や装置によっておおむね決定され、他の工業的方
法で冷却速度を大きくすることは経済性や生産性の点で
問題があり、実現されていない。Incidentally, it is known that the primary crystal of silicon can be refined by increasing the cooling rate when producing powder. However, the cooling rate is largely determined by the atomizing method and apparatus, and increasing the cooling rate by other industrial methods has not been realized because of problems in economics and productivity.
【０００９】また、従来のアトマイズ法では冷却速度が
粉末の粒度に依存するため、得られる粉末が一定幅の粒
度分布を有する限り、全粉末中では、存在するシリコン
の初晶の粒径に大きなばらつきがある。たとえば、従
来、粒径４００μｍ程度の粉末中には粒径２０μｍ程度
の粗大なシリコンの初晶の存在が避けられなかった。In addition, in the conventional atomizing method, the cooling rate depends on the particle size of the powder. Therefore, as long as the obtained powder has a certain width of particle size distribution, the particle size of the primary silicon crystal present in all the powders is large. There is variation. For example, in the related art, the presence of coarse primary crystals of silicon having a particle size of about 20 μm has been unavoidable in a powder having a particle size of about 400 μm.
【００１０】そこで、従来から、粗大なシリコンの初晶
を有する粒子を除くために冷却速度の低い粗粒粉末をふ
るい分けして除去して、微細粉末のみを用いて固化体を
製造することが行なわれていた。しかしながら、この方
法によれば、材料歩留り低下により経済性が悪化する
上、粉末の流動性や成形性等のハンドリング性が著しく
低下し、さらには粉塵爆発の危険が増大する等の問題が
あった。Therefore, conventionally, in order to remove particles having coarse primary crystals of silicon, a coarse powder having a low cooling rate is sieved and removed, and a solidified body is produced using only the fine powder. Had been. However, according to this method, there is a problem that economic efficiency is deteriorated due to a decrease in material yield, handling properties such as powder fluidity and moldability are significantly reduced, and furthermore, a risk of dust explosion is increased. .
【００１１】本発明は、上述のような従来の事情に鑑
み、アトマイズ法により、シリコンの初晶が微細でかつ
均一であり、特に粗大なシリコンの初晶の晶出を抑制す
ることが可能な過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末の組成およ
びその製造方法を提供することを目的とする。According to the present invention, in view of the above-mentioned conventional circumstances, the primary crystal of silicon is fine and uniform by the atomization method, and particularly, the crystallization of the primary crystal of coarse silicon can be suppressed. It is an object of the present invention to provide a composition of a hypereutectic Al-Si alloy powder and a method for producing the same.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段および発明の作用効果】本
願発明者らは、上述の従来技術の問題点に鑑みて、種々
の実験と研究を重ねた結果、リンを含有する初晶シリコ
ン微細化剤を添加したアルミニウム−シリコン系合金の
溶湯、またはリンを含有する初晶シリコン微細化剤を予
め含むアルミニウム−シリコン系合金地金を溶解して得
られる合金溶湯を空気または不活性ガスを用いてアトマ
イズすることにより、初晶シリコンの極めて微細な過共
晶アルミニウム−シリコン系合金粉末が得られることを
知見した。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention The present inventors have conducted various experiments and studies in view of the above-mentioned problems of the prior art, and as a result, have found that the primary crystal silicon containing phosphorus can be miniaturized. Of an aluminum-silicon alloy to which an agent has been added, or an alloy melt obtained by dissolving an aluminum-silicon alloy ingot containing a primary crystal silicon refiner containing phosphorus in advance using air or an inert gas. It has been found that by atomizing, an extremely fine hypereutectic aluminum-silicon alloy powder of primary crystal silicon can be obtained.
【００１３】この発明の第１の局面に従った過共晶アル
ミニウム−シリコン系合金粉末は、シリコンを１２重量
％以上５０重量％以下、リンを０．０００５重量％以上
０．１重量％以下含有する。The hypereutectic aluminum-silicon alloy powder according to the first aspect of the present invention contains 12% to 50% by weight of silicon and 0.0005% to 0.1% by weight of phosphorus. I do.
【００１４】この発明の過共晶アルミニウム−シリコン
系合金粉末中の初晶シリコンの粒径は、従来の鋳造法に
よって得られる過共晶アルミニウム−シリコン系合金中
の初晶シリコンの大きさよりもはるかに小さく、通常１
０μｍ以下である。The grain size of primary crystal silicon in the hypereutectic aluminum-silicon alloy powder of the present invention is much larger than the size of primary crystal silicon in the hypereutectic aluminum-silicon alloy obtained by the conventional casting method. Small, usually 1
0 μm or less.
【００１５】この発明のアルミニウム−シリコン系合金
粉末におけるシリコンの含有量は１２重量％以上５０重
量％以下、好ましくは２０重量％以上３０重量％以下で
ある。シリコンの含有量が１２重量％未満では初晶のシ
リコンが晶出しない。一方、シリコンの含有量が５０重
量％を越えると、シリコンの初晶をいくら微細化しても
初晶シリコンの量が多すぎ、得られた粉末から作製した
固化体の被削性が悪く、その機械的強度も劣る。The content of silicon in the aluminum-silicon alloy powder of the present invention is 12% by weight or more and 50% by weight or less, preferably 20% by weight or more and 30% by weight or less. If the silicon content is less than 12% by weight, primary silicon does not crystallize. On the other hand, if the silicon content exceeds 50% by weight, the amount of the primary crystal silicon is too large even if the primary crystal of silicon is refined no matter how much, and the machinability of the solidified body produced from the obtained powder is poor. Poor mechanical strength.
【００１６】本発明のアルミニウム−シリコン系合金粉
末におけるリンの含有量は０．０００５重量％以上０．
１重量％以下、好ましくは０．０００５重量％以上０．
０５重量％以下である。リンの含有量が０．０００５重
量％未満では微細化効果が得られず、機械的強度の改善
も見られない。一方、リンの含有量が０．１重量％を越
えても微細化効果がより向上することはない。特にリン
の含有量が０．０２重量％以上０．１重量％以下である
アルミニウム−シリコン系合金粉末は機械加工時の被削
性に優れている。The content of phosphorus in the aluminum-silicon alloy powder of the present invention is 0.0005% by weight or more.
1 wt% or less, preferably 0.0005 wt% or more.
Not more than 05% by weight. If the content of phosphorus is less than 0.0005% by weight, the effect of miniaturization cannot be obtained, and no improvement in mechanical strength can be seen. On the other hand, even if the content of phosphorus exceeds 0.1% by weight, the refining effect is not further improved. In particular, an aluminum-silicon alloy powder having a phosphorus content of 0.02% by weight or more and 0.1% by weight or less has excellent machinability during machining.
【００１７】本発明のより好ましく、具体的なアルミニ
ウム−シリコン系合金粉末は、シリコンを１２重量％以
上５０重量％以下、銅を２．０重量％以上３．０重量％
以下、マグネシウムを０．５重量％以上１．５重量％以
下、マンガンを０．２重量％以上０．８重量％以下、リ
ンを０．０００５重量％以上０．０５重量％以下含有
し、残部がアルミニウムと不可避不純物である。銅、マ
グネシウム、マンガンの各元素を含有するアルミニウム
−シリコン系合金粉末は、より高い機械的強度を有す
る。More preferably, specific aluminum-silicon alloy powder of the present invention contains silicon in an amount of from 12% by weight to 50% by weight and copper in an amount of from 2.0% by weight to 3.0% by weight.
Hereinafter, 0.5% to 1.5% by weight of magnesium, 0.2% to 0.8% by weight of manganese, 0.0005% to 0.05% by weight of phosphorus, and the balance Are aluminum and inevitable impurities. The aluminum-silicon alloy powder containing each element of copper, magnesium, and manganese has higher mechanical strength.
【００１８】この発明の第２の局面に従った過共晶アル
ミニウム−シリコン系合金粉末の製造方法によれば、ま
ず、リンを含有する過共晶アルミニウム−シリコン系合
金の溶湯が準備される。空気または不活性ガスを用い
て、その溶湯を噴霧して急冷凝固させる。According to the method for producing a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder according to the second aspect of the present invention, first, a molten metal of a hypereutectic aluminum-silicon alloy containing phosphorus is prepared. The molten metal is sprayed using air or an inert gas to be rapidly solidified.
【００１９】リンを含有する過共晶アルミニウム−シリ
コン系合金の溶湯は、リンを含有する初晶シリコン微細
化剤を添加したアルミニウム−シリコン系合金の溶湯、
またはリンを含有する初晶シリコン微細化剤を予め含む
アルミニウム−シリコン系合金地金を溶解して得られる
合金溶湯であればよい。The melt of the hypereutectic aluminum-silicon alloy containing phosphorus is a melt of an aluminum-silicon alloy to which a phosphorus-containing primary crystal silicon refiner is added,
Alternatively, any molten alloy obtained by dissolving an aluminum-silicon alloy ingot containing a primary crystal silicon refiner containing phosphorus in advance may be used.
【００２０】本発明の製造方法においてリンを含有する
初晶シリコン微細化剤としては、従来の鋳造法において
使用されている初晶シリコン微細化剤、たとえばＣｕ−
８重量％Ｐ、Ｃｕ−１５重量％Ｐ、ＰＣｌ5 、赤リンを
主体とした混合塩等あるいはＡｌ−Ｃｕ−Ｐ微細化剤が
使用される。In the production method of the present invention, the primary crystal silicon refiner containing phosphorus may be a primary crystal silicon refiner used in a conventional casting method, for example, Cu—
8 wt% P, Cu-15 wt% P, PCl 5, mixed salt mainly composed of red phosphorus, or Al-Cu-P refiner is used.
【００２１】初晶シリコン微細化剤は通常、０．０００
５重量％以上０．１重量％以下、好ましくは０．００２
重量％以上０．０５重量％以下の量で使用される。初晶
シリコン微細化剤の量が０．０００５重量％未満のとき
には、初晶シリコン微細化剤添加の効果が十分でない。
また、初晶シリコン微細化剤を０．１重量％を越える量
で添加しても効果のさらなる向上は見られない。The primary crystal silicon refiner is usually 0.000
5% by weight or more and 0.1% by weight or less, preferably 0.002% by weight
It is used in an amount of from 0.05% by weight to 0.05% by weight. When the amount of the primary crystal silicon refiner is less than 0.0005% by weight, the effect of adding the primary crystal silicon refiner is not sufficient.
Further, even if the primary crystal silicon refiner is added in an amount exceeding 0.1% by weight, the effect is not further improved.
【００２２】本発明の製造方法においてアルミニウム−
シリコン系合金溶湯は公知の方法に従ってアトマイズ処
理される。In the production method of the present invention, aluminum-
The silicon-based alloy melt is atomized according to a known method.
【００２３】この発明の製造方法において、合金溶湯を
アルミニウム−シリコン系合金の液相線温度より１００
℃高い温度以上１３００℃以下の温度に保持された状態
でアトマイズ処理することが好ましい。アルミニウム−
シリコン系合金に初晶シリコン微細化剤を添加する際に
も、その合金を上記の温度に保持しておくことが好まし
い。In the manufacturing method of the present invention, the molten alloy is set at a temperature higher than the liquidus temperature of the aluminum-silicon alloy by 100%.
It is preferable to perform the atomizing treatment in a state where the temperature is maintained at a temperature higher by 1 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower. Aluminum-
When the primary crystal silicon refiner is added to the silicon-based alloy, it is preferable to keep the alloy at the above temperature.
【００２４】ここで、液相線温度とは、その組成の合金
が完全に溶解し終わる温度を意味する。たとえば、シリ
コンを２５重量％含有するアルミニウム−シリコン系合
金の液相線温度は約７８０℃である。Here, the liquidus temperature means a temperature at which the alloy having the composition is completely melted. For example, the liquidus temperature of an aluminum-silicon alloy containing 25% by weight of silicon is about 780 ° C.
