JP2003342660A - 強度および耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金 - Google Patents
強度および耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度および耐摩耗性に優れた焼結アルミニウ
ム合金を提供する。 【解決手段】Ｓｉ：１．５〜２５質量％、Ｃｕ：２〜６
質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％を含有し、さらに
Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または２種以上を合計で
０．０３〜１質量％を含有し、残りが実質的にＡｌから
なる成分組成を有し、かつ平均粒径：１〜２０μｍの初
晶Ｓｉ１が平均粗さ：２０〜３００μｍの網目状に分散
している組織を有する強度および耐摩耗性に優れた焼結
アルミニウム合金。
ム合金を提供する。 【解決手段】Ｓｉ：１．５〜２５質量％、Ｃｕ：２〜６
質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％を含有し、さらに
Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または２種以上を合計で
０．０３〜１質量％を含有し、残りが実質的にＡｌから
なる成分組成を有し、かつ平均粒径：１〜２０μｍの初
晶Ｓｉ１が平均粗さ：２０〜３００μｍの網目状に分散
している組織を有する強度および耐摩耗性に優れた焼結
アルミニウム合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、自動車用オ
イルポンプのギヤ、自動車のエンジンのカムスプロケッ
トなど軽量で強度および耐摩耗性を必要とする各種機械
部品を製造するための焼結アルミニウム合金に関するも
のである。
イルポンプのギヤ、自動車のエンジンのカムスプロケッ
トなど軽量で強度および耐摩耗性を必要とする各種機械
部品を製造するための焼結アルミニウム合金に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、軽量で、強度及び耐摩耗性が要
求される機械部品の製造には、Ｓｉ：１．５〜２５質量
％、Ｃｕ：２〜６質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％
を含有し、残りが実質的にＡｌからなる成分組成を有
し、素地中に初晶Ｓｉが群島状に過密に集合してグルー
プ硬質相を形成し、このグループ硬質相が素地中に分散
した焼結アルミニウム合金は知られている。その組織は
図３の金属顕微鏡組織写真に示されており、図４は金属
顕微鏡組織写真に基づく組織の説明図である。図４に示
されるように、従来の強度および耐摩耗性に優れた焼結
アルミニウム合金は、初晶Ｓｉ１が群島状に過密に集合
したグループ硬質相を形成し、このグループ硬質相が素
地２中に分散した組織を有している。なお、黒い部分は
空孔３である。
求される機械部品の製造には、Ｓｉ：１．５〜２５質量
％、Ｃｕ：２〜６質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％
を含有し、残りが実質的にＡｌからなる成分組成を有
し、素地中に初晶Ｓｉが群島状に過密に集合してグルー
プ硬質相を形成し、このグループ硬質相が素地中に分散
した焼結アルミニウム合金は知られている。その組織は
図３の金属顕微鏡組織写真に示されており、図４は金属
顕微鏡組織写真に基づく組織の説明図である。図４に示
されるように、従来の強度および耐摩耗性に優れた焼結
アルミニウム合金は、初晶Ｓｉ１が群島状に過密に集合
したグループ硬質相を形成し、このグループ硬質相が素
地２中に分散した組織を有している。なお、黒い部分は
空孔３である。
【０００３】この焼結アルミニウム合金は原料粉末とし
