JPH04176838A - Ａ１合金混合粉末および焼結ａ１合金の製造方法 - 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］ 本発明は機械部品等に用いられる焼結Ａｌ合金用の原料
粉末、およびその原料粉末を用いた焼結Ａｌ合金部品の
製造方法に関する。

［従来の技術及び解決しようとするｔ！！１１近年、事
務機器、コンピューター関連機器の分野では、消費電力
の低減、撮動による騒音発生の防止、可搬性の向上等の
必要性から、軽量なＡｌ合金部品の利用が増えつつある
。

このようなＡｌ合金部品の製造法の一つに通常の圧粉成
形焼結法がある０本法は単純な工程でニアネットシェイ
ブ精密部品が製造できるため、特にコスト面で大きな利
点をもっている。

圧粉成形焼結法によるへ１合金精密部品の製造方法とし
て、純Ａｌ粉末にＡｌと低融点の共晶を造るＣｏ、Ｓｊ
、Ｍｇ等の合金元素の単体粉末を配合した混合粉を原料
として用い液相焼結を利用する方法、いわゆる要素粉末
混合法（Ｂｌｅｎｄｅｄｅｌｅｍｅｎｔａｌ　＋ｎｅｔ
ｈｏｄ）が良く知られている。しかしながらこの方法は
、単体光素粉の融点が高いため液相を生成しに＜＜、焼
結後も未反応の元素粉が残留しやすく良好な機械的性質
の焼結体を得るのは難しいといフた問題点が存在した。

一方、合金元素をあらかじめ粉末に添加し、最終合金組
成となっている合金粉末を原料とする合金粉末法（Ｐｒ
ｅａｌｌｏｙ　ｍｅｔｈｏｄ）の場合、粉末が硬質なた
め成形圧縮性が悪く、通常の金型成形では良好な成形体
を得ることができない、さらに粉末の融点が低いため焼
結温度を十分高くすることができず、拡散、焼結を良好
に進行させることができないという欠点がある。

さらに、前出の要素粉末混合法を改良した方法として、
合金元素を予めＡｌに合金化した母合金粉末を製造して
この母合金粉末を純Ａｌ粉末に配合した混合粉末を用い
る方法、いわゆる母合金法（Ｍａｓｔｅｒ　ａｌｌｏｙ
　ｍｅｔｈｏｄ）も提案されている（例えば特開平１−
２９４８３３）。この方法では成形しやすい純Ａｌ粉末
を主な原料粉末としており、かつ合金元素は既にＡｌと
合金化されており、しかも多くの場合、多元系の低融点
の共晶を生成しゃすい組成に調整されているため、液相
焼結は進行しやすく、より優れた機械的性質の焼結体を
得ることが可能となる。しかしながら上記母合金法でも
用途によっては機械的性質、特に延性が不十分であると
いった問題点が存在した。特に、部品形状によっては金
型内へ粉末を均一供給し、かつ均一に圧縮成形するのが
難しく、局部的に密度が低くなり機械的性質が低下する
場合も少なくなく、そのような場合にも十分な使用性能
を維持するため、さらに特性を改善する必要があった。

本発明は原料粉末の酸化被膜に起因する難焼結性の問題
を解決し、通常の圧粉成形焼結法により従来より良好な
機械的性質を有するＡｌ精密部品を製造しようとするも
のである。

［ｒ１題を解決するための手段］ 本発明は従来技術のかかる問題点を解決するため母合金
法における原料粉末を工夫した。第一に主原料粉末とし
て従来用いられてきた純Ａｌ粉末を用いず、Ａｌに少量
のＣｕを添加したＡｌ−Ｃｕ合金粉末を用いた。第二に
焼結中に液相を生成させ焼結を進行させる手法（いわゆ
る液相焼結）を利用する観点から母合金粉末の組成、配
合量の最適化を行なった。これらの工夫により原料粉末
を良好に焼結、拡散させることが可能となり、従来より
優れた機械的性質を有する焼結Ａｌ合金を製造できるこ
とを見出し本発明に至った。以下にその詳細を１明する
。