【００２５】合金溶湯をアルミニウム−シリコン系合金
の（液相線温度＋１００）℃の温度より低い温度で保持
した場合には、リンの溶解が不十分となり、添加された
リンの量に対して合金中に含有するリンの量が少なくな
り、正確なリンの量を含有する合金粉末を得ることが困
難である。また、合金溶湯を１３００℃を越える温度で
保持した場合には、ルツボと炉材の損傷が甚しく、含ま
れる合金元素によっては一部蒸発し、所望通りの組成を
有する合金が得られないことがあり得る。If the molten alloy is held at a temperature lower than the (liquidus temperature + 100) ° C. of the aluminum-silicon alloy, the dissolution of phosphorus becomes insufficient, and the amount of the added alloy decreases with respect to the amount of added phosphorus. Since the amount of phosphorus contained therein is small, it is difficult to obtain an alloy powder containing an accurate amount of phosphorus. Further, when the molten alloy is maintained at a temperature exceeding 1300 ° C., the crucible and the furnace material are seriously damaged, and some of the contained alloy elements are partially evaporated, so that an alloy having a desired composition cannot be obtained. There can be.
【００２６】より好ましくは、合金溶湯をアルミニウム
−シリコン系合金の液相線温度より１００℃高い温度以
上１３００℃以下の温度に少なくとも３０分間保持した
後、アトマイズ処理する。保持時間が３０分よりも短い
場合においても、リンの溶解が不十分となり、添加され
たリンの量に対して合金中に含有するリンの量が少なく
なり、正確なリンの量を含有する合金粉末を得ることが
困難である。しかし、Ａｌ−Ｃｕ−Ｐ接種剤を使用する
際は、その限りでない（保持時間を３０分より短くでき
る場合がある）。More preferably, after the molten alloy is kept at a temperature of 100 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower than the liquidus temperature of the aluminum-silicon alloy for at least 30 minutes, an atomizing treatment is performed. Even when the holding time is shorter than 30 minutes, the dissolution of phosphorus is insufficient, and the amount of phosphorus contained in the alloy is reduced with respect to the amount of added phosphorus. It is difficult to obtain a powder. However, this is not the case when using an Al-Cu-P inoculant (the retention time may be shorter than 30 minutes).
【００２７】本発明の方法が適用されるアルミニウム−
シリコン系合金は特に限定されず、アルミニウム、シリ
コン以外の他の元素、たとえば銅、マグネシウム、マン
ガン、鉄、ニッケル、亜鉛等を含有する一般的なアルミ
ニウム−シリコン系合金も包含され得る。本発明の製造
方法は、高いシリコンの含有量（２０重量％以上４０重
量％以下）のアルミニウム−シリコン系合金に対して特
に有用である。The aluminum to which the method of the present invention is applied
The silicon-based alloy is not particularly limited, and may include a general aluminum-silicon-based alloy containing elements other than aluminum and silicon, for example, copper, magnesium, manganese, iron, nickel, zinc, and the like. The production method of the present invention is particularly useful for an aluminum-silicon alloy having a high silicon content (20% by weight or more and 40% by weight or less).
【００２８】以上、本発明によれば、極めて微細な初晶
シリコンが均一に分散した過共晶アルミニウム−シリコ
ン系合金粉末が得られる。また、上記の好ましい条件下
で製造したときには、所望の組成を有する過共晶アルミ
ニウム−シリコン系合金粉末が得られる。As described above, according to the present invention, a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder in which extremely fine primary crystal silicon is uniformly dispersed can be obtained. Further, when manufactured under the above preferable conditions, a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having a desired composition is obtained.
【００２９】本発明の過共晶アルミニウム−シリコン系
合金粉末から作製した固化体は、極めて優れた被削性と
機械的特性を有する。The solidified body produced from the hypereutectic aluminum-silicon alloy powder of the present invention has extremely excellent machinability and mechanical properties.
【００３０】この発明の第３の局面に従った過共晶アル
ミニウム−シリコン系合金粉末の製造方法によれば、ま
ず、リンを含有する過共晶アルミニウム−シリコン系合
金の溶湯が準備される。空気を用いて、この溶湯を噴霧
して急冷凝固させることによって過共晶アルミニウム−
シリコン系合金粉末が作製される。粒径４００μｍ以下
の合金粉末のみが選別される。According to the method for producing a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder according to the third aspect of the present invention, first, a molten metal of a hypereutectic aluminum-silicon alloy containing phosphorus is prepared. The hypereutectic aluminum is sprayed and rapidly solidified by spraying the melt with air.
A silicon-based alloy powder is produced. Only alloy powder having a particle size of 400 μm or less is selected.
【００３１】本発明の製造方法では、溶解鋳造法におい
て用いられていた接種法を応用し、まず、アトマイズ用
の過共晶アルミニウム−シリコン系合金溶湯にリンを接
種する。In the production method of the present invention, phosphorus is inoculated into a hypereutectic aluminum-silicon alloy melt for atomization by applying the inoculation method used in the melt casting method.
【００３２】均一に溶融した合金溶湯にリンを接種して
分散させることにより、凝固の際の核を予め準備し、過
冷却による不均一な核生成を抑制することができる。接
種されたリンは噴霧温度において固体微粒子として溶湯
中に均一に分散していることが必要である。同時に溶湯
中にはリン以外の未溶解成分が存在すると容易に粗大な
晶出物となるので、これをなくす必要がある。なお、接
種された溶湯は、一旦、冷却凝固させた後、再度溶解し
て元の接種溶湯の状態に復帰することが可能である。By inoculating and dispersing phosphorus into a uniformly molten alloy melt, nuclei for solidification can be prepared in advance, and uneven nucleation due to supercooling can be suppressed. It is necessary that the inoculated phosphorus is uniformly dispersed in the molten metal as solid fine particles at the spraying temperature. At the same time, if undissolved components other than phosphorus are present in the molten metal, coarse crystals are easily formed, so that it is necessary to eliminate them. The inoculated molten metal can be once cooled and solidified and then dissolved again to return to the original inoculated molten metal state.
