JPH04143233A - 靭性に優れたＡｌ―Ｓｉ系合金粉末鍛造部材の製造法 - Google Patents

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、エンジン、コンプレ・ソサー等の各種機械
部品に使用した場合に優れた性能を発揮する靭性に優れ
たＡｌ−５ｉ系合金粉末鍛造部材の製造法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

急冷凝固法により得られ、かつＳｉ：１０〜３５％、Ｃ
ｕ：１〜５％以下、Ｍｇ：０．５〜３％以下、Ｆｅ。

Ｎｉ　、Ｍｎ　、Ｃｒのうち１種または２種以上：０．
５〜ｌＯ％を含有し、残部＝ＡＩおよび不可避不純物か
ら成る（以上、％は、重量％）成分組成を有するＡｌ１
−Ｓｔ系合金粉末を原料粉末とし、この原料粉末を冷間
圧縮成形して冷間圧縮成形体を製造し、この冷間圧縮成
形体をホットプレス、予備熱間鍛造などにより密度比が
１０（１％に近い緻密なプリフォームとした後押出し、
鍛造などの大きな変形をともなう熱間塑性加工を施して
固化、成形することによりＡｐ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部
材を製造する方法は知られている。このＡｌ−５ｉ系合
金粉末鍛造部材は、上記熱間塑性加工時の加工度を高め
るに従い、粉末表面の酸化物の破壊、分散が進み、粉末
同志の金属結合が強固となり、靭性が向上する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の上記予備鍛造体あるいはホットプ
レス体などのプリフォームは、熱間塑性加工性が悪いた
めに大きな熱間塑性加工による変形を加えると割れが生
じ、熱間塑性加工による加工度を大きくとることができ
ず、したがって、靭性の優れたＡｌ−５ｉ系合金粉末鍛
造部材を得ることかできなかった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは、かかる課題を解決すべく研究を
行った結果、 上記冷間圧縮成形体に液体状有機物を含浸せしめ、その
冷間圧縮成形体を上記液体状有機物の分解温度以上５５
０℃以下の温度で加熱して上記液体状有機物を炭化せし
めることにより上記冷間圧縮成形体の粉末粒界に遊離炭
素が分散している組織を有する冷間圧縮成形体を製造し
、上記粉末粒界に遊離炭素が分散している組織を有する
冷間圧縮成形体にホットプレスまたは予備熱間鍛造を行
ってプリフォームを製造し、これに大きな変形をともな
う熱間塑性加工を施すと、靭性の優れたＡ、ｌ！−５ｉ
系合金粉末鍛造部材を得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、 Ｓ　ｆ：ｌＯ〜３５％、Ｃｕ：１〜５％、Ｍｇ：０．５
〜３％、Ｆｅ、Ｎｉ　、Ｍｎ、Ｃｒのうち１種または２
種以上＝０．５〜ｌＯ％（以上、％は、重量％）を含有
し、残部：Ａｌおよび不可避不純物から成る組成を有す
るＡｌ−５ｉ系合金粉末を冷間圧縮成形して冷間圧縮成
形体を製造し、上記冷間圧縮成形体に液体状有機物を含
浸せしめ、その冷間圧縮成形体を上記液体状有機物の分
解温度以上５５０℃以下の温度で加熱して上記液体状有
機物を炭化せしめることにより上記冷間圧縮成形体の粉
末粒界に遊離炭素が分散している組織を有する冷間圧縮
成形体を製造し、上記粉末粒界に遊離炭素が分散してい
る組織を有する冷間圧縮成形体に緻密化のための予備熱
間鍛造を施した後、大きな変形をともなう熱間鍛造を施
す、靭性に優れたＡｌｌ−５ｉ系合金粉末鍛造部材の製
造法に特徴を有するものである。

上記冷間圧縮成形体に液体状有機物を含浸せしめ、その
冷間圧縮成形体を上記液体状有機物の分解温度以上５５
０℃以下の温度で加熱する理由は、液体状有機物の分解
温度未満の加熱では液体状有機物が十分に分解しないた
めに、粉末粒界にｉ！！離炭素が分散している組織を有
する冷間圧縮成形体が得られず、一方、その加熱温度が
５５０℃を越えるとＡｆｆ−Ｓｉ系合金粉末の組織が粗
大化し、強度および靭性が著しく低下するので好ましく
ない。

したがって、上記加熱温度は、液体状有機物の分解温度
以上５５０℃以下に定めた。

かかる条件で加熱された冷間圧縮成形体は、遊離炭素を
０．０１〜０．３重量％の範囲内で含んでおり、その遊
離炭素は、粉末の粒界に沿って分散しているために熱間
塑性加工時の潤滑剤としての作用をするものと考えられ
る。

しかし、上記Ａｌ！−５ｔ系合金粉末に黒鉛などの固体
潤滑剤粉末を添加混合したのち、冷間圧縮成形しても微
細な潤滑剤粉末を微量均一に分散させることは困難であ
り、粗大で偏析した潤滑剤粉末は、Ａｌ−５ｉ系合金粉
末粒子間の結合を阻害し、かえって熱間塑性加工性を阻
害する。

〔実　施　例〕

つぎに、この発明を実施例に基づいて具体的に説明する
。

第１表に示される成分組成を有するＡ（１−５ｉ系合金
溶湯を空気アトマイズして調製した平均粒径：４０−の
Ａ、９−Ｓｔ系合金粉末を用意し、圧カニ５ｔｏｎ／ｃ
−で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）Ｌ、直径ニア５ｍｍ、
高さ　ｆｌｉＯａ＋ｍの円柱冷間圧縮成形体を製造した
。

この円柱冷間圧縮成形体をオレイン酸２０容量％を含む
エタノール溶液に浸漬し、この液体を十分に円柱冷間圧
縮成形体に含浸せしめたのち、取出して乾燥し、窒素雰
囲気中、第１表に示される温度で加熱した。加熱された
円柱冷間圧縮成形体の組織は、Ａ１１−Ｓｔ系合金粉末
の粒界に微細な遊離炭素か分散していることが金属顕微
鏡により確認された。ついで、上記冷間圧縮成形体を４
８０℃に加熱保持しながら密閉型鍛造を行い密度比９８
％以上の予備鍛造体を製造した。

次に、上記予備鍛造体を再び温度：４８０℃に保持し、
上記予備鍛造体に据込速度：　７０＋ａｍ／ｓｅｅで軸
方向から荷重をかける熱間据込鍛造を施して、上記予備
鍛造体を押し潰し、上記予備鍛造体が押し潰されて側面
に割れが生した時の高さを測定し、限界据込率を測定し
、それらの値を第１表に示した。上記限界据込率は、予
備鍛造体の元の高さをＨｅ１押し潰されて側面に割れか
生じた時の高さをＨｅとすると、 Ｈｏ　−ＨＣｌ　ＨｏＸ　１００　（％）、で表される
。

この熱間塑性加工を施して得られた限界据込体に溶体化
処理：４８０℃１ｈ加熱保持後、水温４０℃のポリアル
キレングリコール１５％水溶液に焼入れ、時効処理＝１
７０℃ｌｏｈ加熱保持の条件で熱処理を施シタ後、寸法
１０ｍｍ　Ｘ　ｌＯ＋ｗｍ　Ｘ　５０關の試験片を切り
出してシャルピー衝撃試験（ノツチなし）を行い、その
結果も第１表に示した。

第１表の結果から、本発明法１〜９により得られた予備
鍛造体は限界据込率が、従来法により得られたものに比
べ格段に高いことから熱間塑性加工性が優れており、ま
たこの発明の条件から外れている比較法１〜２により得
らた予備鍛造体は、限界据込率が低いことから、熱ｒ：
ｉ塑性加工性が劣ることがわかる。また、本発明法１〜
９により得られた限界据込体のＡ、１７−Ｓｉ系合金粉
末鍛造部材は、従来法により得られた限界据込体のＡｌ
Ｓｉ系合金粉末鍛造部材に比べてシャルピー衝撃試験値
が優れていることから靭性が格段に優れており、さらに
、この発明の条件から外れている比較法１〜２により得
られた限界据込体のＡｌ５ｔ系合金粉末鍛造部材（この
発明の条件から外れている値に壷印を付して第１表に示
した）は、靭性が劣ることがわかる。

〔発明の効果〕

この発明によると、従来よりも靭性の優れた１！−６！
系合金粉末鍛造部材を提供することができ、機械部品な
どの信頼性が向上できるなどの優れた効果を奏するもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｉ：１０〜３５％、Ｃｕ：１〜５％、Ｍｇ：０
   ．５〜３％、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｒのうち１種または
   ２種以上：０．５〜１０％（以上、％は、重量％）を含
   有し、残部：Ａｌおよび不可避不純物から成る組成を有
   するＡｌ−Ｓｉ系合金粉末を冷間圧縮成形して冷間圧縮
   成形体を製造し、 上記冷間圧縮成形体に液体状有機物を含浸せしめ、 その冷間圧縮成形体を上記液体状有機物の分解温度以上
   ５５０℃以下の温度で加熱して上記液体状有機物を炭化
   せしめることにより上記冷間圧縮成形体の粉末粒界に遊
   離炭素が分散している組織を有する冷間圧縮成形体を製
   造し、 上記粉末粒界に遊離炭素が分散している組織を有する冷
   間圧縮成形体に熱間塑性加工を施す、ことを特徴とする
   靭性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材の製造法。