JPH0240729B2 - - Google Patents
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- JPH0240729B2 JPH0240729B2 JP61251361A JP25136186A JPH0240729B2 JP H0240729 B2 JPH0240729 B2 JP H0240729B2 JP 61251361 A JP61251361 A JP 61251361A JP 25136186 A JP25136186 A JP 25136186A JP H0240729 B2 JPH0240729 B2 JP H0240729B2
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- Japan
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- amorphous
- alloy
- aluminum
- electrical resistance
- amorphous alloy
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、硬度および電気抵抗値が高く、また
高力・高耐摩耗性を有するアルミニウム基非晶質
合金に関する。 〔従来の技術〕 アルミニウム基合金（以下、「アルミ合金」）に
は、Al−Cu系、Al−Si系、Al−Mg系、Al−Cu
−Si系、Al−Zn−Mg系等、各種の成分系の合金
が知られており、その材料特性に応じて、例えば
航空機・車輌・船舶等の部材として、また建築用
外装材、サツシ、屋根材等として、あるいは海水
機器用部材、原子炉用部材等として、広範囲の用
途に供されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかるに、従来のアルミ合金は一般に硬度が低
く、また電気抵抗値も低い。また、近時はアルミ
合金を急冷凝固させることにより、組織を微細化
して強度等の機械的性質や耐食性等の化学的性質
を改善するこころみもなされているが、現在まで
知られている急冷凝固アルミ合金は、いずれも特
性が十分でない。 本発明は上記に鑑み、高硬度および高電気抵抗
値を有し、かつプレス加工や押出し加工等が可能
であり、また強度の曲げ加工にも耐え、高力およ
び高耐摩耗性を備えた新規アルミニウム基非晶質
合金を提供するものである。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明のアルミニウム基非晶質合金は、下記の
一般式〔〕で示される成分組成を有し、少なく
とも50％（体積率）の非晶質を含む。 Al100-a-bMaXb ……〔〕 ここに、Ｍは、Cr、Mn、Fe、Co、Niから選
ばれる１種もしくは２種以上の金属元素、Ｘは、
Si、Geから選ばれる１種または２種の半金属元
素を表す。但し、ＸがSiであるとき、Ｍで表され
る元素は、NiまたはMnの単一の元素、NiとFe、
NiとMn、またはFeとMnの２元素組合せ、およ
びNiとFeとMnの３元素組合せの選択を除外する
ものとする。また、ａおよびｂは、それぞれ、４
≦ａ≦23、８≦ｂ≦54、12≦ａ＋ｂ≦67である。 本発明のアルミ基非晶質合金は、上記組成を有
する合金を、溶融状態あるいは気相状態から約
104℃／秒以上の冷却速度で急冷凝固させること
により、箔、粉末、線、板などの形で得ることが
できる。例えば、板材は第１図に示すような単ロ
ール冷却法や第２図に示すごとき双ロール冷却法
によつて得られる。すなわち、第１図に示すよう
な単ロールＲの高速回転下に、そのロール表面に
溶融合金Ｍを噴射し、または第２図に示すような
双ロールＲ，Ｒの高速回転下に、溶融金属Ｍをロ
ール間隙に噴射してロール表面に接触させる、所
謂液体急冷法により、箔状ないしは薄テープ状に
凝固した非晶質合金Ａが得られる。得られた急冷
アルミ合金が、非晶質であるかどうかは通常のＸ
線回折法によつて非晶質組織独特のブロードな回
折線が存在するか否かによつて知ることができ
る。更に、この非晶質組織は加熱すると、その合
金の成分組成により異なる特定の温度以上で結晶
に分解する（この温度を結晶化温度と呼ぶ）。 本発明のアルミ基非晶質合金の非晶質の占める
割合を50％（体積率）以上としたのは、高硬度材
料、耐摩耗材料、高電気抵抗材料等としての工業
的有用性を十分に発現させるためである。その合
金組成につき、元素Ｘ（Si、Ge）と、元素Ｍ（Cr、
Mn、Fe、Co、Ni）との複合含有成分構成とし
たのは、元素Ｘまたは元素Ｍの一方のみでは、所
定の非晶質化をなし得ず、両元素の複合含有によ
り非晶質組織の形成が可能となるからである。Ｘ
元素群およびＭ元素群からの元素の選択は自由
で、各群からの任意の選択と組合せによつて非晶
質組織を形成することができる（但し、本発明で
は、元素ＸがSiである場合のこれと複合される元
素Ｍの選択につき、NiもしくはMnの単一選択、
NiとFe、NiとMn、もしくはFeとMnの２元素組
合せ選択、およびNiとFeとMnの３元素組合せ選
択は除外することとした）。 上記Ｘ元素とＭ元素との複合含有成分構成にお
けるＭ元素の含有量(a)の範囲を４〜23とし、Ｘ元
素の含有量(b)のそれを８〜54に規定すると共に、
両者の合計量（ａ＋ｂ）を12〜67の範囲に限定し
たのは、それぞれの範囲の上・下限値が、非晶質
組織を確保するための閾値的意味を有し、その範
囲内において、工業的な急冷手段による非晶質組
織50％（体積率）以上が保証され、その上限また
は下限のいずれの側に逸脱しても、所要の非晶質
組織の形成を確保し得なくなるからである。 本発明の急冷凝固したアルミ基非晶質合金は、
後記実施例にも示したように、従来のアルミ合金
に比し、極めて高い硬度と高い電気抵抗値を有す
る。 また、本発明の非晶質合金は、結晶化温度近傍
（結晶化温度±約100℃）において超塑性現象を示
すので、容易にプレス加工や押出し加工、熱間鍛
造等の加工を行うことができる。従つて、箔、
線、または板状、あるいは粉末の形態で得られた
本発明の非晶質合金を結晶化温度±約100℃の温
度範囲内でプレス加工、押出し加工、熱間鍛造等
に付することによりバルク材を製造することがで
きる。また、その加工工程で、微細な析出物（例
えば、シリコン金属間化合物）を析出させること
により高力・高耐摩耗性バルク材を得ることがで
きる。 更に、本発明のアルミ基非晶質合金は高度の粘
さを有する。殊に、Ｍで示される元素がNiであ
つて、９≦ａ≦12、13≦ｂ≦25、および22≦ａ＋
ｂ≦37の範囲にある組成をもつ非晶質合金の粘さ
は極めて顕著であつて、密着曲げを行うことがで
きる程である。 〔実施例〕 実施例 １ 高周波溶解により所定の成分組成を有する合金
を溶製し、これを先端に小孔（孔径：0.5mm）を
有する石英管Ｔに装入し、加熱溶解したのち、そ
の石英管Ｔを第１図に示すようにロールＲ（但し、
銅ロール、ロール径：200mm）に設置し、回転
数：5000rpmの高速回転下、石英管Ｔ内の溶融合
金Ｍをアルゴンガスの加圧力（0.2Kg／cm2）によ
り石英管Ｔの先端の小孔から噴射し、ロール表面
と接触させることにより急冷凝固させて合金テー
プＡを得る。 上記製造条件により第１表に示す組成（原子
％）を有する15種の合金テープ（幅：1.2mm、厚
さ：25nｍ）を得、それぞれＸ線回折に付した結
果、いずれも結晶の存在を示すピークの出現はな
く、非晶質金属に特有のハローパターンのみが認
められ、また別途行つた走査示差熱分析で非晶質
から非晶質への転移を示す明瞭な発熱ピークが観
察されることから、ほぼ100％の非晶質を有して
いることが確認された。 また、各供試テープにつき、硬度（Hv）、電気
抵抗値（ρ）、および結晶化温度（Tx）を測定
し、第１表右欄に示す結果を得た。硬度（Hv）
は、25ｇ荷重の微小ビツカース硬度計による測定
値（Kg／mm2）であり、電気抵抗（ρ）は、４端子
法による測定値（μΩ・cm）である。また、結晶
化温度（Tx）は、40〓／minで加熱した走査示
差熱量曲線における最初の発熱ピーク開始温度
（〓）である。 第１表に示すように、本発明のアルミ基非晶質
合金の硬さは、組成により高低の差があるが、通
常のアルミ合金が概ねHv：50〜150Kg／mm2程度で
あるのに比し、約400〜1300Kg／mm2と、極めて高
い硬度を有している。また、電気抵抗について
も、通常のアルミ合金では、概ね100〜300μΩ・
cm程度であるのに対し、本発明の非晶質合金は、
組成により、約400μΩ・cm以上の高い電気抵抗
値を示し、1000μΩ・cmを越えるものもある。 また、No.７については、密着曲げ試験において
密着曲げが可能であることが認められた。 上記No.７合金の強度をインストロン引張試験機
で測定した結果、引張強度は約110Kg／mm2、降伏
強度は約85Kg／mm2であつた。これは従来の時効硬
化性アルミ合金（Al−Si−Fe）の最高引張強度
約45Kg／mm2、最高降伏強度約40Kg／mm2の２倍以上
の値である。
高力・高耐摩耗性を有するアルミニウム基非晶質
合金に関する。 〔従来の技術〕 アルミニウム基合金（以下、「アルミ合金」）に
は、Al−Cu系、Al−Si系、Al−Mg系、Al−Cu
−Si系、Al−Zn−Mg系等、各種の成分系の合金
が知られており、その材料特性に応じて、例えば
航空機・車輌・船舶等の部材として、また建築用
外装材、サツシ、屋根材等として、あるいは海水
機器用部材、原子炉用部材等として、広範囲の用
途に供されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかるに、従来のアルミ合金は一般に硬度が低
く、また電気抵抗値も低い。また、近時はアルミ
合金を急冷凝固させることにより、組織を微細化
して強度等の機械的性質や耐食性等の化学的性質
を改善するこころみもなされているが、現在まで
知られている急冷凝固アルミ合金は、いずれも特
性が十分でない。 本発明は上記に鑑み、高硬度および高電気抵抗
値を有し、かつプレス加工や押出し加工等が可能
であり、また強度の曲げ加工にも耐え、高力およ
び高耐摩耗性を備えた新規アルミニウム基非晶質
合金を提供するものである。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明のアルミニウム基非晶質合金は、下記の
一般式〔〕で示される成分組成を有し、少なく
とも50％（体積率）の非晶質を含む。 Al100-a-bMaXb ……〔〕 ここに、Ｍは、Cr、Mn、Fe、Co、Niから選
ばれる１種もしくは２種以上の金属元素、Ｘは、
Si、Geから選ばれる１種または２種の半金属元
素を表す。但し、ＸがSiであるとき、Ｍで表され
る元素は、NiまたはMnの単一の元素、NiとFe、
NiとMn、またはFeとMnの２元素組合せ、およ
びNiとFeとMnの３元素組合せの選択を除外する
ものとする。また、ａおよびｂは、それぞれ、４
≦ａ≦23、８≦ｂ≦54、12≦ａ＋ｂ≦67である。 本発明のアルミ基非晶質合金は、上記組成を有
する合金を、溶融状態あるいは気相状態から約
104℃／秒以上の冷却速度で急冷凝固させること
により、箔、粉末、線、板などの形で得ることが
できる。例えば、板材は第１図に示すような単ロ
ール冷却法や第２図に示すごとき双ロール冷却法
によつて得られる。すなわち、第１図に示すよう
な単ロールＲの高速回転下に、そのロール表面に
溶融合金Ｍを噴射し、または第２図に示すような
双ロールＲ，Ｒの高速回転下に、溶融金属Ｍをロ
ール間隙に噴射してロール表面に接触させる、所
謂液体急冷法により、箔状ないしは薄テープ状に
凝固した非晶質合金Ａが得られる。得られた急冷
アルミ合金が、非晶質であるかどうかは通常のＸ
線回折法によつて非晶質組織独特のブロードな回
折線が存在するか否かによつて知ることができ
る。更に、この非晶質組織は加熱すると、その合
金の成分組成により異なる特定の温度以上で結晶
に分解する（この温度を結晶化温度と呼ぶ）。 本発明のアルミ基非晶質合金の非晶質の占める
割合を50％（体積率）以上としたのは、高硬度材
料、耐摩耗材料、高電気抵抗材料等としての工業
的有用性を十分に発現させるためである。その合
金組成につき、元素Ｘ（Si、Ge）と、元素Ｍ（Cr、
Mn、Fe、Co、Ni）との複合含有成分構成とし
たのは、元素Ｘまたは元素Ｍの一方のみでは、所
定の非晶質化をなし得ず、両元素の複合含有によ
り非晶質組織の形成が可能となるからである。Ｘ
元素群およびＭ元素群からの元素の選択は自由
で、各群からの任意の選択と組合せによつて非晶
質組織を形成することができる（但し、本発明で
は、元素ＸがSiである場合のこれと複合される元
素Ｍの選択につき、NiもしくはMnの単一選択、
NiとFe、NiとMn、もしくはFeとMnの２元素組
合せ選択、およびNiとFeとMnの３元素組合せ選
択は除外することとした）。 上記Ｘ元素とＭ元素との複合含有成分構成にお
けるＭ元素の含有量(a)の範囲を４〜23とし、Ｘ元
素の含有量(b)のそれを８〜54に規定すると共に、
両者の合計量（ａ＋ｂ）を12〜67の範囲に限定し
たのは、それぞれの範囲の上・下限値が、非晶質
組織を確保するための閾値的意味を有し、その範
囲内において、工業的な急冷手段による非晶質組
織50％（体積率）以上が保証され、その上限また
は下限のいずれの側に逸脱しても、所要の非晶質
組織の形成を確保し得なくなるからである。 本発明の急冷凝固したアルミ基非晶質合金は、
後記実施例にも示したように、従来のアルミ合金
に比し、極めて高い硬度と高い電気抵抗値を有す
る。 また、本発明の非晶質合金は、結晶化温度近傍
（結晶化温度±約100℃）において超塑性現象を示
すので、容易にプレス加工や押出し加工、熱間鍛
造等の加工を行うことができる。従つて、箔、
線、または板状、あるいは粉末の形態で得られた
本発明の非晶質合金を結晶化温度±約100℃の温
度範囲内でプレス加工、押出し加工、熱間鍛造等
に付することによりバルク材を製造することがで
きる。また、その加工工程で、微細な析出物（例
えば、シリコン金属間化合物）を析出させること
により高力・高耐摩耗性バルク材を得ることがで
きる。 更に、本発明のアルミ基非晶質合金は高度の粘
さを有する。殊に、Ｍで示される元素がNiであ
つて、９≦ａ≦12、13≦ｂ≦25、および22≦ａ＋
ｂ≦37の範囲にある組成をもつ非晶質合金の粘さ
は極めて顕著であつて、密着曲げを行うことがで
きる程である。 〔実施例〕 実施例 １ 高周波溶解により所定の成分組成を有する合金
を溶製し、これを先端に小孔（孔径：0.5mm）を
有する石英管Ｔに装入し、加熱溶解したのち、そ
の石英管Ｔを第１図に示すようにロールＲ（但し、
銅ロール、ロール径：200mm）に設置し、回転
数：5000rpmの高速回転下、石英管Ｔ内の溶融合
金Ｍをアルゴンガスの加圧力（0.2Kg／cm2）によ
り石英管Ｔの先端の小孔から噴射し、ロール表面
と接触させることにより急冷凝固させて合金テー
プＡを得る。 上記製造条件により第１表に示す組成（原子
％）を有する15種の合金テープ（幅：1.2mm、厚
さ：25nｍ）を得、それぞれＸ線回折に付した結
果、いずれも結晶の存在を示すピークの出現はな
く、非晶質金属に特有のハローパターンのみが認
められ、また別途行つた走査示差熱分析で非晶質
から非晶質への転移を示す明瞭な発熱ピークが観
察されることから、ほぼ100％の非晶質を有して
いることが確認された。 また、各供試テープにつき、硬度（Hv）、電気
抵抗値（ρ）、および結晶化温度（Tx）を測定
し、第１表右欄に示す結果を得た。硬度（Hv）
は、25ｇ荷重の微小ビツカース硬度計による測定
値（Kg／mm2）であり、電気抵抗（ρ）は、４端子
法による測定値（μΩ・cm）である。また、結晶
化温度（Tx）は、40〓／minで加熱した走査示
差熱量曲線における最初の発熱ピーク開始温度
（〓）である。 第１表に示すように、本発明のアルミ基非晶質
合金の硬さは、組成により高低の差があるが、通
常のアルミ合金が概ねHv：50〜150Kg／mm2程度で
あるのに比し、約400〜1300Kg／mm2と、極めて高
い硬度を有している。また、電気抵抗について
も、通常のアルミ合金では、概ね100〜300μΩ・
cm程度であるのに対し、本発明の非晶質合金は、
組成により、約400μΩ・cm以上の高い電気抵抗
値を示し、1000μΩ・cmを越えるものもある。 また、No.７については、密着曲げ試験において
密着曲げが可能であることが認められた。 上記No.７合金の強度をインストロン引張試験機
で測定した結果、引張強度は約110Kg／mm2、降伏
強度は約85Kg／mm2であつた。これは従来の時効硬
化性アルミ合金（Al−Si−Fe）の最高引張強度
約45Kg／mm2、最高降伏強度約40Kg／mm2の２倍以上
の値である。
【表】
本発明のアルミ基非晶質合金は、高硬度用材
料、耐摩耗用材料、高電気抵抗材料等として有用
である。また、組成の選択により密着曲げが可能
な程の粘さを有するので、曲げ等の加工を伴う用
途にも適用することができる。更に、結晶化温度
近傍で超塑性現象を示し、プレス加工や押出し加
工等の加工を行うと共に微細析出物を析出させる
ことにより高力・高耐摩耗性材料として種々の用
途に供することもできる。 また、本発明の非晶質合金は、結晶化温度（そ
の温度で電気抵抗が変化する）が組成によつて異
なるので、消耗型感温素子材としても有用であ
り、あるいはアルミ合金であり、低融点で湯流れ
の良いことおよび前記のように粘さを有すること
によりハンダ用材料として使用することができ
る。そのほか、高比強度材として、またはアルミ
合金であり表面に不働態化皮膜が形成され強い腐
食抵抗性を有するので高耐食性材としても有用で
ある。
料、耐摩耗用材料、高電気抵抗材料等として有用
である。また、組成の選択により密着曲げが可能
な程の粘さを有するので、曲げ等の加工を伴う用
途にも適用することができる。更に、結晶化温度
近傍で超塑性現象を示し、プレス加工や押出し加
工等の加工を行うと共に微細析出物を析出させる
ことにより高力・高耐摩耗性材料として種々の用
途に供することもできる。 また、本発明の非晶質合金は、結晶化温度（そ
の温度で電気抵抗が変化する）が組成によつて異
なるので、消耗型感温素子材としても有用であ
り、あるいはアルミ合金であり、低融点で湯流れ
の良いことおよび前記のように粘さを有すること
によりハンダ用材料として使用することができ
る。そのほか、高比強度材として、またはアルミ
合金であり表面に不働態化皮膜が形成され強い腐
食抵抗性を有するので高耐食性材としても有用で
ある。
第１図、第２図は溶融金属の急冷凝固法の例を
示す模式的説明図である。 Ｒ：ロール、Ｍ：溶融金属、Ａ：非晶質合金。
示す模式的説明図である。 Ｒ：ロール、Ｍ：溶融金属、Ａ：非晶質合金。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式：Al100-a-bMaXb 〔式中、ＸはSi、Geから選択される１種または
２種の半金属元素、 ＭはCr、Mn、Fe、Co、Niから選択される１
種もしくは２種以上の金属元素（但し、ＸがSiで
あるとき、NiもしくはMnの単一選択、NiとFe、
NiとMn、もしくはFeとMnの２元素組合せ選択、
およびNiとFeとMnの３元素組合せ選択を除外）
であり、 ａおよびｂは原子パーセントで、 ４≦ａ≦23 ８≦ｂ≦54 12≦ａ＋ｂ≦67〕 で示される組成を有し、少なくとも50％（体積
率）の非晶質を含む高硬度・高電気抵抗アルミニ
ウム基非晶質合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-202288 | 1986-08-27 | ||
| JP20228886 | 1986-08-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63153237A JPS63153237A (ja) | 1988-06-25 |
| JPH0240729B2 true JPH0240729B2 (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=16455056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25136186A Granted JPS63153237A (ja) | 1986-08-27 | 1986-10-21 | アルミニウム基非晶質合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63153237A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2753739B2 (ja) * | 1989-08-31 | 1998-05-20 | 健 増本 | アルミニウム基合金箔又はアルミニウム基合金細線の製造方法 |
| JP2538692B2 (ja) * | 1990-03-06 | 1996-09-25 | ワイケイケイ株式会社 | 高力、耐熱性アルミニウム基合金 |
| JPH03267355A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルミニウム―クロミウム系合金およびその製法 |
| JP4841213B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-12-21 | 日本電産コパル株式会社 | 撮像装置 |
| CN106855479B (zh) * | 2015-12-08 | 2019-07-26 | 比亚迪股份有限公司 | 一种判定非晶合金是否晶化的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2577941B1 (fr) * | 1985-02-27 | 1991-02-08 | Pechiney | Alliages amorphes a base d'al contenant essentiellement du ni et/ou du fe et du si et procede d'obtention |
-
1986
- 1986-10-21 JP JP25136186A patent/JPS63153237A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63153237A (ja) | 1988-06-25 |
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