JPH02285042A - 鍛造用アルミニウム合金 - Google Patents

鍛造用アルミニウム合金

Info

Publication number
JPH02285042A
JPH02285042A JP10607289A JP10607289A JPH02285042A JP H02285042 A JPH02285042 A JP H02285042A JP 10607289 A JP10607289 A JP 10607289A JP 10607289 A JP10607289 A JP 10607289A JP H02285042 A JPH02285042 A JP H02285042A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
forging
eutectic
wear resistance
strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10607289A
Other languages
English (en)
Inventor
Kanji Ueno
上野 完治
Shigeo Tabata
田端 茂夫
Tadanao Ito
忠直 伊藤
Tsunehisa Sekiguchi
関口 常久
Ryoichi Kondo
近藤 良一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK, Nissan Motor Co Ltd filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP10607289A priority Critical patent/JPH02285042A/ja
Publication of JPH02285042A publication Critical patent/JPH02285042A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)

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】 [産業上の利用分野コ 本発明は鍛造用アルミニウム合金に関するものであり、
さらに詳しく述べるならば、近年、車両などの産業機械
部品の軽量化指向に対応した高強度アルミニウム合金で
あって、かつ耐摩耗性、切削性および耐加熱変色性を兼
備した鍛造用アルミニウム合金に関するものである。
[従来の技術] 従来、高強度および耐摩耗性が要求される鍛造用アルミ
ニウム合金としてAl2−Si系共晶合金が一般に使用
されており、その代表的なものはAI2−Si共晶合金
にCu、Mg、Ni等を添加したJISA4032合金
がある。近年、性質の改良の要請がますます高まってい
るためAI−Si系共晶合金を改良するための多くの提
案がなされている。
特公昭53−20242号公報によると、CuとMgを
添加したAl1−Si共晶合金溶湯を急冷することによ
って、高温強度、耐摩耗性、快削性を兼備したアルミニ
ウム合金が公知である。
またこの合金は押出等の予備加工を経ることなく鋳塊状
態のままで鍛造加工することが可能である。
特公昭53−20243号公報によると、Al−Si共
晶合金に添加するCuとMgの量比を特定するとともに
共晶組織におけるシリコン結晶を微細粒子状にすること
によって塑性加工性を高める提案がなされている。
また、(A)特開昭62−149839号公報によると
、JISA4032合金の特性、とくに強度を改善する
ために、1.5〜3.0%Cu、0.1〜1.5%Mn
、0.2〜1.5%Mgなる組成に、0.05〜1.0
%sbを添加する提案がなされている。この公報の説明
では、sbはCuの影響により粗大化し易い初晶Siと
共晶Stの微細化を図る作用があると述べられている。
さらに、(B)特開昭62−44548号公報によると
、Cu単独もしくはCuとMgを添加したAg−Si共
晶合金に、切削性および耐焼付性を改善するためにPb
、Sn、Biを同時添加する提案がなされ、また(C)
特開昭62−86241号公報によるとCu、Si添加
Aρ−Si共晶合金に、耐磁気テープ摩耗性を改善する
ためにZnを添加する提案がなされている。
(発明が解決しようとする課題) 上述のように、(A)の合金では少量のsbの添加によ
り連続鋳造塊の共晶Si粒子が@細化され初晶Siの晶
出が抑制され、それによって強度、耐摩耗性、鍛造性が
改善され、また上記(B)の合金ではPb、Sn、Bi
の添加により切削性、耐焼付性の改善が図られる。さら
に上記(C)の合金ではZnの添加により機械的強度や
耐磁気テープ摩耗性が改善される。しかしながらこれら
の効果にも拘わらずこの種の合金には共通した欠点が内
在し、その解決が求められている。
すなわち、上記の如きAl−Si−Cu−Mg系合金は
熱間鍛造もしくは冷間鍛造された後にT6等の加熱処理
を施されるが、大気雰囲気で実施されるこの熱処理にお
いてsb含有合金では黒色、Zn、Pb、Sn、Bi含
有合金では灰色又は暗灰色に変色し、アルミニウム合金
本来の光彩を失い汚染色によって鍛造品の商品価値を損
なう。
さらに、変色を呈したアルミニウム合金の表面は合金本
来の耐摩耗性、耐焼付性などの表面特性が損なわれる傾
向がある。したがって、商品価値を保ちまた表面特性の
劣化を防ぐため変色鍛造品は数10μm〜数100μm
の深さで表面研摩、切削して変質層を完全に除去するか
あるいは外観だけが問題になるときは酸洗浄処理等が必
要になっている。このような処理はコストが嵩むのみで
なく処理した鍛造製品でも使用中発熱、加熱環境に置か
れると再び変色してしまうため本質的解決策が求められ
ている。
また、上記した特公昭53−20242号および202
43号公報で公知のような組m微細化によつAl−Si
共晶合金の鍛造性は著しく改良され、sb等の共晶微細
化剤を添加しなくとも緻細共晶組織の合金が得られるの
で、sb特有の汚染色は生じないが、再生塊を使用して
Al−Si系共晶合金を溶製すると不可避的不純物によ
る汚染色が生じる。すなわち、この場合は同一部品でも
Zn、Pbなどの不純物の種類や量により色彩がまちま
ちになり、商品価値を著しく損ねていた。
本発明は上記の現状に鑑み、強度、耐摩耗性、切削性、
鍛造性等が改良されてきたAj2Si系共晶合金共晶合
金た特性を維持しつつ、特に鍛造工程、熱処理工程ある
いは使用中の熱的環境において変色がなく合金本来の美
しい光彩を保有するとともに表面特性の劣化がなく、し
かも鍛造加工性をさらに改良して割れの発生も低減しう
るAl−Si−Cu−Mg系鍛造用合金を提供すること
を目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明の第1は、重量で、Si9−11%、Cu2−4
%、Mg0.3−0.6%、Mn0.3−0.6%、S
b0.1−0.5%、BeO,001−0,2%を含み
、残部、l及び不純物からなり、耐加熱変色性を有する
ことを特徴とする鍛造用アルミニウム合金であり、 本発明の第2は、重量で、Si9−11%、Cu2−4
%、Mg0.3−0.6%、Mn0゜3−0.6%、Z
n0.05−1.5%及び/又はPb、Sn、Biの各
0.1−1.0%、合計2.0%以下、Bed、001
−0.2%を含み、残部AI及び不純物からなり、耐加
熱変色性を有することを特徴とする鍛造用アルミニウム
合金であり、 本発明の第3は、重量で、Si9−11%、Cu2−4
%、Mg0.3−0.6%、Mn0゜3−0.6%、s
bo、1−0.5%、とZn0.05−1.5%及び/
又はPb、Sn、Biの各0.1−1.0%、合計2.
0%以下、BeO,001−0,2%を含み、残部1及
び不純物からなり、耐加熱変色性を有することを特徴と
する鍛造用アルミニウム合金である。
本発明合金の成分範囲限定の根拠について以下述べる。
ケイ素はアルミニウム合金マトリックスの強化に役立つ
ばかりでなく、Aj2−Siの共晶組織を形成し、耐摩
耗性を向上させる。
本発明の含有量範囲であるS i 9−11%では、鍛
造合金のほぼ全体に共晶Siが分布し、耐摩耗性を高め
、また、粗大な初晶Siが少ないので鍛造加工性や切削
性も良好である。
一方、Si含有量が9%未満では、共晶Siの割合が減
少し、鍛造加工性は良好となるが、耐摩耗性がやや劣る
。Si含有量が11%を越えると、耐摩耗性がより向上
するが初晶Siが多くなるので鍛造加工性が劣化する。
銅は、アルミニウム合金に熱処理性を付与し、高強度を
得るために必要な元素である。Cuはその含有量が2%
未満では強度が得られず、−方、4%を越えると、耐摩
耗性が損なわれるとともに、初晶Siが生成し易くなり
鍛造加工性も損なわれる。
マグネシウムは、アルミニウム中に固溶し、合金基質の
強化に役立つとともに、熱処理によってMgzSiの金
属間化合物となって強度、耐摩耗性向上に寄与する。し
かしMg含有量が0.3%未満では、固溶強化と時効硬
化が不足するため強度および耐摩耗性が不十分であり、
一方0.6%を超えると鍛造加工性が悪くなるとともに
、熱処理後の変色に影響を与える。
マンガンは、固溶強化と時効硬化により強度及び耐摩耗
性を高めるが、0.3%未満では効果が少なく、0.6
%を越えると粗大な金属間化合物を晶出し易くなり、鍛
造加工性を著しく損なうことになる。
第1および第3の発明の合金において含有されるsbは
共晶組織のSi結晶粒をV&細化する。
特に冷却速度の遅い大径ビレットでは、共晶Siの粗大
化が起こり易いため、強度、耐摩耗性が低下する傾向が
ある。これを防止するためにsbの添加は有効であるが
、sb含有量が0. 1%未満ではその効果が少ない、
一方、sb含有量が0.5%を越えると、sbを含む金
属間化合物を晶出し、鍛造加工性が劣化する。さらに、
Zn、Pb、Sn、Biなどの再生鋳塊のアルミニウム
合金に含まれる元素が不可避的不純物として第1の発明
合金中に多量に含有される場合は、これら不純物とsb
の相乗作用により光輝性が失われ、後述のBe添加を行
なっても光輝性の回復が難しいので、sbの含有量の上
限は0.5%とする。なお、Zn、Pb、Sn、Biな
どの元素は、通常は不純物であり添加の必要の無いもの
であるが、再生塊の使用によりあるいは、これらを含む
合金の溶製後本発明の合金を溶解すると炉内汚染により
かなりの量まで増加する。
第2発明の合金はsbを含有せず、Zn、Pb、Sn、
Biの少なくとも1種を切削性改善成分として含有する
。しかし1.Zn0.05%以上、Pb、Sn、Bi計
0.1%以上では、先に述べたsbの添加なしでもアル
ミニウムの持つ本来の光輝性が失われる。
また、Znの含有量は1.5%を超えると鍛造性および
機械的強度が低下し、Pb、Sn。
Biの含有量は各1.0%、合計2,0%を超えると耐
摩耗性が損なわれ、また光輝性を回復することができな
いので、Zn、Pb、Sn、Biの含有量の上限はこれ
によって定まる。
第2発明の合金においては、前掲特公昭53−2024
3号に開示された冷却速度の大きい連鋳法により細径鋳
塊を製造することによって、大径ビレットでのsb添添
加上同等以上の共晶Siのm細化が可能である。
第1〜第3発明の合金に添加されるベリリウムはアルミ
ニウム合金の高温熱処理時に表面が変色する現象を抑制
する働きがあるが、Be含有量が0.001%未満では
、この効果を達成できず、0.2%を超えると1機械的
性質、特に靭性を低下させる。
(作用) Mgを含有するアルミニウム合金が酸化雰囲気中で加熱
されると、深さが数10μm〜数100μmの合金表面
で酸化反応が起こりスピネルAlzOi・nMgoが生
成することが知られている。
アルミニウム合金がさらに、Sb、Zn、Pb、Sn、
Bi等を含有すると、これらの元素が酸化物としである
いは金属状態でスピネルと化合して、これらが表面の汚
染物質となるものと考えられる。
したがって、酸化反応生成物の種類によって加熱後のア
ルミニウム合金は種々の色に変色する0本発明が特徴と
するBeはAρ合金表面において極めて薄い皮膜を形成
してAρ金合金被覆し酸素との反応と、これによるスピ
ネルの形成を妨げると推測される。
(実施例) 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例 1 表1に示す組成の合金を50mmφに連続鋳造し、この
鋳造棒を350〜450℃にて加熱し約60%の加工率
の鍛造加工を600トンハンマーで行なった。
その後、灯油バーナー炉で530℃にて溶体化処理を行
なった後、表面の色を観察した結果を表2に示す。
(以下、余白) 表面色 実施例 2 表1のN011の組成の発明合金とN−o、9の比較合
金により直径50mmφの細径連続鋳造棒を製作し、こ
れを490℃で均質化処理した後直径45mmφの据え
込み試験片に成形加工した。
油圧プレスにより400℃において据え込み鍛造を行な
った。加工率を変えて種々なる加工率において据え込み
鍛造試験を実施した結果、試験片N011は加工率87
%まで割れが発生しなかったが、試験片NO19は加工
率84%以上で割れが発生した。
(発明の効果) (1)第1〜第3発明によれば、鍛造品は熱処理等の加
熱環境を経ても黒色、灰色等の汚染色を呈することがな
く金属光沢を有し、製品の価値を高める。また、金属光
沢の喪失に伴って起こる製品表面の変質もなくなるので
、表面を研摩等で除去することが不必要になり、歩留ま
り低下が避けられ、さらに酸洗等による金属光沢回復の
処理も不必要になるのでコスト上昇要因が除かれる。
(2)第1〜第3の発明の合金はSi、Cu、Mg及び
Mnの添加により高強度、耐摩耗性を発揮する。これら
の共通元素に加えて第1の発明合金においてはsbの添
加により、共晶Siを微細化し上記性能を向上すること
ができる。
第2の発明の合金は、Zn、Pb、Sn、Bi等が不純
物として混入することを許容するので、再生塊の使用に
より原料コストを低減することができる。第3発明の合
金は、sbを含有し、さらにZn、Pb、Sn、Bi等
を不純物として混入することを許容するので、前記二つ
の発明の効果を同時に奏する。
(3)本願第1〜第3発明によれば、熱処理等の加熱過
程を経た鍛造製品表面には変質組織がなく、α−Ag、
共晶Si、Mg2Si、Sbの金属間化合物などの共晶
Aρ−Si系合金本来の組織から構成される。また、M
g、Sb等の添加元素が、スピネルなどとして失われず
所望の特性を発揮するため、耐摩耗性上重要な表面特性
がすぐれた合金が得られる。
(4)パリが出易い形状のものの鍛造を行なう場合には
第1〜第3発明の合金はパリから内部に入る割れを低減
するのに役立つ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、重量で、Si9−11%、Cu2−4 %、Mg0.3−0.6%、Mn0.3−0.6%、S
    b0.1−0.5%、Be0.001−0.2%を含み
    、残部Al及び不純物からなり、耐加熱変色性を有する
    ことを特徴とする鍛造用アルミニウム合金。 2、重量で、Si9−11%、Cu2−4 %、Mg0.3−0.6%、Mn0.3−0.6%、Z
    n0.05−1.5%及び/又はPb、Sn、Biの各
    0.1−1.0%、合計2.0%以下、Be0.001
    −0.2%を含み、残部Al及び不純物からなり、耐加
    熱変色性を有することを特徴とする鍛造用アルミニウム
    合金。 3、重量で、Si9−11%、Cu2−4 %、Mg0.3−0.6%、Mn0.3−0.6%、S
    b0.1−0.5%、とZn0.05−1.5%及び/
    又はPb、Sn、Biの各0.1−1.0%、合計2.
    0%以下、Be0.001−0.2%を含み、残部Al
    及び不純物からなり、耐加熱変色性を有することを特徴
    とする鍛造用アルミニウム合金。
JP10607289A 1989-04-27 1989-04-27 鍛造用アルミニウム合金 Pending JPH02285042A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10607289A JPH02285042A (ja) 1989-04-27 1989-04-27 鍛造用アルミニウム合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10607289A JPH02285042A (ja) 1989-04-27 1989-04-27 鍛造用アルミニウム合金

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02285042A true JPH02285042A (ja) 1990-11-22

Family

ID=14424395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10607289A Pending JPH02285042A (ja) 1989-04-27 1989-04-27 鍛造用アルミニウム合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02285042A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020067078A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 昭和電工株式会社 スクロール
CN111094607A (zh) * 2018-03-27 2020-05-01 日轻商菱铝业株式会社 Al-Si-Mg系铝合金铸件材料的制造方法
WO2021242772A1 (en) * 2020-05-26 2021-12-02 Arconic Technologies Llc New aluminum alloys having bismuth and/or tin

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52156117A (en) * 1976-06-21 1977-12-26 Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Aluminium alloy for casting
JPS56163234A (en) * 1980-05-15 1981-12-15 Nikkei Giken:Kk Heat-resistant high-strength aluminum alloy
JPS57169056A (en) * 1981-04-13 1982-10-18 Hitachi Metals Ltd Preventing method for discoloration of al-si-mg alloy casting
JPS60138038A (ja) * 1983-12-26 1985-07-22 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 耐摩耗性と切削性にすぐれたアルミニウム合金
JPS6244548A (ja) * 1985-08-22 1987-02-26 Showa Alum Corp 冷間加工性に優れた耐摩耗性アルミニウム合金
JPS62149839A (ja) * 1985-12-23 1987-07-03 Nippon Light Metal Co Ltd 強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52156117A (en) * 1976-06-21 1977-12-26 Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Aluminium alloy for casting
JPS56163234A (en) * 1980-05-15 1981-12-15 Nikkei Giken:Kk Heat-resistant high-strength aluminum alloy
JPS57169056A (en) * 1981-04-13 1982-10-18 Hitachi Metals Ltd Preventing method for discoloration of al-si-mg alloy casting
JPS60138038A (ja) * 1983-12-26 1985-07-22 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 耐摩耗性と切削性にすぐれたアルミニウム合金
JPS6244548A (ja) * 1985-08-22 1987-02-26 Showa Alum Corp 冷間加工性に優れた耐摩耗性アルミニウム合金
JPS62149839A (ja) * 1985-12-23 1987-07-03 Nippon Light Metal Co Ltd 強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111094607A (zh) * 2018-03-27 2020-05-01 日轻商菱铝业株式会社 Al-Si-Mg系铝合金铸件材料的制造方法
CN111094607B (zh) * 2018-03-27 2021-09-07 日轻商菱铝业株式会社 Al-Si-Mg系铝合金铸件材料的制造方法
US11542580B2 (en) 2018-03-27 2023-01-03 Nikkei Mc Aluminium Co., Ltd. Method for manufacturing Al—Si—Mg aluminum alloy cast material
JP2020067078A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 昭和電工株式会社 スクロール
WO2021242772A1 (en) * 2020-05-26 2021-12-02 Arconic Technologies Llc New aluminum alloys having bismuth and/or tin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3335732B2 (ja) 亜共晶Al−Si系合金及びその鋳造法
JPH0372147B2 (ja)
JPH11217647A (ja) 切削性に優れる高耐食アルミニウム合金
JP3982849B2 (ja) 鍛造用アルミニウム合金
JPH1112705A (ja) 切削性に優れた高強度アルミニウム合金鍛造品の製造方法
JPH01247549A (ja) 高靭性アルミニウム合金
JPS6128739B2 (ja)
JPS62207850A (ja) 成形加工用アルミニウム合金圧延板およびその製造方法
JPH02285042A (ja) 鍛造用アルミニウム合金
JPS60197838A (ja) 耐摩耗性押出鍛造用アルミニウム合金
JPS62149839A (ja) 強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金
US3366477A (en) Copper base alloys
JPH042740A (ja) 鍛造用アルミニウム合金
JPH055146A (ja) 耐摩耗性及び熱伝導性に優れたアルミニウム合金
JPH055147A (ja) 耐摩耗性に優れた低熱膨張アルミニウム合金
JPH03166333A (ja) 鍛造用アルミニウム合金
JPH09279319A (ja) 耐摩耗性及び靭性に優れたコンプレッサー部品用アルミ合金の製造方法
JPH036346A (ja) 鍛造用アルミニウム合金
JPH036347A (ja) 鍛造用耐摩耗性アルミニウム合金
JP3684245B2 (ja) 冷間鍛造用アルミニウム合金
JPH03166332A (ja) 鍛造用耐摩耗性アルミニウム合金
JPS6227147B2 (ja)
JPH02107738A (ja) 靭性に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金材
JPH01247548A (ja) 高靭性アルミニウム合金
JPH0557346B2 (ja)