JPH05125475A - 磁気テープ接触部品用アルミニウム合金およびその製造方法 - Google Patents

磁気テープ接触部品用アルミニウム合金およびその製造方法

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JPH05125475A
JPH05125475A JP28813791A JP28813791A JPH05125475A JP H05125475 A JPH05125475 A JP H05125475A JP 28813791 A JP28813791 A JP 28813791A JP 28813791 A JP28813791 A JP 28813791A JP H05125475 A JPH05125475 A JP H05125475A
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JP
Japan
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aluminum alloy
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magnetic tape
silicon
less
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JP28813791A
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Yoshiaki Ito
嘉朗 伊藤
Yoshinobu Takeda
義信 武田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 磁気テープと接触する部品の材料として用い
られるアルミニウム合金が開示されている。アルミニウ
ム合金中には、シリコンおよび不純物が含まれている。
シリコンはアルミニウム合金中に、15重量%以上50
重量%未満の割合で含まれている。シリコンの結晶の最
大粒径が2μm以下で、平均粒径が1μm以下である。
シリコンの結晶はアルミニウム合金中に均一に分布して
いる。そしてアルミニウム合金の硬さが180Hv以上
である。 【効果】 従来のアルミニウム合金に比べ、耐摩耗性を
良好にでき、熱膨張係数を低下でき、ヤング率を高める
ことができ、さらに軽量化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気ヘッドが取付け
られる回転ドラム等と磁気テープと接触する部品の材料
であるアルミニウム合金およびその製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】VTRは磁気テープに映像信号を磁気記
録再生する回転磁気ヘッド部と、磁気テープを安定に走
行させるためのテープ案内ドラムとから構成されてい
る。再生映像の精度(映像の鮮明度、色むら等)を向上
させるためには、磁気テープの走行を安定させる必要が
ある。磁気テープの走行を安定させるために回転磁気ヘ
ッド部あるいはテープ案内ドラムのごとく磁気テープと
直接接触する部品の材料の改善が強く要望されている。
磁気テープ接触部品の材料に求められる性質として次の
7つがある。
【0003】 1 テープに対する耐摩耗性が良好なこと 2 テープとの摩擦係数が小さいこと 3 機械的性質が優れていること 4 被削性に優れ、切削仕上げ面の平滑性が良好なこと 5 加工後の寸法安定性(円筒度、真円度等)が良好な
こと 6 熱膨張係数が小さいこと(好ましくは磁気テープに
近いこと) 7 軽量であること 従来は、切削性、軽量等の観点からAl−Si−Cu−
Mg系(A4032)やAl−Cu−Mg系合金(A2
218)等が使用されてきた。これらの合金中のシリコ
ン含有量を増加させると、耐摩耗性が向上する。しか
し、シリコン含有量を多くすると、シリコン結晶粒が粗
大化するために切削加工面の面粗度が低下し、また工具
摩耗も著しくなる。
【0004】シリコンの含有量が多くてもシリコン結晶
粒径が小さいアルミニウム合金として、たとえば特公昭
62−13422号公報に開示されたアルミニウム合金
がある。このアルミニウム合金はアトマイズ法で作製し
た粉末を原料として成型し熱間固化したものである。こ
の合金中には、シリコンが14〜30重量%含まれてい
る。シリコンの結晶の平均粒径は2〜3μm、最大粒径
は4〜7μmである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、DAT等に代
表される磁気記録再生装置の発達に伴ない磁気テープ走
行をさらに安定させる必要があり、磁気テープ接触部品
の材料の改善が要求されている。
【0006】この発明はかかる従来の問題点を解決する
ためになされたものである。この発明の目的は、さらに
優れた性質を有する磁気テープ接触部品用アルミニウム
合金およびその製造方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の磁気テ
ープ接触部品用アルミニウム合金中には、シリコンおよ
び不純物が含まれている。シリコンはアルミニウム合金
中に、15重量%以上50重量%未満の割合で含まれて
いる。シリコンの結晶は最大粒径が2μm以下で、平均
粒径が1μm以下である。シリコンの結晶は前記アルミ
ニウム合金中に均一に分布している。アルミニウム合金
の硬さは180Hv以上である。
【0008】請求項2に記載の磁気テープ接触部品用ア
