JPH04202736A - 熱間粉末鍛造ですぐれた変形能を示す過共晶Ａｌ―Ｓｉ系合金粉末 - Google Patents
熱間粉末鍛造ですぐれた変形能を示す過共晶Ａｌ―Ｓｉ系合金粉末Info
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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〕
この発明は、圧粉体または焼結体に熱間鍛造（熱間粉末
鍛造）を施して所定形状の鍛造部材を製造するに際して
、上記圧粉体または焼結体の原料粉末として用いた場合
に、すぐれた変形能を発揮する過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金
粉末に関するものである。
鍛造）を施して所定形状の鍛造部材を製造するに際して
、上記圧粉体または焼結体の原料粉末として用いた場合
に、すぐれた変形能を発揮する過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金
粉末に関するものである。
従来、例えば特公平２−９０９９号公報に記載されるよ
うに、圧粉体または焼結体に熱間鍛造を施して所定形状
の鍛造部材を製造するに際して、上記圧粉体または焼結
体の原料粉末として、重量％で（以下％は重量％を示す
）、 Ｓｌ ：８〜３０％、 Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ 、およびＭｎのうちの１種ま
たは２種以上＝０．１〜１０％、を含有し、残りがＡＩ
と不可避不純物からなる組成、 並びに結晶粒内に初晶Ｓｉが分散した組織、を有する過
共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末が用いられていることは良く
知られるところである。
うに、圧粉体または焼結体に熱間鍛造を施して所定形状
の鍛造部材を製造するに際して、上記圧粉体または焼結
体の原料粉末として、重量％で（以下％は重量％を示す
）、 Ｓｌ ：８〜３０％、 Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ 、およびＭｎのうちの１種ま
たは２種以上＝０．１〜１０％、を含有し、残りがＡＩ
と不可避不純物からなる組成、 並びに結晶粒内に初晶Ｓｉが分散した組織、を有する過
共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末が用いられていることは良く
知られるところである。
一方、近年の自動車エンジンやコンプレッサーなどの駆
動装置の高性能化および軽量化はめざましく、これに伴
ない、これらの構造部材として適用されている上記の熱
間粉末鍛造部材にも形状複雑化および軽量化が強く要求
されるようになっているが、上記の従来過共晶Ａｌ−８
ｉ系合金粉末を原料粉末として用いた場合、熱間鍛造時
に圧粉体または焼結体が十分な変形能を示さず、このた
め部材の形状が複雑になったり、薄肉になったりすると
割れを発生し、所望の形状複雑化および軽量化をはかる
ことができないのが現状である。
動装置の高性能化および軽量化はめざましく、これに伴
ない、これらの構造部材として適用されている上記の熱
間粉末鍛造部材にも形状複雑化および軽量化が強く要求
されるようになっているが、上記の従来過共晶Ａｌ−８
ｉ系合金粉末を原料粉末として用いた場合、熱間鍛造時
に圧粉体または焼結体が十分な変形能を示さず、このた
め部材の形状が複雑になったり、薄肉になったりすると
割れを発生し、所望の形状複雑化および軽量化をはかる
ことができないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、圧粉体
または焼結体に熱間鍛造を施して、所定形状の熱間粉末
鍛造部材を製造するに際して、前記圧粉体または焼結体
にすぐれた変形能を付与すべく、特にこれの原料粉末で
ある過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に着目し研究を行なっ
た結果、原料粉末として、 Ｓｉ：１２〜３０％、 Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｍｎ、およびＴｉのうちの１
種または２種以上＝０１〜１０％、ＰｂまたはＳｎ：０
．２〜２％、 を含有し、残りがＡＩと不可避不純物からなる組成、 並びに、結晶粒界にＰｂまたはＳｎが分散し、かつ結晶
粒内に初晶Ｓｉが分散した組織、を有する過共晶Ａ１−
Ｓｉ系合金粉末、を用いると、この原料粉末より成形さ
れた圧粉体または焼結体においては、熱間鍛造時に、前
記原料粉末の結晶粒界に分散分布するｐｂまたはＳｎが
液状となり、この液状のＰｂまたはＳｒｌの存在によっ
て変形が容易となり、きわめて高い変形能を示すように
なることから、複雑な形状の付与や薄肉化にも割れが発
生することがなく、所望の形状の熱間粉末鍛造部材を相
対的に低い鍛造力で成形することが可能になるという研
究結果が得られたのである。
または焼結体に熱間鍛造を施して、所定形状の熱間粉末
鍛造部材を製造するに際して、前記圧粉体または焼結体
にすぐれた変形能を付与すべく、特にこれの原料粉末で
ある過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に着目し研究を行なっ
た結果、原料粉末として、 Ｓｉ：１２〜３０％、 Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｍｎ、およびＴｉのうちの１
種または２種以上＝０１〜１０％、ＰｂまたはＳｎ：０
．２〜２％、 を含有し、残りがＡＩと不可避不純物からなる組成、 並びに、結晶粒界にＰｂまたはＳｎが分散し、かつ結晶
粒内に初晶Ｓｉが分散した組織、を有する過共晶Ａ１−
Ｓｉ系合金粉末、を用いると、この原料粉末より成形さ
れた圧粉体または焼結体においては、熱間鍛造時に、前
記原料粉末の結晶粒界に分散分布するｐｂまたはＳｎが
液状となり、この液状のＰｂまたはＳｒｌの存在によっ
て変形が容易となり、きわめて高い変形能を示すように
なることから、複雑な形状の付与や薄肉化にも割れが発
生することがなく、所望の形状の熱間粉末鍛造部材を相
対的に低い鍛造力で成形することが可能になるという研
究結果が得られたのである。
この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたもので
あって、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を
説明する。
あって、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を
説明する。
（ａｌ ５ｉ
Ｓｉ成分には、アトマイズなどによる粉未形成時に初晶
Ｓｉ として結晶粒内に均一に分散分布し、これより製
造された熱間粉末鍛造部材の耐摩耗性を向上させるほか
、熱膨張係数を低い状態に保持する作用があるが、その
含有量が１２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が３０％を越えると、部材の靭性が
急激に低下し、かつ機械加工も困難になることから、そ
の含有量を１２〜３０％と定めた。
Ｓｉ として結晶粒内に均一に分散分布し、これより製
造された熱間粉末鍛造部材の耐摩耗性を向上させるほか
、熱膨張係数を低い状態に保持する作用があるが、その
含有量が１２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が３０％を越えると、部材の靭性が
急激に低下し、かつ機械加工も困難になることから、そ
の含有量を１２〜３０％と定めた。
（ｂ） Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｍｎ、およびこれ
らの成分には、部材の強度および耐熱性を向上させる作
用があるが、その含有量が０．１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量力月０％を越え
ると靭性が低下するようになることから、その含有量を
０．１〜１０％と定めた。
らの成分には、部材の強度および耐熱性を向上させる作
用があるが、その含有量が０．１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量力月０％を越え
ると靭性が低下するようになることから、その含有量を
０．１〜１０％と定めた。
（ｃ） ＰｂまたはＳｎ
これらの成分は、ＡＩに対する固溶度が著しく小さいの
で、粉未形成時に１合金の結晶粒界に遊離した状態でそ
れぞれ単独に存在し、したかつてこの状態の粉末を原料
粉末として用いて、これに熱間鍛造を施すと、熱間鍛造
温度てＰｂまたはＳｎが低融点をもつことと相まって、
液状となり、Ａ１合金の結晶粒界に液状のｐｂまたはＳ
ｎが存在することになることから、圧粉体または焼結体
の変形がきわめて容易となり、この結果として大きな変
形能をもつようになるので、形状複雑化に伴なう大きな
局部的変形や極端な薄肉化にも割れが発生することはな
く、かつ低鍛造力で健全な熱間粉末鍛造部材の製造を可
能ならしめる作用をもつが、その含有量が０．２％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が２％を越えると、部材の強度が低下するようになるこ
とから、その含有量を０．２〜２％と定めた。
で、粉未形成時に１合金の結晶粒界に遊離した状態でそ
れぞれ単独に存在し、したかつてこの状態の粉末を原料
粉末として用いて、これに熱間鍛造を施すと、熱間鍛造
温度てＰｂまたはＳｎが低融点をもつことと相まって、
液状となり、Ａ１合金の結晶粒界に液状のｐｂまたはＳ
ｎが存在することになることから、圧粉体または焼結体
の変形がきわめて容易となり、この結果として大きな変
形能をもつようになるので、形状複雑化に伴なう大きな
局部的変形や極端な薄肉化にも割れが発生することはな
く、かつ低鍛造力で健全な熱間粉末鍛造部材の製造を可
能ならしめる作用をもつが、その含有量が０．２％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が２％を越えると、部材の強度が低下するようになるこ
とから、その含有量を０．２〜２％と定めた。
〔実 施 例〕
つぎに、この発明の過共晶Ａｊ！−Ｓｉ系合金粉末を実
施例により具体的に説明する。
施例により具体的に説明する。
通常の溶解法にて、それぞれ第１表に示される成分組成
をもった過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金溶湯を調製し、これを
空気アトマイズ法により通常の条件で粉化することによ
り、いずれも１００メツシユ以下の粒度をもった本発明
過共晶Ａｌ−８ｉ系合金粉末（以下、本発明合金粉末と
いう）１〜ＩＯ１並びにｐｂまたはＳｎを含有しない従
来過共晶Ａ／−８ｉ系合金粉末（以下、従来合金粉末と
いう）１〜１０をそれぞれ製造した。
をもった過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金溶湯を調製し、これを
空気アトマイズ法により通常の条件で粉化することによ
り、いずれも１００メツシユ以下の粒度をもった本発明
過共晶Ａｌ−８ｉ系合金粉末（以下、本発明合金粉末と
いう）１〜ＩＯ１並びにｐｂまたはＳｎを含有しない従
来過共晶Ａ／−８ｉ系合金粉末（以下、従来合金粉末と
いう）１〜１０をそれぞれ製造した。
この結果得られた各種の合金粉末の組織を観察したとこ
ろ、本発明合金粉末１〜１０は、いずれも結晶粒内に初
晶Ｓｉが、結晶粒界にＰｂまたはＳｎが分散分布した組
織を有し、一方従来合金粉末１〜１０は、いずれも結晶
粒内に初晶Ｓｉが分散分布した組織をもつものであった
。
ろ、本発明合金粉末１〜１０は、いずれも結晶粒内に初
晶Ｓｉが、結晶粒界にＰｂまたはＳｎが分散分布した組
織を有し、一方従来合金粉末１〜１０は、いずれも結晶
粒内に初晶Ｓｉが分散分布した組織をもつものであった
。
ついで、これら各種合金粉末を原料粉末として用いて、
６ｔｏｎ／ａ＋ｆの圧力て、直径： ９０ｍｍφ×厚さ
：３０口の寸法をもった理論密度比＝７５％の圧粉体を
プレス成形し、さらにこの圧粉体の一部を、％］０−６
ｔｏｒ＋の真空中、３８０〜５００℃の範囲内の温度に
３時間保持の条件で焼結して焼結体とし、これら圧粉体
および焼結体の５個づつを素材として、変形能を評価す
る目的で、４８０℃で熱関すえ込み鍛造を施し、耳割れ
発生までのすえ込み率、すなわち５個の平均限界すえ込
み率を測定した。
６ｔｏｎ／ａ＋ｆの圧力て、直径： ９０ｍｍφ×厚さ
：３０口の寸法をもった理論密度比＝７５％の圧粉体を
プレス成形し、さらにこの圧粉体の一部を、％］０−６
ｔｏｒ＋の真空中、３８０〜５００℃の範囲内の温度に
３時間保持の条件で焼結して焼結体とし、これら圧粉体
および焼結体の５個づつを素材として、変形能を評価す
る目的で、４８０℃で熱関すえ込み鍛造を施し、耳割れ
発生までのすえ込み率、すなわち５個の平均限界すえ込
み率を測定した。
また、上記の圧粉体素材および焼結体素材に対して、４
００℃で密閉型を用い、熱間鍛造を施して、直径：９０
ｍφ×厚さ＝２２■の寸法をもった理論密度比：９９％
の熱間粉末鍛造部材とし、ついでこれに温度５００℃に
６時間保持後、水冷の条件での溶体化処理と、温度１７
０℃に１０時間保持の条件での時効処理を施した状態で
、強度を評価する目的で抗折力を測定した。この測定結
果を第１表に示した。
００℃で密閉型を用い、熱間鍛造を施して、直径：９０
ｍφ×厚さ＝２２■の寸法をもった理論密度比：９９％
の熱間粉末鍛造部材とし、ついでこれに温度５００℃に
６時間保持後、水冷の条件での溶体化処理と、温度１７
０℃に１０時間保持の条件での時効処理を施した状態で
、強度を評価する目的で抗折力を測定した。この測定結
果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明合金粉末１〜１０は
、いずれも熱間粉末鍛造で従来合金粉末１〜１０に比し
て著しくすぐれた変形能を示し、かつこのようにすぐれ
た変形能を示すにもかかわらず、これより製造された熱
間粉末鍛造部材は、従来合金粉末１〜１０を用いて製造
されたそれに比べて、同等あるいはそれ以上の高い強度
を示すことが明らかである。
、いずれも熱間粉末鍛造で従来合金粉末１〜１０に比し
て著しくすぐれた変形能を示し、かつこのようにすぐれ
た変形能を示すにもかかわらず、これより製造された熱
間粉末鍛造部材は、従来合金粉末１〜１０を用いて製造
されたそれに比べて、同等あるいはそれ以上の高い強度
を示すことが明らかである。
上述のように、この発明の過共晶Ａｌ−８ｉ系合金粉末
は、熱間鍛造温度で、結晶粒界に遊離して単独で分散分
布するＰｂまたはＳｎが液状となり、この状態で熱間鍛
造がなされるので、変形能の著しく高い熱間粉末鍛造を
可能とし、したがって部材の形状複雑化や薄肉化に伴な
う大きな鍛造加工率に対しても割れが発生せず、この結
果形状的に制約を受けない状態で、健全な熱間粉末鍛造
部材を製造することができるようになるなど工業上有用
な効果をもたらすのである。
は、熱間鍛造温度で、結晶粒界に遊離して単独で分散分
布するＰｂまたはＳｎが液状となり、この状態で熱間鍛
造がなされるので、変形能の著しく高い熱間粉末鍛造を
可能とし、したがって部材の形状複雑化や薄肉化に伴な
う大きな鍛造加工率に対しても割れが発生せず、この結
果形状的に制約を受けない状態で、健全な熱間粉末鍛造
部材を製造することができるようになるなど工業上有用
な効果をもたらすのである。
Claims (1)
- （１）Ｓｉ：１２〜３０％、 Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，およびＴｉのうちの１
種または２種以上：０．１〜１０％、ＰｂまたはＳｎ：
０．２〜２％、 を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）、並びに、 結晶粒界にＰｂまたはＳｎが分散し、かつ結晶粒内に初
晶Ｓｉが分散した組織、 を有することを特徴とする熱間粉末鍛造ですぐれた変形
能を示す過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33648390A JPH04202736A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 熱間粉末鍛造ですぐれた変形能を示す過共晶Ａｌ―Ｓｉ系合金粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33648390A JPH04202736A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 熱間粉末鍛造ですぐれた変形能を示す過共晶Ａｌ―Ｓｉ系合金粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04202736A true JPH04202736A (ja) | 1992-07-23 |
Family
ID=18299601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33648390A Pending JPH04202736A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 熱間粉末鍛造ですぐれた変形能を示す過共晶Ａｌ―Ｓｉ系合金粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04202736A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5374295A (en) * | 1992-03-04 | 1994-12-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder, heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5409661A (en) * | 1991-10-22 | 1995-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy |
| US5464463A (en) * | 1992-04-16 | 1995-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5614036A (en) * | 1992-12-03 | 1997-03-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High heat resisting and high abrasion resisting aluminum alloy |
| CN106493352A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-03-15 | 广东坚美铝型材厂（集团）有限公司 | 一种硅铝合金电子封装材料及其制备方法 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33648390A patent/JPH04202736A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5409661A (en) * | 1991-10-22 | 1995-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy |
| US5374295A (en) * | 1992-03-04 | 1994-12-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder, heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5464463A (en) * | 1992-04-16 | 1995-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5614036A (en) * | 1992-12-03 | 1997-03-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High heat resisting and high abrasion resisting aluminum alloy |
| CN106493352A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-03-15 | 广东坚美铝型材厂（集团）有限公司 | 一种硅铝合金电子封装材料及其制备方法 |
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