て、Ｓｉ：１５〜５０質量％を含有し、残りが実質的に
Ａｌからなる組成を有し、水アトマイズすることにより
急冷凝固させた初晶Ｓｉ晶出のＡｌ−Ｓｉ系合金粉末を
用意し、さらに純Ａｌ粉末、Ａｌ−Ｃｕ合金粉末および
Ａｌ−Ｍｇ合金粉末を用意し、これら原料粉末を添加混
合し、得られた混合粉末を成形圧力：３００ＭＰａ 以
上にて圧粉体に成形し、この圧粉体を５５０〜５９０℃
の温度にて焼結することにより得られる。このようにし
て得られた焼結アルミニウム合金には、温度：４８０〜
５００℃に加熱したのち水冷の溶体化処理を施し、その
後、１８０℃、５〜６時間保持の時効処理を施す（特開
平７−１９７１６７号公報、特開平７−１９７１６７号
公報などを参照）。
て、Ｓｉ：１５〜５０質量％を含有し、残りが実質的に
Ａｌからなる組成を有し、水アトマイズすることにより
急冷凝固させた初晶Ｓｉ晶出のＡｌ−Ｓｉ系合金粉末を
用意し、さらに純Ａｌ粉末、Ａｌ−Ｃｕ合金粉末および
Ａｌ−Ｍｇ合金粉末を用意し、これら原料粉末を添加混
合し、得られた混合粉末を成形圧力：３００ＭＰａ 以
上にて圧粉体に成形し、この圧粉体を５５０〜５９０℃
の温度にて焼結することにより得られる。このようにし
て得られた焼結アルミニウム合金には、温度：４８０〜
５００℃に加熱したのち水冷の溶体化処理を施し、その
後、１８０℃、５〜６時間保持の時効処理を施す（特開
平７−１９７１６７号公報、特開平７−１９７１６７号
公報などを参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、回転駆
動装置の性能の向上に伴って、そこに使用される部品も
さらに一層苛酷な条件下で使用されるようになり、かか
る苛酷な条件下での使用に耐え得ることが要求されてい
るが、上記従来の群島状に過密に集合してグループ硬質
相が素地中に分散した組織を有する焼結アルミニウム合
金では十分に満足できる機械的特性（特に、強度および
耐摩耗性）を持った部品を製造することはできなかっ
た。
動装置の性能の向上に伴って、そこに使用される部品も
さらに一層苛酷な条件下で使用されるようになり、かか
る苛酷な条件下での使用に耐え得ることが要求されてい
るが、上記従来の群島状に過密に集合してグループ硬質
相が素地中に分散した組織を有する焼結アルミニウム合
金では十分に満足できる機械的特性（特に、強度および
耐摩耗性）を持った部品を製造することはできなかっ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
従来よりも一層強度および耐摩耗性に優れた焼結アルミ
ニウム合金を得るべく研究を行った結果、原料粉末とし
て、Ｓｉ：１５〜５０質量％を含有し、残りが実質的に
Ａｌからなる組成を有する急冷凝固させた初晶Ｓｉ晶出
のＡｌ−Ｓｉ系合金粉末を用意し、さらに純Ａｌ粉末、
Ｃｕ粉末あるいはＡｌ−Ｃｕ合金粉末、Ｍｇ粉末あるい
はＡｌ−Ｍｇ合金粉末を用意し、さらにＳｎ粉末、Ｚｎ
粉末、Ｐｂ粉末を用意し、これらＡｌ−Ｓｉ系合金粉
末、純Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末あるいはＡｌ−Ｃｕ合金粉
末、Ｍｇ粉末あるいはＡｌ−Ｍｇ合金粉末の混合粉末
に、さらにＳｎ粉末、Ｚｎ粉末、Ｐｂ粉末のうちの１種
又は２種以上を添加混合し、得られた混合粉末を成形圧
力：３００MPａ 以上にて圧粉体に成形し、この圧粉体
を窒素雰囲気中、５５０〜５９０℃の温度にて焼結する
ことにより得られたＳｉ：１．５〜２５質量％、Ｃｕ：
２〜６質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％を含有し、
さらにＳｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または２種以上を
合計で０．０３〜１質量％を含有し、残りが実質的にＡ
ｌからなる成分組成を有する焼結アルミニウム合金は、
初晶Ｓｉが素地中に網目状に分散している組織を有し、
この組織を有する焼結アルミニウム合金は従来の素地中
に初晶Ｓｉが群島状に集合したグループ硬質相が素地中
に分散した従来の焼結アルミニウム合金に比べて強度及
び耐摩耗性が一層優れる、という研究結果を得たのであ
る。
従来よりも一層強度および耐摩耗性に優れた焼結アルミ
ニウム合金を得るべく研究を行った結果、原料粉末とし
て、Ｓｉ：１５〜５０質量％を含有し、残りが実質的に
Ａｌからなる組成を有する急冷凝固させた初晶Ｓｉ晶出
のＡｌ−Ｓｉ系合金粉末を用意し、さらに純Ａｌ粉末、
Ｃｕ粉末あるいはＡｌ−Ｃｕ合金粉末、Ｍｇ粉末あるい
はＡｌ−Ｍｇ合金粉末を用意し、さらにＳｎ粉末、Ｚｎ
粉末、Ｐｂ粉末を用意し、これらＡｌ−Ｓｉ系合金粉
末、純Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末あるいはＡｌ−Ｃｕ合金粉
末、Ｍｇ粉末あるいはＡｌ−Ｍｇ合金粉末の混合粉末
に、さらにＳｎ粉末、Ｚｎ粉末、Ｐｂ粉末のうちの１種
又は２種以上を添加混合し、得られた混合粉末を成形圧
力：３００MPａ 以上にて圧粉体に成形し、この圧粉体
を窒素雰囲気中、５５０〜５９０℃の温度にて焼結する
ことにより得られたＳｉ：１．５〜２５質量％、Ｃｕ：
２〜６質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％を含有し、
さらにＳｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または２種以上を
合計で０．０３〜１質量％を含有し、残りが実質的にＡ
ｌからなる成分組成を有する焼結アルミニウム合金は、
初晶Ｓｉが素地中に網目状に分散している組織を有し、
この組織を有する焼結アルミニウム合金は従来の素地中
に初晶Ｓｉが群島状に集合したグループ硬質相が素地中
に分散した従来の焼結アルミニウム合金に比べて強度及
び耐摩耗性が一層優れる、という研究結果を得たのであ
る。
【０００６】この発明は、かかる研究結果に基づいてな
されたものであって、（１）Ｓｉ：１．５〜２５質量
％、Ｃｕ：２〜６質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％
を含有し、さらにＳｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または
２種以上を合計で０．０３〜１質量％を含有し、残りが
実質的にＡｌからなる成分組成を有し、かつ初晶Ｓｉが
素地中に網目状に分散している組織を有する強度および
耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金、に特徴を有す
るものである。
されたものであって、（１）Ｓｉ：１．５〜２５質量
％、Ｃｕ：２〜６質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％
を含有し、さらにＳｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または
２種以上を合計で０．０３〜１質量％を含有し、残りが
実質的にＡｌからなる成分組成を有し、かつ初晶Ｓｉが
素地中に網目状に分散している組織を有する強度および
耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金、に特徴を有す
るものである。
【０００７】この発明の強度および耐摩耗性に優れた焼
結アルミニウム合金の組織を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の焼結アルミニウム合金の金属顕微鏡
組織写真であり、図２は、この発明の焼結アルミニウム
合金の金属顕微鏡組織写真に基づく組織の説明図であ
る。図２の組織の説明図において１は初晶Ｓｉである。
この初晶Ｓｉ１は、通常、平均粒径：１〜２０μｍの範
囲内にあることが知られており、この発明の焼結アルミ
ニウム合金における初晶Ｓｉ１も平均粒径：１〜２０μ
ｍの範囲内にある。そして、この初晶Ｓｉ１が素地２中
に網目状に分散している組織を有しおり、この網目の平
均粗さ（網目の平均粒径）は、２０μｍ未満であると耐
摩耗性に及ぼす効果が少なくなり、一方、３００μｍを
越えると材料の強度低下をもたらし同時に耐摩耗性に及
ぼす効果が少なくなるので好ましくないところから、２
０〜３００μｍの範囲内にあることが好ましい。したが
って、この発明は、（２）Ｓｉ：１．５〜２５質量％、
Ｃｕ：２〜６質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％を含
有し、さらにＳｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または２種
以上を合計で０．０３〜１質量％を含有し、残りが実質
的にＡｌからなる成分組成を有し、かつ平均粒径：１〜
２０μｍの初晶Ｓｉが平均粗さ：２０〜３００μｍの網
目状に分散している組織を有する強度および耐摩耗性に
優れた焼結アルミニウム合金、に特徴を有するものであ
る。
結アルミニウム合金の組織を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の焼結アルミニウム合金の金属顕微鏡
組織写真であり、図２は、この発明の焼結アルミニウム
合金の金属顕微鏡組織写真に基づく組織の説明図であ
る。図２の組織の説明図において１は初晶Ｓｉである。
この初晶Ｓｉ１は、通常、平均粒径：１〜２０μｍの範
囲内にあることが知られており、この発明の焼結アルミ
ニウム合金における初晶Ｓｉ１も平均粒径：１〜２０μ
ｍの範囲内にある。そして、この初晶Ｓｉ１が素地２中
に網目状に分散している組織を有しおり、この網目の平
均粗さ（網目の平均粒径）は、２０μｍ未満であると耐
摩耗性に及ぼす効果が少なくなり、一方、３００μｍを
越えると材料の強度低下をもたらし同時に耐摩耗性に及
ぼす効果が少なくなるので好ましくないところから、２
０〜３００μｍの範囲内にあることが好ましい。したが
って、この発明は、（２）Ｓｉ：１．５〜２５質量％、
Ｃｕ：２〜６質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％を含
有し、さらにＳｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または２種
以上を合計で０．０３〜１質量％を含有し、残りが実質
的にＡｌからなる成分組成を有し、かつ平均粒径：１〜
２０μｍの初晶Ｓｉが平均粗さ：２０〜３００μｍの網
目状に分散している組織を有する強度および耐摩耗性に
優れた焼結アルミニウム合金、に特徴を有するものであ
る。
【０００８】この発明の初晶Ｓｉが網目状に分散してい
る組織を有する焼結アルミニウム合金を製造するために
は、原料粉末として、Ｓｉ：１５〜５０質量％を含有
し、残りが実質的にＡｌからなる組成の溶湯をアトマイ
ズ法により冷却速度：１０2℃／秒以上で急冷凝固させ
た平均粒径：１〜２０μｍの初晶Ｓｉが晶出した平均粒
径：１５０μｍ以下のＡｌ−Ｓｉ系合金粉末、アトマイ
ズ法により得られた平均粒径：１５０μｍ以下の純Ａｌ
粉末、平均粒径：１５０μｍ以下のＣｕ粉末あるいはＡ
ｌ−Ｃｕ合金粉末、平均粒径：１５０μｍ以下のＭｇ粉
末あるいはＡｌ−Ｍｇ合金粉末を用意し、さらにいずれ
も平均粒径：１５０μｍ以下のＳｎ粉末、Ｚｎ粉末、Ｐ
ｂ粉末を用意し、これらＡｌ−Ｓｉ系合金粉末、純Ａｌ
粉末、Ｃｕ粉末あるいはＡｌ−Ｃｕ合金粉末、Ｍｇ粉末
あるいはＡｌ−Ｍｇ合金粉末の混合粉末に、さらにＳｎ
粉末、Ｚｎ粉末、Ｐｂ粉末のうちの１種又は２種以上を
添加混合し、得られた混合粉末を成形圧力：３００MPａ
以上にて圧粉体に成形し、この圧粉体を露点：−４０
℃以下の窒素雰囲気中、５５０〜５９０℃の温度にて焼
結し、その後、４８０〜５００℃に加熱したのち水冷す
る条件の溶体化処理を施し、さらに１６０〜２００℃に
５〜６時間保持の時効処理することにより製造すること