【００３３】次に、接種溶湯を空気アトマイズ法により
噴霧し、急冷凝固させる。急冷凝固して粉末を製造する
方法として空気アトマイズ法を採用する理由は、他の方
法よりも経済的である点と、適度な酸化により粉末の表
面が安定化するため、取扱いが容易になる等の利点があ
るからである。Next, the inoculated molten metal is sprayed by an air atomizing method and rapidly solidified. The reason for adopting the air atomization method as a method for producing powder by rapid solidification is that it is more economical than other methods, and that the surface of the powder is stabilized by moderate oxidation, which makes handling easier. This is because there is an advantage.
【００３４】急冷凝固の条件として、冷却速度が大きい
ほど組織が微細化することは知られている。しかし、本
発明の製造方法においては、シリコンの初晶の晶出核を
予め多数、溶湯中に存在させることによって、直接的管
理が困難な冷却速度に強く依存することなく、得られる
粉末の粒径に対して初晶シリコンの最大結晶粒径が常に
微細かつ狭い範囲に制御され得る。すなわち、従来のア
トマイズ法と比較して小さな冷却速度（得られる粉末の
粒径が比較的大きい）の場合であっても、微細で比較的
均一なシリコンの初晶が得られる。It is known that the rapid solidification condition is that the higher the cooling rate, the finer the structure. However, in the production method of the present invention, by preliminarily presenting a large number of crystallization nuclei of silicon primary crystals in the molten metal, the particle size of the obtained powder can be controlled without strongly depending on the cooling rate which is difficult to directly control. The maximum crystal grain size of the primary crystal silicon can always be controlled to a fine and narrow range with respect to the diameter. In other words, even when the cooling rate is small (the particle size of the obtained powder is relatively large) as compared with the conventional atomizing method, a fine and relatively uniform primary crystal of silicon can be obtained.
【００３５】得られる合金粉末の粒径を４００μｍ以下
に選別すると、初晶シリコンの最大結晶粒径は１０μｍ
以下に制御され得る。好ましくは、得られる合金粉末の
粒径を２００μｍ以下に選別すると、初晶シリコンの最
大結晶粒径が７μｍ以下に制御され得る。さらに好まし
くは、得られる合金粉末の粒径を１００μｍ以下に選別
すると、初晶シリコンの最大結晶粒径を５μｍ以下に制
御することができる。さらに得られる合金粉末の粒径を
５０μｍ以下に選別すると、初晶シリコンの最大結晶粒
径を３μｍ以下に制御することができる。When the grain size of the obtained alloy powder is selected to be 400 μm or less, the maximum crystal grain size of primary silicon is 10 μm.
It can be controlled as follows. Preferably, when the particle size of the obtained alloy powder is selected to be 200 μm or less, the maximum crystal grain size of primary crystal silicon can be controlled to 7 μm or less. More preferably, when the grain size of the obtained alloy powder is selected to be 100 μm or less, the maximum crystal grain size of primary crystal silicon can be controlled to 5 μm or less. Further, if the grain size of the obtained alloy powder is selected to be 50 μm or less, the maximum crystal grain size of primary crystal silicon can be controlled to 3 μm or less.
【００３６】なお、上記のような作用効果を安定して得
るためには、接種するリンの濃度を０．００５重量％以
上０．０２重量％以下の範囲にすることが好ましい。In order to stably obtain the above-mentioned effects, the concentration of phosphorus to be inoculated is preferably in the range of 0.005 to 0.02% by weight.
【００３７】以上のように、この発明の第３の局面によ
れば、アトマイズ法により製造した過共晶アルミニウム
−シリコン系合金粉末の初晶シリコンを微細化かつ均一
化させ、合金粉末の粒度に対する初晶シリコンの粒径の
依存性を従来よりも著しく低下させることができる。そ
の結果、得られた過共晶アルミニウム−シリコン系合金
粉末を用いることにより、粉末粒度の制約がなく、高い
歩留りで従来よりも機械的特性が改善された粉末の固化
体を製造することが可能となる。As described above, according to the third aspect of the present invention, the primary crystal silicon of the hypereutectic aluminum-silicon alloy powder produced by the atomizing method is made fine and uniform, and the particle size of the alloy powder is reduced. The dependence of the grain size of primary crystal silicon can be significantly reduced as compared with the conventional case. As a result, by using the obtained hypereutectic aluminum-silicon alloy powder, there is no restriction on the powder particle size, and it is possible to produce a solidified powder having improved mechanical properties as compared with the conventional one at a high yield. Becomes
【００３８】[0038]
実施例１ 表１に示す組成を有するアルミニウム合金の溶湯を温度
９５０℃に保持し、表１に示されるリンの含有量になる
ようにＣｕ−８重量％Ｐをその溶湯に添加した。溶湯を
温度９５０℃で１時間保持した後、この溶湯をエア・ア
トマイズ法により粉末化した（表１の合金粉末Ｎｏ．１
〜Ｎｏ．４参照）。Example 1 A molten aluminum alloy having a composition shown in Table 1 was maintained at a temperature of 950 ° C., and Cu-8 wt% P was added to the molten metal so as to have a phosphorus content shown in Table 1. After maintaining the molten metal at a temperature of 950 ° C. for 1 hour, the molten metal was powdered by an air atomizing method (alloy powder No. 1 in Table 1).
-No. 4).
【００３９】このようにして得られた合金粉末を−４２
〜−８０メッシュ（１７５〜３５０μｍの粒径）に分級
した後、粉末中の初晶シリコンの大きさを光学顕微鏡で
組織観察することにより、測定した。その結果は表１に
示される。また、合金粉末Ｎｏ．１の光学顕微鏡による
組織写真は図１に示される。The alloy powder obtained in this manner was replaced with -42.
After classification into -80 mesh (particle size of 175 to 350 µm), the size of primary crystal silicon in the powder was measured by observing the structure with an optical microscope. The results are shown in Table 1. In addition, alloy powder No. The photograph of the structure of the sample No. 1 by an optical microscope is shown in FIG.
【００４０】比較例１ 合金粉末Ｎｏ．１と同一条件下で合金粉末Ｎｏ．５を作
製した。ただし、この場合、Ｃｕ−８重量％Ｐはアルミ
ニウム合金の溶湯に添加されなかった。Comparative Example 1 Alloy powder no. No. 1 under the same conditions as alloy powder No. 1. 5 was produced. However, in this case, Cu-8% by weight P was not added to the molten aluminum alloy.
