JPH05209201A - アルミニウム基複合粉末 - Google Patents
アルミニウム基複合粉末Info
- Publication number
- JPH05209201A JPH05209201A JP4232880A JP23288092A JPH05209201A JP H05209201 A JPH05209201 A JP H05209201A JP 4232880 A JP4232880 A JP 4232880A JP 23288092 A JP23288092 A JP 23288092A JP H05209201 A JPH05209201 A JP H05209201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite powder
- aluminum
- weight
- matrix
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 76
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- -1 Fe is added Chemical class 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的はアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金のマトリックス中にセラミックス粒子を非常に
均一に分散させたアルミニウム基複合粉末を提供するこ
とにある。 【構成】 本発明のアルミニウム基複合粉末は急速凝固
法により製造され、アルミニウムまたはアルミニウム合
金のマトリックス中に 1〜40重量％のセラミックス粒子
を分散して含む。所要により、マトリックス中にＳｉ、
Ｃｕ、Ｍｇ、遷移金属の少なくとも１種を含有させても
よい。
ウム合金のマトリックス中にセラミックス粒子を非常に
均一に分散させたアルミニウム基複合粉末を提供するこ
とにある。 【構成】 本発明のアルミニウム基複合粉末は急速凝固
法により製造され、アルミニウムまたはアルミニウム合
金のマトリックス中に 1〜40重量％のセラミックス粒子
を分散して含む。所要により、マトリックス中にＳｉ、
Ｃｕ、Ｍｇ、遷移金属の少なくとも１種を含有させても
よい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム基複合粉
末、詳しくはアルミニウムまたはアルミニウム合金のマ
トリックス中にセラミックス粒子を均一に分散させたア
ルミニウム基複合粉末に関し、耐摩耗性、高剛性率、高
強度等の特性を必要とする自動車・機械部品等への適用
が考えられる。
末、詳しくはアルミニウムまたはアルミニウム合金のマ
トリックス中にセラミックス粒子を均一に分散させたア
ルミニウム基複合粉末に関し、耐摩耗性、高剛性率、高
強度等の特性を必要とする自動車・機械部品等への適用
が考えられる。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム及びアルミニウム合金は、
軽量、耐蝕性、高熱伝導度等の種々の優れた特性を持つ
ため、航空機、自動車、その他の機械部品に広く応用さ
れてきた。
軽量、耐蝕性、高熱伝導度等の種々の優れた特性を持つ
ため、航空機、自動車、その他の機械部品に広く応用さ
れてきた。
【０００３】欠点としては、主として鋼に比較してであ
るが、２００℃以上の温度で急激に強度が落ちること、
熱膨張率が高いこと、剛性率が低いこと等が挙げられ、
この制約によって使用できない部材があった。
るが、２００℃以上の温度で急激に強度が落ちること、
熱膨張率が高いこと、剛性率が低いこと等が挙げられ、
この制約によって使用できない部材があった。
【０００４】この欠点を克服する手段として、セラミッ
クス粒子（繊維、フレーク、ウィスカーも包含される）
を含むアルミニウム基複合材の精力的な研究開発が行わ
れ、一部では実用化されて量産に入っているものもあ
る。
クス粒子（繊維、フレーク、ウィスカーも包含される）
を含むアルミニウム基複合材の精力的な研究開発が行わ
れ、一部では実用化されて量産に入っているものもあ
る。
【０００５】アルミニウム基複合材の製造方法として
は、(1) セラミックス粒子のプリフォームへアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金の溶湯を浸透させる溶湯含浸
法、(2) アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末とセ
ラミックス粒子とを乾式混合するプレミックス法、(3)
セラミックス粒子をアルミニウムまたはアルミニウム合
金の溶湯中に分散させる方法等がある。
は、(1) セラミックス粒子のプリフォームへアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金の溶湯を浸透させる溶湯含浸
法、(2) アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末とセ
ラミックス粒子とを乾式混合するプレミックス法、(3)
セラミックス粒子をアルミニウムまたはアルミニウム合
金の溶湯中に分散させる方法等がある。
【０００６】(1) の方法はプリフォーム体を形成するた
めにセラミックス粒子の体積含有率がある程度以上（通
常20％以上）必要であること、 (2)及び(3) の方法では
セラミックス粒子の体積含有率は自由に選択できるが、
アルミニウムまたはアルミニウム合金中へのセラミック
スの均一な混合もしくは分散が技術的に難しいこと等が
あり、殆ど実用化には至っていない。また、(3) の方法
の場合凝固時の冷却速度が遅いため図４に示す如く結晶
粒界近傍に合金元素およびセラミックス粒子の偏析・不
均一分散が起こり、これが成形体の機械的特性を低下さ
せる要因となっている。
めにセラミックス粒子の体積含有率がある程度以上（通
常20％以上）必要であること、 (2)及び(3) の方法では
セラミックス粒子の体積含有率は自由に選択できるが、
アルミニウムまたはアルミニウム合金中へのセラミック
スの均一な混合もしくは分散が技術的に難しいこと等が
あり、殆ど実用化には至っていない。また、(3) の方法
の場合凝固時の冷却速度が遅いため図４に示す如く結晶
粒界近傍に合金元素およびセラミックス粒子の偏析・不
均一分散が起こり、これが成形体の機械的特性を低下さ
せる要因となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、急冷凝
固法を用いればアルミニウムまたはアルミニウム合金の
マトリックス中にセラミックス粒子を非常に均一に分散
させることができ、得られたアルミニウム基複合粉末を
熱間押出や熱間鍛造あるいはホットプレス等で熱間成形
した成形体は高弾性、高靭延性、高耐摩耗性等の優れた
機械的特性を併せ持つことを見いだした。
固法を用いればアルミニウムまたはアルミニウム合金の
マトリックス中にセラミックス粒子を非常に均一に分散
させることができ、得られたアルミニウム基複合粉末を
熱間押出や熱間鍛造あるいはホットプレス等で熱間成形
した成形体は高弾性、高靭延性、高耐摩耗性等の優れた
機械的特性を併せ持つことを見いだした。
【０００８】セラミックス粒子の含有量は 1〜40重量％
である。 1重量％未満ではこの複合粉末を用いた成形体
において機械的特性の改善が十分でなく、40重量％を越
えるとセラミックス粒子の量が多すぎてマトリックス中
への均一な分散は達成しにくい。
である。 1重量％未満ではこの複合粉末を用いた成形体
において機械的特性の改善が十分でなく、40重量％を越
えるとセラミックス粒子の量が多すぎてマトリックス中
への均一な分散は達成しにくい。
【０００９】セラミックス粒子としては、酸化物系（例
えばＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ）、炭化物系（例えばＳｉ
Ｃ，ＴｉＣ）、窒化物系（例えばＳｉ3 Ｎ4 ）、または
硼化物系（例えばＴｉＢ2 ）の粒子が使用され得る。
えばＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ）、炭化物系（例えばＳｉ
Ｃ，ＴｉＣ）、窒化物系（例えばＳｉ3 Ｎ4 ）、または
硼化物系（例えばＴｉＢ2 ）の粒子が使用され得る。
【００１０】セラミックス粒子の平均粒径は 1〜40μｍ
が好ましい。セラミックス粒子の平均粒径が１μｍ未満
ではセラミックス粒子同士の凝集が起こり易く、マトリ
ックス中への均一な分散が困難になる。また平均粒径が
40μｍを越えると、この複合粉末を用いた成形体におい
てセラミックス粒子がクラックの開始点になる可能性が
あり好ましくない。
が好ましい。セラミックス粒子の平均粒径が１μｍ未満
ではセラミックス粒子同士の凝集が起こり易く、マトリ
ックス中への均一な分散が困難になる。また平均粒径が
40μｍを越えると、この複合粉末を用いた成形体におい
てセラミックス粒子がクラックの開始点になる可能性が
あり好ましくない。
【００１１】マトリックスであるアルミニウムまたはア
ルミニウム合金中に所定量のセラミックス粒子を含む溶
湯を急冷凝固させて製造したアルミニウム基複合粉末の
場合には、マトリックス中の晶出物・析出物が微細かつ
均一に分散し、このため合金元素の種類とその添加量の
自由度が高くなるのでより好ましい。急冷凝固方法には
アトマイズ法及び回転円盤法が包含される。急冷凝固時
の冷却速度は１０2 Ｋ／sec 以上が好ましい。
ルミニウム合金中に所定量のセラミックス粒子を含む溶
湯を急冷凝固させて製造したアルミニウム基複合粉末の
場合には、マトリックス中の晶出物・析出物が微細かつ
均一に分散し、このため合金元素の種類とその添加量の
自由度が高くなるのでより好ましい。急冷凝固方法には
アトマイズ法及び回転円盤法が包含される。急冷凝固時
の冷却速度は１０2 Ｋ／sec 以上が好ましい。
【００１２】また、本発明による複合粉末から製造され
る成形体が優れた特性を持つことは先に述べたが、さら
に耐熱性を付与したい場合、成形体の使用温度が 150℃
以下の時はマトリックス中にＳｉ，Ｃｕ，Ｍｇ等の元素
を１種以上（Ｓｉ：１〜50重量％、Ｃｕ： 0.5〜10重量
％、Ｍｇ： 0.5〜10重量％）含ませることにより、室温
強度に加えて高温強度も向上する。これは主に微細な析
出物による析出強化によるものである。成形体の使用温
度が 150℃を越える場合は、上記のマトリックス中にさ
らにＦｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｎｂ，
Ｚｒ，Ｙ等の遷移金属を含むことでさらなる高温強度の
向上が達成できる。遷移金属の場合、通常合計で０．５
から１５重量％が最適の範囲である。この耐熱性の向上
は金属間化合物等の分散強化によるものと考えられる。
る成形体が優れた特性を持つことは先に述べたが、さら
に耐熱性を付与したい場合、成形体の使用温度が 150℃
以下の時はマトリックス中にＳｉ，Ｃｕ，Ｍｇ等の元素
を１種以上（Ｓｉ：１〜50重量％、Ｃｕ： 0.5〜10重量
％、Ｍｇ： 0.5〜10重量％）含ませることにより、室温
強度に加えて高温強度も向上する。これは主に微細な析
出物による析出強化によるものである。成形体の使用温
度が 150℃を越える場合は、上記のマトリックス中にさ
らにＦｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｎｂ，
Ｚｒ，Ｙ等の遷移金属を含むことでさらなる高温強度の
向上が達成できる。遷移金属の場合、通常合計で０．５
から１５重量％が最適の範囲である。この耐熱性の向上
は金属間化合物等の分散強化によるものと考えられる。
【００１３】セラミックス粒子を均一に分散させたアル
ミニウム基複合粉末は、そのままでも例えば溶射用複合
粉末や研磨材としても用いられる可能性がある。
ミニウム基複合粉末は、そのままでも例えば溶射用複合
粉末や研磨材としても用いられる可能性がある。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例および比較例を示す。
【００１５】実施例１ Ａｌ−８Ｓｉ−２Ｃｕ−１Ｍｇ（以下いずれも重量％を
使用）の組成を持つアルミニウム合金溶湯中に平均粒径
10μｍのＳｉＣ粒子を15重量％均一に分散させた溶湯か
ら、高圧の空気を用いたアトマイズ法により平均粒径35
μｍの急冷凝固粉末を得た。この粉末の光学顕微鏡組織
写真を図１及び図２に示す。複合粉末の粒度が粗いもの
（ 177〜350 μｍ）細かいもの（44〜63μｍ）にかかわ
らずＳｉＣ粒子がマトリックスであるアルミニウム合金
粉末中に均一に分散しているのがわかる。
使用）の組成を持つアルミニウム合金溶湯中に平均粒径
10μｍのＳｉＣ粒子を15重量％均一に分散させた溶湯か
ら、高圧の空気を用いたアトマイズ法により平均粒径35
μｍの急冷凝固粉末を得た。この粉末の光学顕微鏡組織
写真を図１及び図２に示す。複合粉末の粒度が粗いもの
（ 177〜350 μｍ）細かいもの（44〜63μｍ）にかかわ
らずＳｉＣ粒子がマトリックスであるアルミニウム合金
粉末中に均一に分散しているのがわかる。
【００１６】これらの粉末は、同一条件でアトマイズさ
れたアルミ合金粉の冷却速度から推定して、１０2 〜１
０4 Ｋ／sec の冷却速度を持つと考えられ、事実図１、
及び図２のマトリックス中の晶出物は非常に微細に分散
していて、これを裏付けている。
れたアルミ合金粉の冷却速度から推定して、１０2 〜１
０4 Ｋ／sec の冷却速度を持つと考えられ、事実図１、
及び図２のマトリックス中の晶出物は非常に微細に分散
していて、これを裏付けている。
【００１７】この粉末を 350μｍ以下にふるいによって
分級した後、冷間静水圧成形（ＣＩＰ）により理論密度
の60〜80％に予備成形した。続いてこの予備成形体を 4
80℃に加熱した後、押出比10にて熱間押出し、理論密度
100％の成形体を得た。この成形体の光学顕微鏡組織写
真を図３に示す。ここでもＳｉＣ粒子がマトリックスで
あるアルミニウム合金中に非常に均一に分散しているの
がわかる。
分級した後、冷間静水圧成形（ＣＩＰ）により理論密度
の60〜80％に予備成形した。続いてこの予備成形体を 4
80℃に加熱した後、押出比10にて熱間押出し、理論密度
100％の成形体を得た。この成形体の光学顕微鏡組織写
真を図３に示す。ここでもＳｉＣ粒子がマトリックスで
あるアルミニウム合金中に非常に均一に分散しているの
がわかる。
【００１８】比較例として、上記と同組成の溶湯から直
接鋳型に鋳込んだアルミニウム合金塊の光学顕微鏡組織
写真を図４に示す。ＳｉＣ粒子のマトリックスであるア
ルミニウム合金中への分散が図１〜３に比べて非常に劣
ることが一目瞭然である。これは先にも述べたが鋳造材
の場合、凝固速度が遅いため結晶粒界近傍に偏析・不均
一分散が起こるためである。本発明品の場合、凝固速度
が十分に早いのでこのような偏析・不均一分散は起こら
ない。
接鋳型に鋳込んだアルミニウム合金塊の光学顕微鏡組織
写真を図４に示す。ＳｉＣ粒子のマトリックスであるア
ルミニウム合金中への分散が図１〜３に比べて非常に劣
ることが一目瞭然である。これは先にも述べたが鋳造材
の場合、凝固速度が遅いため結晶粒界近傍に偏析・不均
一分散が起こるためである。本発明品の場合、凝固速度
が十分に早いのでこのような偏析・不均一分散は起こら
ない。
【００１９】上記の方法で作製した押出成形体から、φ
６×４０mmの平行部を持つ全長８０mmの引っ張り試験片
を機械加工によって製作し、Ｔ６処理をした後の引張り
特性の調査結果を表１中(1) に示す。
６×４０mmの平行部を持つ全長８０mmの引っ張り試験片
を機械加工によって製作し、Ｔ６処理をした後の引張り
特性の調査結果を表１中(1) に示す。
【００２０】また、比較例として同組成の溶湯から直接
鋳型に鋳込んだアルミニウム合金塊の引張り特性を表１
中(2) に示す。
鋳型に鋳込んだアルミニウム合金塊の引張り特性を表１
中(2) に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】結果から明らかなように、引張強度及び
0.2％耐力は本発明の押出材と比較例の鋳造材との間で
大きな差は見られないが、伸びでは本発明の押出材はは
るかに高い値を示している。
0.2％耐力は本発明の押出材と比較例の鋳造材との間で
大きな差は見られないが、伸びでは本発明の押出材はは
るかに高い値を示している。
【００２３】また、Ｔ６処理後のアイゾット衝撃試験を
行った結果も表１中に示す。耐衝撃性についても本発明
の押出材のほうが明らかに高い値を示し、延性と同時に
耐衝撃性も優れていることを示す。このことは工業用材
料の信頼性の観点から非常に重要なことである。
行った結果も表１中に示す。耐衝撃性についても本発明
の押出材のほうが明らかに高い値を示し、延性と同時に
耐衝撃性も優れていることを示す。このことは工業用材
料の信頼性の観点から非常に重要なことである。
【００２４】本発明の性能が優れている点を述べたが、
分散粒子の分散性が優れていることも定量的に評価し
た。即ち、図３（本発明の押出材）、図４（比較例の鋳
造材）および各々の周辺について川崎製鉄（株）製画像
解析装置（画像博士）を使用し、最近傍粒子の重心間距
離を測定した。測定は１視野あたり 180×230 μｍとし
１視野当たりのＳｉＣ粒子数をできる限り揃え、おのお
の３視野測定した。結果を表２に示す。
分散粒子の分散性が優れていることも定量的に評価し
た。即ち、図３（本発明の押出材）、図４（比較例の鋳
造材）および各々の周辺について川崎製鉄（株）製画像
解析装置（画像博士）を使用し、最近傍粒子の重心間距
離を測定した。測定は１視野あたり 180×230 μｍとし
１視野当たりのＳｉＣ粒子数をできる限り揃え、おのお
の３視野測定した。結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】最近傍粒子の重心間距離が大きいことは、
粒子間の凝集あるいは不均一分散による粒子の集合体が
少なく、分散性が良いということが言える。本発明の押
出材は比較例の鋳造材に比べ約１．５倍の距離があり、
本発明品の大きな特徴と言える。
粒子間の凝集あるいは不均一分散による粒子の集合体が
少なく、分散性が良いということが言える。本発明の押
出材は比較例の鋳造材に比べ約１．５倍の距離があり、
本発明品の大きな特徴と言える。
【００２７】実施例２ Ａｌ−９Ｓｉ−１Ｍｇの組成のＡｌ合金溶湯中に 3重量
％のＳｉＣ粒子（平均粒径25μｍ）を均一に分散させた
溶湯から、高圧の空気を用いたアトマイズ法により平均
粒径28μｍの急冷凝固粉末を得た。この複合粉末を光学
顕微鏡により観察したところ、ＳｉＣ粒子がマトリック
スであるＡｌ合金粉末中に均一に分散しているのが判明
した。
％のＳｉＣ粒子（平均粒径25μｍ）を均一に分散させた
溶湯から、高圧の空気を用いたアトマイズ法により平均
粒径28μｍの急冷凝固粉末を得た。この複合粉末を光学
顕微鏡により観察したところ、ＳｉＣ粒子がマトリック
スであるＡｌ合金粉末中に均一に分散しているのが判明
した。
【００２８】この複合粉末を、冷間静水圧成形（ＣＩ
Ｐ）により理論密度の60〜80％に予備成形した。続いて
この予備成形体を 480℃に加熱した後、押出比10にて熱
間押出しし、理論密度 100％の成形体を得た。この成形
体を光学顕微鏡により観察したところ、ＳｉＣ粒子がマ
トリックスであるＡｌ合金中に非常に均一に分散してい
るのが判明した。
Ｐ）により理論密度の60〜80％に予備成形した。続いて
この予備成形体を 480℃に加熱した後、押出比10にて熱
間押出しし、理論密度 100％の成形体を得た。この成形
体を光学顕微鏡により観察したところ、ＳｉＣ粒子がマ
トリックスであるＡｌ合金中に非常に均一に分散してい
るのが判明した。
【００２９】実施例３ Ａｌ−７Ｓｉ−１Ｃｕ−１Ｍｇの組成のＡｌ合金溶湯中
に25重量％のＳｉＣ粒子（平均粒径 5μｍ）を均一に分
散させた溶湯から、高圧の空気を用いたアトマイズ法に
より平均粒径32μｍの急冷凝固粉末を得た。この複合粉
末を光学顕微鏡により観察したところ、ＳｉＣ粒子がマ
トリックスであるＡｌ合金粉末中に均一に分散している
のが判明した。
に25重量％のＳｉＣ粒子（平均粒径 5μｍ）を均一に分
散させた溶湯から、高圧の空気を用いたアトマイズ法に
より平均粒径32μｍの急冷凝固粉末を得た。この複合粉
末を光学顕微鏡により観察したところ、ＳｉＣ粒子がマ
トリックスであるＡｌ合金粉末中に均一に分散している
のが判明した。
【００３０】実施例４ Ａｌ−９Ｓｉ−１Ｍｇの組成を持つアルミニウム合金溶
湯中に平均粒径10μｍのＡｌ2 Ｏ3 粒子を10重量％均一
に分散させた溶湯から、高圧の空気を用いたアトマイズ
法により平均粒径30μｍの急冷凝固粉末を得た。この粉
末の光学顕微鏡による微細組織は図１と同様で、Ａｌ2
Ｏ3 粒子がマトリックスであるアルミニウム合金粉末中
に均一に分散していた。
湯中に平均粒径10μｍのＡｌ2 Ｏ3 粒子を10重量％均一
に分散させた溶湯から、高圧の空気を用いたアトマイズ
法により平均粒径30μｍの急冷凝固粉末を得た。この粉
末の光学顕微鏡による微細組織は図１と同様で、Ａｌ2
Ｏ3 粒子がマトリックスであるアルミニウム合金粉末中
に均一に分散していた。
【００３１】実施例５ Ａｌ−２０Ｓｉ−３Ｍｇの組成を持つアルミニウム合金
溶湯中に平均粒径15μｍのＳｉＣ粒子を 3重量％均一に
分散させた溶湯から、高圧の空気を用いたアトマイズ法
により平均粒径28μｍの急冷凝固粉末を得た。この粉末
の光学顕微鏡による微細組織は図１と同様で、ＳｉＣ粒
子がマトリックスであるアルミニウム合金粉末中に均一
に分散していた。
溶湯中に平均粒径15μｍのＳｉＣ粒子を 3重量％均一に
分散させた溶湯から、高圧の空気を用いたアトマイズ法
により平均粒径28μｍの急冷凝固粉末を得た。この粉末
の光学顕微鏡による微細組織は図１と同様で、ＳｉＣ粒
子がマトリックスであるアルミニウム合金粉末中に均一
に分散していた。
【００３２】この粉末を、冷間静水圧成形（ＣＩＰ）に
より理論密度の60〜80％に予備成形し、続いてこの予備
成形体を 480℃に加熱した後、押出比10にて熱間押出し
し、理論密度 100％の成形体を得た。この成形体の光学
顕微鏡による組織観察ではやはり写真３と同様で、ここ
でもＳｉＣ粒子がマトリックスであるアルミニウム合金
中に非常に均一に分散していた。
より理論密度の60〜80％に予備成形し、続いてこの予備
成形体を 480℃に加熱した後、押出比10にて熱間押出し
し、理論密度 100％の成形体を得た。この成形体の光学
顕微鏡による組織観察ではやはり写真３と同様で、ここ
でもＳｉＣ粒子がマトリックスであるアルミニウム合金
中に非常に均一に分散していた。
【００３３】実施例６ Ａｌ−１Ｓｉ−５Ｃｕ−２Ｍｇの組成を持つアルミニウ
ム合金溶湯中に平均粒径 5μｍのＳｉＣ粒子を25重量％
均一に分散させた溶湯から、高圧の空気を用いたアトマ
イズ法により平均粒径32μｍの急冷凝固粉末を得た。こ
の粉末の光学顕微鏡による微細組織は図１と同様で、Ｓ
ｉＣ粒子がマトリックスであるアルミニウム合金粉末中
に均一に分散していた。
ム合金溶湯中に平均粒径 5μｍのＳｉＣ粒子を25重量％
均一に分散させた溶湯から、高圧の空気を用いたアトマ
イズ法により平均粒径32μｍの急冷凝固粉末を得た。こ
の粉末の光学顕微鏡による微細組織は図１と同様で、Ｓ
ｉＣ粒子がマトリックスであるアルミニウム合金粉末中
に均一に分散していた。
【００３４】実施例７ Ａｌ−１０Ｓｉ−３Ｃｕ−１Ｎｉ−１Ｍｇのベース組成
を持つアルミニウム合金溶湯中に平均粒径25μｍのＳｉ
Ｃ粒子を20重量％均一に分散させた溶湯に、さらにＦｅ
2重量％（表３中 (2)）、Ｆｅ 4重量％（表３中 (3)）
を合金成分として加えたものからそれぞれ高圧の空気を
用いたアトマイズ法により平均粒径38μｍの急冷凝固粉
末を得た。これらの粉末の光学顕微鏡による微細組織は
図１と同様で、ＳｉＣ粒子がマトリックスであるアルミ
ニウム合金粉末中に均一に分散していた。
を持つアルミニウム合金溶湯中に平均粒径25μｍのＳｉ
Ｃ粒子を20重量％均一に分散させた溶湯に、さらにＦｅ
2重量％（表３中 (2)）、Ｆｅ 4重量％（表３中 (3)）
を合金成分として加えたものからそれぞれ高圧の空気を
用いたアトマイズ法により平均粒径38μｍの急冷凝固粉
末を得た。これらの粉末の光学顕微鏡による微細組織は
図１と同様で、ＳｉＣ粒子がマトリックスであるアルミ
ニウム合金粉末中に均一に分散していた。
【００３５】実施例１と同様の方法によりそれぞれの粉
末の押出材を作製し、Ｔ６処理の後200℃で 100時間保
持後、同温度で高温引張試験を行った結果を表３中(2)
から(3) に示す。同時にＦｅを添加しなかったベース組
成のものを表３中(1) に示す。また同表(2) の押出材の
光学顕微鏡組織写真を図５に示す。Ｆｅ等の遷移金属を
添加した組成でも図３と同様、ＳｉＣ粒子の分散が良好
なことが判る。
末の押出材を作製し、Ｔ６処理の後200℃で 100時間保
持後、同温度で高温引張試験を行った結果を表３中(2)
から(3) に示す。同時にＦｅを添加しなかったベース組
成のものを表３中(1) に示す。また同表(2) の押出材の
光学顕微鏡組織写真を図５に示す。Ｆｅ等の遷移金属を
添加した組成でも図３と同様、ＳｉＣ粒子の分散が良好
なことが判る。
【００３６】
【表３】
【００３７】表３から判るように、Ｆｅの添加量が増加
するにつれ、高温強度も増加する傾向にあり、耐摩耗
性、耐熱性、高強度、高弾性を併せ持つ材料を提供する
ことが可能となった。
するにつれ、高温強度も増加する傾向にあり、耐摩耗
性、耐熱性、高強度、高弾性を併せ持つ材料を提供する
ことが可能となった。
【００３８】実施例８ Ａｌ−１０Ｓｉ−３Ｃｕ−１Ｎｉ−１Ｍｇのベース組成
を持つアルミニウム合金溶湯中に平均粒径25μｍのＳｉ
Ｃ粒子を20重量％均一に分散させた溶湯に、さらにＮｉ
を 3重量％（表４中 (2)）、Ｎｉを 6重量％（表４中
(3)）を合金成分として添加したものをそれぞれ高圧の
空気を用いたアトマイズ法により平均粒径38μｍの急冷
凝固粉末を得た。これらの粉末の光学顕微鏡による微細
組織は図１と同様で、ＳｉＣ粒子がマトリックスである
アルミニウム合金中に均一に分散していた。実施例１と
同様の方法によりそれぞれの粉末の押出材を作製し、Ｔ
６処理の後 200℃で 100時間保持後、同温度で高温引張
試験を行った結果を表４中(2) と(3) に示す。同時にＮ
ｉを後添加しなかったベース組成のものを同表(1) に示
す。
を持つアルミニウム合金溶湯中に平均粒径25μｍのＳｉ
Ｃ粒子を20重量％均一に分散させた溶湯に、さらにＮｉ
を 3重量％（表４中 (2)）、Ｎｉを 6重量％（表４中
(3)）を合金成分として添加したものをそれぞれ高圧の
空気を用いたアトマイズ法により平均粒径38μｍの急冷
凝固粉末を得た。これらの粉末の光学顕微鏡による微細
組織は図１と同様で、ＳｉＣ粒子がマトリックスである
アルミニウム合金中に均一に分散していた。実施例１と
同様の方法によりそれぞれの粉末の押出材を作製し、Ｔ
６処理の後 200℃で 100時間保持後、同温度で高温引張
試験を行った結果を表４中(2) と(3) に示す。同時にＮ
ｉを後添加しなかったベース組成のものを同表(1) に示
す。
【００３９】
【表４】
【００４０】表４から判るように、Ｎｉの添加量が増加
するにつれ、高温強度も増加する傾向にあり、耐摩耗
性、耐熱性、高強度、高弾性を併せ持つ材料を提供する
ことが可能となった。
するにつれ、高温強度も増加する傾向にあり、耐摩耗
性、耐熱性、高強度、高弾性を併せ持つ材料を提供する
ことが可能となった。
【図１】実施例１で得られたアルミニウム基複合粉末の
粒子構造（ミクロ組織）を示す光学顕微鏡写真（ 400
倍）である。
粒子構造（ミクロ組織）を示す光学顕微鏡写真（ 400
倍）である。
【図２】実施例１で得られたアルミニウム基複合粉末の
粒子構造（ミクロ組織）を示す光学顕微鏡写真（倍率 4
00倍）である。
粒子構造（ミクロ組織）を示す光学顕微鏡写真（倍率 4
00倍）である。
【図３】実施例１のアルミニウム基複合粉末から押出し
成形した成形体の粒子構造（ミクロ組織）を示す光学顕
微鏡写真（倍率 400倍）である。
成形した成形体の粒子構造（ミクロ組織）を示す光学顕
微鏡写真（倍率 400倍）である。
【図４】比較例で得られたアルミニウム合金鋳塊の粒子
構造（ミクロ組織）を示す光学顕微鏡写真（倍率 400
倍）である。
構造（ミクロ組織）を示す光学顕微鏡写真（倍率 400
倍）である。
【図５】実施例７のアルミニウム基複合粉末から押出し
成形した成形体の粒子構造（ミクロ組織）を示す光学顕
微鏡写真（倍率 400倍）である。
成形した成形体の粒子構造（ミクロ組織）を示す光学顕
微鏡写真（倍率 400倍）である。
フロントページの続き (72)発明者 田中 昭衛 大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目６番８ 号 東洋アルミニウム株式会社内 (72)発明者 久保 幸平 大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目６番８ 号 東洋アルミニウム株式会社内 (72)発明者 横手 隆昌 大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目６番８ 号 東洋アルミニウム株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウム合金の
マトリックス中に 1〜40重量％のセラミックス粒子を分
散して含むアルミニウム基複合粉末。 - 【請求項２】 セラミックス粒子が炭化物及び／または
酸化物である請求項１の複合粉末。 - 【請求項３】 セラミックス粒子の平均粒径が 1〜40μ
ｍである請求項１の複合粉末。 - 【請求項４】 マトリックス中にＳｉ，Ｃｕ，Ｍｇを１
種以上含み、それぞれの範囲がＳｉ：１〜50重量％、Ｃ
ｕ： 0.5〜10重量％、Ｍｇ： 0.5〜10重量％である請求
項１の複合粉末。 - 【請求項５】 マトリックス中に更に遷移金属を１種ま
たは２種以上、合計0.5〜15重量％含む請求項１の複合
粉末。 - 【請求項６】 １０2 Ｋ／sec 以上の速度で急速凝固法
により製造される請求項１〜５のいずれかに記載の複合
粉末。 - 【請求項７】 請求項１〜６の複合粉末を使用し、熱間
成形により成形した成形体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4232880A JPH05209201A (ja) | 1991-08-22 | 1992-08-07 | アルミニウム基複合粉末 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23555791 | 1991-08-22 | ||
| JP3-235557 | 1991-08-22 | ||
| JP4232880A JPH05209201A (ja) | 1991-08-22 | 1992-08-07 | アルミニウム基複合粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209201A true JPH05209201A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=26530718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4232880A Pending JPH05209201A (ja) | 1991-08-22 | 1992-08-07 | アルミニウム基複合粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05209201A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2514542A1 (en) * | 2009-12-15 | 2012-10-24 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Production method and production device for a composite metal powder using the gas spraying method |
-
1992
- 1992-08-07 JP JP4232880A patent/JPH05209201A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2514542A1 (en) * | 2009-12-15 | 2012-10-24 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Production method and production device for a composite metal powder using the gas spraying method |
| EP2514542A4 (en) * | 2009-12-15 | 2014-10-01 | Korea Mach & Materials Inst | PRODUCTION PROCESS AND DEVICE FOR PRODUCING COMPOSITE METALLIC POWDER USING THE GAS SPRAYING METHOD |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5693156A (en) | Oxidation resistant molybdenum alloy | |
| US5372775A (en) | Method of preparing particle composite alloy having an aluminum matrix | |
| US5897830A (en) | P/M titanium composite casting | |
| Ohtera et al. | Mechanical properties of an Al88. 5Ni8Mm3. 5 (Mm: Misch metal) alloy produced by extrusion of atomized amorphous plus fcc-Al phase powders | |
| US5435825A (en) | Aluminum matrix composite powder | |
| US5143795A (en) | High strength, high stiffness rapidly solidified magnesium base metal alloy composites | |
| JP2008520826A (ja) | チタンアルミニウムを基礎とした合金 | |
| Pavithra et al. | Study on Microstructure and Mechanical Properties of Al/SiO2/C hybrid metal matrix composite, with the Influence of Chills | |
| JPS63312901A (ja) | 耐熱性高力ａ１合金粉末及びそれを用いたセラミック強化型耐熱ａ１合金複合材料 | |
| EP1905856A1 (en) | Al BASE ALLOY EXCELLENT IN HEAT RESISTANCE, WORKABILITY AND RIGIDITY | |
| JPH05209201A (ja) | アルミニウム基複合粉末 | |
| JPH0578708A (ja) | アルミニウム基粒子複合合金の製造方法 | |
| Henriksen | The microstructure of squeezecast SiCw-reinforced Al4Cu base alloy with Mg and Ni additions | |
| JP4704720B2 (ja) | 高温疲労特性に優れた耐熱性Ａｌ基合金 | |
| JP2711296B2 (ja) | 耐熱性アルミニウム合金 | |
| Arya et al. | Processing, characterization and fractography of dual step stir casted Al6061/(Si3N4+ SiC) composites | |
| JPH06192780A (ja) | 高耐熱・高耐摩耗性アルミニウム合金および高耐熱・高耐摩耗性アルミニウム合金粉末 | |
| Sameer et al. | Experimental investigations on mechanical behavior of Al2O3 and graphite reinforced aluminium hybrid metal composites by stir casting process | |
| JPH10298684A (ja) | 強度、耐摩耗性及び耐熱性に優れたアルミニウム基合金−硬質粒子複合材料 | |
| JP2003119531A (ja) | 耐摩耗性、耐熱性並びに熱伝導性に優れたアルミニウム合金及びその製造方法 | |
| JPH01205041A (ja) | 繊維強化アルミニウム合金複合材 | |
| JP4064917B2 (ja) | 耐熱性と耐磨耗性とに優れたＡｌ基合金 | |
| Kim et al. | Microstructure and mechanical properties of rapidly solidified Al-20Si-xFe-3Cu-lMg (x= 0 and 5 wt.%) Extradates | |
| Abis et al. | An (Al Si Cu)-(Al2O3 SiO2) metal matrix composite produced in semisolid state | |
| Sampath et al. | Hot Forged Al6061/TiB2 in-situ Composites: Study on Microstructure and Microhardness |