JP3163112B2 - 高靱性且つ高耐摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体 - Google Patents
高靱性且つ高耐摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体Info
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- JP3163112B2 JP3163112B2 JP12292691A JP12292691A JP3163112B2 JP 3163112 B2 JP3163112 B2 JP 3163112B2 JP 12292691 A JP12292691 A JP 12292691A JP 12292691 A JP12292691 A JP 12292691A JP 3163112 B2 JP3163112 B2 JP 3163112B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高靱性且つ高耐摩耗性
Ａｌ金属間化合物複合体に関する。
Ａｌ金属間化合物複合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ａｌ金属間化合物としては、金属
間化合物形成元素としてＮｉを含有するものが知られて
いる（例えば、特開昭６１−１６６９８２号公報参
照）。
間化合物形成元素としてＮｉを含有するものが知られて
いる（例えば、特開昭６１−１６６９８２号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のＡ
ｌ金属間化合物は、その全体が高硬度なＮｉＡｌ3 相お
よび／またはＮｉ2 Ａｌ3 相のため、高耐摩耗性である
反面、脆く低靱性である、といった問題がある。
ｌ金属間化合物は、その全体が高硬度なＮｉＡｌ3 相お
よび／またはＮｉ2 Ａｌ3 相のため、高耐摩耗性である
反面、脆く低靱性である、といった問題がある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、Ａｌ金属間化合物を
硬度を異にする異種化合物相よりなる複相組織とするこ
とにより前記問題を解決することができるようにした前
記Ａｌ金属間化合物複合体を提供することを目的とす
る。
硬度を異にする異種化合物相よりなる複相組織とするこ
とにより前記問題を解決することができるようにした前
記Ａｌ金属間化合物複合体を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高靱性且つ
高耐摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体は、ＡｌおよびＡｌ
合金の一方と、金属間化合物形成元素とのレーザビーム
による溶融、それに次ぐ凝固によって得られたＡｌ金属
間化合物複合体であって、硬度Ｈｍｖが６００以上、１
５００以下であるＡｌ金属間化合物マトリックス相と、
そのマトリックス相よりも低硬度で、且つその硬度Ｈｍ
ｖが３００以上、６００以下であるＡｌ金属間化合物分
散相とより構成され、前記Ａｌ金属間化合物マトリック
ス相およびＡｌ金属間化合物分散相は、前記金属間化合
物形成元素としてＮｉおよびＣｏの一方を含有し、Ｎｉ
含有量およびＣｏ含有量はそれぞれ５０重量％以上、７
０重量％以下であることを特徴とする。
高耐摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体は、ＡｌおよびＡｌ
合金の一方と、金属間化合物形成元素とのレーザビーム
による溶融、それに次ぐ凝固によって得られたＡｌ金属
間化合物複合体であって、硬度Ｈｍｖが６００以上、１
５００以下であるＡｌ金属間化合物マトリックス相と、
そのマトリックス相よりも低硬度で、且つその硬度Ｈｍ
ｖが３００以上、６００以下であるＡｌ金属間化合物分
散相とより構成され、前記Ａｌ金属間化合物マトリック
ス相およびＡｌ金属間化合物分散相は、前記金属間化合
物形成元素としてＮｉおよびＣｏの一方を含有し、Ｎｉ
含有量およびＣｏ含有量はそれぞれ５０重量％以上、７
０重量％以下であることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】図１はＡｌ金属間化合物複合体Ｃの金属組織
を示す概略図であり、その複合体Ｃは高硬度なＡｌ金属
間化合物マトリックス相Ｍと、そのマトリックス相Ｍよ
りも低硬度なＡｌ金属間化合物分散相Ｐとより構成され
る。
を示す概略図であり、その複合体Ｃは高硬度なＡｌ金属
間化合物マトリックス相Ｍと、そのマトリックス相Ｍよ
