JPH02285043A - 極低熱膨張係数を有するAl―Si系合金粉末鍛造部材 - Google Patents

極低熱膨張係数を有するAl―Si系合金粉末鍛造部材

Info

Publication number
JPH02285043A
JPH02285043A JP10704389A JP10704389A JPH02285043A JP H02285043 A JPH02285043 A JP H02285043A JP 10704389 A JP10704389 A JP 10704389A JP 10704389 A JP10704389 A JP 10704389A JP H02285043 A JPH02285043 A JP H02285043A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermal expansion
alloy powder
al2o3
expansion coefficient
forged member
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.)
Granted
Application number
JP10704389A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2787703B2 (ja
Inventor
Masato Otsuki
真人 大槻
Toru Kono
河野 通
Shinichiro Kakehashi
梯 伸一郎
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Materials Corp
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 Mitsubishi Heavy Industries Ltd, Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP1107043A priority Critical patent/JP2787703B2/ja
Publication of JPH02285043A publication Critical patent/JPH02285043A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2787703B2 publication Critical patent/JP2787703B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (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〕 この発明は、耐摩耗性および強度にすぐれ、しかも鉄系
材料の熱膨張係数とほぼ同程度の極めて低い熱膨張係数
を有し、エンジンやコンプレッサー等の各種機関の構造
部材として使用するのに適した極低熱膨張係数を有する
Afi−Sl系合金粉末鍛造部材に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、各種機関の構造部材には、耐摩耗性、強度、およ
び低熱膨張係数を備えたAN−Sl系合金粉末押出部材
が用いられてきた。
その代表的なものは、特開昭59−182242号公報
記載の、重量%で(以下、%はTlljl%を示す)S
l :12〜35%、 Cu:10%以下、Mg:3%
以下、 を含有し、さらに、 5iNTiN等の窒化物、A9203等3 4 ′ の酸化物、SiC,Tic等の炭化物、Ti51□。
M o S 12等の金属間化合物、硼化物等のセラミ
ックス、フェロモリブデン、フェロタングステン等の合
金からなる硬質粒子:3〜25%を含有し、残りがAj
)および不可避不純物からなる組成、並びに 微細な初晶S1と平均粒径:3〜60坤の上記硬質粒子
が素地中に均一に分散した組織を有するAN−Sl系合
金で構成した低熱膨張係数を有するl!−Sl系合金粉
末押出部材が知られている。
上記Al−Sl系合金粉末押出部材は、例えばロータリ
ーコンプレッサーのベーン材として用いられており、ロ
ータリーコンプレッサーの運転中は上記ベーン材は鋳鉄
製ローターに設けられている平行間隔溝内を高速で摺接
往復運動することも知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、近年、各種機関の高性能化にともない、厳し
い運転条件が要求されるようになり、上記ロータリーコ
ンプレッサーも同じように厳しい運転条件を強いられる
ことがある。
このような過酷な条件での運転は、上記Aff −Sl
系合金粉末押出部材からなるベーン材を酷使することに
なり、ベーン材の摩擦により高熱が発生するが、鋳鉄製
ローターとベーン材との熱膨張係数の差が大きいと、A
N−Si系合金粉末押出部材からなるベーン材の方が熱
膨張が大きいため、上記ベーン材が上記鋳鉄製ローター
に設けられている平行間隔溝の側壁を押圧し、そのため
上記ベーン材の往復運動抵抗が増大し、ロータリーコン
プレッサーの性能の低下をもたらすという問題点が生じ
てきた。
ちなみに、上記特開昭59−162242号公報記載の
Afi−Sl系合金粉末押出部材の熱膨張係数は15〜
16X to’/”Cであり、鋳鉄の熱膨張係数は12
XlO−6℃であるから、熱膨張係数に差があり、上記
特開昭59−182242号公報記載のAN7−Si系
合金粉末押出部材で作製されたベーン材は、過酷な運転
条件で使用するロータリーコンプレッサーのベーン材と
して適当でないことがわかる。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上記特開昭59−113224
2号公報記載のAl−5℃系合金粉末押出部材に着目し
、これよりも−層の鋳鉄に近い熱膨張係数を有する部材
を社々の形状付与が可能な粉末鍛造加工を用いてl!−
Si系合金粉末鍛造部材を製造すべく研究を行った結果
、 Sl含有量を、従来の特開昭59−182242号公報
記載のAΩ−Sl系合金粉末押出部材よりも多いSi:
35を越え〜45%含有の部材とし、かつ素地に分散す
る各種硬質粒子をA (120sに特定した上でFeを
合金成分として含有させると、このFe成分の作用によ
ってA1I2O3粒子の素地に対する密着性が向上し、
熱膨張係数が鋳鉄のそれに極めて近似し、またAlI2
O3が素地に良く密着することにより摩擦時のA f)
 20 aの素地からの脱落が防止されて耐摩耗性が向
上し、さらにZrの含有によりA11−Sl系合金粉末
鍛造部材の素地の強度および耐熱性を向上せしめること
ができるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 Si:35を越え〜45%、 Cu : 0.5〜5%
、Mg:0.5〜5%、 八g203:5〜20%、 Fc : 0.1〜1%、 を含有し、さらに必要に応じて、 Zr:0.1〜2%、 を含有し、残りがAl!および不可避不純物からなる組
成、並びに 平均粒径:2〜15tmに調整した初晶Slと平均粒径
:5〜20μsのAl2O3が素地中に均一に分散した
組織、 を有するAI7−81合金で構成した極低熱膨張係数を
有するAN−Si系合金粉末鍛造部材に特徴を有するも
のである。
この発明のAI7−Sl系合金粉末鍛造部材の熱膨張係
数は12〜13X 10’/”Cの範囲内にあり、鋳鉄
の熱膨張係数(12X 10−6/ ’C)と極めて近
似した極低熱膨張係数を有する。
つぎに、この発明の極低熱膨張係数を有するAI)−S
l系合金粉末鍛造部材の組成および組織を上記の如く限
定した理由を説明する。
m成分組成の限定理由 (a)  5i Si成分には、熱膨張係数を低め、かつ初晶S1を析出
させることにより耐摩耗性を向上させる作用があるが、
その含有量が35%以下では熱膨張係数を鉄系部材の熱
膨張係数に極めて近似させるに十分な効果が得られず、
一方、その含有量が45%を越えると脆化が著しく、熱
間鍛造が困難になることから、その含有量を35を越え
〜45%に定めた。
(b)  CuおよびMg これらの成分には、いずれも熱処理時に素地中に微細な
MgSiやCL12 A Dなどの金属間化合物として
析出し、熱間鍛造により初品が微細化されることと含ま
って、強度を著しく向上させる作用があるが、その含有
量がCu:0.5%未満およびMg:0.5%未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方、Cu:5%お
よびMg:5%を越えて含有させてもより一層の向上効
果は現われず、経済性を考慮してその含有量をCu:0
.5〜5%、Mg:0.5〜5%に定めた。
(C)Al2O3 いろいろな硬質粒子のうちでもAl2O3は特にFeを
含有した1−8!系合金粉末鍛造部材の素地との密着性
がすぐれるため、摩耗時にAl Oの分散した素地から
のAl2O3の脱落が防止され、そのため耐摩耗性を向
上せしめる作用があるが、その含有量が5%未満では十
分な耐摩耗性向上効果が得られず、一方、20%を越え
て含有すると脆化が著しく、鍛造することが難しくなる
ので好ましくない。
したがって、Al2O3の含有量は5〜20%に定めた
(d)  Fc FO酸成分は、Al−5i系合金からなる素地中のAI
 20 a粉末の密着性を向上せしめる作用を有するが
、その含有量が0.1%未満では所望の効果が得られず
、一方、1%を越えて添加してもAl2O3粉末の素地
に対する密着性の一層の向上は認められず、かえってl
!−8!系合金粉末鍛造部材の脆化をもたらす。したが
って、Feの含有量を0.1〜1%に定めた。
(f’)  Zr Zr成分には、初品Slを微細化し、素地の強度と耐熱
性を向上させる作用があるが、0.1%未満では所望の
効果が得られず、=方、2%を越えて含有するとAj)
−Sf系鍛造部材の研削性が悪化することから、その含
有量を0.1〜2%に定めた。
(n)組織の限定理由 (g)A1203粒子の平均粒径 1!−Si系鍛造部材の素地中にA 、020 a粒子
を均一に分散させる必要があるが、上記Al2O3粒子
の平均粒径が5μs未満では素地中への均一分散が困難
になり、素地からの脱落をまねくので好ましくなく、一
方、20μsを越えると、研削性が悪化するので好まし
くない。したがって、上記素地中に分散させるA D 
20 a粒子の平均粒径は5〜20mと定めた。
(h)  初晶S1の平均粒径 初晶Stは、その平均粒径が2−未満では、所望の低熱
膨張係数および耐摩耗性を確保することができず、一方
、その平均粒径が15mを越えると、強度、靭性および
加工性が低下する。したがって初品S1の平均粒径は2
〜15μmの範囲内におさめた。この初晶Slの平均粒
径は、粉末製造時の凝固速度、熱間鍛造における温度、
加工率および回数などによって自由に調節することがで
きる。
さらに熱間鍛造後の急冷の溶体化処理したのち、析出強
化熱処理を施すことにより平均粒径:0.1μs以下の
金属間化合物も必然的に形成される。
〔実 施 例〕
通常のるつぼ炉を用い、各種のAf!合金溶湯を調製し
、これを空気アトマイズ法により102〜10’℃/s
eeの冷却速度で急冷凝固し、平均粒径:45μmの粒
度をもったl!−8定系合金粉末を作製し用意した。
さらに、通常の純度を有し、第1表に示した平均粒径を
有するAl2O3粉末を用意した。
上記Al−5定系合金粉末およびA 、l! 20 s
粉末を配合し混合し、得られた混合粉末を5 ton/
cgiの圧力で10mm X 23mm X 55關の
寸法をもった圧粉体を成形し、ついで、これら圧粉体に
対して、大気中、前記A、Q−5i系合金粉末の、融点
直下の温度である500〜520℃に15分間加熱保持
したのち、8 ton/c4の荷重で一次熱間鍛造を施
し、鍛造体の高密度化と初晶S1の微細化をはかると共
に、その寸法を11mm X 16m+* X 57m
mとし、引続いて再び大気中、温度=500℃に15分
間保持後、同じ(8Lon/Cシの荷重にて二次熱間鍛
造を行って、1定mmX12IaII×60IImの寸
法に形状付与した後、直ちに水冷の溶体化処理を施し、
最終的に温度:170℃に6時間保持の析出強化熱処理
を行うことによって第1表に示される成分組成を有する
本発明鍛造部材および比較鍛造部材を作製した。さらに
従来鍛造部材も用意した。
これら鍛造部材について、金属顕微鏡により初晶S1を
IIIJ定するとともに、熱膨張係数を測定し、さらに
引張試験、摩耗試験および焼付荷重の測定を行った。
熱膨張係数の測専には、直径;5n+mX長さ:15關
の試片を用い、20〜150℃間の値をn1定した。
引張試験には、平行部における寸法が直径=51111
8長さ: 20mmの試片を用いた。
摩耗試験は、入超式試験機を用い、相手部材:Fe12
、摺動速度:3.8m/see s摺動距離!00m。
最終荷重:2kg、無潤滑の条件で比摩耗量を測定した
これらn1定結果は、いずれも第1表に示した。
〔発明の効果〕
第1表に示される結果から、本発明鍛造部材は従来鍛造
部材に較べて熱膨張係数が極めて低く、さらに、比摩耗
量、引張強さおよび伸びのいずれもすぐれた値を示し、
さらにこの発明の条件から外れた値(第1表において棗
印を付して示した値)を有する比較鍛造部材は、上記測
定値のうち少くとも1つは悪い値を示すことがわかる。
したがって、この発明のAl2−5i系合金粉末鍛造部
材を各種機関の構造部材、例えばロータリーコンプレッ
サー、エンジン等の構造部材と摺接する構造部材に適用
すると、摩耗および熱膨張係数の差による間隙が生ずる
ことなく十分な高性能化をもたらし、工業上有用な効果
をもたらすものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Si:35を越え〜45%、Cu:0.5〜5%
    、Mg:0.5〜5%、 酸化アルミニウム:5〜20%、 Fe:0.1〜1%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    (以上、重量%)、並びに 平均粒径:2〜15μmに調整した初晶Siと平均粒径
    :5〜20μmの酸化アルミニウムが素地中に均一に分
    散した組織を有するAl−Si系合金で構成したことを
    特徴とする極低熱膨張係数を有するAl−Si系合金粉
    末鍛造部材。
  2. (2)Si:35を越え〜45%、Cu:0.5〜5%
    、Mg:0.5〜5%、 酸化アルミニウム:5〜20%、 Fe:0.1〜1%、Zr:0.1〜2%、を含有し、
    残りがAlおよび不可避不純物からなる組成(以上、重
    量%)、並びに 平均粒径:2〜15μmに調整した初晶Siと平均粒径
    :5〜20μmの酸化アルミニウムが素地中に均一に分
    散した組織を有するAl−Si系合金で構成したことを
    特徴とする極低熱膨張係数を有するAl−Si系合金粉
    末鍛造部材。
JP1107043A 1989-04-26 1989-04-26 極低熱膨張係数を有するA▲l▼―Si系合金粉末鍛造部材 Expired - Fee Related JP2787703B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1107043A JP2787703B2 (ja) 1989-04-26 1989-04-26 極低熱膨張係数を有するA▲l▼―Si系合金粉末鍛造部材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1107043A JP2787703B2 (ja) 1989-04-26 1989-04-26 極低熱膨張係数を有するA▲l▼―Si系合金粉末鍛造部材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02285043A true JPH02285043A (ja) 1990-11-22
JP2787703B2 JP2787703B2 (ja) 1998-08-20

Family

ID=14449073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1107043A Expired - Fee Related JP2787703B2 (ja) 1989-04-26 1989-04-26 極低熱膨張係数を有するA▲l▼―Si系合金粉末鍛造部材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2787703B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0701003A3 (en) * 1994-08-25 1996-05-22 Honda Motor Co Ltd Heat and wear-resistant aluminum alloy, bracket and valve stem made of it

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59162242A (ja) * 1983-03-05 1984-09-13 Riken Corp 耐摩耗性アルミニウム・珪素押出成形体およびその製造方法
JPS63169340A (ja) * 1986-12-30 1988-07-13 Showa Denko Kk セラミツクス分散強化型アルミニウム合金の製造方法
JPS63243246A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Furukawa Alum Co Ltd 耐熱・耐摩耗性Al−Si系粉末冶金材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59162242A (ja) * 1983-03-05 1984-09-13 Riken Corp 耐摩耗性アルミニウム・珪素押出成形体およびその製造方法
JPS63169340A (ja) * 1986-12-30 1988-07-13 Showa Denko Kk セラミツクス分散強化型アルミニウム合金の製造方法
JPS63243246A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Furukawa Alum Co Ltd 耐熱・耐摩耗性Al−Si系粉末冶金材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0701003A3 (en) * 1994-08-25 1996-05-22 Honda Motor Co Ltd Heat and wear-resistant aluminum alloy, bracket and valve stem made of it

Also Published As

Publication number Publication date
JP2787703B2 (ja) 1998-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101457314A (zh) 钛铝化物合金
JPS6210237A (ja) 熱間鍛造用アルミニウム合金
JPS5952944B2 (ja) 強靭性および耐摩耗性を有するMn−Si系金属間化合物分散型高力黄銅
JPS63140059A (ja) 高強度アルミニウム合金
JPS6338541B2 (ja)
JPS63312901A (ja) 耐熱性高力a1合金粉末及びそれを用いたセラミック強化型耐熱a1合金複合材料
JPS60204857A (ja) アルミニウム合金およびそれを用いた物品
CN1029524C (zh) 高温耐磨镍铝基合金
JPH02285043A (ja) 極低熱膨張係数を有するAl―Si系合金粉末鍛造部材
CN1219093C (zh) 一种高强度高耐磨镍基合金的制备方法
JPS6244547A (ja) アルミニウム合金複合材料
JPH01316442A (ja) 熱間加工性アルミニウム基合金
JP2856251B2 (ja) 低熱膨張係数を有する高強度耐摩耗性Al−Si系合金鍛造部材およびその製造法
JPS60125345A (ja) 高耐熱、耐摩耗性アルミニウム合金及びその製造法
JPH0261021A (ja) 耐熱、耐摩耗性アルミニウム合金材及びその製造方法
CN115896524B (zh) 一种通过微纳米颗粒改善铸造高温合金偏析与强度的方法
JP4158337B2 (ja) 連続鋳造鋳型用クロム・ジルコニウム系銅合金の製造方法
JPH02285044A (ja) 耐摩耗性のすぐれた低熱膨張係数を有するAl―Si系合金粉末鍛造部材
JPS60243241A (ja) 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金
JP2752971B2 (ja) 高強度・耐熱性アルミニウム合金部材およびその製造方法
JPH04210438A (ja) 高強度Cu 合金製連続鋳造鋳型材
JPH057453B2 (ja)
JPH06228697A (ja) 高温特性のすぐれた急冷凝固Al合金
JP2003119531A (ja) 耐摩耗性、耐熱性並びに熱伝導性に優れたアルミニウム合金及びその製造方法
KR100452450B1 (ko) 자동차 엔진 블록용 실린더 라이너 소재의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees