JP3372129B2 - 高強度アルミニウム合金固化材およびその製造方法 - Google Patents
高強度アルミニウム合金固化材およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械部品等の構造材と
して用いる高強度アルミニウム合金固化材およびその製
造方法である。
して用いる高強度アルミニウム合金固化材およびその製
造方法である。
【０００２】
【従来の技術】従来の急冷凝固させたアルミニウム合金
の微細結晶組織は、急冷凝固法による組織の微細化によ
り高強度化されている。さらに、微結晶組織ではなく、
さらに特定組成において急冷してアモルファス相を得る
ことによりさらに高強度な材料が得られている。しかし
ながら、急冷凝固法又はメカニカルアロイング法などの
手法で得られた微細組織を有する合金は、通常薄帯又は
粉末に形状が限定されていた。よって機械部品等の構造
材として用いるためには、薄帯又は粉末等を集成固化さ
せる必要があった。集成固化の方法としては、熱間押出
法、鍛造法等が通常用いられているが、その時の熱履歴
により、急冷により得られたアモルファスは加熱により
結晶化し、微細結晶組織は加熱により粒生長するため
に、強度特性は熱間加工後に低下する問題点があった。
又、原料として薄帯又は粉末を用いるために、最終製品
の形状には製造設備上の制約があり、大面積の板材の作
製は困難であった。
の微細結晶組織は、急冷凝固法による組織の微細化によ
り高強度化されている。さらに、微結晶組織ではなく、
さらに特定組成において急冷してアモルファス相を得る
ことによりさらに高強度な材料が得られている。しかし
ながら、急冷凝固法又はメカニカルアロイング法などの
手法で得られた微細組織を有する合金は、通常薄帯又は
粉末に形状が限定されていた。よって機械部品等の構造
材として用いるためには、薄帯又は粉末等を集成固化さ
せる必要があった。集成固化の方法としては、熱間押出
法、鍛造法等が通常用いられているが、その時の熱履歴
により、急冷により得られたアモルファスは加熱により
結晶化し、微細結晶組織は加熱により粒生長するため
に、強度特性は熱間加工後に低下する問題点があった。
又、原料として薄帯又は粉末を用いるために、最終製品
の形状には製造設備上の制約があり、大面積の板材の作
製は困難であった。
【０００３】さらに、一般に粉末冶金の手法が用いられ
ているが、その工程は母合金→溶解→急冷凝固→ビレッ
ト（プリフォーム）化（＋脱ガス）→熱間加工（押出、
鍛造等）→仕上げ→最終製品という複雑な過程を経なけ
ればならないという問題がある。又、原料としての薄帯
又は粉末の表面の酸化は雰囲気の制御では限界があり、
表面酸化物の残存による固化の不健全さやガス成分、特
に吸着水、結晶水等に起因する水素脆性、粉末ハンドリ
ング時のコンタミネーションの混入が成形後の製品特性
に問題を生じさせる問題がある。
ているが、その工程は母合金→溶解→急冷凝固→ビレッ
ト（プリフォーム）化（＋脱ガス）→熱間加工（押出、
鍛造等）→仕上げ→最終製品という複雑な過程を経なけ
ればならないという問題がある。又、原料としての薄帯
又は粉末の表面の酸化は雰囲気の制御では限界があり、
表面酸化物の残存による固化の不健全さやガス成分、特
に吸着水、結晶水等に起因する水素脆性、粉末ハンドリ
ング時のコンタミネーションの混入が成形後の製品特性
に問題を生じさせる問題がある。
【０００４】一方、電子ビーム蒸着は公知の物理蒸着技
術であって、主に金属フィルム又は被膜の製造のために
使用されているが、準安定過飽和固溶体を有する合金を
構造材料の用途の規模で製造する方法としても知られて
いる。一般的な説明は、Ｂｉｃｋｅｒｄｉｋｅ等による
２つの論文「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ｒａｐｉｄ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏ
ｎ（１９８５，Ｖｏｌ．１ｐｐ３０５〜３２５；１９８
６，Ｖｏｌ．２ｐｐ００１〜０１９）」に記載されてい
る。
術であって、主に金属フィルム又は被膜の製造のために
使用されているが、準安定過飽和固溶体を有する合金を
構造材料の用途の規模で製造する方法としても知られて
いる。一般的な説明は、Ｂｉｃｋｅｒｄｉｋｅ等による
２つの論文「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ｒａｐｉｄ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏ
ｎ（１９８５，Ｖｏｌ．１ｐｐ３０５〜３２５；１９８
６，Ｖｏｌ．２ｐｐ００１〜０１９）」に記載されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、微細結晶組
織を有する高強度アルミニウム合金固化材を酸化、水素
脆化、コンタミネーションの問題がなく提供するもので
ある。
織を有する高強度アルミニウム合金固化材を酸化、水素
脆化、コンタミネーションの問題がなく提供するもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、後述の一般式
で示される組成からなり、平均粒径１〜１０μｍの粒子
によって構成され、該粒子が実質的に平均結晶粒径が１
００ｎｍ以下の過飽和固溶体相からなるものであり、厚
さが１ｍｍ以上であることを特徴とする高強度アルミニ
ウム合金固化材である。過飽和固溶体相は体積率で８０
％以上であることが望ましく、残りはアモルファス又は
金属間化合物であるが、金属間化合物の体積率は０であ
ることが望ましく、最大５％までである。又、バルク材
の相対密度は９５％以上が良い。平均結晶粒径が１００
ｎｍを超えると強度が十分でなく、アモルファス相が体
積率で２０％を超えると、延性、靭性、加工性が低下し
てしまう。金属間化合物の体積率が多くなると、強度に
は悪影響はないが、固化材が低下してしまう問題点があ
る。
で示される組成からなり、平均粒径１〜１０μｍの粒子
によって構成され、該粒子が実質的に平均結晶粒径が１
００ｎｍ以下の過飽和固溶体相からなるものであり、厚
さが１ｍｍ以上であることを特徴とする高強度アルミニ
ウム合金固化材である。過飽和固溶体相は体積率で８０
％以上であることが望ましく、残りはアモルファス又は
金属間化合物であるが、金属間化合物の体積率は０であ
ることが望ましく、最大５％までである。又、バルク材
の相対密度は９５％以上が良い。平均結晶粒径が１００
ｎｍを超えると強度が十分でなく、アモルファス相が体
積率で２０％を超えると、延性、靭性、加工性が低下し
てしまう。金属間化合物の体積率が多くなると、強度に
は悪影響はないが、固化材が低下してしまう問題点があ
る。
【０００７】堆積したマクロ構造における粒子の大きさ
は１〜１０μｍであるが、１μｍより小さくても、又、
１０μｍより大きくても、空隙が生じて相対密度で９５
％以上が得られなくなり、材料の欠陥となる。アモルフ
ァス相が混在する場合においては、上記１〜１０μｍの
大きさの粒子内に、アモルファスと過飽和固溶体を主相
とする微細結晶とが均一に分散した状態であり、粒子界
面には存在しない。アモルファス相が粒子が緻密に堆積
したマクロ構造の粒子同士の界面に存在すると、延性、
靭性、加工性が低下してしまう。上記組織を得るために
は、ＡｌbalＭaＸb又はＡｌbalＭaＸbＱcの一般式を有
し、ａ＝０．５〜１０％、ｂ＝０．５〜１０％、ｃ＝５
％以下の組成範囲が望ましく、さらにＡｌ量は８０％以
上が延性の点でより望ましい。
は１〜１０μｍであるが、１μｍより小さくても、又、
１０μｍより大きくても、空隙が生じて相対密度で９５
％以上が得られなくなり、材料の欠陥となる。アモルフ
ァス相が混在する場合においては、上記１〜１０μｍの
大きさの粒子内に、アモルファスと過飽和固溶体を主相
とする微細結晶とが均一に分散した状態であり、粒子界
面には存在しない。アモルファス相が粒子が緻密に堆積
したマクロ構造の粒子同士の界面に存在すると、延性、
靭性、加工性が低下してしまう。上記組織を得るために
は、ＡｌbalＭaＸb又はＡｌbalＭaＸbＱcの一般式を有
し、ａ＝０．５〜１０％、ｂ＝０．５〜１０％、ｃ＝５
％以下の組成範囲が望ましく、さらにＡｌ量は８０％以
上が延性の点でより望ましい。
【０００８】Ｍ元素は、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の元素で、組織の微細
化に効果のある元素である。又、固溶強化により、靭性
を損うことなく、合金の高強度化が得られる。その量が
０．５％未満では強化が十分でないと共に、前記請求項
で述べたようなマクロ、ミクロ構造を得ることができな
い。その量が１０％を越えるとマトリックスとしてのア
ルミニウムまたはアルミニウムの過飽和固溶体の延性が
低下してしまう。又、アモルファス相を形成しやすくな
り、熱的安定性や加工性、延性に問題が生じてしまう。
さらに前記請求項に記載のマクロ、ミクロ構造を得るこ
とができる基板温度において、低密度なものしか得られ
なくなってしまうので、０．５〜１０％の範囲が良い。
Ｘは元素は、Ｌｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，
Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｍ
（ミッシュメタル）、希土類金属元素から選ばれた少な
くとも１種の元素で、組織の微細化に効果のある元素で
ある。又、固溶強化により靭性を損うことなく、合金の
高強度化が得られる。その量が０．５％未満であると、
強化が十分でないと共に、前記請求項に記載のようなマ
クロ、ミクロ構造を得ることができない。その量が１０
％を越えると、マトリックスとしてのアルミニウムまた
はアルミニウムの過飽和固溶体の延性が低下してしま
う。また、アモルファス相を形成しやすくなり、熱的安
定性や加工性、延性に問題が生じてしまう。さらに前記
請求項に記載のマクロ、ミクロ構造を得ることができる
基板温度において、低密度なものしか得られなくなって
しまうので、０．５〜１０％の範囲が良い。Ｑ元素は、
Ｂ，Ｃ，Ｏから選ばれた少なくとも１種の元素で、アル
ミニウムまたはアルミニウム過飽和固溶体の耐熱性を著
しく向上させることができる元素である。Ｑ元素は通常
の溶解法などでは均一に合金化することは不可能な元素
であり、雰囲気制御による蒸着法により初めて固化材が
作製できる。その量が５％を越えると、耐熱性は良好な
ままであるが、緻密な材料が作製できなくなると共に延
性に問題が生じてくる。
Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の元素で、組織の微細
化に効果のある元素である。又、固溶強化により、靭性
を損うことなく、合金の高強度化が得られる。その量が
０．５％未満では強化が十分でないと共に、前記請求項
で述べたようなマクロ、ミクロ構造を得ることができな
い。その量が１０％を越えるとマトリックスとしてのア
ルミニウムまたはアルミニウムの過飽和固溶体の延性が
低下してしまう。又、アモルファス相を形成しやすくな
り、熱的安定性や加工性、延性に問題が生じてしまう。
さらに前記請求項に記載のマクロ、ミクロ構造を得るこ
とができる基板温度において、低密度なものしか得られ
なくなってしまうので、０．５〜１０％の範囲が良い。
Ｘは元素は、Ｌｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，
Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｍ
（ミッシュメタル）、希土類金属元素から選ばれた少な
くとも１種の元素で、組織の微細化に効果のある元素で
ある。又、固溶強化により靭性を損うことなく、合金の
高強度化が得られる。その量が０．５％未満であると、
強化が十分でないと共に、前記請求項に記載のようなマ
クロ、ミクロ構造を得ることができない。その量が１０
％を越えると、マトリックスとしてのアルミニウムまた
はアルミニウムの過飽和固溶体の延性が低下してしま
う。また、アモルファス相を形成しやすくなり、熱的安
定性や加工性、延性に問題が生じてしまう。さらに前記
請求項に記載のマクロ、ミクロ構造を得ることができる
基板温度において、低密度なものしか得られなくなって
しまうので、０．５〜１０％の範囲が良い。Ｑ元素は、
Ｂ，Ｃ，Ｏから選ばれた少なくとも１種の元素で、アル
ミニウムまたはアルミニウム過飽和固溶体の耐熱性を著
しく向上させることができる元素である。Ｑ元素は通常
の溶解法などでは均一に合金化することは不可能な元素
であり、雰囲気制御による蒸着法により初めて固化材が
作製できる。その量が５％を越えると、耐熱性は良好な
ままであるが、緻密な材料が作製できなくなると共に延
性に問題が生じてくる。
【０００９】このようなアルミニウム合金固化材は、電
子ビーム蒸着法により、実質的に平均結晶粒径が１００
ｎｍ以下の過飽和固溶体相からなる平均粒径１〜１０μ
ｍの合金粒子を蒸着物堆積基板上に堆積することを特徴
とする方法により得ることができる。電子ビーム蒸着装
置の具体例を模式的に示したのが図１である。真空装置
内において、蒸着源材料ロッド２を銅製のるつぼ１内に
下方から上方に向って移動可能に配し、これに電子銃３
により電子ビーム４を照射し、蒸発源材料を加熱溶融さ
せ、さらに蒸発させる。蒸発した粒子５はるつぼ１と対
向して設けられた堆積基板６上に蒸着堆積し、堆積層７
を形成する。又、るつぼ１と堆積基板６との間にはシャ
ッタ８が設けられ、基板温度および蒸着粒子が適した条
件となった場合に開くようになっている。
子ビーム蒸着法により、実質的に平均結晶粒径が１００
ｎｍ以下の過飽和固溶体相からなる平均粒径１〜１０μ
ｍの合金粒子を蒸着物堆積基板上に堆積することを特徴
とする方法により得ることができる。電子ビーム蒸着装
置の具体例を模式的に示したのが図１である。真空装置
内において、蒸着源材料ロッド２を銅製のるつぼ１内に
下方から上方に向って移動可能に配し、これに電子銃３
により電子ビーム４を照射し、蒸発源材料を加熱溶融さ
せ、さらに蒸発させる。蒸発した粒子５はるつぼ１と対
向して設けられた堆積基板６上に蒸着堆積し、堆積層７
を形成する。又、るつぼ１と堆積基板６との間にはシャ
ッタ８が設けられ、基板温度および蒸着粒子が適した条
件となった場合に開くようになっている。
【００１０】電子銃３は１つだけ示してあるが、複数個
設けることも可能である。電子銃３を複数個設けること
により、より均一組成分布の材料および組成的に不均一
な傾斜機能材料、人工格子厚膜材などを作製することが
できる。このような電子ビーム蒸着は、高い冷却状態が
得られるので、他の物理蒸着技術に比して前記本発明の
組織を得るのに適している。真空装置内の真空度は０．
５×１０-5〜１．５×１０-5Ｔｏｒｒが適当である。
又、前記組織を得るためには、蒸着物堆積基板温度を１
５０〜３５０℃に制御することがよい。１５０℃より低
温であると非平衡な状態が得られるが、緻密な材料が得
にくく、柱状になり易い等の問題がある。３５０℃より
高温であると、結晶粒径が大きくなり、強度特性が劣化
すると共に金属間化合物の析出・晶出現象が起り、延
性、靭性、加工性が低下してしまう。
設けることも可能である。電子銃３を複数個設けること
により、より均一組成分布の材料および組成的に不均一
な傾斜機能材料、人工格子厚膜材などを作製することが
できる。このような電子ビーム蒸着は、高い冷却状態が
得られるので、他の物理蒸着技術に比して前記本発明の
組織を得るのに適している。真空装置内の真空度は０．
５×１０-5〜１．５×１０-5Ｔｏｒｒが適当である。
又、前記組織を得るためには、蒸着物堆積基板温度を１
５０〜３５０℃に制御することがよい。１５０℃より低
温であると非平衡な状態が得られるが、緻密な材料が得
にくく、柱状になり易い等の問題がある。３５０℃より
高温であると、結晶粒径が大きくなり、強度特性が劣化
すると共に金属間化合物の析出・晶出現象が起り、延
性、靭性、加工性が低下してしまう。
【００１１】
【実施例】図１に示す電子ビーム蒸着装置により表１に
示す組成の材料を用いて、同じく表１に示す蒸着条件に
より高強度アルミニウム合金固化材を作製した。具体的
な作製方法は、まず、装置内を表１に示す真空度とし、
表１に示すガン出力にて電子銃より電子ビームを照射す
る。蒸着時間および堆積基板温度も表１に示す条件で行
った。なお、本発明例９の場合、装置内を酸素雰囲気に
て行った。この際に使用する蒸着源材料は酸素成分を除
く材料を用意する。Ｑ元素として、Ｏを用いる場合は装
置内をＯ雰囲気で行う。装置内をＯ雰囲気とする場合は
分圧は、１×１０-3Ｔｏｒｒ以下が適当である。又、Ｂ
やＣを含む場合は蒸着源としてＢやＣまたはＢやＣを含
んだものを用いれば良い。
示す組成の材料を用いて、同じく表１に示す蒸着条件に
より高強度アルミニウム合金固化材を作製した。具体的
な作製方法は、まず、装置内を表１に示す真空度とし、
表１に示すガン出力にて電子銃より電子ビームを照射す
る。蒸着時間および堆積基板温度も表１に示す条件で行
った。なお、本発明例９の場合、装置内を酸素雰囲気に
て行った。この際に使用する蒸着源材料は酸素成分を除
く材料を用意する。Ｑ元素として、Ｏを用いる場合は装
置内をＯ雰囲気で行う。装置内をＯ雰囲気とする場合は
分圧は、１×１０-3Ｔｏｒｒ以下が適当である。又、Ｂ
やＣを含む場合は蒸着源としてＢやＣまたはＢやＣを含
んだものを用いれば良い。
【００１２】
【表１】
表１に基づいて得られた固化材について、硬度（Ｈｖ）
を測定した。なお、硬度（Ｈｖ）は２５ｇ荷重の微小ビ
ッカース硬度計による測定値（ＤＰＮ）で示す。得られ
た結果を表２に示す。
を測定した。なお、硬度（Ｈｖ）は２５ｇ荷重の微小ビ
ッカース硬度計による測定値（ＤＰＮ）で示す。得られ
た結果を表２に示す。
【００１３】
【表２】
表２に示す結果より、本発明の固化材は硬度が２６５〜
３６０ＤＰＮと非常に高いことが分かり、高強度特性に
優れた固化材であることが分かる。図２は本発明例１の
蒸着物の表面からのＳＥＭ像であり、図３は図２の拡大
写真である。蒸着物は粒径１〜１０μｍの粒子状であ
り、これらの粒子が堆積され固化材が構成されているこ
とが分かる。図４は本発明例２の、又、図５は本発明例
３の蒸着物の表面からのＳＥＭ像であり、図２、図３と
ほぼ同様であることが分かる。
３６０ＤＰＮと非常に高いことが分かり、高強度特性に
優れた固化材であることが分かる。図２は本発明例１の
蒸着物の表面からのＳＥＭ像であり、図３は図２の拡大
写真である。蒸着物は粒径１〜１０μｍの粒子状であ
り、これらの粒子が堆積され固化材が構成されているこ
とが分かる。図４は本発明例２の、又、図５は本発明例
３の蒸着物の表面からのＳＥＭ像であり、図２、図３と
ほぼ同様であることが分かる。
【００１４】図６は本発明例３の蒸着物の破断面のＳＥ
Ｍ像であり、アモルファスとは異なり、延性な結晶に特
有なディンプルパターンを呈している。又、堆積物のマ
クロな柱状組織に起因したような柱状組織界面での破壊
の進行は認められず、非常に緻密な状態が得られている
ことが分かる。図７は本発明例３、図８は本発明例６の
ＤＳＣ曲線（示差走査熱量分析曲線）であり、これより
アモルファスや過飽和固溶体の分解や析出に対応する発
熱ピークは３００℃付近まで認められず、熱的に安定で
あることが分かる。図９は本発明例１のＸ線回折図形で
あり、ｆｃｃ（面心立方構造）−Ａｌのピークのみ表わ
れており、過飽和固溶体ｆｃｃ−Ａｌ相のみからなる微
細結晶相組織であることが分かる。図１０は本発明例２
のＸ線回折図形であり、ｆｃｃ−Ａｌのピークとアモル
ファス相を含むことを示すブロードな部分とが存在して
おり、主相過飽和固溶体ｆｃｃ−Ａｌ相からなる微細結
晶相中にアモルファス相が分散した混相組織であること
が分かる。
Ｍ像であり、アモルファスとは異なり、延性な結晶に特
有なディンプルパターンを呈している。又、堆積物のマ
クロな柱状組織に起因したような柱状組織界面での破壊
の進行は認められず、非常に緻密な状態が得られている
ことが分かる。図７は本発明例３、図８は本発明例６の
ＤＳＣ曲線（示差走査熱量分析曲線）であり、これより
アモルファスや過飽和固溶体の分解や析出に対応する発
熱ピークは３００℃付近まで認められず、熱的に安定で
あることが分かる。図９は本発明例１のＸ線回折図形で
あり、ｆｃｃ（面心立方構造）−Ａｌのピークのみ表わ
れており、過飽和固溶体ｆｃｃ−Ａｌ相のみからなる微
細結晶相組織であることが分かる。図１０は本発明例２
のＸ線回折図形であり、ｆｃｃ−Ａｌのピークとアモル
ファス相を含むことを示すブロードな部分とが存在して
おり、主相過飽和固溶体ｆｃｃ−Ａｌ相からなる微細結
晶相中にアモルファス相が分散した混相組織であること
が分かる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、新規な組織を有する高
強度アルミニウム合金固化材が得られ、しかも電子ビー
ム蒸着法を利用することにより母合金から直接高密度な
高強度バルク材を得ることができ、従来の熱間押出法等
における熱履歴による影響を受けることがなく、安定し
た製品を提供することができる。
強度アルミニウム合金固化材が得られ、しかも電子ビー
ム蒸着法を利用することにより母合金から直接高密度な
高強度バルク材を得ることができ、従来の熱間押出法等
における熱履歴による影響を受けることがなく、安定し
た製品を提供することができる。
【図１】本発明の製造方法に適した電子ビーム蒸着装置
の具体例の模式図である。
の具体例の模式図である。
【図２】本発明例１の蒸着物表面からのＳＥＭ写真であ
る。
る。
【図３】図２の拡大図である。
【図４】本発明例２の蒸着物表面からのＳＥＭ写真であ
る。
る。
【図５】本発明例３の蒸着物表面からのＳＥＭ写真であ
る。
る。
【図６】本発明例３の蒸着物の破断面のＳＥＭ写真であ
る。
る。
【図７】本発明例３の示差走査熱量分析曲線である。
【図８】本発明例６の示差走査熱量分析曲線である。
【図９】本発明例１のＸ線回折図である。
【図１０】本発明例２のＸ線回折図である。
１ るつぼ
２ 蒸着源材料ロッド
３ 電子銃
４ 電子ビーム
５ 粒子
６ 堆積基板
７ 堆積層
８ シャッタ
Claims (11)
- 【請求項１】 一般式：ＡｌbalＭaＸb（ただし、Ｍは
Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉから選ばれる少なく
とも１種の元素、ＸはＬｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃｕ，
Ｚｎ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，
Ｍｍ（ミッシュメタル）、希土類元素から選ばれる少な
くとも１種の元素であり、ａ，ｂは原子パーセントでａ
＝０．５〜１０％、ｂ＝０．５〜１０％）で示される組
成からなり、平均粒径１〜１０μｍの粒子によって構成
され、該粒子が実質的に平均結晶粒径が１００ｎｍ以下
の過飽和固溶体相からなるものであり、厚さが１ｍｍ以
上であることを特徴とする高強度アルミニウム合金固化
材。 - 【請求項２】 一般式：ＡｌbalＭaＸbＱc（ただし、Ｍ
はＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉから選ばれる少な
くとも１種の元素、ＸはＬｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｗ，Ｍｍ（ミッシュメタル）、希土類元素から選ばれる
少なくとも１種の元素、ＱはＢ，Ｃ，Ｏから選ばれる少
なくとも１種の元素であり、ａ，ｂ，ｃは原子パーセン
トでａ＝０．５〜１０％、ｂ＝０．５〜１０％、ｃ＝５
％以下）で示される組成からなり、平均粒径１〜１０μ
ｍの粒子によって構成され、該粒子が実質的に平均結晶
粒径が１００ｎｍ以下の過飽和固溶体相からなるもので
あり、厚さが１ｍｍ以上であることを特徴とする高強度
アルミニウム合金固化材。 - 【請求項３】 過飽和固溶体相が体積率で８０％以上で
あり、残部がアモルファス相又は金属間化合物相である
請求項１又は請求項２記載の高強度アルミニウム合金固
化材。 - 【請求項４】 金属間化合物相が含まれる場合、該相が
体積率で５％以下である請求項３記載の高強度アルミニ
ウム合金固化材。 - 【請求項５】 バルク材の相対密度が９５％以上である
請求項１又は請求項２記載の高強度アルミニウム合金固
化材。 - 【請求項６】 平均粒径１〜１０μｍの粒子内は過飽和
固溶体を主相とし、これにアモルファス相が微細分散し
た組織であり、前記粒子同士の粒子界面では、１００ｎ
ｍ以下の結晶相のみが存在してなる請求項１又は請求項
２記載の高強度アルミニウム合金固化材。 - 【請求項７】 一般式：Ａｌ bal Ｍ a Ｘ b （ただし、Ｍは
Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉから選ばれる少なく
とも１種の元素、ＸはＬｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃｕ，
Ｚｎ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，
Ｍｍ（ミッシュメタル）、希土類元素から選ばれる少な
くとも１種の元素であり、ａ，ｂは原子パーセントでａ
＝０．５〜１０％、ｂ＝０．５〜１０％）で示される組
成の合金材料を用い、電子ビーム蒸着法により、実質的
に平均結晶粒径が１００ｎｍ以下の過飽和固溶体相から
なる平均粒径１〜１０μｍの合金粒子として蒸着物堆積
基板上に堆積することを特徴とする高強度アルミニウム
合金固化材の製造方法。 - 【請求項８】 一般式：Ａｌ bal Ｍ a Ｘ b Ｑ c （ただし、Ｍ
はＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉから選ばれる少な
くとも１種の元素、ＸはＬｉ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｗ，Ｍｍ（ミッシュメタル）、希土類元素から選ばれる
少なくとも１種の元素、ＱはＢ，Ｃ，Ｏから選ばれる少
なくとも１種の元素であり、ａ，ｂ，ｃは原子パーセン
トでａ＝０．５〜１０％、ｂ＝０．５〜１０％、ｃ＝５
％以下）で示される組成の合金材料を用い、電子ビーム
蒸着法により、実質的に平均結晶粒径が１００ｎｍ以下
の過飽和固溶体相からなる平均粒径１〜１０μｍの合金
粒子として蒸着物堆積基板上に堆積することを特徴とす
る高強度アルミニウム合金固化材の製造方法。 - 【請求項９】 粒状の合金粒子が緻密に堆積したマクロ
組織で、柱状組織でない請求項７又は８記載の高強度ア
ルミニウム合金固化材の製造方法。 - 【請求項１０】 蒸着物堆積基板温度が１５０〜３５０
℃である請求項７又は８記載の高強度アルミニウム合金
固化材の製造方法。 - 【請求項１１】 蒸着源からの蒸発元素量と速度を電子
ビーム出力により制御し、厚み方向に組成又は／及び結
晶構造（組織）が連続的又は段階的に変化する傾斜材料
とする請求項７又は８記載の高強度アルミニウム合金固
化材の製造方法。
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| JP11403795A JP3372129B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 高強度アルミニウム合金固化材およびその製造方法 |
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| JP11403795A JP3372129B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 高強度アルミニウム合金固化材およびその製造方法 |
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| JPH08283921A JPH08283921A (ja) | 1996-10-29 |
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