JP2007131879A - 粒子強化アルミニウム合金複合材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミニウム合金母材に強化粒子を分散させた粒子強化アルミニウム合金複合材において、酸化アルミニウム粒子と、前記酸化アルミニウム粒子から分離した独立したアルミニウムーマグネシウムスピネル粒子とを、前記アルミニウム合金母材に強化粒子として分散させて形成する。
【選択図】図3
Description
その一つとして、溶融金属合金と粒子の混合物を、粒子が実質的に劣化を起こさない温度範囲で保持し、濡れ性を確保しつつ分散させる混合をした後に、アルゴンガス等のガスを導入したり、真空にしたりすると共に、回転分散インペラーの回転により粒子と溶融金属の相互間を剪断して、溶解金属の粒子への濡れを阻害する溶解金属中のガス量を減少しつつ混合を行い、得られた混合物で鋳造する鋳造強化複合材料が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
従来技術の撹拌法(混合法)によって、生じるスピネル相(粒子あるいは膜)は酸化アルミニウム粒子の表面に生成し、スピネル相の生成量が少ない場合、表面での結合力が強く、酸化アルミニウム粒子からの剥離は生じない。
一つ目は、マグネシウムとアルミナ粒子との反応で、粒径サブミクロン以下のスピネル粒子を生成させる役割を果たす。この反応はアルミナ粒子の破砕を引き起こすことができるので、強化粒子の微細化を実現できる。この粒子の微細化作用により、粒径ナノサイズからミクロンサイズまでの強化粒子が分散したアルミウム合金複合材料が得られるので、得られた複合材料の機械的特性を向上することができる。
Claims (8)
- アルミニウム合金母材に強化粒子を分散させた粒子強化アルミニウム合金複合材において、酸化アルミニウム粒子と、前記酸化アルミニウム粒子から分離した独立したアルミニウムーマグネシウムスピネル粒子とを、前記アルミニウム合金母材に強化粒子として分散させたことを特徴とする粒子強化アルミニウム合金複合材。
- 前記アルミニウムーマグネシウムスピネル粒子が、溶融したアルミニウム合金に添加したマグネシウム又は溶融前にアルミニウム合金に含有されていたマグネシウムと、前記酸化アルミニウム粒子とが反応して生成したものであることを特徴とする請求項1記載の粒子強化アルミニウム合金複合材。
- 前記アルミニウムーマグネシウムスピネル粒子の平均粒径が、2.5μmφ以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の粒子強化アルミニウム合金複合材。
- 前記アルミニウムーマグネシウムスピネル粒子が、前記強化粒子の総量の10体積%以上100体積%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の粒子強化アルミニウム合金複合材。
- アルミニウム合金母材に強化粒子を分散させた粒子強化アルミニウム合金複合材の製造方法において、
アルミニウム合金母材を溶融し、該溶融合金母材に、酸化アルミニウム粒子、又は、酸化アルミニウム粒子とマグネシウムを添加して攪拌する溶融混合工程と、
前記酸化アルミニウム粒子と前記溶融合金中のマグネシウムとを反応させて、アルミニウムーマグネシウムスピネル粒子を生成させて、該アルミニウムーマグネシウムスピネル粒子の一部又は全部を、前記酸化アルミニウム粒子から分離独立させて、強化粒子として、前記アルミニウム合金母材に分散させるスピネル粒子生成及び分散工程とを含むことを特徴とする粒子強化アルミニウム合金複合材の製造方法。 - 添加する前記酸化アルミニウム粒子の平均粒径を10μm以下とすることを特徴とする請求項5記載の粒子強化アルミニウム合金複合材の製造方法。
- 前記スピネル粒子生成及び分散工程において、前記酸化アルミニウム粒子とマグネシウムを添加した溶融母材合金を撹拌する時の温度を、700℃〜900℃の高温として前記アルミニウムーマグネシウムスピネル粒子を生成及び分散させた後、580℃〜650℃の半凝固温度にして前記アルミニウムーマグネシウムスピネル粒子の前記酸化アルミニウム粒子から分離独立を促進させることを特徴とする請求項5又は6記載の粒子強化アルミニウム合金複合材の製造方法。
- 前記アルミニウムーマグネシウムスピネル粒子が、前記強化粒子の総量の10体積%以上100体積%以下になる量のマグネシウムを添加することを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の粒子強化アルミニウム合金複合材の製造方法。
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