りも低硬度なＡｌ金属間化合物分散相Ｐとより構成され
る。
【０００７】このように構成すると、分散相Ｐは、硬度
差に起因してマトリックス相Ｍに比べて靱性が高いの
で、その分散相Ｐの点在により、複合体Ｃの硬度低下を
抑制しつつ靱性を向上させることが可能となる。このよ
うな効果を得るためには、マトリックス相Ｍの硬度Ｈｍ
ｖが６００以上、１５００以下であり、分散相Ｐの硬度
Ｈｍｖが３００以上、６００以下であることが必要であ
る。
差に起因してマトリックス相Ｍに比べて靱性が高いの
で、その分散相Ｐの点在により、複合体Ｃの硬度低下を
抑制しつつ靱性を向上させることが可能となる。このよ
うな効果を得るためには、マトリックス相Ｍの硬度Ｈｍ
ｖが６００以上、１５００以下であり、分散相Ｐの硬度
Ｈｍｖが３００以上、６００以下であることが必要であ
る。
【０００８】マトリックス相Ｍおよび分散相Ｐは、Ａｌ
と金属間化合物を形成する金属間化合物形成元素とし
て、ＮｉまたはＣｏを含有する。
と金属間化合物を形成する金属間化合物形成元素とし
て、ＮｉまたはＣｏを含有する。
【０００９】以下、金属間化合物形成元素としてＮｉを
用いたＡｌＮｉ金属間化合物複合体Ｃについて具体的に
説明する。
用いたＡｌＮｉ金属間化合物複合体Ｃについて具体的に
説明する。
【００１０】図２は複合体Ｃの製造方法を示す。この方
法の実施に当っては、ＡｌまたはＡｌ合金製母材１を矢
印方向へ移動させ、その表面をオシレータ２より照射さ
れるレーザビーム３により溶融すると共にその溶融池４
に粉末供給機５よりキャリヤガスによってＮｉ粉末６を
噴射し、同時にガス供給ノズル７よりシールドガス８を
噴射するものである。母材１には、溶融池４の冷却，つ
まり凝固に伴い複合体Ｃが形成される。
法の実施に当っては、ＡｌまたはＡｌ合金製母材１を矢
印方向へ移動させ、その表面をオシレータ２より照射さ
れるレーザビーム３により溶融すると共にその溶融池４
に粉末供給機５よりキャリヤガスによってＮｉ粉末６を
噴射し、同時にガス供給ノズル７よりシールドガス８を
噴射するものである。母材１には、溶融池４の冷却，つ
まり凝固に伴い複合体Ｃが形成される。
【００１１】複合体Ｃの形成条件の一例を挙げれば次の
通りである。レーザ出力：５ｋＷ；スポットサイズ：直
径２．３５mm；オシレータ：幅５mm、１００Ｈｚ；母材
移動速度：２５０mm／min ；シールドガス：Ｈｅ、噴射
量２×１０4 ml／min ；キャリヤガス：Ｈｅ、噴射量１
１．５×１０4 ml／min ；母材：Ａｌ合金（Ａ５０５２
材）；Ｎｉ粉末：純度９９％以上で粒径２００メッシュ
以下、噴射量２０ｇ／min 。
通りである。レーザ出力：５ｋＷ；スポットサイズ：直
径２．３５mm；オシレータ：幅５mm、１００Ｈｚ；母材
移動速度：２５０mm／min ；シールドガス：Ｈｅ、噴射
量２×１０4 ml／min ；キャリヤガス：Ｈｅ、噴射量１
１．５×１０4 ml／min ；母材：Ａｌ合金（Ａ５０５２
材）；Ｎｉ粉末：純度９９％以上で粒径２００メッシュ
以下、噴射量２０ｇ／min 。
【００１２】図３は、複合体Ｃの金属組織を示す顕微鏡
写真である。同図において、黒色部分がＡｌＮｉ金属間
化合物マトリックス相ＭとしてのＮｉＡｌ3 相および／
またはＮｉ2 Ａｌ3 相であり、その硬度Ｈｍｖは約８０
０である。一方、白色部分はＡｌＮｉ金属間化合物分散
相ＰとしてのＮｉＡｌ相であり、その硬度Ｈｍｖは約５
００である。この金属組織におけるＮｉ含有量は６０重
量％で、ＮｉＡｌ相の体積分率Ｖｆは３０％である。
写真である。同図において、黒色部分がＡｌＮｉ金属間
化合物マトリックス相ＭとしてのＮｉＡｌ3 相および／
またはＮｉ2 Ａｌ3 相であり、その硬度Ｈｍｖは約８０
０である。一方、白色部分はＡｌＮｉ金属間化合物分散
相ＰとしてのＮｉＡｌ相であり、その硬度Ｈｍｖは約５
００である。この金属組織におけるＮｉ含有量は６０重
量％で、ＮｉＡｌ相の体積分率Ｖｆは３０％である。
【００１３】図４は、複合体ＣにおけるＮｉＡｌ相の体
積分率Ｖｆと硬度との関係を示す。ＮｉＡｌ相の体積分
率Ｖｆを１０％以上、５０％以下に設定することによっ
て、高靱性且つ高硬度（Ｈｍｖ６００以上）な複合体Ｃ
を構成することができる。ＮｉＡｌ相の体積分率Ｖｆが
１０％未満では、そのＮｉＡｌ相の点在効果が少ないの
で、複合体Ｃが脆化して低靱性となる。一方、５０％を
超えると、低硬度なＮｉＡｌ相によって複合体Ｃの特性
が支配されるので、複合体Ｃが低硬度となって高耐摩耗
性を確保することができない。複合体Ｃにおいて、Ｎｉ
Ａｌ相の体積分率Ｖｆを１０％以上、５０％以下に保持
するためには、Ｎｉ含有量は５０重量％以上、７０重量
％以下に設定される。