【００４１】このようにして得られた合金粉末を−４２
〜−８０メッシュ（１７５〜３５０μｍの粒径）に分級
した後、粉末中の初晶シリコンの大きさを光学顕微鏡で
組織観察することにより測定した。その結果は表１に示
される。また、合金粉末Ｎｏ．５の光学顕微鏡による組
織写真は図２に示される。The alloy powder obtained in this manner was replaced with -42.
After classification into -80 mesh (particle size of 175 to 350 µm), the size of primary crystal silicon in the powder was measured by observing the structure with an optical microscope. The results are shown in Table 1. In addition, alloy powder No. FIG. 2 shows a photograph of the structure of the sample No. 5 by an optical microscope.
【００４２】比較例１Ａ 合金粉末Ｎｏ．１と同一組成を有するアルミニウム合金
の溶湯を温度９５０℃に保持し、表１に示されるリンの
含有量になるようにＣｕ−８重量％Ｐを添加した。温度
９５０℃で１時間保持した後、この溶湯を直径３０ｍｍ
×高さ８０ｍｍの金型に鋳込み、合金鋳物（Ｎｏ．６）
を作製した。Comparative Example 1A A melt of an aluminum alloy having the same composition as in Example No. 1 was kept at a temperature of 950 ° C., and Cu-8% by weight of P was added so as to have a phosphorus content shown in Table 1. After holding at a temperature of 950 ° C. for 1 hour, the molten metal was reduced to a diameter of 30 mm.
× Cast into a mold with a height of 80 mm, alloy casting (No. 6)
Was prepared.
【００４３】このようにして得られた合金鋳物中の初晶
シリコンの大きさを光学顕微鏡を用いて組織観察するこ
とにより測定した。その結果は表１に示される。また、
合金鋳物の光学顕微鏡による組織写真は図３に示され
る。The size of the primary silicon in the alloy casting thus obtained was measured by observing the structure using an optical microscope. The results are shown in Table 1. Also,
A micrograph of the alloy casting by an optical microscope is shown in FIG.
【００４４】図１〜図３に示された光学顕微鏡による組
織写真の比較から、本発明の方法で得られた合金粉末中
の初晶シリコンの大きさは、比較例１で得られたリンを
含まない同一組成の合金粉末中の初晶シリコンの大きさ
に比べて微細かつ均一に分散していることが明らかであ
る。From the comparison of the micrographs by the optical microscope shown in FIGS. 1 to 3, the size of the primary crystal silicon in the alloy powder obtained by the method of the present invention is different from that of the phosphorus obtained in Comparative Example 1. It is apparent that the particles are finely and uniformly dispersed compared to the size of the primary crystal silicon in the alloy powder having the same composition but not containing.
【００４５】[0045]
【表１】 [Table 1]
【００４６】次に、上記実施例と比較例で得られた合金
粉末と合金鋳物から作製された成形体の被削性を試験し
た。Next, the machinability of the compacts made from the alloy powders and alloy castings obtained in the above Examples and Comparative Examples was tested.
【００４７】実施例１と比較例１で得られた合金粉末Ｎ
ｏ．１〜Ｎｏ．５を−４２メッシュ（３５０μｍ以下の
粒径）に分級した後、圧力３トン／ｃｍ2で直径３０ｍ
ｍ×高さ８０ｍｍの大きさに冷間予備成形した。その
後、これらの成形体を押出し温度４５０℃、押出比１０
で直径１０ｍｍの丸棒に熱間押出しした。また、比較例
１Ａで得られた合金鋳物Ｎｏ．６も同様にして直径１０
ｍｍの丸棒に押出した。The alloy powder N obtained in Example 1 and Comparative Example 1
o. 1 to No. 5 was classified into -42 mesh (particle size of 350 μm or less), and then 30 m in diameter under a pressure of 3 tons / cm 2.
It was cold preformed to a size of mx 80 mm in height. Thereafter, these molded articles were extruded at a temperature of 450 ° C. and an extrusion ratio of 10
And hot extruded into a round bar having a diameter of 10 mm. In addition, the alloy casting No. obtained in Comparative Example 1A. 6 also has a diameter of 10
and extruded into a round rod.
【００４８】このようにして得られた丸棒押出材を、超
硬合金工具を用いて切削速度１００ｍ／分、乾式で切削
加工し、１０分間切削後の工具の摩耗量を測定した。そ
の結果は表２に示される。The extruded round bar thus obtained was dry-cut with a cutting speed of 100 m / min using a cemented carbide tool, and the wear of the tool after cutting for 10 minutes was measured. The results are shown in Table 2.
【００４９】[0049]
【表２】 [Table 2]
【００５０】表２に示す結果から、本発明の合金粉末か
ら作製した成形体の被削性は非常に優れていることが明
らかである。From the results shown in Table 2, it is clear that the machinability of the compact produced from the alloy powder of the present invention is very excellent.
【００５１】実施例２ 表３に示されるようにリンを含有するアルミニウム合金
地金を溶解して得られた溶湯を９５０℃の温度で１時間
保持した。その後、この溶湯をエア・アトマイズ法によ
り粉末化した（表３の合金粉末Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５
参照）。Example 2 As shown in Table 3, a molten metal obtained by dissolving a phosphorus-containing aluminum alloy ingot was held at a temperature of 950 ° C. for 1 hour. Thereafter, the melt was pulverized by an air atomizing method (alloy powder Nos. 11 to 15 in Table 3).
reference).
【００５２】このようにして得られた合金粉末を−１０
０メッシュ（１４７μｍ以下の粒径）に分級した後、粉
末中の初晶シリコンの大きさを光学顕微鏡を用いて組織
観察することにより測定した。その結果は表３に示され
る。The alloy powder obtained in this way was -10
After classification into 0 mesh (particle size of 147 μm or less), the size of primary crystal silicon in the powder was measured by observing the structure using an optical microscope. The results are shown in Table 3.
