JPH06330215A - 低密度多孔質アルミニウム合金焼結体とその製造方法 - Google Patents
低密度多孔質アルミニウム合金焼結体とその製造方法Info
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- JPH06330215A JPH06330215A JP12261393A JP12261393A JPH06330215A JP H06330215 A JPH06330215 A JP H06330215A JP 12261393 A JP12261393 A JP 12261393A JP 12261393 A JP12261393 A JP 12261393A JP H06330215 A JPH06330215 A JP H06330215A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】耐食性に優れた低密度の多孔質のＭｇ系Ａｌ合
金焼結体を提供する。 【構成】Ｍｇを０．５〜６．５％、Ｍｎを０．８％以
下、Ｃｒを０．５％以下、ＳｉとＣｕを２．２％以下含
み、残部実質的にＡｌよりなる低密度多孔質の焼結体お
よび粉末により液相焼結の手法によってそれを製造する
方法を提供するものである。
金焼結体を提供する。 【構成】Ｍｇを０．５〜６．５％、Ｍｎを０．８％以
下、Ｃｒを０．５％以下、ＳｉとＣｕを２．２％以下含
み、残部実質的にＡｌよりなる低密度多孔質の焼結体お
よび粉末により液相焼結の手法によってそれを製造する
方法を提供するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は低密度多孔質アルミニ
ウム合金焼結体とその製造方法、更に詳しくは耐食性に
優れかつ可撓性の大きいものであって、特にフィルター
や吸音材として用いるのに好適な低密度多孔質のアルミ
ニウム合金焼結体とその製造方法に関するものである。
ウム合金焼結体とその製造方法、更に詳しくは耐食性に
優れかつ可撓性の大きいものであって、特にフィルター
や吸音材として用いるのに好適な低密度多孔質のアルミ
ニウム合金焼結体とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、フィルタとして使用できる低
密度、多孔質焼結材料として、耐銹、耐酸化性ニッケル
クロム鋼や焼結青銅などと共に、Ｃｕを６重量％（以下
重量％の重量を省略）以下含む気孔率１５％以下の気孔
を有する焼結Ａｌ部品が「金属データブック（日本金属
学会編）」に記載の如く一般に広く知られている。
密度、多孔質焼結材料として、耐銹、耐酸化性ニッケル
クロム鋼や焼結青銅などと共に、Ｃｕを６重量％（以下
重量％の重量を省略）以下含む気孔率１５％以下の気孔
を有する焼結Ａｌ部品が「金属データブック（日本金属
学会編）」に記載の如く一般に広く知られている。
【０００３】また特公昭６１−４２７６１号に記載の発
明には、ＡｌやＡｌ合金粉よりも低融点のＣｕを含むＡ
ｌ合金粉に、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｃｏ，Ｓｒ，Ｓｅ，Ｚ
ｒなどの合金粉を配合して焼結させた多孔質Ａｌ焼結体
を製造する方法が記載されている。
明には、ＡｌやＡｌ合金粉よりも低融点のＣｕを含むＡ
ｌ合金粉に、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｃｏ，Ｓｒ，Ｓｅ，Ｚ
ｒなどの合金粉を配合して焼結させた多孔質Ａｌ焼結体
を製造する方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の先行例の場合
は、Ｃｕを液相焼結のための主成分とするものである
が、Ｃｕの単極電位はＡｌよりもはるかに低いので純Ａ
ｌ本来の強固な酸化保護皮膜によって維持される耐食性
を著しく害うこととなってしまっていた。そこでこれら
の多孔質Ａｌ焼結体をフィルターや吸音材料として用い
る場合には、液体や水分、空気、ガス中に含まれる腐食
性成分のために比較的簡単に黒く変色あるいは腐食した
り、場合によっては、部材、構築物の強度を低下させる
危険性があった。
は、Ｃｕを液相焼結のための主成分とするものである
が、Ｃｕの単極電位はＡｌよりもはるかに低いので純Ａ
ｌ本来の強固な酸化保護皮膜によって維持される耐食性
を著しく害うこととなってしまっていた。そこでこれら
の多孔質Ａｌ焼結体をフィルターや吸音材料として用い
る場合には、液体や水分、空気、ガス中に含まれる腐食
性成分のために比較的簡単に黒く変色あるいは腐食した
り、場合によっては、部材、構築物の強度を低下させる
危険性があった。
【０００５】そこでこのような腐食等を防止するため
に、これらの焼結体の表面に電気化学的に陽極皮膜処理
を施してほぼ完全に防食することが考えられるが、多孔
体であるので、皮膜処理後の洗浄工程に難点があり、困
難であった。またより簡便にアルキド系やフェノールア
ルキド系、シリコン系などの防食塗料を塗布する場合に
は、十分な防食の手段とはなりにくく、塗布により目づ
まりし易く、更に防災上、昇温するとこれらの塗料が燃
えて発煙するなどの問題があり、金属系多孔体の本来の
性質を害うことが多かった。
に、これらの焼結体の表面に電気化学的に陽極皮膜処理
を施してほぼ完全に防食することが考えられるが、多孔
体であるので、皮膜処理後の洗浄工程に難点があり、困
難であった。またより簡便にアルキド系やフェノールア
ルキド系、シリコン系などの防食塗料を塗布する場合に
は、十分な防食の手段とはなりにくく、塗布により目づ
まりし易く、更に防災上、昇温するとこれらの塗料が燃
えて発煙するなどの問題があり、金属系多孔体の本来の
性質を害うことが多かった。
【０００６】
【問題を解決するための手段】本発明はこれらの問題点
を解決して、耐食性が大きく、かつ低い密度の、すなわ
ち気孔率２５〜７０％の範囲の多孔質のアルミニウム合
金の焼結体とその製造方法を提供することを目的として
いる。本発明の低密度多孔質アルミニウム合金焼結体と
は、Ｍｇを０．５〜６．５重量％含み、残部実質的にＡ
ｌ及び不可避的不純物よりなることを特徴としている。
を解決して、耐食性が大きく、かつ低い密度の、すなわ
ち気孔率２５〜７０％の範囲の多孔質のアルミニウム合
金の焼結体とその製造方法を提供することを目的として
いる。本発明の低密度多孔質アルミニウム合金焼結体と
は、Ｍｇを０．５〜６．５重量％含み、残部実質的にＡ
ｌ及び不可避的不純物よりなることを特徴としている。
【０００７】またこのＭｇに加え、Ｍｎを０．８％以
下、Ｃｒを０．５％以下、Ｓｉを２．２％以下、Ｃｕを
２．２％以下の範囲で、単一または複数種類の金属元素
を含み、残部実質的にＡｌ及び不可避的不純物よりなる
ようにすることもできる。ここで、Ａｌ粉の表面は、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の酸化皮膜で覆われているために、液相焼結で
あっても、液相の濡れが悪く、不完全な焼結体となり易
い。特に低密度の多孔質焼結体の場合には、不完全な粒
子間の結合しか達成できなければ、伸びがないので可撓
性もなく、一般の金属部材とは同等とは扱えない非実用
的なものとなってしまう。
下、Ｃｒを０．５％以下、Ｓｉを２．２％以下、Ｃｕを
２．２％以下の範囲で、単一または複数種類の金属元素
を含み、残部実質的にＡｌ及び不可避的不純物よりなる
ようにすることもできる。ここで、Ａｌ粉の表面は、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の酸化皮膜で覆われているために、液相焼結で
あっても、液相の濡れが悪く、不完全な焼結体となり易
い。特に低密度の多孔質焼結体の場合には、不完全な粒
子間の結合しか達成できなければ、伸びがないので可撓
性もなく、一般の金属部材とは同等とは扱えない非実用
的なものとなってしまう。
【０００８】したがって、Ａｌを液相焼結させるための
元素としては、Ａｌよりも融点の低い液相を形成する元
素ならどんなものでも良いわけではなく、例えば、先行
例としてＡｌの耐食性を劣化させるＣｕや、Ａｌろう材
の成分として普通に用いられているＳｉなどが一般的な
液相焼結性のある元素といえるものの、十分要求を満足
させる元素とは言えない。
元素としては、Ａｌよりも融点の低い液相を形成する元
素ならどんなものでも良いわけではなく、例えば、先行
例としてＡｌの耐食性を劣化させるＣｕや、Ａｌろう材
の成分として普通に用いられているＳｉなどが一般的な
液相焼結性のある元素といえるものの、十分要求を満足
させる元素とは言えない。
【０００９】また、一般に活性な元素であるＣａ、希土
類元素Ｇｅ，Ｌｉなどの粉末あるいはこれらの元素を含
むＡｌ合金は、炉中で焼結中に酸化され易いので液相が
Ａｌ粒子表面を十分に濡らすには、到らず不完全な焼結
体となる。また、Ａｇ，Ｐｄなどは高価な貴金属である
上、単極電位が低いので、耐食性を低下させる。同様に
Ｓｎは良好な濡れ性を示すが、純Ｓｎ相としてＡｌと分
離した液相を形成し、そのまま固化するので、極度に耐
食性を低下させる、Ｚｎはそれほど耐食性を劣化させな
いが焼結炉中で蒸発し易く、焼結を困難にする。これら
Ａｇ．Ｓｎ，Ｚｎなどはアルミハンダとして配合される
こともある元素であるが、以上の理由によって低密度多
孔質焼結体の配合元素として用いられない。
類元素Ｇｅ，Ｌｉなどの粉末あるいはこれらの元素を含
むＡｌ合金は、炉中で焼結中に酸化され易いので液相が
Ａｌ粒子表面を十分に濡らすには、到らず不完全な焼結
体となる。また、Ａｇ，Ｐｄなどは高価な貴金属である
上、単極電位が低いので、耐食性を低下させる。同様に
Ｓｎは良好な濡れ性を示すが、純Ｓｎ相としてＡｌと分
離した液相を形成し、そのまま固化するので、極度に耐
食性を低下させる、Ｚｎはそれほど耐食性を劣化させな
いが焼結炉中で蒸発し易く、焼結を困難にする。これら
Ａｇ．Ｓｎ，Ｚｎなどはアルミハンダとして配合される
こともある元素であるが、以上の理由によって低密度多
孔質焼結体の配合元素として用いられない。
【００１０】以下本発明のＭｇによる液相焼結の原理に
ついて説明する。本発明の成分元素のＭｇは、Ａｌより
も若干活性であり、Ａｌよりも酸化され易い元素であ
る。そのため、Ｍｇ粒子の酸化皮膜が焼成中にでき易
く、焼結を促進する元素とは一般に考えられない。しか
しながら、Ｍｇを合金化せずに単独の粉末として配合す
る場合でも１００〜２５０メッシュ程度のやや大きめの
粒子であれば、溶融温度直下の６００〜６５０℃の温度
範囲では、薄く均質なＭｇＯの表面の皮膜が、Ｍｇ本体
の膨張あるいは高い蒸気圧のせいで一部破れて、粒子の
外部にＭｇの金属性成分のみが露出し、直接に他のＡｌ
成分の粒子と接触して液相を形成し始める。Ｍｇ成分に
富んだこの液相はこれらＡｌ粉末粒子の表面を濡らしな
がら、更に一段と低融点の４５０℃の液相を形成するよ
うに比較的短時間にＡｌ成分を取り込みながら焼成体の
全域に濡れ拡がり、十分強固な焼結を達成することがで
きる。
ついて説明する。本発明の成分元素のＭｇは、Ａｌより
も若干活性であり、Ａｌよりも酸化され易い元素であ
る。そのため、Ｍｇ粒子の酸化皮膜が焼成中にでき易
く、焼結を促進する元素とは一般に考えられない。しか
しながら、Ｍｇを合金化せずに単独の粉末として配合す
る場合でも１００〜２５０メッシュ程度のやや大きめの
粒子であれば、溶融温度直下の６００〜６５０℃の温度
範囲では、薄く均質なＭｇＯの表面の皮膜が、Ｍｇ本体
の膨張あるいは高い蒸気圧のせいで一部破れて、粒子の
外部にＭｇの金属性成分のみが露出し、直接に他のＡｌ
成分の粒子と接触して液相を形成し始める。Ｍｇ成分に
富んだこの液相はこれらＡｌ粉末粒子の表面を濡らしな
がら、更に一段と低融点の４５０℃の液相を形成するよ
うに比較的短時間にＡｌ成分を取り込みながら焼成体の
全域に濡れ拡がり、十分強固な焼結を達成することがで
きる。
【００１１】また、ＭｇはＡｌの耐食性を害わない元素
であるが、あまり多量に含有させるとＡｌ3 Ｍｇ2 ある
いはＡｌ8 Ｍｇ5 のβ化合物相を晶出し易くなる。この
相は、ＡｌあるいはＡｌ−Ｍｇ固溶体よりも著しく単極
電位が高いので、耐食性を劣化させたり、またＭｇが多
量になれば焼結体の伸びを低下させ可撓性を減少させる
ので、本発明では０．５〜６．５％の範囲で含有させる
こととしたものである。
であるが、あまり多量に含有させるとＡｌ3 Ｍｇ2 ある
いはＡｌ8 Ｍｇ5 のβ化合物相を晶出し易くなる。この
相は、ＡｌあるいはＡｌ−Ｍｇ固溶体よりも著しく単極
電位が高いので、耐食性を劣化させたり、またＭｇが多
量になれば焼結体の伸びを低下させ可撓性を減少させる
ので、本発明では０．５〜６．５％の範囲で含有させる
こととしたものである。
【００１２】また、ＭｎあるいはＣｒもＡｌの耐食性を
低下させない元素であり、また、一般にＡｌ−Ｍｇ系の
実用耐食Ａｌ合金に応力腐食割れを低減させるために配
合する元素である。本発明の焼結材料も焼結後、表面の
サイジング加工や曲げ加工、切断、プレス加工などの荷
酷な加工を受ける可能性が多いので、十分な粒子間の結
合が必要であり、焼結を疎外しない程度に配合させるこ
とが望ましい。
低下させない元素であり、また、一般にＡｌ−Ｍｇ系の
実用耐食Ａｌ合金に応力腐食割れを低減させるために配
合する元素である。本発明の焼結材料も焼結後、表面の
サイジング加工や曲げ加工、切断、プレス加工などの荷
酷な加工を受ける可能性が多いので、十分な粒子間の結
合が必要であり、焼結を疎外しない程度に配合させるこ
とが望ましい。
【００１３】ただここで、ＭｎあるいはＣｒは、Ａｌよ
りもはるかに高い融点を有する元素であり、Ｍｇとも液
相を形成しにくいので、あまり多量に含有させることは
できない。そこで本発明ではＭｎを０．８％以下、Ｃｒ
を０．５％以下含有させることができるものとした。Ｓ
ｉはＡｌと液相を形成させ易い元素であるが、比較的多
量に含有させなければ、その効果は顕らかではなく、
又、液相中のＳｉが単相として晶出するために材料を固
くして脆化させ易いので、あまり多量に含有させること
はできない。また、耐食性をそれほど損うこともない
が、材料の色をやや黒みがかった色調とするなどあまり
多く配合することは好ましくない。したがって、本発明
では２．２％以下の範囲で含ませても良いものとする。
りもはるかに高い融点を有する元素であり、Ｍｇとも液
相を形成しにくいので、あまり多量に含有させることは
できない。そこで本発明ではＭｎを０．８％以下、Ｃｒ
を０．５％以下含有させることができるものとした。Ｓ
ｉはＡｌと液相を形成させ易い元素であるが、比較的多
量に含有させなければ、その効果は顕らかではなく、
又、液相中のＳｉが単相として晶出するために材料を固
くして脆化させ易いので、あまり多量に含有させること
はできない。また、耐食性をそれほど損うこともない
が、材料の色をやや黒みがかった色調とするなどあまり
多く配合することは好ましくない。したがって、本発明
では２．２％以下の範囲で含ませても良いものとする。
【００１４】Ｃｕは公知のごとく液相焼結を促進させる
元素であるが、著しく耐食性を低下させ焼結体を黒色に
腐食させるのでできるだけ少量配合すべき元素である。
しかし、時効硬化性を有し、材料を強化するのにも有効
であるので、本発明では、２．２％以下含有させること
ができるものとする。その他の元素として更にＮｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｄ，Ｌｉ，希土類
元素等の一般的に時効硬化や耐熱性の向上を目諭んでＡ
ｌ合金に配合される元素も液相焼結性や耐食性を損わな
い範囲で本発明の焼結体に含有させることができる。
元素であるが、著しく耐食性を低下させ焼結体を黒色に
腐食させるのでできるだけ少量配合すべき元素である。
しかし、時効硬化性を有し、材料を強化するのにも有効
であるので、本発明では、２．２％以下含有させること
ができるものとする。その他の元素として更にＮｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｄ，Ｌｉ，希土類
元素等の一般的に時効硬化や耐熱性の向上を目諭んでＡ
ｌ合金に配合される元素も液相焼結性や耐食性を損わな
い範囲で本発明の焼結体に含有させることができる。
【００１５】本発明における不可避的不純物としては、
一般的にＨ，Ｎ，Ｏなどのガス成分元素や、その他の実
用上、純Ａｌとして市販のものに含まれる不純物とす
る。次に本発明の製造方法について説明する。本発明の
低密度多孔質アルミニウム合金焼結体を製造する方法と
は、Ｍｇを０．５〜６．５％含むと共に、必要に応じて
Ｍｎを０．８％以下、Ｃｒを０．５％以下、Ｓｉあるい
はＣｕを２．２％以下含み、残部実質的にＡｌ及び不可
避的不純物からなる合金成分となるように２種以上の粉
末を混合した後、成形用型中にて成形し、当該成形型中
のまま、あるいは型より取り出したのちに、非酸化性雰
囲気中で、少なくとも主成分となるＡｌを配合すべき粉
末が溶融せずに、平衡状態で液相と固相とが存在する温
度範囲で液相焼結することを特徴としている。
一般的にＨ，Ｎ，Ｏなどのガス成分元素や、その他の実
用上、純Ａｌとして市販のものに含まれる不純物とす
る。次に本発明の製造方法について説明する。本発明の
低密度多孔質アルミニウム合金焼結体を製造する方法と
は、Ｍｇを０．５〜６．５％含むと共に、必要に応じて
Ｍｎを０．８％以下、Ｃｒを０．５％以下、Ｓｉあるい
はＣｕを２．２％以下含み、残部実質的にＡｌ及び不可
避的不純物からなる合金成分となるように２種以上の粉
末を混合した後、成形用型中にて成形し、当該成形型中
のまま、あるいは型より取り出したのちに、非酸化性雰
囲気中で、少なくとも主成分となるＡｌを配合すべき粉
末が溶融せずに、平衡状態で液相と固相とが存在する温
度範囲で液相焼結することを特徴としている。
【００１６】本発明において、焼結体の成分は、Ａｌを
主成分とし、更にＭｇを必須成分としている。まず主要
な成分であるＡｌを配合させるために、Ａｌ単体の粉
末、あるいはＡｌと他の任意成分の内、液相焼結性に影
響を及ぼさないＭｎ，Ｃｒを含有するＡｌ合金粉末を第
１の主要構成粉末とする。更に第２の主要構成粉末とし
て、Ｍｇ単体あるいは先行出願記載のＡｌとＣｕを共に
含む合金以外のＡｌ−Ｍｇ，Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ，Ｍｇ−
Ｓｉ，Ｍｇ−Ｃｕ，Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ等の合金の粉末の
いずれか１種または２種以上を用いる。
主成分とし、更にＭｇを必須成分としている。まず主要
な成分であるＡｌを配合させるために、Ａｌ単体の粉
末、あるいはＡｌと他の任意成分の内、液相焼結性に影
響を及ぼさないＭｎ，Ｃｒを含有するＡｌ合金粉末を第
１の主要構成粉末とする。更に第２の主要構成粉末とし
て、Ｍｇ単体あるいは先行出願記載のＡｌとＣｕを共に
含む合金以外のＡｌ−Ｍｇ，Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ，Ｍｇ−
Ｓｉ，Ｍｇ−Ｃｕ，Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ等の合金の粉末の
いずれか１種または２種以上を用いる。
【００１７】ここで第１の構成粉末は焼結中に、その表
面が溶け出して、液相を形成するが、粒子がすべて溶融
してしまわずに多孔質焼結体の骨組みとなるものである
から、粒度分布を調整して、フィルタや吸音材として要
求される特性に適合したものができるようにする。また
第２の構成粉末は、完全に溶融してしまい、Ｍｇに富ん
だ液相を生成するので、その存在した箇所も空隙とな
り、上記特性に影響を及ぼすので、前記第１の粉末より
はやや小さめの粒度の粉末を選定することが望ましい。
面が溶け出して、液相を形成するが、粒子がすべて溶融
してしまわずに多孔質焼結体の骨組みとなるものである
から、粒度分布を調整して、フィルタや吸音材として要
求される特性に適合したものができるようにする。また
第２の構成粉末は、完全に溶融してしまい、Ｍｇに富ん
だ液相を生成するので、その存在した箇所も空隙とな
り、上記特性に影響を及ぼすので、前記第１の粉末より
はやや小さめの粒度の粉末を選定することが望ましい。
【００１８】また任意成分である高融点のＳｉは溶融液
相の成分となるので、液相焼結の初期の段階で溶け易い
ように必ずＭｇやＡｌと、あるいはこれら両元素との合
金粉の形で配合するのが好ましい。Ｃｕを配合する場合
には、単独粉や前記のＭｇ−Ｃｕ合金あるいはＣｕ−Ｍ
ｎ合金の粉末として配合できる。これらの粉末粒度も第
２の粉末に準じて選定するものである。
相の成分となるので、液相焼結の初期の段階で溶け易い
ように必ずＭｇやＡｌと、あるいはこれら両元素との合
金粉の形で配合するのが好ましい。Ｃｕを配合する場合
には、単独粉や前記のＭｇ−Ｃｕ合金あるいはＣｕ−Ｍ
ｎ合金の粉末として配合できる。これらの粉末粒度も第
２の粉末に準じて選定するものである。
【００１９】耐食性の向上をねらって配合するＣｒ，Ｍ
ｎも任意成分であるが、前記のごとくＡｌ合金粉として
第１の構成粉末中に含有することができる。またそれぞ
れの単独の粉末あるいは両者の合金粉として配合しても
良いが、この場合には、溶け易いようにあまり粗大でな
く、かつ酸化しにくいようにあまり微細でない２００〜
６００メッシュ程度の粒度のものが好ましい。
ｎも任意成分であるが、前記のごとくＡｌ合金粉として
第１の構成粉末中に含有することができる。またそれぞ
れの単独の粉末あるいは両者の合金粉として配合しても
良いが、この場合には、溶け易いようにあまり粗大でな
く、かつ酸化しにくいようにあまり微細でない２００〜
６００メッシュ程度の粒度のものが好ましい。
【００２０】なおこれらの混合粉末は、黒鉛、セラミッ
クなどの耐火材料で構成された成形型中で０．５〜５０
Kg／cm2 程度の比較的低い荷重で粉末を成形充填する。
この成形体は型より取り出すと低密度のために崩れてし
まうので、型のまま焼成工程に進める。ただし、より丈
夫な金属型等を使用して２５０Kg／cm2 以上の荷重をか
けて成形する場合には、粉末粒子どうしが若干塑性変形
して、酸化皮膜を破り軽く機械的に結びつき、型より取
り出すこともできるので、この場合には型より取り出し
てから焼成することも可能である。
クなどの耐火材料で構成された成形型中で０．５〜５０
Kg／cm2 程度の比較的低い荷重で粉末を成形充填する。
この成形体は型より取り出すと低密度のために崩れてし
まうので、型のまま焼成工程に進める。ただし、より丈
夫な金属型等を使用して２５０Kg／cm2 以上の荷重をか
けて成形する場合には、粉末粒子どうしが若干塑性変形
して、酸化皮膜を破り軽く機械的に結びつき、型より取
り出すこともできるので、この場合には型より取り出し
てから焼成することも可能である。
【００２１】なお、粉末を型に充填する際に粒度のかな
り異なる粒子の場合には、上下に粒度の分布の不均一が
生じ易いので、有機揮発性の液体、例えばシンナー等を
粘結剤として配合して、この問題を解決することもでき
る。焼成雰囲気は、Ｈ2 ，Ａｒ，Ｎ2 ，Ｈｅあるいはこ
れらの混合ガスの非酸化性の雰囲気として、少なくとも
第１の構成粉末が完全には溶融してしまわない温度で、
適当量の液相を平衡状態で維持できるような温度範囲で
焼成する。すなわち平衡状態図を描いた場合、焼結温度
での組成を特定した点の固相線と液相線の間の位置関係
により類推できるような適度の液相量を維持できる温度
で焼成するものである。その際の液相と固相の比率は体
積比で１：２０〜１：４で好ましくは１：１０〜１：５
程度であると思われ、実際には、６００〜６５５℃の温
度範囲で設定される。
り異なる粒子の場合には、上下に粒度の分布の不均一が
生じ易いので、有機揮発性の液体、例えばシンナー等を
粘結剤として配合して、この問題を解決することもでき
る。焼成雰囲気は、Ｈ2 ，Ａｒ，Ｎ2 ，Ｈｅあるいはこ
れらの混合ガスの非酸化性の雰囲気として、少なくとも
第１の構成粉末が完全には溶融してしまわない温度で、
適当量の液相を平衡状態で維持できるような温度範囲で
焼成する。すなわち平衡状態図を描いた場合、焼結温度
での組成を特定した点の固相線と液相線の間の位置関係
により類推できるような適度の液相量を維持できる温度
で焼成するものである。その際の液相と固相の比率は体
積比で１：２０〜１：４で好ましくは１：１０〜１：５
程度であると思われ、実際には、６００〜６５５℃の温
度範囲で設定される。
【００２２】またここで、焼結時間は材料の熱容量にも
よるが、少なくとも１０分以上保持する。また耐食性を
向上させるためには、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕを結合部より粒
子内部へできるだけ多く拡散させて均質化を図る方が良
いので、拡散の早い液相の存在する温度で十分平衡とな
るように３０分くらい保持することが望ましい。更に、
冷却速度が速過ぎる場合には、β化合物が偏析晶出し易
くなるので、４５０℃までの冷却は遅い方が良い。β相
が晶出する場合には、４２０〜４４０℃で溶体化処理す
ることも可能であり、また、経年変化を防止するために
更に１５０℃前後に数時間過熱する安定化処理を施して
おくこともできる。
よるが、少なくとも１０分以上保持する。また耐食性を
向上させるためには、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕを結合部より粒
子内部へできるだけ多く拡散させて均質化を図る方が良
いので、拡散の早い液相の存在する温度で十分平衡とな
るように３０分くらい保持することが望ましい。更に、
冷却速度が速過ぎる場合には、β化合物が偏析晶出し易
くなるので、４５０℃までの冷却は遅い方が良い。β相
が晶出する場合には、４２０〜４４０℃で溶体化処理す
ることも可能であり、また、経年変化を防止するために
更に１５０℃前後に数時間過熱する安定化処理を施して
おくこともできる。
【００２３】
【実施例１】第１表に記載のごとき成分の低密度焼結体
を作るために、Ａｌの４０〜１２０メッシュの粉末とＭ
ｇの１００〜３００メッシュの粉末、更に１１．７％Ｓ
ｉ−Ａｌ合金の６０〜１５０メッシュの粉末、Ｃｕの３
２５メッシュ以下の粉末、Ｃｒの２００〜３５０メッシ
ュの粉末、Ｍｎの５００〜６００メッシュの粉末を用意
し、同表中に記載の粒度になるように調整してから配合
し、更に有機溶剤、例えばシンナーを加えて湿式で混合
した後、黒鉛性の成形型中にて５ｃｍ角、３ｍｍ厚さの
板状の形に成形し、型のままＨ2 ガス中で同表記載の温
度と時間の条件の下で液相焼結させて、Ｎｏ１〜Ｎｏ８
として、同表に記載のごとき気孔率、可撓性、加熱飽和
食塩水に対する耐食性に関する評価結果を得た。なお、
本発明の任意成分であるＭｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｕについ
ては、同時に添加することも可能である。Ｎｏ８はすべ
ての任意成分を添加した場合について示してあるが、一
部の任意成分を組み合わせて添加することも可能であっ
た。
を作るために、Ａｌの４０〜１２０メッシュの粉末とＭ
ｇの１００〜３００メッシュの粉末、更に１１．７％Ｓ
ｉ−Ａｌ合金の６０〜１５０メッシュの粉末、Ｃｕの３
２５メッシュ以下の粉末、Ｃｒの２００〜３５０メッシ
ュの粉末、Ｍｎの５００〜６００メッシュの粉末を用意
し、同表中に記載の粒度になるように調整してから配合
し、更に有機溶剤、例えばシンナーを加えて湿式で混合
した後、黒鉛性の成形型中にて５ｃｍ角、３ｍｍ厚さの
板状の形に成形し、型のままＨ2 ガス中で同表記載の温
度と時間の条件の下で液相焼結させて、Ｎｏ１〜Ｎｏ８
として、同表に記載のごとき気孔率、可撓性、加熱飽和
食塩水に対する耐食性に関する評価結果を得た。なお、
本発明の任意成分であるＭｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｕについ
ては、同時に添加することも可能である。Ｎｏ８はすべ
ての任意成分を添加した場合について示してあるが、一
部の任意成分を組み合わせて添加することも可能であっ
た。
【００２４】同表には同様の方法によって作成された従
来例としての低密度多孔質Ａｌ合金焼結体の評価結果を
も、Ｎｏ９として記載する。またここで、耐食性につい
ては、多孔質なため、残査が孔中に残留するので、定量
的評価を下しにくいが、９０〜９５℃の３５％程度の加
熱飽和食塩水中に１２時間浸漬煮沸した後、どの程度折
り曲げ破断し易くなっているか、またその破断面中に脱
落粒子が存在するか、更に変色発銹の程度はどうかなど
の観点により評価を実施した。
来例としての低密度多孔質Ａｌ合金焼結体の評価結果を
も、Ｎｏ９として記載する。またここで、耐食性につい
ては、多孔質なため、残査が孔中に残留するので、定量
的評価を下しにくいが、９０〜９５℃の３５％程度の加
熱飽和食塩水中に１２時間浸漬煮沸した後、どの程度折
り曲げ破断し易くなっているか、またその破断面中に脱
落粒子が存在するか、更に変色発銹の程度はどうかなど
の観点により評価を実施した。
【００２５】これらを比較すると本発明によるものの方
が耐塩水性がよく、海岸部や腐食性のガスの多い温泉地
などでの使用にも有利であることがわかる。
が耐塩水性がよく、海岸部や腐食性のガスの多い温泉地
などでの使用にも有利であることがわかる。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【実施例２】実施例１と同様な方法で、本発明の各成分
の限界量を配合したものとして、Ａｌの４０〜１２０メ
ッシュの粉末とＭｇの１００〜３００メッシュの粉末と
を用いて、燒結条件を探りながら低密度気孔質燒結体を
作成しようとしたところ、Ｍｇが０．５％以下の場合、
燒結温度がＡｌの溶融温度の６６０℃近くになってしま
い一部Ａｌが溶融してしまう場合もあって、燒結体の作
成が困難であった。またＭｇが６．５％以上の場合に
は、６００〜６１０℃程度の温度範囲で多孔質の燒結体
を作成できたが、固くて、可撓性のないものであり、更
にＭｇが多過ぎるためにβ化合物相が出現して、耐食塩
水性の低いものしか得ることができなかった。
の限界量を配合したものとして、Ａｌの４０〜１２０メ
ッシュの粉末とＭｇの１００〜３００メッシュの粉末と
を用いて、燒結条件を探りながら低密度気孔質燒結体を
作成しようとしたところ、Ｍｇが０．５％以下の場合、
燒結温度がＡｌの溶融温度の６６０℃近くになってしま
い一部Ａｌが溶融してしまう場合もあって、燒結体の作
成が困難であった。またＭｇが６．５％以上の場合に
は、６００〜６１０℃程度の温度範囲で多孔質の燒結体
を作成できたが、固くて、可撓性のないものであり、更
にＭｇが多過ぎるためにβ化合物相が出現して、耐食塩
水性の低いものしか得ることができなかった。
【００２８】そこで、Ｍｇの範囲が、実用的に、０．５
〜６．５重量％の範囲であることが確認された。
〜６．５重量％の範囲であることが確認された。
【００２９】
【実施例３】更に実施例１及び２と同様な方法によっ
て、本発明の任意成分であるＭｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｕに
ついて、Ｍｎの５００〜６００メッシュの粉末、Ｃｒの
２００〜３５０メッシュの粉末、１１．７％Ｓｉ−Ａｌ
合金の６０〜１５０メッシュの粉末、Ｃｕの３２５メッ
シュ以下の粉末を用い、かつ必須成分であるＭｇとＡｌ
については、各々Ａｌの４０〜１２０メッシュの粉末と
Ｍｇの１００〜３００メッシュの粉末を用いて、０．８
％Ｍｎ−０．７％Ｍｇ−Ａｌ、０．５％Ｃｒ−０．７％
Ｍｇ−Ａｌ、２．２％Ｓｉ−６．０％Ｍｇ−Ａｌ、２．
２％Ｃｕ−６．０％Ｍｇ−Ａｌの各合金となるように配
合して、６００〜６５５℃の温度範囲で燒結条件を探り
ながら燒結体を作成した。
て、本発明の任意成分であるＭｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｕに
ついて、Ｍｎの５００〜６００メッシュの粉末、Ｃｒの
２００〜３５０メッシュの粉末、１１．７％Ｓｉ−Ａｌ
合金の６０〜１５０メッシュの粉末、Ｃｕの３２５メッ
シュ以下の粉末を用い、かつ必須成分であるＭｇとＡｌ
については、各々Ａｌの４０〜１２０メッシュの粉末と
Ｍｇの１００〜３００メッシュの粉末を用いて、０．８
％Ｍｎ−０．７％Ｍｇ−Ａｌ、０．５％Ｃｒ−０．７％
Ｍｇ−Ａｌ、２．２％Ｓｉ−６．０％Ｍｇ−Ａｌ、２．
２％Ｃｕ−６．０％Ｍｇ−Ａｌの各合金となるように配
合して、６００〜６５５℃の温度範囲で燒結条件を探り
ながら燒結体を作成した。
【００３０】その結果、ＭｎあるいはＣｒに関しては、
０．８％Ｍｎあるいは０．５％Ｃｒ以上にすると、完全
な液相燒結が困難であり、可撓性のない脆弱な燒結体し
か得ることができなかった。また、ＳｉあるいはＣｕに
関しては、２．２％Ｓｉ合金あるいは２．２％Ｃｕ合金
以上にすると、比較的容易に燒結できるものの、可撓性
の小さな低密度多孔質燒結体しか得ることができず、ま
た合金成分が多過ぎるために、耐食塩水性も悪く、黒色
発銹しやすいものとなってしまった。
０．８％Ｍｎあるいは０．５％Ｃｒ以上にすると、完全
な液相燒結が困難であり、可撓性のない脆弱な燒結体し
か得ることができなかった。また、ＳｉあるいはＣｕに
関しては、２．２％Ｓｉ合金あるいは２．２％Ｃｕ合金
以上にすると、比較的容易に燒結できるものの、可撓性
の小さな低密度多孔質燒結体しか得ることができず、ま
た合金成分が多過ぎるために、耐食塩水性も悪く、黒色
発銹しやすいものとなってしまった。
【００３１】そこで、任意成分であるＭｎ、Ｃｒ、Ｓ
ｉ、Ｃｕについて、添加量が実用的には、Ｍｎで０．８
％以下、Ｃｒで０．５％以下、Ｓｉ及びＣｕで２．２％
以下であることが望ましいことが確認された。
ｉ、Ｃｕについて、添加量が実用的には、Ｍｎで０．８
％以下、Ｃｒで０．５％以下、Ｓｉ及びＣｕで２．２％
以下であることが望ましいことが確認された。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の低密度多
孔質アルミニウム合金焼結体は、Ａｌの耐食性を低下さ
せないＭｇを含有するものであり、従来より知られてい
るＡｌ−Ｃｕ系のものに、比較して一段と耐食性に優れ
たものである。そのため、フィルタや吸音材料として従
来限定されていたものよりも荷酷な環境条件下での使用
が可能となり、より広く実用に供されることができる。
孔質アルミニウム合金焼結体は、Ａｌの耐食性を低下さ
せないＭｇを含有するものであり、従来より知られてい
るＡｌ−Ｃｕ系のものに、比較して一段と耐食性に優れ
たものである。そのため、フィルタや吸音材料として従
来限定されていたものよりも荷酷な環境条件下での使用
が可能となり、より広く実用に供されることができる。
Claims (10)
- 【請求項１】Ｍｇを０．５〜６．５重量％含み、残部実
質的にＡｌ及び不可避的不純物よりなることを特徴とす
る低密度多孔質アルミニウム合金焼結体。 - 【請求項２】Ｍｎを０．８重量％以下含んだ請求項１記
載の低密度多孔質アルミニウム合金焼結体。 - 【請求項３】Ｃｒを０．５重量％以下含んだ請求項１ま
たは２記載の低密度多孔質アルミニウム合金焼結体。 - 【請求項４】Ｓｉを２．２重量％以下含んだ請求項１，
２または３記載の低密度多孔質アルミニウム合金焼結
体。 - 【請求項５】Ｃｕを２．２重量％以下含んだ請求項１，
２，３または４記載の低密度多孔質アルミニウム合金焼
結体。 - 【請求項６】Ｍｇを０．５〜６．５重量％含み、残部実
質的にＡｌ及び不可避的不純物からなる合金成分となる
ように、それぞれの金属粉末を混合した後、成形用型中
にて成形し、当該成形型中のまま、あるいは型より取り
出した後に、非酸化性雰囲気中で、少なくとも主成分と
なるＡｌを配合すべき粉末が溶融せずに、平衡状態で液
相と固相とが存在する温度範囲で液相焼結させることを
特徴とする低密度多孔質アルミニウム合金焼結体の製造
方法。 - 【請求項７】金属粉末に、Ｍｎを０．８重量％以下含ん
だ請求項６記載の低密度多孔質アルミニウム合金焼結体
の製造方法。 - 【請求項８】金属粉末に、Ｃｒを０．５重量％以下含ん
だ請求項６または７記載の低密度多孔質アルミニウム合
金焼結体の製造方法。 - 【請求項９】金属粉末に、Ｓｉを２．２重量％以下含ん
だ請求項６，７または８記載の低密度多孔質アルミニウ
ム合金焼結体の製造方法。 - 【請求項１０】金属粉末に、Ｃｕを２．２重量％以下含
んだ請求項６，７，８または９記載の低密度多孔質アル
ミニウム合金焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12261393A JPH06330215A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 低密度多孔質アルミニウム合金焼結体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12261393A JPH06330215A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 低密度多孔質アルミニウム合金焼結体とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06330215A true JPH06330215A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14840289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12261393A Withdrawn JPH06330215A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 低密度多孔質アルミニウム合金焼結体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06330215A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002543975A (ja) * | 1999-05-15 | 2002-12-24 | グラスビー ダイナミクス リミテッド | 分析対象物質の分離および捕集 |
| JP2008098279A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Toyo Aluminium Kk | アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 |
| JP2011052291A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Toyo Aluminium Kk | 折り曲げ強度が向上した多孔質アルミニウム材料及びその製造方法 |
| CN103774149A (zh) * | 2014-02-10 | 2014-05-07 | 天津工业大学 | 一种高强纳米多孔镍膜的制备方法 |
| JP2015147989A (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-20 | 株式会社村田製作所 | 多孔質金属体およびその製造方法 |
| CN106132598A (zh) * | 2014-05-16 | 2016-11-16 | 三菱综合材料株式会社 | 多孔铝烧结体及多孔铝烧结体的制造方法 |
| JP2016194117A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 多孔質アルミニウム焼結体、多孔質アルミニウム複合部材、多孔質アルミニウム焼結体の製造方法、多孔質アルミニウム複合部材の製造方法 |
| JP2016194116A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 多孔質アルミニウム焼結体、多孔質アルミニウム複合部材、多孔質アルミニウム焼結体の製造方法、多孔質アルミニウム複合部材の製造方法 |
| CN110072653A (zh) * | 2016-10-20 | 2019-07-30 | 通用电气公司 | 多孔膜孔出口及制作该多孔膜孔出口的方法 |
| US10478895B2 (en) | 2014-05-16 | 2019-11-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous aluminum sintered compact and method of producing porous aluminum sintered compact |
| CN115555572A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-03 | 北京科技大学 | 一种采用粉末冶金法制备含稀土元素高强铝合金的方法 |
-
1993
- 1993-05-25 JP JP12261393A patent/JPH06330215A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10478895B2 (en) | 2014-05-16 | 2019-11-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous aluminum sintered compact and method of producing porous aluminum sintered compact |
| CN106132598A (zh) * | 2014-05-16 | 2016-11-16 | 三菱综合材料株式会社 | 多孔铝烧结体及多孔铝烧结体的制造方法 |
| US10981228B2 (en) | 2014-05-16 | 2021-04-20 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous aluminum sintered compact and method of producing porous aluminum sintered compact |
| EP3144083A4 (en) * | 2014-05-16 | 2018-01-03 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous aluminum sintered body and method for producing porous aluminum sintered body |
| JP2016194117A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 多孔質アルミニウム焼結体、多孔質アルミニウム複合部材、多孔質アルミニウム焼結体の製造方法、多孔質アルミニウム複合部材の製造方法 |
| JP2016194116A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 多孔質アルミニウム焼結体、多孔質アルミニウム複合部材、多孔質アルミニウム焼結体の製造方法、多孔質アルミニウム複合部材の製造方法 |
| CN110072653A (zh) * | 2016-10-20 | 2019-07-30 | 通用电气公司 | 多孔膜孔出口及制作该多孔膜孔出口的方法 |
| CN115555572A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-03 | 北京科技大学 | 一种采用粉末冶金法制备含稀土元素高强铝合金的方法 |
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