JP3245652B2 - 高温用アルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents
高温用アルミニウム合金及びその製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
- C22C1/0416—Aluminium-based alloys
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/053—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温用アルミニウ
ム合金及びその製造方法に関するものであり、更に詳し
くは、従来公知のアルミニウム、マグネシウム、銅及び
コバルトから成る高温用アルミニウム合金組成におい
て、高価なコバルトを安価な鉄によって置き換えること
により得られる高温特性の改善された高温用アルミニウ
ム合金並びにそのその製造方法に関するものである。
ム合金及びその製造方法に関するものであり、更に詳し
くは、従来公知のアルミニウム、マグネシウム、銅及び
コバルトから成る高温用アルミニウム合金組成におい
て、高価なコバルトを安価な鉄によって置き換えること
により得られる高温特性の改善された高温用アルミニウ
ム合金並びにそのその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高温用アルミニウム合金として
は、一般に、アルミニウム合金の総量に対して、亜鉛８
重量％、マグネシウム２．５重量％、銅１．０重量％及
びコバルト１．５重量％を添加したアルミニウム合金組
成の金属を溶融し、急冷凝固法により製造したアルミニ
ウム合金が使用されている。
は、一般に、アルミニウム合金の総量に対して、亜鉛８
重量％、マグネシウム２．５重量％、銅１．０重量％及
びコバルト１．５重量％を添加したアルミニウム合金組
成の金属を溶融し、急冷凝固法により製造したアルミニ
ウム合金が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記合金は、急冷凝固
の製造過程中に、Ｃｏ2 Ａｌ17粒子が基底組織中に、微
細に分散されるので、高温での強度を維持することがで
きるが、添加されるコバルトが高価であるため、経済的
に不利であり、また高温特性においても充分に満足すべ
きものでないという問題があった。本発明は、高価なコ
バルトを添加することなく、高温での強度特性を維持
し、更に改善することのできるアルミニウム基合金並び
にその製造方法を提供することを目的とする。
の製造過程中に、Ｃｏ2 Ａｌ17粒子が基底組織中に、微
細に分散されるので、高温での強度を維持することがで
きるが、添加されるコバルトが高価であるため、経済的
に不利であり、また高温特性においても充分に満足すべ
きものでないという問題があった。本発明は、高価なコ
バルトを添加することなく、高温での強度特性を維持
し、更に改善することのできるアルミニウム基合金並び
にその製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、合金組成とし
て、総重量に対して９重量％の亜鉛、２．５重量％のマ
グネシウム、１．０重量％の銅及び２〜３．５重量％の
鉄、残部がアルミニウム及び微量の不可避的不純物から
成ることを特徴とするアルミニウム合金である。この高
温用合金は、所定量の添加金属をアルミニウムに含有せ
しめたものであるが、合金組成中の配合金属に由来する
不可避の不純物が微量にまたは合金の性能に影響しない
程度含まれる事はやむを得ないことである。また、本発
明は、上記合金組成の割合に、混合溶融した溶融金属を
ガス噴霧して冷却用のドラムにぶつけることにより急冷
させて薄片状とした後、冷間圧出してビレット状に成形
し、更に、このビレットを５７３Ｋ乃至７７３Ｋの温度
で熱間加工することを特徴とする前記の高温用アルミニ
ウム合金の製造方法である。
て、総重量に対して９重量％の亜鉛、２．５重量％のマ
グネシウム、１．０重量％の銅及び２〜３．５重量％の
鉄、残部がアルミニウム及び微量の不可避的不純物から
成ることを特徴とするアルミニウム合金である。この高
温用合金は、所定量の添加金属をアルミニウムに含有せ
しめたものであるが、合金組成中の配合金属に由来する
不可避の不純物が微量にまたは合金の性能に影響しない
程度含まれる事はやむを得ないことである。また、本発
明は、上記合金組成の割合に、混合溶融した溶融金属を
ガス噴霧して冷却用のドラムにぶつけることにより急冷
させて薄片状とした後、冷間圧出してビレット状に成形
し、更に、このビレットを５７３Ｋ乃至７７３Ｋの温度
で熱間加工することを特徴とする前記の高温用アルミニ
ウム合金の製造方法である。
【０００５】本発明は、従来の高温用アルミニウム合金
