JPH03120341A - Ａｌ合金制振材料の製造方法 - Google Patents
Ａｌ合金制振材料の製造方法Info
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- JPH03120341A JPH03120341A JP25466089A JP25466089A JPH03120341A JP H03120341 A JPH03120341 A JP H03120341A JP 25466089 A JP25466089 A JP 25466089A JP 25466089 A JP25466089 A JP 25466089A JP H03120341 A JPH03120341 A JP H03120341A
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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。
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〕
本発明は優れた振動減衰特性を有し、音響機器、精ａｌ
！ｍ器、自動車などの振動を嫌う構造部材として使用さ
れるＡ１合金制振材料の製造方法に関するものである。
！ｍ器、自動車などの振動を嫌う構造部材として使用さ
れるＡ１合金制振材料の製造方法に関するものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕一般に
物体を振動させると、ある周波数（ｆ ｒ）で振幅が大
きくなる（第１図）、この周波数を共振周波数という、
共振周波数における最大振幅をＡ、とすると、このエネ
ルギーに対し１／２となるのは振幅がＡ ａ ／Ｊ丁（
ｄＢ表示では一３ｄＢ）となる周波数である。この周波
数幅（半値幅）をΔｆとすると、損失係数ηは次式で表
される。
物体を振動させると、ある周波数（ｆ ｒ）で振幅が大
きくなる（第１図）、この周波数を共振周波数という、
共振周波数における最大振幅をＡ、とすると、このエネ
ルギーに対し１／２となるのは振幅がＡ ａ ／Ｊ丁（
ｄＢ表示では一３ｄＢ）となる周波数である。この周波
数幅（半値幅）をΔｆとすると、損失係数ηは次式で表
される。
η−Δｆ／ｆｒ
この損失係数ηΦ値が大きい材料はど振動減衰能に優れ
、外力が除去された場合には振動が急速に減衰する０通
常の金属材料の損失係数ηは０．００１以下である。
、外力が除去された場合には振動が急速に減衰する０通
常の金属材料の損失係数ηは０．００１以下である。
そして従来、音響機器、精密機器、自動車等の振動を嫌
う構造部材用の金属材料、いわゆる制振材料としては、
Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｃｕ系、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｎｉ−Ｔ
ｉ系などの合金が知られている。これらの合金は振動減
衰性が大きいが、比重が大きいという共通の欠点を有し
、機器の軽量化を計ろうとする場合には不適当である。
う構造部材用の金属材料、いわゆる制振材料としては、
Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｃｕ系、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｎｉ−Ｔ
ｉ系などの合金が知られている。これらの合金は振動減
衰性が大きいが、比重が大きいという共通の欠点を有し
、機器の軽量化を計ろうとする場合には不適当である。
またＭｇ、Ｍｇ−Ｚｒ系の鋳造材も制振材料として知ら
れており、大きい振動減衰性を示し、しかも比重が小さ
いという長所を有するが、冷間加工が全くできないとい
う欠点があった。
れており、大きい振動減衰性を示し、しかも比重が小さ
いという長所を有するが、冷間加工が全くできないとい
う欠点があった。
（課題を解決するための手段〕
本発明はこれに漏み種々検討の結果、比重が小さくしか
も冷間加工が容易であるＡＮを主成分としだ制振材料の
製造方法を開発したものである。
も冷間加工が容易であるＡＮを主成分としだ制振材料の
製造方法を開発したものである。
