JPH0665660A - 靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法 - Google Patents
靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法Info
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- JPH0665660A JPH0665660A JP19095091A JP19095091A JPH0665660A JP H0665660 A JPH0665660 A JP H0665660A JP 19095091 A JP19095091 A JP 19095091A JP 19095091 A JP19095091 A JP 19095091A JP H0665660 A JPH0665660 A JP H0665660A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の靭性を向
上させる。 【構成】 原料粉末として急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉
末を用い、これの圧粉体に熱間鍛造加工を施してＡｌ−
Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造するに際して、上記急
冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に、混合粉末に占める割合
で５〜２０重量％の純Ａｌ粉末を混合させる。
上させる。 【構成】 原料粉末として急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉
末を用い、これの圧粉体に熱間鍛造加工を施してＡｌ−
Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造するに際して、上記急
冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に、混合粉末に占める割合
で５〜２０重量％の純Ａｌ粉末を混合させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、靭性のすぐれたＡｌ
−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法に関するものであ
る。
−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種歯車、コンプレッサーベー
ン、コンロッド、およびピストンなどの部材が、例えば
特開昭５５−９７４４７号公報に記載される通り、原料
粉末として急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を用い、これ
の圧粉体に熱間鍛造加工を施すことにより製造されてい
ることは良く知られるところである。
ン、コンロッド、およびピストンなどの部材が、例えば
特開昭５５−９７４４７号公報に記載される通り、原料
粉末として急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を用い、これ
の圧粉体に熱間鍛造加工を施すことにより製造されてい
ることは良く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種機械
装置の高性能化および省力化はめざましく、これに伴な
い、これら機械装置の構造部材である上記の部材の使用
条件も苛酷さを増す傾向にあるが、上記の従来Ａｌ−Ｓ
ｉ系合金製熱間鍛造部材は、低熱膨張係数および高強
度、さらにすぐれた耐摩耗性を有するものの、十分な靭
性を具備するものでないために、これらの苛酷な使用条
件には満足に対応することができないのが現状である。
装置の高性能化および省力化はめざましく、これに伴な
い、これら機械装置の構造部材である上記の部材の使用
条件も苛酷さを増す傾向にあるが、上記の従来Ａｌ−Ｓ
ｉ系合金製熱間鍛造部材は、低熱膨張係数および高強
度、さらにすぐれた耐摩耗性を有するものの、十分な靭
性を具備するものでないために、これらの苛酷な使用条
件には満足に対応することができないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来Ａｌ−Ｓｉ系合金製
熱間鍛造部材に着目し、これに靭性を付与すべく研究を
行なった結果、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に、所定
割合の純Ａｌ粉末を混合し、この混合粉末の圧粉体に熱
間鍛造加工を施してＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を
製造すると、この結果得られたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間
鍛造部材は、低熱膨張係数、高強度、およびすぐれた耐
摩耗性を保持した上で、すぐれた靭性を具備するように
なるという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来Ａｌ−Ｓｉ系合金製
熱間鍛造部材に着目し、これに靭性を付与すべく研究を
行なった結果、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に、所定
割合の純Ａｌ粉末を混合し、この混合粉末の圧粉体に熱
間鍛造加工を施してＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を
製造すると、この結果得られたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間
鍛造部材は、低熱膨張係数、高強度、およびすぐれた耐
摩耗性を保持した上で、すぐれた靭性を具備するように
なるという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、原料粉末として急冷凝固Ａｌ−
Ｓｉ系合金粉末を用い、これの圧粉体に熱間鍛造加工を
施してＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造するに際
して、上記急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に、混合粉末
に占める割合で５〜２０重量％の純Ａｌ粉末を混合する
ことにより靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造
部材を製造する方法に特徴を有するものである。
なされたものであって、原料粉末として急冷凝固Ａｌ−
Ｓｉ系合金粉末を用い、これの圧粉体に熱間鍛造加工を
施してＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造するに際
して、上記急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に、混合粉末
に占める割合で５〜２０重量％の純Ａｌ粉末を混合する
ことにより靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造
部材を製造する方法に特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の方法を実施するに際し
て、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末は、重量％で（以下
成分組成に関する％は重量％を示す）、 Ｓｉ：１２〜３０％、 ＦｅおよびＮｉのうちの１種または２種：１〜１０％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｕ：１〜５％、 Ｍｇ：０．３〜２％、 のうちの１種または２種、を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成、並びに、ガスアトマイズにより
形成された２０〜７０μｍの平均粒径、をもつのが望ま
しい。
て、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末は、重量％で（以下
成分組成に関する％は重量％を示す）、 Ｓｉ：１２〜３０％、 ＦｅおよびＮｉのうちの１種または２種：１〜１０％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｕ：１〜５％、 Ｍｇ：０．３〜２％、 のうちの１種または２種、を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成、並びに、ガスアトマイズにより
形成された２０〜７０μｍの平均粒径、をもつのが望ま
しい。
【０００７】この場合、Ｓｉ成分には、熱膨張係数を低
め、かつ耐摩耗性を向上させる作用があり、したがって
その含有量が１２％未満では所望の低熱膨張係数および
すぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方その含
有量が30％を越えると強度が低下するようになることか
ら、その含有量を１２〜３０％とした。
め、かつ耐摩耗性を向上させる作用があり、したがって
その含有量が１２％未満では所望の低熱膨張係数および
すぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方その含
有量が30％を越えると強度が低下するようになることか
ら、その含有量を１２〜３０％とした。
【０００８】また、ＦｅおよびＮｉ成分には、ＡｌやＳ
ｉと金属間化合物を形成して、耐熱性、および耐摩耗性
を向上させる作用があるが、その含有量が１％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が１
０％を越えると靭性が低下するようになることから、そ
の含有量を１〜１０％とするのがよい。
ｉと金属間化合物を形成して、耐熱性、および耐摩耗性
を向上させる作用があるが、その含有量が１％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が１
０％を越えると靭性が低下するようになることから、そ
の含有量を１〜１０％とするのがよい。
【０００９】さらに、ＣｕおよびＭｇ成分には、時効硬
化により強度を一段と向上させる作用があるので、必要
に応じて含有されるが、その含有量が、それぞれＣｕ：
１％未満およびＭｇ：０．３％未満では所望の強度向上
効果が得られず、一方その含有量が、それぞれＣｕ：５
％およびＭｇ：２％を越えると靭性が低下するようにな
ることから、その含有量は、それぞれＣｕ：１〜５％、
Ｍｇ：０．３〜２％とするのがよい。
化により強度を一段と向上させる作用があるので、必要
に応じて含有されるが、その含有量が、それぞれＣｕ：
１％未満およびＭｇ：０．３％未満では所望の強度向上
効果が得られず、一方その含有量が、それぞれＣｕ：５
％およびＭｇ：２％を越えると靭性が低下するようにな
ることから、その含有量は、それぞれＣｕ：１〜５％、
Ｍｇ：０．３〜２％とするのがよい。
【００１０】つぎに、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末の
粒度に関し、不活性ガスや空気などのガスアトマイズに
より２０〜７０μｍの平均粒径にすると、ガスアトマイ
ズによる急冷凝固によって粉末中の初晶Ｓｉが１０μｍ
以下の微細粒となって素地中に均一分散するようにな
り、この粉末中のＳｉの微細化によって鍛造部材は高強
度とすぐれた耐摩耗性さらに低熱膨張係数を具備するよ
うになるものである。
粒度に関し、不活性ガスや空気などのガスアトマイズに
より２０〜７０μｍの平均粒径にすると、ガスアトマイ
ズによる急冷凝固によって粉末中の初晶Ｓｉが１０μｍ
以下の微細粒となって素地中に均一分散するようにな
り、この粉末中のＳｉの微細化によって鍛造部材は高強
度とすぐれた耐摩耗性さらに低熱膨張係数を具備するよ
うになるものである。
【００１１】また、上記の通り急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合
金粉末の平均粒径を２０〜７０μｍとし、かつ純Ａｌ粉
末の平均粒径を５〜４０μｍとすることにより隣接する
Ａｌ−Ｓｉ系合金粒の隙間を純Ａｌ粒が埋める状態とな
るので鍛造部材の緻密化が促進されるようになるもので
ある。
金粉末の平均粒径を２０〜７０μｍとし、かつ純Ａｌ粉
末の平均粒径を５〜４０μｍとすることにより隣接する
Ａｌ−Ｓｉ系合金粒の隙間を純Ａｌ粒が埋める状態とな
るので鍛造部材の緻密化が促進されるようになるもので
ある。
【００１２】この場合、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末
と純Ａｌ粉末の混合粉末に占める純Ａｌ粉末の割合を５
〜１５重量％とする必要があり、その理由は、その含有
割合が５％未満では所望の高靭性を確保することができ
ず、一方その含有割合が１５％を越えると硬さが低下す
るようになるほか、硬さの局部的バラツキも大きくなる
ことにある。
と純Ａｌ粉末の混合粉末に占める純Ａｌ粉末の割合を５
〜１５重量％とする必要があり、その理由は、その含有
割合が５％未満では所望の高靭性を確保することができ
ず、一方その含有割合が１５％を越えると硬さが低下す
るようになるほか、硬さの局部的バラツキも大きくなる
ことにある。
【００１３】つぎに、同じく圧粉体の理論密度比は、そ
の値が６５％未満では取扱上破損が生じ易く、一方その
値が８５％を越えると、内部に存在する水分や空気など
のガス抜きが困難になることから、６５〜８５％とする
のがよい。
の値が６５％未満では取扱上破損が生じ易く、一方その
値が８５％を越えると、内部に存在する水分や空気など
のガス抜きが困難になることから、６５〜８５％とする
のがよい。
【００１４】また、同じく熱間鍛造加工は、３００℃〜
液相生成温度の範囲内の所定温度で行なうのがよく、こ
の温度での鍛造によって９９％以上の理論密度比をもっ
た鍛造部材の製造が可能となる。
液相生成温度の範囲内の所定温度で行なうのがよく、こ
の温度での鍛造によって９９％以上の理論密度比をもっ
た鍛造部材の製造が可能となる。
【００１５】この場合、鍛造部材の理論密度比が９９％
未満では、所望の強度および靭性を確保することができ
ないので、鍛造部材は９９％以上の理論密度比をもつよ
うにするのがよい。
未満では、所望の強度および靭性を確保することができ
ないので、鍛造部材は９９％以上の理論密度比をもつよ
うにするのがよい。
【００１６】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
【００１７】原料粉末として、それぞれ表１に示される
成分組成、並びに空気アトマイズにより表２，３に示さ
れる平均粒径とした急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末、お
よび同じく空気アトマイズにより表２，３に示される平
均粒径とした純Ａｌ粉末を用意し、これら原料粉末を表
２，３に示される配合組成に配合し、ミキサーにて１時
間混合した後、２〜８ ton／cm2 の圧力でそれぞれ表
２，３に示される理論密度比および縦：１０．５mm×
横：５６mmの平面寸法をもった所定厚さの圧粉体にプレ
ス成形し、この圧粉体に同じく表２，３に示される条件
で熱間鍛造加工を施すことにより本発明法１〜１０およ
び純Ａｌ粉末の混合を行なわない従来法１〜１０を実施
し、それぞれＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造し
た。
成分組成、並びに空気アトマイズにより表２，３に示さ
れる平均粒径とした急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末、お
よび同じく空気アトマイズにより表２，３に示される平
均粒径とした純Ａｌ粉末を用意し、これら原料粉末を表
２，３に示される配合組成に配合し、ミキサーにて１時
間混合した後、２〜８ ton／cm2 の圧力でそれぞれ表
２，３に示される理論密度比および縦：１０．５mm×
横：５６mmの平面寸法をもった所定厚さの圧粉体にプレ
ス成形し、この圧粉体に同じく表２，３に示される条件
で熱間鍛造加工を施すことにより本発明法１〜１０およ
び純Ａｌ粉末の混合を行なわない従来法１〜１０を実施
し、それぞれＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造し
た。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
【表４】
【００２２】ついで、この結果得られた各種の熱間鍛造
部材について、理論密度比を測定し、強度を評価する目
的で引張強さを、また靭性および耐摩耗性を評価する目
的でシャルピー衝撃値およびロックウェル硬さ（Ｂスケ
ール）を測定し、さらに熱膨張係数および伸びも測定し
た。これらの測定結果を表４に示した。
部材について、理論密度比を測定し、強度を評価する目
的で引張強さを、また靭性および耐摩耗性を評価する目
的でシャルピー衝撃値およびロックウェル硬さ（Ｂスケ
ール）を測定し、さらに熱膨張係数および伸びも測定し
た。これらの測定結果を表４に示した。
【００２３】
【発明の効果】表４に示される結果から、本発明法１〜
１０で製造されたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材は、
いずれも原料粉末として純Ａｌ粉末の配合がない従来法
１〜１０で製造されたそれと同等の低熱膨張係数、高強
度、および高硬度を有し、かつこれより一段とすぐれた
靭性をもつことが明らかである。
１０で製造されたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材は、
いずれも原料粉末として純Ａｌ粉末の配合がない従来法
１〜１０で製造されたそれと同等の低熱膨張係数、高強
度、および高硬度を有し、かつこれより一段とすぐれた
靭性をもつことが明らかである。
【００２４】上述のように、この発明の方法によれば、
高靭性を有し、かつ低熱膨張係数、高強度、および高靭
性を有するＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造する
ことができ、したがってこの結果のＡｌ−Ｓｉ系合金製
熱間鍛造部材を実用に供すれば、各種機械装置の高性能
化および省力化に十分満足に対応することができ、著し
く長期に亘ってすぐれた性能を発揮するようになるなど
工業上有用な効果がもたらされるのである。
高靭性を有し、かつ低熱膨張係数、高強度、および高靭
性を有するＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造する
ことができ、したがってこの結果のＡｌ−Ｓｉ系合金製
熱間鍛造部材を実用に供すれば、各種機械装置の高性能
化および省力化に十分満足に対応することができ、著し
く長期に亘ってすぐれた性能を発揮するようになるなど
工業上有用な効果がもたらされるのである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１２月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 通 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 原料粉末として急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合
金粉末を用い、これの圧粉体に熱間鍛造加工を施してＡ
ｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材を製造するに際して、 上記急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に、混合粉末に占め
る割合で５〜２０重量％の純Ａｌ粉末を混合することを
特徴とする靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造
部材の製造法。 - 【請求項２】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末が、重量
％で、 Ｓｉ：１２〜３０％、 ＦｅおよびＮｉのうちの１種または２種：１〜１０％、
を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有
することを特徴とする上記請求項１記載の靭性のすぐれ
たＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法。 - 【請求項３】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末が、重量
％で、 Ｓｉ：１２〜３０％、 ＦｅおよびＮｉのうちの１種または２種：１〜１０％、
を含有し、さらに、 Ｃｕ：１〜５％、 Ｍｇ：０．３〜２％、のうちの１
種または２種、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物か
らなる組成を有することを特徴とする上記請求項１記載
の靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製
造法。 - 【請求項４】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末が、ガス
アトマイズまたは水アトマイズにより形成され、かつ２
０〜７０μｍの平均粒径を有することを特徴とする上記
請求項１，２または３記載の靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ
系合金製熱間鍛造部材の製造法。 - 【請求項５】 純Ａｌ粉末が５〜４０μｍの平均粒径を
有することを特徴とする上記請求項１記載の靭性のすぐ
れたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法。 - 【請求項６】 圧粉体が６５〜８５％の理論密度比を有
することを特徴とする上記請求項１記載の靭性のすぐれ
たＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法。 - 【請求項７】 熱間鍛造加工が、３００℃〜液相生成温
度の範囲内の所定温度で行なわれることを特徴とする上
記請求項１記載の靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱
間鍛造部材の製造法。 - 【請求項８】 Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材が９９
％以上の理論密度比を有することを特徴とする上記請求
項１記載の靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造
部材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03190950A JP3104309B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03190950A JP3104309B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665660A true JPH0665660A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3104309B2 JP3104309B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=16266379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03190950A Expired - Fee Related JP3104309B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 靭性のすぐれたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造部材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104309B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1065382A2 (de) | 1999-06-29 | 2001-01-03 | DaimlerChrysler AG | Ölpumpenzahnrad aus Aluminiumpulver |
| JP2007084889A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Aisin Seiki Co Ltd | アルミニウム合金及びその製造方法 |
| KR20210020037A (ko) * | 2018-05-22 | 2021-02-23 | 알레리스 로울드 프로덕츠 저머니 게엠베하 | 브레이즈드 열 교환기 |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP03190950A patent/JP3104309B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1065382A2 (de) | 1999-06-29 | 2001-01-03 | DaimlerChrysler AG | Ölpumpenzahnrad aus Aluminiumpulver |
| JP2007084889A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Aisin Seiki Co Ltd | アルミニウム合金及びその製造方法 |
| KR20210020037A (ko) * | 2018-05-22 | 2021-02-23 | 알레리스 로울드 프로덕츠 저머니 게엠베하 | 브레이즈드 열 교환기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3104309B2 (ja) | 2000-10-30 |
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