JP2011052260A - Aluminum alloy, composite material of aluminum alloy, and method for producing composite material of ceramic-particle-dispersed aluminum alloy - Google Patents
Aluminum alloy, composite material of aluminum alloy, and method for producing composite material of ceramic-particle-dispersed aluminum alloy Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011052260A JP2011052260A JP2009201279A JP2009201279A JP2011052260A JP 2011052260 A JP2011052260 A JP 2011052260A JP 2009201279 A JP2009201279 A JP 2009201279A JP 2009201279 A JP2009201279 A JP 2009201279A JP 2011052260 A JP2011052260 A JP 2011052260A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- aluminum
- magnesium
- particles
- composite material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
本発明は、マグネシウム成分を含むアルミニウム合金、アルミニウム合金複合材料、及び、セラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法に関し、より詳細には、アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度を調整することができる製造方法に関する。 The present invention relates to an aluminum alloy containing a magnesium component, an aluminum alloy composite material, and a method for producing a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material, and more specifically, a production method capable of adjusting the concentration of magnesium in an aluminum alloy. About.
アルミニウム−ケイ素（Ａｌ−Ｓｉ）系のアルミニウム合金においては、マグネシウム（Ｍｇ）の含有量が、アルミニウム合金の機械的性質に大きな影響を及ぼす。例えば、ケイ化マグネシウム（Ｍｇ2Ｓｉ）の中間相の析出による熱処理効果で、アルミニウム合金の強度を高めることができるが、マグネシウムの添加量が多くなると、アルミニウム−ケイ素系のアルミニウム合金の靭性が低下することがある。 In an aluminum-silicon (Al-Si) based aluminum alloy, the content of magnesium (Mg) has a great influence on the mechanical properties of the aluminum alloy. For example, the strength of the aluminum alloy can be increased by the heat treatment effect due to the precipitation of the intermediate phase of magnesium silicide (Mg 2 Si), but as the amount of magnesium added increases, the toughness of the aluminum-silicon based aluminum alloy decreases. There are things to do.
マグネシウム含有のアルミニウム合金中のマグネシウムの量の調整は、マグネシウムやアルミニウム−マグネシウム合金を添加することで行われるが、マグネシウムの濃度が基準値以上になった場合には、アルミニウム又はアルミニウム合金の添加によりで希釈するか、マグネシウム除去フラックスを添加して、マグネシウムの濃度を低下させる。 Adjustment of the amount of magnesium in the magnesium-containing aluminum alloy is performed by adding magnesium or an aluminum-magnesium alloy, but when the magnesium concentration exceeds the reference value, the addition of aluminum or aluminum alloy Dilute with or add magnesium removal flux to lower the magnesium concentration.
これに関連して、セラミックス粒子と金属シリコン粒子を予混合した後に、攪拌法で混合粒子を溶融アルミニウム又は溶融アルミニウム合金に分散させて、粒子分散アルミニウム複合材を製造する粒子分散アルミニウム複合材の製造方法と、溶融アルミニウム又は溶融アルミニウム合金に、一つ又は複数の金属を添加すると共に、この添加した金属の添加量を調整することにより、あるいは、アルミニウム又はアルミニウム合金を添加することにより、粒子分散アルミニウム複合材の組成を調整する粒子分散アルミニウム複合材の組成調整方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 In this regard, after pre-mixing ceramic particles and metal silicon particles, the mixed particles are dispersed in molten aluminum or molten aluminum alloy by a stirring method to produce a particle-dispersed aluminum composite material. The method and particle dispersed aluminum by adding one or more metals to the molten aluminum or molten aluminum alloy and adjusting the amount of the added metal or by adding aluminum or an aluminum alloy A method for adjusting the composition of a particle-dispersed aluminum composite that adjusts the composition of the composite has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、セラミックス粒子分散アルミニウム合金の作製においては、粒子と溶湯アルミニウムの濡れ性を改善するために、アルミニウム合金中にマグネシウムを添加することがある。マグネシウムを添加すると、自然にアルミニウム合金のマグネシウム濃度が向上する。粒子分散アルミニウム合金に多めにマグネシウムを添加した場合には、この添加したマグネシウムを低減させる方法として、マグネシウムの濃度が低いアルミニウム合金を添加する方法がある。しかしながら、この方法では、添加したセラミックス粒子の濃度（含有量）も低減してしまうという問題がある。 In the production of a ceramic particle-dispersed aluminum alloy, magnesium may be added to the aluminum alloy in order to improve the wettability between the particles and the molten aluminum. Addition of magnesium naturally improves the magnesium concentration of the aluminum alloy. When a large amount of magnesium is added to the particle-dispersed aluminum alloy, as a method of reducing the added magnesium, there is a method of adding an aluminum alloy having a low magnesium concentration. However, this method has a problem that the concentration (content) of the added ceramic particles is also reduced.