即ち請求項１のＡ１合金制振材料の製造方法は、Ｐｂ０
．２〜３０ｗ ｔ％を含有し、残部Ａｌと不可避不純物
を含有するＡ１合金鋳塊に３０％以上の減面率で塑性加
工を施して損失係数ηを０．００６以上となるようにす
ることを特徴とするものであり、請求項２のＡｆｆｉ合
金制振材料の製造方法は、Ｐｂ０．２〜３０ｗｔ％を含
をし、さらにＳｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｓｂのう
ちの１種または２種以上を合計で０．１〜５ｗｔ％含有
し、残部Ａ２と不可避不純物からなるＡ１合金鋳塊に３
０％以上の減面率で塑性加工を施して損失係数ηを０．
００６以上となるようにすることを特徴とするものであ
る。
．２〜３０ｗ ｔ％を含有し、残部Ａｌと不可避不純物
を含有するＡ１合金鋳塊に３０％以上の減面率で塑性加
工を施して損失係数ηを０．００６以上となるようにす
ることを特徴とするものであり、請求項２のＡｆｆｉ合
金制振材料の製造方法は、Ｐｂ０．２〜３０ｗｔ％を含
をし、さらにＳｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｓｂのう
ちの１種または２種以上を合計で０．１〜５ｗｔ％含有
し、残部Ａ２と不可避不純物からなるＡ１合金鋳塊に３
０％以上の減面率で塑性加工を施して損失係数ηを０．
００６以上となるようにすることを特徴とするものであ
る。
（作用）
制振材料はその振動減衰メカニズムにより複合相型、転
位型、強磁性型、双晶型が知られているが、本発明の製
造方法になる制振材料は複合相型と転位型の要素を合わ
せ持つこれまでにない型式のものである。即ち材料内部
に分布するＰｂの微細粒子とＡ２マトリクスの界面の粘
性流動による振動エネルギーの吸収（複合相型としての
要素）、および塑性加工により導入された転位のＰｂｍ
細粒子による一時的固着／離脱の繰返しによる振動エネ
ルギーの吸収（転位型としての要素）の相乗効果により
、材料に与えられた振動をきわめて速やかに減衰せしめ
るものである。この効果を発揮させるにはｐｂの添加の
みでも充分であるが、さらにこれにＳｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、
Ｃｄ、Ｂｉ、Ｓｂのうちの１種または２種以上を添加す
るとこれらもまた各々の相の微細粒子を形成するため、
振動減衰性をさらに向上させることができる。
位型、強磁性型、双晶型が知られているが、本発明の製
造方法になる制振材料は複合相型と転位型の要素を合わ
せ持つこれまでにない型式のものである。即ち材料内部
に分布するＰｂの微細粒子とＡ２マトリクスの界面の粘
性流動による振動エネルギーの吸収（複合相型としての
要素）、および塑性加工により導入された転位のＰｂｍ
細粒子による一時的固着／離脱の繰返しによる振動エネ
ルギーの吸収（転位型としての要素）の相乗効果により
、材料に与えられた振動をきわめて速やかに減衰せしめ
るものである。この効果を発揮させるにはｐｂの添加の
みでも充分であるが、さらにこれにＳｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、
Ｃｄ、Ｂｉ、Ｓｂのうちの１種または２種以上を添加す
るとこれらもまた各々の相の微細粒子を形成するため、
振動減衰性をさらに向上させることができる。
次に本発明の製造方法、限定範囲についてさらに詳しく
説明する。
説明する。
Ｐｂは上述の様な振動の減衰効果を得るために０．２〜
３０ｗｔ％の範囲で添加する。０．２ｗｔ％未満では効
果が不充分であり、３０−ｔ％を超えると効果が飽和す
る上、Ｐｂの均一な分散が難しくなる、強度が低下する
、比重が増大するといったと不都合が発生する。最も好
適なｐｂの添加量は１〜ｌＱｗｔ％である。
３０ｗｔ％の範囲で添加する。０．２ｗｔ％未満では効
果が不充分であり、３０−ｔ％を超えると効果が飽和す
る上、Ｐｂの均一な分散が難しくなる、強度が低下する
、比重が増大するといったと不都合が発生する。最も好
適なｐｂの添加量は１〜ｌＱｗｔ％である。
請求項２の発明では、振動減衰性をさらに向上させるた
めにＳｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｓｂのうちの１種
または２１以上を合計で０゜１〜５ｗｔ％の範囲でＰｂ
に加えて添加する。この場合はこれらの添加量が０．１
ｗｔ％ｔ％では特に振動減衰性の改善効果が認められ
ず、５ｗｔ％を超えると効果が飽和する上、耐食性と強
度が低下する。なお、鋳造組織の微細化剤として通常添
加されるＴｉ、Ｂは、それぞれ０．０５ｗｔ％以下の範
囲で添加することが好ましい、また、Ｆｅ、Ｓｉのよう
に通常のＡｌ地金に含まれている不可避不純物はＱ、５
ｗｔ％ｔ％ならば特に本発明の効果を損なうことはな
い。
めにＳｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｓｂのうちの１種
または２１以上を合計で０゜１〜５ｗｔ％の範囲でＰｂ
に加えて添加する。この場合はこれらの添加量が０．１
ｗｔ％ｔ％では特に振動減衰性の改善効果が認められ
ず、５ｗｔ％を超えると効果が飽和する上、耐食性と強
度が低下する。なお、鋳造組織の微細化剤として通常添
加されるＴｉ、Ｂは、それぞれ０．０５ｗｔ％以下の範
囲で添加することが好ましい、また、Ｆｅ、Ｓｉのよう
に通常のＡｌ地金に含まれている不可避不純物はＱ、５
ｗｔ％ｔ％ならば特に本発明の効果を損なうことはな
い。
以上のような添加元素を含有するＡｌ地金は常法に従い
溶解、鋳造しＡ２合金鋳塊とする。このＡｌ合金鋳塊を
必要に応じて均質化処理する。この均質化処理は添加元
素の分布状態をより均一にするために行うが、常法通り
、１５０〜６００℃の温度で数時間加熱すれば良い、こ
の状態のＡ１合金鋳塊は、通常のＡｌ地金に比べれば若
干価れた振動減衰性を有してはいるが、制振材料として
使用するには不充分である。次にこのＡ１合金鋳塊に減
面率３０％以上の塑性加工を加えることにより振動減衰
性は大きく向上する。塑性加工を加えることにより転位
密度が増大し、前述のように転位のｐｂなとの粒子によ
る一時的固着／離脱の繰返しにより振動エネルギー吸収
効果が発揮されるほか、鋳造状態では粗大であったｐｂ
なとの粒子が型性加工により分断微細化されるとともに
紡錘形となり、これらの粒子とＡ２マトリクスの界面の
粘性流動による振動エルギー吸収効果がさらに効率的に
発揮される、という２つの効果が得られ、振動減衰性が
大きく向上するのである。塑性加工としては熱間加工ま
たは冷間加工、あるいは熱間加工後冷間加工を施せば良
く、例えば圧延、押出、引抜き、鍛造などいずれの手段
で行っても良いが、減面率を３０％以上とし、損失係数
ηが０．００６以上になるようにする。損失係数ηが０
．００６未満では振動減衰性が不充分であり、制振材料
としての必要な特性が得られない、塑性加工量は大きく
すればするほど損失係数は向上し、また熱間加工よりも
冷間加工の方がより高い損失係数が得られるが、鋳塊か
ら最終製品までの減面率が３０％以上になるようにすれ
ば熱間、冷間にかかわらず損失係数ηが０．００６以上
得られ、制振材料としては充分な振動減衰性が得られる
。
溶解、鋳造しＡ２合金鋳塊とする。このＡｌ合金鋳塊を
必要に応じて均質化処理する。この均質化処理は添加元
素の分布状態をより均一にするために行うが、常法通り
、１５０〜６００℃の温度で数時間加熱すれば良い、こ
の状態のＡ１合金鋳塊は、通常のＡｌ地金に比べれば若
干価れた振動減衰性を有してはいるが、制振材料として
使用するには不充分である。次にこのＡ１合金鋳塊に減
面率３０％以上の塑性加工を加えることにより振動減衰
性は大きく向上する。塑性加工を加えることにより転位
密度が増大し、前述のように転位のｐｂなとの粒子によ
る一時的固着／離脱の繰返しにより振動エネルギー吸収
効果が発揮されるほか、鋳造状態では粗大であったｐｂ
なとの粒子が型性加工により分断微細化されるとともに
紡錘形となり、これらの粒子とＡ２マトリクスの界面の
粘性流動による振動エルギー吸収効果がさらに効率的に
発揮される、という２つの効果が得られ、振動減衰性が
大きく向上するのである。塑性加工としては熱間加工ま
たは冷間加工、あるいは熱間加工後冷間加工を施せば良
く、例えば圧延、押出、引抜き、鍛造などいずれの手段
で行っても良いが、減面率を３０％以上とし、損失係数
ηが０．００６以上になるようにする。損失係数ηが０
．００６未満では振動減衰性が不充分であり、制振材料
としての必要な特性が得られない、塑性加工量は大きく
すればするほど損失係数は向上し、また熱間加工よりも
冷間加工の方がより高い損失係数が得られるが、鋳塊か
ら最終製品までの減面率が３０％以上になるようにすれ
ば熱間、冷間にかかわらず損失係数ηが０．００６以上
得られ、制振材料としては充分な振動減衰性が得られる
。
なお、強度と延びの調整のために通例行われる中間焼鈍
は、熱間加工終了後、または冷間圧延の途中に施しても
本発明の効果を損なうことはない。
は、熱間加工終了後、または冷間圧延の途中に施しても
本発明の効果を損なうことはない。
また、同じく強度と伸びの調整のために最終加工製品に
対して施される調質焼鈍は、塑性加工により導入された
転位を減少させるので振動減衰性を若干劣化させる傾向
があるが、４００℃以下の温度で２４時間程度以下なら
ばとくに問題はない。
対して施される調質焼鈍は、塑性加工により導入された
転位を減少させるので振動減衰性を若干劣化させる傾向
があるが、４００℃以下の温度で２４時間程度以下なら
ばとくに問題はない。
以下、実施例について説明する。
実施例１
第１表に示す組成のＡ１合金を溶解、鋳造し、厚さ５０
＋＋ａ、輻２００閣、長さ３００ｍｍの鋳塊とした。
＋＋ａ、輻２００閣、長さ３００ｍｍの鋳塊とした。
これを面前後、４００°Ｃで１０時間均質化処理を施し
、しかる後に熱間圧延により板厚１０閣の板材とした（
塑性加工による減面率は８０％）。
、しかる後に熱間圧延により板厚１０閣の板材とした（
塑性加工による減面率は８０％）。
これより厚さ２ｍ、輻１０閤、長さ２００ａｍの試験片
を切り出し、片持振動法により振動減衰性（損失係数η
）を評価した。即ち試験片の片側端部をチャフキングし
て発振器で強制的に振動を与え、共振周波数ｆｒでの損
失係数ηを（１）式により求めた。その結果を第１表に
併記した。
を切り出し、片持振動法により振動減衰性（損失係数η
）を評価した。即ち試験片の片側端部をチャフキングし
て発振器で強制的に振動を与え、共振周波数ｆｒでの損
失係数ηを（１）式により求めた。その結果を第１表に
併記した。
但しΔｆは３ｄＢ値幅（半値幅）
第１表より明らかなように、Ｐｂ０．２〜３Ｑｗｔ％を
含有し、残部ＡＮと不可避不純物からなるＡ１合金鋳塊
に３０％以上の減面率で塑性加工を施して、損失係数η
を０．００６以上とした請求項１の発明による麹１〜Ｎ
１１３、およびＰｂ０．２〜３Ｑｗ ｔ％を含有し、さ
らにＳｎＳ Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｉ、、Ｓｂのうちの
１種または２種以上を合計で０．１〜５ｗｔ％を含有し
、残部Ａｌと不可避不純物からなるＡ１合金鋳塊に３０
％以上の減面率で塑性加工を施して損失係数ηを０．０
０６以上とした請求項２の発明による阻４〜弘５は、従
来法の純Ａｌである阻７に比べて大きい損失係数ηを有
し、振動減衰性に優れることがわかる。
含有し、残部ＡＮと不可避不純物からなるＡ１合金鋳塊
に３０％以上の減面率で塑性加工を施して、損失係数η
を０．００６以上とした請求項１の発明による麹１〜Ｎ
１１３、およびＰｂ０．２〜３Ｑｗ ｔ％を含有し、さ
らにＳｎＳ Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｉ、、Ｓｂのうちの
１種または２種以上を合計で０．１〜５ｗｔ％を含有し
、残部Ａｌと不可避不純物からなるＡ１合金鋳塊に３０
％以上の減面率で塑性加工を施して損失係数ηを０．０
０６以上とした請求項２の発明による阻４〜弘５は、従
来法の純Ａｌである阻７に比べて大きい損失係数ηを有
し、振動減衰性に優れることがわかる。
一方、ｐｂ含有量の低い比較法Ｎ１１Ｌ７． ８は損失
係数ηの値が小さく、振動減衰性が劣る。またＰｂまた
はｓｂなどの含有量の高い比較法Ｎｏ、９．１０はＰｂ
またはＳｎなどを鋳塊全体に均一に分散させることがで
きず、損失係数ηの値が試験片の採取位置により大きく
ばらつき、強度も低（、さらに比重が７以上と大きかっ
た。
係数ηの値が小さく、振動減衰性が劣る。またＰｂまた
はｓｂなどの含有量の高い比較法Ｎｏ、９．１０はＰｂ
またはＳｎなどを鋳塊全体に均一に分散させることがで
きず、損失係数ηの値が試験片の採取位置により大きく
ばらつき、強度も低（、さらに比重が７以上と大きかっ
た。
実施例２
Ｐｂ５．２％を含有し、残部ＡＮと不可避不純物からな
るＡ１合金溶湯を鋳造し、直径１０閣、長さ１５０ ｍ
の丸棒とした。これを冷間引抜きにより各種径の線に塑
性加工して長さ２００ｍに切断し、実施例１と同様の方
法で損失係数ηを測定した。
るＡ１合金溶湯を鋳造し、直径１０閣、長さ１５０ ｍ
の丸棒とした。これを冷間引抜きにより各種径の線に塑
性加工して長さ２００ｍに切断し、実施例１と同様の方
法で損失係数ηを測定した。
第 ２ 表
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、Ａ２を主成分とするため軽
量で冷間加工性に優れ、しかも優れた振動減衰性を有す
るＡ１合金制振材料を得ることができるもので、工業上
顕著な効果を奏するものである。
量で冷間加工性に優れ、しかも優れた振動減衰性を有す
るＡ１合金制振材料を得ることができるもので、工業上
顕著な効果を奏するものである。
第１図は振動の共鳴曲線図である。
第２表より明らかなように、本発明法による患ｌｌ−１
４は損失係数ηが大きく、優れた振動減衰性を有する。 これに対し、減面率の低い比較法磁１５〜１７は損失係
数ηの値が低い。
４は損失係数ηが大きく、優れた振動減衰性を有する。 これに対し、減面率の低い比較法磁１５〜１７は損失係
数ηの値が低い。
Claims (2)
- （１）Ｐｂ０．２〜３０ｗｔ％を含有し、残部Ａｌと不
可避不純物からなるＡｌ合金鋳塊に３０％以上の減面率
で塑性加工を施して、損失係数ηを０．００６以上とな
るようにすることを特徴とするＡｌ合金制振材料の製造
方法。 - （２）Ｐｂ０．２〜３０ｗｔ％を含有し、さらにＳｎ、
Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｓｂのうちの１種または２種
以上を合計で０．１〜５ｗｔ％含有し、残部Ａｌと不可
避不純物からなるＡｌ合金鋳塊に３０％以上の減面率で
塑性加工を施して、損失係数ηを０．００６以上となる
ようにすることを特徴とするＡｌ合金制振材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25466089A JPH03120341A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Ａｌ合金制振材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25466089A JPH03120341A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Ａｌ合金制振材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120341A true JPH03120341A (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=17268095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25466089A Pending JPH03120341A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Ａｌ合金制振材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03120341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106282673A (zh) * | 2015-06-12 | 2017-01-04 | 中国科学院金属研究所 | 一种含Bi元素的具有弥散型复合凝固组织的Al-Pb合金及其制备方法 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25466089A patent/JPH03120341A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106282673A (zh) * | 2015-06-12 | 2017-01-04 | 中国科学院金属研究所 | 一种含Bi元素的具有弥散型复合凝固组织的Al-Pb合金及其制备方法 |
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