JPH11172360A - 材料流動性の優れたBe−Al系合金 - Google Patents

材料流動性の優れたBe−Al系合金

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JPH11172360A
JPH11172360A JP33703897A JP33703897A JPH11172360A JP H11172360 A JPH11172360 A JP H11172360A JP 33703897 A JP33703897 A JP 33703897A JP 33703897 A JP33703897 A JP 33703897A JP H11172360 A JPH11172360 A JP H11172360A
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alloy
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JP33703897A
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Shuhei Ishikawa
修平 石川
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C25/00Alloys based on beryllium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium

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Abstract

(57)【要約】 【課題】Be−Al系合金の材料流動性を有利に改善して、
成形時における押し出し圧力の低減およびそれに伴うダ
イス寿命の延長、さらには安価な坩堝材料の使用を可能
ならしめる。 【解決手段】Be−Al系合金において、材料流動性改善成
分としてMgを 1.0wt%以下の範囲で含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ハードディスクのア
クチュエーター等の用途に用いて好適なBe−Al系合金に
関し、特にその材料流動性を向上させることによって、
成形性ひいては生産能率の有利な向上を図ろうとするも
のである。
【0002】
【従来技術】ハードディスクのアクチュエーター等の用
途においては、最近、軽量でかつ強度(ヤング率)の高
い材料としてBe−Al系合金が注目を浴びている。このBe
−Al系合金は、通常、真空鋳造法によって鋳塊を作製し
た後、押し出し、圧延、引き抜き、鍛造等の成形加工を
経て製品とされ、その組織は、ベリリウムリッチ相とア
ルミリッチ相とが混在した複合組織となっている。
【0003】ところで、かかるBe−Al系合金を、真空鋳
造後、押し出し加工によって成形しようとする場合、材
料流動性があまり良くないため、(1) 高い押し出し圧力
を必要とする、(2) 高い圧力で押し出し成形するため、
ダイスの損耗が著しく、ダイス寿命が短いというところ
に問題を残していた。
【0004】また、上記した真空鋳造によってBe−Al鋳
塊を製造する場合、坩堝材料として製造法が難しいため
高価なベリリア(BeO)磁器を必要とするところにも問
題を残していた。というのは、坩堝材料として、例えば
安価なアルミナを用いた場合には、Beの還元力が強いた
めに、次式 Al2O3+3Be(Liq)→2Al(Liq)+3BeO の反応によってアルミナが溶解し、坩堝に穴が開いてし
まうおそれがあったからである。
【0005】上記の問題を解決するものとして、Beの粉
末とAlの粉末とを混合し、Alのみを溶解して成形する方
法が提案された(米国特許第5551997 号)けれども、こ
の方法には、(1) Be,Alの粉末同士が十分に結合しない
ため、脆い、(2) Be粉末およびAl粉末をそれぞれ作る必
要があるため、手間がかかるだけでなく、コストが嵩
む、(3) Al粉末を作る際に、爆発の危険がある等の欠点
があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を有利に解決するもので、Be−Al系合金の材料流動性
を有利に改善して、成形時における押し出し圧力の低減
およびそれに伴うダイス寿命の延長、さらには安価な坩
堝材料の使用を可能ならしめた材料流動性の優れたBe−
Al系合金を提案することを目的とする。
【0007】すなわち、この発明は、Be:30〜95wt%お
よびMg:1.0 wt%以下を含み、残部は実質的にAlの組成
になることを特徴とする材料流動性の優れたBe−Al系合
金である。
【0008】この発明では、上記した基本組成に対し、
アルミリッチ相の強化成分として、さらにSi:0.5 〜5.
0 wt%、Ag:0.2 〜5.0 wt%およびZr:0.2 〜5.0 wt%
のうちから選んだ少なくとも一種を、またベリリウムリ
ッチ相の強化成分として、さらにCo:0.05〜5.0 wt%、
Ni:0.05〜5.0 wt%およびCu:0.05〜5.0 wt%のうちか
ら選んだ少なくとも一種を、さらに展延性の改善成分と
して、さらにSr:0.005 〜0.3 wt%およびSb:0.005 〜
0.3 wt%のうちから選んだ一種または二種を含有させる
ことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】まず、この発明において、合金の
成分組成を上記の範囲に限定した理由について説明す
る。 Be:30〜95wt% Beは、Alと共晶組織を形成して、強度および硬度を向上
させる有用元素であるが、含有量が30wt%に満たないと
十分な強度、硬度の改善効果が得られず、一方95wt%を
超えると加工性が急激に劣化するので、Beは30〜95wt%
の範囲で含有させるものとした。
【0010】Mg:1.0 wt%以下 Mgは、この発明において特に重要な元素であり、このMg
を少量添加することによって、Be−Al系合金の材料流動
性を飛躍的に向上させることができる。しかしながら、
含有量が 1.0wt%を超えるとヤング率の著しい低下を招
くので、Mgの添加量は 1.0wt%以下に限定した。なお、
このMgは、微量の添加でもそれなりの効果があるので、
下限値は特に設定しないが、良好な材料流動性を得て、
十分な押し出し圧力の低減を達成するためには、0.05wt
%以上添加することが好ましい。
【0011】Si:0.5 〜5.0 wt%、Ag:0.2 〜5.0 wt
%、Zr:0.2 〜5.0 wt% Si、AgおよびZrはいずれも、アルミリッチ相の強化成分
として有効に寄与するが、含有量があまりに少ないとそ
の添加効果に乏しく、一方あまりに多くなると密度が大
きくなり、BeAlに求められる本来の特性を十分に活かせ
なくなるので、それぞれ上記の範囲で含有させるものと
した。
【0012】Co:0.05〜5.0 wt%、Ni:0.05〜5.0 wt
%、Cu:0.05〜5.0 wt% Co、NiおおよびCuはいずれも、ベリリウムリッチ相の強
化成分として有効に寄与するが、含有量があまりに少な
いとその添加効果に乏しく、一方あまりに多くなるとや
はり密度が大きくなって、BeAl本来の特性を十分に活か
せなくなるので、それぞれ上記の範囲で含有させるもの
とした。
【0013】Sr:0.005 〜0.3 wt%、Sb:0.005 〜0.3
wt% SrおよびSbはそれぞれ、展延性の改善成分として有用な
元素であるが、いずれも 0.005wt%に満たないとその添
加効果に乏しく、一方 0.3wt%を超えるとその効果は飽
和に達し、むしろコストの上昇を招くので、それぞれ
0.005〜0.3 wt%の範囲で含有させるものとした。
【0014】上記したように、Be−Al系合金において、
Mgを 1.0wt%以下の範囲で含有させることによって、材
料流動性を飛躍的に向上させることができ、その結果、
押し出し成形時における圧力を格段に低減することがで
きるのである。なお、Mgの添加時期については、原料溶
解時に、最初から所定量を添加しても勿論良いが、坩堝
としてマグネシア(MgO)坩堝を用い、鋳込み時にこの
坩堝からMgを混入させるようにしても良い。この場合
は、酸化消耗し易いMgを溶解時に添加する必要がなく、
またコスト的に安価なマグネシアを利用できるので、コ
ストの面でより有利である。また、この際に還元される
Mg量は 1.0wt%以下であり、従ってアルミナを用いた時
のように坩堝に穴が開くおそれもない。
【0015】
【実施例】実施例1 表1に示す成分組成になる鋳塊(寸法:70mmφ×250 m
m)を、温度:490 ℃、押し出し比=10の条件下でダイ
スを用いて押し出し成形した。押し出し時における押し
出し圧力、製品のヤング率およびダイス寿命について調
べた結果を表1に併記する。なお、ダイス寿命は、Beと
Alの組成比率がほぼ同じ材料について、Mgを含まない従
来材の寿命を基準(寿命指数=1.0)とし、Mgを含有させ
た場合に寿命がどの程度延びたかを、指数表示した。ま
た、図中に*を示したものは、坩堝としてマグネシア
(MgO)坩堝を用い、鋳込み時にこの坩堝からMgを添加
したものである。
【0016】
【表1】
【0017】同表より明らかなように、この発明に従い
Mgを適量含有させたBe−Al系合金では、ヤング率の低下
をほとんど招くことなしに、押し出し圧力を格段に低減
することができた。
【0018】実施例2 表2に示す成分組成になる鋳塊を、実施例1と同様の条
件で押し出し成形した。押し出し時における押し出し圧
力、製品のヤング率およびダイス寿命について調べた結
果を表2に併記する。
【0019】
【表2】
【0020】実施例1と同様、この発明に従いMgを適量
含有させたBe−Al系合金は、ヤング率の低下を招くこと
なしに、押し出し圧力の大幅な低減が達成されている。
【0021】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、Be−Al系
合金について、真空溶解鋳造後における材料の材料流動
性を著しく向上させて、成形性ひいては生産性の有利な
向上を図ることができ、特に成形加工として押し出し加
工を実施する場合には、押し出し圧力を格段に低減し
て、高い押し出し比を採用することができ、さらにはダ
イス寿命についてもその延長を図ることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Be:30〜95wt%および Mg:1.0 wt%以下 を含み、残部は実質的にAlの組成になることを特徴とす
    る材料流動性の優れたBe−Al系合金。
  2. 【請求項2】 請求項1において、合金組成が、さらに Si:0.5 〜5.0 wt%、 Ag:0.2 〜5.0 wt%および Zr:0.2 〜5.0 wt% のうちから選んだ少なくとも一種を含有する組成になる
    ことを特徴とする材料流動性の優れたBe−Al系合金。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、合金組成
    が、さらに Co:0.05〜5.0 wt%、 Ni:0.05〜5.0 wt%および Cu:0.05〜5.0 wt% のうちから選んだ少なくとも一種を含有する組成になる
    ことを特徴とする材料流動性の優れたBe−Al系合金。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3において、合金組
    成が、さらに Sr:0.005 〜0.3 wt%および Sb:0.005 〜0.3 wt% のうちから選んだ一種または二種を含有する組成になる
    ことを特徴とする材料流動性の優れたBe−Al系合金。
JP33703897A 1997-12-08 1997-12-08 材料流動性の優れたBe−Al系合金 Pending JPH11172360A (ja)

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