また、マグネシウム除去フラックスを添加して、溶湯アルミニウム中のマグネシウムを除去する方法が考えられるが、マグネシウム除去フラックスを添加することで、折角添加したセラミックス粒子も除去されてしまうという問題がある。 Moreover, although the method of removing magnesium in molten aluminum by adding a magnesium removal flux is considered, there is a problem that the addition of the magnesium removal flux also removes the added ceramic particles.
また、上記のように問題があるものの、溶湯アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度を減らす方法はあるが、粒子分散アルミニウム複合材料中のマグネシウム濃度を減らす方法は未だに開発されていない。そのため、粒子分散アルミニウム複合材料の作製において、溶湯アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度を調整できる製造方法が望まれている。 Although there is a problem as described above, there is a method for reducing the magnesium concentration in the molten aluminum alloy, but a method for reducing the magnesium concentration in the particle-dispersed aluminum composite material has not yet been developed. Therefore, in the production of the particle-dispersed aluminum composite material, a production method that can adjust the concentration of magnesium in the molten aluminum alloy is desired.
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、溶湯アルミニウム合金中又は粒子分散アルミニウム合金複合材料の溶湯中に酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ2Ｏ3）粒子を添加し、溶湯アルミニウム合金中のマグネシウム成分が酸化アルミニウム粒子との反応で消耗されることによりアルミニウム合金中のマグネシウム濃度を調整することができる方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and its purpose is to add aluminum oxide (alumina: Al 2 O 3 ) particles in the molten aluminum alloy or molten metal of the particle-dispersed aluminum alloy composite material, An object of the present invention is to provide a method capable of adjusting the magnesium concentration in the aluminum alloy by consuming the magnesium component in the molten aluminum alloy by reaction with the aluminum oxide particles.
また、更なる目的は、添加された酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムの反応で酸化アルミニウムマグネシウム（スピネル：ＭｇＡｌ2Ｏ4）と酸化アルミニウムの複合粒子を生成させることにより、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子を分散したアルミニウム合金複合材料、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子と他のセラミック粒子（スピネルと炭化ケイ素（ＳｉＣ））を分散したアルミニウム合金複合材料の製造方法を提供することにある。 A further object is to produce aluminum oxide magnesium oxide (spinel: MgAl 2 O 4 ) and aluminum oxide composite particles by the reaction of the added aluminum oxide particles and magnesium in the aluminum alloy, thereby oxidizing aluminum oxide and magnesium oxide. To provide an aluminum alloy composite material in which aluminum composite particles are dispersed, an aluminum alloy composite material in which aluminum oxide / magnesium oxide composite particles and other ceramic particles (spinel and silicon carbide (SiC)) are dispersed. is there.
上記の目的を達成するためのアルミニウム合金の製造方法は、マグネシウム含有のアルミニウム合金溶湯中に酸化アルミニウム粒子を添加し、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムを反応させることにより、マグネシウムの含有量を調整することを特徴とする方法である。 A method for producing an aluminum alloy for achieving the above object is to add aluminum oxide particles into a magnesium-containing molten aluminum alloy, and react the aluminum oxide particles with magnesium in the aluminum alloy to reduce the magnesium content. It is a method characterized by adjusting.
また、上記の目的を達成するためのアルミニウム合金複合材料の製造方法は、マグネシウム含有のアルミニウム合金溶湯中に酸化アルミニウム粒子を添加し、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムを反応させることにより、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子を分散したことを特徴とする方法である。 Moreover, the manufacturing method of the aluminum alloy composite material for achieving the above-described object is achieved by adding aluminum oxide particles to a magnesium-containing aluminum alloy molten metal, and reacting the aluminum oxide particles with magnesium in the aluminum alloy to thereby oxidize. In this method, composite particles of aluminum magnesium and aluminum oxide are dispersed.
また、上記の目的を達成するためのセラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法は、マグネシウム含有のセラミック粒子を分散したアルミニウム合金複合材料の溶湯中に酸化アルミニウム粒子を添加し、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムを反応させることにより、マグネシウムの含有量を調整することを特徴とする方法である。 In addition, a method for producing a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material for achieving the above-described object includes adding aluminum oxide particles to a molten aluminum alloy composite material in which magnesium-containing ceramic particles are dispersed, and the aluminum oxide particles and aluminum The magnesium content is adjusted by reacting magnesium in the alloy.