ができる。
る組織を有する焼結アルミニウム合金を製造するために
は、原料粉末として、Ｓｉ：１５〜５０質量％を含有
し、残りが実質的にＡｌからなる組成の溶湯をアトマイ
ズ法により冷却速度：１０2℃／秒以上で急冷凝固させ
た平均粒径：１〜２０μｍの初晶Ｓｉが晶出した平均粒
径：１５０μｍ以下のＡｌ−Ｓｉ系合金粉末、アトマイ
ズ法により得られた平均粒径：１５０μｍ以下の純Ａｌ
粉末、平均粒径：１５０μｍ以下のＣｕ粉末あるいはＡ
ｌ−Ｃｕ合金粉末、平均粒径：１５０μｍ以下のＭｇ粉
末あるいはＡｌ−Ｍｇ合金粉末を用意し、さらにいずれ
も平均粒径：１５０μｍ以下のＳｎ粉末、Ｚｎ粉末、Ｐ
ｂ粉末を用意し、これらＡｌ−Ｓｉ系合金粉末、純Ａｌ
粉末、Ｃｕ粉末あるいはＡｌ−Ｃｕ合金粉末、Ｍｇ粉末
あるいはＡｌ−Ｍｇ合金粉末の混合粉末に、さらにＳｎ
粉末、Ｚｎ粉末、Ｐｂ粉末のうちの１種又は２種以上を
添加混合し、得られた混合粉末を成形圧力：３００MPａ
以上にて圧粉体に成形し、この圧粉体を露点：−４０
℃以下の窒素雰囲気中、５５０〜５９０℃の温度にて焼
結し、その後、４８０〜５００℃に加熱したのち水冷す
る条件の溶体化処理を施し、さらに１６０〜２００℃に
５〜６時間保持の時効処理することにより製造すること
ができる。
【０００９】この発明の初晶Ｓｉが網目状に分散してい
る組織を有する焼結アルミニウム合金を製造する工程に
おいて、焼結温度を５５０〜５９０℃に制御することが
重要であり、焼結温度は５５０℃未満であると初晶Ｓｉ
が網目状に分散している組織は生成しないので好ましく
なく、一方、５９０℃を越えた温度で焼結すると、初晶
Ｓｉが大きく成長して２０μｍを越えるようになり、強
度が低下すると共に、相手攻撃性が大きくなって好まし
くない。したがって、この発明の焼結アルミニウム合金
を焼結する温度は５５０〜５９０℃に定めた。
る組織を有する焼結アルミニウム合金を製造する工程に
おいて、焼結温度を５５０〜５９０℃に制御することが
重要であり、焼結温度は５５０℃未満であると初晶Ｓｉ
が網目状に分散している組織は生成しないので好ましく
なく、一方、５９０℃を越えた温度で焼結すると、初晶
Ｓｉが大きく成長して２０μｍを越えるようになり、強
度が低下すると共に、相手攻撃性が大きくなって好まし
くない。したがって、この発明の焼結アルミニウム合金
を焼結する温度は５５０〜５９０℃に定めた。
【００１０】かかる条件で製造したこの発明の初晶Ｓｉ
が網目状に分散している組織を有する焼結アルミニウム
合金の成分限定理由を以下に説明する。 Ｓｉ：Ｓｉは初晶Ｓｉを晶出させて耐摩耗性を向上させ
るために必要な成分であるが、その含有量が１．５質量
％未満では初晶Ｓｉの晶出量が少なくて十分な耐摩耗性
が得られないので好ましくなく、一方、２５質量％を越
えて含有すると、成形性が悪化すると共に、脆化を招い
て十分な強度が得られないので好ましくない。したがっ
て、Ｓｉの含有量は１．５〜２５質量％（一層好ましく
は、３〜２３質量％）に定めた。
が網目状に分散している組織を有する焼結アルミニウム
合金の成分限定理由を以下に説明する。 Ｓｉ：Ｓｉは初晶Ｓｉを晶出させて耐摩耗性を向上させ
るために必要な成分であるが、その含有量が１．５質量
％未満では初晶Ｓｉの晶出量が少なくて十分な耐摩耗性
が得られないので好ましくなく、一方、２５質量％を越
えて含有すると、成形性が悪化すると共に、脆化を招い
て十分な強度が得られないので好ましくない。したがっ
て、Ｓｉの含有量は１．５〜２５質量％（一層好ましく
は、３〜２３質量％）に定めた。
【００１１】Ｃｕ：Ｃｕは、素地を強化するために添加
されるが、その含有量が２質量％未満では素地強化への
寄与が少ないので好ましくなく、一方、６質量％を越え
て含有すると脆化を招いて十分な強度が得られないので
好ましくない。したがって、Ｃｕの含有量は２〜６質量
％（一層好ましくは、３〜５質量％）に定めた。
されるが、その含有量が２質量％未満では素地強化への
寄与が少ないので好ましくなく、一方、６質量％を越え
て含有すると脆化を招いて十分な強度が得られないので
好ましくない。したがって、Ｃｕの含有量は２〜６質量
％（一層好ましくは、３〜５質量％）に定めた。
【００１２】Ｍｇ：Ｍｇは素地を強化するために添加さ
れるが、その含有量が０．２質量％未満では素地強化へ
の寄与が少ないので好ましくなく、一方、１．５質量％
を越えて含有すると脆化を招いて十分な強度が得られな
いので好ましくない。したがって、Ｃｕの含有量は０．
２〜１．５質量％（一層好ましくは、０．５〜１．２質
量％）に定めた。
れるが、その含有量が０．２質量％未満では素地強化へ
の寄与が少ないので好ましくなく、一方、１．５質量％
を越えて含有すると脆化を招いて十分な強度が得られな
いので好ましくない。したがって、Ｃｕの含有量は０．
２〜１．５質量％（一層好ましくは、０．５〜１．２質
量％）に定めた。
【００１３】Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐｂ：これら成分は初晶Ｓｉ
を素地中に網目状に分散させて強度を向上させるために
微量添加するが、その含有量が０．０３質量％未満では
所望の効果が得られず、一方、これら成分が１質量％を
越えて含有すると強度の低下を招くので好ましくない。
したがって、これら成分の含有量は０．０３〜１質量％
（一層好ましくは、０．００５〜０．８質量％）に定め
た。
を素地中に網目状に分散させて強度を向上させるために
微量添加するが、その含有量が０．０３質量％未満では
所望の効果が得られず、一方、これら成分が１質量％を
越えて含有すると強度の低下を招くので好ましくない。
したがって、これら成分の含有量は０．０３〜１質量％
（一層好ましくは、０．００５〜０．８質量％）に定め
た。
【００１４】
【発明の実施の形態】原料粉末として、アトマイズ法に
より製造された平均粒径：１５０μｍ以下の純Ａｌ粉
末、アトマイズ法により製造された平均粒径：１５０μ
ｍ以下の表１〜２に示される成分組成のＡｌ−Ｓｉ系合
金粉末を用意し、さらにいずれも平均粒径：１５０μｍ
以下のＡｌ−５％Ｍｇ合金粉末、電解Ｃｕ粉末、Ｓｎ粉
末、Ｚｎ粉末、Ｐｂ粉末を用意した。
より製造された平均粒径：１５０μｍ以下の純Ａｌ粉
末、アトマイズ法により製造された平均粒径：１５０μ
ｍ以下の表１〜２に示される成分組成のＡｌ−Ｓｉ系合
金粉末を用意し、さらにいずれも平均粒径：１５０μｍ
以下のＡｌ−５％Ｍｇ合金粉末、電解Ｃｕ粉末、Ｓｎ粉
末、Ｚｎ粉末、Ｐｂ粉末を用意した。
【００１５】これら原料粉末を表１〜２に示される割合
で配合し混合したのち、加圧力：３００ＭＰａで成形体
を作製し、得られた成形体を表１〜２の条件で焼結し、
４９０℃に加熱した後水冷の溶体化処理を施し、さらに
１８０℃、６時間保持の時効処理を施すことにより本発
明焼結アルミニウム合金（以下、本発明合金という）１
〜１６および比較焼結アルミニウム合金（以下、比較合
金という）１〜９および従来焼結アルミニウム合金（以
下、従来合金という）を作製した。
で配合し混合したのち、加圧力：３００ＭＰａで成形体
を作製し、得られた成形体を表１〜２の条件で焼結し、
４９０℃に加熱した後水冷の溶体化処理を施し、さらに
１８０℃、６時間保持の時効処理を施すことにより本発
明焼結アルミニウム合金（以下、本発明合金という）１
〜１６および比較焼結アルミニウム合金（以下、比較合
金という）１〜９および従来焼結アルミニウム合金（以
下、従来合金という）を作製した。
【００１６】得られた本発明合金１〜１６、比較合金１
〜９および従来合金の組織を金属顕微鏡で観察し、その
組織の初晶Ｓｉの平均粒径、網目の平均粗さについて測
定し、これらの測定値を表３に示した。図１は本発明合
金１の金属顕微鏡組織写真であり、図３は従来合金の金
属顕微鏡組織写真である。
〜９および従来合金の組織を金属顕微鏡で観察し、その
組織の初晶Ｓｉの平均粒径、網目の平均粗さについて測
定し、これらの測定値を表３に示した。図１は本発明合
