JPH0551665A - 酸化物添加による分散強化型アルミニウム合金の製造方法 - Google Patents

酸化物添加による分散強化型アルミニウム合金の製造方法

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JPH0551665A
JPH0551665A JP3231074A JP23107491A JPH0551665A JP H0551665 A JPH0551665 A JP H0551665A JP 3231074 A JP3231074 A JP 3231074A JP 23107491 A JP23107491 A JP 23107491A JP H0551665 A JPH0551665 A JP H0551665A
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oxide
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gas
forced mixing
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JP3231074A
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Hidekazu Toyama
英一 遠山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分散強化型合金の製造の際の強制混合処理工
程におけるAl粉末の凝着を防止する。 【構成】 分散強化型合金の製造の強制混合処理工程に
おいて、密閉された混合処理装置中に連続的又は間欠的
に酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを圧送する。Al
粉末の表面に常にアルミナ被膜が形成され、器壁および
粉末相互間の凝着堆積が防止されかつ短時間でAl粉末
を酸化物粉末との強制混合が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は酸化物添加による分散強
化型アルミニウム合金製造の製造方法に係り、特に前記
製造方法における強制混合処理工程の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】AlまたはAl合金と金属または非金属
の酸化物との混合粉末を加圧成形後焼結し、この焼結過
程において添加された酸化物によりAl成分を酸化させ
ることにより生じるAl2 3 を主成分とする微小酸化
物を分散析出させ、また酸化物の還元により生じた金属
または非金属とAlまたはAl合金との間に硬質なAl
−金属間化合物を形成させ、AlおよびAl合金基地中
に分散析出させることにより高温強度および耐摩耗性に
優れたAl系複合材料を製造することが提案されている
(特開昭63−93834号)
【0003】酸化物添加法による分散強化型Al合金の
製造法の概略を図1に示す。この方法により得られるA
l合金は、著しく微細組織のものであり、特殊鋼級の強
度を有するものである。たとえば、引張強さで約50〜60
kgt/mm2 、硬さで約HV150-200 の優れた機械的性質を示
す。
【0004】図1の製造工程のうち、この分散強化型A
l合金の強度を支配する要因は、Al原料粉末とこれ
に添加された酸化物粉末の混合処理、添加酸化物の種
類と量、および焼結条件である。これの中、との
条件は容易に変えることができるが、の混合粉末の強
制混合処理工程は最も困難で重要な工程である。この段
階において充分な処理が行われないと分散強化型Al合
金は得られない。
【0005】この強制混合処理の様子を理解するための
一助として、最も単純な形式の強制混合装置の概略を図
2に示す。この強制混合装置は、円筒部Aとこれに着脱
可能な2個の蓋Bにより密閉されて使用されるが、その
内部には自由に可動できる硬質ボール(硬質金属または
セラミックス製)Cを保有する。
【0005】強制混合処理はこの密閉された円筒内に原
粉となるAl粉末と酸化物粉末を装填し、密閉して円筒
を高速(約1000回/毎分)で長手方向(矢印方向)
に振動させることによって行われる。円筒部Aの振動に
より内部のボールCは両端の壁面に繰返し衝突し、この
さいに原料粉末の混合粉砕が行われる。この状況はほぼ
メカニカルアロイング処理と同一であり、Al粉末粒中
へ酸化物粉末が“練込まれる”工程であり、これがより
微細な段階にまで“練込まれる”ことにより優れた分散
強化材となる。
【0006】
【発明が解決すべき課題】このような状況のもとで強制
混合処理は行われるが、主たる原料であるAl粉末は、
強いボールの衝突力により両端の側壁面に押付けられる
ため、容易にボール表面や側壁面に凝着する。これが高
速振動により繰返されるうちにAl粉末の凝着部分は成
長して堆積状態となり強制混合は不可能となる。このA
l粉末の凝着堆積現象を防ぐため、一般には、適量のス
テアリン酸亜鉛や高級アルコール類が潤滑剤(ミリング
助剤)として用いられている(多田等「粉体および粉末
冶金」第38巻第2号、77〜78p)。
【0007】しかしこれらの潤滑剤を用いた場合では、
ボールや側壁面へのAl粉末の凝着・堆積現象は防止で
きるものの、強制混合処理の効率は約1/10程度にま
で低下し、いゝかえれば約10倍の処理時間を必要と
し、生産効率が著しく低下して生産コストを増大させ
る。この理由は、アルミニウム粉粒とボールおよび側壁
面の相互間の摩擦係数が著しく低下するため、ボールと
Al粉末との“からみ”が悪くなるたことよる。特に原
料Al粉末がアトマイズ粉である場合ではAl粉末形状
が球状や凝球状であるため強制混合処理効は極めて低下
してしまう。
【0008】金属Alは著しく化学的な活性が強く、ま
た他の金属や酸化物に対しても凝着し易いことは知られ
ているが、一般にAl金属は通常の状態では、その表面
が緻密で安定なアルミナ(Al2 3 )で強固に被覆さ
れているためその化学的な高度の活性や他物質に対する
凝着性は極めて低く抑え込まれている。
【0009】しかし前記の強制混合処理においては、A
l粉末は密閉容器中において粉砕ボールにより繰返し押
し潰され、順次細片化、微粉化する。このさいに個々の
Al粉粒の表面積は著しく増加し、この増加部分ではア
ルミナ(Al2 3 )により被覆されていない活性の強
い未酸化の金属Al面が露出される。このためこのよう
な表面状況にあるAl粉末が粉砕ボールにより容器の側
壁に強く押付けられた場合には容易にAl金属の凝着が
生じ、急激に堆積化が進行する。
【0010】したがって前記強制混合処理にあたって、
このような凝集、堆積を回避し、しかもそれよって処理
効率を低下させないような強制混合処理方法の開発が求
められている。
【0011】
【課題を解決するための技術的手段】前記従来技術にお
ける課題は、AlまたはAl合金粉末と金属または非金
属の酸化物の粉末とを密閉された強制混合装置内で強制
混合し、混合粉末を加圧成形し次いで焼結することから
なる分散強化型アルミニウム合金の製造方法において、
前記強制混合工程において酸素ガスおよび不活性ガスか
らなる混合ガスを連続的又は間欠的に前記強制混合装置
内に圧送することを特徴とする前記酸化物添加による分
散強化型アルミニウム合金の製造方法によって解決され
る。
【0012】
【作用】本発明の方法においては、Al又はAl合金の
粉末(以下Al粉末という)と金属又は非金属の酸化物
の粉末の強制混合、加圧成型および焼結からなる分散強
化型Al合金の製造方法において、前記強制混合工程で
はAl粉末が粉末ボール等により微粉化されて行く時に
個々の粉粒の表面積が著しく増加して活性の強い金属A
l面が露出される。こゝで本発明においては、酸素ガス
を含む混合ガスが連続的又は間欠的に混合装置内に圧送
されるため、Al粉末表面の金属Alと酸素が直ちに反
応してこの部分の化学的活性が低下され装置内壁面への
凝着性が抑止される。したがって混合処理はAl粉末の
器壁への堆積を生じることなく連続的に行われる。
【0013】また本発明においては前記Al粉末の凝着
防止はその表面への酸化物被覆の形成によって行われ、
前記従来技術のように潤滑作用によるものではないか
ら、混合(粉砕)効率には全く影響がなく、その処理時
間はかゝる潤滑剤を用いる場合に比較して著しく短縮さ
れる。
【0014】この方法では、純酸素ガスのみを供給する
ことが最も効率的であるが、酸素と金属アルミニウムと
の間の反応生成エネルギは著しく大であるため(アルミ
ナ(Al2 3 )の反応生成自由エネルギ△F293 =−
371,100 cal/mol)ためこの反応は急激かつ集中的な発熱
をともない危険となる。そこでこの危険性を避けるため
には酸素ガスの供給にあたってアルゴンガス(Ar)な
どの不活性ガスにより酸素濃度を希釈することが必要と
なる。
【0015】本実験では、不活性ガスの代替として金属
アルミニウムとの反応自由エネルギの小さい窒素
(N2 )ガスを用いることとした。窒化アルミニウム
(AlN)の反応生成自由エネルギはアルミナ(Al2
3 )の約1/6.6 であり、△F293 =−56,300 cal/mol
である。一方、大気または空気は酸素、窒素ガスであ
り、その混合比は体積率で酸素ガス約20.9%、窒素
ガス約97.1%のものであることから、実際上は大気
それ自体を使用してもよい。強制混合装置への供給量は
装置の仕様や混合条件によって異なるがコンプレッサに
より5kg/cm2 に加圧したものを混合ガスとして用い
た。
【0016】
【実施例】以下本発明の方法を実施例によってさらに具
体的に説明する。図3は本発明方法の実験に用いた強制
混合装置の概略図である。
【0017】図示の装置においては、一般の試験用強制
混合装置に空気吹込みのための4個の小孔4が底部付近
に設けられている。4個の小孔4はこの装置の外周壁1
を貫通しており内部に向かって下方へ30°の傾斜角を
有する。また装置の上部にはガス排出口5が設けられて
いる。この装置の内部には垂直な回転軸2があり、これ
と直交する水平方向に攪拌棒3を有している。垂直な回
転軸2の運動により攪拌棒3が回転し、空間を充填して
いる鋼球(図示せず)に打撃を与える。打撃された鋼球
は、装置内部において多様な衝突運動を行うが、この鋼
球の装置内部における衝突運動により強制混合処理が行
われる。この装置を用い、下記の条件で種々の実験を行
った。
【0018】実験条件 1.強制混合装置内部容積 1.2リットル 2.強制混合時間 180分 3.回転軸速度 500rpm 4.鋼球充填率 装置内部容積の60%
(見掛け体積) (鋼球径=10mmφ、材質SK1、熱処理により硬さH
RC50) 5.Al原料粉末充填率 処理装置内容積の20
%(見掛け体積) 6.酸化ホウ素(B2 3 ) アルミニウム合金粉末
に対し5wt% 7.空気圧入速度は以下の4条件とした。 a)0.5 リットル/分 b)1.0 リットル/分 c)1.5 リットル/分 d)2.0 リットル/分 8.使用したAl合金粉末の化学組成を表1にまたこの
粒度分布を表2に示す。
【0019】
【表1】
【0020 】
【表2】
【0021】実験結果 空気圧入条件を変えてAl金属粉末と酸化ホウ素粉末の
強制混合を行った。実験結果は以下のとおりである。
【0022】 0.5 リットル/min の空気圧入条件で
は、処理開始後30〜50分経過のときに鋼球へのAl
金属の付着が始まり、100〜120分後には鋼球およ
び処理容器へAl金属の堆積することが確認された。こ
の堆積は1〜2mmの厚さとなり強制混合処理が困難とな
ったため途中で中止した。
【0023】 1.0 リットル/minの空気圧入条件で
は、処理開始後90〜150分で鋼球へのAl金属の凝
着が始まり、180分処理終了時には鋼球表面の一部お
よび又処理容器の一部にAl金属の堆積が認められた
が、約0.5mm以下の厚さであり、強制混合処理装置の
運転に影響を与える程の障害とはならなかった。
【0024】 1.5リットルおよび2.0リットル
/minの条件では、180分の連続処理中に鋼球表面の一
部にAl金属の付着が確認されたが、一時的なもので、
強制混合処理の継続により再び剥離し、堆積化すること
は全くなかった。
【0025】潤滑剤としてステアリン酸亜鉛やブタノー
ルを用い1500分(25時間)処理を行ったものと、
この空気圧入法により180分(3時間)処理を行った
ものについて機械的性質を調べた結果を表3に示す。
【0026】
【表3】
【0027】この結果から空気圧入の場合では、引張強
さ、硬さともに潤滑剤を使用した場合より高く、伸びに
おいて低い値となっているもののこれらの差は僅かであ
ることが確認できた。一方強制混合処理時間では、両者
の差異は著しく大であり、潤滑剤を使用した場合では空
気圧入の約8倍強の処理時間を必要とする。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、酸化物分
散強化型Al合金の製造において、強制混合処理工程で
連続的又は間欠的に酸素ガスを供給することにより、処
理効率を低下させることなくAl粉末の凝着、堆積を防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】分散強化型Al合金の製造方法の工程を示すフ
ロー図である。
【図2】前記製造方法における強制混合処理工程に用い
る装置の概念図である。
【図3】本発明方法に用いる強制混合処理装置の概要図
である。
【符号の説明】
A…円筒 B…蓋 C…ボール 1…外壁 2…駆動軸 3…回転翼 4…空気吸込孔 5…ガス排出口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AlまたはAl合金粉末と金属または非
    金属の酸化物の粉末とを密閉された強制混合装置内で強
    制混合し、混合粉末を加圧成形し次いで焼結することか
    らなる分散強化型アルミニウム合金の製造方法におい
    て、前記強制混合工程において酸素ガスおよび不活性ガ
    スからなる混合ガスを連続的又は間欠的に前記強制混合
    装置内に圧送することを特徴とする前記酸化物添加によ
    る分散強化型アルミニウム合金の製造方法
  2. 【請求項2】 前記混合ガスが酸素ガス(20.9±1
    5容量%)および窒素ガス(79.1±20容量%)か
    らなる請求項1記載の分散強化型アルミニウム合金の製
    造方法
  3. 【請求項3】 前記混合ガスがほゞ大気組成を有する請
    求項1記載の分散強化型アルミニウム合金の製造方法
JP3231074A 1991-08-20 1991-08-20 酸化物添加による分散強化型アルミニウム合金の製造方法 Pending JPH0551665A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1407888A1 (en) 2002-09-30 2004-04-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Curl straightening method for image receiving paper for sublimation dye transfer and curl straightening device therefor
JP2008533303A (ja) * 2005-03-14 2008-08-21 フォルジュ ドゥ ボローニュ 金属基複合材料の改善された製造方法及び当該方法の実施装置
WO2020032777A1 (ko) * 2018-08-10 2020-02-13 주식회사 쓰리디컨트롤즈 유무기혼련조성물을 원료로 하는 산화물 분산강화 합금 제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6393834A (ja) * 1986-10-04 1988-04-25 Tokyo Met Gov 高強度Al系複合材料の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6393834A (ja) * 1986-10-04 1988-04-25 Tokyo Met Gov 高強度Al系複合材料の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1407888A1 (en) 2002-09-30 2004-04-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Curl straightening method for image receiving paper for sublimation dye transfer and curl straightening device therefor
JP2008533303A (ja) * 2005-03-14 2008-08-21 フォルジュ ドゥ ボローニュ 金属基複合材料の改善された製造方法及び当該方法の実施装置
KR101366721B1 (ko) * 2005-03-14 2014-02-24 포르즈 드 볼로냐 개선된 금속 기지 복합 재료의 제조 방법 및 이러한 방법을실시하기 위한 장치
WO2020032777A1 (ko) * 2018-08-10 2020-02-13 주식회사 쓰리디컨트롤즈 유무기혼련조성물을 원료로 하는 산화물 분산강화 합금 제조 방법

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