JPH0623417B2 - 耐摩耗性アルミニウム複合材料の製造方法 - Google Patents
耐摩耗性アルミニウム複合材料の製造方法Info
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- JPH0623417B2 JPH0623417B2 JP386185A JP386185A JPH0623417B2 JP H0623417 B2 JPH0623417 B2 JP H0623417B2 JP 386185 A JP386185 A JP 386185A JP 386185 A JP386185 A JP 386185A JP H0623417 B2 JPH0623417 B2 JP H0623417B2
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- aluminum composite
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、アルミニウムを主成分とする軽量の耐摩耗
性複合材料およびその製造方法の改良に関する。
性複合材料およびその製造方法の改良に関する。
［従来の技術］ アルミニウムは、軽量であるが、硬度が比較的低いた
め、種々の元素を添加することにより、強度を向上し、
それによって軽量性を生かした耐摩耗性アルミニウム材
料が種々提案されている。この種の耐摩耗性アルミニウ
ム材料としては、Ｓｉを共晶や過共晶組成の状態で多量
に添加されいるアルミニウム合金や、ＣｕおよびＭｇな
どが添加されたアルミニウム合金が公知である。これら
のアルミニウム合金は、たとえば「Ａｌ−ある」（１９
８４年７月号，２５頁）に開示されている。
め、種々の元素を添加することにより、強度を向上し、
それによって軽量性を生かした耐摩耗性アルミニウム材
料が種々提案されている。この種の耐摩耗性アルミニウ
ム材料としては、Ｓｉを共晶や過共晶組成の状態で多量
に添加されいるアルミニウム合金や、ＣｕおよびＭｇな
どが添加されたアルミニウム合金が公知である。これら
のアルミニウム合金は、たとえば「Ａｌ−ある」（１９
８４年７月号，２５頁）に開示されている。
他方、ＳｉＣなどの炭化物を複合させたアルミニウム複
合材料も、「自動車技術」（第３７巻，第８号，１９８
３年，第８４４頁）に開示されている。
合材料も、「自動車技術」（第３７巻，第８号，１９８
３年，第８４４頁）に開示されている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前者すなわちＳｉ，ＣｕあるいはＭｇな
どを添加したアルミニウム合金では、耐摩耗性の向上が
十分でないという問題があった。
どを添加したアルミニウム合金では、耐摩耗性の向上が
十分でないという問題があった。
また、ＳｉＣなどの炭化物繊維を複合させたアルミニウ
ム複合材料では、該繊維とアルミニウムとの間の濡れ性
が良好でないため、予め混入される繊維の表面を前処理
しておかなかればならない。また、この種の強化繊維は
比較的高価格でもあり、そのためＳｉＣなどの炭化物繊
維を複合させてなるアルミニウム複合材料も、工業的な
利用はほとんど進んでいない。
ム複合材料では、該繊維とアルミニウムとの間の濡れ性
が良好でないため、予め混入される繊維の表面を前処理
しておかなかればならない。また、この種の強化繊維は
比較的高価格でもあり、そのためＳｉＣなどの炭化物繊
維を複合させてなるアルミニウム複合材料も、工業的な
利用はほとんど進んでいない。
それゆえに、この発明の目的は、上述の問題点を解消
し、十分な耐摩耗性を有し、かつ安価に製造することが
可能な耐摩耗性アルミニウム複合材料およびその製造方
法を提供することにある。
し、十分な耐摩耗性を有し、かつ安価に製造することが
可能な耐摩耗性アルミニウム複合材料およびその製造方
法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本願発明者は、上述の問題点を鋭意検討した結果、Ｎｉ
を主成分とする粒子もしくは繊維をアルミニウムもしく
はアルミニウム合金中に分散させ、かつ分散粒子もしく
は分散された繊維の表面にＡｌとの金属間化合物を形成
すれば、十分な耐摩耗性を有し、かつ軽量のアルミニウ
ム複合材料を得ることを見出した。すなわち、本願発明
は、Ａｌを主成分とする粉末と、Ｎｉを主成分とする粉
末もしくは繊維を予め混合しておき、しかる後加圧成型
し、該加圧成型と同時にもしくは加圧成型後に熱処理を
行なうことを特徴とするる耐摩耗性アルミニウム複合材
料の製造方法である。
を主成分とする粒子もしくは繊維をアルミニウムもしく
はアルミニウム合金中に分散させ、かつ分散粒子もしく
は分散された繊維の表面にＡｌとの金属間化合物を形成
すれば、十分な耐摩耗性を有し、かつ軽量のアルミニウ
ム複合材料を得ることを見出した。すなわち、本願発明
は、Ａｌを主成分とする粉末と、Ｎｉを主成分とする粉
末もしくは繊維を予め混合しておき、しかる後加圧成型
し、該加圧成型と同時にもしくは加圧成型後に熱処理を
行なうことを特徴とするる耐摩耗性アルミニウム複合材
料の製造方法である。
Ａｌを主成分とする粉末と、Ｎｉを主成分とする粉末も
しくは繊維を混合するに際しては、混合後の加圧成型
は、たとえば熱間押出により行なうことができ、特に連
続的熱間押出を実施することにより長尺状のアルミニウ
ム複合材料を容易に得ることができる。
しくは繊維を混合するに際しては、混合後の加圧成型
は、たとえば熱間押出により行なうことができ、特に連
続的熱間押出を実施することにより長尺状のアルミニウ
ム複合材料を容易に得ることができる。
なお、図面は、この発明により得られる耐摩耗性アルミ
ニウム複合材料の拡大断面図を示し、１がＡｌ合金マト
リックス、２はＮｉ粒子、３は金属間化合物を示す。
ニウム複合材料の拡大断面図を示し、１がＡｌ合金マト
リックス、２はＮｉ粒子、３は金属間化合物を示す。
［作用］ この発明では、アルミニウムマトリクス中に分散されて
いるＮｉ粒子もしくは繊維とＡｌとの間で金属間化合物
が形成されるので、Ｎｉ粒子もしくは繊維は前処理を施
さずともＡｌと強固に接合されている。また、上記金属
間化合物は高硬度で微細に分布した金属間化合物の存在
が耐摩耗性を改善している。
いるＮｉ粒子もしくは繊維とＡｌとの間で金属間化合物
が形成されるので、Ｎｉ粒子もしくは繊維は前処理を施
さずともＡｌと強固に接合されている。また、上記金属
間化合物は高硬度で微細に分布した金属間化合物の存在
が耐摩耗性を改善している。
［実施例の説明］ 実施例 １ Ａｌ−２０％Ｓｉ粉末と、Ｎｉ粉末とを予め重量比で
８：２に混合した後、該混合粉末を静水圧で熱間加圧成
型し、軸受の形状に加工した。さらに、加工された部材
を５００℃の温度で焼結させた。得られた部材のミクロ
の組成は、Ａｌ−２０％Ｓｉ中に、ＡｌとＮｉとの金属
間化合物および未反応のＮｉが少量分布した組成を有す
ることが認められた。比較のために、Ｎｉ粉末を混合し
ておかなかったＡｌ−２０％Ｓｉ粉末を同様に処理した
部材を準備し、い実施例の部材とともに軸受として用い
て試験したところ、この実施令の軸受部材の摩耗量は、
比較例の部材に比べて摩耗量は約１／５であることが確
められた。
８：２に混合した後、該混合粉末を静水圧で熱間加圧成
型し、軸受の形状に加工した。さらに、加工された部材
を５００℃の温度で焼結させた。得られた部材のミクロ
の組成は、Ａｌ−２０％Ｓｉ中に、ＡｌとＮｉとの金属
間化合物および未反応のＮｉが少量分布した組成を有す
ることが認められた。比較のために、Ｎｉ粉末を混合し
ておかなかったＡｌ−２０％Ｓｉ粉末を同様に処理した
部材を準備し、い実施例の部材とともに軸受として用い
て試験したところ、この実施令の軸受部材の摩耗量は、
比較例の部材に比べて摩耗量は約１／５であることが確
められた。
実施例 ２ ＥＣアルミニウム粉末と、Ｎｉ粉末とを、重量比で９：
１に予め混合しておき、溝付き回転ドラムと、孔が形成
された固定端とを有し、回転ドラムの溝で生じる摩擦力
により押出圧力を得る、いわゆるコンフォーム機を用い
て、約３００℃の温度で連続的に押出し、ＡｌとＮｉ粒
子とよりなる直径１０mmの長尺線材を得た。
１に予め混合しておき、溝付き回転ドラムと、孔が形成
された固定端とを有し、回転ドラムの溝で生じる摩擦力
により押出圧力を得る、いわゆるコンフォーム機を用い
て、約３００℃の温度で連続的に押出し、ＡｌとＮｉ粒
子とよりなる直径１０mmの長尺線材を得た。
得られた線材を、５００℃の温度で２時間加熱し、Ａｌ
とＳｉとを反応させて、ＡｌおよびＮｉを主成分とする
金属間化合物を分布された長尺材料とした。
とＳｉとを反応させて、ＡｌおよびＮｉを主成分とする
金属間化合物を分布された長尺材料とした。
得られた長尺材料の内部に形成されている金属間化合物
層の硬度は、マイクロビッカース硬度で５００−７００
程度であり、したがってＥＣ−Ａｌのみからなる長尺材
に比べて極めて高い硬度を示すことがわかる。
層の硬度は、マイクロビッカース硬度で５００−７００
程度であり、したがってＥＣ−Ａｌのみからなる長尺材
に比べて極めて高い硬度を示すことがわかる。
この実施例の長尺材を切り出し、大越式摩耗試験機にて
摩耗試験を行なったところ、この実施例のアルミニウム
複合材料の摩耗量は、ＥＣ−Ａｌに比べて約１／１０で
あることがわかった。
摩耗試験を行なったところ、この実施例のアルミニウム
複合材料の摩耗量は、ＥＣ−Ａｌに比べて約１／１０で
あることがわかった。
［発明の効果］ この発明によれば、Ａｌ中もしくはＡｌを主成分とする
合金中に、Ｎｉを主成分とする粒子もしくは繊維が分散
されており、かつ該粒子もしくは繊維の少なくとも一部
がＡｌとＮｉとを主成分とする金属間化合物とされてい
るアルミニウム複合材料を得ることができ、、該金属間
化合物はそれ自身硬度が高く、またマトリックス金属で
あるＡｌと強固に接合しているものであるため、十分な
耐摩耗性を有するアルミニウム複合材料を得ることが可
能となる。また、Ａｌ金属マトリックスに、少量のＮｉ
を添加することにより耐摩耗性を大幅に改善し得るもの
であるため、Ｎｉ濃度の高い合金とせずとも耐摩耗性を
向上させることができ、したがって良好な電気伝導性お
よび熱伝導性をも兼備えた耐摩耗アルミニウム複合材料
を得ることができる。また、この発明の製造方法では、
ＮｉとＡｌとの金属間化合物は熱処理により形成される
ものであるため、強化物質たるＮｉ粒子もしくは繊維に
特別な前処理は必要としない。よって、十分な耐摩耗性
を有するアルミニウム複合材料を安価に製造し得ること
が可能となる。
合金中に、Ｎｉを主成分とする粒子もしくは繊維が分散
されており、かつ該粒子もしくは繊維の少なくとも一部
がＡｌとＮｉとを主成分とする金属間化合物とされてい
