JP3420348B2 - Ａｌ合金製構造部材の製造方法 - Google Patents
Ａｌ合金製構造部材の製造方法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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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ合金製構造部材の製
造方法、特に、Ａｌ合金粉末よりなる粉末プレフォーム
に加熱処理を施し、次いで前記粉末プレフォームに加圧
下で成形固化加工を施してＡｌ合金製構造部材を得る方
法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種製造方法として、非平衡相
を備えたＡｌ合金粉末を用い、微細金属組織を有する構
造部材を得る粉末鍛造法が公知である（例えば、特開平
５−２７９７６７号公報参照）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来法の場合、加熱処
理において、粉末プレフォームを室温から鍛造温度ま
で、平均昇温速度Ｒ≧３３３Ｋ／min にて急速昇温を行
っている。 【０００４】このような急速昇温を行う理由は、粉末プ
レフォームの熱履歴を少なくし、また粉末プレフォーム
から急速に水素を放出させてその水素により粉末プレフ
ォームを包んでその酸化を防止することにある。 【０００５】しかしながら、構造部材における金属組織
の一層の微細化を狙って、Ａｌ合金粉末として、示差走
査熱量測定における２０Ｋ／min の昇温速度で発熱量Ｃ
がＣ≧１０Ｊ／ｇである非平衡相を備えたものを用いた
場合、従来法と同等の急速昇温を行うと、粉末プレフォ
ームにおいて相変化が均一に行われず、その結果、構造
部材の金属組織が不均一となるため、その機械的特性が
低い、という問題を生じる。 【０００６】この問題を解決するためには相変化中にお
ける平均昇温速度を従来法の場合よりも下げることが必
要である。一方、相変化後においては、水素の放出を急
速に発生させることが必要であるから、それに対応し得
るように平均昇温速度を上げることが望ましい。 【０００７】本発明は、前記のように特定されたＡｌ合
金粉末を用いて構造部材を得るに当り、加熱処理条件を
特定することによって機械的特性の優れた構造部材を得
ることのできる、前記製造方法を提供することを目的と
する。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、Ａｌ合金粉末
よりなる粉末プレフォームに加熱処理を施し、次いで前
記粉末プレフォームに加圧下で成形固化加工を施してＡ
ｌ合金製構造部材を得るに当り、前記Ａｌ合金粉末とし
て、示差走査熱量測定における２０Ｋ／min の昇温速度
で発熱量ＣがＣ≧１０Ｊ／ｇである非平衡相を備えたも
のを用い、前記加熱処理において、前記Ａｌ合金粉末の
発熱開始温度をＴｘ（Ｋ）としたとき、ＴｘからＴｘ＋
Ａ（ただし、Ａ≧３０Ｋ）までの平均昇温速度Ｒ2 をＲ
2 ≦６０Ｋ／min に設定し、また前記成形固化加工の加
工温度をＴｗ（Ｋ）としたとき、Ｔｗ−Ｂ（ただし、Ｂ
≧３０Ｋ、またＴｗ−Ｂ＞Ｔｘ＋Ａ）からＴｗまでの平
均昇温速度Ｒ4 をＲ4 ≧６０Ｋ／min に設定することを
特徴とする。 【０００９】 【作用】ＴｘからＴｘ＋Ａの温度領域は非平衡相の相変
化温度域であり、この温度域の平均昇温速度Ｒ2 を前記
のように設定すると、粉末プレフォームにおいて非平衡
相の相変化が均一に行われ、その結果、構造部材の金属
組織が均一化される。平均昇温速度Ｒ1 の下限値は、構
造部材における金属組織の粗大化抑制上、２０Ｋ／min
であることが望ましい。 【００１０】一方、相変化後の平均昇温速度Ｒ4 を前記
のように設定すると、粉末プレフォームから水素を急速
に放出させて、その酸化を確実に回避することができ
る。平均昇温速度Ｒ2 の上限値は、粉末プレフォーム内
部における温度の不均一化を防ぐ、といった理由から１
２０Ｋ／min であることが望ましい。 【００１１】 【実施例】組成がＡｌ91Ｆｅ6 Ｔｉ1 Ｓｉ2 （数値の単
位は原子％）である溶湯を調製し、その溶湯を用いてエ
アアトマイジング法の適用下Ａｌ合金粉末を製造した。
次いで、Ａｌ合金粉末に分級処理を施して、粒径が４５
μｍ以下のＡｌ合金粉末を得た。 【００１２】このＡｌ合金粉末について示差走査熱量測
定（ＤＳＣ）を行ったところ、このＡｌ合金粉末は、図
１に示すように非平衡相（過飽和固溶体）を備え、その
非平衡相は、２０Ｋ／min の昇温速度において発熱量Ｃ
がＣ＝１９．５６Ｊ／ｇであり、また発熱開始温度Ｔｘ
がＴｘ＝６８７．６Ｋ（４１４．６℃）であることが判
明した。 〔実施例１〕前記Ａｌ合金粉末を用いて複数の粉末プレ
フォームを成形し、次いで各粉末プレフォームに、各温
度領域に応じて平均昇温速度を変えた加熱処理を施し、
その後各粉末プレフォームに粉末鍛造（成形固化加工）
を施して複数の構造部材を得た。 【００１３】各粉末プレフォームにおいて、成形圧力は
６００ＭＰａ、寸法は直径７８mm、高さ２０mmであり、
また粉末鍛造において、鍛造温度（加工温度）ＴｗはＴ
ｗ＝８２３Ｋ、鍛造圧力は８００ＭＰａであり、さらに
各構造部材の寸法は直径８０mm、高さ１７mmであった。 【００１４】加熱処理においては、図２に示すように、
室温ＲＴから発熱開始温度Ｔｘまでの平均昇温速度Ｒ1
がＲ1 ＝８０Ｋ／min に制御され、ＴｘからＴｘ＋Ａ
（ただし、Ａ＝３０Ｋ）までの平均昇温速度Ｒ2 が４０
Ｋ／min ≦Ｒ2 ≦８０Ｋ／minの範囲で変化するように
制御され、Ｔｘ＋Ａから鍛造温度Ｔｗ−Ｂ（ただし、Ｂ
＝３０Ｋ）までの平均昇温速度Ｒ3 がＲ3 ＝８０Ｋ／mi
n に制御され、Ｔｗ−ＢからＴｗまでの平均昇温速度Ｒ
4 が４０Ｋ／min ≦Ｒ4 ≦８０Ｋ／min の範囲で変化す
るように制御された。 【００１５】各構造部材より試験片を作製し、それら試
験片について引張り試験（室温）およびシャルピー衝撃
試験を行って、各平均昇温速度Ｒ1 〜Ｒ4 と、引張強
さ、伸びおよびシャルピー衝撃値との関係を求めたとこ
ろ、表１の結果を得た。 【００１６】 【表１】表１から明らかなように、Ａ＝３０ＫおよびＢ＝３０Ｋ
において、平均昇温速度Ｒ2 をＲ2 ≦６０Ｋ／min に設
定し、また平均昇温速度Ｒ4 をＲ4 ≧６０Ｋ／min に設
定すると、試験片３〜８のように機械的特性を大いに向
上させることができる。 【００１７】このような効果が得られる理由は次の通り
である。即ち、ＴｘからＴｘ＋Ａまでの温度領域は非平
衡相の相変化温度域であり、この温度域の平均昇温速度
Ｒ2を前記のように設定すると、粉末プレフォームにお
いて非平衡相の相変化が均一に行われるので構造部材の
金属組織が均一化され、また相変化後の平均昇温速度Ｒ
4 を前記のように設定すると、粉末プレフォームから水
素を急速に放出させて、その酸化を確実に回避すること
ができるのである。 〔実施例２〕前記Ａｌ合金粉末を用いて複数の粉末プレ
フォームを成形し、次いで各粉末プレフォームに、各温
度領域に応じて平均昇温温度を変えた加熱処理を施し、
その後各粉末プレフォームに粉末鍛造を施して複数の構
造部材を得た。 【００１８】各粉末プレフォームにおける成形圧力およ
び寸法、また粉末鍛造における鍛造温度Ｔｗおよび鍛造
圧力、さらに各構造部材の寸法はそれぞれ実施例１の場
合と同一である。 【００１９】加熱処理においては、図２に示すように、
ＲＴからＴｘまでの平均昇温速度Ｒ 1 が３０Ｋ／min ≦
Ｒ1 ≦１００Ｋ／min の範囲で変化するように制御さ
れ、ＴｘからＴｘ＋Ａ（ただし、Ａ＝３０Ｋ）までの平
均昇温速度Ｒ2 がＲ2 ＝５０Ｋ／min に制御され、Ｔｘ
＋ＡからＴｗ−Ｂ（ただし、Ｂ＝３０Ｋ）までの平均昇
温速度Ｒ3 が３０Ｋ／min ≦Ｒ3 ≦１００Ｋ／min の範
囲で変化するように制御され、Ｔｗ−ＢからＴｗまでの
平均昇温速度Ｒ4 がＲ4 ＝８０Ｋ／min に制御された。 【００２０】各構造部材より試験片を作製し、それら試
験片について引張り試験（室温）およびシャルピー衝撃
試験を行って、各平均昇温速度Ｒ1 ，Ｒ3 と、引張強
さ、伸びおよびシャルピー衝撃値との関係を求めたとこ
ろ、表２の結果を得た。 【００２１】 【表２】表２から明らかなように、Ａ＝３０ＫおよびＢ＝３０Ｋ
において、平均昇温速度Ｒ2 をＲ2 ≦６０Ｋ／min に設
定し、また平均昇温速度Ｒ4 をＲ4 ≧６０Ｋ／min に設
定すると、平均昇温速度Ｒ1 ，Ｒ3 を変化させても、前
記試験片１〜１０のようにその機械的特性は優秀であ
り、したがって平均昇温速度Ｒ1 ，Ｒ3 は構造部材の機
械的特性に殆ど影響を与えないことが判る。ただし、平
均昇温速度Ｒ3 を遅くすると、試験片８，１０のように
強度がやや低下し、一方、伸びは向上する、といった傾
向が見られる。 〔実施例３〕前記Ａｌ合金粉末を用いて複数の粉末プレ
フォームを成形し、次いで各粉末プレフォームに、図２
に示すように平均昇温速度の変化点Ｔｘ＋ＡおよびＴｗ
−Ｂを変えた加熱処理を施し、その後各粉末プレフォー
ムに粉末鍛造を施して複数の構造部材を得た。 【００２２】各粉末プレフォームにおける成形圧力およ
び寸法、また粉末鍛造における鍛造温度Ｔｗおよび鍛造
圧力、さらに各構造部材の寸法は実施例１の場合と同一
である。 【００２３】加熱処理においては、図２に示すように、
ＲＴからＴｘまでの平均昇温速度Ｒ 1 がＲ1 ＝１００Ｋ
／min に制御され、ＴｘからＴｘ＋Ａまでの平均昇温速
度Ｒ 2 がＲ2 ＝５０Ｋ／min に制御され、Ｔｘ＋Ａから
Ｔｗ−Ｂまでの平均昇温速度Ｒ3 がＲ3 ＝５０Ｋ／min
または８０Ｋ／min に制御され、Ｔｗ−ＢからＴｗまで
の平均昇温速度Ｒ4 がＲ4 ＝１００Ｋ／min に制御され
た。 【００２４】各構造部材より試験片を作製し、それら試
験片について引張り試験（室温）およびシャルピー衝撃
試験を行って、各昇温速度Ｒ3 、Ｔｘ＋ＡおよびＴｗ−
Ｂと、引張強さ、伸びおよびシャルピー衝撃値との関係
を求めたところ、表３の結果を得た。 【００２５】 【表３】表３から明らかなように、平均昇温速度Ｒ2 ≦６０Ｋ／
min で、また平均昇温速度Ｒ4 ≧６０Ｋ／min 、といっ
た条件で、一方の変化点Ｔｘ＋Ａにおいて、Ａ≧３０Ｋ
に設定し、また他方の変化点Ｔｗ−Ｂにおいて、Ｂ≧３
０Ｋに設定すると、試験片３〜５，８〜１０のように機
械的特性を大いに向上させることができる。 〔実施例４〕各種Ａｌ合金組成の溶湯を調製し、各溶湯
を用いてエアアトマイジング法の適用下Ａｌ合金粉末を
製造した。次いで、各Ａｌ合金粉末に分級処理を施し
て、粒径が４５μｍ以下のＡｌ合金粉末を得た。 【００２６】各Ａｌ合金粉末を用いて複数の粉末プレフ
ォームを成形し、次いで各粉末プレフォームに加熱処理
を施し、その後各粉末プレフォームに粉末鍛造を施して
複数の構造部材を得た。 【００２７】各粉末プレフォームにおける成形圧力およ
び寸法、また粉末鍛造における鍛造温度Ｔｗおよび鍛造
圧力、さらに各構造部材の寸法は実施例１の場合と同一
である。 【００２８】加熱処理においては、図３に示すように、
２つの加熱パターンＰ1 ，Ｐ2 が採用された。一方の加
熱パターンＰ1 は実施例に対応するもので、ＲＴからＴ
ｘまでの平均昇温速度Ｒ1 がＲ1 ＝８０Ｋ／min に制御
され、ＴｘからＴｘ＋Ａ（ただし、Ａ＝３０Ｋ）までの
平均昇温速度Ｒ2 がＲ2 ＝５０Ｋ／min に制御され、Ｔ
ｘ＋ＡからＴｗ−Ｂ（ただし、Ｂ＝３０Ｋ）までの平均
昇温速度Ｒ3 がＲ3 ＝８０Ｋ／min に制御され、Ｔｗ−
ＢからＴｗまでの平均昇温速度Ｒ4 がＲ4 ＝１００Ｋ／
min に制御された。他方の加熱パターンＰ2 は比較例に
対応するもので、ＲＴからＴｗ−Ｂまでの平均昇温速度
Ｒ5 がＲ5 ＝１２０Ｋ／min に制御され、Ｔｗ−Ｂから
Ｔｗまでの平均昇温速度Ｒ6 がＲ6 ＝１００Ｋ／min に
制御された。 【００２９】各構造部材より試験片を作製し、それら試
験片について引張り試験（室温）およびシャルピー衝撃
試験を行った。 【００３０】表４は、各種試験片の組成、示差走査熱量
測定における２０Ｋ／min の昇温速度での非平衡相の発
熱量Ｃ、発熱開始温度Ｔｘ、適用された加熱パターン、
引張強さ、伸びおよびシャルピー衝撃値を示す。 【００３１】 【表４】表４から明らかなように、前記発熱量ＣがＣ≧１０Ｊ／
ｇである非平衡相を有するＡｌ合金粉末を用いる場合に
おいて、加熱パターンＰ1 を採用すると、試験片１〜４
のように機械的特性を大いに向上させることができる。 【００３２】前記Ａｌ合金粉末を用いた場合において、
加熱パターンＰ2 を採用すると、試験片１ａ〜４ａのよ
うに機械的特性は低くなる。 【００３３】また前記発熱量ＣがＣ＜１０Ｊ／ｇである
場合には、加熱パターンＰ1 ，Ｐ2に関係なく試験片
５，５ａ，６，６ａのように機械的特性が低い。 【００３４】本発明は、内燃機関用構造部材、例えばコ
ンロッドの製造に適用される。 【００３５】 【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た手段を採用することによって、機械的特性の優れたＡ
ｌ合金製構造部材を得ることができる。
造方法、特に、Ａｌ合金粉末よりなる粉末プレフォーム
に加熱処理を施し、次いで前記粉末プレフォームに加圧
下で成形固化加工を施してＡｌ合金製構造部材を得る方
法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種製造方法として、非平衡相
を備えたＡｌ合金粉末を用い、微細金属組織を有する構
造部材を得る粉末鍛造法が公知である（例えば、特開平
５−２７９７６７号公報参照）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来法の場合、加熱処
理において、粉末プレフォームを室温から鍛造温度ま
で、平均昇温速度Ｒ≧３３３Ｋ／min にて急速昇温を行
っている。 【０００４】このような急速昇温を行う理由は、粉末プ
レフォームの熱履歴を少なくし、また粉末プレフォーム
から急速に水素を放出させてその水素により粉末プレフ
ォームを包んでその酸化を防止することにある。 【０００５】しかしながら、構造部材における金属組織
の一層の微細化を狙って、Ａｌ合金粉末として、示差走
査熱量測定における２０Ｋ／min の昇温速度で発熱量Ｃ
がＣ≧１０Ｊ／ｇである非平衡相を備えたものを用いた
場合、従来法と同等の急速昇温を行うと、粉末プレフォ
ームにおいて相変化が均一に行われず、その結果、構造
部材の金属組織が不均一となるため、その機械的特性が
低い、という問題を生じる。 【０００６】この問題を解決するためには相変化中にお
ける平均昇温速度を従来法の場合よりも下げることが必
要である。一方、相変化後においては、水素の放出を急
速に発生させることが必要であるから、それに対応し得
るように平均昇温速度を上げることが望ましい。 【０００７】本発明は、前記のように特定されたＡｌ合
金粉末を用いて構造部材を得るに当り、加熱処理条件を
特定することによって機械的特性の優れた構造部材を得
ることのできる、前記製造方法を提供することを目的と
する。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、Ａｌ合金粉末
よりなる粉末プレフォームに加熱処理を施し、次いで前
記粉末プレフォームに加圧下で成形固化加工を施してＡ
ｌ合金製構造部材を得るに当り、前記Ａｌ合金粉末とし
て、示差走査熱量測定における２０Ｋ／min の昇温速度
で発熱量ＣがＣ≧１０Ｊ／ｇである非平衡相を備えたも
のを用い、前記加熱処理において、前記Ａｌ合金粉末の
発熱開始温度をＴｘ（Ｋ）としたとき、ＴｘからＴｘ＋
Ａ（ただし、Ａ≧３０Ｋ）までの平均昇温速度Ｒ2 をＲ
2 ≦６０Ｋ／min に設定し、また前記成形固化加工の加
工温度をＴｗ（Ｋ）としたとき、Ｔｗ−Ｂ（ただし、Ｂ
≧３０Ｋ、またＴｗ−Ｂ＞Ｔｘ＋Ａ）からＴｗまでの平
均昇温速度Ｒ4 をＲ4 ≧６０Ｋ／min に設定することを
特徴とする。 【０００９】 【作用】ＴｘからＴｘ＋Ａの温度領域は非平衡相の相変
化温度域であり、この温度域の平均昇温速度Ｒ2 を前記
のように設定すると、粉末プレフォームにおいて非平衡
相の相変化が均一に行われ、その結果、構造部材の金属
組織が均一化される。平均昇温速度Ｒ1 の下限値は、構
造部材における金属組織の粗大化抑制上、２０Ｋ／min
であることが望ましい。 【００１０】一方、相変化後の平均昇温速度Ｒ4 を前記
のように設定すると、粉末プレフォームから水素を急速
に放出させて、その酸化を確実に回避することができ
る。平均昇温速度Ｒ2 の上限値は、粉末プレフォーム内
部における温度の不均一化を防ぐ、といった理由から１
２０Ｋ／min であることが望ましい。 【００１１】 【実施例】組成がＡｌ91Ｆｅ6 Ｔｉ1 Ｓｉ2 （数値の単
位は原子％）である溶湯を調製し、その溶湯を用いてエ
アアトマイジング法の適用下Ａｌ合金粉末を製造した。
次いで、Ａｌ合金粉末に分級処理を施して、粒径が４５
μｍ以下のＡｌ合金粉末を得た。 【００１２】このＡｌ合金粉末について示差走査熱量測
定（ＤＳＣ）を行ったところ、このＡｌ合金粉末は、図
１に示すように非平衡相（過飽和固溶体）を備え、その
非平衡相は、２０Ｋ／min の昇温速度において発熱量Ｃ
がＣ＝１９．５６Ｊ／ｇであり、また発熱開始温度Ｔｘ
がＴｘ＝６８７．６Ｋ（４１４．６℃）であることが判
明した。 〔実施例１〕前記Ａｌ合金粉末を用いて複数の粉末プレ
フォームを成形し、次いで各粉末プレフォームに、各温
度領域に応じて平均昇温速度を変えた加熱処理を施し、
その後各粉末プレフォームに粉末鍛造（成形固化加工）
を施して複数の構造部材を得た。 【００１３】各粉末プレフォームにおいて、成形圧力は
６００ＭＰａ、寸法は直径７８mm、高さ２０mmであり、
また粉末鍛造において、鍛造温度（加工温度）ＴｗはＴ
ｗ＝８２３Ｋ、鍛造圧力は８００ＭＰａであり、さらに
各構造部材の寸法は直径８０mm、高さ１７mmであった。 【００１４】加熱処理においては、図２に示すように、
室温ＲＴから発熱開始温度Ｔｘまでの平均昇温速度Ｒ1
がＲ1 ＝８０Ｋ／min に制御され、ＴｘからＴｘ＋Ａ
（ただし、Ａ＝３０Ｋ）までの平均昇温速度Ｒ2 が４０
Ｋ／min ≦Ｒ2 ≦８０Ｋ／minの範囲で変化するように
制御され、Ｔｘ＋Ａから鍛造温度Ｔｗ−Ｂ（ただし、Ｂ
＝３０Ｋ）までの平均昇温速度Ｒ3 がＲ3 ＝８０Ｋ／mi
n に制御され、Ｔｗ−ＢからＴｗまでの平均昇温速度Ｒ
4 が４０Ｋ／min ≦Ｒ4 ≦８０Ｋ／min の範囲で変化す
るように制御された。 【００１５】各構造部材より試験片を作製し、それら試
験片について引張り試験（室温）およびシャルピー衝撃
試験を行って、各平均昇温速度Ｒ1 〜Ｒ4 と、引張強
さ、伸びおよびシャルピー衝撃値との関係を求めたとこ
ろ、表１の結果を得た。 【００１６】 【表１】表１から明らかなように、Ａ＝３０ＫおよびＢ＝３０Ｋ
において、平均昇温速度Ｒ2 をＲ2 ≦６０Ｋ／min に設
定し、また平均昇温速度Ｒ4 をＲ4 ≧６０Ｋ／min に設
定すると、試験片３〜８のように機械的特性を大いに向
上させることができる。 【００１７】このような効果が得られる理由は次の通り
である。即ち、ＴｘからＴｘ＋Ａまでの温度領域は非平
衡相の相変化温度域であり、この温度域の平均昇温速度
Ｒ2を前記のように設定すると、粉末プレフォームにお
いて非平衡相の相変化が均一に行われるので構造部材の
金属組織が均一化され、また相変化後の平均昇温速度Ｒ
4 を前記のように設定すると、粉末プレフォームから水
素を急速に放出させて、その酸化を確実に回避すること
ができるのである。 〔実施例２〕前記Ａｌ合金粉末を用いて複数の粉末プレ
フォームを成形し、次いで各粉末プレフォームに、各温
度領域に応じて平均昇温温度を変えた加熱処理を施し、
その後各粉末プレフォームに粉末鍛造を施して複数の構
造部材を得た。 【００１８】各粉末プレフォームにおける成形圧力およ
び寸法、また粉末鍛造における鍛造温度Ｔｗおよび鍛造
圧力、さらに各構造部材の寸法はそれぞれ実施例１の場
合と同一である。 【００１９】加熱処理においては、図２に示すように、
ＲＴからＴｘまでの平均昇温速度Ｒ 1 が３０Ｋ／min ≦
Ｒ1 ≦１００Ｋ／min の範囲で変化するように制御さ
れ、ＴｘからＴｘ＋Ａ（ただし、Ａ＝３０Ｋ）までの平
均昇温速度Ｒ2 がＲ2 ＝５０Ｋ／min に制御され、Ｔｘ
＋ＡからＴｗ−Ｂ（ただし、Ｂ＝３０Ｋ）までの平均昇
温速度Ｒ3 が３０Ｋ／min ≦Ｒ3 ≦１００Ｋ／min の範
囲で変化するように制御され、Ｔｗ−ＢからＴｗまでの
平均昇温速度Ｒ4 がＲ4 ＝８０Ｋ／min に制御された。 【００２０】各構造部材より試験片を作製し、それら試
験片について引張り試験（室温）およびシャルピー衝撃
試験を行って、各平均昇温速度Ｒ1 ，Ｒ3 と、引張強
さ、伸びおよびシャルピー衝撃値との関係を求めたとこ
ろ、表２の結果を得た。 【００２１】 【表２】表２から明らかなように、Ａ＝３０ＫおよびＢ＝３０Ｋ
において、平均昇温速度Ｒ2 をＲ2 ≦６０Ｋ／min に設
定し、また平均昇温速度Ｒ4 をＲ4 ≧６０Ｋ／min に設
定すると、平均昇温速度Ｒ1 ，Ｒ3 を変化させても、前
記試験片１〜１０のようにその機械的特性は優秀であ
り、したがって平均昇温速度Ｒ1 ，Ｒ3 は構造部材の機
械的特性に殆ど影響を与えないことが判る。ただし、平
均昇温速度Ｒ3 を遅くすると、試験片８，１０のように
強度がやや低下し、一方、伸びは向上する、といった傾
向が見られる。 〔実施例３〕前記Ａｌ合金粉末を用いて複数の粉末プレ
フォームを成形し、次いで各粉末プレフォームに、図２
に示すように平均昇温速度の変化点Ｔｘ＋ＡおよびＴｗ
−Ｂを変えた加熱処理を施し、その後各粉末プレフォー
ムに粉末鍛造を施して複数の構造部材を得た。 【００２２】各粉末プレフォームにおける成形圧力およ
び寸法、また粉末鍛造における鍛造温度Ｔｗおよび鍛造
圧力、さらに各構造部材の寸法は実施例１の場合と同一
である。 【００２３】加熱処理においては、図２に示すように、
ＲＴからＴｘまでの平均昇温速度Ｒ 1 がＲ1 ＝１００Ｋ
／min に制御され、ＴｘからＴｘ＋Ａまでの平均昇温速
度Ｒ 2 がＲ2 ＝５０Ｋ／min に制御され、Ｔｘ＋Ａから
Ｔｗ−Ｂまでの平均昇温速度Ｒ3 がＲ3 ＝５０Ｋ／min
または８０Ｋ／min に制御され、Ｔｗ−ＢからＴｗまで
の平均昇温速度Ｒ4 がＲ4 ＝１００Ｋ／min に制御され
た。 【００２４】各構造部材より試験片を作製し、それら試
験片について引張り試験（室温）およびシャルピー衝撃
試験を行って、各昇温速度Ｒ3 、Ｔｘ＋ＡおよびＴｗ−
Ｂと、引張強さ、伸びおよびシャルピー衝撃値との関係
を求めたところ、表３の結果を得た。 【００２５】 【表３】表３から明らかなように、平均昇温速度Ｒ2 ≦６０Ｋ／
min で、また平均昇温速度Ｒ4 ≧６０Ｋ／min 、といっ
た条件で、一方の変化点Ｔｘ＋Ａにおいて、Ａ≧３０Ｋ
に設定し、また他方の変化点Ｔｗ−Ｂにおいて、Ｂ≧３
０Ｋに設定すると、試験片３〜５，８〜１０のように機
械的特性を大いに向上させることができる。 〔実施例４〕各種Ａｌ合金組成の溶湯を調製し、各溶湯
を用いてエアアトマイジング法の適用下Ａｌ合金粉末を
製造した。次いで、各Ａｌ合金粉末に分級処理を施し
て、粒径が４５μｍ以下のＡｌ合金粉末を得た。 【００２６】各Ａｌ合金粉末を用いて複数の粉末プレフ
ォームを成形し、次いで各粉末プレフォームに加熱処理
を施し、その後各粉末プレフォームに粉末鍛造を施して
複数の構造部材を得た。 【００２７】各粉末プレフォームにおける成形圧力およ
び寸法、また粉末鍛造における鍛造温度Ｔｗおよび鍛造
圧力、さらに各構造部材の寸法は実施例１の場合と同一
である。 【００２８】加熱処理においては、図３に示すように、
２つの加熱パターンＰ1 ，Ｐ2 が採用された。一方の加
熱パターンＰ1 は実施例に対応するもので、ＲＴからＴ
ｘまでの平均昇温速度Ｒ1 がＲ1 ＝８０Ｋ／min に制御
され、ＴｘからＴｘ＋Ａ（ただし、Ａ＝３０Ｋ）までの
平均昇温速度Ｒ2 がＲ2 ＝５０Ｋ／min に制御され、Ｔ
ｘ＋ＡからＴｗ−Ｂ（ただし、Ｂ＝３０Ｋ）までの平均
昇温速度Ｒ3 がＲ3 ＝８０Ｋ／min に制御され、Ｔｗ−
ＢからＴｗまでの平均昇温速度Ｒ4 がＲ4 ＝１００Ｋ／
min に制御された。他方の加熱パターンＰ2 は比較例に
対応するもので、ＲＴからＴｗ−Ｂまでの平均昇温速度
Ｒ5 がＲ5 ＝１２０Ｋ／min に制御され、Ｔｗ−Ｂから
Ｔｗまでの平均昇温速度Ｒ6 がＲ6 ＝１００Ｋ／min に
制御された。 【００２９】各構造部材より試験片を作製し、それら試
験片について引張り試験（室温）およびシャルピー衝撃
試験を行った。 【００３０】表４は、各種試験片の組成、示差走査熱量
測定における２０Ｋ／min の昇温速度での非平衡相の発
熱量Ｃ、発熱開始温度Ｔｘ、適用された加熱パターン、
引張強さ、伸びおよびシャルピー衝撃値を示す。 【００３１】 【表４】表４から明らかなように、前記発熱量ＣがＣ≧１０Ｊ／
ｇである非平衡相を有するＡｌ合金粉末を用いる場合に
おいて、加熱パターンＰ1 を採用すると、試験片１〜４
のように機械的特性を大いに向上させることができる。 【００３２】前記Ａｌ合金粉末を用いた場合において、
加熱パターンＰ2 を採用すると、試験片１ａ〜４ａのよ
うに機械的特性は低くなる。 【００３３】また前記発熱量ＣがＣ＜１０Ｊ／ｇである
場合には、加熱パターンＰ1 ，Ｐ2に関係なく試験片
５，５ａ，６，６ａのように機械的特性が低い。 【００３４】本発明は、内燃機関用構造部材、例えばコ
ンロッドの製造に適用される。 【００３５】 【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た手段を採用することによって、機械的特性の優れたＡ
ｌ合金製構造部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｌ合金粉末の示差走査熱量測定結果を示すグ
ラフである。 【図２】加熱時間と加熱温度との関係の一例を示すグラ
フである。 【図３】加熱時間と加熱温度との関係の他例を示すグラ
フである。
ラフである。 【図２】加熱時間と加熱温度との関係の一例を示すグラ
フである。 【図３】加熱時間と加熱温度との関係の他例を示すグラ
フである。
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 1/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ａｌ合金粉末よりなる粉末プレフォーム
に加熱処理を施し、次いで前記粉末プレフォームに加圧
下で成形固化加工を施してＡｌ合金製構造部材を得るに
当り、前記Ａｌ合金粉末として、示差走査熱量測定にお
ける２０Ｋ／min の昇温速度で発熱量ＣがＣ≧１０Ｊ／
ｇである非平衡相を備えたものを用い、前記加熱処理に
おいて、前記Ａｌ合金粉末の発熱開始温度をＴｘ（Ｋ）
としたとき、ＴｘからＴｘ＋Ａ（ただし、Ａ≧３０Ｋ）
までの平均昇温速度Ｒ2 をＲ2≦６０Ｋ／min に設定
し、また前記成形固化加工の加工温度をＴｗ（Ｋ）とし
たとき、Ｔｗ−Ｂ（ただし、Ｂ≧３０Ｋ、またＴｗ−Ｂ
＞Ｔｘ＋Ａ）からＴｗまでの平均昇温速度Ｒ4 をＲ4 ≧
６０Ｋ／min に設定することを特徴とする、Ａｌ合金製
構造部材の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19578394A JP3420348B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Ａｌ合金製構造部材の製造方法 |
| US08/516,583 US5662863A (en) | 1994-08-19 | 1995-08-18 | Process for producing structural member of aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19578394A JP3420348B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Ａｌ合金製構造部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860268A JPH0860268A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3420348B2 true JP3420348B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=16346898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19578394A Expired - Fee Related JP3420348B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Ａｌ合金製構造部材の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5662863A (ja) |
| JP (1) | JP3420348B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1330400C (en) * | 1987-12-01 | 1994-06-28 | Seiichi Koike | Heat-resistant aluminum alloy sinter and process for production of the same |
| US5145503A (en) * | 1990-05-31 | 1992-09-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process product, and powder for producing high strength structural member |
| JPH0441602A (ja) * | 1990-06-05 | 1992-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 高強度構造部材の製造方法および原料粉末集合体 |
| DE4205836C1 (ja) * | 1992-02-26 | 1993-07-01 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | |
| JP3200935B2 (ja) * | 1992-03-31 | 2001-08-20 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム合金の製造方法 |
| JP2749761B2 (ja) * | 1993-08-09 | 1998-05-13 | 本田技研工業株式会社 | 高耐力・高靭性アルミニウム合金粉末の粉末鍛造方法 |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP19578394A patent/JP3420348B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-08-18 US US08/516,583 patent/US5662863A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5662863A (en) | 1997-09-02 |
| JPH0860268A (ja) | 1996-03-05 |
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