始めに焼結Ａｌ合金の最終合金組成について説明する。

Ａｌに添加する合金化元素としては、Ｍｇ、Ｓｌ、Ｃｕ
を用いた。

ＭｇとＳｉは共存下で時効硬化により焼結Ａｌ合金の強
度を向上させる。その効果はＭｇ、Ｓｉの添加量がそれ
ぞれ０．１ｗｔ％（以後百分率は重量％で示す）未満て
はほとんど認められない。−方それらの添加量が２％を
越えると過剰添加により逆に強度、延性が低下する。従
って有効な強度向上の効果が得られる範囲として、Ｍｇ
、Ｓｉの添加量はそれぞれ０．１〜２．０％とした。

Ｃｕも時効硬化により焼結体の強度を向上させる。後述
の通り、Ｃｕは主原料粉末に０．２〜３％含まれる。従
ってＣｕの添加量の下限値は主原料粉末のそれと同し０
．２％である。一方その添加量が６％を越えると未溶解
の粗大なＣｕ化合物が残留し、逆に強度、延性が低下す
る。従って有効な強度向上の効果が得られる範囲として
、Ｃｕの添加量は０．２〜６．０％とした。

本発明者らは以上の最終合金組成の範囲内で特長のある
合金として２種類の合金組成を考えた。

その一つは強度と延性がバランス良く優れ、かつ耐食性
に優れた汎用合金を目標としてＡｌ−Ｍｇ−５ｌ系をベ
ースとし、それにＯ，１〜１％の比較的少量のＣｕを添
加した組成の合金である（以後へ合金と呼ぶ）、Ａ合金
は展伸材の６０００系合金に近いが、本発明者らの実験
の結果、展伸材と比較してＭｇよりＳｉを若干過剰に添
加することにより安定して良好な機械的性質が得られて
いる。その組成はＭｇ：０．１〜１．０％、Ｓｉ：０．
５〜１．５％、Ｃｕ　：０．１〜１．０％、さらに望ま
しくはＭｇ：０．３〜６．７％、Ｓｉ：０．８〜１．２
％、Ｃｕ　：０．３〜０．７％である。主な用途はホル
ダ一部品、プレート部品、その他弱電機器、ＯＡ種機器
の精密部品である。

他の一つは特に高強度を特長とし、そのためＣｕの添加
量を２〜６％と増やしたＡｌ−Ｃｕ系の合金であ一す、
展伸材の２０００系に相当する合金である（以後Ｂ合金
と呼ぶ）。その組成はＭｇ＝０．１〜１．６％、Ｓｉ：
０．１＝１．５％、Ｃｕ：２〜６％、さらに望ましくは
Ｍｇ：０．１〜０．８％、Ｓｉ　：０．１〜０．８％、
Ｃｕ：３．５〜４．５％である。主な用途はよりコンロ
ッド、アーム部品等高強度を必要とする一般産業機械の
精密部品である。

本特許の原料粉末は２種類以上の粉末を混合して造られ
る。それら原料粉末の内、最も量の多い粉末を以下主原
料粉末と呼ぶ。またそれら原料粉末の内、少なくとも１
種類は母合金粉末である。

以下それら主原料粉末と母合金粉末の詳細について説明
する。

始めに主原料粉末について説明する。

圧粉成形焼結法の主原料粉末には圧縮成形性が良好であ
ること、焼結性が良好であること、充分高い温度で焼結
が可能であること、の３条件が必要とされる。

従来、Ａｌ合金の圧粉成形焼結体用の主原料粉末として
は純Ａｌ粉末が用いられてきた。それに対し本発明者ら
は主原料粉末である純Ａｌに少量の合金元素を添加する
ことによりその焼結性を改善し、そのことにより焼結Ａ
ｌ合金の機械的性質を改善する検討をおこなった。その
結果、主原料粉末として純Ａｌ粉末の代りにＣｕを少量
添加したＡｌ−Ｃ４合金粉末を用いるこ仁により焼結性
が改善され、焼結Ａｌ合金の機械的性質が大きく向上す
ることを見出し本発明に至った。