における、コバルトの代わりに鉄を添加して得た高温用
アルミニウム合金であり、その組成は高温用アルミニウ
ム合金として新規のものである。かかる組成の混合金属
溶融物を高温用アルミニウム合金とする処理を行うこと
により、従来の高温用アルミニウム合金に比し更に改善
された高温特性を有するに至るものである。また、経済
性においては、従来品に比し格段と優れたものであるこ
とは論を俟たない。
における、コバルトの代わりに鉄を添加して得た高温用
アルミニウム合金であり、その組成は高温用アルミニウ
ム合金として新規のものである。かかる組成の混合金属
溶融物を高温用アルミニウム合金とする処理を行うこと
により、従来の高温用アルミニウム合金に比し更に改善
された高温特性を有するに至るものである。また、経済
性においては、従来品に比し格段と優れたものであるこ
とは論を俟たない。
【０００６】本発明の合金に添加する鉄の量は、２〜
３．５重量％である。鉄の添加量が２重量％未満であれ
ば、その添加の効果は不充分で、不純物として程度の働
きしかなく、合金としての所期の効果をあらわさない。
また、その添加量が３．５重量％を超過すると、合金の
材質がかなり脆弱になるという問題がある。その他の添
加金属である亜鉛、マグネシウム及び銅の含有量は、各
々９重量％、２．５重量％及び１．０重量％である。
３．５重量％である。鉄の添加量が２重量％未満であれ
ば、その添加の効果は不充分で、不純物として程度の働
きしかなく、合金としての所期の効果をあらわさない。
また、その添加量が３．５重量％を超過すると、合金の
材質がかなり脆弱になるという問題がある。その他の添
加金属である亜鉛、マグネシウム及び銅の含有量は、各
々９重量％、２．５重量％及び１．０重量％である。
【０００７】このような合金組成の溶融物から本発明の
高温用アルミニウム合金を製造する場合、先ずガス噴霧
と冷却用の単ロールとを組合せて前記合金組成の均一に
溶融した液状溶融物を噴霧急冷して薄片状に製造する。
前記アルミニウム合金組成の溶融物をガス噴霧によって
噴霧化(atomization)し、得られたアルミニウム合金の
溶融滴を銅の冷却用のドラムにぶつけることにより瞬間
的に薄片状とする。この時にアルミニウム合金片の冷却
速度は１０６ Ｋ／秒程度になる。
高温用アルミニウム合金を製造する場合、先ずガス噴霧
と冷却用の単ロールとを組合せて前記合金組成の均一に
溶融した液状溶融物を噴霧急冷して薄片状に製造する。
前記アルミニウム合金組成の溶融物をガス噴霧によって
噴霧化(atomization)し、得られたアルミニウム合金の
溶融滴を銅の冷却用のドラムにぶつけることにより瞬間
的に薄片状とする。この時にアルミニウム合金片の冷却
速度は１０６ Ｋ／秒程度になる。
【０００８】この薄片を冷間圧出して充填率７０％のビ
レットを成形し、真空脱ガス処理を行う。真空脱ガス処
理は６２３．３°Ｋまたはその付近で約７．２ｋｓ間
（２時間）処理する方法で行われる。この時の真空の程
度は１０3 〜１０4 パスカル程度であり、それにより冷
間圧出成形中に残存していた水分とガスを除去すること
が出来、熱間加工によって、薄片相互間の結合力を向上
させることが出来る。
レットを成形し、真空脱ガス処理を行う。真空脱ガス処
理は６２３．３°Ｋまたはその付近で約７．２ｋｓ間
（２時間）処理する方法で行われる。この時の真空の程
度は１０3 〜１０4 パスカル程度であり、それにより冷
間圧出成形中に残存していた水分とガスを除去すること
が出来、熱間加工によって、薄片相互間の結合力を向上
させることが出来る。
【０００９】熱間加工の方法としては、通常の熱間圧
延、熱間鍛造及び熱間圧出等の方法を用いて、加工する
ことが出来るが、本発明では、前記の方法の中から、熱
間圧出加工により好ましく焼成加工する。熱間圧出温度
は、５７３〜７７３°Ｋである。５７３°Ｋより低い
と、薄板の相互間の結合が不完全になり、また７７３°
Ｋより高いと、熱間圧出過程中に析出物が粗大化して、
機械的な特性が低下する。従って、熱間圧出時に５７３
〜７７３°Ｋ、望ましくは最適温度である６７３°Ｋ付
近で熱間圧出する。
延、熱間鍛造及び熱間圧出等の方法を用いて、加工する
ことが出来るが、本発明では、前記の方法の中から、熱
間圧出加工により好ましく焼成加工する。熱間圧出温度
は、５７３〜７７３°Ｋである。５７３°Ｋより低い
と、薄板の相互間の結合が不完全になり、また７７３°
Ｋより高いと、熱間圧出過程中に析出物が粗大化して、
機械的な特性が低下する。従って、熱間圧出時に５７３
〜７７３°Ｋ、望ましくは最適温度である６７３°Ｋ付
近で熱間圧出する。
【００１０】上記のような組成並びに方法により製造さ
れたアルミニウム合金は、高温での物性が優れており、
かつ経済的であるので、高温特性の要求されるバルブシ
ートなどのエンジン用に有用に使用することができる。
れたアルミニウム合金は、高温での物性が優れており、
かつ経済的であるので、高温特性の要求されるバルブシ
ートなどのエンジン用に有用に使用することができる。
【００１１】以下、本発明を実施例にもとづいて詳細に
説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定さ
れるものではない。
説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定さ
れるものではない。
【００１２】［実施例及び比較例］９重量％の亜鉛、
２．５重量％のマグネシウム、１．０重量％の銅及び２
重量％の鉄を含有し、残部がアルミニウムである合金組
成物を均一に溶融して第１次の処理としてガス噴霧し、
その後微粉化(Atomization化）されたアルミニウム合金
溶融滴を第２次の処理として水冷させた銅ロールの表面
にぶつけて薄片状とした。薄片状態のアルミニウム合金
を冷間圧出して充填率が７０％のビレットに成形し、真
空脱ガス処理を行った。その後、該成形体を６７３°Ｋ
で熱間加工し、圧出材を７７３°Ｋで一時間にわたって
溶体化熱処理した。室温で４８時間、放置した後に、３
９３°Ｋで時効の硬化処理を行った。
２．５重量％のマグネシウム、１．０重量％の銅及び２
重量％の鉄を含有し、残部がアルミニウムである合金組
成物を均一に溶融して第１次の処理としてガス噴霧し、
その後微粉化(Atomization化）されたアルミニウム合金
溶融滴を第２次の処理として水冷させた銅ロールの表面
にぶつけて薄片状とした。薄片状態のアルミニウム合金
を冷間圧出して充填率が７０％のビレットに成形し、真
空脱ガス処理を行った。その後、該成形体を６７３°Ｋ
で熱間加工し、圧出材を７７３°Ｋで一時間にわたって
溶体化熱処理した。室温で４８時間、放置した後に、３
９３°Ｋで時効の硬化処理を行った。
【００１３】このような方法で製造したアルミニウム合
金を従来のアルミニウム合金と対比して、２００°Ｃ、
３００°Ｃ、４００°Ｃ、及び５００°で各々２時間加
熱した後の硬度を測定して、高温軟化特性を比較した。
その結果を、図１（温度は°Ｋで表示）に示す。
金を従来のアルミニウム合金と対比して、２００°Ｃ、
３００°Ｃ、４００°Ｃ、及び５００°で各々２時間加
熱した後の硬度を測定して、高温軟化特性を比較した。
その結果を、図１（温度は°Ｋで表示）に示す。
【００１４】また、圧出状態での破壊強度、０．２％の
降伏強度、延伸率、及び断面収縮率を従来のアルミニウ
ム合金と比較して、表１に示した。
降伏強度、延伸率、及び断面収縮率を従来のアルミニウ
ム合金と比較して、表１に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】また、時効硬化処理した後の破壊強度、
０．２％降伏強度、延伸率、及び断面収縮率を従来のア
ルミニウム合金と比較して、表２に示した。
０．２％降伏強度、延伸率、及び断面収縮率を従来のア
ルミニウム合金と比較して、表２に示した。
【００１７】
【表２】
【００１８】最後に、以上の本発明の組成並びに製造方
法によって製造された高温用アルミニウム合金につい
て、従来の高温用アルミニウム合金と比較して疲労強度
を測定した。その結果を図２に示す。
法によって製造された高温用アルミニウム合金につい
て、従来の高温用アルミニウム合金と比較して疲労強度
を測定した。その結果を図２に示す。
【００１９】この時、疲労強度はヒネリ疲労試験により
Ｓ−Ｎ曲線を求めて測定した。
Ｓ−Ｎ曲線を求めて測定した。
【００２０】
【発明の効果】前述したように、本発明による高温用ア
ルミニウム合金は、従来の高温用アルミニウム合金に比
べて高温特性が優れ、強度が向上し、高温特性が要求さ
れるバルブシートなどのエンジン部品に有用に使用でき
る。
ルミニウム合金は、従来の高温用アルミニウム合金に比
べて高温特性が優れ、強度が向上し、高温特性が要求さ
れるバルブシートなどのエンジン部品に有用に使用でき
る。
【図１】本発明の高温用アルミニウム合金と従来の高温
用アルミニウム合金との高温軟化特性を比較するため
に、アニール温度を変化させて、各アニール温度におけ
る硬度を測定したグラフである。
用アルミニウム合金との高温軟化特性を比較するため
に、アニール温度を変化させて、各アニール温度におけ
る硬度を測定したグラフである。
【図２】本発明の高温用アルミニウム合金と従来の高温
用アルミニウム合金との疲労強度を比較したグラフであ
る。
用アルミニウム合金との疲労強度を比較したグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｌ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８３ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８３ 1/053 1/053 (56)参考文献 特開 平４−263035（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−179384（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 21/10 B21C 23/00 B22D 23/00 B22F 9/08 C22C 1/02 503 C22C 1/04 C22F 1/00 683 C22F 1/053
Claims (2)
- 【請求項１】 合金組成として、総重量に対して９重量
％の亜鉛、２．５重量％のマグネシウム、１．０重量％
の銅、２〜３．５重量％の鉄、残部がアルミニウム及び
微量の不可避的不純物から成ることを特徴とする高温用
アルミニウム合金。 - 【請求項２】 合金組成として、総重量に対して９重量
％の亜鉛、２．５重量％のマグネシウム、１．０重量％
の銅、及び２〜３．５重量％の鉄、残部がアルミニウム
及び微量の不可避的不純物から成るアルミニウム合金組
成の溶融金属をガス噴霧して冷却用のドラムにぶつける
ことにより急冷させて薄片状とし、該薄片状合金を冷間
圧出してビレット状に成形し、該ビレットを５７３Ｋ乃
至７７３Ｋの温度で熱間加工することを特徴とする高温
用アルミニウム合金の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960056181A KR19980037431A (ko) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 알루미늄 합금 조성물과 그 제조방법 |
| KR1996-56181 | 1996-11-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273750A JPH10273750A (ja) | 1998-10-13 |
| JP3245652B2 true JP3245652B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=19482953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33493097A Expired - Fee Related JP3245652B2 (ja) | 1996-11-21 | 1997-11-19 | 高温用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3245652B2 (ja) |
| KR (1) | KR19980037431A (ja) |
| DE (1) | DE19751280A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5059512B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-10-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度、高延性Ａｌ合金およびその製造方法 |
| CN103949651B (zh) * | 2014-04-30 | 2016-01-20 | 浙江旭德新材料有限公司 | 一种无铅耐磨耐蚀合金粉末材料的制备方法 |
| CN115488345A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-12-20 | 华南理工大学 | 一种粉末热挤压耐热铝合金及其制备方法 |
-
1996
- 1996-11-21 KR KR1019960056181A patent/KR19980037431A/ko not_active Application Discontinuation
-
1997
- 1997-11-19 DE DE19751280A patent/DE19751280A1/de not_active Ceased
- 1997-11-19 JP JP33493097A patent/JP3245652B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10273750A (ja) | 1998-10-13 |
| DE19751280A1 (de) | 1998-05-28 |
| KR19980037431A (ko) | 1998-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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