JPH05179386A - Finely crystallized product-containing aluminum alloy manufactured by spray deposition method - Google Patents

Finely crystallized product-containing aluminum alloy manufactured by spray deposition method

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JPH05179386A
JPH05179386A JP35850991A JP35850991A JPH05179386A JP H05179386 A JPH05179386 A JP H05179386A JP 35850991 A JP35850991 A JP 35850991A JP 35850991 A JP35850991 A JP 35850991A JP H05179386 A JPH05179386 A JP H05179386A
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JP
Japan
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aluminum alloy
weight
deposition method
spray deposition
containing aluminum
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JP35850991A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Minemi
正彦 峰見
Ryuichi Kubota
隆一 窪田
Seiichi Koike
精一 小池
Kenichiro Shiokawa
健一郎 塩川
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an aluminum alloy manufacturable at a low cost by a spray deposition method and having excellent mechanical strength (particularly, in tensile strength and toughness at a high temp.). CONSTITUTION:The objective finely recrystallized product-contg. aluminum alloy manufactured by a spray deposition method has a compsn. constituted of, by weight, 0.2 to 5% Cu, 0.1 to 5% Mg, 3 to 20% Si, 0.5 to 13% of at least one kind among Fe, Cr, Mn, Ni, Co, W and Mo and 0.5 to 10% of at least one kind among V, Zr, Ce and Y, and the balance Al with inevitable impurities. Moreover, 0.05 to 1% of at least one kind of Ti and B may be incorporated therein.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、噴霧堆積法により製造
された微細晶出物含有アルミニウム合金に関し、特に微
細結晶組織を有することにより、優れた機械的強度を有
するアルミニウム合金に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine crystallized product-containing aluminum alloy produced by a spray deposition method, and more particularly to an aluminum alloy having a fine crystal structure and having excellent mechanical strength.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、アルミニウム合金は鋳造法、鍛造法、粉末冶金法等
により製造されている。このうち、鋳造法は、所定の組
成に溶製されたアルミニウム合金の溶湯を所望の形状の
鋳型に注入することにより、アルミニウム合金部材を製
造する方法である。また鍛造法は、鋳造されたアルミニ
ウム合金を機械的に鍛練することによりアルミニウム合
金部材を製造するものである。これらの方法では、いず
れもアルミニウム合金の溶湯を鋳型内で凝固させるの
で、凝固速度が遅く、微細結晶組織を得ることができな
いという問題があり、その上合金成分の添加量のコント
ロールにより機械的強度を向上させるのが難しいという
問題もある。
2. Description of the Related Art Conventionally, aluminum alloys have been manufactured by casting, forging, powder metallurgy and the like. Of these, the casting method is a method of manufacturing an aluminum alloy member by injecting a molten aluminum alloy melted to a predetermined composition into a mold having a desired shape. In the forging method, an aluminum alloy member is manufactured by mechanically forging a cast aluminum alloy. In all of these methods, since the molten aluminum alloy is solidified in the mold, there is a problem that the solidification rate is slow and a fine crystal structure cannot be obtained. There is also the problem that it is difficult to improve.

【0003】このような鋳造法(鍛造法)の問題点を解
決するものとして開発された粉末冶金法は、所定の組成
を有するアルミニウム合金の溶湯を不活性ガスとともに
ノズルからスプレーして、微細な粉末を形成し、その粉
末を所定の形状に熱間加工することによりアルミニウム
合金の成形品を得るものである。この粉末冶金法は、微
細結晶組織を有するアルミニウム合金を製造することが
できるので、鋳造法や鍛造法では製造できない種々の組
成のアルミニウム製品の製造に利用されている。
The powder metallurgy method developed as a solution to the above problems of the casting method (forging method) sprays a molten aluminum alloy having a predetermined composition together with an inert gas from a nozzle to form fine particles. By forming a powder and hot working the powder into a predetermined shape, an aluminum alloy molded product is obtained. Since this powder metallurgy method can produce an aluminum alloy having a fine crystal structure, it is used to produce aluminum products having various compositions that cannot be produced by a casting method or a forging method.