【００５３】比較例２ 合金粉末Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５と同一条件下で合金粉
末Ｎｏ．１６〜Ｎｏ．１８を作製した。ただし、この場
合、リンを含有しないアルミニウム合金地金を使用し
た。Comparative Example 2 Alloy powder no. 11-No. No. 15 under the same conditions as for alloy powder No. 15. 16-No. 18 were produced. However, in this case, an aluminum alloy ingot containing no phosphorus was used.
【００５４】このようにして得られた合金粉末を−１０
０メッシュ（１４７μｍ以下の粒径）に分級した後、粉
末中の初晶シリコンの大きさを光学顕微鏡を用いて組織
観察することにより測定した。その結果は表３に示され
る。The alloy powder obtained in this way was -10
After classification into 0 mesh (particle size of 147 μm or less), the size of primary crystal silicon in the powder was measured by observing the structure using an optical microscope. The results are shown in Table 3.
【００５５】[0055]
【表３】 [Table 3]
【００５６】次に、上記実施例と比較例で得られた合金
粉末の抗折強度を試験した。実施例２と比較例２で得ら
れた合金粉末Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１８を−１００メッシ
ュ（１４７μｍ以下の粒径）に分級した後、圧力３トン
／ｃｍ2 で直径３０ｍｍ×高さ８０ｍｍの大きさに冷間
予備成形した。その後、これらの成形体を押出し温度４
５０℃、押出比１０で幅２０ｍｍ×厚み４ｍｍの平板に
熱間押出しした。このようにして得られた平板押出材を
Ｔ６処理した後、ＪＩＳＺ２２０３に基づき標点間距離
３０ｍｍにて抗折強度を測定した。その結果は表４に示
される。Next, the bending strength of the alloy powders obtained in the above Examples and Comparative Examples was tested. The alloy powder No. obtained in Example 2 and Comparative Example 2 11-No. After classifying 18 into -100 mesh (particle size of 147 μm or less), it was cold preformed to a size of 30 mm in diameter × 80 mm in height at a pressure of 3 ton / cm 2 . Thereafter, these molded bodies were extruded at a temperature of 4 ° C.
It was hot-extruded into a flat plate having a width of 20 mm and a thickness of 4 mm at 50 ° C. and an extrusion ratio of 10. After the flat plate extruded material thus obtained was subjected to T6 treatment, the transverse rupture strength was measured at a gauge length of 30 mm based on JISZ2203. The results are shown in Table 4.
【００５７】[0057]
【表４】 [Table 4]
【００５８】表４に示す結果から、本発明のリンを含有
する合金粉末の抗折強度はリンを含有しない合金粉末よ
りも約１０％高いことが明らかである。また、リンの含
有量が０．０２重量％を越えるＮｏ．１３の本発明の合
金粉末は、比較例の合金粉末のＮｏ．１６に比べて抗折
強度が若干低下するが、十分使用され得るものである 。 実施例３ 以下の過共晶アルミニウム−シリコン合金を地金より調
製した。From the results shown in Table 4, it is clear that the transverse rupture strength of the alloy powder containing phosphorus of the present invention is about 10% higher than that of the alloy powder containing no phosphorus. In addition, No. 3 having a phosphorus content of more than 0.02% by weight. No. 13 of the alloy powder of the present invention was No. 13 of the alloy powder of the comparative example. Although the flexural strength is slightly lower than that of No. 16, it can be used sufficiently. Example 3 The following hypereutectic aluminum-silicon alloy was prepared from a base metal.
【００５９】 Ａ−１７：２０２４地金＋１７ｗｔ．％Ｓｉ Ａ−２０：２０２４地金＋２０ｗｔ．％Ｓｉ Ａ−２５：２０２４地金＋２５ｗｔ．％Ｓｉ Ｂ−２５：２０２４地金＋２５ｗｔ．％Ｓｉ＋５ｗｔ．
％Ｆｅ Ｃ−２５：２０２４地金＋２５ｗｔ．％Ｓｉ＋５ｗｔ．
％Ｆｅ＋２ｗｔ．％Ｎｉ Ｄ−２５：Ａｌ＋２５ｗｔ．％Ｓｉ＋２．５ｗｔ．％Ｃ
ｕ＋１ｗｔ．％Ｍｇ＋０．５ｗｔ．％Ｆｅ＋０．５ｗ
ｔ．％Ｍｎ Ｅ−２５：９９．９％純度Ａｌ地金＋２５ｗｔ．％Ｓｉ 上記の各合金溶湯中に表５に示す割合でリンを接種し、
または接種せずに、解放式空気アトマイズ法により空気
圧５〜１０ｋｇ／ｍｍ2 の条件で噴霧して各合金溶湯を
急冷凝固させた。A-17: 2024 bullion + 17 wt. % Si A-20: 2024 bullion + 20 wt. % Si A-25: 2024 bullion + 25 wt. % Si B-25: 2024 base metal + 25 wt. % Si + 5 wt.
% Fe C-25: 2024 base metal + 25 wt. % Si + 5 wt.
% Fe + 2 wt. % Ni D-25: Al + 25 wt. % Si + 2.5 wt. % C
u + 1 wt. % Mg + 0.5 wt. % Fe + 0.5w
t. % Mn E-25: 99.9% pure Al metal + 25 wt. % Si Phosphorus is inoculated in each of the above alloy melts at a ratio shown in Table 5,
Alternatively, without inoculation, each alloy melt was rapidly solidified by spraying at a pneumatic pressure of 5 to 10 kg / mm 2 by an open air atomizing method.
【００６０】得られた合金粉末を連続的に捕集し、空気
で分級した後、さらにふるいにより分級した。これらの
合金粉末のシリコン初晶の粒径を定量画像分析顕微鏡に
より決定した結果として、粉末粒径ＤP とＳｉ初晶の最
大粒径ＤSiの関係を表５に示す。The obtained alloy powder was continuously collected, classified by air, and further classified by a sieve. Table 5 shows the relationship between the powder particle diameter D P and the maximum particle diameter D Si of the Si primary crystal as a result of determining the particle diameter of the silicon primary crystal of these alloy powders using a quantitative image analysis microscope.
【００６１】[0061]
【表５】 [Table 5]
【００６２】上記のＡ−２５合金でリンを接種すること
により得られた過共晶アルミニウム−シリコン合金粉末
の金属組織は、４００倍の光学顕微鏡写真により図４に
示される。また、上記のＡ−２５合金でリンを接種しな
いで得られた過共晶アルミニウム−シリコン合金粉末の
金属組織は同様に図５に示される。図４と図５におい
て、濃い灰色の部分がシリコン初晶、薄い灰色の部分が
マトリックスであり、黒い部分は空孔や埋込樹脂の部分
である。The metal structure of the hypereutectic aluminum-silicon alloy powder obtained by inoculating phosphorus with the above-mentioned A-25 alloy is shown in FIG. 4 by a 400 times optical microscope photograph. FIG. 5 also shows the metal structure of the hypereutectic aluminum-silicon alloy powder obtained without inoculating phosphorus with the A-25 alloy. 4 and 5, dark gray portions are silicon primary crystals, light gray portions are matrices, and black portions are holes and embedded resin portions.
【００６３】次に、上記のＡ−２５合金でリン接種の有
無による２種類の粉末を得られたまま、分級することな
く、冷間加圧成形した。これらの成形体を温度４５０℃
で３０分間、脱ガス加熱処理した。そして、同じ温度で
これらの成形体を予備加熱した後、面圧６トン／ｃｍ2
で鍛造成形し、Ｔ６熱処理を施した。Next, the two kinds of powders obtained by the above-mentioned A-25 alloy depending on the presence or absence of phosphorus inoculation were cold-pressed without classification. These compacts are heated at a temperature of 450 ° C.
For 30 minutes. Then, after pre-heating these compacts at the same temperature, a surface pressure of 6 tons / cm 2
, And subjected to T6 heat treatment.
【００６４】得られた各粉末の固化体の機械的特性を測
定した。その測定結果は表６に示される。The mechanical properties of the solidified product of each of the obtained powders were measured. The measurement results are shown in Table 6.
【００６５】[0065]
【表６】 [Table 6]
【００６６】また、上記のＡ−２５合金について得られ
た過共晶アルミニウム−シリコン合金粉末をシリコン初
晶の最大粒径により分級した。分級した粉末ごとに上記
と同一条件で製造した各粉末の固化体の常温での引張り
強さを測定した。これらの測定結果は図６に示される。The hypereutectic aluminum-silicon alloy powder obtained for the above-mentioned A-25 alloy was classified according to the maximum grain size of the primary silicon crystal. The tensile strength at room temperature of the solidified product of each powder produced under the same conditions as above was measured for each of the classified powders. The results of these measurements are shown in FIG.
【００６７】以上の結果から、本発明の製造方法によれ
ば、粉末中のシリコン初晶の大きさが小さく、かつ極め
て狭い範囲内に制御できるため、粗大なシリコン結晶を
起点として起こる破壊が大幅に減少し、粉末の固化体の
機械的強度が向上する。また、得られる固化体の切削時
においても切削工具のチッピングや摩耗が安定しかつ制
御され得る等の効果が得られる。From the above results, according to the manufacturing method of the present invention, the size of the silicon primary crystal in the powder can be controlled to be small and extremely small, so that the destruction caused by the coarse silicon crystal as a starting point is greatly reduced. And the mechanical strength of the solidified powder is improved. Further, even when cutting the obtained solidified body, effects such as stabilization and control of chipping and wear of the cutting tool can be obtained.
【図１】実施例１で得られた合金粉末中の初晶シリコン
の構造を示す光学顕微鏡による結晶の構造の写真である
（倍率×４００）。FIG. 1 is a photograph of a crystal structure by an optical microscope showing the structure of primary crystal silicon in an alloy powder obtained in Example 1 (magnification × 400).
【図２】比較例１で得られた合金粉末中の初晶シリコン
の構造を示す光学顕微鏡による結晶の構造の写真である
（倍率×４００）。FIG. 2 is a photograph of a crystal structure by an optical microscope showing the structure of primary crystal silicon in the alloy powder obtained in Comparative Example 1 (magnification: 400).
【図３】鋳造合金中の初晶シリコンの構造を示す光学顕
微鏡による結晶の構造の写真である（倍率×４００）。FIG. 3 is a photograph of a crystal structure by an optical microscope showing a structure of primary crystal silicon in a cast alloy (magnification: 400).
【図４】実施例３で得られ、リンを接種した過共晶アル
ミニウム−２５重量％シリコン合金粉末の金属組織を示
す光学顕微鏡写真である（倍率×４００）。FIG. 4 is an optical micrograph (magnification × 400) showing a metal structure of a hypereutectic aluminum-25% by weight silicon alloy powder inoculated with phosphorus and obtained in Example 3.
【図５】実施例３で得られ、リンを接種しない過共晶ア
ルミニウム−２５重量％シリコン合金粉末の金属組織を
示す光学顕微鏡写真である（倍率×４００）。FIG. 5 is an optical micrograph (magnification: × 400) showing the metal structure of a hypereutectic aluminum-25% by weight silicon alloy powder obtained in Example 3 and not inoculated with phosphorus.
【図６】実施例３において、過共晶アルミニウム−２５
重量％シリコン合金粉末におけるシリコン初晶の最大粒
径と、その粉末から得られた固化体の常温での引張り強
度との関係を示すグラフである。FIG. 6 shows the results obtained in Example 3 by using hypereutectic aluminum-25.
4 is a graph showing the relationship between the maximum grain size of silicon primary crystals in a weight-% silicon alloy powder and the tensile strength at room temperature of a solidified body obtained from the powder.
フロントページの続き (72)発明者 田中 昭衛 大阪府大阪市中央区久太郎町３丁目６番 ８号 東洋アルミニウム株式会社 本社 内 (72)発明者 横手 隆昌 大阪府大阪市中央区久太郎町３丁目６番 ８号 東洋アルミニウム株式会社 本社 内 (72)発明者 和辻 隆 大阪府大阪市中央区久太郎町３丁目６番 ８号 東洋アルミニウム株式会社 本社 内 (72)発明者 武田 義信 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 林 哲也 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 鍛治 俊彦 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 小谷 雄介 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 明智 清明 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 平４−103739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−139636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−165332（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−298122（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 1/04 B22F 1/00 B22F 9/08 C22C 21/00 - 21/18 Continued on the front page (72) Inventor Shoei Tanaka 3-6-8 Kutaro-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside the headquarters of Toyo Aluminum Co., Ltd. (72) Inventor Takamasa Yokote 3-6-kutaro-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 8 Toyo Aluminum Co., Ltd. Headquarters (72) Inventor Takashi Watsuji 3-6-8 Kutaro-cho, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Toyo Aluminum Co., Ltd. Headquarters (72) Inventor Yoshinobu Takeda Kunyokita, Itami City, Hyogo Prefecture 1-1-1 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works (72) Inventor Tetsuya Hayashi 1-1-1, Koyokita, Itami-shi, Hyogo Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works (72) Inventor Toshihiko Kaji Sumitomo Electric Industries, Ltd., Itami Works (72) Inventor Yusuke Otani 1-1-1, Koyo Kita, Itami, Hyogo Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. 72) Inventor Kiyoaki Akechi, Kon, Itami-shi, Hyogo 1-1-1 Yohoku Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works (56) References JP-A-4-103739 (JP, A) JP-A-61-139636 (JP, A) JP-A-60-165332 (JP, A) JP-A-1-298122 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 1/04 B22F 1/00 B22F 9/08 C22C 21/00-21 / 18
Claims (6)
下、リンを０．０００５重量％以上０．１重量％以下含
有する過共晶アルミニウム−シリコン系合金の溶湯を準
備する工程と、 前記溶湯をアルミニウム−シリコン系合金の液相線温度
より１００℃高い温度以上１３００℃以下の温度に少な
くとも３０分間保持する工程と、 空気または不活性ガスを用いて、前記保持された溶湯を
噴霧して急冷凝固させることによって過共晶アルミニウ
ム−シリコン系合金粉末を作製する工程と、 粒径４００μｍ以下の前記合金粉末を選別して初晶シリ
コンの最大粒径が１０μｍ以下の過共晶アルミニウム−
シリコン系合金粉末を得る工程と、 を備えた、初晶シリコンの最大結晶粒径が１０μｍ以下
の過共晶アルミニウム−シリコン系合金粉末の製造方
法。1. The method according to claim 1, wherein silicon is contained in an amount of 12% by weight or more and 50% by weight or less.
Lower, hypereutectic aluminum with phosphorus-containing <br/> 0.0005 wt% to 0.1 wt% or less - a step of preparing a melt of silicon alloys, aluminum the molten - liquidus silicon-based alloy Holding at a temperature of 100 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower for at least 30 minutes; and spraying the held molten metal using air or an inert gas to rapidly cool and solidify the hypereutectic aluminum-silicon. A step of preparing a base alloy powder; and selecting the alloy powder having a particle size of 400 μm or less to form a hypereutectic aluminum having a maximum primary crystal silicon particle size of 10 μm or less.
A method for producing a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having a maximum crystal grain size of primary crystal silicon of 10 μm or less, comprising: obtaining a silicon alloy powder.
ム−シリコン系合金の溶湯にリンを含有する初晶シリコ
ン微細化剤を添加することを含む、請求項１に記載の初
晶シリコンの最大結晶粒径が１０μｍ以下の過共晶アル
ミニウム−シリコン系合金粉末の製造方法。2. The maximum crystal of primary crystal silicon according to claim 1, wherein the step of preparing the molten metal includes adding a primary crystal silicon refiner containing phosphorus to the molten aluminum-silicon alloy. A method for producing a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having a particle size of 10 μm or less.
する初晶シリコン微細化剤を予め含むアルミニウム−シ
リコン系合金の固体を溶融することを含む、請求項１に
記載の初晶シリコンの最大結晶粒径が１０μｍ以下の過
共晶アルミニウム−シリコン系合金粉末の製造方法。3. The primary crystal silicon according to claim 1, wherein the step of preparing the molten metal includes melting a solid of an aluminum-silicon alloy containing a primary silicon refiner containing phosphorus in advance. A method for producing a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having a maximum crystal grain size of 10 μm or less.
最大粒径が１０μｍ以下の過共晶アルミニウム−シリコ
ン系合金粉末を得る工程は、粒径２００μｍ以下の前記
合金粉末を選別することを含む、請求項１に記載の初晶
シリコンの最大結晶粒径が１０μｍ以下の過共晶アルミ
ニウム−シリコン系合金粉末の製造方法。4. The step of selecting the alloy powder to obtain a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having a primary crystal silicon having a maximum particle diameter of 10 μm or less includes selecting the alloy powder having a particle diameter of 200 μm or less. The method for producing a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder according to claim 1, wherein the primary crystal silicon has a maximum crystal grain size of 10 µm or less.
最大粒径が１０μｍ以下の過共晶アルミニウム−シリコ
ン系合金粉末を得る工程は、粒径１００μｍ以下の前記
合金粉末を選別することを含む、請求項１に記載の初晶
シリコンの最大結晶粒径が１０μｍ以下の過共晶アルミ
ニウム−シリコン系合金粉末の製造方法。5. The step of selecting the alloy powder to obtain a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having a primary crystal silicon having a maximum particle diameter of 10 μm or less includes selecting the alloy powder having a particle diameter of 100 μm or less. The method for producing a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder according to claim 1, wherein the primary crystal silicon has a maximum crystal grain size of 10 µm or less.
最大粒径が１０μｍ以下の過共晶アルミニウム−シリコ
ン系合金粉末を得る工程は、粒径５０μｍ以下の前記合
金粉末を選別することを含む、請求項１に記載の初晶シ
リコンの最大結晶粒径が１０μｍ以下の過共晶アルミニ
ウム−シリコン系合金粉末の製造方法。6. The step of selecting said alloy powder to obtain a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having a primary crystal silicon having a maximum particle diameter of 10 μm or less includes selecting said alloy powder having a particle diameter of 50 μm or less. The method for producing a hypereutectic aluminum-silicon alloy powder according to claim 1, wherein the primary crystal silicon has a maximum crystal grain size of 10 µm or less.
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