JPH067915A - 耐摩耗性アルミニウム合金鋳物及びその製法 - Google Patents
耐摩耗性アルミニウム合金鋳物及びその製法Info
- Publication number
- JPH067915A JPH067915A JP16887392A JP16887392A JPH067915A JP H067915 A JPH067915 A JP H067915A JP 16887392 A JP16887392 A JP 16887392A JP 16887392 A JP16887392 A JP 16887392A JP H067915 A JPH067915 A JP H067915A
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- aluminum alloy
- casting
- alloy casting
- intermetallic compound
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性、耐凝着性に優れた摺動部を有する
アルミニウム合金鋳物及びその製法に関する。 【構成】 他部材と摺動する摺動部を有するアルミ
ニウム合金鋳物であって、該摺動部のみに、ＡｌとＮ
ｉ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれた少なくとも一
種の金属元素との金属間化合物が分散されてなる耐摩耗
性アルミニウム合金鋳物及び アルミニウム合金鋳物
を鋳造する金型に、該鋳物の摺動部となる位置に相当す
る金型部位の外側に電磁石を取りつけ、Ｎｉ，Ｃｏ及び
Ｆｅよりなる群から選ばれた少なくとも一種の金属元素
粉末を装入して該金属元素粉末を該金型の電磁石取りつ
け部分に固定した後、アルミニウム合金溶湯を注入して
耐摩耗性アルミニウム合金鋳物を製造する方法。
アルミニウム合金鋳物及びその製法に関する。 【構成】 他部材と摺動する摺動部を有するアルミ
ニウム合金鋳物であって、該摺動部のみに、ＡｌとＮ
ｉ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれた少なくとも一
種の金属元素との金属間化合物が分散されてなる耐摩耗
性アルミニウム合金鋳物及び アルミニウム合金鋳物
を鋳造する金型に、該鋳物の摺動部となる位置に相当す
る金型部位の外側に電磁石を取りつけ、Ｎｉ，Ｃｏ及び
Ｆｅよりなる群から選ばれた少なくとも一種の金属元素
粉末を装入して該金属元素粉末を該金型の電磁石取りつ
け部分に固定した後、アルミニウム合金溶湯を注入して
耐摩耗性アルミニウム合金鋳物を製造する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金鋳物及
びその製法に関し、更に詳細には耐摩耗性及び耐凝着性
に優れた摺動部を有するアルミニウム合金鋳物及びその
製法に関する。
びその製法に関し、更に詳細には耐摩耗性及び耐凝着性
に優れた摺動部を有するアルミニウム合金鋳物及びその
製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アルミニウム合金の摩擦摩耗
特性を向上させるために、材料中に硬度の高い金属間化
合物を形成させることが有効であることが知られてい
る。
特性を向上させるために、材料中に硬度の高い金属間化
合物を形成させることが有効であることが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】摩擦摩耗特性を向上さ
せるためには、摺動部に多量の金属間化合物を形成させ
る必要がある。このためアルミニウム合金中に金属間化
合物を形成させるためのＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏ等の添加元素
を加えるが、多量に添加すると偏析を生じて均質な材料
を得るのは難かしく、また金属間化合物は脆いため材料
全体が脆化して機械的性質が低下する。また、金属間化
合物自体を粉末にして、アルミニウム合金に複合化させ
る手法もあるが、アルミニウム基地と金属間化合物との
界面の結合や高コストである等の問題がある。また、更
に、アルミニウム合金表面に金属粉末又は箔を置いてレ
ーザを照射するレーザ合金化の手法があるが、急熱急冷
のための割れの発生や表面が荒れることのほか高コスト
等の問題がある。
せるためには、摺動部に多量の金属間化合物を形成させ
る必要がある。このためアルミニウム合金中に金属間化
合物を形成させるためのＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏ等の添加元素
を加えるが、多量に添加すると偏析を生じて均質な材料
を得るのは難かしく、また金属間化合物は脆いため材料
全体が脆化して機械的性質が低下する。また、金属間化
合物自体を粉末にして、アルミニウム合金に複合化させ
る手法もあるが、アルミニウム基地と金属間化合物との
界面の結合や高コストである等の問題がある。また、更
に、アルミニウム合金表面に金属粉末又は箔を置いてレ
ーザを照射するレーザ合金化の手法があるが、急熱急冷
