JPH062087A - 連続鋳造板状材及び線材の製造方法 - Google Patents
連続鋳造板状材及び線材の製造方法Info
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- JPH062087A JPH062087A JP3130423A JP13042391A JPH062087A JP H062087 A JPH062087 A JP H062087A JP 3130423 A JP3130423 A JP 3130423A JP 13042391 A JP13042391 A JP 13042391A JP H062087 A JPH062087 A JP H062087A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】アルミニウムとアルミニウム−ケイ素共晶とか
らなるマトリックス中に少量相の鉛又はビスマスを含有
したアルミニウム−ケイ素偏晶合金からなる板状材又は
線材を、偏析温度以上の温度に加熱された溶融体を高い
鋳造速度と高い冷却速度で連続鋳造し、塑性変形を行
い、熱処理して製造する方法において、圧延により細長
く引き延ばされた鉛相又はビスマス相の板片を緻密な形
状に変換する方法を提供する。 【構成】板状材又は線材を５５０〜６００℃の温度で熱
処理する。これにより耐摩耗性が著しく向上する。
らなるマトリックス中に少量相の鉛又はビスマスを含有
したアルミニウム−ケイ素偏晶合金からなる板状材又は
線材を、偏析温度以上の温度に加熱された溶融体を高い
鋳造速度と高い冷却速度で連続鋳造し、塑性変形を行
い、熱処理して製造する方法において、圧延により細長
く引き延ばされた鉛相又はビスマス相の板片を緻密な形
状に変換する方法を提供する。 【構成】板状材又は線材を５５０〜６００℃の温度で熱
処理する。これにより耐摩耗性が著しく向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムとアルミニ
ウム−ケイ素共晶とからなるマトリックス中に少量相と
して１〜５０重量％の鉛又はビスマスを含有したアルミ
ニウム−ケイ素偏晶合金からなる板状材又は線材を、偏
析温度以上の温度に加熱された溶融体を高い鋳造速度と
高い冷却速度で連続鋳造し、塑性変形を行い、熱処理し
て製造する方法に関する。
ウム−ケイ素共晶とからなるマトリックス中に少量相と
して１〜５０重量％の鉛又はビスマスを含有したアルミ
ニウム−ケイ素偏晶合金からなる板状材又は線材を、偏
析温度以上の温度に加熱された溶融体を高い鋳造速度と
高い冷却速度で連続鋳造し、塑性変形を行い、熱処理し
て製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数の偏析液相の密度差が大きくかつ偏
析温度差が大きい偏晶合金の溶融体を偏析温度以上に加
熱すると、比混和領域の温度で比較的重い小滴からなる
少量相が重力の作用により沈降して凝析する。この沈降
速度はストークスの法則に従って小滴の直径の２乗に比
例する。したがって、小滴の直径が様々であると小滴が
衝突する頻度と小滴の融合が助長されるので沈降がさら
に加速される。しかし、固液相の境界が形成する前に非
常に急な温度匂配が保持されるように溶融体を比較的高
い鋳造速度と比較的高い冷却速度で垂直方向に連続鋳造
して厚さ又は直径５〜２０ｍｍの板状材又は線材を形成
すると、偏晶合金のマトリックス中に直径の小さい球状
小滴を均一に分散させることができる。その結果、系内
の偏析等温線と固相等温線との間の距離、したがって沈
降行程が可能な限り小さくなる。温度間隔と行程間隔は
偏析温度の等温線と偏晶反応温度とにより決定される。
この偏晶反応温度ではマトリックス相は固化して、第二
のなお液状の相をそのままの分布状態でとじ込める。こ
の方法は、アルミニウムとアルミニウム−ケイ素共晶と
からなるマトリックス中に少量相として１〜５０重量％
の鉛又はビスマスを微小滴の形状で含有したアルミニウ
ム−ケイ素偏晶合金から鋳造板状材又は鋳造線材の製造
に特に適している。
析温度差が大きい偏晶合金の溶融体を偏析温度以上に加
熱すると、比混和領域の温度で比較的重い小滴からなる
少量相が重力の作用により沈降して凝析する。この沈降
速度はストークスの法則に従って小滴の直径の２乗に比
例する。したがって、小滴の直径が様々であると小滴が
衝突する頻度と小滴の融合が助長されるので沈降がさら
に加速される。しかし、固液相の境界が形成する前に非
常に急な温度匂配が保持されるように溶融体を比較的高
い鋳造速度と比較的高い冷却速度で垂直方向に連続鋳造
して厚さ又は直径５〜２０ｍｍの板状材又は線材を形成
すると、偏晶合金のマトリックス中に直径の小さい球状
小滴を均一に分散させることができる。その結果、系内
の偏析等温線と固相等温線との間の距離、したがって沈
降行程が可能な限り小さくなる。温度間隔と行程間隔は
偏析温度の等温線と偏晶反応温度とにより決定される。
この偏晶反応温度ではマトリックス相は固化して、第二
のなお液状の相をそのままの分布状態でとじ込める。こ
の方法は、アルミニウムとアルミニウム−ケイ素共晶と
からなるマトリックス中に少量相として１〜５０重量％
の鉛又はビスマスを微小滴の形状で含有したアルミニウ
ム−ケイ素偏晶合金から鋳造板状材又は鋳造線材の製造
に特に適している。
【０００３】しかし、このような鋳造構造体の寸法及び
／又は機械工学的性質は所定の要件に合わないことが多
いので材料の性質を最適化するために鋳造板状体又は鋳
造線材に圧延処理及び／又は熱処理が行われる。このよ
うな鋳造構造体を圧延処理することにより元来あった球
状の鉛相又はビスマス相は変形して細長い板片となる。
しかし、このような細長い板片混入物は材料の機械的耐
力及び工学的性質に悪影響を与えるので、所望の材料特
性を得るためには細長い板片を緻密な構造体に変換させ
ることが必要であり、この変換は後続の熱処理によって
行うことができる。
／又は機械工学的性質は所定の要件に合わないことが多
いので材料の性質を最適化するために鋳造板状体又は鋳
造線材に圧延処理及び／又は熱処理が行われる。このよ
うな鋳造構造体を圧延処理することにより元来あった球
状の鉛相又はビスマス相は変形して細長い板片となる。
しかし、このような細長い板片混入物は材料の機械的耐
力及び工学的性質に悪影響を与えるので、所望の材料特
性を得るためには細長い板片を緻密な構造体に変換させ
ることが必要であり、この変換は後続の熱処理によって
行うことができる。
【０００４】分散された低融点少量相の変換と球状化の
ための従来の方法によれば、偏晶合金は低融点少量相の
融点より高い温度で長時間加熱される。その場合、溶解
度と拡散係数は固体中より溶融体中の方がはるかに大き
いので、少量相の変換と球状化は好ましくは溶融相中で
マトリックス金属の溶解過程及び転移過程によって行わ
れる。
ための従来の方法によれば、偏晶合金は低融点少量相の
融点より高い温度で長時間加熱される。その場合、溶解
度と拡散係数は固体中より溶融体中の方がはるかに大き
いので、少量相の変換と球状化は好ましくは溶融相中で
マトリックス金属の溶解過程及び転移過程によって行わ
れる。
【０００５】しかし、アルミニウムに対する鉛溶融体と
ビスマス溶融体の溶解度並びに鉛とビスマスへのアルミ
ニウムとケイ素の拡散係数が非常に小さいので鉛又はビ
スマスからなる少量相の変換と球状化に比較的長時間の
熱処理が必要であるため、アルミニウムとアルミニウム
−ケイ素共晶とからなるマトリックス中に低融点液相の
鉛とビスマスを含有したアルミニウム−ケイ素偏晶合金
では所定の要件が満たされない。鉛相及びビスマス相は
それぞれ３３０℃及び２７０℃の温度で溶融する。その
後、アルミニウム−ケイ素共晶が偏晶４相反応により５
７０℃及び５８０℃で溶融し、最後にアルミニウムマト
リックスが溶融する。
ビスマス溶融体の溶解度並びに鉛とビスマスへのアルミ
ニウムとケイ素の拡散係数が非常に小さいので鉛又はビ
スマスからなる少量相の変換と球状化に比較的長時間の
熱処理が必要であるため、アルミニウムとアルミニウム
−ケイ素共晶とからなるマトリックス中に低融点液相の
鉛とビスマスを含有したアルミニウム−ケイ素偏晶合金
では所定の要件が満たされない。鉛相及びビスマス相は
それぞれ３３０℃及び２７０℃の温度で溶融する。その
後、アルミニウム−ケイ素共晶が偏晶４相反応により５
７０℃及び５８０℃で溶融し、最後にアルミニウムマト
リックスが溶融する。
【０００６】アルミニウム−鉛偏晶合金において、鋳造
板状材を圧延した後にフィラメント状に引き延ばされ、
アルミニウムに不溶の鉛相を均一に微分散させるために
スズをアルミニウム−鉛合金に合金させることがＺ．Ｍ
ｅｔａｌｌ３６、Ｈｅｆｔ９、９／１９８２に開示され
ている。この処置により溶解度は増大し、鉛のアルミニ
ウムへの拡散が促進される。他方、スズにより鉛の融点
が大幅に低下するので、この合金化方法が利用できるの
は、アルミニウム−鉛−スズ材料が熱負荷のない用途に
用いられる場合に限られる。
板状材を圧延した後にフィラメント状に引き延ばされ、
アルミニウムに不溶の鉛相を均一に微分散させるために
スズをアルミニウム−鉛合金に合金させることがＺ．Ｍ
ｅｔａｌｌ３６、Ｈｅｆｔ９、９／１９８２に開示され
ている。この処置により溶解度は増大し、鉛のアルミニ
ウムへの拡散が促進される。他方、スズにより鉛の融点
が大幅に低下するので、この合金化方法が利用できるの
は、アルミニウム−鉛−スズ材料が熱負荷のない用途に
用いられる場合に限られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は冒頭に
述べた方法によって製造された板状材又は線材であっ
て、マトリックス中に微分散した鉛相又はビスマス相を
含有したアルミニウム−ケイ素偏晶合金からなる板状材
又は線材において、圧延により細長く引き延ばされた、
固体アルミニウムに不溶の鉛相又はビスマス相の板片を
緻密な形状に変換することである。
述べた方法によって製造された板状材又は線材であっ
て、マトリックス中に微分散した鉛相又はビスマス相を
含有したアルミニウム−ケイ素偏晶合金からなる板状材
又は線材において、圧延により細長く引き延ばされた、