ルミニウム合金は請求項1に記載の磁気テープ接触部品
用アルミニウム合金に従属し、シリコンがアルミニウム
合金中に30重量%以上50重量%未満の割合で含まれ
ている。
【0009】請求項3に記載の磁気テープ接触部品用ア
ルミニウム合金は、請求項1に記載の磁気テープ接触部
品用アルミニウム合金に従属し、アルミニウム合金中に
さらに銅が0.5重量%以上5重量%以下の割合、マグ
ネシウムが0.3重量%以上3重量%以下の割合で含ま
れている。
【0010】請求項4に記載の発明は磁気テープ接触部
品用アルミニウム合金の製造方法である。この方法はま
ずアトマイズ法によってシリコンおよび不純物を含むア
ルミニウム粉末を作製する。シリコンはアルミニウム粉
末中に、15重量%以上50重量%未満の割合で含まれ
ている。このアルミニウム粉末をメカニカルアロイング
処理し、最大粒径が2μm以下で平均粒径が1μm以下
のシリコンの結晶を含むアルミニウム微粉末を作製す
る。アルミニウム微粉末を冷間成型法で加工し、成型体
を作製する。この成型体を熱間塑性加工法で固化する。
【0011】
【作用】シリコンはアルミニウム合金マトリクス中にあ
って、主に耐摩耗性を改善するとともに熱膨張係数を低
下させる。またシリコンはアルミニウム合金のヤング率
を高める効果もある。さらにシリコンはアルミニウム合
金の密度を低下させ、アルミニウム合金をさらに軽量化
させることができる。シリコンの含有量が15重量%未
満であると、耐摩耗性の改善が不十分となる。シリコン
の含有量が30重量%以上になると耐摩耗性等が理想値
に近付く。しかし、シリコンの含有量が50重量%以上
になると機械的特性とりわけ伸びの低下が著しくなる。
また、切削性も大幅に劣化する。
【0012】シリコンの結晶は最大粒径が2μm以下
で、平均粒径が1μm以下である必要がある。粗大なシ
リコン結晶粒は切削性を著しく低下させるとともに機械
的性質を大幅に劣化させる。結晶粒径が2μm以上のシ
リコン結晶が存在すると、切削性が著しく低下するとと
もに良好な切削仕上げ面を得ることができない。
【0013】マグネシウムは銅との相乗効果により、熱
処理によってアルミニウム合金マトリクスを硬化し耐摩
耗性の改善に寄与する。またマトリクスが適度に硬化す
るために切削加工性が安定化する。マグネシウムの量が
0.3重量%未満では熱処理によるマトリクス改善の効
果がなく、上述のような効果は生じない。またマグネシ
ウムの量が3重量%を越えると熱間加工性が劣化する。
【0014】銅は熱処理後マグネシウムと結合して析出
し、アルミニウム合金の強度の増加に寄与する。また被
削性も改善される。銅の量が0.5重量%未満では被削
性等の改善の効果がなく、5重量%を越えると熱間加工
性が劣化する。
【0015】シリコン、銅、マグネシウム以外の添加元
素としては、鉄、ニッケル、マンガン等に代表されるア
ルミニウムと金属間化合物を形成する元素が有効であ
る。鉄、ニッケル、マンガン等はアルミニウムと結合
し、微細な金属間加工物を形成する。またこの金属間化
合物はテープに対する耐摩耗性を向上させる働きもす
る。また、Al3 3 、SiC、AlN、Si3 4
に代表されるセラミックスを少量添加することも有効で
あり、特にアルミナは0.1〜3体積%の範囲で添加さ
せると特に有効である。
【0016】次に、この発明に従った磁気テープ接触部
品用アルミニウム合金の製造方法について説明する。シ
リコンが15重量%以上50重量%未満の割合で含まれ
たアルミニウム合金溶湯をガスアトマイズ法によって粒
径350μm以下のアルミニウム粗粉末にする。次にこ
のアルミニウム粗粉末をボールミルまたは乾式アトライ
タを用いて大気ないし保護雰囲気中で10〜300hメ
カニカルアロイング処理をし微粉末を作製する。この処
理のときに必要に応じて有機系の助剤やグラファイトを
添加してもよい。この処理によって初晶または共晶シリ
コンはさらに粉砕され、最大粒径が2μm以下で平均粒
径が1μm以下となる。この微粉末を冷間成型法によっ
て成型し成型体を作製する。そしてこの成型体を保護雰
囲気下、400〜500℃の範囲で加熱し、熱間塑性加
工法により緻密化する。熱間塑性加工法とは、具体的に
は熱間押出し、熱間鍛造、熱間静水圧成型等に代表され
るプロセスである。このように緻密化されたものをさら
にシリンダ形状に切削加工する。緻密化されたものに熱
処理を施す場合には、緻密化したものをシリンダ形状に
粗加工した後、T6処理を行ない、さらに仕上げ加工を
行なう。
【0017】
【実施例】
(実施例1)シリコン含有量が重量%でそれ10、1
5、25、40、50、55%、残部がアルミニウムで
ある溶湯を用意した。これらの溶湯を空気アトマイズ法
で粉砕し、ふるい分けによって350μm以下の粉末と
した。この粉末をボールミルに入れ、大気雰囲気下、回
転数60rpmで72h処理した。なお処理中の粉末同
士の凝集を防止するためにステアリン酸を0.2重量%
添加した。このようにして得られた粉末をゴムモールド
に入れ、CIP(冷間静水圧成型)によって硬め、成型
体を作製した。これらの成型体を480℃に加熱し、押
出比8で熱間押出を行なった。
【0018】試験方法 1 耐テープ摩耗性 市販のVTR用磁気テープに円筒試験片を接触回転させ
円筒試験片の摩耗量を測定した。なお、接触部のテープ
磁粉が剥離しないようにテープ送り装置に調製した。耐
テープ摩耗WSは以下の式で表わす。
【0019】WS=Ra0−Ra1a0(μ):テスト前の円筒試験片の平均粗さ Ra1(μ):テスト後の円筒試験片の平均粗さ 2 動摩擦係数 円筒試験片に巻付角90゜で市販のVTRテープを巻付
け、このテープを逆張力70gの負荷をかけて走行させ
た。テープに作用する荷重を測定し、動摩擦数を測定し
た。
【0020】3 工具摩耗 押出部を連続的に外削し、工具摩耗による切削仕上がり
面を観察し、その優劣をA B C CC 4段階で評
価した。Aが優を表わし、CCが劣を表わしている。A
からCCに向かうにつれ仕上がり面が悪くなることを示
している。なお切削条件は、切削速度が150m/se
c、送りが0.05mm/rev、切込みが0.6m
m、工具がSKH4である。
【0021】4 硬度 5 熱膨張係数 6 ヤング率 これらの試験結果を表1に示す。なお比較として従来の
合金であるA2218についても試験を行なった。これ
らの結果によりシリコンの含有量が15重量%未満であ
ると、すべての試験において結果が悪くなることがわか
る。またシリコンの含有量が50重量%以上であると工
具摩耗が著しく劣化する。
【0022】
【表1】
【0023】(実施例2)実施例1で作製した40重量
%Siを含有するアトマイズ処理によって作製された粗
粉末をボールミルを用いて、処理し、微粉末を作製し
た。この際処理時間を変更してシリコン結晶の粒径を制
御した。この微粉末をCIP成型し、実施例1と同じ温
度で熱間押出を行なった。これらの試料に実施例1と同
じ試験を行なった。結果を表2に示す。表2からわかる
ようにシリコン結晶の最大粒径を2μm以下にすること
によって大幅に工具摩耗が改善されることがわかる。
【0024】
【表2】
【0025】(実施例3)表3に示す組成の粗粉末を実
施例1と同様の方法で作製した。表3を見ればわかるよ
うに、シリコンの量が固定され、Cu、Mgの量が変化
している。この粗粉末を実施例1と同じ方法、条件下で
押出材にし、さらにT6熱処理(475℃×2hr 溶
体化 175℃×7hr 時効)を施した。できたもの
を実施例1と同じ試験をした。結果を表4に示す。表4
を見ればわかるように、銅の量が5重量%を越えかつマ
グネシウムの量が3重量%を越えると工具摩耗が著しく
劣化することがわかる。
【0026】
【表3】
【0027】
【表4】
【0028】
【発明の効果】この発明に従った磁気テープ接触部品用
アルミニウム合金によれば、従来に比べ耐摩耗性を良好
にでき、熱膨張係数を低下させ、ヤング率を高め、軽量
化することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気テープと接触する部品の材料として
    用いられる磁気テープ接触部品用アルミニウム合金であ
    って、 前記アルミニウム合金中には、シリコンおよび不純物が
    含まれ、 前記シリコンは前記アルミニウム合金中に、15重量%
    以上50重量%未満の割合で含まれ、 前記シリコンの結晶は最大粒径が2μm以下で、平均粒
    径が1μm以下であり、 前記シリコンの結晶は前記アルミニウム合金中に均一に
    分布しており、 前記アルミニウム合金の硬さが180Hv以上である、
    磁気テープ接触部品用アルミニウム合金。
  2. 【請求項2】 前記シリコンは前記アルミニウム合金中
    に、30重量%以上50重量%未満の割合で含まれてい
    る、請求項1に記載の磁気テープ接触部品用アルミニウ
    ム合金。
  3. 【請求項3】 前記アルミニウム合金中にはさらに、銅
    が0.5重量%以上5重量%以下の割合、マグネシウム
    が0.3重量%以上3重量%以下の割合で含まれてい
    る、請求項1に記載の磁気テープ接触部品用アルミニウ
    ム合金。
  4. 【請求項4】 磁気テープと接触する部品の材料として
    用いられる磁気テープ接触部品用アルミニウム合金の製
    造方法であって、 アトマイズ法によってシリコンおよび不純物を含むアル
    ミニウム粗粉末を作製する工程を備え、 前記シリコンは前記アルミニウム粗粉末中に、15重量
    %以上50重量%未満の割合で含まれ、 さらに、 前記アルミニウム粗粉末をメカニカルアロイング処理
    し、最大粒径が2μm以下で平均粒径が1μm以下の前
    記シリコンの結晶を含むアルミニウム微粉末を作製する
    工程と、 前記アルミニウム微粉末を冷間成型法で加工し、成型体
    を作製する工程と、 前記成型体を熱間塑性加工法で固化する工程と、を備え
    た、磁気テープ接触部品用アルミニウム合金の製造方
    法。
JP28813791A 1991-11-02 1991-11-02 磁気テープ接触部品用アルミニウム合金およびその製造方法 Withdrawn JPH05125475A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6090497A (en) * 1997-02-28 2000-07-18 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Wear-resistant coated member

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6090497A (en) * 1997-02-28 2000-07-18 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Wear-resistant coated member

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Effective date: 19990204