JP2792130B2 - Method for producing high silicon content aluminum alloy - Google Patents
Method for producing high silicon content aluminum alloyInfo
- Publication number
- JP2792130B2 JP2792130B2 JP21823189A JP21823189A JP2792130B2 JP 2792130 B2 JP2792130 B2 JP 2792130B2 JP 21823189 A JP21823189 A JP 21823189A JP 21823189 A JP21823189 A JP 21823189A JP 2792130 B2 JP2792130 B2 JP 2792130B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- alloy
- aluminum alloy
- particles
- weight
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、シリコンを25重量％以上含有するアルミ
ニウム合金を製造する方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an aluminum alloy containing 25% by weight or more of silicon.
［従来の技術］ シリコンを含有したアルミニウム合金を製造する方法
としては、溶融したアルミニウム合金中にシリコンを添
加して溶解させる溶解鋳造法や、シリコン粒子とアルミ
ニウム粒子とを混合しこれを粉末冶金法によって押出し
て成形する混合粉末押出法などがある。[Prior art] As a method for producing an aluminum alloy containing silicon, there are a melt casting method in which silicon is added to a molten aluminum alloy to dissolve it, and a powder metallurgy method in which silicon particles and aluminum particles are mixed and then mixed. And a mixed powder extrusion method of molding by extrusion.
しかしながら、溶解鋳造法では、粗大な初晶シリコン
が析出し、これが偏析するため、強度が低く、削り加工
性が劣るという問題点ああった。また、混合粉末押出法
では、アルミニウム金属粉末とシリコン金属粉末の界面
が十分に接合されず、強度および靭性の面において劣る
という問題点があり、さらに界面の接合が不十分なため
応力伝達がなされず、熱膨張係数が小さくならないとい
う問題点もあった。However, in the melt casting method, there is a problem that coarse primary crystal silicon is precipitated and segregates, so that the strength is low and the machinability is poor. In addition, in the mixed powder extrusion method, there is a problem that the interface between the aluminum metal powder and the silicon metal powder is not sufficiently bonded, and the strength and toughness are poor. In addition, stress transmission is performed due to insufficient bonding at the interface. In addition, there is a problem that the coefficient of thermal expansion does not decrease.
このような問題点を解消することのできる方法とし
て、予めシリコンを溶解させたアルミニウム合金の粉末
をアトマイズ法等で作製し、これを粉末冶金法によって
押出して成形する合金粉末押出法がある。この方法によ
れば、強度、靭性および加工性に優れ、かつ低熱膨張係
数のものが得られる。As a method capable of solving such a problem, there is an alloy powder extrusion method in which powder of an aluminum alloy in which silicon is dissolved in advance is prepared by an atomizing method or the like and extruded by powder metallurgy to form the powder. According to this method, a material having excellent strength, toughness, and workability and a low coefficient of thermal expansion can be obtained.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような合金粉末押出法では、シリ
コンを25重量％以上含有させた高シリコン含有アルミニ
ウム合金を製造しようとする場合、シリコン含有量が増
加するにつれて溶融温度が高くなるため、アルミニウム
合金を溶融するのに高い温度に加熱する必要が生じる。
このため、アトマイズ法により合金粉を作製する際、噴
射中にノズルが目詰まりする等の問題を発生し、操作制
御性や経済性の面において問題を有していた。[Problems to be Solved by the Invention] However, in such an alloy powder extrusion method, when an aluminum alloy containing 25% by weight or more of silicon is to be manufactured, the melting temperature increases as the silicon content increases. Therefore, it is necessary to heat the aluminum alloy to a high temperature in order to melt the aluminum alloy.
For this reason, when producing alloy powder by the atomizing method, a problem such as clogging of a nozzle during injection occurs, which has a problem in operation controllability and economic efficiency.
この発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、物
理強度や靭性の面において優れ、かつ工程上簡易で経済
的な高シリコン含有アルミニウム合金製造方法を提供す
ることにある。An object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide a method for manufacturing a high silicon-containing aluminum alloy which is excellent in physical strength and toughness, simple and economical in process.
［課題を解決するための手段］ この発明の製造方法は、シリコンの25重量％以上含有
するアルミニウム合金を製造する方法であり、凝固組織
が粗大な初晶シリコンを生成させないシリコン量を含有
した溶融合金をノズルから噴射する工程と、溶融合金中
のシリコン量を差し引いた残りの量に相当するシリコン
粒子を気流によって噴射して、噴射された溶融合金とと
もに堆積させる工程とを備えている。[Means for Solving the Problems] The production method of the present invention is a method for producing an aluminum alloy containing 25% by weight or more of silicon, and has a solidification structure containing a silicon content that does not generate coarse primary crystal silicon. The method includes a step of injecting an alloy from a nozzle, and a step of injecting silicon particles corresponding to the remaining amount after subtracting the amount of silicon in the molten alloy by an air current to deposit the particles together with the injected molten alloy.
この発明において、気流により噴射させるシリコン粒
子の平均粒径は、合金の加工性の面を考慮すれば、10μ
ｍが以上が好ましい。In the present invention, the average particle diameter of the silicon particles injected by the airflow is 10 μm in consideration of the workability of the alloy.
m is preferably at least.
この発明において、ノズルから噴射する溶融合金シリ
コン含有量は、凝固組成が粗大な初晶シリコンを生成さ
せないシリコン量である。このようなシリコン量は、噴
射した溶融合金を冷却する冷却速度等に依存している。
従来の溶解鋳造法に場合、シリコン含有量が12重量％以
上になると粗大な初晶シリコンを晶析する傾向にある。
また、この発明の製造方法において採用する噴射成形法
では、上述のように冷却速度等により異なるが、17重量
％を越えると粗大な初晶シリコンが晶析する傾向にあ
る。In the present invention, the content of the molten alloy silicon injected from the nozzle is an amount of silicon that does not generate primary crystal silicon having a coarse solidification composition. Such an amount of silicon depends on a cooling rate or the like for cooling the injected molten alloy.
In the case of the conventional melting casting method, when the silicon content is 12% by weight or more, coarse primary crystal silicon tends to crystallize.
In the injection molding method employed in the production method of the present invention, although it depends on the cooling rate and the like as described above, if it exceeds 17% by weight, coarse primary crystal silicon tends to crystallize.
［作用］ この発明によれば、ノズルから噴射される溶融合金中
に含まれるシリコンの含有量は、凝固組織が粗大な初晶
シリコンを生成させないシリコン量であるため、合金中
には粗大な初晶シリコンの晶出がなく、優れた強度靭性
を得ることができる。また、従来の合金粉末押出法のよ
うに合金中にすべてのシリコンが合金成分として含有さ
れるものではないので合金の溶融温度が高くなく、ノズ
ルにおける目詰まり等の問題も生じない。また、噴射成
形法によるものであるため、急速に冷却されるので、酸
素との反応も少なくこの点からも強度靭性に優れたもの
が得られる。[Action] According to the present invention, the content of silicon contained in the molten alloy injected from the nozzle is such that the solidification structure does not generate coarse primary crystal silicon. There is no crystallization of crystalline silicon, and excellent strength toughness can be obtained. Further, since not all of the silicon is contained as an alloy component in the alloy as in the conventional alloy powder extrusion method, the melting temperature of the alloy is not high, and there is no problem such as clogging in the nozzle. In addition, since it is based on the injection molding method, it is cooled rapidly, so that there is little reaction with oxygen, and from this point, a product excellent in strength toughness can be obtained.
溶融合金中のシリコン量を差し引いた残りの量のシリ
コンは、固体のシリコン粒子として気流によって噴射さ
れ、楼溶融合金とともに堆積することによって含有され
る。このような固体のシリコン粒子の噴射堆積により、
シリコンを高濃度に含有したアルミニウム合金を製造す
ることができる。また、噴射するシリコン粒子の粒径を
制御することにより、アルミニウム合金中でのシリコン
粒子の粒径制御を容易に行なうことができる。The remaining amount of silicon, after subtracting the amount of silicon in the molten alloy, is injected by airflow as solid silicon particles, and is contained by depositing with the tower molten alloy. By jet deposition of such solid silicon particles,
An aluminum alloy containing silicon at a high concentration can be manufactured. Further, by controlling the particle size of the silicon particles to be sprayed, the particle size of the silicon particles in the aluminum alloy can be easily controlled.
従来の噴射成形法で固体粒子として噴射され混合され
るものは、SiCやAl2O3などの合金には溶融しないセラミ
クス粒子である。この発明では、アルミニウム中に溶融
し得るシリコンを、あえて固体粒子として噴射して混合
させ、アルミニウム合金の溶融温度を高めることなく、
シリコン含有量の高いアルミニウム合金を製造してい
る。What is injected and mixed as solid particles by the conventional injection molding method is ceramic particles that do not melt in alloys such as SiC and Al 2 O 3 . In the present invention, silicon that can be melted into aluminum is daringly sprayed and mixed as solid particles, without increasing the melting temperature of the aluminum alloy,
Manufactures aluminum alloys with high silicon content.
［発明の効果］ この発明の製造方法によれば、アルミニウム合金の溶
融温度を低く保ちながら、噴射ノズルにおける目詰まり
等を防止し、シリコン含有量の高いアルミニウム合金を
簡易に製造することができる。[Effects of the Invention] According to the manufacturing method of the present invention, clogging or the like in an injection nozzle can be prevented while keeping the melting temperature of an aluminum alloy low, and an aluminum alloy having a high silicon content can be easily manufactured.
得られるアルミニウム合金中においてシリコン粒子と
マトリクスのアルミニウム合金の界面の接合は、従来の
混合粉末押出法に比べ優れているため、熱膨張係数の小
さなアルミニウム合金とすることができる。また、凝固
組織中には粗大な初晶シリコンが晶析しないため、強度
および靭性ならびに加工性において優れた合金とするこ
とができる。Since the bonding of the interface between the silicon particles and the matrix aluminum alloy in the obtained aluminum alloy is superior to the conventional mixed powder extrusion method, an aluminum alloy having a small coefficient of thermal expansion can be obtained. Further, since coarse primary crystal silicon does not crystallize in the solidified structure, an alloy excellent in strength, toughness and workability can be obtained.
このため、この発明の製造方法に従い製造されたアル
ミニウム合金は、たとえばマイクロ波エレクトロニクス
用ヒートシンクや、パッケージ部品、あるいは耐摩耗性
部品等に用いることができる。Therefore, the aluminum alloy manufactured according to the manufacturing method of the present invention can be used for, for example, a heat sink for microwave electronics, a package component, a wear-resistant component, or the like.
［実施例］ シリコン含有量として35重量％、45重量％、および55
重量％のアルミニウム合金をそれぞれ作製した。まず、
ノズルから噴射される溶融合金として、15重量％シリコ
ンを含有したアルミニウム合金を作製し、これを溶融し
てノズルから噴射した。この溶融合金とともに堆積させ
る固体のシリコン粒子として、平均粒径３μｍのシリコ
ン粒子を準備し、これを、溶融合金中のシリコン量を差
し引いた残りの量、すなわち、20重量％、30重量％、お
よび40重量％となるように、気流によって噴射して、溶
融合金とともに堆積させた。EXAMPLES 35% by weight, 45% by weight, and 55% by weight of silicon content
Weight percent aluminum alloys were each prepared. First,
As a molten alloy injected from the nozzle, an aluminum alloy containing 15% by weight of silicon was prepared, melted, and injected from the nozzle. As solid silicon particles to be deposited together with the molten alloy, silicon particles having an average particle diameter of 3 μm are prepared, and the remaining silicon particles are subtracted from the amount of silicon in the molten alloy, that is, 20% by weight, 30% by weight, and It was injected by an air stream to 40 wt% and deposited together with the molten alloy.
得られたアルミニウム合金について熱膨張係数を測定
し、表１に示した。The thermal expansion coefficient of the obtained aluminum alloy was measured and is shown in Table 1.
なお、比較として、従来の製造方法である合金粉末押
出法および混合粉末押出法により、同様に、Al−35重量
％Si合金、Al−45重量％Si合金、およびAl−55重量％Si
合金をそれぞれ作製し、各合金について熱膨張係数を測
定し、表１に併せて示した。As a comparison, Al-35 wt% Si alloy, Al-45 wt% Si alloy, and Al-55 wt% Si alloy were similarly produced by the conventional manufacturing method of alloy powder extrusion method and mixed powder extrusion method.
Alloys were prepared, and the thermal expansion coefficient of each alloy was measured. The results are shown in Table 1.
表１から明かなように、この発明の製造方法に従い得
られた各アルミニウム合金は、従来の合金粉末押出法と
同程度の熱膨張係数を示している。また、この発明の製
造方法に従い得られたアルミニウム合金は、強度靭製な
らびに加工性の面においても従来の合金粉末押出法と同
等のものであることが確められた。 As is clear from Table 1, each aluminum alloy obtained according to the production method of the present invention has a coefficient of thermal expansion comparable to that of the conventional alloy powder extrusion method. In addition, it was confirmed that the aluminum alloy obtained according to the production method of the present invention was equivalent in strength toughness and workability to the conventional alloy powder extrusion method.
また、この発明の製造方法に従い得られたアルミニウ
ム合金は、従来の混合粉末押出法により得られたアルミ
ニウム合金よりも低い熱膨張係数を示しており、この発
明の製造方法により得られたアルミニウム合金は、マト
リクスとシリコン粒子との界面の接着が十分になされて
いることが確認された。合金粉末押出法においてシリコ
ンを含有した合金の溶解温度は、Al−35重量％Si合金で
は、950℃、Al−45重量％Si合金では1000℃であり、Al
−55重量％Si合金の溶解温度では1050℃であった。これ
に対し、この発明の方法に従う実施例でのAl−５重量％
Si合金の溶解温度は650℃であり、この発明の製造方法
に従えば、より低い溶解温度の合金として扱うことがで
き、従来の合金粉末押出法よりも簡易な製造方法である
ことが明らかである。Further, the aluminum alloy obtained according to the production method of the present invention has a lower coefficient of thermal expansion than the aluminum alloy obtained by the conventional mixed powder extrusion method, and the aluminum alloy obtained by the production method of the present invention It was confirmed that the interface between the matrix and the silicon particles was sufficiently bonded. The melting temperature of the alloy containing silicon in the alloy powder extrusion method is 950 ° C. for the Al-35 wt% Si alloy and 1000 ° C. for the Al-45 wt% Si alloy.
The melting temperature of the −55 wt% Si alloy was 1050 ° C. On the other hand, in the example according to the method of the present invention, Al-5% by weight
The melting temperature of the Si alloy is 650 ° C., and according to the manufacturing method of the present invention, it can be treated as an alloy having a lower melting temperature, which is clearly a simpler manufacturing method than the conventional alloy powder extrusion method. is there.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍛治 俊彦 兵庫県伊丹市昆陽北１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 伊藤 嘉朗 兵庫県伊丹市昆陽北１丁目１番１号 住 友電気工業株式会社伊丹製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 1/02 B22D 23/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshihiko Kaji 1-1-1, Kunyokita, Itami-shi, Hyogo Prefecture Itami Works, Sumitomo Electric Industries, Ltd. No. 1-1 In the Itami Works of Sumitomo Electric Industries, Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C22C 1/02 B22D 23/00
Claims (2)
ウム合金を製造する方法であって、 凝固組織が粗大な初晶シリコンを生成させないシリコン
量を含有した溶融合金をノズルから噴射する工程と、 前記溶融合金中のシリコン量を差し引いた残りの量に相
当するシリコン粒子を気流によって噴射して、前記噴射
された溶融合金とともに堆積させる工程とを備える、高
シリコン含有アルミニウム合金の製造方法。1. A method for producing an aluminum alloy containing 25% by weight or more of silicon, comprising: injecting, from a nozzle, a molten alloy containing an amount of silicon that does not produce coarse primary crystal silicon with a solidified structure; Injecting silicon particles corresponding to the remaining amount after subtracting the amount of silicon in the molten alloy by an air current, and depositing the particles together with the injected molten alloy.
である、請求項１に記載の高シリコン含有アルミニウム
合金の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the silicon particles have an average particle size of 10 μm or less.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21823189A JP2792130B2 (en) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | Method for producing high silicon content aluminum alloy |
| US07/559,634 US5022455A (en) | 1989-07-31 | 1990-07-30 | Method of producing aluminum base alloy containing silicon |
| DE69014254T DE69014254T2 (en) | 1989-07-31 | 1990-07-31 | Process for producing a silicon-containing aluminum alloy. |
| EP90114701A EP0411577B1 (en) | 1989-07-31 | 1990-07-31 | Method of producing aluminum base alloy containing silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21823189A JP2792130B2 (en) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | Method for producing high silicon content aluminum alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382722A JPH0382722A (en) | 1991-04-08 |
| JP2792130B2 true JP2792130B2 (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=16716664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21823189A Expired - Lifetime JP2792130B2 (en) | 1989-07-31 | 1989-08-24 | Method for producing high silicon content aluminum alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2792130B2 (en) |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP21823189A patent/JP2792130B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0382722A (en) | 1991-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1493517B1 (en) | Process for producing materials reinforced with nanoparticles and articles formed thereby | |
| KR102539775B1 (en) | Manufacturing method of aluminum alloy-containing powder and its application and alloy strip | |
| KR102534602B1 (en) | Uses of aluminum containing alloys for additive manufacturing | |
| CN111647858B (en) | Preparation method of aluminum-scandium alloy target material | |
| JPS62133037A (en) | Alloy for grain refining and its manufacture | |
| WO1989005870A1 (en) | Spray deposition | |
| JP2798841B2 (en) | High-strength and heat-resistant aluminum alloy solidified material and method for producing the same | |
| CN101876043A (en) | Homogenization heat treatment method suitable for spray forming of 7000 series aluminum alloys | |
| JP2792130B2 (en) | Method for producing high silicon content aluminum alloy | |
| JP2001512183A (en) | Cast metal matrix composites and their uses | |
| CN105132743B (en) | Allumen containing tantalum and tellurium element and preparation method thereof | |
| CN106756293B (en) | A kind of preparation method of ferro-silicon-aluminium copper magnesium alloy | |
| JPH09248665A (en) | Manufacture of al base alloy ingot containing high melting point metal by spray forming method | |
| RU2367538C1 (en) | Coating for casting moulds at centrifugal casting of copper alloys | |
| JPS6199606A (en) | Production of composite powder | |
| JPH0681068A (en) | Method for casting heat resistant mg alloy | |
| KR100413279B1 (en) | Manufacturing method of high heat-resistance and high wear-resistance aluminum alloys | |
| JP2004034135A (en) | Aluminum alloy with superior formability in semi-molten state and manufacturing method of its cast ingot | |
| JPH11226723A (en) | Hypereutectic al-si base alloy die casting member and production thereof | |
| CN100422368C (en) | In situ formed TiC reinforced Al-Fe-V-Si series heat resistant aluminium alloy material and its preparation method | |
| KR100446680B1 (en) | Manufacturing method of aluminum alloys having high wear resistance and high heat resistance | |
| JPH0586425A (en) | Composition and preparation of metal matrix composite material | |
| JP3274920B2 (en) | Manufacturing method of fine metal wire | |
| JP2021152189A (en) | Aluminum based powder for metal lamination molding, method for producing the same and metal laminated-molded article produced therefrom | |
| JP2007063659A (en) | High strength magnesium alloy essentially consisting of magnesium and admixed with trace amount of copper or copper and yttrium |