JPH0551683A - 高強度の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金 - Google Patents
高強度の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金Info
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- JPH0551683A JPH0551683A JP3181288A JP18128891A JPH0551683A JP H0551683 A JPH0551683 A JP H0551683A JP 3181288 A JP3181288 A JP 3181288A JP 18128891 A JP18128891 A JP 18128891A JP H0551683 A JPH0551683 A JP H0551683A
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- powder metallurgical
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
- C22C1/0416—Aluminium-based alloys
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】Ｓｉ初晶の微細化により優れた機械加工時の被
削性を有すると共に機械的特性も優れた過共晶Ａｌ−Ｓ
ｉ系粉末冶金合金を提供する。 【構成】Ｓｉを12〜50重量％、Ｐを0.01〜0.05重量％含
有し、かつ不純物としてのＣａの含有量が0.03重量％以
下に規制されている過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金。
削性を有すると共に機械的特性も優れた過共晶Ａｌ−Ｓ
ｉ系粉末冶金合金を提供する。 【構成】Ｓｉを12〜50重量％、Ｐを0.01〜0.05重量％含
有し、かつ不純物としてのＣａの含有量が0.03重量％以
下に規制されている過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金法によって製
造される過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金、特にＳｉ初晶の微細
化により優れた機械加工時の被削性を有すると共に優れ
た機械的強度も有する過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
に関する。
造される過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金、特にＳｉ初晶の微細
化により優れた機械加工時の被削性を有すると共に優れ
た機械的強度も有する過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金は鋳造法
で製造されてきた。こうして得られた過共晶Ａｌ−Ｓｉ
系鋳造合金は低熱膨張率、高剛性率、耐摩耗性といった
優れた特性を有しており、各種分野での使用が期待され
ているが、実用化には至っていない。その大きな理由
は、粗大なＳｉ初晶の存在により、この鋳造合金から作
成した成形体は機械加工時の被削性および機械的特性の
点で劣るからである。そこで、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系鋳造
合金の機械加工時の被削性および機械的特性を改善する
目的で、Ｓｉ初晶微細化剤、特にＰを含有するＳｉ初晶
微細化剤の添加によりＳｉ初晶を微細化する改良処理が
行なわれている。しかしながら、この改良処理はＳｉ初
晶を十分に微細化できず、特にＳｉ量が20％を超える過
共晶Ａｌ−Ｓｉ系鋳造合金の場合にはこの改良処理によ
っても粗大なＳｉ初晶が存在する。
で製造されてきた。こうして得られた過共晶Ａｌ−Ｓｉ
系鋳造合金は低熱膨張率、高剛性率、耐摩耗性といった
優れた特性を有しており、各種分野での使用が期待され
ているが、実用化には至っていない。その大きな理由
は、粗大なＳｉ初晶の存在により、この鋳造合金から作
成した成形体は機械加工時の被削性および機械的特性の
点で劣るからである。そこで、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系鋳造
合金の機械加工時の被削性および機械的特性を改善する
目的で、Ｓｉ初晶微細化剤、特にＰを含有するＳｉ初晶
微細化剤の添加によりＳｉ初晶を微細化する改良処理が
行なわれている。しかしながら、この改良処理はＳｉ初
晶を十分に微細化できず、特にＳｉ量が20％を超える過
共晶Ａｌ−Ｓｉ系鋳造合金の場合にはこの改良処理によ
っても粗大なＳｉ初晶が存在する。
【０００３】最近、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金を急冷凝固
法で製造することが提案された。この方法によれば、Ｓ
ｉ量が20％を超える過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金であって
も、そのＳｉ初晶を微細化することができ、機械加工時
の被削性はある程度改善されるが、機械的特性の改善が
十分とは言えない。Ｓｉ初晶微細化剤を添加しても、機
械的特性の改善は不十分である。
法で製造することが提案された。この方法によれば、Ｓ
ｉ量が20％を超える過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金であって
も、そのＳｉ初晶を微細化することができ、機械加工時
の被削性はある程度改善されるが、機械的特性の改善が
十分とは言えない。Ｓｉ初晶微細化剤を添加しても、機
械的特性の改善は不十分である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ｓｉ
初晶の微細化により優れた機械加工時の被削性を有する
と共に機械的特性も優れた過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金
合金を提供することにある。
初晶の微細化により優れた機械加工時の被削性を有する
と共に機械的特性も優れた過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金
合金を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来、Ｓ
ｉ初晶を微細化するに充分な量のＳｉ初晶微細化剤を添
加しても、0.03重量％を超える量のＣａが原料のＡｌ材
およびＳｉ材から過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金に不
純物として混入してくるため、得られる過共晶Ａｌ−Ｓ
ｉ系粉末冶金合金の機械的特性、特に機械的強度が十分
に改善されないことを知見した。
ｉ初晶を微細化するに充分な量のＳｉ初晶微細化剤を添
加しても、0.03重量％を超える量のＣａが原料のＡｌ材
およびＳｉ材から過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金に不
純物として混入してくるため、得られる過共晶Ａｌ−Ｓ
ｉ系粉末冶金合金の機械的特性、特に機械的強度が十分
に改善されないことを知見した。
【０００６】したがって、本発明により提供される過共
晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金は、Ｓｉを12〜50重量％、
Ｐを0.01〜0.05重量％含有し、かつ不純物としてのＣａ
の含有量が0.03重量％以下に規制されていることを特徴
とするものである。
晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金は、Ｓｉを12〜50重量％、
Ｐを0.01〜0.05重量％含有し、かつ不純物としてのＣａ
の含有量が0.03重量％以下に規制されていることを特徴
とするものである。
【０００７】本発明の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
中のＳｉ含有量は12〜50重量％、好ましくは20〜30重量
％である。Ｓｉ含有量が12重量％未満ではＳｉ初晶が晶
出しない。また、50重量％を超える量のＳｉを存在させ
ると、幾ら微細化してもＳｉ初晶の量が多すぎるために
機械的加工時の被削性は悪く、機械的強度も劣る。
中のＳｉ含有量は12〜50重量％、好ましくは20〜30重量
％である。Ｓｉ含有量が12重量％未満ではＳｉ初晶が晶
出しない。また、50重量％を超える量のＳｉを存在させ
ると、幾ら微細化してもＳｉ初晶の量が多すぎるために
機械的加工時の被削性は悪く、機械的強度も劣る。
【０００８】本発明の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
中のＰ含有量は0.01〜0.05重量％、好ましくは 0.015〜
0.05重量％、さらに好ましくは0.02〜0.05重量％であ
り、この量のＰが含有されていれば極めて微細なＳｉ初
晶が均一に分散された過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
が得られる。Ｐ含有量が0.01重量％未満ではＳｉ初晶の
微細化効果が十分ではなく、粗大なＳｉ初晶が生成さ
れ、機械加工時の被削性の改善がみられない。また、0.
05重量％を超える量のＰを存在させても更なるＳｉ初晶
の微細化効果は得られない。
中のＰ含有量は0.01〜0.05重量％、好ましくは 0.015〜
0.05重量％、さらに好ましくは0.02〜0.05重量％であ
り、この量のＰが含有されていれば極めて微細なＳｉ初
晶が均一に分散された過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
が得られる。Ｐ含有量が0.01重量％未満ではＳｉ初晶の
微細化効果が十分ではなく、粗大なＳｉ初晶が生成さ
れ、機械加工時の被削性の改善がみられない。また、0.
05重量％を超える量のＰを存在させても更なるＳｉ初晶
の微細化効果は得られない。
【０００９】本発明において機械的強度の改善は、後記
実施例から明らかな通り、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金
合金中に0.01〜0.05重量％の量のＰが含有されかつ不純
物としてのＣａ含有量が0.03重量％以下に規制されてい
るときにのみ得られる。過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合
金中に不純物として含まれるＣａの量が0.01重量％以下
に規制されていることが好ましい。
実施例から明らかな通り、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金
合金中に0.01〜0.05重量％の量のＰが含有されかつ不純
物としてのＣａ含有量が0.03重量％以下に規制されてい
るときにのみ得られる。過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合
金中に不純物として含まれるＣａの量が0.01重量％以下
に規制されていることが好ましい。
【００１０】本発明の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
にＣｕを 1.0〜5.0 重量％、Ｍｇを0.5〜2.0 重量％、
Ｍｎを 0.2〜2.0 重量％含有させると、機械的強度を更
に改善することができる。
にＣｕを 1.0〜5.0 重量％、Ｍｇを0.5〜2.0 重量％、
Ｍｎを 0.2〜2.0 重量％含有させると、機械的強度を更
に改善することができる。
【００１１】本発明の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
は、Ｓｉ初晶微細化剤を使用して粉末冶金法によって製
造される。その製造に際しては、不純物としてのＣａ含
有量が十分に管理されているＡｌ材およびＳｉ材を原料
として使用しなければならない。Ｐを含有するＳｉ初晶
微細化剤としては、Ｃｕ− 8重量％Ｐ、Ｃｕ−15重量％
Ｐ、ＰＣｌ5 、赤リンを主体とした混合塩等が使用され
る。アトマイズ法で製造したときには、本発明の過共晶
Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金はアトマイズ粉末の形態で得
られるが、粒度が−42メッシュのアトマイズ粉末が実用
に適するので製造後分級することが望ましい。本発明の
過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金は、急冷凝固粉末以外
にも、フレークまたはリボンの形態で得られる。
は、Ｓｉ初晶微細化剤を使用して粉末冶金法によって製
造される。その製造に際しては、不純物としてのＣａ含
有量が十分に管理されているＡｌ材およびＳｉ材を原料
として使用しなければならない。Ｐを含有するＳｉ初晶
微細化剤としては、Ｃｕ− 8重量％Ｐ、Ｃｕ−15重量％
Ｐ、ＰＣｌ5 、赤リンを主体とした混合塩等が使用され
る。アトマイズ法で製造したときには、本発明の過共晶
Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金はアトマイズ粉末の形態で得
られるが、粒度が−42メッシュのアトマイズ粉末が実用
に適するので製造後分級することが望ましい。本発明の
過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金は、急冷凝固粉末以外
にも、フレークまたはリボンの形態で得られる。
【００１２】本発明の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金
はたとえば成形体の製造に使用される。成形体は、通
常、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金を冷間成形した
後、空気中またはアルゴン、窒素のような不活性ガス中
で加熱し、次いで熱間押出または熱間鍛造などの方法に
より成形固化して製造される。このようにして製造され
た成形体は、主に自動車、電気、機械部品などの分野で
使用される。
はたとえば成形体の製造に使用される。成形体は、通
常、過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金を冷間成形した
後、空気中またはアルゴン、窒素のような不活性ガス中
で加熱し、次いで熱間押出または熱間鍛造などの方法に
より成形固化して製造される。このようにして製造され
た成形体は、主に自動車、電気、機械部品などの分野で
使用される。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例および比較例を示す。
【００１４】実施例１〜４および比較例１〜４ 表１に示す組成のアルミニウム合金溶湯からエアアトマ
イズ法によりアトマイズ粉末を作製し、冷却速度を揃え
るために 100〜150 メッシュ（ 105〜149 μｍ）の粒度
に分級した。Ｓｉ初晶の大きさを光学顕微鏡を用いて測
定した。
イズ法によりアトマイズ粉末を作製し、冷却速度を揃え
るために 100〜150 メッシュ（ 105〜149 μｍ）の粒度
に分級した。Ｓｉ初晶の大きさを光学顕微鏡を用いて測
定した。
【００１５】また、アトマイズ粉末を− 100メッシュ
（ 149μｍ以下）に分級し、圧力３トン／cm2 で直径30
mm×高さ80mmの大きさに冷間静水圧成形した後、押出温
度 480℃、押出比10で幅20mm×厚さ 4mmの平板に熱間成
形した。こうして得られた平板をＴ６処理した後、ＪＩ
Ｓ Ｚ２２０３に基づき標点間距離30mmにて抗折強度を
測定した。
（ 149μｍ以下）に分級し、圧力３トン／cm2 で直径30
mm×高さ80mmの大きさに冷間静水圧成形した後、押出温
度 480℃、押出比10で幅20mm×厚さ 4mmの平板に熱間成
形した。こうして得られた平板をＴ６処理した後、ＪＩ
Ｓ Ｚ２２０３に基づき標点間距離30mmにて抗折強度を
測定した。
【００１６】結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】実施例１〜４に示す本発明の過共晶Ａｌ−
Ｓｉ系粉末冶金合金の場合、Ｓｉ初晶が微細であり、か
つ高い抗折強度を示した。
Ｓｉ系粉末冶金合金の場合、Ｓｉ初晶が微細であり、か
つ高い抗折強度を示した。
【００１９】比較例１の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合
金の場合、Ｐを実質的に含有していないため粗大なＳｉ
初晶の存在がみられた。
金の場合、Ｐを実質的に含有していないため粗大なＳｉ
初晶の存在がみられた。
【００２０】比較例２の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合
金の場合、Ｐを実質的に含有していない比較例１の過共
晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金よりもＳｉ初晶は微細化さ
れているが、Ｐの含有量が少ないためＳｉ初晶の微細化
はまだ不十分であった。
金の場合、Ｐを実質的に含有していない比較例１の過共
晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金よりもＳｉ初晶は微細化さ
れているが、Ｐの含有量が少ないためＳｉ初晶の微細化
はまだ不十分であった。
【００２１】比較例３の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合
金の場合、Ｓｉ初晶の微細化に充分な量のＰを含有して
いるのでＳｉ初晶は十分に微細化されているが、Ｃａの
含有量が多いため抗折強度は低い。
金の場合、Ｓｉ初晶の微細化に充分な量のＰを含有して
いるのでＳｉ初晶は十分に微細化されているが、Ｃａの
含有量が多いため抗折強度は低い。
【００２２】比較例４の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合
金の場合、Ｐの含有量が少ないため比較例２と同様の結
果を示した。
金の場合、Ｐの含有量が少ないため比較例２と同様の結
果を示した。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、極めて微細なＳｉ初晶
が均一に分散した過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金が得
られるので、この粉末冶金合金から作成した成形体は機
械加工時の被削性に優れている。
が均一に分散した過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金が得
られるので、この粉末冶金合金から作成した成形体は機
械加工時の被削性に優れている。
【００２４】本発明によれば、不純物としてのＣａ含有
量を規制することにより優れた機械的強度を有する成形
体を作成することができる。
量を規制することにより優れた機械的強度を有する成形
体を作成することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 和辻 隆 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 (3)
- 【請求項１】 Ｓｉを12〜50重量％、Ｐを0.01〜0.05重
量％含有し、かつ不純物としてのＣａの含有量が0.03重
量％以下に規制されていることを特徴とする高強度の過
共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金。 - 【請求項２】 更に、Ｃｕを 1.0〜5.0 重量％、Ｍｇを
0.5〜2.0 重量％、Ｍｎを 0.2〜2.0 重量％含有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉
末冶金合金。 - 【請求項３】 粒度が−42メッシュのアトマイズ粉末の
形態を有することを特徴とする請求項１または２に記載
の過共晶Ａｌ−Ｓｉ系粉末冶金合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3181288A JP2703840B2 (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 高強度の過共晶Ａ１―Ｓｉ系粉末冶金合金 |
| US07/914,105 US5405576A (en) | 1991-07-22 | 1992-07-16 | Hypereutectic aluminum-silicon alloys produced by powder metallurgy techniques |
| EP92306671A EP0526079B1 (en) | 1991-07-22 | 1992-07-21 | Hypereutectic aluminium-silicon alloys |
| DE69215156T DE69215156T2 (de) | 1991-07-22 | 1992-07-21 | Übereutektische Aluminium-Silicium Legierungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3181288A JP2703840B2 (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 高強度の過共晶Ａ１―Ｓｉ系粉末冶金合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551683A true JPH0551683A (ja) | 1993-03-02 |
| JP2703840B2 JP2703840B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=16098066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3181288A Expired - Fee Related JP2703840B2 (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 高強度の過共晶Ａ１―Ｓｉ系粉末冶金合金 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5405576A (ja) |
| EP (1) | EP0526079B1 (ja) |
| JP (1) | JP2703840B2 (ja) |
| DE (1) | DE69215156T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06158210A (ja) * | 1992-08-19 | 1994-06-07 | Nippon Light Metal Co Ltd | 加工性に優れた過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金及び製造方法 |
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| DE19532253C2 (de) * | 1995-09-01 | 1998-07-02 | Peak Werkstoff Gmbh | Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Rohren (II) |
| DE19532244C2 (de) * | 1995-09-01 | 1998-07-02 | Peak Werkstoff Gmbh | Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Rohren (I) |
| DE19532252C2 (de) * | 1995-09-01 | 1999-12-02 | Erbsloeh Ag | Verfahren zur Herstellung von Laufbuchsen |
| JP3173452B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2001-06-04 | 株式会社豊田中央研究所 | 耐摩耗性被覆部材及びその製造方法 |
| DE19733205B4 (de) * | 1997-08-01 | 2005-06-09 | Daimlerchrysler Ag | Beschichtung für eine Zylinderlauffläche einer Hubkolbenmaschine aus einer übereutektischen Aluminium/Siliziumlegierung, Spritzpulver zu deren Herstellung und deren Verwendung |
| DE19733204B4 (de) * | 1997-08-01 | 2005-06-09 | Daimlerchrysler Ag | Beschichtung aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium Legierung, Spritzpulver zu deren Herstellung sowie deren Verwendung |
| ATE228580T1 (de) * | 1997-08-30 | 2002-12-15 | Honsel Gmbh & Co Kg | Legierung und verfahren zum herstellen von gegenständen aus dieser legierung |
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