るアルミニウム複合材料を得ることができ、、該金属間
化合物はそれ自身硬度が高く、またマトリックス金属で
あるＡｌと強固に接合しているものであるため、十分な
耐摩耗性を有するアルミニウム複合材料を得ることが可
能となる。また、Ａｌ金属マトリックスに、少量のＮｉ
を添加することにより耐摩耗性を大幅に改善し得るもの
であるため、Ｎｉ濃度の高い合金とせずとも耐摩耗性を
向上させることができ、したがって良好な電気伝導性お
よび熱伝導性をも兼備えた耐摩耗アルミニウム複合材料
を得ることができる。また、この発明の製造方法では、
ＮｉとＡｌとの金属間化合物は熱処理により形成される
ものであるため、強化物質たるＮｉ粒子もしくは繊維に
特別な前処理は必要としない。よって、十分な耐摩耗性
を有するアルミニウム複合材料を安価に製造し得ること
が可能となる。
この発明は、実施例の項で例示した軸受およびコンプレ
ッサのベーンに限らず、回転摺動部材および歯車等の様
々な耐摩耗性の要求される部材一般に利用し得るもので
あることを指摘しておく。
ッサのベーンに限らず、回転摺動部材および歯車等の様
々な耐摩耗性の要求される部材一般に利用し得るもので
あることを指摘しておく。
図面は、この発明における金属間化合物の形成状態を説
明するための拡大断面図である。 図において、１はＡｌ合金マトリックス、２はＮｉ粒
子、３は金属間化合物を示す。
明するための拡大断面図である。 図において、１はＡｌ合金マトリックス、２はＮｉ粒
子、３は金属間化合物を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】Ａｌを主成分とする粉末と、Ｎｉを主成分
とする粉末もしくは繊維を混合し、しかる後加圧成型
し、該加圧成型と同時にもしくは加圧成型後に熱処理を
行なうことにより、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする合
金中に、Ｎｉを主成分とする粒子もしくは繊維が分散さ
れており、かつ前記粒子もしくは繊維の少なくとも一部
がＡｌとＮｉとを主成分とする金属間化合物とされてい
る、耐摩耗性アルミニウム複合材料の製造方法。 - 【請求項２】前記加圧成型は、熱間押出により行なわれ
る、特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗性アルミニウム
複合材料の製造方法。 - 【請求項３】前記熱間押出は連続的に行なわれる、特許
請求の範囲第２項記載の耐摩耗性アルミニウム複合材料
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP386185A JPH0623417B2 (ja) | 1985-01-12 | 1985-01-12 | 耐摩耗性アルミニウム複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP386185A JPH0623417B2 (ja) | 1985-01-12 | 1985-01-12 | 耐摩耗性アルミニウム複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61163250A JPS61163250A (ja) | 1986-07-23 |
| JPH0623417B2 true JPH0623417B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=11568973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP386185A Expired - Fee Related JPH0623417B2 (ja) | 1985-01-12 | 1985-01-12 | 耐摩耗性アルミニウム複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623417B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2554066B2 (ja) * | 1986-10-01 | 1996-11-13 | リョービ株式会社 | 金属間化合物粒子分散強化型ダイカスト複合材及びその製造方法 |
| JPS63161827A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁性アルミニウム |
| JPH0645833B2 (ja) * | 1988-03-09 | 1994-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | アルミニウム合金系複合材料の製造方法 |
| JPH0645834B2 (ja) * | 1988-03-09 | 1994-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | 複合材料部を有するアルミニウム合金鋳物の製造方法 |
-
1985
- 1985-01-12 JP JP386185A patent/JPH0623417B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61163250A (ja) | 1986-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |