JP2646212B2 - 金属間化合物粒子分散強化型合金並びにその製造方法 - Google Patents
金属間化合物粒子分散強化型合金並びにその製造方法Info
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属間化合物粒子分散強化型合金並びにそ
の製造方法に関し、特に耐摩耗性に優れた、Al−Si−Cu
系合金をマトリツクスとする金属間化合物粒子分散強化
型合金並びにその製造方法に関する。
の製造方法に関し、特に耐摩耗性に優れた、Al−Si−Cu
系合金をマトリツクスとする金属間化合物粒子分散強化
型合金並びにその製造方法に関する。
アルミニウム合金は軽く、機械的性質に優れている
が、摩耗に弱いという欠点がある。その耐摩耗性を改善
する手段としてはその表面を加工するやり方と素材その
ものを改質するやり方がある。その素材そのものを改質
するやり方の一つとして従来から耐摩耗性に富む粒子を
アルミニウム合金中に分散させる方法が知られている。
耐摩耗性に富む粒子として使用しうるものとして、Si粉
末及びAlNi系金属間化合物粉末は耐酸化性で高硬度の粉
末であり、Al−Si−Cu系合金のマトリツクス材とは濡れ
性がよく、しかも安定性に優れている。
が、摩耗に弱いという欠点がある。その耐摩耗性を改善
する手段としてはその表面を加工するやり方と素材その
ものを改質するやり方がある。その素材そのものを改質
するやり方の一つとして従来から耐摩耗性に富む粒子を
アルミニウム合金中に分散させる方法が知られている。
耐摩耗性に富む粒子として使用しうるものとして、Si粉
末及びAlNi系金属間化合物粉末は耐酸化性で高硬度の粉
末であり、Al−Si−Cu系合金のマトリツクス材とは濡れ
性がよく、しかも安定性に優れている。
しかし、これらの金属間化合物などは、Al−Si−Cu系
合金等のアルミニウム合金の溶湯中に直接添加すると、
数分間の内に溶解してしまうために合金中に粒子状とし
て存在させることができないので、従来は金属間化合物
粒子分散強化型合金は焼結法によつて製造されていた。
合金等のアルミニウム合金の溶湯中に直接添加すると、
数分間の内に溶解してしまうために合金中に粒子状とし
て存在させることができないので、従来は金属間化合物
粒子分散強化型合金は焼結法によつて製造されていた。
従来の焼結法は、母相の微細金属粉末に金属間化合物
粉末を添加して機械的に撹拌混合を行い、これをプレス
成形し、加熱焼結して金属間化合物粒子分散強化型合金
を製造するもので、加熱焼結したものを押出後、圧延機
により目的とする製品を製造する方法である。
粉末を添加して機械的に撹拌混合を行い、これをプレス
成形し、加熱焼結して金属間化合物粒子分散強化型合金
を製造するもので、加熱焼結したものを押出後、圧延機
により目的とする製品を製造する方法である。
しかしながら、従来の焼結法では、金属間化合物粉末
と母相の合金粉末とを機械的に撹拌混合するさいに、合
金粉末に金属間化合物粉末を均一に分散混合することは
粒子間の凝集、比重差等のために困難であつた。
と母相の合金粉末とを機械的に撹拌混合するさいに、合
金粉末に金属間化合物粉末を均一に分散混合することは
粒子間の凝集、比重差等のために困難であつた。
また、プレス成形、加熱焼結にさいして酸化を伴なう
ために、加熱焼結する過程で酸化防止方法及び装置が必
要であり、それ故に経費の点でコストが高く、さらに加
熱焼結によるときには寸法精度の高い製品が得られず、
強度的にも制約がある。これらの理由で焼結法によると
きには粒子分散強化型合金を安価に大量生産することは
困難であつた。
ために、加熱焼結する過程で酸化防止方法及び装置が必
要であり、それ故に経費の点でコストが高く、さらに加
熱焼結によるときには寸法精度の高い製品が得られず、
強度的にも制約がある。これらの理由で焼結法によると
きには粒子分散強化型合金を安価に大量生産することは
困難であつた。
このため、焼結法によらないでつくつた、粒子が均一
に分散した粒子分散強化型合金を得ること、及びその製
造方法を開発することが必要であつた。
に分散した粒子分散強化型合金を得ること、及びその製
造方法を開発することが必要であつた。
本発明は、上記問題点を解消しようとするものであつ
て、従来金属間化合物などをAl−Si−Cu系合金溶湯中に
添加すると溶解するために、直接前記合金溶湯中に添加
して分散させることは不可能とされていたものを、ダイ
カストマシンを使用することによつて、直接溶湯中に添
加できて短時間の機械的撹拌により、溶解せずに金属間
化合物などを均一にマトリツクスのAl−Si−Cu系合金に
分散させることができ、このことによつて、延性を減じ
ることなく、優れた機械的特性を有する金属間化合物等
粒子分散強化型合金とその製造方法を提供しようとする
ものである。
て、従来金属間化合物などをAl−Si−Cu系合金溶湯中に
添加すると溶解するために、直接前記合金溶湯中に添加
して分散させることは不可能とされていたものを、ダイ
カストマシンを使用することによつて、直接溶湯中に添
加できて短時間の機械的撹拌により、溶解せずに金属間
化合物などを均一にマトリツクスのAl−Si−Cu系合金に
分散させることができ、このことによつて、延性を減じ
ることなく、優れた機械的特性を有する金属間化合物等
粒子分散強化型合金とその製造方法を提供しようとする
ものである。
すなわち、本発明は、Al−8〜20wt%Si−2〜9wt%C
u合金をマトリックスとし、このマトリックスにAlNi、A
l3Ni及びAlNi3のうちから選ばれる1種類以上の金属間
化合物粉末が添加粉末として分散され、かつ前記添加粉
末の含有量が4〜50wt%の範囲であることを特徴とする
金属間化合物粒子分散強化型合金である。
u合金をマトリックスとし、このマトリックスにAlNi、A
l3Ni及びAlNi3のうちから選ばれる1種類以上の金属間
化合物粉末が添加粉末として分散され、かつ前記添加粉
末の含有量が4〜50wt%の範囲であることを特徴とする
金属間化合物粒子分散強化型合金である。
また、本発明は、Al−8〜20wt%Si−2〜9wt%Cu合
金の溶湯中へAlNi、Al3Ni及びAlNi3のうちから選ばれる
1種類以上の金属間化合物粉末を4〜50wt%直接添加
し、撹拌混合した後、ダイカスト成形することにより上
記金属間化合物粉末を均一にマトリックスに分散させる
ことを特徴とする金属間化合物粒子分散強化型合金の製
造方法である。
金の溶湯中へAlNi、Al3Ni及びAlNi3のうちから選ばれる
1種類以上の金属間化合物粉末を4〜50wt%直接添加
し、撹拌混合した後、ダイカスト成形することにより上
記金属間化合物粉末を均一にマトリックスに分散させる
ことを特徴とする金属間化合物粒子分散強化型合金の製
造方法である。
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明に用いられるAl−8〜20wt%Si−2〜9wt%Cu
合金はマトリックスとなるものであって、Siが8〜20wt
%、Cuが2〜9wt%含有され、残りは不可避的不純物とA
lからなるものである。
合金はマトリックスとなるものであって、Siが8〜20wt
%、Cuが2〜9wt%含有され、残りは不可避的不純物とA
lからなるものである。
本発明でマトリツクスにAl−Si−Cu系合金を用いる理
由は、この合金が優れた鋳造性、機械的性質を持ち、か
つ価格的にも有利であるからである。
由は、この合金が優れた鋳造性、機械的性質を持ち、か
つ価格的にも有利であるからである。
前記のAl−Si−Cu系合金において、Siの含有量が8wt
%未満では機械的性質があまり良くなく、20wt%超でも
機械的性質が低下する。
%未満では機械的性質があまり良くなく、20wt%超でも
機械的性質が低下する。
本発明において、前記マトリツクスに混入分散される
粒子(以下「分散粒子」という)は、AlNi,Al3Ni及びAl
Ni3のうちから選ばれる1種以上の金属間化合物粉末で
ある。
粒子(以下「分散粒子」という)は、AlNi,Al3Ni及びAl
Ni3のうちから選ばれる1種以上の金属間化合物粉末で
ある。
これらの粉末を使用する理由は、これらの粉末がマト
リツクスの合金に対して濡れ性がよく、しかも安定性に
優れているからである。さらに、第1表に示すように、
Al−Ni系金属間化合物粒子の硬度はいずれも400(Hv)
以上の硬度を有していて、これらの高硬度粒子を母合金
マトリツクスに添加することによつて、いずれの場合に
も優れた耐摩耗性を有する合金を得ることができる。
リツクスの合金に対して濡れ性がよく、しかも安定性に
優れているからである。さらに、第1表に示すように、
Al−Ni系金属間化合物粒子の硬度はいずれも400(Hv)
以上の硬度を有していて、これらの高硬度粒子を母合金
マトリツクスに添加することによつて、いずれの場合に
も優れた耐摩耗性を有する合金を得ることができる。
前記分散粒子の添加量は4〜50wt%(添加後の量を10
0wt%とする)であることが好ましく、より好ましくは
5〜20wt%である。前記添加量が4wt%未満では耐摩耗
性の向上効果がなく、50wt%超では撹拌段階で母合金が
急激に凝固するために、本発明の製造方法により製造す
ることが困難である。
0wt%とする)であることが好ましく、より好ましくは
5〜20wt%である。前記添加量が4wt%未満では耐摩耗
性の向上効果がなく、50wt%超では撹拌段階で母合金が
急激に凝固するために、本発明の製造方法により製造す
ることが困難である。
また、分散粒子の粒子径は100μm以下が好ましく、
より好ましくは50μm以下である。前記粒子が100μm
超では合金の機械的性質を劣化させる。
より好ましくは50μm以下である。前記粒子が100μm
超では合金の機械的性質を劣化させる。
前記マトリツクスへ前記分散粒子が均一に分散され
て、耐摩耗性及びその他の機械的性質に優れた金属粒子
及び金属間化合物粒子分散強化型合金が得られる。
て、耐摩耗性及びその他の機械的性質に優れた金属粒子
及び金属間化合物粒子分散強化型合金が得られる。
本発明に係る金属粒子及び金属間化合物粒子分散強化
型合金は基本的には以上のように構成されるものであ
り、以下にその製造方法を添付図面を参照しつつ詳細に
説明する。
型合金は基本的には以上のように構成されるものであ
り、以下にその製造方法を添付図面を参照しつつ詳細に
説明する。
第1図は、本発明に係る金属粒子及び金属間化合物粒
子分散強化型合金の製造方法に用いられる撹拌混合装置
の一構成例の一部断面正面図である。
子分散強化型合金の製造方法に用いられる撹拌混合装置
の一構成例の一部断面正面図である。
まず、マトリツクス材となるAl−Si−Cu系合金(母合
金)を溶湯を撹拌混合装置の撹拌混合槽2内に所定量注
湯した後、該溶湯に前記分散粒子を所定量投入添加し、
撹拌羽根3をモーター4で回転させ、短時間撹拌混合
し、分散粒子混合合金溶湯1を得ることができる。
金)を溶湯を撹拌混合装置の撹拌混合槽2内に所定量注
湯した後、該溶湯に前記分散粒子を所定量投入添加し、
撹拌羽根3をモーター4で回転させ、短時間撹拌混合
し、分散粒子混合合金溶湯1を得ることができる。
Al−Si−Cu系合金溶湯の温度は690〜860℃が好まし
く、より好ましくは700〜830℃であり、特に730〜810℃
が好ましい。690℃未満では粒子添加の際に瞬時に溶湯
が凝固し、また860℃超では前記分散粒子の溶解が早す
ぎて適しない。
く、より好ましくは700〜830℃であり、特に730〜810℃
が好ましい。690℃未満では粒子添加の際に瞬時に溶湯
が凝固し、また860℃超では前記分散粒子の溶解が早す
ぎて適しない。
撹拌混合に要する時間は前記分散粒子の凝固が起ら
ず、かつ分散粒子が溶解せず、後述するダイカストマシ
ンによつて前記分散粒子が前記マトリツクスに均一に分
散させることができる程度に撹拌混合できる時間があれ
ばよく、5分以下が好ましい。より好ましくは5〜60秒
であり、特に好ましくは7〜20秒である。5分超では前
記分散粒子が溶解してしまい、前記母合金と一体となつ
てしまい、耐摩耗性の向上が見られない。
ず、かつ分散粒子が溶解せず、後述するダイカストマシ
ンによつて前記分散粒子が前記マトリツクスに均一に分
散させることができる程度に撹拌混合できる時間があれ
ばよく、5分以下が好ましい。より好ましくは5〜60秒
であり、特に好ましくは7〜20秒である。5分超では前
記分散粒子が溶解してしまい、前記母合金と一体となつ
てしまい、耐摩耗性の向上が見られない。
撹拌混合後、前記分散粒子混合溶湯1はダイカストマ
シンに給湯され、所望の形状に成形される。この時、こ
のダイカストマシン内においても射出時に溶湯が噴霧状
になり、前記分散粒子は前記マトリツクス内に分散し、
さらに均一化される。
シンに給湯され、所望の形状に成形される。この時、こ
のダイカストマシン内においても射出時に溶湯が噴霧状
になり、前記分散粒子は前記マトリツクス内に分散し、
さらに均一化される。
このようにして、前記分散粒子が前記マトリツクスに
均一に分散した、耐摩耗性及び延性などの機械的性質に
優れた金属間化合物粒子分散強化型合金が製造される。
均一に分散した、耐摩耗性及び延性などの機械的性質に
優れた金属間化合物粒子分散強化型合金が製造される。
したがつて、本発明においては、従来の燃焼粉末冶金
法のようにコスト高な表面処理方法や酸化防止法および
装置を必要とせず、複雑な形状の製品を容易にかつ安価
に製造できる。
法のようにコスト高な表面処理方法や酸化防止法および
装置を必要とせず、複雑な形状の製品を容易にかつ安価
に製造できる。
以下、実施例によつて本発明を具体的に説明する。た
だし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。
だし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。
なお、以下の実施例においては、参考例としてSi粉末
を添加した場合も示している。
を添加した場合も示している。
実施例1 マトリツクスであるAl−Si−Cu溶湯中に粒子径が44μ
mの以下の、AlNi,Al3Ni,AiNi3金属間化合物粉末或いは
Si粉末を添加し、第1図に示す撹拌混合装置により撹拌
混合後、ダイカストマシンにより金型に注湯し、本発明
の金属間化合物粒子分散強化型合金の試験片を得た。
mの以下の、AlNi,Al3Ni,AiNi3金属間化合物粉末或いは
Si粉末を添加し、第1図に示す撹拌混合装置により撹拌
混合後、ダイカストマシンにより金型に注湯し、本発明
の金属間化合物粒子分散強化型合金の試験片を得た。
Al3Ni,AlNi,AlNi3粉末及びSi粉末を添加して得られた
試験片の拡大倍率50倍の顕微鏡写真を第2図a,b,c,d、
第3図a,b,c,dに示す。第2図a,b,c,d及び第3図a,b,c,
dから明らかなように、AlNi,Al3Ni,AlNi3金属間化合物
粒子が母合金に均一に分散していることがわかる。
試験片の拡大倍率50倍の顕微鏡写真を第2図a,b,c,d、
第3図a,b,c,dに示す。第2図a,b,c,d及び第3図a,b,c,
dから明らかなように、AlNi,Al3Ni,AlNi3金属間化合物
粒子が母合金に均一に分散していることがわかる。
AlNi,Al3Ni,AlNi3金属間化合物粒子はいずれも第1表
に示すように極めて高硬度であり、Al−Si−Cu合金マト
リツクスとの結合力、また濡れ性が非常に優れていて、
しかも安定性があるため混合が容易であり、また均一な
分散が可能であるため、前記粒子の母合金中への均一な
分散性は耐摩耗性に影響を与え、向上させることがわか
る。
に示すように極めて高硬度であり、Al−Si−Cu合金マト
リツクスとの結合力、また濡れ性が非常に優れていて、
しかも安定性があるため混合が容易であり、また均一な
分散が可能であるため、前記粒子の母合金中への均一な
分散性は耐摩耗性に影響を与え、向上させることがわか
る。
この結果、母合金であるAl−Si−Cu合金の優れた機械
的性質を失うことなく、優れた耐摩耗性を得ることがで
きることがわかる。
的性質を失うことなく、優れた耐摩耗性を得ることがで
きることがわかる。
実施例2 実施例1で用いたSi粉末及び金属間化合物粉末を下記
の母合金の溶湯に投入添加して撹拌混合後、ダイカスト
マシンに給湯して、本発明の金属間化合物粒子分散強化
型合金製の引張試験用及び摩耗試験用試験片を鋳造し
た。
の母合金の溶湯に投入添加して撹拌混合後、ダイカスト
マシンに給湯して、本発明の金属間化合物粒子分散強化
型合金製の引張試験用及び摩耗試験用試験片を鋳造し
た。
ここで、この実施例においては、母合金としてAl−8w
t%Si−3wt%、Al−15wt%Si−4wt%Cu及びAl−19wt%S
i−7wt%Cu合金を用いた。分散粒子としてはAl3Ni,Al3N
i,AlNi3金属間化合物粉末及びSi粉末を用い、その添加
量は5,10,20,40wt%とした。
t%Si−3wt%、Al−15wt%Si−4wt%Cu及びAl−19wt%S
i−7wt%Cu合金を用いた。分散粒子としてはAl3Ni,Al3N
i,AlNi3金属間化合物粉末及びSi粉末を用い、その添加
量は5,10,20,40wt%とした。
比較例としては、分散粒子を含有しない母合金のみの
Al−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu、Al−1
9wt%Si−7wt%Cu合金を用い、ダイカストマシンを使用
することにより引張用試験片及び摩耗試験片を鋳造し
た。
Al−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu、Al−1
9wt%Si−7wt%Cu合金を用い、ダイカストマシンを使用
することにより引張用試験片及び摩耗試験片を鋳造し
た。
なお、上記本発明例及び比較例に用いられるAl−Si−
Cu系合金の化学成分を第2表に示す。
Cu系合金の化学成分を第2表に示す。
得られたこれらの試験片を以下に示すそれぞれの試験
を行つた。
を行つた。
なお、摩耗試験は、大越式摩耗試験装置により相手材
としてFC25の標準回転板材料を用いて、無潤滑条件下で
最終荷重2.1Kg、滑り距離100mを一定とし、滑り速度0.9
4、1.96、2.86、4.36m/sの4段階に変化させて行い、摩
耗痕幅より引摩耗量を測定した。
としてFC25の標準回転板材料を用いて、無潤滑条件下で
最終荷重2.1Kg、滑り距離100mを一定とし、滑り速度0.9
4、1.96、2.86、4.36m/sの4段階に変化させて行い、摩
耗痕幅より引摩耗量を測定した。
この試験結果を第4〜15図に示す。
第4,5及び6図は、比較例及び本発明例とも、マトリ
ツクスとしてAl−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4w
t%Cu、Al−19wt%Si−7wt%Cu合金を用い、本発明例で
はAl3Ni金属間化合物粒子を分散粒子として分散し、そ
れぞれ分散粒子の添加量を5,10,20,40wt%としたものに
ついて、横軸を滑り速度、縦軸を比摩耗量として摩耗試
験結果をプロツトしたグラフである。なお、分散粒子の
添加量を4,50wt%としたものについても試験をしたが、
50wt%の場合は40wt%の場合と同じ比摩耗量となり、ま
た4wt%の場合は5wt%の場合と同じ比摩耗量となつたの
で図への記載は省略した。
ツクスとしてAl−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4w
t%Cu、Al−19wt%Si−7wt%Cu合金を用い、本発明例で
はAl3Ni金属間化合物粒子を分散粒子として分散し、そ
れぞれ分散粒子の添加量を5,10,20,40wt%としたものに
ついて、横軸を滑り速度、縦軸を比摩耗量として摩耗試
験結果をプロツトしたグラフである。なお、分散粒子の
添加量を4,50wt%としたものについても試験をしたが、
50wt%の場合は40wt%の場合と同じ比摩耗量となり、ま
た4wt%の場合は5wt%の場合と同じ比摩耗量となつたの
で図への記載は省略した。
第4,5及び6図により、5,10,20,40wt%−Al3Ni金属間
化合物粒子分散強化型合金は比較例である母合金のみの
Al−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu、Al−1
9wt%Si−7wt%Cu合金よりも優れた耐摩耗性を示すこと
がわかる。
化合物粒子分散強化型合金は比較例である母合金のみの
Al−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu、Al−1
9wt%Si−7wt%Cu合金よりも優れた耐摩耗性を示すこと
がわかる。
なお、Al3Ni金属間化合物粒子を4wt%未満の3wt%含
有した場合は、その粒子分散強化型合金は母合金と同様
の比摩耗量を示し、Al3Ni金属間化合物粒子を添加した
ことによる耐摩耗性への影響はない。
有した場合は、その粒子分散強化型合金は母合金と同様
の比摩耗量を示し、Al3Ni金属間化合物粒子を添加した
ことによる耐摩耗性への影響はない。
第7,8及び9図は、比較例及び本発明例とも、マトリ
ツクスとしてAl−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4w
t%Cu、Al−19wt%Si−7wt%Cu合金を用い、本発明例で
はAlNi金属間化合物粒子を分散粒子として分散し、それ
ぞれ分散粒子の添加量を5,10,20,40wt%としたものにつ
いて、横軸を滑り速度、縦軸を比摩耗量として摩耗試験
結果をプロツトしたグラフである。なお、分散粒子の添
加量を4,50wt%としたものについても試験をしたが、50
wt%の場合は40wt%の場合と同じ比摩耗量となり、また
4wt%の場合は5wt%の場合と同じ比摩耗量となつたので
図への記載は省略した。
ツクスとしてAl−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4w
t%Cu、Al−19wt%Si−7wt%Cu合金を用い、本発明例で
はAlNi金属間化合物粒子を分散粒子として分散し、それ
ぞれ分散粒子の添加量を5,10,20,40wt%としたものにつ
いて、横軸を滑り速度、縦軸を比摩耗量として摩耗試験
結果をプロツトしたグラフである。なお、分散粒子の添
加量を4,50wt%としたものについても試験をしたが、50
wt%の場合は40wt%の場合と同じ比摩耗量となり、また
4wt%の場合は5wt%の場合と同じ比摩耗量となつたので
図への記載は省略した。
第7,8及び9図により、5,10,20,40wt%AlNi金属間化
合物粒子分散強化型合金は比較例である母合金のみのAl
−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu、Al−19w
t%Si−7wt%Cu合金よりも優れた耐摩耗性を示すことが
わかる。
合物粒子分散強化型合金は比較例である母合金のみのAl
−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu、Al−19w
t%Si−7wt%Cu合金よりも優れた耐摩耗性を示すことが
わかる。
第10,11及び12図は、比較例及び本発明例ともマトリ
ツクスとしてAl−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4w
t%Cu、Al−19wt%Si−7wt%Cu合金を用い、本発明例で
はAlNi3金属間化合物を分散粒子として分散し、それぞ
れ分散粒子の添加量を5,10,20,40wt%とした合金につい
て横軸を滑り速度、縦軸を比摩耗量として摩耗試験結果
をプロツトしたグラフである。なお、分散粒子の添加量
を4,50wt%としたものについても試験をしたが、50wt%
の場合は40wt%の場合と同じ比摩耗量となり、また4wt
%の場合は5wt%の場合と同じ比摩耗量となつたので図
への記載は省略した。
ツクスとしてAl−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4w
t%Cu、Al−19wt%Si−7wt%Cu合金を用い、本発明例で
はAlNi3金属間化合物を分散粒子として分散し、それぞ
れ分散粒子の添加量を5,10,20,40wt%とした合金につい
て横軸を滑り速度、縦軸を比摩耗量として摩耗試験結果
をプロツトしたグラフである。なお、分散粒子の添加量
を4,50wt%としたものについても試験をしたが、50wt%
の場合は40wt%の場合と同じ比摩耗量となり、また4wt
%の場合は5wt%の場合と同じ比摩耗量となつたので図
への記載は省略した。
第10,11及び12図により5,10,20,40wt%AlNi3金属間化
合物粒子分散強化型合金は比較例である母合金のみのAl
−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu及びAl−1
9wt%Si−7wt%Cu合金より優れた耐摩耗性を示すことが
わかる。
合物粒子分散強化型合金は比較例である母合金のみのAl
−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu及びAl−1
9wt%Si−7wt%Cu合金より優れた耐摩耗性を示すことが
わかる。
第13,14及び15図は、比較例及び参考例とも、マトリ
ツクスとしてAl−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4w
t%Cu、Al−19wt%Si−7wt%Cu合金を用い、参考例では
Si粉末を分散粒子として分散し、それぞれ分散粒子の添
加量を5,10,20,40wt%とした合金について横軸を滑り速
度、縦軸を比摩耗量として摩耗試験結果をプロツトした
グラフである。
ツクスとしてAl−8wt%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4w
t%Cu、Al−19wt%Si−7wt%Cu合金を用い、参考例では
Si粉末を分散粒子として分散し、それぞれ分散粒子の添
加量を5,10,20,40wt%とした合金について横軸を滑り速
度、縦軸を比摩耗量として摩耗試験結果をプロツトした
グラフである。
第13,14及び15図により、5,10,20,40wt%Si金属粒子
分散強化型合金は、比較例である母合金のみのAl−8wt
%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu、Al−19wt%Si
−7wt%Cu合金より優れた耐摩耗性を示すことがわか
る。
分散強化型合金は、比較例である母合金のみのAl−8wt
%Si−3wt%Cu、Al−15wt%Si−4wt%Cu、Al−19wt%Si
−7wt%Cu合金より優れた耐摩耗性を示すことがわか
る。
さらに第3表にAlNi,Al3Ni,AlNi3金属間化合物及びSi
金属粒子分散強化型合金よりなる本発明例と参考例1種
比較例3種の機械的性質を示す。
金属粒子分散強化型合金よりなる本発明例と参考例1種
比較例3種の機械的性質を示す。
また、Al−20wt%Si−9wt%Cu合金に同様にAlNi,Al3N
i,AlNi3粉末及びSi粉末を添加して得られた試験片につ
いて同様の試験をしたところ、Al−19wt%Si−7wt%Cu
合金に添加した場合と同様の結果が得られた。
i,AlNi3粉末及びSi粉末を添加して得られた試験片につ
いて同様の試験をしたところ、Al−19wt%Si−7wt%Cu
合金に添加した場合と同様の結果が得られた。
以上説明したように、本発明に係る金属粒子及び金属
間化合物粒子分散強化型合金においては、Si粉末又はア
ルミニウム−ニツケル系金属間化合物粉末が母合金のマ
トリツクスに均一に分散されていることにより、母合金
の機械的性質を維持しながら耐摩耗性を向上させること
ができる結果がある。
間化合物粒子分散強化型合金においては、Si粉末又はア
ルミニウム−ニツケル系金属間化合物粉末が母合金のマ
トリツクスに均一に分散されていることにより、母合金
の機械的性質を維持しながら耐摩耗性を向上させること
ができる結果がある。
また、本発明の製造方法によれば、Si粉末又はアルミ
ニウム−ニツケル系金属間化合物粉末をAl−Si−Cu系合
金溶湯中に添加し、短時間の機械的撹拌混合後、直接ダ
イカストマシンによつて均一にマトリツクに分散させる
ようにしたから、凝集等の問題が起こることなく均一に
分散できて、優れた耐摩耗性の粒子分散強化型合金が得
られると共に、ダイカスト鋳造法を利用するので、従来
の焼結、粉末冶金法のようにコスト高な表面処理方法や
酸化防止方法及び装置を必要としないので、従来法と比
較して加工費を低減でき、また複雑な形状の製品を容易
に製造でき、多くの工程を省略化できるので、安価に粒
子分散強化合金を大量生産することができる。さらに、
母合金がAl−Si−Cu合金であるために鋳造性も良好であ
る。
ニウム−ニツケル系金属間化合物粉末をAl−Si−Cu系合
金溶湯中に添加し、短時間の機械的撹拌混合後、直接ダ
イカストマシンによつて均一にマトリツクに分散させる
ようにしたから、凝集等の問題が起こることなく均一に
分散できて、優れた耐摩耗性の粒子分散強化型合金が得
られると共に、ダイカスト鋳造法を利用するので、従来
の焼結、粉末冶金法のようにコスト高な表面処理方法や
酸化防止方法及び装置を必要としないので、従来法と比
較して加工費を低減でき、また複雑な形状の製品を容易
に製造でき、多くの工程を省略化できるので、安価に粒
子分散強化合金を大量生産することができる。さらに、
母合金がAl−Si−Cu合金であるために鋳造性も良好であ
る。
第1図は、本発明に係る金属粒子及び金属間化合物粒子
分散強化型合金の製造方法に用いられる撹拌混合装置の
一構成例の一部断面の正面図、第2図a,b,c,d及び第3
図a,b,c,dは、各アルミニウム−ニツケル系金属間化合
物粉末及びSi粉末を各母合金溶湯中に添加、撹拌混合
後、ダイカストマシンで金型に注湯して得られた各試験
片の組識を示した写真、第4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1
4,15図は、それぞれ前記各試験片の相手材に対する滑り
速度と比摩耗量との関係を示すグラフである。
分散強化型合金の製造方法に用いられる撹拌混合装置の
一構成例の一部断面の正面図、第2図a,b,c,d及び第3
図a,b,c,dは、各アルミニウム−ニツケル系金属間化合
物粉末及びSi粉末を各母合金溶湯中に添加、撹拌混合
後、ダイカストマシンで金型に注湯して得られた各試験
片の組識を示した写真、第4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1
4,15図は、それぞれ前記各試験片の相手材に対する滑り
速度と比摩耗量との関係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】Al−8〜20wt%Si−2〜9wt%Cu合金をマ
トリックスとし、このマトリックスにAlNi、Al3Ni及びA
lNi3のうちから選ばれる1種類以上の金属間化合物粉末
が添加粉末として分散され、かつ前記添加粉末の含有量
が4〜50wt%の範囲であることを特徴とする金属間化合
物粒子分散強化型合金。 - 【請求項2】Al−8〜20wt%Si−2〜9wt%Cu合金の溶
湯中へAlNi、Al3Ni及びAlNi3のうちから選ばれる1種類
以上の金属間化合物粉末を4〜50wt%直接添加し、撹拌
混合した後、ダイカスト成形することにより上記金属間
化合物粉末を均一にマトリックスに分散させることを特
徴とする金属間化合物粒子分散強化型合金の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62191411A JP2646212B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 金属間化合物粒子分散強化型合金並びにその製造方法 |
US07/103,125 US4906531A (en) | 1986-10-01 | 1987-09-30 | Alloys strengthened by dispersion of particles of a metal and an intermetallic compound and a process for producing such alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62191411A JP2646212B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 金属間化合物粒子分散強化型合金並びにその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6436742A JPS6436742A (en) | 1989-02-07 |
JP2646212B2 true JP2646212B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=16274160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62191411A Expired - Fee Related JP2646212B2 (ja) | 1986-10-01 | 1987-07-30 | 金属間化合物粒子分散強化型合金並びにその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2646212B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002155329A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-31 | Oiles Ind Co Ltd | 摺動部材用アルミニウム合金 |
JP2002155330A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-31 | Oiles Ind Co Ltd | 摺動部材用アルミニウム合金 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56127759A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-06 | Mitsubishi Alum Co Ltd | Preparation of aluminum alloy foil for cathode of aluminum electrolytic condenser |
JPS6018262A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-01-30 | Nippon Denso Co Ltd | ダイカスト方法及びダイカスト装置 |
JPS6050138A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-19 | Riken Corp | 硬質粒子分散型耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金部材とその製造方法 |
-
1987
- 1987-07-30 JP JP62191411A patent/JP2646212B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6436742A (en) | 1989-02-07 |
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