積分率Ｖｆと硬度との関係を示す。ＮｉＡｌ相の体積分
率Ｖｆを１０％以上、５０％以下に設定することによっ
て、高靱性且つ高硬度（Ｈｍｖ６００以上）な複合体Ｃ
を構成することができる。ＮｉＡｌ相の体積分率Ｖｆが
１０％未満では、そのＮｉＡｌ相の点在効果が少ないの
で、複合体Ｃが脆化して低靱性となる。一方、５０％を
超えると、低硬度なＮｉＡｌ相によって複合体Ｃの特性
が支配されるので、複合体Ｃが低硬度となって高耐摩耗
性を確保することができない。複合体Ｃにおいて、Ｎｉ
Ａｌ相の体積分率Ｖｆを１０％以上、５０％以下に保持
するためには、Ｎｉ含有量は５０重量％以上、７０重量
％以下に設定される。
【００１４】次に、金属間化合物形成元素としてＣｏを
用いたＡｌＣｏ金属間化合物複合体について説明する。
用いたＡｌＣｏ金属間化合物複合体について説明する。
【００１５】この複合体も前記同様の方法で製造され、
また同様の金属組織を有する。この場合、ＡｌＣｏ金属
間化合物マトリックス相はＣｏ2 Ａｌ5 相であり、その
硬度Ｈｍｖは約８５０である。一方、ＡｌＣｏ金属間化
合物分散相はＣｏＡｌ相（ζ相）であり、その硬度Ｈｍ
ｖは約５５０である。
また同様の金属組織を有する。この場合、ＡｌＣｏ金属
間化合物マトリックス相はＣｏ2 Ａｌ5 相であり、その
硬度Ｈｍｖは約８５０である。一方、ＡｌＣｏ金属間化
合物分散相はＣｏＡｌ相（ζ相）であり、その硬度Ｈｍ
ｖは約５５０である。
【００１６】図５は、複合体におけるＣｏＡｌ相の体積
分率Ｖｆと硬度との関係を示す。ＣｏＡｌ相の体積分率
Ｖｆを４０％以上、８０％以下に設定することによっ
て、高靱性且つ高硬度（Ｈｍｖ６００以上）な複合体を
構成することができる。ＣｏＡｌ相の体積分率Ｖｆが４
０％未満では、前記同様に複合体が脆化して低靱性とな
り、一方、８０％を超えると、前記同様に複合体が低硬
度となって高耐摩耗性を維持することができない。複合
体において、ＣｏＡｌ相の体積分率Ｖｆを４０％以上、
８０％以下に保持するためには、Ｃｏ含有量は５０重量
％以上、７０重量％以下に設定される。
分率Ｖｆと硬度との関係を示す。ＣｏＡｌ相の体積分率
Ｖｆを４０％以上、８０％以下に設定することによっ
て、高靱性且つ高硬度（Ｈｍｖ６００以上）な複合体を
構成することができる。ＣｏＡｌ相の体積分率Ｖｆが４
０％未満では、前記同様に複合体が脆化して低靱性とな
り、一方、８０％を超えると、前記同様に複合体が低硬
度となって高耐摩耗性を維持することができない。複合
体において、ＣｏＡｌ相の体積分率Ｖｆを４０％以上、
８０％以下に保持するためには、Ｃｏ含有量は５０重量
％以上、７０重量％以下に設定される。
【００１７】本発明は、例えば内燃機関におけるロッカ
アームのスリッパ面形成材料やシリンダブロックのボア
内面形成材料に用いられ、またブレーキディスクのパッ
ド摺接面形成材料としても用いられる。
アームのスリッパ面形成材料やシリンダブロックのボア
内面形成材料に用いられ、またブレーキディスクのパッ
ド摺接面形成材料としても用いられる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように構成する
ことによって、高靱性且つ高耐摩耗性を保持したＡｌ金
属間化合物複合体を提供することができる。
ことによって、高靱性且つ高耐摩耗性を保持したＡｌ金
属間化合物複合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｌ金属間化合物複合体の金属組織を示す概略
図である。
図である。
【図２】ＡｌＮｉ金属間化合物複合体の製造方法を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】ＡｌＮｉ金属間化合物複合体の金属組織を示す
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図４】ＮｉＡｌ相の体積分率ＶｆとＡｌＮｉ金属間化
合物複合体の硬度との関係を示すグラフである。
合物複合体の硬度との関係を示すグラフである。
【図５】ＣｏＡｌ相の体積分率ＶｆとＡｌＣｏ金属間化
合物複合体の硬度との関係を示すグラフである。
合物複合体の硬度との関係を示すグラフである。
Ｃ Ａｌ金属間化合物複合体 Ｍ Ａｌ金属間化合物マトリックス相 Ｐ Ａｌ金属間化合物分散相
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−197535（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−306531（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−136187（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−325639（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 1/00 C22C 21/00 - 21/18 C23C 4/00 - 4/12
Claims (5)
- 【請求項１】 ＡｌおよびＡｌ合金の一方と、金属間化
合物形成元素とのレーザビームによる溶融、それに次ぐ
凝固によって得られたＡｌ金属間化合物複合体であっ
て、硬度Ｈｍｖが６００以上、１５００以下であるＡｌ
金属間化合物マトリックス相と、そのマトリックス相よ
りも低硬度で、且つその硬度Ｈｍｖが３００以上、６０
０以下であるＡｌ金属間化合物分散相とより構成され、
前記Ａｌ金属間化合物マトリックス相およびＡｌ金属間
化合物分散相は、前記金属間化合物形成元素としてＮｉ
およびＣｏの一方を含有し、Ｎｉ含有量およびＣｏ含有
量はそれぞれ５０重量％以上、７０重量％以下であるこ
とを特徴とする高靱性且つ高耐摩耗性Ａｌ金属間化合物
複合体。 - 【請求項２】 前記Ａｌ金属間化合物分散相はＮｉＡｌ
相よりなる、請求項１記載の高靱性且つ高耐摩耗性Ａｌ
金属間化合物複合体。 - 【請求項３】 ＮｉＡｌ相の体積分率Ｖｆは１０％以
上、５０％以下である、請求項２記載の高靱性且つ高耐
摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体。 - 【請求項４】 前記Ａｌ金属間化合物分散相はＣｏＡｌ
相よりなる、請求項１記載の高靱性且つ高耐摩耗性Ａｌ
金属間化合物複合体。 - 【請求項５】 ＣｏＡｌ相の体積分率Ｖｆは４０％以
上、８０％以下である、請求項４記載の高靱性且つ高耐
摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12292691A JP3163112B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 高靱性且つ高耐摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12292691A JP3163112B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 高靱性且つ高耐摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325638A JPH04325638A (ja) | 1992-11-16 |
| JP3163112B2 true JP3163112B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=14848032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12292691A Expired - Fee Related JP3163112B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 高靱性且つ高耐摩耗性Ａｌ金属間化合物複合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163112B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102121766B1 (ko) | 2018-12-13 | 2020-06-30 | (주)케이피피 | 일회용 조리용기 제조방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103290250A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-09-11 | 河南理工大学 | 一种低硬度b2型高韧性耐磨钌钪金属间化合物 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP12292691A patent/JP3163112B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102121766B1 (ko) | 2018-12-13 | 2020-06-30 | (주)케이피피 | 일회용 조리용기 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04325638A (ja) | 1992-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |