JPH10204566A - 陽極酸化処理性に優れた高強度耐摩耗アルミニウム合金材およびその製造方法 - Google Patents
陽極酸化処理性に優れた高強度耐摩耗アルミニウム合金材およびその製造方法Info
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- JPH10204566A JPH10204566A JP1759297A JP1759297A JPH10204566A JP H10204566 A JPH10204566 A JP H10204566A JP 1759297 A JP1759297 A JP 1759297A JP 1759297 A JP1759297 A JP 1759297A JP H10204566 A JPH10204566 A JP H10204566A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 陽極酸化処理性に優れ、高強度および耐摩耗
性をそなえ、とくにピストン、スクロールなど空調機器
のコンプレッサ部品用材料として好適に使用できるアル
ミニウム合金材を提供する。 【解決手段】 Ｓｉ:6〜12％、Ｆｅ:0.1〜1.0 ％、Ｃ
ｕ:1.0〜5.0 ％、Ｍｎ:0.1〜1.0 ％、Ｍｇ:0.4〜2.0
％、Ｔｉ:0.01 〜0.3 ％、Ｓｒ:0.005〜0.2 ％を含有
し、不純物としてのＮｉを0.05％未満に制限し、残部Ａ
ｌおよび不純物からなり、合金マトリックス中に分散す
る共晶Ｓｉの平均粒径が1.5 〜5.0 μm であり、該平均
粒径の共晶Ｓｉが3000〜20000 個/mm2、好ましくは5000
個/mm2以上10000個/mm2未満存在している。
性をそなえ、とくにピストン、スクロールなど空調機器
のコンプレッサ部品用材料として好適に使用できるアル
ミニウム合金材を提供する。 【解決手段】 Ｓｉ:6〜12％、Ｆｅ:0.1〜1.0 ％、Ｃ
ｕ:1.0〜5.0 ％、Ｍｎ:0.1〜1.0 ％、Ｍｇ:0.4〜2.0
％、Ｔｉ:0.01 〜0.3 ％、Ｓｒ:0.005〜0.2 ％を含有
し、不純物としてのＮｉを0.05％未満に制限し、残部Ａ
ｌおよび不純物からなり、合金マトリックス中に分散す
る共晶Ｓｉの平均粒径が1.5 〜5.0 μm であり、該平均
粒径の共晶Ｓｉが3000〜20000 個/mm2、好ましくは5000
個/mm2以上10000個/mm2未満存在している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度、高耐摩耗
性が要求されるピストン、スクロールなどの空調機器の
コンプレッサ部品用材料などに好適な陽極酸化処理性に
優れた高強度耐摩耗アルミニウム合金材およびその製造
方法に関する。
性が要求されるピストン、スクロールなどの空調機器の
コンプレッサ部品用材料などに好適な陽極酸化処理性に
優れた高強度耐摩耗アルミニウム合金材およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ピストン、スクロールなど空調機器のコ
ンプレッサ部品には、ＡＣ４Ｃ、Ａ３９０などＡｌ−Ｓ
ｉ系の鋳物材やＡｌ−Ｓｉ系の展伸材、４０３２合金の
押出材、鍛造材をＴ６処理し、あるいはＴ６処理後機械
加工した材料が適用されており、強度、耐摩耗性をさら
に向上させるため、Ｃｕ、Ｍｇ含有量を調整した材料が
使用されている。
ンプレッサ部品には、ＡＣ４Ｃ、Ａ３９０などＡｌ−Ｓ
ｉ系の鋳物材やＡｌ−Ｓｉ系の展伸材、４０３２合金の
押出材、鍛造材をＴ６処理し、あるいはＴ６処理後機械
加工した材料が適用されており、強度、耐摩耗性をさら
に向上させるため、Ｃｕ、Ｍｇ含有量を調整した材料が
使用されている。
【０００３】上記の合金材は、Ｔ６処理後に優れた強
度、耐摩耗性をそなえたものとなるが、同種の合金材同
士が摩耗するような部材に使用される場合、互いに焼き
付きを起こして凝着摩耗を生じ、合金本来の特性が得ら
れない場合がある。また、これらの合金材にはＣｕが多
く含まれているために耐食性が良好ではない。
度、耐摩耗性をそなえたものとなるが、同種の合金材同
士が摩耗するような部材に使用される場合、互いに焼き
付きを起こして凝着摩耗を生じ、合金本来の特性が得ら
れない場合がある。また、これらの合金材にはＣｕが多
く含まれているために耐食性が良好ではない。
【０００４】このため、これらＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系また
はＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金材は、使用環境や接触
する相手材の条件によっては、材料表面を保護するた
め、素材の表面に陽極酸化皮膜を形成して使用される。
しかしながら、これらの合金材中には、Ａｌ母材よりも
電流が流れ難い共晶および初晶Ｓｉが多く存在するた
め、陽極酸化処理時、素材表面での電流の流れが不均一
となり、形成される陽極酸化皮膜の厚さに不均一が生じ
易く、耐摩耗性、耐食性など得べき特性が得られない場
合がある。
はＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金材は、使用環境や接触
する相手材の条件によっては、材料表面を保護するた
め、素材の表面に陽極酸化皮膜を形成して使用される。
しかしながら、これらの合金材中には、Ａｌ母材よりも
電流が流れ難い共晶および初晶Ｓｉが多く存在するた
め、陽極酸化処理時、素材表面での電流の流れが不均一
となり、形成される陽極酸化皮膜の厚さに不均一が生じ
易く、耐摩耗性、耐食性など得べき特性が得られない場
合がある。
【０００５】材料表面にＮｉ−Ｐメッキなどのメッキ処
理を行い、摩耗する部材の両方または片方に保護皮膜を
生成し、耐摩耗性、耐食性を付与する手段も行われてい
るが、このメッキ処理はコスト面で問題がある。
理を行い、摩耗する部材の両方または片方に保護皮膜を
生成し、耐摩耗性、耐食性を付与する手段も行われてい
るが、このメッキ処理はコスト面で問題がある。
【０００６】例えば、Ａｌ−10％Ｓｉに0.01％Ｓｂを添
加し、必要に応じて、4.0 ％までのＣｕ、1.8 ％までの
Ｍｇ、2.5 ％までのＮｉを加えた合金の鍛造材に、平均
粒子径2 〜8 μm の共晶Ｓｉを10,000〜30,000個/mm2の
範囲で均一分散させることにより、陽極酸化皮膜を施す
ことなしにスクロール間の焼付けや亀裂を防止しようと
する材料も提案されているが（特開昭64-65242号公報)
、使用環境によっては十分な耐摩耗性が得られない場
合も少なくない。
加し、必要に応じて、4.0 ％までのＣｕ、1.8 ％までの
Ｍｇ、2.5 ％までのＮｉを加えた合金の鍛造材に、平均
粒子径2 〜8 μm の共晶Ｓｉを10,000〜30,000個/mm2の
範囲で均一分散させることにより、陽極酸化皮膜を施す
ことなしにスクロール間の焼付けや亀裂を防止しようと
する材料も提案されているが（特開昭64-65242号公報)
、使用環境によっては十分な耐摩耗性が得られない場
合も少なくない。
【０００７】Ｓｉ:6.0〜15.0％、Ｆｅ:0.1〜1.0 ％、Ｃ
ｕ:1.0〜3.0 ％、Ｍｇ:0.2〜1.5 ％、Ｍｎ:0.1〜0.5
％、Ｃｒ:0.05 〜0.5 ％、Ｎｉ:0.05 〜1.0 ％、Ｓｒ:
0.02 〜0.1 ％、Ｔｉ:0.3％以下を含有し、残部Ａｌと
不可避的不純物からなるコンプレッサ部品用材料も提案
されているが（特開平5-287427号公報、特開平7-197164
号公報) 、この材料は押出性、鍛造性など加工性に難点
がある。
ｕ:1.0〜3.0 ％、Ｍｇ:0.2〜1.5 ％、Ｍｎ:0.1〜0.5
％、Ｃｒ:0.05 〜0.5 ％、Ｎｉ:0.05 〜1.0 ％、Ｓｒ:
0.02 〜0.1 ％、Ｔｉ:0.3％以下を含有し、残部Ａｌと
不可避的不純物からなるコンプレッサ部品用材料も提案
されているが（特開平5-287427号公報、特開平7-197164
号公報) 、この材料は押出性、鍛造性など加工性に難点
がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、空調機器の
コンプレッサ部品用材料における従来の上記問題点を解
消するためになされたものであり、その目的は、優れた
強度をそなえるとともに、４０３２合金と同等の良好な
押出性および鍛造性を有し、表面に陽極酸化皮膜を形成
して確実に耐摩耗性、耐食性を与えるために、陽極酸化
処理性をも向上させたアルミニウム合金材およびその製
造方法を提供することにある。
コンプレッサ部品用材料における従来の上記問題点を解
消するためになされたものであり、その目的は、優れた
強度をそなえるとともに、４０３２合金と同等の良好な
押出性および鍛造性を有し、表面に陽極酸化皮膜を形成
して確実に耐摩耗性、耐食性を与えるために、陽極酸化
処理性をも向上させたアルミニウム合金材およびその製
造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による陽極酸化処理性に優れた高強度耐摩耗
性アルミニウム合金材は、Ｓｉ:6〜12％、Ｆｅ:0.1〜1.
0 ％、Ｃｕ:1.0〜5.0％、Ｍｎ:0.1〜1.0 ％、、Ｍｇ:0.
4〜2.0 ％、Ｔｉ0.01〜0.3 ％、Ｓｒ:0.005〜0.2 ％を
含有し、不純物としてのＮｉを0.05％未満に制限し、残
部Ａｌおよび不純物からなり、マトリックス中に分散す
る共晶Ｓｉの平均粒径が1.5 〜5.0 μmであり、該平均
粒径の共晶Ｓｉ粒子が3000〜20000 個/mm2未満存在して
いることを構成上の第１の特徴とする。
めの本発明による陽極酸化処理性に優れた高強度耐摩耗
性アルミニウム合金材は、Ｓｉ:6〜12％、Ｆｅ:0.1〜1.
0 ％、Ｃｕ:1.0〜5.0％、Ｍｎ:0.1〜1.0 ％、、Ｍｇ:0.
4〜2.0 ％、Ｔｉ0.01〜0.3 ％、Ｓｒ:0.005〜0.2 ％を
含有し、不純物としてのＮｉを0.05％未満に制限し、残
部Ａｌおよび不純物からなり、マトリックス中に分散す
る共晶Ｓｉの平均粒径が1.5 〜5.0 μmであり、該平均
粒径の共晶Ｓｉ粒子が3000〜20000 個/mm2未満存在して
いることを構成上の第１の特徴とする。
【００１０】また、さらにＣｒ:0.3％以下、Ｚｒ:0.3％
以下、Ｖ:0.1％以下、Ｂ:0.08 ％以下のうちの１種また
は２種以上を含有すること、およびマトリックス中に分
散する共晶Ｓｉの平均粒径が1.5 〜5.0 μm であり、該
平均粒径の共晶Ｓｉ粒子がマトリックス中に5000個/mm2
以上10000 個/mm2未満存在していることを第２および第
３の特徴とする。
以下、Ｖ:0.1％以下、Ｂ:0.08 ％以下のうちの１種また
は２種以上を含有すること、およびマトリックス中に分
散する共晶Ｓｉの平均粒径が1.5 〜5.0 μm であり、該
平均粒径の共晶Ｓｉ粒子がマトリックス中に5000個/mm2
以上10000 個/mm2未満存在していることを第２および第
３の特徴とする。
【００１１】本発明による陽極酸化処理性に優れた高強
度耐摩耗性アルミニウム合金材の製造方法は、上記の組
成を有するアルミニウム合金の鋳塊を、480 〜530 ℃の
温度で4 時間以上の時間均質化処理した後、押出加工す
ることを第１の特徴とし、アルミニウム合金鋳塊の均質
化処理を480 ℃以上500 ℃未満の温度で行うことを第２
の特徴とする。
度耐摩耗性アルミニウム合金材の製造方法は、上記の組
成を有するアルミニウム合金の鋳塊を、480 〜530 ℃の
温度で4 時間以上の時間均質化処理した後、押出加工す
ることを第１の特徴とし、アルミニウム合金鋳塊の均質
化処理を480 ℃以上500 ℃未満の温度で行うことを第２
の特徴とする。
【００１２】本発明におけるアルミニウム合金中の合金
成分の意義および限定範囲について説明すると、Ｓｉは
Ｍｇと共存してＭｇ2 Ｓｉ粒子を析出して強度を向上さ
せ、共晶Ｓｉの分布により強度、耐摩耗性を高める。好
ましい含有範囲は6 〜12％であり、6 ％未満ではその効
果が小さく、12％を越えると、粗大な初晶Ｓｉが析出し
て熱間および冷間での加工性を低下させ、陽極酸化処理
性を害する。Ｓｉのさらに好ましい含有範囲は8 〜11％
である。
成分の意義および限定範囲について説明すると、Ｓｉは
Ｍｇと共存してＭｇ2 Ｓｉ粒子を析出して強度を向上さ
せ、共晶Ｓｉの分布により強度、耐摩耗性を高める。好
ましい含有範囲は6 〜12％であり、6 ％未満ではその効
果が小さく、12％を越えると、粗大な初晶Ｓｉが析出し
て熱間および冷間での加工性を低下させ、陽極酸化処理
性を害する。Ｓｉのさらに好ましい含有範囲は8 〜11％
である。
【００１３】ＦｅはＭｎと共存してＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系
やＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粒子を析出し、再結晶粒
を微細化し、加工性を向上させるよう機能する。好まし
い含有範囲は0.1 〜1.0 ％であり、0.1 ％未満ではその
効果が十分でなく、1.0 ％を越えると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓ
ｉ系の粗大晶出物が増加し、加工性および陽極酸化処理
性を害する。Ｆｅのさらに好ましい含有範囲は0.1 〜0.
5 ％である。
やＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粒子を析出し、再結晶粒
を微細化し、加工性を向上させるよう機能する。好まし
い含有範囲は0.1 〜1.0 ％であり、0.1 ％未満ではその
効果が十分でなく、1.0 ％を越えると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓ
ｉ系の粗大晶出物が増加し、加工性および陽極酸化処理
性を害する。Ｆｅのさらに好ましい含有範囲は0.1 〜0.
5 ％である。
【００１４】ＣｕはＭｇと共存することによりＡｌ−Ｃ
ｕ−Ｍｇ系の粒子を析出し、強度と耐摩耗性の向上に寄
与する。好ましい含有量は1.0 〜5.0 ％の範囲であり、
1.0％未満ではその効果が小さく、5.0 ％を越えると加
工性が低下する。Ｃｕのさらに好ましい含有量は2.5 〜
4.5 ％の範囲である。
ｕ−Ｍｇ系の粒子を析出し、強度と耐摩耗性の向上に寄
与する。好ましい含有量は1.0 〜5.0 ％の範囲であり、
1.0％未満ではその効果が小さく、5.0 ％を越えると加
工性が低下する。Ｃｕのさらに好ましい含有量は2.5 〜
4.5 ％の範囲である。
【００１５】ＭｎはＡｌ−Ｍｎ系やＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−
Ｓｉ系の粒子を析出して再結晶を微細化し、加工性を高
める。好ましい含有範囲は0.1 〜1.0 ％であり、0.1 ％
未満ではその効果が十分でなく、1.0 ％を越えると熱間
での変形抵抗が増大して熱間加工性を低下させ、また、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ系の粗大晶出物が生成して陽極酸化処
理性を害する。Ｍｎのさらに好ましい含有範囲は0.5 〜
0.8 ％である。
Ｓｉ系の粒子を析出して再結晶を微細化し、加工性を高
める。好ましい含有範囲は0.1 〜1.0 ％であり、0.1 ％
未満ではその効果が十分でなく、1.0 ％を越えると熱間
での変形抵抗が増大して熱間加工性を低下させ、また、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ系の粗大晶出物が生成して陽極酸化処
理性を害する。Ｍｎのさらに好ましい含有範囲は0.5 〜
0.8 ％である。
【００１６】Ｍｇは、Ｓｉ、Ｃｕと共存して材料の強度
を向上させ耐摩耗性を高めるよう機能する。Ｍｇの好ま
しい含有量は0.4 〜2.0 ％の範囲であり、0.4 ％未満で
はその効果が小さく、2.0 ％を越えると加工性が低下す
る。Ｍｇのさらに好ましい含有範囲は0.5 〜1.8 ％であ
る。
を向上させ耐摩耗性を高めるよう機能する。Ｍｇの好ま
しい含有量は0.4 〜2.0 ％の範囲であり、0.4 ％未満で
はその効果が小さく、2.0 ％を越えると加工性が低下す
る。Ｍｇのさらに好ましい含有範囲は0.5 〜1.8 ％であ
る。
【００１７】Ｔｉは鋳塊の組織を微細化し、鋳造時の鋳
塊割れを防止する。Ｔｉの好ましい含有量は0.01〜0.3
％の範囲であり、0.01％未満ではその効果が十分でな
く、0.3 ％を越えると巨大な金属間化合物が晶出して、
加工性、陽極酸化処理性を低下させる。Ｔｉのさらに好
ましい含有範囲は0.01〜0.2 ％である。
塊割れを防止する。Ｔｉの好ましい含有量は0.01〜0.3
％の範囲であり、0.01％未満ではその効果が十分でな
く、0.3 ％を越えると巨大な金属間化合物が晶出して、
加工性、陽極酸化処理性を低下させる。Ｔｉのさらに好
ましい含有範囲は0.01〜0.2 ％である。
【００１８】Ｓｒは共晶Ｓｉを微細にし、加工性、耐摩
耗性および陽極酸化処理性を向上させる。好ましい含有
量は0.005 〜0.2 ％の範囲であり、0.005 ％未満ではそ
の効果が小さく、0.2 ％を越えて含有しても効果が低下
する。Ｓｒのさらに好ましい含有量は0.005 〜0.05％で
ある。
耗性および陽極酸化処理性を向上させる。好ましい含有
量は0.005 〜0.2 ％の範囲であり、0.005 ％未満ではそ
の効果が小さく、0.2 ％を越えて含有しても効果が低下
する。Ｓｒのさらに好ましい含有量は0.005 〜0.05％で
ある。
【００１９】Ｃｒ、Ｚｒ、ＶおよびＢは加工後の結晶粒
微細化に効果がある。好ましい含有量は、それぞれＣ
ｒ:0.3％以下、Ｚｒ:0.3％以下、Ｖ:0.1％以下および
Ｂ:0.08％以下であり、下限未満ではその効果が小さ
く、上限を越えると巨大な金属間化合物が晶出して加工
性、陽極酸化処理性を害する。上記元素のさらに好まし
い含有範囲は、Ｃｒ:0.05 〜0.2 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.2
％、Ｖ:0.01 〜0.06％、Ｂ:0.05 ％以下である。
微細化に効果がある。好ましい含有量は、それぞれＣ
ｒ:0.3％以下、Ｚｒ:0.3％以下、Ｖ:0.1％以下および
Ｂ:0.08％以下であり、下限未満ではその効果が小さ
く、上限を越えると巨大な金属間化合物が晶出して加工
性、陽極酸化処理性を害する。上記元素のさらに好まし
い含有範囲は、Ｃｒ:0.05 〜0.2 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.2
％、Ｖ:0.01 〜0.06％、Ｂ:0.05 ％以下である。
【００２０】本発明において合金材中にＮｉが多く含ま
れると押出加工、鍛造加工時の加工性が低下して実生産
上問題となるため、不純物としてのＮｉの含有範囲は0.
05％未満に制限することが重要である。なお、本発明の
アルミニウム合金材中には、0.5 ％以下のＺｎ、200ppm
以下のＢｅが不純物として含有されていても合金材の特
性を害することはない。
れると押出加工、鍛造加工時の加工性が低下して実生産
上問題となるため、不純物としてのＮｉの含有範囲は0.
05％未満に制限することが重要である。なお、本発明の
アルミニウム合金材中には、0.5 ％以下のＺｎ、200ppm
以下のＢｅが不純物として含有されていても合金材の特
性を害することはない。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明においては、上記の組成を
有するアルミニウム合金の鋳塊を、480 〜530 ℃の温度
で4 時間以上の時間均質化処理した後、熱間押出加工す
るのが好ましい。均質化処理により鋳塊中の共晶Ｓｉが
球状化し、凝集して鋳塊中に均一の分散する。均質化処
理温度が480 ℃未満では上記の効果が十分でなく、530
℃を越えると鋳塊に共晶融解が生じるおそれがある。均
質化処理時間が4 時間未満では十分な効果が得難い。さ
らに好ましい均質化処理温度は、480 ℃以上500 ℃未満
の範囲である。
有するアルミニウム合金の鋳塊を、480 〜530 ℃の温度
で4 時間以上の時間均質化処理した後、熱間押出加工す
るのが好ましい。均質化処理により鋳塊中の共晶Ｓｉが
球状化し、凝集して鋳塊中に均一の分散する。均質化処
理温度が480 ℃未満では上記の効果が十分でなく、530
℃を越えると鋳塊に共晶融解が生じるおそれがある。均
質化処理時間が4 時間未満では十分な効果が得難い。さ
らに好ましい均質化処理温度は、480 ℃以上500 ℃未満
の範囲である。
【００２２】本発明においては、合金マトリックス中に
おける共晶Ｓｉの分散状態を特定することが、強度、耐
摩耗性、陽極酸化処理性を向上させるために重要であ
る。本発明における共晶Ｓｉの好ましい分散態様は、合
金マトリックス中に分散する共晶Ｓｉの平均粒径が1.5
〜5.0 μm であり、該平均粒径の共晶Ｓｉをマトリック
ス中に3000〜20000 個/mm2分散させる。
おける共晶Ｓｉの分散状態を特定することが、強度、耐
摩耗性、陽極酸化処理性を向上させるために重要であ
る。本発明における共晶Ｓｉの好ましい分散態様は、合
金マトリックス中に分散する共晶Ｓｉの平均粒径が1.5
〜5.0 μm であり、該平均粒径の共晶Ｓｉをマトリック
ス中に3000〜20000 個/mm2分散させる。
【００２３】共晶Ｓｉの平均粒径が小さ過ぎ、また上記
の範囲の平均粒径を有する共晶Ｓｉの分散個数が多過ぎ
ると、陽極酸化処理時、材料表面における電流の流れが
不均一となり易く、生成する陽極酸化皮膜の不均一を招
く。共晶Ｓｉの平均粒径が大き過ぎ、また上記の範囲の
平均粒径を有する共晶Ｓｉの分散個数が少な過ぎると、
耐摩耗性および陽極酸化処理性低下の原因となる。合金
マトリクッス中に分散する共晶Ｓｉの平均粒径は2.0 〜
4.0 μm がさらに好ましく、該平均粒径の共晶Ｓｉを合
金マトリックス中に5000個/mm2以上10000 個/mm2未満の
範囲で存在させるのがさらに好ましい。
の範囲の平均粒径を有する共晶Ｓｉの分散個数が多過ぎ
ると、陽極酸化処理時、材料表面における電流の流れが
不均一となり易く、生成する陽極酸化皮膜の不均一を招
く。共晶Ｓｉの平均粒径が大き過ぎ、また上記の範囲の
平均粒径を有する共晶Ｓｉの分散個数が少な過ぎると、
耐摩耗性および陽極酸化処理性低下の原因となる。合金
マトリクッス中に分散する共晶Ｓｉの平均粒径は2.0 〜
4.0 μm がさらに好ましく、該平均粒径の共晶Ｓｉを合
金マトリックス中に5000個/mm2以上10000 個/mm2未満の
範囲で存在させるのがさらに好ましい。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ 表１に示す組成を有するアルミニウム合金のビレット
（直径10インチ) を鋳造し、このビレットを490 ℃で12
時間均質化処理した後、間接押出機を用いて押出加工を
行い、直径60mmの押出棒を作製した。押出棒を常法に従
ってＴ６処理し、この押出棒材を試験材として、以下に
示す基準により陽極酸化処理性、耐摩耗性、機械的性質
について評価した。また、試験材断面の共晶Ｓｉの分散
状態を画像解析装置を用いて測定した。
明する。 実施例１ 表１に示す組成を有するアルミニウム合金のビレット
（直径10インチ) を鋳造し、このビレットを490 ℃で12
時間均質化処理した後、間接押出機を用いて押出加工を
行い、直径60mmの押出棒を作製した。押出棒を常法に従
ってＴ６処理し、この押出棒材を試験材として、以下に
示す基準により陽極酸化処理性、耐摩耗性、機械的性質
について評価した。また、試験材断面の共晶Ｓｉの分散
状態を画像解析装置を用いて測定した。
【００２５】陽極酸化処理性：押出棒材の押出方向に垂
直な断面を、旋盤により平滑な面とし、評価用サンプル
とした。サンプルを常法に従って前処理した後、電解浴
として15％硫酸を使用し、一定の浴温、電圧、時間で陽
極酸化処理を行い、サンプル表面に厚さ30μm の陽極酸
皮膜を形成した。得られたサンプルの断面を観察し、任
意の50mm長さでの膜厚を測定して、最も膜厚の薄い部分
の膜厚および平均膜厚により陽極酸化処理性を評価し
た。 ○：平均膜厚27μm 以上で且つ最低膜厚22μm 以上 ×：平均膜厚22μm 未満で且つ最低膜厚17μm 未満 △：○と×の中間
直な断面を、旋盤により平滑な面とし、評価用サンプル
とした。サンプルを常法に従って前処理した後、電解浴
として15％硫酸を使用し、一定の浴温、電圧、時間で陽
極酸化処理を行い、サンプル表面に厚さ30μm の陽極酸
皮膜を形成した。得られたサンプルの断面を観察し、任
意の50mm長さでの膜厚を測定して、最も膜厚の薄い部分
の膜厚および平均膜厚により陽極酸化処理性を評価し
た。 ○：平均膜厚27μm 以上で且つ最低膜厚22μm 以上 ×：平均膜厚22μm 未満で且つ最低膜厚17μm 未満 △：○と×の中間
【００２６】耐摩耗性：大越式摩耗試験機を用いて、摩
耗速度1m/s、摩耗距離200m、荷重3.2kg 、相手材 S50C
(Hv750)の条件で試験を行い、比摩耗量で比較した。 ○：6.0 ×10-7mm2/kg未満 ×：9.0 ×10-7mm2/kg以上 △：6.0 〜9.0 ×10-7mm2/kg
耗速度1m/s、摩耗距離200m、荷重3.2kg 、相手材 S50C
(Hv750)の条件で試験を行い、比摩耗量で比較した。 ○：6.0 ×10-7mm2/kg未満 ×：9.0 ×10-7mm2/kg以上 △：6.0 〜9.0 ×10-7mm2/kg
【００２７】機械的性質：押出棒材の押出方向に平行に
棒材の中央部よりJIS4号試験片を採取し引張試験を行っ
た。引張強さ400MPa、耐力350MPaを合格の基準とした。
棒材の中央部よりJIS4号試験片を採取し引張試験を行っ
た。引張強さ400MPa、耐力350MPaを合格の基準とした。
【００２８】評価結果を表２に示す。表２に示すよう
に、本発明に従う試験材はいずれも、陽極酸化処理性お
よび耐摩耗性に優れ、400MPaを越える引張強さ、350MPa
を越える耐力をそなえていた。
に、本発明に従う試験材はいずれも、陽極酸化処理性お
よび耐摩耗性に優れ、400MPaを越える引張強さ、350MPa
を越える耐力をそなえていた。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】比較例１ 表３に示す組成を有するアルミニウム合金のビレット
を、実施例１と同一の工程で処理し、実施例１と同様
に、陽極酸化処理性、耐摩耗性、機械的性質を評価し、
共晶Ｓｉの分散状態を測定した。結果を表４に示す。な
お、表３、表４において、本発明の条件を外れたものに
は下線を付した。
を、実施例１と同一の工程で処理し、実施例１と同様
に、陽極酸化処理性、耐摩耗性、機械的性質を評価し、
共晶Ｓｉの分散状態を測定した。結果を表４に示す。な
お、表３、表４において、本発明の条件を外れたものに
は下線を付した。
【００３２】
【表３】 《表注》試験材No.28 は4032合金、試験材No.29 はA390合金
【００３３】
【表４】 《表注》平均粒径 ＊：初晶Ｓｉを含む。
【００３４】表４にみられるように、試験材No.15 、18
および22は、それぞれＳｉ、ＣｕおよびＭｇ含有量が少
ないため耐摩耗性が劣る。試験材No.25 および26は、Ｓ
ｒの含有量が多いため、共晶Ｓｉが大きくなり耐摩耗性
が劣っている。試験材No.16、17、21、24および27は、
それぞれＳｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、ＴｉおよびＣｒの含有量が
上限を越えているため粗大な晶出物が生成し、いずれも
陽極酸化処理性がわるい。試験材No.20 はＭｎ量が少な
いため、引張性能が劣っている。
および22は、それぞれＳｉ、ＣｕおよびＭｇ含有量が少
ないため耐摩耗性が劣る。試験材No.25 および26は、Ｓ
ｒの含有量が多いため、共晶Ｓｉが大きくなり耐摩耗性
が劣っている。試験材No.16、17、21、24および27は、
それぞれＳｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、ＴｉおよびＣｒの含有量が
上限を越えているため粗大な晶出物が生成し、いずれも
陽極酸化処理性がわるい。試験材No.20 はＭｎ量が少な
いため、引張性能が劣っている。
【００３５】試験材No.19 および23は、それぞれＣｕお
よびＭｇの含有量が多いため、均質化処理で共晶融解が
生じ、試験材の押出が不可となり、評価を行うことがで
きなかった。均質化処理温度を低くすることにより押出
加工は可能となるが、押出速度が低く、実生産において
コスト上の問題が生じる。試験材No.28 は4032合金、試
験材No.29 はA390合金であり、4032合金は強度に問題が
あり、A390合金は陽極酸化処理性が劣る。
よびＭｇの含有量が多いため、均質化処理で共晶融解が
生じ、試験材の押出が不可となり、評価を行うことがで
きなかった。均質化処理温度を低くすることにより押出
加工は可能となるが、押出速度が低く、実生産において
コスト上の問題が生じる。試験材No.28 は4032合金、試
験材No.29 はA390合金であり、4032合金は強度に問題が
あり、A390合金は陽極酸化処理性が劣る。
【００３６】実施例２、比較例２ 実施例１の試験材No.11 のビレットに、表５に示す条件
で均質化処理を施し、間接押出機により直径60mmの押出
棒を作製した。得られた押出棒を常法に従ってＴ６処理
し、この押出棒材を試験材として、実施例１と同様に、
陽極酸化処理性、耐摩耗性、機械的性質を評価し、共晶
Ｓｉの分散状態を測定した。結果を表５に示す。なお、
表５において、本発明の条件を外れたものには下線を付
した。
で均質化処理を施し、間接押出機により直径60mmの押出
棒を作製した。得られた押出棒を常法に従ってＴ６処理
し、この押出棒材を試験材として、実施例１と同様に、
陽極酸化処理性、耐摩耗性、機械的性質を評価し、共晶
Ｓｉの分散状態を測定した。結果を表５に示す。なお、
表５において、本発明の条件を外れたものには下線を付
した。
【００３７】
【表５】
【００３８】表５に示すように、試験材No.30 は平均粒
径2.2 μm の共晶Ｓｉの個数が10000 個/mm2を越えてい
るため、実生産では許容される範囲ではあるが、陽極酸
化処理性がやや劣る。試験材No.32 は均質化処理温度が
低いため、共晶Ｓｉの分布が多くなり、陽極酸化処理性
が劣る。試験材No.33 は、均質化処理温度が500 ℃以上
の温度で行われたため、共晶Ｓｉの分布が少なく、実生
産では許容される範囲ではあるが、陽極酸化処理性がや
や劣っている。
径2.2 μm の共晶Ｓｉの個数が10000 個/mm2を越えてい
るため、実生産では許容される範囲ではあるが、陽極酸
化処理性がやや劣る。試験材No.32 は均質化処理温度が
低いため、共晶Ｓｉの分布が多くなり、陽極酸化処理性
が劣る。試験材No.33 は、均質化処理温度が500 ℃以上
の温度で行われたため、共晶Ｓｉの分布が少なく、実生
産では許容される範囲ではあるが、陽極酸化処理性がや
や劣っている。
【００３９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、陽極酸
化処理性に優れ、高強度および耐摩耗性をそなえたアル
ミニウム合金材が提供される。当該アルミニウム合金材
は、とくにピストン、スクロールなど空調機器のコンプ
レッサ部品用材料として好適である。
化処理性に優れ、高強度および耐摩耗性をそなえたアル
ミニウム合金材が提供される。当該アルミニウム合金材
は、とくにピストン、スクロールなど空調機器のコンプ
レッサ部品用材料として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ａ ６３０Ｄ ６４０ ６４０Ａ ６８２ ６８２ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｓｉ:6〜12％（重量％、以下同じ）、Ｆ
ｅ:0.1〜1.0 ％、Ｃｕ:1.0〜5.0 ％、Ｍｎ:0.1〜1.0
％、、Ｍｇ:0.4〜2.0 ％、Ｔｉ0.01〜0.3 ％、Ｓｒ:0.0
05〜0.2 ％を含有し、不純物としてのＮｉを0.05％未満
に制限し、残部Ａｌおよび不純物からなり、マトリック
ス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が1.5 〜5.0 μ
m であり、該平均粒径の共晶Ｓｉ粒子が3000〜20000 個
/mm2存在していることを特徴とする陽極酸化処理性に優
れた高強度耐摩耗性アルミニウム合金材。 - 【請求項２】 さらにＣｒ:0.3％以下、Ｚｒ:0.3％以
下、Ｖ:0.1％以下、Ｂ:0.08 ％以下のうちの１種または
２種以上を含有することを特徴とする請求項１記載の陽
極酸化処理性に優れた高強度耐摩耗アルミニウム合金
材。 - 【請求項３】 マトリックス中に分散する共晶Ｓｉの平
均粒径が1.5 〜5.0μm であり、該平均粒径の共晶Ｓｉ
粒子が5000個/mm2以上10000 個/mm2未満存在しているこ
とを特徴とする請求項１または２記載の陽極酸化処理性
に優れた高強度耐摩耗アルミニウム合金材。 - 【請求項４】 請求項１または２記載の組成を有するア
ルミニウム合金の鋳塊を、480 〜530 ℃の温度で4 時間
以上の時間均質化処理した後、押出加工することを特徴
とする陽極酸化処理性に優れた高強度耐摩耗アルミニウ
ム合金材の製造方法。 - 【請求項５】 鋳塊の均質化処理を480 ℃以上500 ℃未
満の温度で行うことを特徴とする請求項4 記載の陽極酸
化処理性に優れた高強度耐摩耗アルミニウム合金材の製
造方法。
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|---|---|---|---|
| JP01759297A JP3261056B2 (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 陽極酸化皮膜の形成容易性および皮膜厚の均一性に優れた高強度耐摩耗性アルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP01759297A JP3261056B2 (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 陽極酸化皮膜の形成容易性および皮膜厚の均一性に優れた高強度耐摩耗性アルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10204566A true JPH10204566A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3261056B2 JP3261056B2 (ja) | 2002-02-25 |
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| JP01759297A Expired - Fee Related JP3261056B2 (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 陽極酸化皮膜の形成容易性および皮膜厚の均一性に優れた高強度耐摩耗性アルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
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| JP2001200326A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐摩耗性アルミニウム合金長尺体およびその製造方法 |
| JP2002212692A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-07-31 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ａｌ−Ｓｉ系合金材の製造方法 |
| JP2003027171A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-01-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐摩耗性アルミニウム合金長尺体およびその製造方法ならびにカーエアコンディショナ用ピストン |
| KR20030092718A (ko) * | 2002-05-31 | 2003-12-06 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 실린더 헤드용 알루미늄 합금 |
| JP2004060571A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Aisin Seiki Co Ltd | 弁開閉時期制御装置 |
| JP2004232087A (ja) * | 2002-11-22 | 2004-08-19 | Showa Denko Kk | アルミニウム合金、棒状材、鍛造成形品、機械加工成形品、それを用いた陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金、摺動部品、及びそれらの製造方法 |
| JP2004269937A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-09-30 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 切削性に優れた耐摩耗Ａｌ−Ｓｉ系合金及びその鋳造方法 |
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| WO2013114582A1 (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | 古河スカイ株式会社 | 耐摩耗性、押出性、鍛造加工性に優れたアルミニウム合金 |
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| US8999080B2 (en) | 2007-07-06 | 2015-04-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Casting aluminum alloy and internal combustion engine cylinder head |
| JPWO2013114582A1 (ja) * | 2012-02-01 | 2015-05-11 | 株式会社Uacj | 耐摩耗性、押出性、鍛造加工性に優れたアルミニウム合金 |
| US9038704B2 (en) | 2011-04-04 | 2015-05-26 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Aluminum alloy compositions and methods for die-casting thereof |
| JP2017014597A (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | いすゞ自動車株式会社 | 遮熱性部品の製造方法 |
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| CN110184510A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-08-30 | 华劲新材料研究院(广州)有限公司 | 一种新型高导热铝合金材料 |
| KR20190133820A (ko) * | 2018-05-24 | 2019-12-04 | (주) 동양에이.케이코리아 | 알루미늄-실리콘 합금 압출재의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 알루미늄-실리콘 합금 압출재 |
| JP2020100863A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 昭和電工株式会社 | コンプレッサー摺動部品用アルミニウム合金、コンプレッサー摺動部品鍛造品およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-01-14 JP JP01759297A patent/JP3261056B2/ja not_active Expired - Fee Related
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