JPH07316601A - Production of rapidly solidified aluminum powder and aluminum alloy compact - Google Patents

Production of rapidly solidified aluminum powder and aluminum alloy compact

Info

Publication number
JPH07316601A
JPH07316601A JP7840994A JP7840994A JPH07316601A JP H07316601 A JPH07316601 A JP H07316601A JP 7840994 A JP7840994 A JP 7840994A JP 7840994 A JP7840994 A JP 7840994A JP H07316601 A JPH07316601 A JP H07316601A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
rapidly solidified
powder
strength
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7840994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Fujii
一男 藤井
Jun Kusui
潤 楠井
Kohei Kubo
幸平 久保
Takamasa Yokote
隆昌 横手
Mitsuzo Nagamura
光造 長村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Aluminum KK
Original Assignee
Toyo Aluminum KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Aluminum KK filed Critical Toyo Aluminum KK
Priority to JP7840994A priority Critical patent/JPH07316601A/en
Publication of JPH07316601A publication Critical patent/JPH07316601A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To meet the recent demand for weight reduction required of automotive parts, etc., by specifying the composition of a rapidly solidified Al alloy powder, subjecting this alloy powder to hot compaction and to aging treatment, and improving strength. CONSTITUTION:An Al alloy powder, having a basic composition consisting of, by weight, 5-11% Zn, 2-4.5% Mg, 0.5-2% Cu, 0.01-0.5% Ag, and the balance essentially Al, is used. It is preferable to incorporate 2-6% Mn and further 0.01-2.0% of at least one element selected from among Co, Cr, Ni, Zr, and Ti into the composition. Moreover, it is preferable to incorporate Si and/or Ca by <=1%. A rapidly solidified powder of this alloy is hot-compacted in the air, in vacuum, or in an inert gas and then aged. Further, the tensile strength of a compact after T6 treatment is about (80 to 90)kgf/mm<2>.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、航空機材料、自動車部
品材料、精密機械部品材料、電子材料、バネ材料、ネジ
材料などとして好適なアルミニウム合金成形材に関す
る。この様なアルミニウム合金成形材は、最近軽量化の
望まれている自動車部品などの材料として、特に最適で
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy molded material suitable as an aircraft material, an automobile part material, a precision machine part material, an electronic material, a spring material, a screw material and the like. Such an aluminum alloy molded material is particularly suitable as a material for automobile parts and the like, which has recently been desired to be reduced in weight.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】高強度Al合金の一例は、特
開昭63−83251号公報に記載されている。この公
報に開示された発明は、Al−Zn−Mg−Cu系にM
n、Cr、B、Be、Ni、Co、Zr、HfおよびA
gの少なくとも1種を添加した組成の合金を鋳造法によ
り得て、溶解鋳造塑性加工を行った後、適当な条件で溶
体化処理および時効処理を行うことにより、引張強さが
66.4kg/mm2と非常に優れ、また弾性率にも優れて
いるAl合金を得るものである。得られたAl合金は、
電子材料用端末機械、精密機械用部品などに用いられる
非鉄金属バネ材料などとして好適なものであるとされて
いる。しかしながら、この公報は、粉末冶金法による材
料については、何も教示していない。
2. Description of the Related Art One example of a high-strength Al alloy is described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-83251. The invention disclosed in this publication is based on the Al-Zn-Mg-Cu system.
n, Cr, B, Be, Ni, Co, Zr, Hf and A
An alloy having a composition to which at least one of g is added is obtained by a casting method, subjected to melt casting plastic working, and then subjected to solution heat treatment and aging treatment under appropriate conditions to obtain a tensile strength of 66.4 kg / This is an Al alloy having a very high mm 2 and an excellent elastic modulus. The obtained Al alloy is
It is said to be suitable as a non-ferrous metal spring material used in electronic machinery terminal machines and precision machine parts. However, this publication does not teach anything about materials by powder metallurgy.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年軽量化の要求が高
まっている自動車部品、電子材料用端末機械、精密機械
部品などには、高強度軽量非鉄材料が幅広く使用されて
いる。特に、自動車に関しては、数多くの部品におい
て、次第にAl合金が鋼に代わって使用される様になっ
てきた。しかるに、Al合金の機械的特性は近年飛躍的
に向上しているとはいうものの、高強度鋼に比べると未
だ十分とはいえず、その使用も制限されている。例え
ば、高力Al合金として広く用いられているいわゆるA
7000系でさえも、その強度は不十分であり、その使
用範囲は、限られている。
High strength lightweight non-ferrous materials are widely used for automobile parts, terminal machines for electronic materials, precision machine parts and the like, which have recently been required to be reduced in weight. Particularly for automobiles, Al alloys have gradually been used in place of steel in many parts. However, although the mechanical properties of Al alloys have been dramatically improved in recent years, they are still insufficient compared with high-strength steels, and their use is also limited. For example, so-called A widely used as a high-strength Al alloy
Even the 7000 series has insufficient strength and its range of use is limited.

【0004】従って、本発明は、Al合金の用途をさら
に拡大するために、その機械的特性をさらに一層改善す
ることを主な目的とする。
Therefore, the main object of the present invention is to further improve the mechanical properties of the Al alloy in order to further expand its applications.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
従来技術の問題点に鑑みて、種々研究を重ねた結果、高
強度Al合金であるAl−Zn−Mg−Cu系合金(い
わゆるA7000系アルミニウム合金)組成に特定量の
Agを配合するとともに、アトマイズ法により急冷凝固
合金粉末を調製し、この合金粉末を使用して粉末冶金法
により固化成形体を得た後、この成形体を適切な条件下
に時効硬化処理する場合には、T6後の成形材の引張強
度が飛躍的に増大することを見出した。
The present inventor has conducted various studies in view of the problems of the prior art as described above, and as a result, Al-Zn-Mg-Cu-based alloy ( A so-called A7000 series aluminum alloy) composition is mixed with a specific amount of Ag, and a rapidly solidified alloy powder is prepared by an atomizing method, and the alloy powder is used to obtain a solidified compact by a powder metallurgy method. It was found that the tensile strength of the molded material after T6 dramatically increases when the material is age-hardened under appropriate conditions.

【0006】さらに、この様な組成のAl合金に特定の
遷移金属元素を配合する場合には、これまで得られたこ
とのない程の高強度を有するAl合金が得られることを
も見出した。
Further, it has been found that when a specific transition metal element is blended with an Al alloy having such a composition, an Al alloy having a strength as high as never before has been obtained.

【0007】本発明は、上記の様な知見に基づいて完成
されたものであり、下記のアルミニウム急冷凝固粉末お
よびアルミニウム合金成形材の製造方法を提供するもの
である; 1.Zn5〜11%、Mg2〜4.5%、Cu0.5〜
2%およびAg0.01〜0.5%含み、残部が実質的
にAlからなるAl合金急冷凝固粉末。
The present invention has been completed based on the above findings, and provides the following method for producing an aluminum rapidly solidified powder and an aluminum alloy molded material; Zn5-11%, Mg2-4.5%, Cu0.5-
An Al alloy rapidly solidified powder containing 2% and 0.01 to 0.5% Ag, and the balance substantially consisting of Al.

【0008】2.Mn2〜6%をさらに含有する上記項
1に記載のAl合金急冷凝固粉末。
2. Item 2. The Al alloy rapidly solidified powder according to Item 1, further containing 2 to 6% of Mn.

【0009】3.Co、Cr、Ni、ZrおよびTiか
ら選ばれた少なくとも1種の元素0.01〜2.0%を
さらに含有する上記項1または2に記載のAl合金急冷
凝固粉末。
3. Item 3. The Al alloy rapidly solidified powder according to Item 1 or 2, further containing 0.01 to 2.0% of at least one element selected from Co, Cr, Ni, Zr, and Ti.

【0010】4.Siおよび/またはCaを1%までの
範囲でさらに含有する上記項1乃至3のいずれかに記載
のAl合金急冷凝固粉末。
4. Item 4. The Al alloy rapidly solidified powder according to any one of Items 1 to 3, further containing Si and / or Ca in a range of up to 1%.

【0011】5.上記項1乃至4のいずれかに記載のA
l合金急冷凝固粉末を空気中、真空中または不活性ガス
雰囲気中で熱間固化成形した後、得られた成形体を時効
処理して強度を高めることを特徴とするアルミニウム合
金成形材の製造方法。
5. A according to any one of items 1 to 4 above
1. A method for producing an aluminum alloy molded material, characterized by hot-solidifying an alloy rapidly solidified powder in air, in a vacuum or in an inert gas atmosphere, and then subjecting the resulting molded body to an aging treatment to increase the strength. .

【0012】本願明細書においては、“%”とあるの
は、“重量%”を意味する。
In the present specification, "%" means "% by weight".

【0013】本発明においては、Zn5〜11%、Mg
2〜4.5%、Cu0.5〜2%およびAg0.01〜
0.5%を含み、残余が実質的にAlからなる組成のA
l基合金の溶湯をアトマイズすることにより、Al合金
急冷凝固粉末を得る。この様なAl基合金は、当然のこ
とながら、通常のAl合金が含有する程度の量の不可避
的不純物(Fe、Siなど)を含んでいてもよい。アト
マイズは、空気アトマイズ法、Ar、Heなどを用いる
不活性ガスアトマイズ法、N2ガスアトマイズ法などの
任意の方式を採用することができる。アトマイズに際し
ては、Al基合金溶湯を102K/秒以上の冷却速度で
凝固させる。
In the present invention, Zn 5 to 11%, Mg
2 to 4.5%, Cu 0.5 to 2% and Ag 0.01 to
A having a composition containing 0.5% and the balance substantially consisting of Al
An Al alloy rapidly solidified powder is obtained by atomizing the molten metal of the l-based alloy. As a matter of course, such an Al-based alloy may contain inevitable impurities (Fe, Si, etc.) in an amount that is contained in a normal Al alloy. As the atomizing method, any method such as an air atomizing method, an inert gas atomizing method using Ar or He, or an N 2 gas atomizing method can be adopted. Upon atomizing, the molten Al-based alloy is solidified at a cooling rate of 10 2 K / sec or more.

【0014】上記のAl合金粉末を150μm以下に分
級し、分級した粉末を冷間圧縮成形し、それを空気中
で、より好ましくは不活性ガス中で或いは最も好ましく
は真空中で加熱し、熱間押出成形することにより成形体
を得る。次いで、得られた成形体を溶体化処理した後、
時効処理することにより、高強度のアルミニウム合金成
形材が得られる。
The above Al alloy powder is classified to 150 μm or less, the classified powder is subjected to cold compression molding, and the powder is heated in air, more preferably in an inert gas or most preferably in vacuum, and heated. A molded product is obtained by performing inter-extrusion molding. Then, after subjecting the obtained molded body to solution treatment,
By aging treatment, a high-strength aluminum alloy molded material can be obtained.

【0015】本発明Al合金中の添加元素を規定した理
由は、以下の通りである。
The reasons for defining the additive elements in the Al alloy of the present invention are as follows.