固体アルミニウムに不溶の鉛相又はビスマス相の板片を
緻密な形状に変換することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は板状材又は線
材を５５０〜６００℃の温度で熱処理することにより達
成される。
材を５５０〜６００℃の温度で熱処理することにより達
成される。
【０００９】この温度で鉛相及びビスマス相の外に少な
くとも一部のアルミニウム−ケイ素共晶が溶融する。液
状の鉛相及びビスマス相の変換及び球状化は共融溶融領
域内で極めて速やかに行われる。
くとも一部のアルミニウム−ケイ素共晶が溶融する。液
状の鉛相及びビスマス相の変換及び球状化は共融溶融領
域内で極めて速やかに行われる。
【００１０】好適態様によれば、鉛相をマトリックス中
に含有したアルミニウム−ケイ素偏晶合金は５８０〜５
９０℃で熱処理される。
に含有したアルミニウム−ケイ素偏晶合金は５８０〜５
９０℃で熱処理される。
【００１１】ビスマス相をマトリックス中に含有したア
ルミニウム−ケイ素偏晶合金は５７５〜５８５℃で熱処
理される。
ルミニウム−ケイ素偏晶合金は５７５〜５８５℃で熱処
理される。
【００１２】好ましくは熱処理は０．５〜１５分間行わ
れる。
れる。
【００１３】急速冷却によりアルミニウム−ケイ素共融
混合物は極めて急速に固化し、ケイ素は鋳造状態の場合
に比べて明らかに大きな構造体を有している。この効果
は材料の耐摩耗性を著しく向上させるので極めて望まし
い。
混合物は極めて急速に固化し、ケイ素は鋳造状態の場合
に比べて明らかに大きな構造体を有している。この効果
は材料の耐摩耗性を著しく向上させるので極めて望まし
い。
【００１４】本発明の別の好適態様によれば、溶融耐は
１０〜３０ｍｍ／ｓの速度で鋳造され、３００〜１５０
０Ｋ／ｓの速度で冷却される。
１０〜３０ｍｍ／ｓの速度で鋳造され、３００〜１５０
０Ｋ／ｓの速度で冷却される。
【００１５】本発明の方法は鉛相又はビスマス相をマト
リックス中に含有したアルミニウム−ケイ素系の滑り材
料の処理に特に適してる。
リックス中に含有したアルミニウム−ケイ素系の滑り材
料の処理に特に適してる。
【００１６】
【実施例】本発明を以下の実施例により詳細に説明す
る。
る。
【００１７】図１にケイ素５％及びビスマス１０％を含
有した３元アルミニウム偏晶合金からなり、厚さ１０ｍ
ｍに連続鋳造した後に圧延した鋳造板状材の研磨断面を
５００倍に拡大した写真を示す。この顕微鏡写真から明
らかな通り、アルミニウム１とアルミニウム−ケイ素共
晶２とからなるマトリックス中に細長く引き延ばされた
ビスマス相の板片３が埋封されている。
有した３元アルミニウム偏晶合金からなり、厚さ１０ｍ
ｍに連続鋳造した後に圧延した鋳造板状材の研磨断面を
５００倍に拡大した写真を示す。この顕微鏡写真から明
らかな通り、アルミニウム１とアルミニウム−ケイ素共
晶２とからなるマトリックス中に細長く引き延ばされた
ビスマス相の板片３が埋封されている。
【００１８】図２は前記の３元アルミニウム偏晶合金を
連続鋳造し、圧延した後に５８７．５℃で５分間熱処理
した鋳造板状材の研磨断面を５００倍に拡大した写真で
あり、ビスマス相４が本質的にアルミニウムからなるマ
トリックス５中で球状化され、ケイ素６が明らかに大き
な形状で結晶化しているのがわかる。
連続鋳造し、圧延した後に５８７．５℃で５分間熱処理
した鋳造板状材の研磨断面を５００倍に拡大した写真で
あり、ビスマス相４が本質的にアルミニウムからなるマ
トリックス５中で球状化され、ケイ素６が明らかに大き
な形状で結晶化しているのがわかる。
【００１９】ピン−ディスク法で耐摩耗性を測定した結
果、圧延されたままの３元アルミニウム偏晶合金は７２
分間の試験時間後２０９μｍの摩耗を示し、一部分が実
質的に焼付いた。これに対し、本発明に従って処理され
た鋳造板状材の摩耗は９０分間以上の試験時間後でもわ
ずかに１６μｍであった。
果、圧延されたままの３元アルミニウム偏晶合金は７２
分間の試験時間後２０９μｍの摩耗を示し、一部分が実
質的に焼付いた。これに対し、本発明に従って処理され
た鋳造板状材の摩耗は９０分間以上の試験時間後でもわ
ずかに１６μｍであった。
【図１】比較例の板状材の研磨断面を５００倍に拡大し
た金属組織写真である。
た金属組織写真である。
【図２】本発明による板状材の研磨断面を５００倍に拡
大した金属組織写真である。
大した金属組織写真である。
１ アルミニウム ２ アルミニウム−ケイ素共晶 ３ ビスマス相 ４ ビスマス相 ５ アルミニウムマトリックス相 ６ ケイ素
フロントページの続き (72)発明者 アルベルト・ロメオ ドイツ連邦共和国6000フランクフルト・ア ム・マイン・ライムントシュトラーセ114 (72)発明者 イングリット・ミューラー ドイツ連邦共和国6000フランクフルト・ア ム・マインイン・デア・レメルシュタット 82
Claims (5)
- 【請求項１】アルミニウムとアルミニウム−ケイ素共晶
とからなるマトリックス中に少量相として１〜５０重量
％の鉛又はビスマスを含有したアルミニウム−ケイ素偏
晶合金からなる板状材又は線材を、偏析温度以上の温度
に加熱された溶融体を高い鋳造速度と高い冷却速度で連
続鋳造し、塑性変形を行い、熱処理して製造する方法に
おいて、板状材又は線材を５５０〜６００℃の温度で熱
処理することを特徴とする方法。 - 【請求項２】鉛相をマトリックス中に含有したアルミニ
ウム−ケイ素偏晶合金を５８０〜５９０℃で熱処理する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】ビスマス相をマトリックス中に含有したア
ルミニウム−ケイ素偏晶合金を５７５〜５８５℃で熱処
理することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】熱処理を０．５〜１５分間行うことを特徴
とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】溶融体を１０〜３０ｍｍ／ｓの速度で鋳造
し、３００〜１５００Ｋ／ｓの速度で冷却することを特
徴とする請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4014430.5 | 1990-05-05 | ||
| DE4014430A DE4014430A1 (de) | 1990-05-05 | 1990-05-05 | Verfahren zur herstellung von stranggegossenen baendern und draehten |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062087A true JPH062087A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=6405758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3130423A Pending JPH062087A (ja) | 1990-05-05 | 1991-05-02 | 連続鋳造板状材及び線材の製造方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5192377A (ja) |
| EP (1) | EP0456296B1 (ja) |
| JP (1) | JPH062087A (ja) |
| KR (1) | KR910020191A (ja) |
| AT (1) | ATE135055T1 (ja) |
| BR (1) | BR9101762A (ja) |
| CA (1) | CA2041012A1 (ja) |
| DE (2) | DE4014430A1 (ja) |
| ES (1) | ES2085417T3 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3742454B2 (ja) * | 1996-03-07 | 2006-02-01 | サンデン株式会社 | 浄水供給装置 |
| IL123503A (en) * | 1998-03-01 | 2001-01-11 | Elecmatec Electro Magnetic Tec | Aluminum-bismuth bearing alloy and methods for its continuous casting |
| US20060188703A1 (en) * | 2005-02-22 | 2006-08-24 | The Regents Of The University Of California | Automated process based on differential settling to obtain density gradients |
| US9856552B2 (en) * | 2012-06-15 | 2018-01-02 | Arconic Inc. | Aluminum alloys and methods for producing the same |
| JP6105815B2 (ja) | 2014-05-30 | 2017-03-29 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム箔、これを用いた電子部品配線基板、およびアルミニウム箔の製造方法 |
| DE102015112550B3 (de) | 2015-07-30 | 2016-12-08 | Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung einer monotektischen Legierung |
| DE102017113216A1 (de) | 2017-06-15 | 2018-12-20 | Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Co. Kg | Monotektische Aluminium-Gleitlagerlegierung und Verfahren zu seiner Herstellung und damit hergestelltes Gleitlager |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE271470C (ja) * | ||||
| FR1089882A (fr) * | 1952-12-27 | 1955-03-22 | Gen Motors Corp | Alliage d'aluminium et coussinet ou palier fabriqué à l'aide de cet alliage |
| FR1097812A (fr) * | 1953-04-03 | 1955-07-11 | Gen Motors Corp | Alliage antifriction perfectionné à base d'aluminium |
| US3432293A (en) * | 1966-01-06 | 1969-03-11 | Glacier Metal Co Ltd | Bearing materials and method of making same |
| US3827882A (en) * | 1968-03-15 | 1974-08-06 | Glacier Metal Co Ltd | High lead aluminium alloy |
| JPS5914096B2 (ja) * | 1979-09-05 | 1984-04-03 | 財団法人電気磁気材料研究所 | Ａｌ−Ｓｉ基吸振合金およびその製造方法 |
| DE3249133C2 (de) * | 1981-10-15 | 1995-01-05 | Taiho Kogyo Co Ltd | Verfahren zum Herstellen einer Legierung auf Aluminium-Basis für Lager sowie Verwendung der Legierung |
| US4471031A (en) * | 1981-10-15 | 1984-09-11 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Al-Si-Pb Bearing alloy and bearing composite |
| GB8513330D0 (en) * | 1985-05-28 | 1985-07-03 | Ae Plc | Bearing materials |
-
1990
- 1990-05-05 DE DE4014430A patent/DE4014430A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-04-18 EP EP91200921A patent/EP0456296B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-18 DE DE59107496T patent/DE59107496D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-18 AT AT91200921T patent/ATE135055T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-04-18 ES ES91200921T patent/ES2085417T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-22 US US07/689,413 patent/US5192377A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-23 CA CA002041012A patent/CA2041012A1/en not_active Abandoned
- 1991-04-30 BR BR919101762A patent/BR9101762A/pt active Search and Examination
- 1991-05-02 JP JP3130423A patent/JPH062087A/ja active Pending
- 1991-05-04 KR KR1019910007261A patent/KR910020191A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9101762A (pt) | 1991-12-17 |
| ES2085417T3 (es) | 1996-06-01 |
| EP0456296A1 (de) | 1991-11-13 |
| DE4014430A1 (de) | 1991-11-07 |
| KR910020191A (ko) | 1991-12-19 |
| DE59107496D1 (de) | 1996-04-11 |
| US5192377A (en) | 1993-03-09 |
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