あるいは、上記の目的を達成するためのセラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法は、マグネシウム含有のセラミック粒子を分散したアルミニウム合金複合材料の溶湯中に酸化アルミニウム粒子を添加し、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムを反応させることにより、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子とセラミック粒子を分散したことを特徴とする方法である。 Alternatively, a method for producing a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material for achieving the above object comprises adding aluminum oxide particles to a molten aluminum alloy composite material in which magnesium-containing ceramic particles are dispersed. This is a method characterized by dispersing magnesium aluminum oxide and aluminum oxide composite particles and ceramic particles by reacting magnesium in the alloy.
そして、更に、上記のセラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法において、前記セラミック粒子を、酸化アルミニウムマグネシウム粒子と炭化ケイ素粒子のいずれか又は両方とする。 Further, in the above method for producing a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material, the ceramic particles are either or both of aluminum magnesium oxide particles and silicon carbide particles.
本発明のアルミニウム合金、アルミニウム合金複合材料、及び、セラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法によれば、溶湯アルミニウム合金中又は粒子分散アルミニウム合金複合材料の溶湯中に酸化アルミニウム（アルミナ）粒子を添加し、溶湯アルミニウム合金中のマグネシウム成分が酸化アルミニウム粒子との反応で消耗されることによりアルミニウム合金中のマグネシウム濃度を最適の値に調整することができる。 According to the manufacturing method of the aluminum alloy, aluminum alloy composite material, and ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material of the present invention, aluminum oxide (alumina) particles are added in the molten aluminum alloy or the molten metal of the particle-dispersed aluminum alloy composite material. Then, the magnesium component in the molten aluminum alloy is consumed by the reaction with the aluminum oxide particles, whereby the magnesium concentration in the aluminum alloy can be adjusted to an optimum value.
また、添加された酸化アルミニウム粒子は反応により酸化アルミニウムマグネシウム（スピネル）と酸化アルミニウムの複合粒子となるので、そのままアルミニウム合金または粒子分散アルミニウム合金複合材料に残すことにより、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子を分散したアルミニウム合金複合材料や、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子と他のセラミック粒子を分散したアルミニウム合金複合材料が得られる。 In addition, since the added aluminum oxide particles become composite particles of aluminum magnesium oxide (spinel) and aluminum oxide by the reaction, the composite of aluminum oxide magnesium and aluminum oxide is left as it is in the aluminum alloy or particle-dispersed aluminum alloy composite material. An aluminum alloy composite material in which particles are dispersed, or an aluminum alloy composite material in which composite particles of aluminum magnesium oxide and aluminum oxide and other ceramic particles are dispersed can be obtained.
従って、本発明のアルミニウム合金、アルミニウム合金複合材料、及び、セラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法によれば、アルミニウム合金と粒子分散アルミニウム合金複合材料の強度、耐熱性、耐摩耗性や靭製等を改善することができ、製造されたアルミニウム合金、アルミニウム合金複合材料、及び、セラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料は、高強度軽量化部材として自動車産業等で利用できる。 Therefore, according to the manufacturing method of the aluminum alloy, aluminum alloy composite material, and ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material of the present invention, the strength, heat resistance, wear resistance and toughening of the aluminum alloy and the particle-dispersed aluminum alloy composite material The manufactured aluminum alloy, aluminum alloy composite material, and ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material can be used in the automobile industry or the like as a high-strength and lightweight member.
以下、本発明に係る実施の形態のアルミニウム合金、アルミニウム合金複合材料、及び、セラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法について説明する。この実施の形態のアルミニウム合金、アルミニウム合金複合材料、及び、セラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法は、アルミニウム合金をアルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム（Ｍｇ）の含有量の低いアルミニウム合金で希釈することなく、また、マグネシウム除去フラックスを使用することもなく、アルミニウム合金中のマグネシウム含有量を減らす方法である。溶湯アルミニウム合金中、又は、粒子分散アルミニウム合金複合材料の溶湯中に酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ2Ｏ3）粒子を添加し、溶湯アルミニウム合金中のマグネシウム成分を酸化アルミニウム粒子との反応で消耗させることにより、アルミニウム合金中のマグネシウム濃度を低くする。 Hereinafter, an aluminum alloy, an aluminum alloy composite material, and a method for producing a ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material according to embodiments of the present invention will be described. In the manufacturing method of the aluminum alloy, aluminum alloy composite material, and ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material of this embodiment, the aluminum alloy is diluted with an aluminum alloy having a low content of aluminum (Al) or magnesium (Mg). This is a method for reducing the magnesium content in an aluminum alloy without using a magnesium removal flux. Adding aluminum oxide (alumina: Al 2 O 3 ) particles in the molten aluminum alloy or molten metal of the particle-dispersed aluminum alloy composite material, and depleting the magnesium component in the molten aluminum alloy by reaction with the aluminum oxide particles. Thus, the magnesium concentration in the aluminum alloy is lowered.