【0004】しかしながら、粉末冶金法ではいったんア
ルミニウム合金の粉末を形成した後で、それを再加熱し
て熱間加工することによりアルミニウム合金部材に成形
しているので、製造コストが高いという問題がある。
However, in the powder metallurgy method, since the aluminum alloy powder is once formed, it is reheated and hot-worked to form the aluminum alloy member, so that the manufacturing cost is high. ..

【0005】従って本発明の目的は、噴霧堆積法により
安価に製造することができるとともに、優れた機械的強
度(特に高温における引張強度及び靭性)を有するアル
ミニウム合金を提供することである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an aluminum alloy which can be manufactured at low cost by the spray deposition method and has excellent mechanical strength (in particular, tensile strength and toughness at high temperature).

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、Cu、Mg及びSiを必須成分と
するアルミニウム合金に、Fe、Cr、Mn、Ni、C
o、W及びMoからなる群から選ばれた少なくとも1種
の金属と、V、Zr、Ce及びYからなる群から選ばれ
た少なくとも1種の金属とを添加することにより、合金
組織が微細化し、その結果良好な機械的強度を発揮する
ようになることを発見し、本発明に想到した。
As a result of earnest research in view of the above object, the present inventors have found that Fe, Cr, Mn, Ni, C can be added to aluminum alloys containing Cu, Mg and Si as essential components.
The alloy structure is refined by adding at least one metal selected from the group consisting of o, W and Mo and at least one metal selected from the group consisting of V, Zr, Ce and Y. As a result, they have found that they exhibit good mechanical strength, and have conceived the present invention.

【0007】すなわち、本発明の第一の微細晶出物含有
アルミニウム合金は、噴霧堆積法により製造されたもの
で、Cu:0.2 〜5 重量%と、Mg:0.1 〜5 重量%
と、Si:3 〜20重量%と、Fe、Cr、Mn、Ni、
Co、W及びMoの少なくとも1種:0.5 〜13重量%
と、V、Zr、Ce及びYの少なくとも1種:0.5 〜10
重量%と、Al及び不可避的不純物:残部とからなる組
成を有することを特徴とする。
That is, the first fine crystallized aluminum alloy according to the present invention is produced by the spray deposition method and has Cu: 0.2 to 5% by weight and Mg: 0.1 to 5% by weight.
And Si: 3 to 20% by weight, Fe, Cr, Mn, Ni,
At least one of Co, W and Mo: 0.5 to 13% by weight
And at least one of V, Zr, Ce and Y: 0.5-10
It is characterized by having a composition consisting of weight% and Al and unavoidable impurities: balance.

【0008】本発明の第二の微細晶出物含有アルミニウ
ム合金は、噴霧堆積法により製造されたもので、Cu:
0.2 〜5 重量%と、Mg:0.1 〜5 重量%と、Si:3
〜20重量%と、Fe、Cr、Mn、Ni、Co、W及び
Moの少なくとも1種:0.5〜13重量%と、V、Zr、
Ce及びYの少なくとも1種:0.5 〜10重量%と、Ti
及びBの少なくとも1種:0.05〜1 重量%と、Al及び
不可避的不純物:残部とからなる組成を有することを特
徴とする。
The second aluminum alloy containing fine crystallized substances of the present invention is produced by the spray deposition method, and Cu:
0.2 to 5% by weight, Mg: 0.1 to 5% by weight, Si: 3
To 20% by weight and at least one of Fe, Cr, Mn, Ni, Co, W and Mo: 0.5 to 13% by weight, V, Zr,
At least one of Ce and Y: 0.5 to 10% by weight, and Ti
And at least one of B: 0.05 to 1% by weight, Al and unavoidable impurities: the balance.

【0009】[0009]

【作用】以下本発明を詳細に説明する。 〔1〕アルミニウム合金の組成The present invention will be described in detail below. [1] Composition of aluminum alloy

【0010】(a)Cu:0.2 〜5 重量% Cuは引張強度を向上する作用を有する元素であるが、
0.2重量%未満だとその効果を十分に発揮することが
できない。一方、Cuの含有量が5重量%を超えると、
伸びが低下するようになる。好ましいCuの含有量は1.
0 〜3.0 重量%である。
(A) Cu: 0.2-5% by weight Cu is an element having an action of improving tensile strength,
If it is less than 0.2% by weight, the effect cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, when the Cu content exceeds 5% by weight,
The growth will be reduced. The preferable Cu content is 1.
It is 0 to 3.0% by weight.

【0011】(b)Mg:0.1〜5 重量% Mgは引張強度を向上する作用を有する元素であるが、
0.1重量%未満だとその効果を十分に発揮することが
できない。一方、Mgの含有量が5重量%を超えると、
シャルピー衝撃強度が低下する。好ましいMgの含有量
は1.5 〜3.0 重量%である。
(B) Mg: 0.1 to 5 wt% Mg is an element having an action of improving tensile strength,
If it is less than 0.1% by weight, the effect cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, when the content of Mg exceeds 5% by weight,
Charpy impact strength decreases. The preferable Mg content is 1.5 to 3.0% by weight.

【0012】(c)Si:3〜20重量% Siは機械的強度を向上する作用を有する元素である
が、3重量%未満だとその効果を十分に発揮することが
できない。一方、Siの含有量が20重量%を超える
と、伸びが低下する。好ましいSiの含有量は5〜12重
量%である。
(C) Si: 3 to 20% by weight Si is an element having an action of improving mechanical strength, but if it is less than 3% by weight, its effect cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, if the Si content exceeds 20% by weight, the elongation is reduced. The preferable Si content is 5 to 12% by weight.

【0013】(d)第一の添加元素:0.5〜13重量
% 本発明の第一及び第二のアルミニウム合金は、第一の添
加元素として、Fe、Cr、Mn、Ni、Co、W及び
Moの少なくとも1種を含有する。これらの元素は合金
の結晶粒子を微細化する作用を有するが、0.5重量%
未満だとその効果を十分に発揮することができない。一
方、13重量%を超えると、基材の延性の低下を招くこ
ととなる。好ましい第一の添加元素の含有量は2.0 〜6.
0 重量%である。
(D) First additive element: 0.5 to 13% by weight In the first and second aluminum alloys of the present invention, Fe, Cr, Mn, Ni, Co and W are used as the first additive element. And at least one of Mo. These elements have the function of refining the crystal grains of the alloy, but 0.5% by weight
If it is less than that, the effect cannot be sufficiently exerted. On the other hand, when it exceeds 13% by weight, the ductility of the base material is deteriorated. The preferable content of the first additional element is 2.0 to 6.
It is 0% by weight.

【0014】(e)第二の添加元素:0.5〜10重量
% 本発明の第一及び第二のアルミニウム合金は、第二の添
加元素として、V、Zr、Ce及びYの少なくとも1種
を含有する。これらの元素は高温強度に優れた微細な金
属間化合物の生成の作用を有するが、0.5重量%未満
だとその効果を十分に発揮することができない。一方、
10重量%を超えると、延性に乏しい金属間化合物の偏
析を招くこととなる。好ましい第一の添加元素の含有量
は3〜7重量%である。
(E) Second additive element: 0.5 to 10% by weight The first and second aluminum alloys of the present invention contain at least one of V, Zr, Ce and Y as the second additive element. Contains. These elements have a function of forming fine intermetallic compounds excellent in high temperature strength, but if the amount is less than 0.5% by weight, the effect cannot be sufficiently exhibited. on the other hand,
If it exceeds 10% by weight, segregation of intermetallic compounds having poor ductility will be caused. The preferable content of the first additional element is 3 to 7% by weight.

【0015】(f)第三の添加元素:0.05〜1 重量% 本発明の第二のアルミニウム合金は、さらに第三の添加
元素として、Ti及びBの少なくとも1種を含有する。
これらの元素は合金の結晶粒子を微細化する作用を有す
るが、0.05重量%未満だとその効果を十分に発揮す
ることができない。一方、1重量%を超えると、基材の
延性の低下を招くこととなる。好ましい第三の添加元素
の含有量は0.1 〜0.4 重量%である。
(F) Third additional element: 0.05 to 1% by weight The second aluminum alloy of the present invention further contains at least one of Ti and B as a third additional element.
These elements have a function of refining the crystal grains of the alloy, but if the amount is less than 0.05% by weight, the effect cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, when it exceeds 1% by weight, the ductility of the base material is deteriorated. The preferable content of the third additional element is 0.1 to 0.4% by weight.

【0016】(g)Al及び不可避的不純物:残部 不可避的不純物としては、P、S、C、Pb、Be等があ
る。これらの不可避的不純物の含有量は、アルミニウム
合金の機械的強度の低下を防止する目的で、合計で0.03
重量%以下である必要がある。
(G) Al and Inevitable Impurities: The Remaining Inevitable impurities include P, S, C, Pb and Be. The content of these unavoidable impurities is 0.03 in total for the purpose of preventing reduction in mechanical strength of the aluminum alloy.
It must be below wt%.

【0017】〔2〕噴霧堆積法 本発明のアルミニウム合金の製造には、例えば特開昭60
-36631号、特開平2-258935号、特開平3-2345号等に記載
されている噴霧堆積法を用いることができる。
[2] Spray Deposition Method For producing the aluminum alloy of the present invention, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
The spray deposition method described in JP-A-36631, JP-A-2-258935, JP-A-3-2345 and the like can be used.

【0018】噴霧堆積法においては、アルミニウム合金
を溶解するためのタンディシュと、タンディシュのノズ
ルの直下に設けられた不活性ガスの噴出用ノズルと、前
記噴出用ノズルの5〜30cm程度下方に設けられたアル
ミニウム合金微粒子の捕集堆積用手段とを有する装置を
使用する。この装置内は不活性ガス雰囲気におき、アル
ミニウム合金の酸化を防止する。
In the spray deposition method, a tundish for melting an aluminum alloy, a nozzle for jetting an inert gas provided directly below the nozzle of the tundish, and a nozzle 5 to 30 cm below the jet nozzle are provided. And a means for collecting and depositing aluminum alloy fine particles. The inside of this device is placed in an inert gas atmosphere to prevent oxidation of the aluminum alloy.

【0019】このような装置により噴霧堆積法を実施す
るには、まずタンディシュ内で600〜1000℃で溶解した
アルミニウム合金をノズルから放出するとともに、直下
の噴出用ノズルから不活性ガスを高速で噴出する。不活
性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガ
ス等を使用する。この高速の不活性ガスにより微細化さ
れた溶湯はアルミニウム合金微粒子となって、5〜30c
m程度下方の捕集手段上に堆積する。得られるアルミニ
ウム合金微粒子は通常0.5 〜150 μmの平均粒径を有す
る。
In order to carry out the spray deposition method with such an apparatus, first, the aluminum alloy melted at 600 to 1000 ° C. in the tundish is discharged from the nozzle, and the inert gas is jetted at a high speed from the jet nozzle directly below. To do. Nitrogen gas, argon gas, helium gas or the like is used as the inert gas. The molten metal atomized by this high-speed inert gas becomes aluminum alloy fine particles,
It is deposited on the collecting means below about m. The obtained aluminum alloy fine particles usually have an average particle size of 0.5 to 150 μm.

【0020】堆積したアルミニウム合金微粒子はまだ50
0 〜700 ℃程度の温度にあり、完全に固化していない。
そのため、連続的に堆積するアルミニウム合金微粒子は
固着し、アルミニウム合金堆積体となる。この堆積体内
では、アルミニウム合金微粒子は通常100 〜103 ℃/秒
の速度で冷却する。
The deposited aluminum alloy fine particles are still 50
The temperature is around 0 to 700 ° C, and it is not completely solidified.
Therefore, the aluminum alloy fine particles that are continuously deposited are fixed to form an aluminum alloy deposit. This deposition body, aluminum alloy particles are cooled at a rate of typically 10 0 ~10 3 ℃ / sec.

【0021】本発明のアルミニウム合金は、微細結晶組
織を形成する作用を有する元素(Ti、B、Zr、V、Y、
Ce等)を含有するので、上記のように冷却速度が遅くて
も、結晶組織の微細化を達成することができる。すなわ
ち、針状Fe系析出物やSiの粗大粒子の形成を防止す
ることができる。特に、噴霧堆積法では冷却速度のコン
トロールが難しいが、Ti、B、Zr、V、Y、Ce等の元素
を含有しているために、微細結晶組織を確実に得ること
ができる。このような微細結晶組織を有する本発明のア
ルミニウム合金においては、3μmを超える粒径の析出
物はほとんどない。
The aluminum alloy of the present invention is an element (Ti, B, Zr, V, Y,
Since it contains Ce and the like), it is possible to achieve a finer crystal structure even if the cooling rate is slow as described above. That is, it is possible to prevent the formation of acicular Fe-based precipitates and coarse particles of Si. In particular, although it is difficult to control the cooling rate by the spray deposition method, a fine crystal structure can be reliably obtained because it contains elements such as Ti, B, Zr, V, Y and Ce. In the aluminum alloy of the present invention having such a fine crystal structure, there is almost no precipitate having a grain size exceeding 3 μm.

【0022】このようにして得られたアルミニウム合金
堆積体は、必要に応じて外周加工をして、所定の形状の
プリフォームとする。次いで、このプリフォームに熱間
加工を施す。熱間加工としては、熱間押出、すえ込み加
工等がある。熱間押出の場合、所定の開口形状のダイを
有する押出機を用いて、アルミニウム合金堆積体を400
〜500 ℃において、7〜25の押出比(面積比により表
す)で押出すことにより行う。またすえ込み加工の場
合、ダイ中で400 〜500 ℃において、50〜80%のすえ込
み比(高さ比により表す)で行う。
The aluminum alloy deposit thus obtained is subjected to outer peripheral processing as required to obtain a preform having a predetermined shape. Then, hot working is applied to this preform. Examples of hot working include hot extrusion and swaging. In the case of hot extrusion, using an extruder with a die having a predetermined opening shape, 400 aluminum alloy deposits
It is carried out by extruding at an extrusion ratio of 7 to 25 (expressed by area ratio) at .about.500.degree. In the case of upsetting, the upsetting ratio (expressed by the height ratio) is 50 to 80% in the die at 400 to 500 ° C.

【0023】熱間加工したアルミニウム合金には通常熱
処理を施す。熱処理としては、T6処理及びT7処理が
ある。T6処理は、アルミニウム合金を430 〜540 ℃で
1〜50時間溶体化処理し、次いでほぼ最大の硬度を得
るのに十分な時間(2〜25時間)90〜170 ℃で時効処
理を行うことからなる。また、T7処理は、T6処理に
150 〜190 ℃での時効処理(0.5〜20時間)を追加
したものである。
The hot-worked aluminum alloy is usually subjected to heat treatment. The heat treatment includes T6 treatment and T7 treatment. The T6 treatment is performed by subjecting the aluminum alloy to solution treatment at 430 to 540 ° C for 1 to 50 hours, and then aging at 90 to 170 ° C for a sufficient time (2 to 25 hours) to obtain almost maximum hardness. Become. Also, the T7 process becomes the T6 process.
Aging treatment (0.5 to 20 hours) at 150 to 190 ° C is added.

【0024】本発明を以下の具体的実施例によりさらに
詳細に説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples.

【0025】実施例1〜14、比較例1〜5 表1に示す組成のアルミニウム合金の溶湯(各組成にお
ける液相線+200℃の温度)を、直径3.0mmのノ
ズルから噴出する窒素ガス(ガス圧5kg/cm2 )に
より噴霧化し、平均粒径40μmのアルミニウム合金粉末
とし、150mmのスプレー距離にある捕集手段上に堆
積させた。このようにして得られたアルミニウム合金堆
積体に外周加工を施して、直径80mm、長さ70mm
のプリフォームを得た。
Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 5 Nitrogen gas (a liquidus line in each composition + temperature of 200 ° C. in each composition) of a molten aluminum alloy having the composition shown in Table 1 was ejected from a nozzle having a diameter of 3.0 mm ( It was atomized at a gas pressure of 5 kg / cm 2 ) to obtain an aluminum alloy powder having an average particle size of 40 μm, which was deposited on a collecting means at a spray distance of 150 mm. The aluminum alloy deposited body thus obtained is subjected to outer peripheral processing to have a diameter of 80 mm and a length of 70 mm.
Got the preform.

【0026】このプリフォームを450℃に40分間加
熱し、押出比20で熱間押出を行った。次いで、T6処
理として、470℃で1.5時間の溶体化処理、水中投
与による焼入、及び130℃で24時間の時効処理をし
た。熱処理した各アルミニウム合金について、顕微鏡写
真から平均結晶粒径を求めるとともに、室温及び200
℃における引張試験及び衝撃試験(シャルピー試験)を
行った。結果を表2に示す。
This preform was heated at 450 ° C. for 40 minutes and hot extruded at an extrusion ratio of 20. Next, as T6 treatment, solution treatment was performed at 470 ° C. for 1.5 hours, quenching by water administration, and aging treatment at 130 ° C. for 24 hours. For each heat-treated aluminum alloy, the average crystal grain size was determined from micrographs, and
A tensile test and an impact test (Charpy test) at ° C were performed. The results are shown in Table 2.

【0027】 表1 化学成分(重量%) 例No. Si Cu Mg Fe Cr Ni Co 実施例 1 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 2 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 3 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 比較例 1 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 2 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 3 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 実施例 4 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 5 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 6 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 7 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 8 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 9 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.2 0.1 比較例 4 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 5 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 実施例 10 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 11 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 12 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 13 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 14 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 Table 1 Chemical composition (wt%) Example No. Si Cu Mg Fe Cr Ni Co Example 1 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 2 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 3 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 Comparative Example 1 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 2 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 3 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 Example 4 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 5 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 6 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 7 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 8 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 9 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.2 0.1 Comparative Example 4 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 5 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 Example 10 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 11 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 12 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 13 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1 14 7 3.0 1.5 0.7 1.2 0.3 0.1

【0028】 表1(続き) 化学成分(重量%) 例No. Ce Zr Ti 実施例 1 0.5 − − − − − 2 5.0 − − − − − 3 10.0 − − − − − 比較例 1 − − − − − − 2 0.3 − − − − − 3 12.0 − − − − − 実施例 4 4.0 0.2 − − − − 5 4.5 0.5 − − − − 6 4.0 3.0 − − − − 7 4.0 2.0 0.5 − − − 8 4.0 1.5 0.5 0.2 − − 9 4.0 1.5 0.5 0.8 − − 比較例 4 6.0 5.0 − − − − 5 5.0 2.5 2.0 1.0 − − 実施例 10 4.0 1.5 0.5 0.2 0.03 − 11 4.0 1.5 0.5 0.2 0.10 − 12 4.0 1.5 0.5 0.2 0.20 − 13 4.0 1.5 0.5 0.2 0.20 0.005 14 4.0 1.5 0.2 0.2 0.15 0.010Table 1 (continued) Chemical composition (% by weight) Example No. V Ce Y Zr Ti B Example 1 0.5 − − − − − − 2 5.0 − − − − − 3 10.0 − − − − − Comparative Example 1 − − − − − − 2 0.3 − − − − − 3 12.0 − − − − − Example 4 4.0 0.2 − − − − 5 4.5 0.5 − − − − 6 4.0 3.0 − − − − 7 4.0 2.0 0.5 − − − 8 4.0 1.5 0.5 0.2 − − 9 4.0 1.5 0.5 0.8 − − Comparative Example 4 6.0 5.0 − − − − 5 5.0 2.5 2.0 1.0 − − Example 10 4.0 1.5 0.5 0.2 0.03 − 11 4.0 1.5 0.5 0.2 0.10 − 12 4.0 1.5 0.5 0.2 0.20 -13 4.0 1.5 0.5 0.2 0.20 0.005 14 4.0 1.5 0.2 0.2 0.15 0.010

【0029】 表2 室温における機械的強度 例No. σB (1) σ0.2 (2) 伸び(3) シャルピー (4) IC (5) 実施例 1 32.4 28.1 5.9 4.2 21 2 34 30.2 6.3 4.3 22 3 35.2 32.8 5.1 4.0 21 比較例 1 28 24.0 3.5 3.0 18 2 27 24.1 4.0 3.1 18 3 37 33.2 1.1 2.1 10 実施例 4 35 30.4 6.1 3.7 21 5 39 33.2 5.8 4.5 24 6 48.2 45.6 5.2 4.0 20 7 39 37.2 5.9 4.1 22 8 41 38.6 6.3 4.8 23 9 42.3 38.9 5.5 4.2 22 比較例 4 50 47.0 1.9 1.6 9 5 40.1 36.7 1.4 2.0 17 実施例 10 41.2 38.2 6.3 5.0 23 11 41.8 38.3 6.5 5.2 24 12 42.9 39.2 6.9 5.3 24 13 43.7 39.5 7.5 6.1 26 14 45.3 41.2 7.2 6.5 26 Table 2 Example of mechanical strength at room temperature No. σ B (1) σ 0.2 (2) Elongation (3) Charpy (4) K IC (5) Example 1 32.4 28.1 5.9 4.2 21 2 34 30.2 6.3 4.3 22 3 35.2 32.8 5.1 4.0 21 Comparative Example 1 28 24.0 3.5 3.0 18 2 27 24.1 4.0 3.1 18 3 37 33.2 1.1 2.1 10 Example 4 35 30.4 6.1 3.7 21 5 39 33.2 5.8 4.5 24 6 48.2 45.6 5.2 4.0 20 7 39 37.2 5.9 4.1 22 8 41 38.6 6.3 4.8 23 9 42.3 38.9 5.5 4.2 22 Comparative Example 4 50 47.0 1.9 1.6 9 5 40.1 36.7 1.4 2.0 17 Example 10 41.2 38.2 6.3 5.0 23 11 41.8 38.3 6.5 5.2 24 12 42.9 39.2 6.9 5.3 24 13 43.7 39.5 7.5 6.1 26 14 45.3 41.2 7.2 6.5 26

【0030】 表2(続き) 200℃における機械的強度 最大析出粒子径 例No. σB (1) σ0.2 (2) 伸び (3) ≦3.0 μm 実施例 1 21 12.9 12.9 ○ 2 21 13 13.1 ○ 3 24 16.1 12.4 ○ 比較例 1 16 12 11.2 × 2 15 11 11.8 × 3 28 17.2 11.9 × 実施例 4 22.7 18.2 12.1 ○ 5 29.1 27.3 15.3 ○ 6 34.2 28.1 12.7 ○ 7 24.0 20.1 13.2 ○ 8 31.0 27.5 15.1 ○ 9 35.1 31.0 14.3 ○ 比較例 4 29.0 25.9 10.3 × 5 21.2 17.1 10.0 × 実施例 10 32.1 28.2 13.9 ○ 11 33.1 29.1 15.0 ○ 12 33.9 29.3 15.9 ○ 13 35.2 31.2 16.8 ○ 14 36.3 33.3 17.2 ○ [0030] Table 2 (continued) mechanical strength maximum precipitation particle size Example No. sigma B (1) at 200 ° C. sigma 0.2 (2) elongation (3) ≦ 3.0 [mu] m Example 1 21 12.9 12.9 ○ 2 21 13 13.1 ○ 3 24 16.1 12.4 ○ Comparative Example 1 16 12 11.2 × 2 15 11 11.8 × 3 28 17.2 11.9 × Example 4 22.7 18.2 12.1 ○ 5 29.1 27.3 15.3 ○ 6 34.2 28.1 12.7 ○ 7 24.0 20.1 13.2 ○ 8 31.0 27.5 15.1 ○ 9 35.1 31.0 14.3 ○ Comparative Example 4 29.0 25.9 10.3 × 5 21.2 17.1 10.0 × Example 10 32.1 28.2 13.9 ○ 11 33.1 29.1 15.0 ○ 12 33.9 29.3 15.9 ○ 13 35.2 31.2 16.8 ○ 14 36.3 33.3 17.2 ○

【0031】 (注): (1) 引張強度(kgf/mm2 )。 (2) 0.2%耐力(kgf/mm2 )。 (3) 伸び(%)。 (4) シャルピー衝撃値(kgfm/cm 2 )。 (5) 破壊靭性(MPa・m-2)。 (6) 最大析出粒子径(3.0 μm以下を満たしているもの
が○、これより大きいものは×)。
(Note): (1) Tensile strength (kgf / mm 2 ). (2) 0.2% proof stress (kgf / mm 2 ). (3) Growth (%). (4) Charpy impact value (kgfm / cm 2 ). (5) Fracture toughness (MPa · m −2 ). (6) Maximum precipitated particle size (○ for those satisfying 3.0 μm or less, × for larger particles).

【0032】表2から明らかなように、本発明のアルミ
ニウム合金は微細結晶組織を有する。また引張強度、
0.2%耐力、伸び、衝撃強度及び破壊靭性のいずれに
おいても、本発明のアルミニウム合金は比較例のアルミ
ニウム合金より良好であることがわかる。また本発明の
アルミニウム合金において、第二の添加元素及び第三の
添加元素が添加されるに従って、これらの機械的強度が
向上している。
As is clear from Table 2, the aluminum alloy of the present invention has a fine crystal structure. Also tensile strength,
It can be seen that the aluminum alloy of the present invention is better than the aluminum alloy of the comparative example in any of 0.2% proof stress, elongation, impact strength and fracture toughness. Further, in the aluminum alloy of the present invention, as the second additive element and the third additive element are added, their mechanical strength is improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳述した通り、Si、Cu、Mgを
必須成分とするアルミニウム合金に、さらに第一の添加
元素(Fe、Cr、Mn、Ni、Co、W及びMoから
なる群から選ばれた少なくとも1種の元素)、及び第二
の添加元素(V、Zr、Ce及びYからなる群から選ば
れた少なくとも1種の元素)、更に必要に応じ第三の添
加元素(Ti及びBからなる群から選ばれた少なくとも
1種の元素)を添加することにより、結晶組成の微細化
が得られ、その結果優れた機械的強度を発揮することが
できるようになる。このような本発明のアルミニウム合
金は、軽量化と高い機械的強度が要求されるコンロッ
ド、バルブ等の自動車部品を始めとして、各種の機械部
品、建材、構造材等に使用することができる。
As described in detail above, the aluminum alloy containing Si, Cu and Mg as essential components is further selected from the group consisting of the first additive element (Fe, Cr, Mn, Ni, Co, W and Mo). At least one selected element), a second additive element (at least one element selected from the group consisting of V, Zr, Ce and Y), and a third additive element (Ti and B) if necessary. By adding at least one element selected from the group consisting of (3), it is possible to obtain a finer crystal composition and, as a result, to exhibit excellent mechanical strength. Such an aluminum alloy of the present invention can be used for various machine parts, building materials, structural materials and the like, including automobile parts such as connecting rods and valves, which are required to be lightweight and have high mechanical strength.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩川 健一郎 埼玉県和光市中央一丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichiro Shiokawa Inventor Kenichiro Shiokawa 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Stock Research Institute Honda Technical Research Institute

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 噴霧堆積法により製造された微細晶出物
含有アルミニウム合金において、Cu:0.2 〜5 重量%
と、Mg:0.1 〜5 重量%と、Si:3 〜20重量%と、
Fe、Cr、Mn、Ni、Co、W及びMoの少なくと
も1種:0.5〜13重量%と、V、Zr、Ce及びYの少
なくとも1種:0.5 〜10重量%と、Al及び不可避的不
純物:残部とからなる組成を有することを特徴とするア
ルミニウム合金。
1. An aluminum alloy containing fine crystallized substances produced by a spray deposition method, wherein Cu: 0.2-5 wt%
And Mg: 0.1-5 wt%, Si: 3-20 wt%,
At least one of Fe, Cr, Mn, Ni, Co, W and Mo: 0.5 to 13% by weight, at least one of V, Zr, Ce and Y: 0.5 to 10% by weight, Al and inevitable impurities: An aluminum alloy having a composition consisting of the balance.
【請求項2】 噴霧堆積法により製造された微細晶出物
含有アルミニウム合金において、Cu:0.2 〜5 重量%
と、Mg:0.1 〜5 重量%と、Si:3 〜20重量%と、
Fe、Cr、Mn、Ni、Co、W及びMoの少なくと
も1種:0.5〜13重量%と、V、Zr、Ce及びYの少
なくとも1種:0.5 〜10重量%と、Ti及びBの少なく
とも1種:0.05〜1 重量%と、Al及び不可避的不純
物:残部とからなる組成を有することを特徴とするアル
ミニウム合金。
2. In an aluminum alloy containing fine crystallized substances produced by a spray deposition method, Cu: 0.2-5 wt%
And Mg: 0.1-5 wt%, Si: 3-20 wt%,
At least one of Fe, Cr, Mn, Ni, Co, W and Mo: 0.5 to 13% by weight, at least one of V, Zr, Ce and Y: 0.5 to 10% by weight, and at least 1 of Ti and B. Species: 0.05 to 1% by weight, an aluminum alloy having a composition of Al and inevitable impurities: balance.
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