JPH03146604A - 鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料およびその製造方法 - Google Patents
鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料およびその製造方法Info
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- JPH03146604A JPH03146604A JP28069089A JP28069089A JPH03146604A JP H03146604 A JPH03146604 A JP H03146604A JP 28069089 A JP28069089 A JP 28069089A JP 28069089 A JP28069089 A JP 28069089A JP H03146604 A JPH03146604 A JP H03146604A
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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〕
本発明は鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料
およびその製造方法に関するものである。
およびその製造方法に関するものである。
急冷凝固された合金粉末を用いるアルミニウム粉末冶金
合金は、溶解鋳造法によって製造されたものに比べて添
加元素の量や種類の自由度が拡大する、微細均一な組織
が得られるなどの特徴があり、強度、耐食性、耐摩耗性
、耐熱性などを向上させた合金が開発されている。これ
ら合金をその特性が必要とされる部分のみに接合して複
合体とすれば、高価な粉末冶金合金の使用量が少なくて
すみ、またその応用範囲が広がる。
合金は、溶解鋳造法によって製造されたものに比べて添
加元素の量や種類の自由度が拡大する、微細均一な組織
が得られるなどの特徴があり、強度、耐食性、耐摩耗性
、耐熱性などを向上させた合金が開発されている。これ
ら合金をその特性が必要とされる部分のみに接合して複
合体とすれば、高価な粉末冶金合金の使用量が少なくて
すみ、またその応用範囲が広がる。
上記のアルミニウム粉末冶金合金は、急冷凝固によって
形成される微細均一な結晶粒あるいは微細均一に分散し
ている金属間化合物によってその特性が向上しているの
で、鋳ぐるみ時に再溶解が生じるとその部分の急冷凝固
組織が破壊され、結晶粒の粗大化および金属間化合物の
粗大化が生じ特性が劣化する。そのためアルミニウム粉
末冶金合金をアルミニウム合金鋳物に鋳ぐるんで複合体
とする際にできるだけ再溶解部を少なくする必要がある
。
形成される微細均一な結晶粒あるいは微細均一に分散し
ている金属間化合物によってその特性が向上しているの
で、鋳ぐるみ時に再溶解が生じるとその部分の急冷凝固
組織が破壊され、結晶粒の粗大化および金属間化合物の
粗大化が生じ特性が劣化する。そのためアルミニウム粉
末冶金合金をアルミニウム合金鋳物に鋳ぐるんで複合体
とする際にできるだけ再溶解部を少なくする必要がある
。
しかし、再溶解部が少なくなるような条件で鋳ぐるみを
行った場合、粉末冶金金材料表面の酸化皮膜が十分に破
壊されないために、粉末冶金材料と鋳物材との結合が不
十分となるという問題がある。
行った場合、粉末冶金金材料表面の酸化皮膜が十分に破
壊されないために、粉末冶金材料と鋳物材との結合が不
十分となるという問題がある。
本発明は、アルミニウム粉末冶金合金の特性を大きく劣
化させることなく健全な鋳ぐるみを行うことができるア
ルミニウム粉末冶金材料およびその製造方法を提供する
ため鋭意検討の結果開発されたもので、請求項１の発明
は少なくともＳＩＰぐるみ接合面にＺｎあるいはＺｎ合
金層を形成したことを特徴とする鋳ぐるみ性に優れたア
ルミニウム粉末冶金材料であり、請求項２の発明はアル
ミニウム粉末冶金合金表面にＺｎあるいはＺｎ合金ろう
材を摩擦ろう付けすることによってＺｎ合金層を形成す
ることを特徴とする鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉
末冶金材料の製造方法でありまた、請求項３の発明はア
ルミニウム粉末冶金合金表面にＺｎあるいはＺｎ合金を
溶射することによって、Ｚｎ合金層を形成することを特
徴とする鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料
の製造方法でありさらに、請求項４の発明はアルミニウ
ム粉末冶金合金とＺｎあるいはＺｎ合金とをクラッドす
ることによって、“Ｚｎ合金層を形成することを特徴と
する鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料の製
造方法である。
化させることなく健全な鋳ぐるみを行うことができるア
ルミニウム粉末冶金材料およびその製造方法を提供する
ため鋭意検討の結果開発されたもので、請求項１の発明
は少なくともＳＩＰぐるみ接合面にＺｎあるいはＺｎ合
金層を形成したことを特徴とする鋳ぐるみ性に優れたア
ルミニウム粉末冶金材料であり、請求項２の発明はアル
ミニウム粉末冶金合金表面にＺｎあるいはＺｎ合金ろう
材を摩擦ろう付けすることによってＺｎ合金層を形成す
ることを特徴とする鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉
末冶金材料の製造方法でありまた、請求項３の発明はア
ルミニウム粉末冶金合金表面にＺｎあるいはＺｎ合金を
溶射することによって、Ｚｎ合金層を形成することを特
徴とする鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料
の製造方法でありさらに、請求項４の発明はアルミニウ
ム粉末冶金合金とＺｎあるいはＺｎ合金とをクラッドす
ることによって、“Ｚｎ合金層を形成することを特徴と
する鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料の製
造方法である。
本発明において形成する合金層をＺｎあるいはＺｎ合金
としたのは、合金層の融点が約３００〜４５０ ’Ｃと
低いので、鋳ぐるみ時に容易に溶解して鋳物材と結合す
るためである。すなわち、アルミニウム粉末冶金合金の
再溶解による特性劣化を少なくできる条件でも健全な鋳
ぐるみとできるからである。Ｚｎベースの合金層として
は、純Ｚｎ。
としたのは、合金層の融点が約３００〜４５０ ’Ｃと
低いので、鋳ぐるみ時に容易に溶解して鋳物材と結合す
るためである。すなわち、アルミニウム粉末冶金合金の
再溶解による特性劣化を少なくできる条件でも健全な鋳
ぐるみとできるからである。Ｚｎベースの合金層として
は、純Ｚｎ。
Ｚｎ’−１〜１７重量％Ａ１合金、さらに粉末冶金材料
と合金層の濡れ性を向上させる目的でＳｔを１〜１０％
添加したＺｎ−Ａｎ−３ｉ合金、Ｚｎ−４０重量％Ｃｄ
、Ｚｎ−３０重量％Ｓｎ合金などが用いられる。
と合金層の濡れ性を向上させる目的でＳｔを１〜１０％
添加したＺｎ−Ａｎ−３ｉ合金、Ｚｎ−４０重量％Ｃｄ
、Ｚｎ−３０重量％Ｓｎ合金などが用いられる。
Ｚｎ合金層は、粉末冶金材料と十分に結合しており、鋳
ぐるみ時に鋳物材と合金化して結合が得られる範囲であ
れば厚さに制限はないが、鋳ぐるみ時の結合性、結合強
度およびＺｎ合金層の形成工程の容易さを考慮すると、
０．１〜１ｆｆｉ１１程度であることが望ましい。
ぐるみ時に鋳物材と合金化して結合が得られる範囲であ
れば厚さに制限はないが、鋳ぐるみ時の結合性、結合強
度およびＺｎ合金層の形成工程の容易さを考慮すると、
０．１〜１ｆｆｉ１１程度であることが望ましい。
本発明において合金層の形成方法は摩擦ろう付け、溶射
あるいはクラッドとした。
あるいはクラッドとした。
摩擦ろう付は法は、接合面を加熱しつつろう材を擦り付
けることによって、物理的に接合面表面の酸化皮膜を破
壊し、接合面とろう材との金属的な結合を生じさせる方
法である。摩擦ろう付は温度は、粉末冶金材料の急冷凝
固組織の破壊をできるだけ少なくするためにＺ’ｎ合金
が完全に溶解する温度以上５００’Ｃ以下が望ましい。
けることによって、物理的に接合面表面の酸化皮膜を破
壊し、接合面とろう材との金属的な結合を生じさせる方
法である。摩擦ろう付は温度は、粉末冶金材料の急冷凝
固組織の破壊をできるだけ少なくするためにＺ’ｎ合金
が完全に溶解する温度以上５００’Ｃ以下が望ましい。
溶射法は、金属の溶滴を吹き付けて母材上に金属層を形
成する方法である。吹き付けられた金属溶滴は母材を瞬
間的に溶解した後凝固して結合するが、金属溶滴が持っ
ている熱量は多くないため母材の溶解層は非常に薄くな
る。
成する方法である。吹き付けられた金属溶滴は母材を瞬
間的に溶解した後凝固して結合するが、金属溶滴が持っ
ている熱量は多くないため母材の溶解層は非常に薄くな
る。
クラッドは、組成の違う金属を重ね合わせて圧延や押出
などの塑性加工を行うことによって、接合面の酸化皮膜
を分断させ金属的な結合を生じさせる方法である。この
方法では板状、棒状など比較的単純な形状のものしか製
造できないが、急冷凝固！ＩＩ織破壊が起こらないとい
う特徴がある。
などの塑性加工を行うことによって、接合面の酸化皮膜
を分断させ金属的な結合を生じさせる方法である。この
方法では板状、棒状など比較的単純な形状のものしか製
造できないが、急冷凝固！ＩＩ織破壊が起こらないとい
う特徴がある。
その他のＺｎ合金層形成方法として、Ｚｎ合金溶湯にど
ぶ付けする方法、Ｚｎ合金メツキする方法などがあるが
、どぶ付けでは急冷凝固＆［Ｉ織の破壊が生じやすく、
メツキでは、皮膜の密着性が不足するという問題がある
。
ぶ付けする方法、Ｚｎ合金メツキする方法などがあるが
、どぶ付けでは急冷凝固＆［Ｉ織の破壊が生じやすく、
メツキでは、皮膜の密着性が不足するという問題がある
。
本発明において鋳ぐるまれるアルミニウム粉末冶金材料
は、Ａｌ−３ｔ系の耐摩耗性合金、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｊ
！−Ｃｒ系などの耐熱性合金、Ａ２−３ｉ−Ｆｅ系など
の耐熱耐摩耗性合金の他、急冷凝固アルミニウム合金材
を固化成形して製造されるアルミニウム粉末冶金材料の
いずれでもＺｎ合金層を形成したことにより鋳ぐるみ性
が向上する。さらに急冷凝固材にＳ ｉ Ｃ，Ｔ ｉ
Ｃ，Ａｊ！ｔｏ、などのセラミックス粒子またはウィス
カーを混合した後固化成形した複合材料においても同様
の効果がある。
は、Ａｌ−３ｔ系の耐摩耗性合金、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｊ
！−Ｃｒ系などの耐熱性合金、Ａ２−３ｉ−Ｆｅ系など
の耐熱耐摩耗性合金の他、急冷凝固アルミニウム合金材
を固化成形して製造されるアルミニウム粉末冶金材料の
いずれでもＺｎ合金層を形成したことにより鋳ぐるみ性
が向上する。さらに急冷凝固材にＳ ｉ Ｃ，Ｔ ｉ
Ｃ，Ａｊ！ｔｏ、などのセラミックス粒子またはウィス
カーを混合した後固化成形した複合材料においても同様
の効果がある。
粉末冶金材料を鋳ぐるむ鋳物合金はＡＣ３Ａ、ＡＤＣ１
２などの他一般の鋳物用アルミニウム合金ならばいずれ
でも適用することができる。
２などの他一般の鋳物用アルミニウム合金ならばいずれ
でも適用することができる。
以下本発明の実施例について述べる。
第１表Ｎα１〜８に粉末冶金材料、粉末冶金材料に設け
たＺｎ合金層の組成および厚さ、合金層の形成方法、鋳
物合金の組成を示す、鋳ぐるみは第１図に示したように
、接合面にＺｎ合金層２を形成した直径２０ｏｎｘ長さ
２０ｆｆＩ１１の粉末冶金材料１を第２図に示す直径２
０■×深さ５０１１Ｉ＋１の金型３にセットし、液相線
温度＋５０℃とした溶湯を注いで凝固させ鋳ぐるみ材を
得た。
たＺｎ合金層の組成および厚さ、合金層の形成方法、鋳
物合金の組成を示す、鋳ぐるみは第１図に示したように
、接合面にＺｎ合金層２を形成した直径２０ｏｎｘ長さ
２０ｆｆＩ１１の粉末冶金材料１を第２図に示す直径２
０■×深さ５０１１Ｉ＋１の金型３にセットし、液相線
温度＋５０℃とした溶湯を注いで凝固させ鋳ぐるみ材を
得た。
この鋳ぐるみ材から引張試験片を採取して破断強度を測
定し、その結果を第２表に示した。また、鋳ぐるみ後の
接合部断面を顕微鏡観察して接合状態を判定し、その結
果を第２表に併記した。
定し、その結果を第２表に示した。また、鋳ぐるみ後の
接合部断面を顕微鏡観察して接合状態を判定し、その結
果を第２表に併記した。
また比較のため第１表９〜１２に示した組合せでＺｎ合
金層を設けずに鋳ぐるみを行った。鋳ぐるみ方法は上記
実施例と同様である。鋳ぐるみ材の評価結果は第２表に
併記した。
金層を設けずに鋳ぐるみを行った。鋳ぐるみ方法は上記
実施例と同様である。鋳ぐるみ材の評価結果は第２表に
併記した。
第
表
第２表から明らかなように本発明による鋳ぐるみは、接
合面で破断が生じているものの比較例よりも接合強度が
高く、接合部に結合欠陥のない健全な鋳ぐるみ材が得ら
れる。
合面で破断が生じているものの比較例よりも接合強度が
高く、接合部に結合欠陥のない健全な鋳ぐるみ材が得ら
れる。
以上述べた如く本発明によれば粉末冶金合金の特性を損
なうことなく鋳ぐるみ性に優れた粉末冶金合金材料を得
ることができ工業上顕著な効果を奏する。
なうことなく鋳ぐるみ性に優れた粉末冶金合金材料を得
ることができ工業上顕著な効果を奏する。
第１図はＺｎ合金層を設けた粉末冶金材料試験片、第２
図は鋳ぐるみ材を得るための金型。 １・・・アルミニウム粉末冶金材料、 ２・・・Ｚｎ合
金層、 ３・・・金型。
図は鋳ぐるみ材を得るための金型。 １・・・アルミニウム粉末冶金材料、 ２・・・Ｚｎ合
金層、 ３・・・金型。
Claims (4)
- （１）少なくとも鋳ぐるみ接合面にＺｎあるいはＺｎ合
金層を形成したことを特徴とする鋳ぐるみ性に優れたア
ルミニウム粉末冶金材料。 - （２）アルミニウム粉末冶金合金表面にＺｎあるいはＺ
ｎ合金ろう材を摩擦ろう付けすることによって、Ｚｎ合
金層を形成することを特徴とする鋳ぐるみ性に優れたア
ルミニウム粉末冶金材料の製造方法。 - （３）アルミニウム粉末冶金合金表面にＺｎあるいはＺ
ｎ合金を溶射することによって、Ｚｎ合金層を形成する
ことを特徴とする鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末
冶金材料の製造方法。 - （４）アルミニウム粉末冶金合金とＺｎあるいはＺｎ合
金とをクラッドすることによって、Ｚｎ合金層を形成す
ることを特徴とする鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉
末冶金材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28069089A JPH03146604A (ja) | 1989-10-28 | 1989-10-28 | 鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28069089A JPH03146604A (ja) | 1989-10-28 | 1989-10-28 | 鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146604A true JPH03146604A (ja) | 1991-06-21 |
Family
ID=17628585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28069089A Pending JPH03146604A (ja) | 1989-10-28 | 1989-10-28 | 鋳ぐるみ性に優れたアルミニウム粉末冶金材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03146604A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053508A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Nissan Motor Co Ltd | 熱伝導円筒部材およびその製造方法ならびに熱伝導円筒部材を用いたアルミニウム合金製エンジン |
-
1989
- 1989-10-28 JP JP28069089A patent/JPH03146604A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053508A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Nissan Motor Co Ltd | 熱伝導円筒部材およびその製造方法ならびに熱伝導円筒部材を用いたアルミニウム合金製エンジン |
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