具体的には主原料粉末としてＡｌに０．１〜３％のＣｕ
を添加したＡｌ−Ｃｕ合金粉末を用いる。

Ｃｕ添加量の範囲限定の理由は以下の通りである。

Ｃｕの添加量が０．１％未満の場合、焼結性改竺の明確
な効果が認められない。一方、Ｃ、ｕの添加量が３％を
越えると、焼結性改善の効果が飽和するだけでなく、粉
末が硬くなるため粉末の圧縮成形性が悪化し、そのため
充分緻密な成形体が得られなくなる。さらに粉末の融点
が低下するため焼結温度を充分高くすることができず、
そのことは焼結、拡散の進行を困難にする。それらの結
果良好な機械的性質を有した焼結Ａｌ合金が得られなく
なる。即ち、Ｃｕ添加量を０．１〜３％とすることによ
り、Ｃｕの添加による焼結性改善の効果と良好な圧縮成
形性および充分高い温度での焼結が可能という条件が満
足される。

さらに主原料粉末にＡｌ−Ｃ：ｕ粉を用いる利点として
、特にＢ合金のようにＣｕ量の多い組成の合金を製造す
る場合、最終合金組成に必要なＣｕ量を主原料粉末側と
母合金粉末側とから分けて供給することになり、それに
より母合金組成、配合量の設計の自由度が増すことも挙
げられる。

また上記主原料粉末の他の一つのグループはＣｕ：０．
１〜３％含む組成に、さらにＭｎ、Ｎｉ、Ｆｅ５Ｃｒ、
Ｚｒ５Ｔｉ、Ｖ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎのうちから選ばれた
少なくとも１種以上の合金元素を０．１〜２ｗｔ％含み
、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなる組成を有す
るものである。

この主原料粉末は強度向上、切削性向上等を目的とし、
Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｔ以外に微量元素としてＭｎ、Ｎｉ、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎのうちか
ら選ばれた少なくとも１種以上の合金元素を全量で４ｗ
ｔ％以下含み、残８ドがＡｌからなる組成を有する焼結
合金を得ることを目的としたものである。

次に母合金粉末の組成の限定理由について説明する。

母合金粉末は焼結Ａｌ合金の強度向上に寄与するＭｇ、
Ｓｔ、Ｃｕを供給し、焼結Ａｌ合金の最終合金組成を調
整する役割と、母合金粉末口らが焼結温度以下で融解し
、あるいは主原料粉末であるＡ　Ｉ　−Ｃｕ合金粉末と
の共晶反応により液相を生成し焼結を促進させる役割を
持つ。このような役割を果すＡｌ母合金としてはＡｌ　
−Ｍｇ−３ｔやＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−５ｔ合金が考えられ
る。

なお、母合金粉末は硬質のため、配合量が多くなると圧
縮成形性を害するため、高合金として所定の合金元素量
を少ない母合金粉末の配合量で供給できるようにするこ
とが望ましい、さらに、経済的なＡｌ合金粉末の製造方
法である大気アトマイジング法、により容易に製造でき
ることも組成を決める要因として重要マある。

以上の観点からへ全周用の母合金粉末の組成範囲の下限
側の組成として、融点が低いＡｌ−Ｍｇ−３ｉａ元系合
金の共晶組成に近い組成であるＭｇ：４％、ｓｉ：ｉ２
％を下限値として選定した。一方、Ｍｇは２０％を越え
ると母合金の溶湯の活性が増し、酸化爆発の危険性が増
し、大気アトマイジング法では製造が難しくなるため上
限を２０％以下とした。また、Ｓｉの量が３０％を越え
ると、母合金の融解終了温度（液相線温度）が上昇し、
粉末製造時に母合金の溶解・アトマイソングが難しくな
る。また焼結時、共晶反応による液相も生じにくくなる
。そのためＳｉは３０％以下に限定した。従って母合金
粉末の組成としては、Ｍｇ：４〜２０％、Ｓｊ：１２〜
３０％、残部Ａｌであり、さらに望ましくは、Ｍｇ：５
〜１５％、Ｓｉ　：１５〜２５％、残部Ａｌである。

さらにこの母合金組成にＣｕを添加し、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ母合金とすることもできる。

Ｃｕの添加により母合金粉末の融解開始温度（固相線温
度）をさらに低下させ、その温度を調節すること□が可
能になる。そのことにより焼結を促進させ、またＣｕの
時効硬化元素としての役割とあいまって焼結Ａｌ合金の
機械的性質を一層改善することが可能とな劣。ただしＣ
ｕは主原料粉末からも供給されるため、目標とする最終
合金組成によっては必ずしも母合金粉末中に含める必要
は無い。

Ｃｕを含有させる場合母合金粉末の組成は２つに分けら
れる。こ□れは前述のとうり最終合金組成が主にＣｕ量
の少ないへ全周と多いＢ合金とに分けられており、その
各々に適した母合金粉末組成が選定されるためである。

へ全周の場合、目標とする最終合金組成中のＣｕ量が比
較的少ないため母合金粉末中に含有させるＣｕ量も比較
的少なくて良い、したがって前述のＡｌ−Ｍｇ−３ｉ系
の母合金を基に、それに適当量のＣｕを加えた組成とし
た。へ全周の場合、多量のＣｕの添加は最終合金のＣｕ
量の増加ζこつながり、Ｃｕは強度の増加には有用では
あるが、耐食性を劣−化させるため、いたずらにＣｕ１
ｌを増やすことは避けるへきて、その観点からＣｕの添
加量としては３０％以下が適当と考えられる。従ってＣ
ｕ１ｌの少ないへ全周用の母合金粉末の組成としてはＭ
ｇ：４〜２０％、Ｓｉ：１２〜３０％、Ｃｕ：１〜３０
％、残部Ａｌ、さらに望ましくはＭｇ：５〜１５％、Ｓ
ｉ：１５〜２５％、ＣＵ：５〜１５％、残部Ａｌである
。

一方高強度を狙ったＢ合金の場合、最終合金組成中のＣ
ｕ量を多くする必要があり、そのためには母合金粉末中
のＣＵは３０％以上とする必要がある。一方５０％以上
では融点が上昇し、溶解とアトマイジング作業が難しく
なる。ＭｇとＳｉはともに母合金粉の融点を下げ液相焼
結を生じやすくするため、また焼結体の時効硬化のため
の合金化元素として、それぞれ１％以以上台金粉に添加
する必要がある。一方Ｍｇと８１はともに２０％以上で
は、既に述べた理由により、溶解アトマイジング作業を
難しくするため、それぞれ２０％以下とする必要がある
。すなわちＢ合金用の母合金粉末の組成としてはＣｕ：
３０〜６０％、ＳＩ：１〜２０％、Ｍｇ：１〜２０％で
あり、より望ましくはＣｕ：３０〜４０％、Ｓｉ：１〜
１０％、Ｍｇ：１〜ｌＯ％であ劣。

さらに本発明の焼結Ａｌ合金用母合金粉末の他の一つの
グループは前記のＭｇ：４〜２０％、Ｓｉ：１２〜３０
％またはＭｇ：４〜２０％、Ｓｉ：１２〜３０％、Ｃｕ
：１〜３０％またはＣｕ：３０〜５０％、Ｓｉ：１〜２
０％、Ｍｇ：１〜２０％を含む組成に、さらにＭｎ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、　Ｃｒ、Ｚｒ５Ｔｉ、Ｖ、Ｐｂ、Ｂ１５Ｓｎ
のうちから選ばれた少なくとも１種以上の合金元素を０
．１〜８νｔ％含み、残部が不可避的不純物を含むＡｌ
からなる組成を有するものである。この母合金粉末は強
度向上、切削性向上等を目的とし、ＣｕＳＭｇ、Ｓｉ以
外に微量元素としてＭｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｒ５Ｔ
ｌ、Ｖ、Ｐｂ．Ｂｉ。

Ｓｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の合金元素
を全量で４νｔ％以下含み、残部がＡｌからなる組成を
有する焼結合金を得ることを目的としたものである。

以上の通り、母合金粉末はＡｌ−Ｍｇ−３ｉ系、Ａｌ−
Ｍｇ−３ｔ−ｃｕ系の組成になる。その請求範囲内で組
成を変えることにより、母合金の融解開始温度および主
たるＡｌ−Ｃｕ合金原料粉末との反応で液相を生成する
温度を調整することが可能になる。また母合金粉末の組
成を調整することにより、原料混合粉末中の母合金粉末
の配合量の調整が可能である。

この母合金粉末の配合量については、その量が少なすぎ
ると液相焼結が不可欠な焼結Ａｌ合金において、充分な
液相量が確保できず良好な特性の焼結体を得ることが不
可能となる。一方、多すぎ名と圧縮成形性を害し、また
焼結時に生じる液相量が多くなりすぎ発汗現象により表
面性状が良好な焼結体が得られなくなる。そのような観
点から母合金の配合量は２％以上、１５％以下、さらに
望ましくは３％以上、１２％以下が適する。この範囲で
最終目標組成になるようにＡｌ−Ｃｕ主原料粉末と母合
金粉末とを配合する。

これら原料粉末の粒度は５０メツシュ以下６３δメツシ
ュ以上が９０％以上であることが望ましい。これは５０
メツシュ以上の粉末が多いと金型への充填性が悪く、一
方６３５メツシュ以下の粉末が多いと流動性を害し、ま
た成形時に金型の隙間に入り込みカジリを生じやすいた
め適当でない。

さらに原料粉末をあらかしめ加熱焼鈍し軟化させ、粉末
の成型圧縮性をさらに向上させることもできる。

また上記合金粉末に潤滑剤を混合することにより粉末同
志の潤滑、粉末と金型壁面間の潤滑性を改善し、成形性
を高めることも可能である。潤滑材の混合量は０．２％
以下ではその効果が不十分てあり、２％以上では効果が
飽和するだけでなく、粉末の流動性・成形性を害し、さ
らに潤滑剤は焼結時に揮発飛散し、不必要に焼結炉内あ
るいは真空焼結にあフては排気系を汚染するため０．２
〜２％とした。さらに好ましくは０．７〜１．８％であ
る。潤滑剤の種類としては、焼結温度以下で全て揮発飛
散し、材料特性に有害な影響の無いものが好ましい。そ
のような観点からは金属塩系の潤滑材（例、ステアリン
酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸アルミニ
ウムなど）よりも金属を含まない有機物系、例えばアミ
ド系潤滑材が望ましく、エチレンビスステアロアマイド
等を最適な潤滑材として挙げることができる。

また焼結体部品にさらに耐摩耗性、潤滑性、低熱膨張率
等の機能を付与するため、これら粉末にセラミックス、
金属、Ｓｉ、炭緊あるいは固体潤滑材等の粒子、繊維な
と焼結合金の第２相となる物質を混合することもできる
。

次に上記原料粉末を用いて焼結Ａｌ合金を製造する方法
について説明する。

まず所望の合金組成の混合粉末原料を準備し、これを加
圧成形する。成形圧は２トン／ｃｍ２未満ては成形体の
緻密化が足りず粉末同士の接触が不十分て、良好な焼結
体強度・延性が得られない。従って２）：／／ｃｍ２以
上で成形する必要がある。一方、成形圧が高すぎる場合
、ラミネーションの発生、金型へのカジリ、金型の寿命
の低下等の問題が生しる。

そのため実操業上８１シ１ｃｌ１２を越える成形圧は不
適当である。従って成形は２〜８トン／ｃＩ１１２で行
なう。

さらに原料粉末を７０℃〜２５０℃に加熱した状態で成
形することにより成形体をより緻密化することも可能で
ある。

焼結雰囲気については活性なＡｌ合金粉末粒子の酸化を
防ぎ十分焼結を進行させるためには真空あるいは窒素ガ
ス、アルゴンガス雰囲気等の非酸化性雰囲気中で焼結す
る必要がある。真空で焼結する場合その真空度は０．１
ｔｏｒｒ以下、望ましくは０．０１　ｔｏｒｒ以下にす
るのが良い。また焼結炉の内部を真空置換後、減圧下で
窒素ガス等の不活性ガスを少量流しながら焼結すること
も、焼結体から発生するガス成分を除去する効果を高め
る。

なお窒素ガス雰囲気あるいはアルゴンガス等の不活性雰
囲気中で焼結する場合はガスの純度が重要であり、特に
ガス中に含まれる水分は焼結部品の特性に悪影響を及ぼ
すため、露点を十分低く管理する必要があり、望ましく
は露点は一４０℃以下に保つ必要がある。

焼結温度は５００℃より低いと元素の拡散が不十分であ
り、粉末同志の焼結が不十分となる。−方６５０℃より
高いと多量の液相が生成しあるいは粉末の溶融により、
昇温とともに部品形状を保てないため、５００℃以上、
６５０℃以下で焼結する必要がある。

またこうして得られた焼結体を再圧縮することができる
。再圧縮の成形圧は３〜１１トン／ｃＩｌ１２が適当で
ある。再圧縮は寸法精度を向上させるために行う所謂サ
イジングの目的と、焼結体の機械的性質を向上させる目
的とがある。後者の目的では再圧縮により焼結体をさら
に緻密化し、焼結体中のボアを潰し、新たに金属接触面
を増加させる。その際再圧縮体は加工硬化により強度が
向上し延性は低下する。それに対し再圧縮後、後述の熱
処理を施すことにより加工硬化の影響が除かれ、さらに
一部焼結・拡散が進行し、強度、延性とも向上する。本
発明者らの実施例によれば、焼結体に対し再圧縮＋熱処
理を施すことにより強度は約２０〜３０％向上し、伸び
は約１．４〜４倍向上している。即ち再圧縮＋熱処理の
工程は焼結体の機械的性質の向上に非常に有効で、特に
延性の必要とされる各種アーム部品などの製造に適して
いる。

さらに再圧縮により得られた成形体を再焼結することに
より機械的性質、特に延性を改善することができる。再
圧縮により緻密化した組織を再度焼結することにより拡
散・焼結を一層進行させることができる。その際の条件
は基本的には焼結の場合と同様で再焼結温度は５００℃
以上が望ましい。

またこれら焼結体の合金成分であるＣｕ、Ｍｇ、Ｓ！は
本来熱処理により機械的性質の向上に寄与するものであ
る。したがって通常のＡｌ合金同様、Ｔ６またはＴ４の
溶体化−時効処理を施しその機械的性質を調整、向上さ
せることは有効である。

Ｔ６処理は特に高強度を必要とする場合有効な熱処理で
あり、Ａｌ−Ｃｕ系合金に適用することにより、引張強
度３５　ｋｇｆ／ｍｍ２以上を付与することが可能とな
る。Ｔ４処理は適度の強度と良好な延性を兼ね供えた特
性が必要な場合有効な熱処理である。

なお通常は成形、焼結、再圧縮後溶体化−時効処理によ
り、実用上充分な特性を得ることが可能である。

［作用］ 本発明はあらかしめ少量のＣｕを含むＡｌ−Ｃｕ合金粉
末とＡｌ−Ｍｇ−５ｉ母合金粉末あるいはＡ　Ｉ　−Ｍ
　ｇ　−Ｓ　］　−Ｃｕ母合金粉末とを使用することに
より液相の生成を容易にし、もって焼結性を改善し、焼
結Ａｌ合金の機械的性質を著しく改善させるものである
。

［発明の実施例］ 以下本発明の実施例について説明する。

実施例 表１に示すＡｌ合金主原料粉末および表２に示す母合金
粉末を大気アトマイズ法により製造し、それを篩分し１
００メツシユ篩下〜３２５メツシユ篩上の粉末を得た。

それら粉末を表３に示す配合比で配合し、さらにそれに
アミド系潤滑剤１％を加え原料粉末とした。それを成形
圧４１ン／Ｃｌ１１２てＪＩＳ　　Ｚ２５５０に規定さ
れている引張試験片形状に成形した。その成形体を１〜
３　ｔｏｒｒ減圧窒素雰囲気下、５７０〜５９０℃で２
時間焼結した。その焼結体にＴ６またはＴ４熱処理を施
した後、引張試験に供した。その結果を表４に示す。

次いでその焼結体の幾つかを５トン／Ｃ１１２で再圧縮
した後Ｔ６またはＴｌｌ！処理を施し、引張試験に供し
た。その結果を表４に併せて示す。

比較例１ Ａｌ−４％Ｃｕ粉末を大気アトマイズ法により製造し、
それを篩分し１００メツシユ篩下〜３２５メツシユ篩上
の粉末を得た。それに表２の粉末Ａｌ−２０％５ｔ−１
０％Ｍｇ粉末を表３に示すように配合し、さらにそれに
アミド系潤滑剤１％を加え原料粉末とした。それを実施
例と同じ製造条件で引張試験片とし試験に供した。結果
を表４に示す。

比較例２ Ａｌ粉末を大気アトマイズ法により製造し、それを篩分
し１００メツシユ篩下〜３２５メツシユ篩上の粉末を得
た。それに表２の粉末Ａ　Ｉ　−２０％ｓ　＋　−’ｉ
　ｏ％Ｃｕ−１０％Ｍｇ粉末、Ａｌ−６％Ｓ　１−４０
％Ｃｕ−６％Ｍｇ粉末を表３に示すように配合し、さら
にそれにアミド系潤滑剤１％を加え原料粉末とした。そ
れを実施例と同し製造条件で引張試験片とし試験に供し
た。結果を表４に示す。

比較例３ Ａｌ粉末を大気アトマイズ法により製造し、それを篩分
し１００メツシユ篩下〜３２５メツシユ篩上の粉末を得
た。それに同じ＜１００メツシユ篩下〜３２５メツシユ
篩上に粒度を調整したｓ１粉末、Ｃｕ粉末、Ｍｇ粉末を
配合し、配合組成をＡｌ−１％５ｉ−０，５％Ｃｕ−０
，５％Ｍｇとした。さらにそれにアミド系潤滑剤１％を
加え原料粉末とした。それを実施例と同じ製造条件て引
張ｖｃ験片とし試験に供した。結果を表４に示す。

表４より、本発明のへ全周は焼結子Ｔ６処理したものて
引張強さ：　２２〜２５　ｋｇｆ／ｗｖ２、伸び１３％
以上と、従来知られていた焼結合金の特性より強度、伸
びとも優れていた。

さらにそれを再圧縮、熱処理した場合、Ａ合金てはＴ６
処理て引張強さ：　２　Ｂ　〜３３　ｋｇｆ／ｍｍ２、
伸び１８％以上と強度、延性ともにバランス良く特性が
向上し、またＴ４処理では伸び１２３％以上と従来にな
い伸びのある材料が得られている。−方Ｂ合金は焼結子
Ｔ６処理したもので引張強さ：３３〜３５　ｋｇｆ／１
ｓｔｎ２、伸び二１．５％以上の特性が得られており、
高い強度と適当な伸びが得られている。さらにＢ合金は
再圧縮子Ｔ６処理で引張強さ＝３８〜４１　ｋｇｆ／ｍ
ｍ２と従来にない優れた強度かえられている。また再圧
縮子Ｔ４処理では引張強さ：　３０　ｋｇｆ／＋ｎ＋ｎ
２以上を保ちながら伸びは８％以上の優れた値を示して
いる。

比較例１は主原料粉末にＡｌ−４％Ｃｕ粉末を用いた例
である。Ｃｕの添加量が多いため粉末の成形圧縮性が悪
く、ラミネーションが生じ実用になる成形体が得られて
いない。

比較例２は主原料粉末に純Ａｌ粉末を用いた従来の母合
金法の例である。比較例Ｎｏ、２０は本発明例のへ全周
、Ｎｏ、２１は本発明例のＢ合金に相当する組成の例で
ある。

本発明例による焼結合金に比べ、強度、伸びとも低い値
である。

比較例３はＳｉ、Ｃｕ、Ｍｇの合金元素の単体粉末を配
合した要素粉末混合法の例である。強度、伸びともに低
い値しか得られていない。

［効果］ 本発明によれば従来になく高強度、高延性のへ１合金部
材を焼結法によって得ることができ、複雑形状の部品の
軽量化に寄与するところが大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｃｕ：０．１〜３．０ｗｔ％で残部が不可避的不純
   物を含むＡｌからなることを特徴とする焼結Ａｌ合金用
   Ａｌ合金粉末。 ２）Ｃｕ：０．１〜３．０ｗｔ％を含み、さらにＭｎ、
   Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎ
   のうちから選ばれた少なくとも１種以上の合金元素を０
   ．１〜２．０ｗｔ％含み、残部が不可避的不純物を含む
   Ａｌからなることを特徴とする焼結Ａｌ合金用Ａｌ合金
   粉末。 ３）Ｍｇ：４〜２０ｗｔ％、Ｓｉ：１２〜３０ｗｔ％を
   含み残部が不可避的不純物を含むＡｌからなることを特
   徴とする焼結Ａｌ合金用Ａｌ合金粉末。 ４）Ｍｇ：４〜２０ｗｔ％、Ｓｉ：１２〜３０ｗｔ％を
   含み、さらにＭｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ
   、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎのうちから選ばれた少なくとも１種
   以上の合金元素を０．１〜８ｗｔ％含み、残部が不可避
   的不純物を含むＡｌからなることを特徴とする焼結Ａｌ
   合金用Ａｌ合金粉末。 ５）Ｍｇ：４〜２０ｗｔ％、Ｓｉ：１２〜３０ｗｔ％、
   Ｃｕ：１〜３０ｗｔ％を含み、さらにＭｎ、Ｎｉ、Ｆｅ
   、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎのうちから
   選ばれた少なくとも１種以上の合金元素を０．１〜８ｗ
   ｔ％含み、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなるこ
   とを特徴とする焼結Ａｌ合金用Ａｌ合金粉末。 ６）Ｍｇ：１〜２０ｗｔ％、Ｓｉ：１〜２０ｗｔ％、Ｃ
   ｕ：３０〜５０ｗｔ％を含み残部が不可避的不純物を含
   むＡｌからなることを特徴とする焼結Ａｌ合金用Ａｌ合
   金粉末。 ７）Ｍｇ：１〜２０ｗｔ％、Ｓｉ：１〜２０ｗｔ％、Ｃ
   ｕ：３０〜５０ｗｔ％を含み、さらにＭｎ、Ｎｉ、Ｆｅ
   、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎのうちから
   選ばれた少なくとも１種以上の合金元素を０．１〜８ｗ
   ｔ％含み、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなるこ
   とを特徴とする焼結Ａｌ合金用Ａｌ合金粉末。 ８）請求項第１項記載の合金粉末に請求項第３項または
   第６項記載の粉末の内１種類あるいは２種類以上を混合
   し、混合粉末の組成がＭｇ：０．１〜２．０ｗｔ％、Ｓ
   ｉ：０．１〜２．０ｗｔ％、Ｃｕ：０．２〜６ｗｔ％、
   残部が実質的にＡｌからなることを特徴とする焼結Ａｌ
   合金用Ａｌ合金混合粉末。 ９）請求項第１項記載の合金粉末にＭｇ：４〜２０ｗｔ
   ％、Ｓｉ：１２〜３０ｗｔ％、Ｃｕ：１〜３０ｗｔ％を
   含み、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなる合金粉
   末を混合し、混合粉末の組成がＭｇ：０．１〜２．０ｗ
   ｔ％、Ｓｉ：０．１〜２．０ｗｔ％、Ｃｕ：０．２〜６
   ｗｔ％、残部が実質的にＡｌからなることを特徴とする
   焼結Ａｌ合金用Ａｌ合金混合粉末。 １０）請求項第８項または第９項記載の混合粉末に潤滑
   材を０．２〜２ｗｔ％混合したことを特徴とする焼結Ａ
   ｌ合金用Ａｌ合金混合粉末。 １１）請求項第８項、第９項、あるいは第１０項記載の
   混合粉末を２〜８トン／ｃｍ＾２の加圧力で圧粉成形し
   た後、圧粉体を非酸化性雰囲気の中で５００〜６５０℃
   の温度範囲で焼結することを特徴とするＡｌ合金の製造
   方法。 １２）請求項第８項、第９項、あるいは第１０項記載の
   混合粉末を２〜８トン／ｃｍ＾２の加圧力て圧粉成形し
   た後、圧粉体を非酸化性雰囲気の中で５００〜６５０℃
   の温度範囲で焼結し、さらに該焼結合金を再度３〜１１
   トン／ｃｍ＾２の加圧力で再圧縮し、さらに溜体化−時
   効処理を施すことを特徴とするＡｌ合金の製造方法。 １３）引張強度が２８ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上で伸びが８
   ％以上の機械的性質特性を具備したことを特徴とする焼
   結Ａｌ合金。 １４）引張強度が３５ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上で伸びが３
   ％以上の機械的性質特性を具備したことを特徴とする焼
   結Ａｌ合金。