JPH0647703B2

JPH0647703B2 - 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金

Info

Publication number: JPH0647703B2
Application number: JP61081695A
Authority: JP
Inventors: 和彦浅野; 修竹添; 善則安田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-04-08
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPS62238347A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は耐摩耗性に優れたアルミニウム合金に関する。

（従来技術）ピストン、シリンダー、ロータ等の自動車部品、ならび
にコンプレッサー部品等の摺動部品には、軽量性と耐摩
耗性に優れ、かつ機械的強度の高い材料が求められてい
る。この条件を満足する材料にはＡ−Ｓｉ系材料があ
る。Ａ−Ｓｉ系材料では、最も機械的強度が高くな
る、Ｓｉの量が１０．５〜１４ｗｔ％の材料が主に使用
されている。Ｓｉの量が１０．５〜１４ｗｔ％のＡ−
Ｓｉ系材料としてはＡＣ８Ｂ，４０３２の外に特公昭５
６−３９３８７、特開昭５９−１６６６１、特願昭５８
−０３９９５６に開示されるている合金がある。

（発明が解決しようとする問題点）Ａ−Ｓｉ系材料として、ＡＣ８Ｂ，４０３２の他に特
公昭５６−３９３８７、特開昭５９−１６６６１、特願
昭５８−０３９９５６に開示されている合金があるが、
これらの例では耐摩耗性が十分でないという問題点があ
る。すなわち、Ａ−Ｓｉ系合金材料では、合金組成や
鋳造方法及び条件によっては、微細な共晶のみの組成と
なる事がある為、耐摩耗性が十分満足しない場合があ
る。また、Ａ−Ｓｉ系合金材料の強度向上を目的とし
て、鋳塊サイズの小径化や、急冷凝固法によって、第２
相粒子の微細化が指向されているが、第２相粒子の過度
の微細化には耐摩耗性が低下するという問題点がある。

（問題点を解決するための手段）本願の第１の発明は、Ｓｉ：１０．５〜１４ｗｔ％を含
有し、残部はＡ及び不可避的不純物から成るアルミニ
ウム合金の第２相粒子として存在するＳｉのうち粒径が
１０〜５０μｍのものが１％以上の面積率であることを
特徴とする耐摩耗性に優れたアルミニウム合金である。

本願の第２の発明は、Ｓｉ：１０．５〜１４ｗｔ％；Ｍｇ：０．３〜１．０ｗｔ％及び／又はＣｕ：１．５〜
７ｗｔ％；を含有し、残部はＡ及び不可避的不純物から成るアル
ミニウム合金の第２相粒子として存在するＳｉのうち粒
径が１０〜５０μｍのものが１％以上の面積率であるこ
とを特徴とする耐摩耗性に優れたアルミウニム合金であ
る。

本願第３の発明は、Ｓｉ：１０．５〜１４ｗｔ％；Ｍｎ及び／又はＦｅを０．２〜１．０ｗｔ％；を含有し、残部はＡ及び不可避的不純物から成るアル
ミニウム合金の第２相粒子として存在するＳｉのうち粒
径が１０〜５０μｍのものが１％以上の面積率であるこ
とを特徴とする耐摩耗性に優れたアルミニウム合金であ
る。

本願の第４の発明は、Ｓｉ：１０．５〜１４ｗｔ％；Ｍｇ：０．３〜１．０ｗｔ％及び／又はＣｕ：１．５〜
７ｗｔ％；Ｍｎ及び／又はＦｅを０．２〜１．０ｗｔ％；を含有し、残部はＡ及び不可避的不純物から成るアル
ミニウム合金の第２相粒子として存在するＳｉのうち粒
径が１０〜５０μｍのものが１％以上の面積率であるこ
とを特徴とする耐摩耗性に優れたアルミニウム合金であ
る。

ここで本発明の対象合金を１０．５〜１４ｗｔ％のＳｉ
を含有するアルミニウム合金に限定した理由を説明す
る。Ｓｉの含有量が１０．５ｗｔ％未満では、第２相粒
子として存在するＳｉは必然的に所謂共晶Ｓｉとして粒
径１０μｍ未満の微細なものとなる為、Ｓｉの含有量を
１０．５ｗｔ％以上とした。又、Ｓｉ量を１４％を越え
て含有すると通常の製造方法では必然的に粒径１０μｍ
以上のＳｉが面積率で１％以上となる為、Ｓｉの含有量
は１４ｗｔ％以下とした。

尚、Ａ−Ｓｉ系耐摩耗合金は強度を高める為Ｍｇ，Ｃ
ｕを含有する。その量は通常Ｍｇ：０．３〜１．０ｗｔ
％、Ｃｕ：１．５〜７ｗｔ％である。又、耐摩耗性と耐
熱強度を補完する為にＭｎ，Ｆｅを含有することもあ
る。その量は通常０．２〜１．０ｗｔ％である。

次に本発明の構成要件である耐摩耗性に対するＳｉのサ
イズと、面積率の影響に付いて、実施例を基に説明す
る。

（実施例）Ｓｉのサイズと面積率を変えた試験片を第１表に示す方
法により、６種類の合金を製作し、耐摩耗性を比較し
た。合金の組成は共通で１１〜１２．５Ｓｉ−０．７Ｍ
ｇ−４．２Ｃｕ−０．４Ｍｎ−０．４Ｆｅである。

第１表に示す方法で得られた、３２φの押出し棒及び連
鋳棒から摩耗試験片を採取し、大越式摩耗試験機によっ
て、耐摩耗性の比較を行った。摩耗試験の条件は加重
２．１ｋｇ、摩擦速度１．１ｍ／ｓ、とし相手材には鋳
鉄を用いた。

各種材料の組織と摩耗試験の結果を第２表に示す。

また第２図に粒径１０μｍ未満のＳｉ面積率を比摩耗量
との関係を示す。第２図から粒径１０μｍ未満のＳｉ面
積率が増加するに従い比摩耗量も増加する事から、１０
μｍ未満のＳｉは耐摩耗性には強くは影響を与えないと
考えられる。従ってＳｉの粒径は１０μｍ以上とする。
また粒径を５０μｍより大きくすると、アルミニウム合
金の機械的強度が低下する為、Ｓｉの粒径の上限は５０
μｍとする。

第１図に粒径１０〜５０μｍのＳｉ面積率と比摩耗量と
の関係を示す。第１図から比摩耗量は粒径１０〜５０μ
ｍのＳｉ面積率が増加するに従い減少し、面積率が１％
以上となると、比摩耗量は４．５×１０^−７mm²/kg以下
となり実用上問題とならなくなるので粒径１０〜５０μ
ｍのＳｉ面積率を１％以上とした。

Ｓｉを１０．５〜１４ｗｔ％含有するアルミニウム合金
において、第２相粒子として粒径１０〜５０μｍのＳｉ
が１％以上存在すると１０μｍ未満のＳｉが全く存在し
ないという組織はありえず１０μｍ未満のＳｉも必ず一
定量存在する。粒径１０μｍ未満のＳｉは、粒径１０〜
５０μｍのＳｉが面積率１％以上となる条件で必然的に
存在する面積で有ればよい。通常粒径１０μｍ未満のＳ
ｉの面積率は７％以上である。組織の代表例を発明合金
（１）と比較合金（６）に付いて第３図に示す。発明合
金（１）では第２相粒子として粒径１０〜５０μｍの所
謂初晶Ｓｉと１０μｍ未満の共晶Ｓｉが存在する。比較
合金（６）では第２相粒子は粒径１０μｍ未満の共晶Ｓ
ｉのみが存在する。

（発明の効果）本発明によれば１０〜５０μｍの粒径のＳｉ面積率を１
％以上としたので、Ｓｉ１０．５〜１４ｗｔ％を含有す
るアルミニウム合金の耐摩耗性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は粒径１０〜５０μｍのＳｉ面積率と耐摩耗性と
の関係を示すグラフである。第２図は粒径１０μｍ未満
のＳｉ面積率と耐摩性との関係を示すグラフである。第
３図はアルミニウム合金のミクロ組織を示す顕微鏡写真
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｉ：１０．５〜１４ｗｔ％を含有し、残
部はＡ及び不可避的不純物から成るアルミニウム合金
の第２相粒子として存在するＳｉのうち粒径が１０〜５
０μｍのものが１％以上の面積率であることを特徴とす
る耐摩耗性に優れたアルミニウム合金。
【請求項２】Ｓｉ：１０．５〜１４ｗｔ％；Ｍｇ：０．３〜１．０ｗｔ％及び／又はＣｕ：１．５〜
７ｗｔ％；を含有し、残部はＡ及び不可避的不純物から成るアル
ミニウム合金の第２相粒子として存在するＳｉのうち粒
径が１０〜５０μｍのものが１％以上の面積率であるこ
とを特徴とする耐摩耗性に優れたアルミニウム合金。
【請求項３】Ｓｉ：１０．５〜１４ｗｔ％；Ｍｎ及び／又はＦｅを０．２〜１．０ｗｔ％；を含有
し、残部はＡ及び不可避的不純物から成るアルミニウ
ム合金の第２相粒子として存在するＳｉのうち粒径が１
０〜５０μｍのものが１％以上の面積率であることを特
徴とする耐摩耗性に優れたアルミニウム合金。
【請求項４】Ｓｉ：１０．５〜１４ｗｔ％；Ｍｇ：０．３〜１．０ｗｔ％及び／又はＣｕ：１．５〜
７ｗｔ％；Ｍｎ及び／又はＦｅを０．２〜１．０ｗｔ％；を含有
し、残部はＡ及び不可避的不純物から成るアルミニウ
ム合金の第２相粒子として存在するＳｉのうち粒径が１
０〜５０μｍのものが１％以上の面積率であることを特
徴とする耐摩耗性に優れたアルミニウム合金。