JPH0543772B2

JPH0543772B2 -

Info

Publication number: JPH0543772B2
Application number: JP63108761A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kyota; Tatsuo Fujita; Shinichi Horie; Tadao Hirano
Original assignee: Riken Corp; Showa Denko KK
Current assignee: Riken Corp; Resonac Holdings Corp
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1993-07-02
Also published as: JPH01132727A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、内燃機関のシリンダーライナーや、
ピストンの耐摩環のような部品に適する固体潤滑
剤分散耐熱型高Siアルミニウム合金粉末成形体の
製造方法に関するものである。自動車用エンジンのシリンダーブロツクを鋳鉄
からアルミニウム合金鋳物に置換すると軽量化の
効果は大きいが、その場合でもピストンリングや
ピストンと摺動する内周側はアルミニウム合金鋳
物では耐摩耗性が不充分なために、片状黒鉛鋳鉄
材から成るシリンダーライナーを鋳ぐるんで使用
している。このシリンダーライナーをアルミニウ
ム合金にすると一段と軽量化の効果があがる他
に、熱伝導率が鋳鉄よりも良いことと、鋳鉄より
も熱膨張係数が大きく、シリンダーブロツクのア
ルミ合金鋳物の熱膨張係数に近いので、運転時の
昇温した状態でもライナーとブロツクの密着性が
良いことから放熱性の良いエンジンとなり、ライ
ナーの内壁温度が低下することから潤滑油の寿命
を長くすることが出来たり、低粘度の潤滑油の使
用が可能となり燃費の向上も可能になる等の効果
が期待されている。又、高Siアルミニウム合金は鋳鉄に比べて熱膨
張係数が大きいので、アルミニウム合金のピスト
ンとの間のクリアランスを小さく設定出来る可能
性があり、ピストンとの間のクリアランスを小さ
くすると、燃費の向上の他に潤滑油の消費量を押
えることが出来る。又、高Siアルミニウム合金は
摩擦係数が低いために、ピストンリングとの間の
フリクシヨンロスが低減されることからも燃費の
向上が期待される。又、ピストンの耐摩環はアルミニウム合金製ピ
ストンの頭部に近い圧縮リングのセツトされる部
分の摩耗対策として熱膨張係数がピストンのアル
ミニウム合金の熱膨張係数に近いニレジスト鋳鉄
が鋳ぐるまれて使用されている。ピストンの耐摩
環も軽量化出来れば燃費は一層向上することが期
待される。このようにシリンダーライナーや耐摩環にアル
ミニウム合金を適用することの長所は多いが、従
来の公知のアルミニウム合金では高温における強
度が充分でなくこのような鋳ぐるみ用部材として
は不充分である。すなわち20.0Si−4.0Cu−0.8Mg−0.5Ni−Al残
の組成を有するアルミニウム合金粉末押出し材を
シリンダーライナー（外径73mm、内径65mm、高さ
105mm）としてADC−12合金のシリンダーブロツ
ク（重量3.4Kg）に溶湯温度675℃で、ダイキヤス
ト法で鋳ぐるむテストを行つた結果、鋳ぐるみ前
にT₆処理によつて硬度がH_RB80であつたものが
H_RB40程度に軟化してしまつた。従つて、このア
ルミニウム合金粉末成形体は鋳ぐるみ用シリンダ
ーライナーとしては使用出来ないと判断される。鋳ぐるみはダイキヤスト法や低圧鋳造法による
が、ライナーはコスト面からもできるだけ薄肉と
することが望ましい。しかしながら薄肉化してい
くと鋳ぐるみ時のライナー搬送工程や、位置決め
時に加わる機械的応力により変化しやすくなるの
で、高温度においても高剛性（高硬度）であるこ
とが必要である。また、シリンダーライナーや耐摩環のような摺
動部材では、摺動銅する相手面を傷つけないこ
と、相手面を磨耗させないことも重要である。こ
れらの目的を達成するため、Al−Si系合金粉末
と炭素粉末とを混合し、熱間押出成形する方法
（特公昭48−9686）や、Al−Si系合金粉末黒鉛、
SiC、Sn等を添加して熱間押出し中間物体を得る
方法（特開昭52−109415）などが提案され、自己
潤滑性を備えたアルミニウム合金材料が知られて
いる。しかしながら従来知られているこれら材料
では高温特性に優れたものは見当らず、鋳ぐるみ
用シリンダーライナー材としては使用不可能であ
る。本発明はこれらの難点を解消するためになされ
たものであり、高温における強度、耐摩耗性、耐
焼付性に優れ、かつ高温における自己潤滑性をも
兼ね備えたアルミニウム合金粉末成形体を提供す
ることを目的としている。本発明者らはすでに鋳ぐるみ時の熱負荷に対し
ても軟化することがなく、更に使用時に負荷され
る温度に於ても軟化せず、耐摩耗性、耐焼付性に
すぐれたアルミニウム合金粉末成形体として、高
Siアルミニウム合金にFe、Mn、Niなどを多量に
添加した合金粉末の形成体を提案している（特願
昭57−119902）。本発明はその改良になり、先願
のものに高温でも安定な固体潤滑剤を0.2〜5.0％
含有させて摺動特性を更に高めたアルミニウム合
金粉末成形体の製造方法に関するものである。本発明は前記アルミニウム合金粉末成形体の製
造に際して、Fe、Mn、Niなどの重金属を含む高
Siアルミニウム合金溶湯を分散急冷凝固させ、得
られた合金粉末に黒鉛、二硫化モリブデン、窒化
硼素のうちから選ばれた固体潤滑剤の粉末を添加
混合したのち、熱間押出成形することを要旨と
し、Si結晶粒およびFe、Mn、Niなどを含む金属
間化合物が微細に分散した組織を有するアルミニ
ウム合金粉末成形体を得る方法である。第一の発明は重量比で10.0％を越え30.0％未満
のSiと、5.0％を越え15.0％未満のFeまたはMnの
うち１種又は２種を含むアルミニウム合金を使用
するものであり、第二の発明はさらにCu0.5〜5.0
％およびMg0.2〜3.0％を含むアルミニウム合金
を使用するものである。第三の発明は重量比で10.0％を越え30.0％未満
のSiと、3.0％を越え10.0％未満のNiと、5.0％を
越え15.0％未満のFeまたはMnのうち１種又は２
種を含むアルミニウム合金を使用するものであ
り、第四の発明はさらにCu0.5〜5.0％および
Mg0.2〜3.0％を含むアルミニウム合金を使用す
るものである。このように本発明において重金属から成る金属
間化合物を晶出させた後、それを押出加工により
分断して均一微細に分散させることを最大の特徴
とする。以下本発明をさらに詳細に説明する。まず、本発明による合金成形体の各成分の限定
理由について説明する。 Siは10％以下では分散量が少く、耐熱耐摩耗性
におよぼす効果が不充分である。Si10％近傍の亜
共晶域では初晶Siは晶出せず、微細な共晶組織を
有するものとなる。Siの添加量が増すとともにSi
が初晶として晶出するようになり、耐熱性、耐摩
耗性も向上してくる。しかしながらSiが30％を越
えると後述する本発明の製造方法の骨子である分
散急冷凝固法によつて粉末にしても、粗大な初晶
Siが消失しなくなる。粗大な初晶Si組織を有するアルミニウム合金粉
末は押出成形加工して使用するに際しては、粉体
の圧縮性を著しく悪化させた厚粉体を造りにくく
するほか、熱間押出においても変形抵抗が大きく
なり、大きな押出力を必要とし、押出ダイスを摩
耗させて寿命を著しく短縮させる難点がある。こ
のような製造上の問題の他に、材質特性において
も鋳造材の場合と同様な難点があり、シリンダー
ライナー材としては不適当なものとなるので、粗
大な初晶Siの晶出は避けなければならない。また
アルミニウム合金製シリンダーライナーに鋳ぐる
まれてシリンダーライナーとして使用する場合、
Siの添加量と共に熱膨張係数が小さくなり、Siが
30％を越えるとシリンダーブロツク材との密着性
が悪くなつたり、ピストンとのクリアランスを大
きくする必要性が生じてくる。従つてSiの添加量は10.0％を越え30.0％未満、
好ましくは15.0〜25.0％とするのが良い。 FeおよびMnは本発明においては重要な成分で
あり、Al中への溶解度が低くかつ拡散速度が遅
いことを利用して微細な化合物として分散させ、
高温強度を高める目的で添加する。固溶限界を越えてFeまたはMnを添加すると、
Al−（Fe、Mn）−Si系の化合物として析出し、そ
の形状は添加量が多いほど、また冷却速度が遅い
ほど粗大となる。これらの金属間化合物は本発明
の製造方法の骨子である分散急冷凝固法による合
金粉末においては棒状の組織として存在して、後
の熱間押出工程によつて分断され、基地中に微細
に分散する。これら化合物は高温においても安定
でかつ成長し難く、長時間高温保持しても強度の
低下は起こさない。従つて鋳ぐるみ用シリンダー
ライナーのように高温にさらされた後も硬度の低
下がなく、耐摩耗性を保持することが可能とな
る。過共晶Al−Si合金中にFeまたはMnを添加して
いくと初晶Siは少くなるが、代つて析出するAl
−（Fe、Mn）−Si系金属間化合物によつて耐熱
性、耐摩耗性を維持し改善するものである。この
ようにFeとMnは同様の作用効果を有しているの
で、FeまたはMnのうちいずれか１種または２種
を使用することができる。FeまたはMnの添加量
は5.0％を越え15.0％未満、FeおよびMnを合わせ
て使用する場合は２種合計で5.0％を越え15.0％
未満の範囲とするのが適当である。添加量が上記
範囲より少い場合は高温強度を維持向上させるた
めの金属間化合物の析出量が不足するので効果が
上らない。また添加量が上記範囲を越えた場合は
硬さや耐摩耗性がかえつて低下するのでライナー
材としては好ましくない。また、アルミニウム合
金の有する軽量特性を失わせ、粉末を押出成形加
工する場合は圧縮性を悪くし、押出変形抵抗を大
きくし加工を困難にするので好ましくない。従つ
てFeまたはMnの添加量の上限は15.0％未満とし
た。さらに本発明で使用するAl合金粉末ではNiを
合わせて使用することができる。Niの添加効果
はFeまたはMnの添加によつて減少した初晶Siを
回復させ、高温強度や耐摩耗性を向上させると同
時に、耐焼付性を改善できる点にある。即ち、過
共晶Al−Si合金中にNi、Fe、Mnを合わせて添
加すると、微細な初晶Siや共晶Siと、Al−Ni系
金属間化合物、およびAl−（Fe、Mn）−Si系金属
間化合物が同時に析出する。この結果合金の高温
強度や耐摩耗性を向上させ、さらに耐焼付性を著
しく改善するという新たな効果が現われる。 Niの添加量はSi初晶と金属間化合物相の析出
を考慮すると3.0％を越え10.0％未満が適当であ
る。Niの添加によりAl合金中でのSi溶解度が減
少し、過剰のSiが初晶として晶出する。これに
FeまたはMnを5.0％を越え15.0％未満のうち１種
または２種を添加するのが良い。ただし（Ni＋
Fe＋Mn）合量で6.0％を越え15.0％未満の範囲内
にとどめるべきである。添加量が上記範囲より少
い場合は高温強度を向上させるための金属間化合
物の析出が不足するので効果が上がらない。また
添加量が上記範囲を越えた場合は硬さや耐摩耗性
がかえつて低下するのでライナー材としては好ま
しくない。さらに合金粉末を押出変形抵抗を大き
くして加工を困難とするので好ましくない。本発明で使用するAl合金粉末においてはさら
にTi、Cr、Ｖ、Zr、Mo、Co等を合金粉末を得
る過程で添加して高強度を改善することも可能で
ある。本発明に使用するAl合金粉末の製造に際して
は必要に応じて0.5〜5.0％のCuおよび0.2〜3.0％
のMgを添加することができる。CuやMgはアル
ミニウム合金に時効硬化性を付与して材質を強化
する成分として知られている。本発明においても
溶体化処理温度での固溶限度内の前記範囲内で
CuおよびMgを添加すると材質強化に有効であ
る。本発明の方法において合金溶湯を分散急冷凝固
させるのは、Si、Fe、Mn、Ni、Cu、Mg等の合
金元素を過飽和に固溶させるとともに、初晶Siや
金属間化合物相を微細化するためである。分散急
冷凝固させる方法としては、アトマイズ法、遠心
微細化法等既知の金属粉末製造方法が利用でき
る。これらの方法により粉末粒径を0.5mm以下に
微細化し急冷凝固させれば満足する組織の合金粉
末が得られる。次に前記合金粉末に黒鉛、二硫化モリブデン、
窒化硼素のうちから選ばれた固体潤滑剤を重量比
で0.2〜5.0％添加し混合する。上記の固体潤滑剤
は自己潤滑剤を付与する役割を有し、高温におい
ても安定で潤滑性を保持しているので、シリンダ
ーライナーやピストンのような耐摩環のような部
材に適している。これらの固体潤滑剤はアルミニ
ウム合金粉末成形体の基材中に分散して存在する
ことにより、油溜りとしての作用効果のほかに、
油膜切れを起こすような激しい摺動条件におい
て、固体潤滑剤として作用し焼付を防ぐ効果を有
する。しかし、基材強度が弱い場合には摺動による発
熱とそれに伴う材料強度の低下のために、摺動面
の基材が塑性流動を起こして、摺動面に開口する
形で存在している固体潤滑剤の部分をおおつてし
まう。したがつて高温強度や硬度の高い基材との
組合せによりすぐれた効果を発揮するものとな
る。固体潤滑剤の添加量は0.2％以下では摺動特性
に与える効果が認められず、他方5.0％を越える
と熱間押出時に押出材にクラツクが生じて健全な
材料が得られない。上記３種類の固体潤滑剤の作
用効果は、ほぼ同等であるが、シリンダーライナ
ーの使用温度によつて種類を選択する。すなわち
上記３種類の固体潤滑剤の熱的安定性は二硫化モ
リブデンが最も低く、窒化硼素が最も高温まで安
定である。前記固体潤滑剤はアルミニウム合金に対して溶
解度がなく、またアルミニウム合金との濡れ性が
悪いので溶湯段階で均一に分布させるのは著しく
困難である。したがつて粉末段階で固体潤滑剤を添加混合
し、さらに後続の熱間押出工程を利用して均一に
分散させるのがきわめて有効である。固体潤滑剤
は50μｍ以下の微粉末にして添加するのが良い。
混合はアルミニウム合金粉末の酸化を防止するた
め不活性雰囲気中で攪拌混合する。次に該混合粉末を利用して熱間押出により成形
体に加工する。熱間押出はアルミニウム合金粒子
を強固な結合体に仕上げるばかりでなく、アルミ
ニウム合金粒子と固体潤滑剤粒子とを圧着して強
固に結合させ、さらには合金粉末中に晶出してい
る初晶Si、共晶、金属間化合物の結晶粒を微細化
し、材料の機械的特性を改善するための必須要件
である。熱間押出に先だつて圧粉体を準備すると作業上
都合が良い。圧粉体の製造は合金粉末を温度200
〜350℃程度の温度域でおこなう。350℃を越える
と酸化が著しくなるので窒素ガスやアルゴンのよ
うな非酸化性雰囲気中でおこなうのが望ましい。
成形圧力は0.5〜3ton／cm²程度でおこない、圧粉
体密度は真密度比70％以上とするのが圧粉体のハ
ンドリング上望ましい。熱間押出は350℃以上の温度、好ましくは400〜
470℃の温度領域でおこなう。これは圧粉体の加
工を容易にすると同時に粒子間の結合を促進させ
て強固な成形体とするためである。さらには過飽
和固溶分の元素を微細分散させるとともに、初晶
Siや金属間化合物の棒状組織を分断して微細化
し、成形体の強度と摩擦特性を改善するためであ
る。熱間押出は圧粉体を大気中または非酸化性雰
囲気中で予熱し、ほぼ同温度のコンテナー中に挿
入しておこなう。押出比は10以上が好ましい。押
出比が10未満だと押出材中に空隙が残存し、また
粉末相互間の拡散接合や棒状金属間化合物の分断
効果が不充分なために、強度や靭性の高い材料が
得られないためである。本発明の方法においてSi結晶粒の大きさを15μ
ｍ以下としてのは、従来の成形品よりも延性が良
くなり被削性も改善されて機械加工が容易とな
り、加工中にビビリやムシレが発生しにくくする
ためである。またSiの微細結晶により耐摩耗性が
向上し、摩擦係数が低下するのでシリンダーライ
ナーなどに適したものとするためである。 Al−（Fe、Mg）−Si系、Al−Ni系等の金属間
化合物の大きさを実質的には5μｍ以下で、大き
なものでも20μｍ以下に微細かつ均一に分散させ
ることにより、高温強度と耐摩耗性が従来品に比
較して著しく改善されたものとなる。上記の金属
間化合物の微細結晶とSiの微細結晶と、さらには
固体潤滑剤の粒子が均一に混ざり上つて分布する
と、高温強度、耐摩耗性、潤滑特性に一段と優れ
た効果を発揮するものとなる。本発明の方法によればSi初晶、共晶、金属間化
合物、固体潤滑剤のいずれをもきわめて微細に均
一分散させることが可能となり、特に部材の耐熱
性、耐摩耗性と潤滑特性に優れた部材を容易に得
ることが可能となる。本発明によるアルミニウム合金粉末成形体は従
来品に比較して耐焼付性に優れたものである。さ
らに本発明品は摩擦係数が小さく、自己潤滑性に
も優れているので、特に内燃機関のシリンダーラ
イナーのような高温で使用され、かつ耐摩耗性、
耐焼付性、自己潤滑性が要求される部材として最
適なものである。また、本発明により得られた合金粉末成形体に
安定化熱処理をほどこし、材料特性をさらに改善
することも何らさしつかえない。次に実施例をあげて、本発明を説明する。実施例表−１に示す各種合金組成を有する高Siアルミ
ニウム合金溶湯をガスアトマイズし、−48meshの
原料合金粉末を得た。次いでNo.２〜No.７を除いては表−１に示すよう
に固体潤滑剤粉末を添加し、Ｖ型コーンミキサー
にて窒素ガス封入下で均一に混合した。使用した
固体潤滑剤粉末については、黒鉛は15μｍ以下の
人造黒鉛粉末（LONZA社KS−15）を、窒化硼
素は44μｍ以下の粉末（昭和電工UHP）を、二硫
化モリブデンは44μｍ以下の粉末（日本モリブデ
ン）を使用した。次にこれらの混合粉末を250℃の温度に予熱し
同じ温度に加熱保持された金型中に充填し、
1.5ton／cm²の圧力で圧縮成形して直径90mm、長さ
200mmの圧粉体を得た。次にこれらの圧粉体を外径100mm、内径90mm、
長さ205mmの5051合金製円筒内に挿入し、直径90
mm、厚さ５mmのフタをしたのち、移動防止のため
接合部をカシメて第１図に示すようなビレツトを
作つた。次に各ビレツトを450℃の温度に加熱し、ほぼ
同温度に保持された内径104mmのコンテナ中にフ
タ３がダイス側となるようにして挿入し、内径30
mmのダイスで間接押出（押出比12）を行い、丸棒
成形体を得た。得られた成形体を切削し、粉末押出材の部分だ
けから成る標点間距離50mm、平行部直径６mmの引
張試験片に加工し、300℃で100Hr保持後更に各
引張試験温度に100Hr保持した後、引張試験を行
つた。又、200℃で引張テストをした後のテスト
ピース端部チヤツキング部について硬度を室温に
て測定した。又このチヤツキング部について組織
観察を行い得られた成形体の結晶粒の大きさを測
定した。これらの結果を表−２に示す。

【表】

【表】結果から明らかなように本発明合金は高温に保
持後の強度及び硬度が高い。又固体潤滑剤添加に
よつても強度、硬度の低下は少い。表−２のNo.８のテストピースの顕微鏡組織写真
を第４図および第５図に示す。組織観察は押出方
向に対し直角な面と、押出方向に対し平行な面に
ついて実施した。図において強い黒色を呈してい
るのが固体潤滑剤であり、やや濃度の濃い部分が
Feを含む金属間化合物相である。第４図、第５
図は実施例中のNo.８に対応する黒鉛４％を添加し
たものである。第４図は押出方向に対して直角な
面、第５図は押出方向に対して平行な面について
観察したものである。組織写真から明らかなとおり、本発明の合金粉
末成形体においては共晶相と金属間化合物がきわ
めて微細かつ均一に分布しており、固体潤滑剤は
押出方向に直角な面においては均一に分散してお
り、かつ押出方向に平行する方向に引伸ばされて
分散しているのがわかる。次に、前記熱間押出成形体を切断し、熱間鋳造
により直径70mm、厚さ10mmの素材を作り、300℃
で100Hr保持後機械加工により、摺動面が、粉末
押出材のみから成る円板状の試験片とした後耐焼
付性試験を行つた。 ●耐焼付性試験試験装置は、第２図及び第３図に概要を図解
的に示すものであつて、ステータ４に取外し可
能に取付けられた直径70mmの試料円板５の中央
には、裏側から注油孔６を通じて潤滑油が注油
される。ステータ４には油圧装置（図示せず）
によつて右方へ向けて所定圧力で押圧力Ｐが作
用するようにしてある。円板５に相対向してロ
ータ７があり、駆動装置（図示せず）によつて
所定速度で回転するようにしてある。ロータ７
の試料円板５に対する端面に取付けられた試料
保持具７には、５mm×５mm×10mmの角柱状相手
材試験片８が、同心円上に等間隔に４個取外し
可能にかつ正方形端面が試料円板５に対して摺
動自在に取付けてある。この様な装置に於いて
ステータ４に所定の押圧力Ｐをかけ所定の面圧
で試料円板５と相手材試験片８とが接触するよ
うにしておいて、注油孔６から摺動面に所定給
油速度で給油しながらロータ７を回転させる。一定時間毎にステータ４に作用する圧力を段
階的に増加していき、ロータ７の回転によつて
相手材の試験片８と、試料円板５との摩擦によ
つて、ステータ４に生ずるトルク（摩擦力によ
つて生ずるトルク）Ｔをスピンドル９を介して
ロードセル１０に作用せしめ、その変化を動歪
計１１で読み、記録計１２に記録させる。トル
クＴが急激に上昇するときに焼付が生じたもの
として、その時の接触面圧をもつて焼付面圧と
し、この大小をもつて耐焼付性の良否を判断す
る。試験に供した試料円板５は、300℃×100Hr
の熱処理後研摩仕上げをしたものを使用し相手
材試験片８は、球状黒鉛鋳鉄で摺動面に硬質ク
ロムメツキを施したものと、平均粒径0.8μｍの
SiCを面積率で15〜20％基材中に分散させた鉄
メツキの２種類とし研摩仕上げを行つた。ま
た、比較材としてA390.0金型鋳造材（T₆処理
品）、シリンダーラーナ用として使用されてい
る片状黒鉛鋳鉄についても行つた。試験条件
は、速度８ｍ／sec、潤滑油はペースオイル
＃20で温度90℃、油量300ml／minとし、接触
圧力は20Kg／cm²で20分間の馴らし運転後30Kg／
cm²で３分間、その後３分経過毎に10Kg／cm²づつ
上昇させていく。結果を表−３に示す。結果から明らかなように、現在多くのガソリ
ンエンジンでの組合せに見られる片状黒鉛鋳鉄
（シリンダーライナー材）とクロムメツキ（ピ
ストンリング表面）の組合せよりも、本発明に
よるNo.８〜No.17のものはすぐれた耐焼付性を示
している。又、比較材（A390.0金属鋳造材）
に見られるように、SiC分散鉄メツキに比べ、
硬質クロムメツキとの組合せの場合は、焼付発
生面圧が大幅に低くなつているが、本発明によ
るNo.８〜No.17については相手表面処理の違いに
よる差が小さくなる結果となつている点が注目
される。更に比較材（A390.0金型鋳造材）やNo.２〜
No.７に比べてNo.８〜No.17の成形体の焼付発生面
圧が高いが、これはAl基材中に分散するSi粒
や金属間化合物から成る硬質相の量が多く、微
小な凹凸となつて油膜の保持作用として働く他
に、固体潤滑剤の分散による潤滑効果や油溜り
としての作用と基材の金属間化合物による分散
強化の相乗効果による。即ち、高温強度や硬度の低い基材中に固体潤
滑剤が分散された材料では、摺動による発熱で
表面温度が上昇し、摺動による応力によつて表
面部が塑性流動を起こして固体潤滑剤の部分を
おおい固体潤滑作用や油溜りとしての作用を失
つて早期に焼付発生に至るが、基材の高温強度
や硬度が高い表面部の塑性流動が起こりにく
く、固体潤滑剤部分をより高面圧まで維持出来
るためと考えられる。

【表】

【表】以上のように本発明合金はAl合金に鋳ぐるま
れ、且つ使用時に比較的高い温度域で使用される
シリンダーライナーやピストン耐摩環のような用
途に適するものであり、固体潤滑剤の分散と高温
強度、硬度の高い分散強化された基材との相乗効
果によりすぐれた耐焼付性を発揮する。又、固体
潤滑剤の分散は摺動面への油の保持作用があるた
め、冷間始動時にも焼付を発生しにくい効果をも
有するほか、切粉を細く分断するため切削加工や
研削加工をも容易とする効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、中間ビレツトの構造を示す図で、１
は圧粉体、２は円筒、３はフタである。第２図および第３図は耐焼付性試験装置の概要
を示す図で、５は試料円板、８は相手材試験片、
９はスピンドル、１０はロードセル、１１は動歪
計、１２は記録計である。第４図および第５図は本発明による合金粉末成
形体断面の顕微鏡組織写真である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量比で10.0％を越え30.0％未満のSiと、5.0
％を越え15.0％未満のFeまたはMnのうち１種ま
たは２種を含み、残部が不可避的不純物を含む
Alからなる合金溶湯を分散急冷凝固させて粉末
となし、得られた合金粉末に黒鉛、二硫化モリブ
デン、窒化硼素のうちから選ばれた固体潤滑剤を
添加混合したのち、熱間押出成形することを特徴
とする、Si結晶粒の大きさが15μｍ以下でかつ金
属間化合物の大きさが20μｍ以下に微細化分散し
ている潤滑性に優れた耐熱耐摩耗性高力アルミニ
ウム合金粉末成形体の製造方法。２重量比で10.0％を越え30.0％未満のSiと、5.0
％を越え15.0％未満のFeまたはMnのうち１種ま
たは２種とCu0.5〜5.0％およびMg0.2〜3.0％を含
み、残部が不可避的不純物を含むAlからなる合
金溶湯を分散急冷凝固させて粉末となし、得られ
た合金粉末に黒鉛、二硫化モリブデン、窒化硼素
のうちから選ばれた固体潤滑剤を添加混合したの
ち、熱間押出成形することを特徴とする、Si結晶
粒の大きさが15μｍ以下でかつ金属間化合物の大
きさが20μｍ以下に微細化分散している潤滑性に
優れた耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成
形体の製造方法。３重量比で10.0％を越え30.0％未満のSiと、5.0
％を越え15.0％未満のFeまたはMnのうち１種ま
たは２種と3.0％を越え10.0％未満のNi（ただしFe
＋Mn＋Ni合量で6.0％を越え15.0％未満）を含
み、残部が不可避的不純物を含むAlからなる合
金溶湯を分散急冷凝固させて粉末となし、得られ
た合金粉末に黒鉛、二硫化モリブデン、窒化硼素
のうちから選ばれた固体潤滑剤を添加混合したの
ち、熱間押出成形することを特徴とする、Si結晶
粒の大きさが15μｍ以下でかつ金属間化合物の大
きさが20μｍ以下に微細化分散している潤滑性に
優れた耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成
形体の製造方法。４重量比で10.0％を越え30.0％未満のSiと、5.0
％を越え15.0％未満のFeまたはMnのうち１種ま
たは２種と3.0％を越え10.0％未満のNi（ただしFe
＋Mn＋Ni合量で6.0％を越え15.0％未満）と、さ
らにCu0.5〜5.0％およびMg0.2〜3.0％を含み、残
部が不可避的不純物を含むAlからなる合金溶湯
を分散急冷凝固させて粉末となし、得られた合金
粉末に黒鉛、二硫化モリブデン、窒化硼素のうち
から選ばれた固体潤滑剤を添加混合したのち、熱
間押出成形することを特徴とする、Si結晶粒の大
きさが15μｍ以下でかつ金属間化合物の大きさが
20μｍ以下に微細化分散している潤滑性に優れた
耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成形体の
製造方法。