のための割れの発生や表面が荒れることのほか高コスト
等の問題がある。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、耐摩耗性が
必要な部分のみを耐摩耗性にし、上記従来技術における
ような不具合のない耐摩耗性アルミニウム合金鋳物及び
その製法を提供しようとするものである。
必要な部分のみを耐摩耗性にし、上記従来技術における
ような不具合のない耐摩耗性アルミニウム合金鋳物及び
その製法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は （１）他部材と摺動する摺動部を有するアルミニウム合
金鋳物であって、該摺動部のみに、ＡｌとＮｉ，Ｃｏ及
びＦｅよりなる群から選ばれた少なくとも一種の金属元
素との金属間化合物が分散されてなることを特徴とする
耐摩耗性アルミニウム合金鋳物。 （２）アルミニウム合金鋳物を鋳造する金型に、該鋳物
の摺動部となる位置に相当する金型部位の外側に電磁石
を取りつけ、Ｎｉ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種の金属元素粉末を装入して該金属元素
粉末を該金型の電磁石取りつけ部分に固定した後、アル
ミニウム合金溶湯を注入することを特徴とする耐摩耗性
アルミニウム合金鋳物の製法。である。
金鋳物であって、該摺動部のみに、ＡｌとＮｉ，Ｃｏ及
びＦｅよりなる群から選ばれた少なくとも一種の金属元
素との金属間化合物が分散されてなることを特徴とする
耐摩耗性アルミニウム合金鋳物。 （２）アルミニウム合金鋳物を鋳造する金型に、該鋳物
の摺動部となる位置に相当する金型部位の外側に電磁石
を取りつけ、Ｎｉ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種の金属元素粉末を装入して該金属元素
粉末を該金型の電磁石取りつけ部分に固定した後、アル
ミニウム合金溶湯を注入することを特徴とする耐摩耗性
アルミニウム合金鋳物の製法。である。
【０００６】本発明の構成を判り易くするために、先ず
本発明の耐摩耗性アルミニウム合金鋳物の製法について
説明する。耐摩耗性アルミニウム合金鋳物を鋳造する金
型に、該鋳物の摺動部となる部位にのみ電磁石を取りつ
け、この金型内に磁性を有するＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏより選
択された少なくとも一種の金属粉末を装入すると、電磁
石の部分のみに該金属粉末が固定され、必要量以上の粉
末は排出する。金型に固定する金属粉末の量は電磁石が
磁力を制御することによりコントロールされる。この粉
末を固定した金型にアルミニウム又はアルミニウム合金
溶湯を鋳込むことにより、金属粉末とアルミニウムが反
応し、Ｎｉ−Ａｌ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｃｏ−Ａｌ等の金属間
化合物を形成する。アルミニウム又はアルミニウム溶湯
を鋳込む際に、金属粉末層内にアルミニウム溶湯が侵入
し易いように、高圧鋳造法を用いてもよく、更に、金属
粉末とアルミニウムとの反応が不十分な場合には、後に
熱処理を施して固相拡散反応させてもよい。このような
製法により、摺動部のみが耐摩耗性となった耐摩耗性ア
ルミニウム合金鋳物が得られる。
本発明の耐摩耗性アルミニウム合金鋳物の製法について
説明する。耐摩耗性アルミニウム合金鋳物を鋳造する金
型に、該鋳物の摺動部となる部位にのみ電磁石を取りつ
け、この金型内に磁性を有するＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏより選
択された少なくとも一種の金属粉末を装入すると、電磁
石の部分のみに該金属粉末が固定され、必要量以上の粉
末は排出する。金型に固定する金属粉末の量は電磁石が
磁力を制御することによりコントロールされる。この粉
末を固定した金型にアルミニウム又はアルミニウム合金
溶湯を鋳込むことにより、金属粉末とアルミニウムが反
応し、Ｎｉ−Ａｌ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｃｏ−Ａｌ等の金属間
化合物を形成する。アルミニウム又はアルミニウム溶湯
を鋳込む際に、金属粉末層内にアルミニウム溶湯が侵入
し易いように、高圧鋳造法を用いてもよく、更に、金属
粉末とアルミニウムとの反応が不十分な場合には、後に
熱処理を施して固相拡散反応させてもよい。このような
製法により、摺動部のみが耐摩耗性となった耐摩耗性ア
ルミニウム合金鋳物が得られる。
【０００７】
【作用】アルミニウム合金部材の摺動する部分のみに硬
い金属間化合物を形成することにより、耐摩耗性及び耐
凝着性を向上させる。また、摺動部以外には金属間化合
物を形成させないため、アルミニウム合金自体の機械的
性質を低下させない。更に、摺動部のみに金属間化合物
を形成するため、添加する金属粉末は少量で済み、鋳造
時に金属間化合物を形成させるので、低コストで製造す
ることが可能である。
い金属間化合物を形成することにより、耐摩耗性及び耐
凝着性を向上させる。また、摺動部以外には金属間化合
物を形成させないため、アルミニウム合金自体の機械的
性質を低下させない。更に、摺動部のみに金属間化合物
を形成するため、添加する金属粉末は少量で済み、鋳造
時に金属間化合物を形成させるので、低コストで製造す
ることが可能である。
【０００８】
【実施例】本発明の小型エンジンシリンダについての一
実施例を図１、図２によって説明する。図１において、
金型１のシリンダ内面に接する部分に電磁石２を組み込
む。電磁石２を磁化したのちにＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏより選
択された少なくとも一種の金属粉末を装入すると、金属
粉末３は電磁石２の周囲に固定される。金属粉末固定層
の厚さは電磁石２の磁力制御によりコントロールして
０．５〜１ｍｍ程度とし、必要量以上の金属粉末は排出
する。その後溶解したアルミニウム合金溶湯４を鋳湯
し、金属粉末と液・固反応させ金属間化合物を生成す
る。このようにして、図２に示すようなシリンダ内面の
みに金属間化合物層５を形成させたシリンダを得る。
実施例を図１、図２によって説明する。図１において、
金型１のシリンダ内面に接する部分に電磁石２を組み込
む。電磁石２を磁化したのちにＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏより選
択された少なくとも一種の金属粉末を装入すると、金属
粉末３は電磁石２の周囲に固定される。金属粉末固定層
の厚さは電磁石２の磁力制御によりコントロールして
０．５〜１ｍｍ程度とし、必要量以上の金属粉末は排出
する。その後溶解したアルミニウム合金溶湯４を鋳湯
し、金属粉末と液・固反応させ金属間化合物を生成す
る。このようにして、図２に示すようなシリンダ内面の
みに金属間化合物層５を形成させたシリンダを得る。
【０００９】図３にＦｅ粉末を用いた場合の金属組織の
模式図を示す。アルミニウム溶湯と反応したＦｅ粉末は
Ｆｅ−Ａｌの金属間化合物へ変化するが、Ｆｅ粉末の粒
径、鋳物の凝固速度により状態図に従がって外殻よりＦ
ｅＡｌ3 ，Ｆｅ2 Ａｌ5 ，ＦｅＡｌを形成し中心にＦｅ
が残存する場合がある。この場合、溶体化熱処理約５０
０℃により全部をＦｅＡｌ3 に変換させることも可能で
あるが、Ｈｖ３００以上の硬さが得られていれば多層構
造のものでもよい。
模式図を示す。アルミニウム溶湯と反応したＦｅ粉末は
Ｆｅ−Ａｌの金属間化合物へ変化するが、Ｆｅ粉末の粒
径、鋳物の凝固速度により状態図に従がって外殻よりＦ
ｅＡｌ3 ，Ｆｅ2 Ａｌ5 ，ＦｅＡｌを形成し中心にＦｅ
が残存する場合がある。この場合、溶体化熱処理約５０
０℃により全部をＦｅＡｌ3 に変換させることも可能で
あるが、Ｈｖ３００以上の硬さが得られていれば多層構
造のものでもよい。
【００１０】次に、本発明の冷凍・空調機用スクロール
圧縮機のスクロール鋳物部材についての実施例を図４〜
図６によって説明する。図４はスクロール鋳物の斜視
図、図５はその底面図、図６は図５のＸ−Ｘ断面のＡ矢
視図である。スクロール鋳物はうず巻形状の複雑な鋳物
で、摺動部を有する上に強度的に耐久性を要求される部
材である。スクロール端板９にはスクロールの旋回運動
を規制するオルダムリングキーと摺動するオルダムキー
溝１０が設けられている。このオルダムキー溝１０部分
にのみ、前記方法により金属間化合物層５を形成し、耐
久性を向上させることが可能である。
圧縮機のスクロール鋳物部材についての実施例を図４〜
図６によって説明する。図４はスクロール鋳物の斜視
図、図５はその底面図、図６は図５のＸ−Ｘ断面のＡ矢
視図である。スクロール鋳物はうず巻形状の複雑な鋳物
で、摺動部を有する上に強度的に耐久性を要求される部
材である。スクロール端板９にはスクロールの旋回運動
を規制するオルダムリングキーと摺動するオルダムキー
溝１０が設けられている。このオルダムキー溝１０部分
にのみ、前記方法により金属間化合物層５を形成し、耐
久性を向上させることが可能である。
【００１１】
【発明の効果】アルミニウム合金部材の摺動部分に金属
間化合物を形成することにより、図７及び図８に示すよ
うに、摩耗量は基地Ａｌ合金の約１／１０となり耐摩耗
性が向上する。また、金属間化合物は摺動部のみに形成
するため、図１に示した小型エンジンシリンダ及び図４
〜図６に示したスクロール鋳物のように強度的な耐久性
を要求される部材においても強度的特性を低下させな
い。さらに、また部材全体に対して金属間化合物は少量
ですむため、添加元素の粉末は少量でよく、低コストで
ある。また、鋳造時に溶湯と反応させて金属間化合物を
生成させるため、複雑な工程は必要なく低コストで製造
できる。
間化合物を形成することにより、図７及び図８に示すよ
うに、摩耗量は基地Ａｌ合金の約１／１０となり耐摩耗
性が向上する。また、金属間化合物は摺動部のみに形成
するため、図１に示した小型エンジンシリンダ及び図４
〜図６に示したスクロール鋳物のように強度的な耐久性
を要求される部材においても強度的特性を低下させな
い。さらに、また部材全体に対して金属間化合物は少量
ですむため、添加元素の粉末は少量でよく、低コストで
ある。また、鋳造時に溶湯と反応させて金属間化合物を
生成させるため、複雑な工程は必要なく低コストで製造
できる。
【図１】本発明方法を小型エンジンシリンダに適用する
実施例の説明図。
実施例の説明図。
【図２】図１の方法で得られた小型エンジンシリンダの
説明図。
説明図。
【図３】図１の方法で得られた耐摩耗部である金属間化
合物の金属組織の模式図。
合物の金属組織の模式図。
【図４】本発明方法を適用するスクロール鋳物の斜視
図。
図。
【図５】図４の底面図。
【図６】図５のＸ−Ｘ断面Ａ矢視図。
【図７】金属間化合物面積率と摩耗量の相関図表。
【図８】金属間化合物硬さと摩耗量の相関図表。
Claims (2)
- 【請求項１】 他部材と摺動する摺動部を有するアルミ
ニウム合金鋳物であって、該摺動部のみに、ＡｌとＮ
ｉ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選ばれた少なくとも一
種の金属元素との金属間化合物が分散されてなることを
特徴とする耐摩耗性アルミニウム合金鋳物。 - 【請求項２】 アルミニウム合金鋳物を鋳造する金型
に、該鋳物の摺動部となる位置に相当する金型部位の外
側に電磁石を取りつけ、Ｎｉ，Ｃｏ及びＦｅよりなる群
から選ばれた少なくとも一種の金属元素粉末を装入して
該金属元素粉末を該金型の電磁石取りつけ部分に固定し
た後、アルミニウム合金溶湯を注入することを特徴とす
る耐摩耗性アルミニウム合金鋳物の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16887392A JPH067915A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 耐摩耗性アルミニウム合金鋳物及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16887392A JPH067915A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 耐摩耗性アルミニウム合金鋳物及びその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH067915A true JPH067915A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15876148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16887392A Withdrawn JPH067915A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 耐摩耗性アルミニウム合金鋳物及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067915A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0920940A (ja) * | 1994-12-19 | 1997-01-21 | Inco Ltd | 不溶相を含む合金およびその製造方法 |
| JP2003053508A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Nissan Motor Co Ltd | 熱伝導円筒部材およびその製造方法ならびに熱伝導円筒部材を用いたアルミニウム合金製エンジン |
| JP2009101176A (ja) * | 2008-12-25 | 2009-05-14 | Air Technologies Inc | 高圧容器用扉装置、高圧空間形成装置 |
| JP2010515582A (ja) * | 2007-01-11 | 2010-05-13 | ザ ゲイツ コーポレイション | 低融点鋳造金属を強化する方法 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP16887392A patent/JPH067915A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0920940A (ja) * | 1994-12-19 | 1997-01-21 | Inco Ltd | 不溶相を含む合金およびその製造方法 |
| JP2003053508A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Nissan Motor Co Ltd | 熱伝導円筒部材およびその製造方法ならびに熱伝導円筒部材を用いたアルミニウム合金製エンジン |
| JP2010515582A (ja) * | 2007-01-11 | 2010-05-13 | ザ ゲイツ コーポレイション | 低融点鋳造金属を強化する方法 |
| JP2009101176A (ja) * | 2008-12-25 | 2009-05-14 | Air Technologies Inc | 高圧容器用扉装置、高圧空間形成装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |