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

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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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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
───────────────────────────────────────────────────── 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
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