金１の金属顕微鏡組織写真であり、図３は従来合金の金
属顕微鏡組織写真である。
【００１７】得られた本発明合金１〜１６、比較合金１
〜９および従来合金を用い、たて：１０mm、横：１０m
m、厚さ：４０mmの寸法を有するブロックを作製し、こ
のブロックを回転する鋳鉄（ＦＣ２５０）製の外径：４
０mm、内径：３０mm、幅：１５mmの寸法を有するリング
に一定荷重で押し付けるブロックオンリング型の摩耗試
験を行なった。
〜９および従来合金を用い、たて：１０mm、横：１０m
m、厚さ：４０mmの寸法を有するブロックを作製し、こ
のブロックを回転する鋳鉄（ＦＣ２５０）製の外径：４
０mm、内径：３０mm、幅：１５mmの寸法を有するリング
に一定荷重で押し付けるブロックオンリング型の摩耗試
験を行なった。
【００１８】試験条件は下記の通りである。
荷重：３０kgf 、
摺動速度：５ｍ／秒、
摺動距離：１５００ｍ、
潤滑：エンジンオイル滴下（ガソリンエンジン用）、
かかる条件のブロックオンリング型摩耗試験を行ったの
ち、ブロックの体積摩耗量を測定し、その結果を表３〜
４に示した。
ち、ブロックの体積摩耗量を測定し、その結果を表３〜
４に示した。
【００１９】さらに、本発明合金１〜１６、比較合金１
〜９および従来合金を用いてＪＩＳ規格ＪＩＳＺ２５５
０に基づく引張り試験片を作製し、この試験片を用いて
引張り強さを測定し、これらの測定値を表３〜４に示し
た。
〜９および従来合金を用いてＪＩＳ規格ＪＩＳＺ２５５
０に基づく引張り試験片を作製し、この試験片を用いて
引張り強さを測定し、これらの測定値を表３〜４に示し
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【発明の効果】表１〜表４に示される結果から、平均粒
径：１〜２０μｍの範囲内の寸法を有する初晶Ｓｉが網
目状に分散しており、平均粗さが２０〜３００μｍの網
目状に分散している組織を有する本発明合金１〜１６
は、素地中に初晶Ｓｉが群島状に過密に集合してなるグ
ループ硬質相が素地中に分散した組織を有する従来合金
に比べて、引張強さに優れかつ摩耗量が少ないところか
ら耐摩耗性に優れていることがわかる。
径：１〜２０μｍの範囲内の寸法を有する初晶Ｓｉが網
目状に分散しており、平均粗さが２０〜３００μｍの網
目状に分散している組織を有する本発明合金１〜１６
は、素地中に初晶Ｓｉが群島状に過密に集合してなるグ
ループ硬質相が素地中に分散した組織を有する従来合金
に比べて、引張強さに優れかつ摩耗量が少ないところか
ら耐摩耗性に優れていることがわかる。
【００２５】しかし、上記範囲から外れている比較合金
１〜９は、引張強さまたは耐摩耗性の少なくともいずれ
かが劣ることがわかる。
１〜９は、引張強さまたは耐摩耗性の少なくともいずれ
かが劣ることがわかる。
【００２６】上述のように、この発明の焼結アルミニウ
ム合金を用いて機械部品等を製造すると、従来よりも一
層優れた機械部品を提供することができ、したがって、
一層苛酷な使用に耐えることができるので、駆動装置等
の性能向上に大いに貢献しうるものである。
ム合金を用いて機械部品等を製造すると、従来よりも一
層優れた機械部品を提供することができ、したがって、
一層苛酷な使用に耐えることができるので、駆動装置等
の性能向上に大いに貢献しうるものである。
【図１】この発明の焼結アルミニウム合金の組織を示す
金属顕微鏡組織写真である。
金属顕微鏡組織写真である。
【図２】この発明の焼結アルミニウム合金の金属顕微鏡
組織写真に基づく組織の説明図である。
組織写真に基づく組織の説明図である。
【図３】従来の焼結アルミニウム合金の組織を示す金属
顕微鏡組織写真である。
顕微鏡組織写真である。
【図４】従来の焼結アルミニウム合金の金属顕微鏡組織
写真に基づく組織の説明図である。
写真に基づく組織の説明図である。
１ 初晶Ｓｉ
２ 素地
３ 空孔
Claims (2)
- 【請求項１】Ｓｉ：１．５〜２５質量％、Ｃｕ：２〜６
質量％、Ｍｇ：０．２〜１．５質量％を含有し、さらに
Ｓｎ，Ｚｎ，Ｐｂのうちの１種または２種以上を合計で
０．０３〜１質量％を含有し、残りが実質的にＡｌから
なる成分組成を有し、かつ初晶Ｓｉが素地中に網目状に
分散している組織を有することを特徴とする強度および
耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金。 - 【請求項２】前記組織は、平均粒径：１〜２０μｍの初
晶Ｓｉが平均粗さ：２０〜３００μｍの網目状に分散し
ている組織を有することを特徴とする請求項１記載の強
度および耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152193A JP2003342660A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 強度および耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152193A JP2003342660A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 強度および耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342660A true JP2003342660A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29769575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002152193A Abandoned JP2003342660A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 強度および耐摩耗性に優れた焼結アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003342660A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017514994A (ja) * | 2014-04-11 | 2017-06-08 | ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー | 機械的性質を向上するためのシリコン添加物を含むアルミニウム合金粉末金属配合物 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002152193A patent/JP2003342660A/ja not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017514994A (ja) * | 2014-04-11 | 2017-06-08 | ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー | 機械的性質を向上するためのシリコン添加物を含むアルミニウム合金粉末金属配合物 |
| US10357826B2 (en) | 2014-04-11 | 2019-07-23 | Gkn Sinter Metals, Llc | Aluminum alloy powder formulations with silicon additions for mechanical property improvements |
| US11273489B2 (en) | 2014-04-11 | 2022-03-15 | Gkn Sinter Metals, Llc | Aluminum alloy powder formulations with silicon additions for mechanical property improvements |
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