また、添加された酸化アルミニウム粒子は反応により酸化アルミニウムマグネシウム（スピネル：ＭｇＡｌ2Ｏ4）と酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ2Ｏ3）の複合粒子になるので、そのままアルミニウム合金又は粒子分散アルミニウム合金複合材料に残すと、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子を分散したアルミニウム合金複合材料や酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子と他のセラミック粒子（ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＳｉＣ等）を分散したアルミニウム合金複合材料が得られる。また、この場合にマグネシウムの量の減少に際して、セラミック粒子の濃度は減少しない。 Moreover, since the added aluminum oxide particles become composite particles of aluminum oxide magnesium (spinel: MgAl 2 O 4 ) and aluminum oxide (alumina: Al 2 O 3 ) by reaction, the aluminum alloy or the particle-dispersed aluminum alloy composite material is used as it is. The aluminum alloy composite material in which composite particles of aluminum magnesium oxide and aluminum oxide are dispersed, or the aluminum alloy composite material in which composite particles of aluminum magnesium oxide and aluminum oxide and other ceramic particles (MgAl 2 O 4 , SiC, etc.) are dispersed Material is obtained. In this case, when the amount of magnesium is reduced, the concentration of ceramic particles does not decrease.
最初に、アルミニウム合金の製造方法について説明する。この場合に、アルミニウム合金としては、アルミニウム−ケイ素（Ａｌ−Ｓｉ）合金やアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金やアルミニウム−マグネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）合金等が用いられる。 Initially, the manufacturing method of an aluminum alloy is demonstrated. In this case, an aluminum-silicon (Al-Si) alloy, an aluminum-copper (Al-Cu) alloy, an aluminum-magnesium (Al-Mg) alloy, or the like is used as the aluminum alloy.
使用する酸化アルミニウム粒子は、粒径１μｍ以上１５０μｍ以下の粒子とする。このような粒径の比較的大きな酸化アルミニウム粒子を使用すると、溶湯アルミニウム合金に添加した後、速やかに溶解炉の下部に沈降するので、溶解炉の上部に酸化アルミニウム粒子を含まない溶湯アルミニウム合金を形成することができる。 The aluminum oxide particles used are particles having a particle diameter of 1 μm or more and 150 μm or less. When aluminum oxide particles having such a relatively large particle size are used, they are quickly added to the molten aluminum alloy and then settled down to the lower part of the melting furnace. Can be formed.
特に、アルミニウム合金を製造する場合には、つまり、添加したマグネシウム除去用酸化アルミニウム粒子を取り除く場合には、溶湯アルミニウム合金に、攪拌法で粒径２０μｍ以上１５０μｍ以下の酸化アルミニウム粒子を添加し、攪拌しながら、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムとを反応させることが好ましい。この反応により、アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度を低くすることができる。つまり、マグネシウム含有のアルミニウム合金溶湯中に酸化アルミニウム粒子を添加し、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムを反応させることにより、マグネシウムの含有量を調整する。所定の量のマグネシウムを除去した後、攪拌を止める。この場合は粒径が大きいので、酸化アルミニウム粒子が沈降し、溶解炉の上部に酸化アルミニウム粒子を含まない溶湯アルミニウム合金が形成されるので、このアルミニウム合金を鋳込むことにより、酸化アルミニウム粒子を含まないアルミニウム合金を得ることができる。 In particular, when producing an aluminum alloy, that is, when removing the added aluminum oxide particles for removing magnesium, the aluminum oxide particles having a particle size of 20 μm or more and 150 μm or less are added to the molten aluminum alloy by a stirring method and stirred. However, it is preferable to react the aluminum oxide particles with magnesium in the aluminum alloy. By this reaction, the concentration of magnesium in the aluminum alloy can be lowered. That is, the content of magnesium is adjusted by adding aluminum oxide particles to the magnesium-containing molten aluminum alloy and reacting the aluminum oxide particles with magnesium in the aluminum alloy. After the predetermined amount of magnesium is removed, the stirring is stopped. In this case, since the particle size is large, the aluminum oxide particles settle, and a molten aluminum alloy that does not contain aluminum oxide particles is formed in the upper part of the melting furnace. By casting this aluminum alloy, the aluminum oxide particles are contained. No aluminum alloy can be obtained.
また、マグネシウム除去用の酸化アルミニウム粒子を完全に除去するには、通常のフラックスを半凝固の状態で添加し、攪拌しながら７００℃〜７５０℃に加熱する。この加熱後に、すべての酸化アルミニウム粒子が溶湯酸化アルミニウム合金の表面に浮くので、それを除去すればよい。 Further, in order to completely remove the aluminum oxide particles for removing magnesium, a normal flux is added in a semi-solid state and heated to 700 ° C. to 750 ° C. with stirring. After this heating, all of the aluminum oxide particles float on the surface of the molten aluminum oxide alloy, and it may be removed.
次に、アルミニウム合金複合材料の製造方法について説明する。この場合に、アルミニウム合金としては、アルミニウム−ケイ素（Ａｌ−Ｓｉ）合金やアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金やアルミニウム−マグネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）合金等が用いられる。また、セラミックス粒子としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウムマグネシウム（スピネル：ＭｇＡｌ2Ｏ4）の粒子が用いられる。 Next, the manufacturing method of an aluminum alloy composite material is demonstrated. In this case, as the aluminum alloy, an aluminum-silicon (Al-Si) alloy, an aluminum-copper (Al-Cu) alloy, an aluminum-magnesium (Al-Mg) alloy, or the like is used. As the ceramic particles, particles of silicon carbide (SiC) and aluminum magnesium oxide (spinel: MgAl 2 O 4 ) are used.
使用する酸化アルミニウム粒子は、粒径１μｍ以上１５０μｍ以下の粒子とする。溶湯アルミニウム合金に、攪拌法で酸化アルミニウム粒子を添加し、攪拌しながら、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムとを反応させる。この反応により、アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度を低くする。その後、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムとの複合粒子がアルミニウム合金中に分散するので、アルミニウム合金複合材料を製造することができる。つまり、マグネシウム含有のアルミニウム合金溶湯中に酸化アルミニウム粒子を添加し、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムを反応させることにより、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子を分散させる。 The aluminum oxide particles used are particles having a particle diameter of 1 μm or more and 150 μm or less. Aluminum oxide particles are added to the molten aluminum alloy by a stirring method, and the aluminum oxide particles are reacted with magnesium in the aluminum alloy while stirring. This reaction lowers the concentration of magnesium in the aluminum alloy. Thereafter, composite particles of aluminum magnesium oxide and aluminum oxide are dispersed in the aluminum alloy, so that an aluminum alloy composite material can be produced. In other words, aluminum oxide particles are added to a magnesium-containing molten aluminum alloy, and aluminum oxide particles and magnesium in the aluminum alloy are reacted to disperse the composite particles of aluminum magnesium oxide and aluminum oxide.
次に、粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法について説明する。この場合に、アルミニウム合金としては、アルミニウム−ケイ素（Ａｌ−Ｓｉ）合金やアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金やアルミニウム−マグネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）合金等が用いられる。また、強化粒子としてのセラミックス粒子には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウムマグネシウム（スピネル：ＭｇＡｌ2Ｏ4）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）等の粒子が用いられる。 Next, a method for producing a particle-dispersed aluminum alloy composite material will be described. In this case, as the aluminum alloy, an aluminum-silicon (Al-Si) alloy, an aluminum-copper (Al-Cu) alloy, an aluminum-magnesium (Al-Mg) alloy, or the like is used. Moreover, particles such as silicon carbide (SiC), aluminum magnesium oxide (spinel: MgAl 2 O 4 ), and silicon nitride (Si 3 N 4 ) are used as the ceramic particles as the reinforcing particles.
このセラミック粒子が分散した粒子分散アルミニウム合金複合材料においては、攪拌法で酸化アルミニウム粒子を添加すると、酸化アルミニウム粒子はアルミニウム合金中のマグネシウムと反応し、酸化アルミニウム粒子の表面に酸化アルミニウムマグネシウムを生成させるので、アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度が低くなる。つまり、マグネシウム含有のセラミック粒子分散アルミニウム合金複合材料の溶湯中に酸化アルミニウム粒子を添加し、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムを反応させることにより、マグネシウムの含有量を調整すると共に、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子とセラミック粒子を分散する。 In the particle-dispersed aluminum alloy composite material in which the ceramic particles are dispersed, when aluminum oxide particles are added by a stirring method, the aluminum oxide particles react with magnesium in the aluminum alloy to form aluminum oxide magnesium on the surface of the aluminum oxide particles. Therefore, the concentration of magnesium in the aluminum alloy is lowered. In other words, by adding aluminum oxide particles to the molten metal-containing ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite and reacting the aluminum oxide particles with magnesium in the aluminum alloy, the magnesium content is adjusted and the aluminum magnesium oxide Disperse composite particles of aluminum oxide and ceramic particles.
添加される酸化アルミニウム粒子の量、酸化アルミニウム粒子の粒径や溶湯アルミニウム合金の温度を変えることにより酸化アルミニウム粒子と溶湯アルミニウム合金中のマグネシウムとの反応を制御することができるので、最終的にアルミニウム合金中のマグネシウムの量を低く調整することができる。 By changing the amount of aluminum oxide particles added, the particle size of the aluminum oxide particles and the temperature of the molten aluminum alloy, the reaction between the aluminum oxide particles and magnesium in the molten aluminum alloy can be controlled. The amount of magnesium in the alloy can be adjusted low.
また、粒子分散アルミニウム合金複合材料中に酸化アルミニウム粒子を添加すると、酸化アルミニウム粒子自身はセラミック粒子であるので、複合材料の強度、耐熱性、耐磨耗性に良い影響をもたらすことができる。従って、添加された酸化アルミニウム粒子をそのまま複合材料中に残すこともできる。 Further, when aluminum oxide particles are added to the particle-dispersed aluminum alloy composite material, since the aluminum oxide particles themselves are ceramic particles, it can have a positive effect on the strength, heat resistance, and wear resistance of the composite material. Therefore, the added aluminum oxide particles can be left in the composite material as they are.
一方、粒子分散アルミニウム合金複合材料から、添加された酸化アルミニウム粒子を除去したい場合は、粒径２０μｍ以上１５０μｍ以下の大きな酸化アルミニウム粒子を添加した後、攪拌を停止する。その後、粗粒の酸化アルミニウム粒子が溶解炉の下部に沈殿するので、上部の酸化アルミニウム粒子を含まない溶湯アルミニウム合金複合材料を鋳込むとにより、酸化アルミニウム粒子を除去した粒子分散アルミニウム合金複合材料を得ることができる。 On the other hand, when it is desired to remove the added aluminum oxide particles from the particle-dispersed aluminum alloy composite material, the stirring is stopped after adding large aluminum oxide particles having a particle size of 20 μm to 150 μm. After that, coarse aluminum oxide particles are precipitated in the lower part of the melting furnace. Therefore, by casting a molten aluminum alloy composite material that does not contain the upper aluminum oxide particles, a particle-dispersed aluminum alloy composite material from which the aluminum oxide particles have been removed is obtained. Obtainable.
次に、上記の製造方法を用いた実施例１，２について説明する。実施例１では、マグネシウム含有量０．４２ｗｔ％のＪＩＳ規格のＡＣ４Ｃのアルミニウム合金を６００℃に加熱し、攪拌法で、粒径３０μｍの酸化アルミニウム粒子を添加した。その後、攪拌しながら、７４０℃に加熱した後、攪拌を停止し、マグネシウムと反応した酸化アルミニウム粒子を沈殿させた。 Next, Examples 1 and 2 using the above manufacturing method will be described. In Example 1, a JIS standard AC4C aluminum alloy having a magnesium content of 0.42 wt% was heated to 600 ° C., and aluminum oxide particles having a particle size of 30 μm were added by a stirring method. Then, after stirring, it heated at 740 degreeC, Then, stirring was stopped and the aluminum oxide particle which reacted with magnesium was precipitated.
上澄みのアルミニウム合金を採取し、分析した結果、マグネシウムの含有量は０．３９ｗｔ％で、アルミニウム合金中には酸化アルミニウムの粒子が観察されなかった。溶湯アルミニウム合金を金型に鋳込み、この鋳込んだアルミニウム合金をＪＩＳ規格のＴ６で熱処理した後、機械的特性を評価した。ＡＣ４Ｃアルミニウム合金の引張強度と破断伸びはそれぞれ３４５ＭＰａと４．８３％であった。 The supernatant aluminum alloy was collected and analyzed. As a result, the magnesium content was 0.39 wt%, and no aluminum oxide particles were observed in the aluminum alloy. The molten aluminum alloy was cast into a mold, and the cast aluminum alloy was heat-treated at T6 of JIS standard, and then mechanical properties were evaluated. The tensile strength and breaking elongation of the AC4C aluminum alloy were 345 MPa and 4.83%, respectively.
実施例２では、炭化ケイ素の分散性を改善するため、マグネシウムを添加して攪拌法で８ｗｔ％の粒径１０μｍの炭化ケイ素粒子を、ＪＩＳ規格のＡＣ４Ｃのアルミニウム合金に均一に分散させた。溶湯アルミニウム合金の成分を分析した結果、マグネシウムの濃度は０．７ｗｔ％であった。溶湯アルミニウム合金中のマグネシウム含有量を規格値の０．４ｗｔ％に抑えるため、更に、粒径１０μｍの酸化アルミニウム粒子を攪拌法で添加した。 In Example 2, in order to improve the dispersibility of silicon carbide, magnesium was added and silicon carbide particles having a particle diameter of 10 μm of 8 wt% were uniformly dispersed in a JIS standard AC4C aluminum alloy by a stirring method. As a result of analyzing the components of the molten aluminum alloy, the magnesium concentration was 0.7 wt%. In order to suppress the magnesium content in the molten aluminum alloy to 0.4 wt% of the standard value, aluminum oxide particles having a particle size of 10 μm were further added by a stirring method.
酸化アルミニウム粒子を添加した後、溶湯アルミニウム合金を７４０℃に加熱し、酸化アルミニウム粒子とアルミニウム合金中のマグネシウムを反応させ、酸化アルミニウム粒子の表面に酸化アルミニウムマグネシウム（スピネル）粒子を生成させることにより、アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度を低くした。 After adding the aluminum oxide particles, the molten aluminum alloy is heated to 740 ° C., the aluminum oxide particles react with magnesium in the aluminum alloy, and aluminum oxide magnesium (spinel) particles are generated on the surface of the aluminum oxide particles. The concentration of magnesium in the aluminum alloy was lowered.
粒子を含まない溶湯アルミニウム合金を採取し、分析した結果、アルミニウム合金中のマグネシウム濃度は０．４ｗｔ％であった。その後、炭化ケイ素粒子と酸化アルミニウム粒子を含む溶湯アルミニウム合金を金型に鋳込み、この鋳込んだアルミニウム合金をＪＩＳ規格のＴ６で熱処理した後、機械的特性を評価した。引張強度と破断伸びはそれぞれ３７５ＭＰａと２．４３％であった。 As a result of collecting and analyzing the molten aluminum alloy containing no particles, the magnesium concentration in the aluminum alloy was 0.4 wt%. Thereafter, a molten aluminum alloy containing silicon carbide particles and aluminum oxide particles was cast into a mold, and the cast aluminum alloy was heat-treated at JIS standard T6, and then mechanical properties were evaluated. The tensile strength and elongation at break were 375 MPa and 2.43%, respectively.
本発明のアルミニウム合金、アルミニウム合金複合材料、及び、セラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料の製造方法によれば、アルミニウム合金中のマグネシウム濃度を最適の値に調整することができ、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子を分散したアルミニウム合金複合材料や、酸化アルミニウムマグネシウムと酸化アルミニウムの複合粒子と他のセラミック粒子を分散したアルミニウム合金複合材料が得られるので、アルミニウム合金と粒子分散アルミニウム合金複合材料の強度、耐熱性、耐摩耗性や靭製等を改善することができる。 According to the manufacturing method of the aluminum alloy, aluminum alloy composite material, and ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material of the present invention, the magnesium concentration in the aluminum alloy can be adjusted to an optimal value, and magnesium oxide and aluminum oxide can be adjusted. Aluminum alloy composite material in which composite particles are dispersed, and aluminum alloy composite material in which composite particles of aluminum magnesium oxide and aluminum oxide and other ceramic particles are dispersed are obtained, so the strength of the aluminum alloy and particle dispersed aluminum alloy composite material, Heat resistance, wear resistance, forging, etc. can be improved.
そのため、製造されたアルミニウム合金、アルミニウム合金複合材料、及び、セラミックス粒子分散アルミニウム合金複合材料は、高強度軽量化部材として自動車産業等で利用できる。 Therefore, the manufactured aluminum alloy, aluminum alloy composite material, and ceramic particle-dispersed aluminum alloy composite material can be used in the automobile industry or the like as a high-strength and lightweight member.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009201279A JP2011052260A (en) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | Aluminum alloy, composite material of aluminum alloy, and method for producing composite material of ceramic-particle-dispersed aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009201279A JP2011052260A (en) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | Aluminum alloy, composite material of aluminum alloy, and method for producing composite material of ceramic-particle-dispersed aluminum alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011052260A true JP2011052260A (en) | 2011-03-17 |
Family
ID=43941559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009201279A Pending JP2011052260A (en) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | Aluminum alloy, composite material of aluminum alloy, and method for producing composite material of ceramic-particle-dispersed aluminum alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011052260A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103866136A (en) * | 2014-02-20 | 2014-06-18 | 南宁艾德机械工程有限公司 | Adjustable movable load hollow feeding spindle structure |
| CN104411844A (en) * | 2012-06-22 | 2015-03-11 | 爱信精机株式会社 | Method for producing aluminum composite material |
| CN107034379A (en) * | 2017-04-07 | 2017-08-11 | 西安明科微电子材料有限公司 | A kind of preparation method of high-volume fractional oxidation aluminium ceramics enhancing aluminium composite material |
-
2009
- 2009-09-01 JP JP2009201279A patent/JP2011052260A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104411844A (en) * | 2012-06-22 | 2015-03-11 | 爱信精机株式会社 | Method for producing aluminum composite material |
| CN103866136A (en) * | 2014-02-20 | 2014-06-18 | 南宁艾德机械工程有限公司 | Adjustable movable load hollow feeding spindle structure |
| CN107034379A (en) * | 2017-04-07 | 2017-08-11 | 西安明科微电子材料有限公司 | A kind of preparation method of high-volume fractional oxidation aluminium ceramics enhancing aluminium composite material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109022948B (en) | SiC particle reinforced aluminum matrix composite material with high-temperature wear resistance and preparation method thereof | |
| Amouri et al. | Microstructure and mechanical properties of Al-nano/micro SiC composites produced by stir casting technique | |
| JP5879244B2 (en) | Aluminum alloy | |
| JP4187018B2 (en) | Cast aluminum alloy with excellent relaxation resistance and heat treatment method | |
| JP5582982B2 (en) | Aluminum alloy and method for producing the same | |
| JP5923117B2 (en) | Metal alloy refinement method | |
| KR101199912B1 (en) | method of manufacturing aluminium alloy | |
| WO2007091690A1 (en) | Raw material brass alloy for casting of semi-molten alloy | |
| CN1469937A (en) | High strength magnesium alloy and its preparation method | |
| Kandil | Microstructure and mechanical properties of SiCp/AZ91 magnesium matrix composites processed by stir casting | |
| KR101760076B1 (en) | Al-Zn alloy comprising precipitation with improved strength and elongation and method of manufacturing the same | |
| JP2009167450A (en) | Copper alloy and producing method therefor | |
| Thakur et al. | Appearance of reinforcement, interfacial product, heterogeneous nucleant and grain refiner of MgAl2O4 in aluminium metal matrix composites | |
| CN112593111A (en) | Carbide nanoparticle modified aluminum-based nanocomposite and preparation method thereof | |
| JP2011052260A (en) | Aluminum alloy, composite material of aluminum alloy, and method for producing composite material of ceramic-particle-dispersed aluminum alloy | |
| JP5834610B2 (en) | Method for producing ceramic particle reinforced aluminum-silicon alloy composite material | |
| Akira et al. | Mechanical and tribological properties of nano-sized Al2O3 particles on ADC12 alloy composites with Strontium modifier produced by stir casting method | |
| JP2011526967A (en) | Aluminum alloy for high strength casting | |
| KR101341091B1 (en) | Aluminium alloy and manufacturing method thereof | |
| JP7053281B2 (en) | Aluminum alloy clad material and its manufacturing method | |
| CN116144990A (en) | Wear-resistant aluminum-silicon alloy and preparation method thereof | |
| JP6698533B2 (en) | Al alloy containing Cu and C and method for producing the same | |
| CN105018798A (en) | Superfine-ceramic-powder-mixed high-wear-resistance composite aluminum alloy automobile part and casting technology thereof | |
| WO2020189325A1 (en) | Aluminum alloy and aluminum alloy die casting material | |
| JP2009132985A (en) | Casting aluminum alloy for heat treatment, and method for manufacturing aluminum alloy casting having excellent rigidity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120814 |