【0016】一般に、アメリカ・アルミニウム協会の規
格(AA規格)に規定されている7090合金(Zn:
7.3〜8.7%、Mg:2.0〜3.0%、Cu:
0.6〜1.3%、Co:1.0〜1.9%)は、高力
高弾性Al合金として知られている。この系の合金で
は、T6処理後にGPゾーンあるいは中間析出相と呼ば
れる微細分散相が形成され、これが強度の向上に寄与し
ている。この分散相の主な化学成分は、MgZn2、M
32(AlZn)49などで構成されているものと考えら
れている。この様な分散相による時効析出硬化によっ
て、Al−Zn−Mg−Cu合金の強度が向上すること
から、引張強度をさらに改善するために、これら微細分
散相の密度を増加させることが重要である。
In general, 7090 alloy (Zn:
7.3 to 8.7%, Mg: 2.0 to 3.0%, Cu:
0.6 to 1.3%, Co: 1.0 to 1.9%) is known as a high strength and high elasticity Al alloy. In the alloy of this system, a fine dispersed phase called GP zone or intermediate precipitation phase is formed after the T6 treatment, which contributes to the improvement of strength. The main chemical constituents of this dispersed phase are MgZn 2 , M
It is considered to be composed of g 32 (AlZn) 49 or the like. Since the strength of the Al-Zn-Mg-Cu alloy is improved by such age precipitation hardening by the dispersed phase, it is important to increase the density of these fine dispersed phases in order to further improve the tensile strength. .

【0017】その1つの手法として、Al合金を急冷凝
固させることにより、Zn、Mg、Cuなどの添加元素
の晶出・偏析を抑制し、Al中にできるだけ多く固溶さ
せ、T6後の時効析出相の体積分率を増加させる方法が
挙げられる。Al合金溶湯の急冷凝固を行う具体的な手
段として、例えば、アトマイズ法がある。この様な手法
を採用することにより、添加元素の固溶範囲を高濃度側
へ大きく拡張できる。しかしながら、このような急冷凝
固手法を採用するとしても、Al合金中の添加元素の添
加範囲の拡大には限度がある。則ち、Zn、Mn、Cu
などの元素添加量が多すぎる場合には、急冷凝固を経た
としても、これらの添加元素は、Al中に固溶できない
ため、粗大な晶出物を形成し、Al合金の強度低下の原
因となるため好ましくない。一方、添加元素量が少なす
ぎる場合には、GPゾーンなどの微細析出相の体積分率
が減少するため、分散析出によるAl合金の強度改善へ
の寄与が薄れる。従って、本発明においては、Al合金
中の添加量をZn5〜11%、Mg2〜4.5%および
Cu0.5〜2%とする。
As one of the methods, by quenching and solidifying an Al alloy, crystallization and segregation of additive elements such as Zn, Mg, and Cu are suppressed, a solid solution is formed in Al as much as possible, and aged precipitation after T6. There is a method of increasing the volume fraction of the phase. As a specific means for rapidly solidifying the molten Al alloy, there is, for example, an atomizing method. By adopting such a method, the solid solution range of the additional element can be greatly expanded to the high concentration side. However, even if such a rapid solidification method is adopted, there is a limit to the expansion of the range of addition of the additional element in the Al alloy. In other words, Zn, Mn, Cu
If the added amount of such elements is too large, even after rapid solidification, these additional elements cannot form a solid solution in Al, thus forming coarse crystallized substances and causing a decrease in strength of the Al alloy. Is not preferable. On the other hand, when the amount of the added element is too small, the volume fraction of the fine precipitation phase in the GP zone or the like decreases, so that the contribution to the strength improvement of the Al alloy due to the dispersed precipitation decreases. Therefore, in the present invention, the addition amount in the Al alloy is set to Zn 5 to 11%, Mg 2 to 4.5%, and Cu 0.5 to 2%.

【0018】本発明においては、Zn5〜11%、Mg
2〜4.5%およびCu0.5〜2%を含有するAl合
金にさらにAg0.01〜0.5%(より好ましくは、
0.01〜0.1%)を配合することを必須とする。こ
のAgの配合により、Al合金急冷凝固粉末を成形した
材料のT6後の強度が著しく改善される。例えば、Al
−9Zn−3Mg−1.5Cu−4Mnという合金組成
においては、Ag含有量が僅か0.02%である場合
に、最大引張強度を示す。Ag添加の効果については、
特開昭63−83251号公報にも、記載されている。
しかしながら、この公報は、Al−5.9Zn−2.7
Mg−0.5Cu−0.13Mn−0.4Zr−0.1
5Cr−0.1Ni−0.02Be−0.01Bという
極めて限定された組成のAl合金にAg1.0%を添加
した場合に、最も優れた機械的特性が得られるとしてい
る。このことから、この公報に記載されたAl合金にお
けるAgの作用と本発明Al合金におけるAgの作用と
の間には、本質的な相違があるものと推測される。
In the present invention, Zn 5 to 11%, Mg
In addition to the Al alloy containing 2 to 4.5% and Cu 0.5 to 2%, Ag 0.01 to 0.5% (more preferably,
0.01 to 0.1%) is essential. The compounding of Ag remarkably improves the strength after T6 of the material molded from the Al alloy rapidly solidified powder. For example, Al
In the alloy composition of -9Zn-3Mg-1.5Cu-4Mn, the maximum tensile strength is exhibited when the Ag content is only 0.02%. Regarding the effect of adding Ag,
It is also described in JP-A-63-83251.
However, this publication describes Al-5.9Zn-2.7.
Mg-0.5Cu-0.13Mn-0.4Zr-0.1
It is said that the most excellent mechanical properties are obtained when 1.0% of Ag is added to an Al alloy having a very limited composition of 5Cr-0.1Ni-0.02Be-0.01B. From this, it is assumed that there is an essential difference between the action of Ag in the Al alloy described in this publication and the action of Ag in the Al alloy of the present invention.

【0019】本発明においては、上記のAl−Zn−M
g−Cu−Ag組成(以下においては、単に基本組成と
いうことがある)にさらにMn2〜6%を添加すること
により、結晶粒径の微細化、金属間化合物Al6Mnの
形成に起因する転位密度の増大による加工硬化などの効
果が達成されて、成形材の引張強度が改善される。ま
た、この金属間化合物は、押し出し方向に沿って、細長
い板状に形成されていることが確認されており、これは
繊維状の補強材的にも働いている。Mnの量が2%未満
である場合には、結晶粒微細化の効果が十分でなくな
り、一方5%を上回る場合には、Al6Mnの粗大な析
出物が形成されるため、好ましくない。
In the present invention, the above Al-Zn-M is used.
By further adding 2 to 6% of Mn to the g-Cu-Ag composition (hereinafter, sometimes simply referred to as a basic composition), the crystal grain size is made finer and dislocations caused by the formation of the intermetallic compound Al 6 Mn. The effects such as work hardening due to the increase in density are achieved, and the tensile strength of the molded material is improved. Further, it has been confirmed that the intermetallic compound is formed in a slender plate shape along the extrusion direction, and this also functions as a fibrous reinforcing material. If the amount of Mn is less than 2%, the effect of refining the crystal grains becomes insufficient, while if it exceeds 5%, coarse precipitates of Al 6 Mn are formed, which is not preferable.

【0020】本発明においては、上記の基本組成に対
し、さらに、Zr、Co、NiおよびCrから選ばれた
1種または2種以上の元素を0.01〜1%の範囲で添
加することにより、Al成形材の引張強度をさらに向上
させることができる。これらの添加量が、0.01%未
満の場合には、添加による効果の改善が十分でないのに
対し、1%を上回る場合には、粗大析出物の形成によ
り、むしろ強度低下の原因となる。
In the present invention, one or more elements selected from Zr, Co, Ni and Cr are added to the above basic composition in the range of 0.01 to 1%. The tensile strength of the Al molded material can be further improved. When the addition amount of these is less than 0.01%, the improvement of the effect due to the addition is not sufficient, while when it exceeds 1%, the formation of coarse precipitates causes rather a decrease in strength. .

【0021】さらにまた、上記の基本組成に対し、Si
を添加することにより、例えば、合金中にMg2Siな
どの相を形成させ、これらの相による分散析出強化を達
成することもできる。
Furthermore, with respect to the above basic composition, Si
It is also possible to form a phase of Mg 2 Si or the like in the alloy and to achieve the dispersion precipitation strengthening by these phases by adding.

【0022】また、上記の基本組成に対し、Caを添加
する場合には、これをGPゾーンに取り込むことによ
り、ゾーンのひずみを増大させることによる引張強度の
増加が達成される。
When Ca is added to the above basic composition, it is incorporated into the GP zone to increase the strain in the zone, thereby increasing the tensile strength.

【0023】本発明によるAl合金急冷凝固粉末は、製
造方法の点で特に制限はなく、任意の常法に従って、製
造することができる。例えば、本発明による組成を有す
るAl合金を高周波溶解炉において融解させて、850
〜1000℃の温度で保持した後、Al合金溶湯をアト
マイズ機に付属した坩堝に流し込む。この坩堝の底に
は、穴が開けられており、溶湯の温度を低下させること
なく、ここからアトマイズノズルの溶湯噴出口まで導け
るようにしておく。Al合金溶湯がアトマイズノズル溶
湯噴出口に達する直前に、ノズル穴から高圧の空気、窒
素、ArまたはHeなどの噴霧(アトマイズ)ガスが噴
出し、このガスの圧力により、溶湯噴出口から出てきた
Al合金溶湯を細かく粉砕する。この様に細かく粉砕さ
れた溶湯は、高圧のガスおよび/または雰囲気により、
直ちに冷却され、凝固することにより、Al合金急冷凝
固粉末が得られる。この様にして得られた粉末は、用途
に応じて、所定の粒径(例えば、100メッシュのふる
いにより、150μm以下)にふるい分けることができ
る。
The Al alloy rapidly solidified powder according to the present invention is not particularly limited in terms of manufacturing method, and can be manufactured by any conventional method. For example, an Al alloy having the composition according to the present invention is melted in a high frequency melting furnace to obtain 850
After holding at a temperature of up to 1000 ° C, the molten Al alloy is poured into the crucible attached to the atomizing machine. There is a hole in the bottom of this crucible so that it can be led to the molten metal ejection port of the atomizing nozzle without lowering the temperature of the molten metal. Immediately before the molten aluminum alloy reaches the atomized nozzle molten metal jet, high-pressure atomizing gas such as air, nitrogen, Ar, or He jets out from the nozzle hole, and the pressure of this gas causes it to come out from the molten metal jet. The molten aluminum alloy is finely crushed. The molten metal finely pulverized in this way is generated by the high pressure gas and / or the atmosphere.
Immediately cooled and solidified, an Al alloy rapidly solidified powder is obtained. The powder thus obtained can be sieved to have a predetermined particle size (for example, 150 μm or less with a 100-mesh sieve) depending on the application.

【0024】また、本発明によるAl合金成形材は、製
造方法に制限なく、やはり任意の常法に従って、製造す
ることができる。例えば、上記のようにして得た急冷凝
固粉末を必要ならば脱ガスした後、任意の冷間加工、例
えば冷間静水圧プレス(CIP)により、所定の面圧
(例えば、3000kg/cm2)で粉末圧粉体を作成
して、熱間押出用のビレットを得る。次いで、この様な
ビレットをAr雰囲気中で例えば400〜500℃程度
で加熱し、任意の成形加工方法により、例えば熱間静水
圧プレス(HIP)により、或いは押出比5〜20程度
で押し出すなどの方法により、成形材とすることができ
る。この様にして得られた成形材は、さらに鍛造などの
所定の加工を行っても良い。或いは、上記のようにして
得たAl合金急冷凝固粉末を必要ならば脱ガスした後、
粉末鍛造して成形製品とするか、このような成形製品に
さらに所定の加工を行っても良い。
Further, the Al alloy molded material according to the present invention can be manufactured by any conventional method without any limitation. For example, the rapidly solidified powder obtained as described above is degassed if necessary, and then subjected to arbitrary cold working, for example, cold isostatic pressing (CIP), to a predetermined surface pressure (for example, 3000 kg / cm 2 ). A powder compact is prepared with to obtain a billet for hot extrusion. Next, such a billet is heated in an Ar atmosphere at, for example, about 400 to 500 ° C., and is extruded by any molding method, for example, hot isostatic pressing (HIP), or extrusion at an extrusion ratio of about 5 to 20. A molding material can be obtained by the method. The formed material thus obtained may be further subjected to predetermined processing such as forging. Alternatively, after degassing the Al alloy rapidly solidified powder obtained as described above, if necessary,
Powder forging may be performed to obtain a molded product, or such a molded product may be further subjected to predetermined processing.

【0025】この様にして得られた成形体を最終的に時
効処理することにより、高強度のアルミニウム合金成形
材が得られる。
By finally aging the molded body thus obtained, a high-strength aluminum alloy molded material can be obtained.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によるAl合金急冷凝固粉末を用
いて得られる成形材は、引張強度などの機械的特性に優
れている。従って、軽量且つ高強度であることを必要と
する航空機部品用材料、自動車部品用材料、精密機械部
品用材料、電子材料、バネ用材料、ネジ用材料などとし
て有用である。
The molding material obtained by using the Al alloy rapidly solidified powder according to the present invention has excellent mechanical properties such as tensile strength. Therefore, it is useful as a material for aircraft parts, a material for automobile parts, a material for precision machine parts, an electronic material, a material for springs, a material for screws, etc., which need to be lightweight and have high strength.

【0027】[0027]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。
EXAMPLES Examples will be shown below to further clarify the features of the present invention.

【0028】実施例1 Ag以外の原料成分を配合してAl合金溶湯100kg
を作製した後、約20kgの熔湯に分け、それぞれに異
なった量のAgを添加し、所定の合金組成を有するAl
地金を調製した。次いで、調製した地金をアトマイズ機
に付属する高周波熔解炉により融解し、空気アトマイズ
法により急冷凝固粉末とした。
Example 1 100 kg of molten Al alloy containing raw material components other than Ag
After making, divide it into about 20 kg of molten metal, add different amounts of Ag to each, and make Al with the specified alloy composition.
Prepared a bullion. Next, the prepared metal was melted by a high-frequency melting furnace attached to an atomizer and was made into a rapidly solidified powder by an air atomizing method.

【0029】下記表1にこの様にして製造したAl合金
急冷凝固粉末の組成を示す。
Table 1 below shows the composition of the Al alloy rapidly solidified powder thus produced.

【0030】なお、表1には、比較のため、Agを添加
しないAl合金(試料No.10)およびAgを1%以
上含むAl合金(試料No.11〜13)の組成をも併
せて示す。
For the sake of comparison, Table 1 also shows the compositions of the Al alloy containing no Ag (Sample No. 10) and the Al alloy containing 1% or more of Ag (Sample Nos. 11 to 13). .

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】さらに、上記の試料No.1および2の地
金を約5kg切り出し、それぞれをAr(アルゴン)雰
囲気中で融解し、純Arを使用するArアトマイズ法に
よりAl急冷凝固粉末を得た。このArアトマイズ法
は、酸素含有量を大幅に低減した粉末を作製するために
行った。
Further, the above sample No. About 5 kg of the ingots 1 and 2 were cut out, each was melted in an Ar (argon) atmosphere, and an Al rapidly solidified powder was obtained by an Ar atomizing method using pure Ar. This Ar atomization method was performed in order to produce a powder having a significantly reduced oxygen content.

【0033】得られた粉末をふるいで150μm以下に
分級し、この粉末100gを冷間静水圧プレス機を用い
て、面圧3000kg/cm2で、直径約30mm×長
さ約70mmの粉末圧粉体を作製し、熱間押出用のビレ
ットとした。
The obtained powder was classified to 150 μm or less by sieving, and 100 g of this powder was pressed with a cold isostatic press at a surface pressure of 3000 kg / cm 2 to obtain a powder compact with a diameter of about 30 mm and a length of about 70 mm. A body was prepared and used as a billet for hot extrusion.

【0034】このビレットを最大荷重100トンの押出
し成形機ののコンテナ(内径32mm)に挿入し、直径
10mm(押出比10)の棒を得た。押出しに際して
は、酸化防止のため、ビレットをAr雰囲気中で500
℃×30分間加熱し、直ちに加熱したコンテナに挿入
し、空気中で押出した。
This billet was inserted into a container (internal diameter 32 mm) of an extrusion molding machine having a maximum load of 100 tons to obtain a bar having a diameter of 10 mm (extrusion ratio 10). During extrusion, the billet should be kept in an Ar atmosphere at 500 to prevent oxidation.
Heated at 0 ° C x 30 minutes, immediately inserted into a heated container and extruded in air.

【0035】得られた押出棒から、直径4.4mm×長
さ25mmの平行部を備えた引張試験片を得た後、この
試験片を490℃で2時間加熱して均質化処理し、焼入
れした後、120℃に加熱したオイルバス中に浸して2
4時間時効処理(T6処理)し、次いで引張試験を行っ
た。
From the extruded rod thus obtained, a tensile test piece having a parallel portion having a diameter of 4.4 mm and a length of 25 mm was obtained, and the test piece was heated at 490 ° C. for 2 hours for homogenization treatment and quenching. Then, soak in an oil bath heated to 120 ° C for 2
It was aged for 4 hours (T6 treatment) and then subjected to a tensile test.

【0036】表2に各Al基合金成形材の引張強度を示
す。
Table 2 shows the tensile strength of each Al-based alloy molded material.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】注1:“I”とあるのは、空気アトマイズ
法により製造した粉末を使用する場合についての結果を
示し、“II”とあるのは、Arアトマイズ法により製
造した粉末を使用する場合についての結果を示す。
Note 1: "I" indicates the result when the powder produced by the air atomizing method is used, and "II" indicates the case where the powder produced by the Ar atomizing method is used. The result about is shown.

【0039】注2:評価において、“○”とあるのは、
本発明方法を実施することにより、引張強度が増大した
ことを示す。
Note 2: In evaluation, "○" means that
It is shown that the tensile strength was increased by carrying out the method of the present invention.

【0040】表2に示す結果から、ここに示す組成にお
いては、Ag量0.04%の合金が最も高い強度を発揮
することがわかる。また、この合金(試料No.1)
は、Agを含まない合金に比して、強度が約3.2kg
f/mm2増大していることがわかる。
From the results shown in Table 2, it can be seen that in the composition shown here, the alloy having an Ag content of 0.04% exhibits the highest strength. Also, this alloy (Sample No. 1)
Has a strength of about 3.2 kg compared to an alloy containing no Ag.
It can be seen that f / mm 2 increases.

【0041】さらに、Ag添加量を増やした比較例(試
料No.11〜13)の場合には、その添加量の増加に
伴って、強度が低下している。特にAg量を1.8%と
した場合の強度は、Agを添加しなかった場合の強度を
下回っている。
Further, in the case of the comparative examples (Sample Nos. 11 to 13) in which the added amount of Ag was increased, the strength was decreased as the added amount was increased. In particular, the strength when the amount of Ag is 1.8% is lower than the strength when Ag is not added.

【0042】上記の結果から、Agの添加量は、0.0
1〜0.1%であることが好ましく、0.01%〜0.
05%であることがより好ましいことが明らかである。
From the above results, the addition amount of Ag was 0.0
It is preferably 1 to 0.1%, and 0.01% to 0.
It is clear that it is more preferable to be 05%.

【0043】Ar雰囲気中でのArアトマイズ法により
調製された材料を使用する場合には、引張強度84.2
kgf/mm2という材料が得られており、酸素量低減
により引張強度が向上することが明らかである。
When a material prepared by the Ar atomizing method in an Ar atmosphere is used, the tensile strength is 84.2.
A material of kgf / mm 2 has been obtained, and it is clear that the tensile strength is improved by reducing the oxygen content.

【0044】Znの含有量については、試料No.5お
よび7の結果から明らかなように、5〜11%の範囲内
であることが望ましく、この範囲をはずれると、引張強
度が著しく低下する。
Regarding the Zn content, Sample No. As is clear from the results of 5 and 7, it is desirable that the content is in the range of 5 to 11%, and if it is out of this range, the tensile strength is significantly reduced.

【0045】Mgの含有量については、試料No.8お
よび9の結果から明らかなように、2〜4.5%の範囲
内であることが望ましく、この範囲をはずれると、引張
強度が著しく低下する。
Regarding the content of Mg, the sample No. As is clear from the results of 8 and 9, it is desirable that the content is in the range of 2 to 4.5%, and if it is out of this range, the tensile strength is significantly reduced.

【0046】Cuの含有量については、試料No.6、
14および15の結果から明らかなように、0.5〜2
%の範囲内であることが望ましく、この範囲をはずれる
と、やはり引張強度が著しく低下する。
Regarding the Cu content, Sample No. 6,
As is clear from the results of 14 and 15, 0.5-2
It is desirable to be within the range of%, and if it deviates from this range, the tensile strength is remarkably lowered.

【0047】実施例2 実施例2のAl合金は、基本的には、実施例1の合金組
成にMn4〜6%を加えたものである。
Example 2 The Al alloy of Example 2 is basically the alloy composition of Example 1 to which Mn of 4 to 6% is added.

【0048】表3にそれぞれの合金の化学組成を示し、
表4に引張試験の結果を示す。なお、Arアトマイズ法
による粉末作製、T6処理条件および引張試験方法は、
実施例1におけると同様である。
Table 3 shows the chemical composition of each alloy.
Table 4 shows the results of the tensile test. The powder preparation by the Ar atomizing method, the T6 treatment conditions and the tensile test method are as follows.
Same as in the first embodiment.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】[0050]

【表4】 [Table 4]

【0051】Ar存在下での熱間押出の場合には、Ag
0.02%を添加し、押出比10で得た成形体の強度が
90.4kgf/mm2(試料No.16)と最も高
く、Agを添加しない試料No.19に比して、10k
gf/mm2以上も増加している。また、Ag0.31
%を添加した合金(試料No.17)の強度は、86.
0kgf/mm2であり、Agを0.02%添加した合
金よりは低いが、Agを添加しないものに比して、依然
として高強度を示す。
In the case of hot extrusion in the presence of Ar, Ag
The strength of the molded product obtained by adding 0.02% and the extrusion ratio of 10 was highest at 90.4 kgf / mm 2 (Sample No. 16), and the sample No. containing no Ag was added. 10k compared to 19
It is increasing by more than gf / mm 2 . Also, Ag 0.31
%, The strength of the alloy (Sample No. 17) added was 86.
Although it is 0 kgf / mm 2 , which is lower than that of the alloy containing 0.02% of Ag, the strength is still higher than that of the alloy containing no Ag.

【0052】また、比較として示す試料No.9〜21
(Agを含まないか或いはAgを過剰量含む合金)の場
合には、引張強度がかなり劣っている。
In addition, sample No. shown as a comparison. 9-21
In the case of (alloy containing no Ag or containing excess Ag), the tensile strength is considerably poor.

【0053】実施例3 Al−9Zn−3Mg−1.5Cu−4Mn−Ag合金
にCo、Zr、Ti、NiおよびCrの少なくとも1種
を添加したAl合金を調製した。各合金の化学組成を表
5に示し、表6に引張強度を示す。なお、Arアトマイ
ズ法による粉末作製、成形体調製法、T6処理条件など
は、実施例1と同様である。
Example 3 An Al alloy was prepared by adding at least one of Co, Zr, Ti, Ni and Cr to an Al-9Zn-3Mg-1.5Cu-4Mn-Ag alloy. The chemical composition of each alloy is shown in Table 5 and the tensile strength is shown in Table 6. The powder preparation by the Ar atomizing method, the method for preparing the compact, the T6 treatment conditions, etc. are the same as in Example 1.

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】[0055]

【表6】 [Table 6]

【0056】実施例4 Al−9Zn−3Mg−1.5Cu−4Mnー0.02
Agに0.1〜0.5%のSiを添加し、Al合金を調
製した。
Example 4 Al-9Zn-3Mg-1.5Cu-4Mn-0.02
0.1 to 0.5% of Si was added to Ag to prepare an Al alloy.

【0057】各合金粉末の化学組成を表7に示し、引張
強度を表8に示す。なお、Arアトマイズ法による粉末
作製、成形体調製法、T6処理法などは、実施例1と同
様である。
The chemical composition of each alloy powder is shown in Table 7, and the tensile strength is shown in Table 8. The powder preparation by the Ar atomizing method, the method for preparing a compact, the T6 treatment method and the like are the same as in Example 1.

【0058】[0058]

【表7】 [Table 7]

【0059】[0059]

【表8】 [Table 8]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 幸平 大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目6番8 号 東洋アルミニウム株式会社内 (72)発明者 横手 隆昌 大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目6番8 号 東洋アルミニウム株式会社内 (72)発明者 長村 光造 京都府京都市左京区山端壱町田町1−7 ハイツエンペラー修学院501 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Kohei Kubo, 3-6-8, Kutaro-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Toyo Aluminum Co., Ltd. (72) Takamasa Yokote 3-chome, Kutaro-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 6-8 Toyo Aluminum Co., Ltd. (72) Inventor Kozo Nagamura 1-7 Yamada Ichimachi Tamachi, Sakyo-ku, Kyoto Prefecture Heights Emperor Shugakuin 501

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Zn5〜11%、Mg2〜4.5%、Cu
0.5〜2%およびAg0.01〜0.5%含み、残部
が実質的にAlからなるAl合金急冷凝固粉末。
1. Zn5-11%, Mg2-4.5%, Cu
An Al alloy rapidly solidified powder containing 0.5 to 2% and 0.01 to 0.5% of Ag, and the balance substantially consisting of Al.
【請求項2】Mn2〜6%をさらに含有する請求項1に
記載のAl合金急冷凝固粉末。
2. The Al alloy rapidly solidified powder according to claim 1, further containing 2 to 6% of Mn.
【請求項3】Co、Cr、Ni、ZrおよびTiから選
ばれた少なくとも1種の元素0.01〜2.0%をさら
に含有する請求項1または2に記載のAl合金急冷凝固
粉末。
3. The Al alloy rapidly solidified powder according to claim 1, further comprising 0.01 to 2.0% of at least one element selected from Co, Cr, Ni, Zr and Ti.
【請求項4】Siおよび/またはCaを1%までの範囲
でさらに含有する請求項1乃至3のいずれかに記載のA
l合金急冷凝固粉末。
4. A according to claim 1, further containing Si and / or Ca in a range of up to 1%.
l Alloy rapidly solidified powder.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載のAl合
金急冷凝固粉末を空気中、真空中または不活性ガス雰囲
気中で熱間固化成形した後、得られた成形体を時効処理
して強度を高めることを特徴とするアルミニウム合金成
形材の製造方法。
5. The rapidly solidified Al alloy rapidly solidified powder according to any one of claims 1 to 4 is hot-solidified in air, in a vacuum or in an inert gas atmosphere, and then the resulting compact is aged. A method for manufacturing an aluminum alloy molded material, which is characterized by increasing strength.
JP7840994A 1994-03-28 1994-04-18 Production of rapidly solidified aluminum powder and aluminum alloy compact Pending JPH07316601A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7840994A JPH07316601A (en) 1994-03-28 1994-04-18 Production of rapidly solidified aluminum powder and aluminum alloy compact

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-57740 1994-03-28
JP5774094 1994-03-28
JP7840994A JPH07316601A (en) 1994-03-28 1994-04-18 Production of rapidly solidified aluminum powder and aluminum alloy compact

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07316601A true JPH07316601A (en) 1995-12-05

Family

ID=26398812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7840994A Pending JPH07316601A (en) 1994-03-28 1994-04-18 Production of rapidly solidified aluminum powder and aluminum alloy compact

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07316601A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006522871A (en) * 2003-04-10 2006-10-05 コラス・アルミニウム・バルツプロドウクテ・ゲーエムベーハー Al-Zn-Mg-Cu alloy
JP2006522872A (en) * 2003-04-10 2006-10-05 コラス・アルミニウム・バルツプロドウクテ・ゲーエムベーハー High strength Al-Zn alloy and method for producing such an alloy product
JP2006274435A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Kyoto Univ Aluminum alloy shaping material and its production method
JP2008045157A (en) * 2006-08-11 2008-02-28 Horikawa Inc Spectacles component made of ultrahigh-tensile aluminum powder alloy and method for producing the same
JP2009035766A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Kobe Steel Ltd HIGH-FATIGUE-STRENGTH Al ALLOY AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
CN101818291A (en) * 2010-04-26 2010-09-01 中南大学 Al-Cu-Mg-Ag powdered metallurgical heat-resisting aluminum alloy and preparation method thereof
GB2460780B (en) * 2007-02-28 2011-06-01 Kobe Steel Ltd High strength and high-ductility Al alloy and process for production of the same
CN102776419A (en) * 2012-07-24 2012-11-14 东莞市闻誉实业有限公司 Closed cell foam aluminum alloy and preparation method thereof
CN110684913A (en) * 2019-10-12 2020-01-14 中国兵器科学研究院宁波分院 Preparation method of ultrahigh-strength and high-toughness aluminum alloy
WO2023181304A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 三菱電機株式会社 Aluminum alloy and aluminum alloy production method

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006522871A (en) * 2003-04-10 2006-10-05 コラス・アルミニウム・バルツプロドウクテ・ゲーエムベーハー Al-Zn-Mg-Cu alloy
JP2006522872A (en) * 2003-04-10 2006-10-05 コラス・アルミニウム・バルツプロドウクテ・ゲーエムベーハー High strength Al-Zn alloy and method for producing such an alloy product
JP2012214905A (en) * 2003-04-10 2012-11-08 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Al-Zn-Mg-Cu ALLOY
JP2006274435A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Kyoto Univ Aluminum alloy shaping material and its production method
JP2008045157A (en) * 2006-08-11 2008-02-28 Horikawa Inc Spectacles component made of ultrahigh-tensile aluminum powder alloy and method for producing the same
GB2460780B (en) * 2007-02-28 2011-06-01 Kobe Steel Ltd High strength and high-ductility Al alloy and process for production of the same
US8444777B2 (en) 2007-02-28 2013-05-21 Kobe Steel, Ltd. High-strength and high-ductility Al alloy and process for production of the same
JP2009035766A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Kobe Steel Ltd HIGH-FATIGUE-STRENGTH Al ALLOY AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
CN101818291A (en) * 2010-04-26 2010-09-01 中南大学 Al-Cu-Mg-Ag powdered metallurgical heat-resisting aluminum alloy and preparation method thereof
CN102776419A (en) * 2012-07-24 2012-11-14 东莞市闻誉实业有限公司 Closed cell foam aluminum alloy and preparation method thereof
CN110684913A (en) * 2019-10-12 2020-01-14 中国兵器科学研究院宁波分院 Preparation method of ultrahigh-strength and high-toughness aluminum alloy
WO2023181304A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 三菱電機株式会社 Aluminum alloy and aluminum alloy production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1778887B1 (en) An al-si-mg-zn-cu alloy for aerospace and automotive castings
JP5059512B2 (en) High strength, high ductility Al alloy and method for producing the same
EP1640466B1 (en) Magnesium alloy and production process thereof
JP5326114B2 (en) High strength copper alloy
JPH02503331A (en) Magnesium alloy with high mechanical resistance and manufacturing method by rapid solidification of the alloy
JPWO2006036033A1 (en) High strength high toughness metal and method for producing the same
JPWO2007111342A1 (en) High strength and high toughness magnesium alloy and method for producing the same
EP1882753A1 (en) Aluminium alloy
EP0436952A1 (en) Aluminium-alloy powder, sintered aluminium-alloy, and method for producing the sintered aluminum-alloy
JPH05179384A (en) High strength and high toughness aluminum alloy manufactured by spray deposition method
JP2007092117A (en) Aluminum alloy with high strength and low specific gravity
JP2761085B2 (en) Raw material powder for Al-Si based alloy powder sintered parts and method for producing sintered parts
EP0258758B1 (en) Dispersion strengthened aluminum alloys
JP5111005B2 (en) Manufacturing method of high fatigue strength Al alloy
JP2008075183A (en) High-strength and high-toughness metal and process for producing the same
JPH07316601A (en) Production of rapidly solidified aluminum powder and aluminum alloy compact
JP2703840B2 (en) High strength hypereutectic A1-Si powder metallurgy alloy
CN112626376A (en) Aluminum alloy powder and method for producing same, aluminum alloy product and method for producing same
US5366691A (en) Hyper-eutectic aluminum-silicon alloy powder and method of preparing the same
JP2807374B2 (en) High-strength magnesium-based alloy and its solidified material
JPH05179383A (en) Aluminum alloy having fine crystallized grain manufacture by spray deposition method
JP4925028B2 (en) Aluminum alloy molding material
EP0592665B1 (en) Hypereutectic aluminum/silicon alloy powder and production thereof
JP3283550B2 (en) Method for producing hypereutectic aluminum-silicon alloy powder having maximum crystal grain size of primary silicon of 10 μm or less
JPH02225635A (en) Manufacture of al-si alloy member having low thermal expansion coefficient, excellent wear resistance and high toughness