JPH0192328A - アルミニウム粉末冶金合金の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉末冶金法により粉末からアルミニウム合金
を蜘造する方法に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム合金粉末の製造方法としては、所望のアル
ミニウム合金組成の溶湯を空気と共に噴霧することによ
り、急速に冷却凝固させて粉末を製造するエアーアトマ
イズ法が最も一般的で良く知られている。

しかし、アルミニウムは極めて活性な金属であるため、
この方法では空気中で容易に酸化されて粉末粒子表面に
厚い酸化被膜が生成する。この酸化被膜は通常の粉末冶
金法による焼結を阻害するため、通常の焼結成形が困難
であった。そこで−船釣には、かかるアルミニウム合金
粉末を熱間鍛造、熱間押出、ホットプレス等の熱間塑性
加工や熱間加圧により成形固化させるのであるが、それ
でも充分強固に成形することが難しく、強度や靭性など
多くの特性において満足できるアルミニウム合金が得ら
れなかった。

このようにエアーアトマイズ法で製造したアルミニラム
合金粉末には酸化被膜の生成により焼結性が低下する欠
点があったので、最近では特開昭５８−７１３６０号公
報、特公昭６０−２４５８１号公報、同６０−４４３６
３号公報及び同６１−３８２４４号公報等に示されるよ
うに、不活性ガス雰囲気中で溶湯を噴霧するアトマイズ
法が提案されている。

これらの溶湯アトマイズ法では溶湯の噴霧化にも工夫が
なされているが、いずれにしても酸素等の吸着ガスを出
来るだけ除去した不活性ガス雰囲気で溶湯を噴霧化し、
酸化被膜のない清浄な表面をもつアルミニウム合金粉末
を製造しようとするものであった。

しかしながら、従来この種の方法で得られた酸化被膜を
もたないアルミニウム合金粉末は非常に活性であるため
、その後の取扱い中に酸素や水に触れると急激な反応を
起こし却って表面に厚い酸化被膜を形成したり、場合に
よっては粉塵爆発等の事故を招く危険があった。この為
、アルミニウム合金を製造する段階で粉末の取扱いに難
しい点が多く、製造設備の点でも多くの問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はかかる従来の事情に鑑み、アルミニウム合金粉
末の酸化被膜を制御し、この粉末から強度、靭性、延性
などの特性に優れたアルミニウム粉末冶金合金を安全且
つ簡単に製造する方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のアルミニウム粉末冶金合金の製造方法は、酸素
含有量が０．１〜１．５体積％で、水分含有量が０．０
１〜０．２体積％である不活性ガス又は窒素ガス若しく
はこれらの混合ガスからなる雰囲気中において、溶湯ア
トマイズ法によりアルミニウム合金粉末を製造し、この
アルミニウム合金粉末を３００〜５００Ｃの温度範囲に
て熱間加圧又は熱間塑性加工することによって固化する
ことを特徴とする。

こ−で溶湯アトマイズ法とは溶湯を噴霧化する全ての方
法を含み、本発明方法ではその使用雰囲気を調整してア
ルミニウム合金粉末の酸化被膜を制御する点にひとつの
特徴がある。

〔作用〕

本発明方法では、溶湯アトマイズ法にて使用する不活性
ガス又は窒素ガス若しくはこれらの混合ガスからなる雰
囲気中の酸素量及び水分量を調整することによって、ア
ルミニウム合金粉末の酸化被膜を制御する。

雰囲気中の酸素はＡ／又はＡ１合金中のＭｇやＣｕ等と
反応して酸化被膜を生成するので、その含有量をｏ、ｉ
〜１．５体積％の範囲に調整して、粉末粒子表面に極薄
い酸化被膜のみを形成させる。酸素含有量が０．１体積
％未満ではＡｊ合金粉末の酸化被膜が少なく表面が活性
過ぎ、取扱いが難しいばかつか、加熱中又は成形中に著
しい酸化が起って望ましい特性の合金が得られない。又
、酸素含有量が１．５体積％を超えると酸化被膜が厚く
なり、成形性が低下する。

又、雰囲気中の水分はＡｔと反応してＨの発生と共にｉ
　０　　酸化被膜を生成したり、ＡＩｏ・２Ｉ（０の形
で結晶水として粉末粒子表面に存在し、粉末の固化中又
は固化後に材料欠陥の原因となり、特性を低下させる。

従って、水分含有量も０．０１〜０．２体積％に調整す
る。水分含有量が０．０１体積％未満では酸化被膜が少
なく表面が活性過ぎ、０．２体積％を超えると酸化被膜
が厚丁ぎ又結晶水も多くなる。

溶湯噴霧の雰囲気として不活性ガスや窒素ガスを用いる
理由は、上記の如く酸化被膜を調整するため以外に、こ
れらのガスが粉末粒子表面に吸着されて薄いガス層を形
成するので、短時間であれば大気中にさらされても粒子
表面の酸化が進行せず、大気中で粉末を取扱うことが可
能となるからである。

このようにして酸化被膜を制御したアルミニウム合金粉
末は、熱間でホットプレス、鍛造、押出、圧延等の加工
を行なって固化される。この熱間加工時の温度が３００
２：’未満では拡散による結合が充分達成されず、強固
な固化成形体が得られない。

又、５００Ｃを超える温度では粉末中の微細組織が粗大
化すると同時に表面酸化も進行し、特性の劣化を招く。

又、溶湯アトマイズ法により製造したアルミニウム合金
粉末は、鋳造材に比較して微細均一で偏析も少ない。特
に、この性質は凝固時の冷却速度が１０　ｔＺ”／ｓｅ
ｃ以上であって、得られたアルミニウム合金粉末の体積
が０．０６５Ｍ以下である゛場合に認められ、この条件
を満た丁粉末を使用することにより一層高い特性が達成
できる。

〔実施例〕

Ａ／−８，８ｗｔ％Ｚｒ１−２．４５ｗｔ％Ｍｇ−１，
２ｗｔ％Ｃｕ−１，４ｗｔ％ＣＯの組成を有するＡ４合
金粉末を、下記第１表に示す０　及びＨ喰有量のＡｒガ
ス雰囲気中における溶湯アトマイズ法により、冷却速度
１０　ｔ／ｓｅｃにて製造した。得られたＡ７合金粉末
の体積はＱ、Ｑ５ｍｒｒ３以下であった。この粉末をビ
レットとした後、第１表に示す温度で押出成形してＡ１
合金試料を製造した。

又、比較のために従来のエアーアトマイズ法により、同
一組成のＡ７合金粉末を製造し、同様に押出成形した。

第　　　１　　　表 （註）×印を付した合金試料は比較例である。

尚、０２含有量及びＨ２０含有量を本発明の範囲よりも
少なくした試料については、得られるＡ７合金粉末が活
性であり、粉塵爆発の可能性を有しているので作成しな
がった。

得られた各合金試料について特性評価を行ない、下記第
２表に結果を示した。

第　　　２　　　表 （註）×印を付した合金試料は比較例である。

本発明の合金試料１〜３は、引張強度、伸び率及びシャ
ルピー衝撃値のいずれも優れていたが、比較例の合金試
料４〜６は固化成形が出来なかったり、固化しても特性
が著しく劣っている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、酸化被膜を制御したアルミニウム合金
粉末を特定温度範囲で固化させることにより、強度、靭
性、延性などの特性に優れたアルミニウム粉末冶金合金
を安全且つ容易に製造することが出来る。

本発明方法により得られるアルミニウム粉末冶金合金は
、従来から特に問題であった低延性及び低靭性を大幅に
教養したものであり、従来のこの種の合金が利用できな
かった分野にも新たな用途が拡大できるものと期待され
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸素含有量が０．１〜１．５体積％で、水分含有
   量が０．０１〜０．２体積％である不活性ガス又は窒素
   ガス若しくはこれらの混合ガスからなる雰囲気中におい
   て、溶湯アトマイズ法によりアルミニウム合金粉末を製
   造し、このアルミニウム合金粉末を３００〜５００℃の
   温度範囲にて熱間加圧又は熱間塑性加工することによつ
   て固化することを特徴とするアルミニウム粉末冶金合金
   の製造方法。
2. （２）アルミニウム合金粉末の凝固時の冷却速度が１０
   ＾３℃／ｓｅｃ以上であつて、得られたアルミニウム合
   金粉末の体積が０．０６５ｍｍ＾３以下であることを特
   徴とする、特許請求の範囲（１）項記載のアルミニウム
   粉末冶金合金の製造方法。