JPH11246953A - Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法 - Google Patents
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法Info
- Publication number
- JPH11246953A JPH11246953A JP5111198A JP5111198A JPH11246953A JP H11246953 A JPH11246953 A JP H11246953A JP 5111198 A JP5111198 A JP 5111198A JP 5111198 A JP5111198 A JP 5111198A JP H11246953 A JPH11246953 A JP H11246953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- phases
- strength
- heat treatment
- working
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ａｌ合金材料のリサイクル方法と、そのため
のＡｌ母相中に種々の第二相が均一で高密度に分散し、
高い冷間加工率を示すとともに、強度、延性バランスに
優れ、さらにリサイクルが可能な新しいＡｌ合金の製造
方法を提供する。 【解決手段】 変形困難な脆性的第二相を複数種類含有
するＡｌ合金バルク材料に対し、塑性加工と熱処理の組
み合わせを繰り返し、各種第二相を分断・破砕・し、こ
れらを均一・高密度にＡｌ母相中に微細分散させる。
のＡｌ母相中に種々の第二相が均一で高密度に分散し、
高い冷間加工率を示すとともに、強度、延性バランスに
優れ、さらにリサイクルが可能な新しいＡｌ合金の製造
方法を提供する。 【解決手段】 変形困難な脆性的第二相を複数種類含有
するＡｌ合金バルク材料に対し、塑性加工と熱処理の組
み合わせを繰り返し、各種第二相を分断・破砕・し、こ
れらを均一・高密度にＡｌ母相中に微細分散させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、Ａｌ合金
材料のリサイクル可能化方法とリサイクル可能な高強度
Ａｌ合金の製造方法に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、展伸材、鍛造材等として有用
な、冷間加工性を有する高強度・高延性を特徴とするＡ
ｌ合金材料のリサイクル可能化方法とそのための高強度
Ａｌ合金の製造方法に関するものである。
材料のリサイクル可能化方法とリサイクル可能な高強度
Ａｌ合金の製造方法に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、展伸材、鍛造材等として有用
な、冷間加工性を有する高強度・高延性を特徴とするＡ
ｌ合金材料のリサイクル可能化方法とそのための高強度
Ａｌ合金の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術のその課題】従来、二次地金は、Ａｌの総
需要の約４割を占めるものの、その利用はＡｌ鋳造品と
ダイカストに集中している。したがって、Ａｌ総需要の
半分以上を占めている圧延品や鍛造品への二次地金の適
用が進まないと、今後のリサイクルの見通しが立たなく
なる。そのために、合金の種類をできるかぎり統一する
ことと、合金系別あるいは用途別の再利用が求められて
いる。
需要の約４割を占めるものの、その利用はＡｌ鋳造品と
ダイカストに集中している。したがって、Ａｌ総需要の
半分以上を占めている圧延品や鍛造品への二次地金の適
用が進まないと、今後のリサイクルの見通しが立たなく
なる。そのために、合金の種類をできるかぎり統一する
ことと、合金系別あるいは用途別の再利用が求められて
いる。
【０００３】しかしながら、回収部材の単一性が十分で
ないことや製品の総生産量に大きな幅があるので、不純
物の混入は避けられない状況にある。たとえばＳｉおよ
びＦｅ元素は、それぞれＡｌ合金における主要不純物の
一つであり、スクラップ材への混入が不可避とされてい
るものである。通常、Ｆｅを０．８％以上含有するＡｌ
鋳造合金では、Ｆｅリッチの金属間化合物（Ａｌ2 Ｆ
ｅ、Ａｌ5 ＳｉＦｅ等）が形成される。通常、凝固した
場合、金属間化合物は粗大針状結晶を呈し、かつ脆性加
工性に乏しく、展伸材および鍛造材への適用も可能も困
難である。さらに、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系過共晶合金では
粗大な初晶Ｓｉ結晶も第二相として存在し、機械的性質
と冷間加工性の改善が不可欠となっている。
ないことや製品の総生産量に大きな幅があるので、不純
物の混入は避けられない状況にある。たとえばＳｉおよ
びＦｅ元素は、それぞれＡｌ合金における主要不純物の
一つであり、スクラップ材への混入が不可避とされてい
るものである。通常、Ｆｅを０．８％以上含有するＡｌ
鋳造合金では、Ｆｅリッチの金属間化合物（Ａｌ2 Ｆ
ｅ、Ａｌ5 ＳｉＦｅ等）が形成される。通常、凝固した
場合、金属間化合物は粗大針状結晶を呈し、かつ脆性加
工性に乏しく、展伸材および鍛造材への適用も可能も困
難である。さらに、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系過共晶合金では
粗大な初晶Ｓｉ結晶も第二相として存在し、機械的性質
と冷間加工性の改善が不可欠となっている。
【０００４】また、通常凝固よりも冷却速度が速いダイ
カストでは、鋳型との焼き付き防止のため微量のＦｅを
添加するが、１％以上の添加は粗大な金属間化合物の形
成が生じるため忌避されている。そのため、Ａｌリサイ
クル利用においては、Ａｌ新地金による希釈の他、電解
法や金属間化合物生成による分離・除去などが研究され
ているものの、工業的に再利用はあまり進んでいない。
カストでは、鋳型との焼き付き防止のため微量のＦｅを
添加するが、１％以上の添加は粗大な金属間化合物の形
成が生じるため忌避されている。そのため、Ａｌリサイ
クル利用においては、Ａｌ新地金による希釈の他、電解
法や金属間化合物生成による分離・除去などが研究され
ているものの、工業的に再利用はあまり進んでいない。
【０００５】そこで、この出願の発明は、以上のとおり
の従来の技術の限界を克服して、産業的にこれまで以上
にＡｌの再利用を可能とするＡｌ合金材料のリサイクル
可能化方法とともに、リサイクルが可能な新しいＡｌ合
金の製造方法を提供することを目的とする。
の従来の技術の限界を克服して、産業的にこれまで以上
にＡｌの再利用を可能とするＡｌ合金材料のリサイクル
可能化方法とともに、リサイクルが可能な新しいＡｌ合
金の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、変形困難な脆性的第二相
を複数種類含有するＡｌ合金バルク材料に対して塑性加
工と熱処理の組合わせを繰り返して各種第二相を分断・
破砕し、Ａｌ母相中に微細分散させて高強度Ａｌ合金と
することを特徴とするＡｌ合金材料のリサイクル可能化
方法（請求項１）を提供する。
の課題を解決するものとして、変形困難な脆性的第二相
を複数種類含有するＡｌ合金バルク材料に対して塑性加
工と熱処理の組合わせを繰り返して各種第二相を分断・
破砕し、Ａｌ母相中に微細分散させて高強度Ａｌ合金と
することを特徴とするＡｌ合金材料のリサイクル可能化
方法（請求項１）を提供する。
【０００７】また、この出願の発明は、上記方法に関連
して、Ａｌ合金バルク材料がＡｌ二次地金である方法
（請求項２）、Ａｌ合金バルク材料は、不純物として、
主としてＳｉ０．０１〜２５ｍａｓｓ％およびＦｅ０．
５〜８ｍａｓｓ％を含有する方法（請求項３）、熱処理
では、共晶温度直下に保持した後に急冷することで第二
相を球状化する方法（請求項４）、塑性加工では、冷間
多パス加工を行う方法（請求項５）も提供する。
して、Ａｌ合金バルク材料がＡｌ二次地金である方法
（請求項２）、Ａｌ合金バルク材料は、不純物として、
主としてＳｉ０．０１〜２５ｍａｓｓ％およびＦｅ０．
５〜８ｍａｓｓ％を含有する方法（請求項３）、熱処理
では、共晶温度直下に保持した後に急冷することで第二
相を球状化する方法（請求項４）、塑性加工では、冷間
多パス加工を行う方法（請求項５）も提供する。
【０００８】さらにまた、この出願の発明は、変形困難
な脆性的第二相を複数種類含有するＡｌ合金バルク材料
に対し、塑性加工と熱処理の組み合わせを繰り返し、各
種第二相を同時に破砕・分断し、これらを均一・高密度
にＡｌ母相中に微細分散させて高強度Ａｌ合金とするこ
とを特徴とするリサイクル可能な高強度Ａｌ合金の製造
方法（請求項６）を提供する。
な脆性的第二相を複数種類含有するＡｌ合金バルク材料
に対し、塑性加工と熱処理の組み合わせを繰り返し、各
種第二相を同時に破砕・分断し、これらを均一・高密度
にＡｌ母相中に微細分散させて高強度Ａｌ合金とするこ
とを特徴とするリサイクル可能な高強度Ａｌ合金の製造
方法（請求項６）を提供する。
【０００９】さらに、この出願の発明は、合金バルク材
料がＳｉを０．０１〜２５ｍａｓｓ％、Ｆｅを０．５〜
８ｍａｓｓ％を含有し、ＳｉおよびＦｅの一方または両
方が主要添加元素とされているＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金
であること（請求項７）、熱処理では、共晶温度直下に
保持した後に急冷することで第二相を球状化すること
（請求項８）、塑性加工は、冷間多パス加工を行うこと
（請求項９）を特徴とするリサイクル可能な高速度アル
ミニウム合金の製造方法も提供する。
料がＳｉを０．０１〜２５ｍａｓｓ％、Ｆｅを０．５〜
８ｍａｓｓ％を含有し、ＳｉおよびＦｅの一方または両
方が主要添加元素とされているＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金
であること（請求項７）、熱処理では、共晶温度直下に
保持した後に急冷することで第二相を球状化すること
（請求項８）、塑性加工は、冷間多パス加工を行うこと
（請求項９）を特徴とするリサイクル可能な高速度アル
ミニウム合金の製造方法も提供する。
【００１０】さらにまた、この発明は、二次地金等の不
純物を含有される金属間化合物等の脆性的第二相を制御
し、その機械的性質および冷間成形能を改善して、Ａｌ
のリサイクルプロセス（請求項４）をも提供する。
純物を含有される金属間化合物等の脆性的第二相を制御
し、その機械的性質および冷間成形能を改善して、Ａｌ
のリサイクルプロセス（請求項４）をも提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】この出願の発明では、上記のよう
に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金を主とする実用Ａｌ合金の
鋳造材、鍛造材および展伸材分野の全般におけるリサイ
クル可能なＡｌ複相合金バルク材料のリサイクル可能化
方法として、そしてその製造方法として、変形可能な複
数種の第二相（Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間加工物、Ｓｉ晶
等）を粉砕・分断、さらには球状化させることによっ
て、Ａｌ母相中に安定に微細分散させることにより、冷
間加工性およびリサイクル性に優れたＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
系合金を安価で効率よく製造すること等を可能にするも
のである。
に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金を主とする実用Ａｌ合金の
鋳造材、鍛造材および展伸材分野の全般におけるリサイ
クル可能なＡｌ複相合金バルク材料のリサイクル可能化
方法として、そしてその製造方法として、変形可能な複
数種の第二相（Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間加工物、Ｓｉ晶
等）を粉砕・分断、さらには球状化させることによっ
て、Ａｌ母相中に安定に微細分散させることにより、冷
間加工性およびリサイクル性に優れたＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
系合金を安価で効率よく製造すること等を可能にするも
のである。
【００１２】さらに、この発明は、第二相の高密度・微
細分布を有する高Ｓｉ−高ＦｅＡｌ合金のリサイクルと
その製造が可能であり、従来、スプレーデポジション法
などにより製造されている強度・延性バランスおよび高
温強度に優れたＡｌ合金バルク材料の製造の新しい方法
による製造を可能にするものである。この発明の方法に
ついてさらにその実施の形態を説明すると、まず、熱処
理では、共晶温度直下に保持して急冷することで金属間
化合物およびＳｉ晶等の第二相を球状化することを適当
としている。
細分布を有する高Ｓｉ−高ＦｅＡｌ合金のリサイクルと
その製造が可能であり、従来、スプレーデポジション法
などにより製造されている強度・延性バランスおよび高
温強度に優れたＡｌ合金バルク材料の製造の新しい方法
による製造を可能にするものである。この発明の方法に
ついてさらにその実施の形態を説明すると、まず、熱処
理では、共晶温度直下に保持して急冷することで金属間
化合物およびＳｉ晶等の第二相を球状化することを適当
としている。
【００１３】具体的には、母相はＡｌであり、Ｓｉを
０．０１〜２５ｍａｓｓ％、Ｆｅを０．５〜８ｍａｓｓ
％含有し、ＳｉおよびＦｅの一方または両方を主要添加
元素とするＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金が代表的なものとし
て例示されるが、この合金を例にとると、Ａｌ−Ｆｅ金
属間化合物（Ａｌ，Ｆｅ等）あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
金属間化合物（Ａｌ，ＳｉＦｅ等）、およびＳｉ結晶ま
たはＳｉリッチ金属間化合物を破砕・分断し、それぞれ
球状化して微細分散する。この発明の方法では、特に粗
大なＦｅリッチな金属間化合物やＳｉを含有し、冷間加
工時にそれら脆性的第二相の割れが問題となるＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｆｅ系合金においてその有効性を最大に発揮する。
しかし、第二相の体積化が大きくなり、微細分散により
隣接する第二相どうしが接触する場合は、良好な効果が
必ずしも期待できなくなるため、この発明におけるＡｌ
−Ｓｉ−Ｆｅ系合金においては、冷間加工に適当な複相
組織を得るために、主要添加元素であるＳｉ量０．０１
〜２５ｍａｓｓ％、Ｆｅ量を０．５〜８ｍａｓｓ％に限
定している。
０．０１〜２５ｍａｓｓ％、Ｆｅを０．５〜８ｍａｓｓ
％含有し、ＳｉおよびＦｅの一方または両方を主要添加
元素とするＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金が代表的なものとし
て例示されるが、この合金を例にとると、Ａｌ−Ｆｅ金
属間化合物（Ａｌ，Ｆｅ等）あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
金属間化合物（Ａｌ，ＳｉＦｅ等）、およびＳｉ結晶ま
たはＳｉリッチ金属間化合物を破砕・分断し、それぞれ
球状化して微細分散する。この発明の方法では、特に粗
大なＦｅリッチな金属間化合物やＳｉを含有し、冷間加
工時にそれら脆性的第二相の割れが問題となるＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｆｅ系合金においてその有効性を最大に発揮する。
しかし、第二相の体積化が大きくなり、微細分散により
隣接する第二相どうしが接触する場合は、良好な効果が
必ずしも期待できなくなるため、この発明におけるＡｌ
−Ｓｉ−Ｆｅ系合金においては、冷間加工に適当な複相
組織を得るために、主要添加元素であるＳｉ量０．０１
〜２５ｍａｓｓ％、Ｆｅ量を０．５〜８ｍａｓｓ％に限
定している。
【００１４】また、この発明においては、熱処理に塑性
加工を組合わせるが、この塑性加工は、冷間での多パス
加工とするのが適当である。この多パス加工によりバル
ク材料全体にわたり第二相微細分散を図るには、鋳造材
を出発材料とした場合、化学組成にも依存するが、６０
％以上のトータル減面率とすることが適当である。加工
量が低い段階では、第二相の破砕・分断が十分に進まな
い。
加工を組合わせるが、この塑性加工は、冷間での多パス
加工とするのが適当である。この多パス加工によりバル
ク材料全体にわたり第二相微細分散を図るには、鋳造材
を出発材料とした場合、化学組成にも依存するが、６０
％以上のトータル減面率とすることが適当である。加工
量が低い段階では、第二相の破砕・分断が十分に進まな
い。
【００１５】得られた微細組織は、Ａｌ母材中に種々の
第二相が均一・高密度に微細分散されており、９０％以
上の冷間加工率を示すとともに、強度・延性バランスに
優れている。したがって、この発明の方法では、Ｓｉお
よびＦｅ元素をはじめとしたＡｌ中の不純物元素濃度が
高い合金にあっても、展伸材用途への適用が可能であ
り、二次地金の利用の拡大が可能である。
第二相が均一・高密度に微細分散されており、９０％以
上の冷間加工率を示すとともに、強度・延性バランスに
優れている。したがって、この発明の方法では、Ｓｉお
よびＦｅ元素をはじめとしたＡｌ中の不純物元素濃度が
高い合金にあっても、展伸材用途への適用が可能であ
り、二次地金の利用の拡大が可能である。
【００１６】さらにまた、従来の不純物精製除去プロセ
スへの依存を大きく軽減できることから、Ａｌ合金のリ
サイクル過程において、ＳｉおよびＦｅ等の除去に多大
なコストとプロセスを必要とされている現状を改善する
ものである。もちろんこの発明においては、不純物元素
はＳｉ，Ｆｅに限られるものではない。さらにはＣｕ，
Ｍｎ，Ｍｇ等の各種のものが考慮されるのである。
スへの依存を大きく軽減できることから、Ａｌ合金のリ
サイクル過程において、ＳｉおよびＦｅ等の除去に多大
なコストとプロセスを必要とされている現状を改善する
ものである。もちろんこの発明においては、不純物元素
はＳｉ，Ｆｅに限られるものではない。さらにはＣｕ，
Ｍｎ，Ｍｇ等の各種のものが考慮されるのである。
【００１７】以下、実施例を示し、さらに詳しいこの発
明の方法について説明する。
明の方法について説明する。
【００１８】
【実施例】表１に示す５種類の合金をφ３０×２００ｍ
ｍインゴットケースに鋳造して供試材とした。
ｍインゴットケースに鋳造して供試材とした。
【００１９】
【表１】
【００２０】添付した図面の図１は、Ａｌ−１４Ｓｉ−
２Ｆｅの合金鋳造材の光学顕微鏡写真であり、図２はＡ
ｌ−７Ｓｉ−２Ｆｅ合金鋳造材のＣＭＡ分析結果（ＥＰ
ＭＡ測定の画像マッピング）を示したものである。各合
金とも、粗大針および粗大板状の第二相を含有する。こ
れら合金の引張性質を表２に示した。いずれの合金も引
張強度が低く、延性に乏しい。
２Ｆｅの合金鋳造材の光学顕微鏡写真であり、図２はＡ
ｌ−７Ｓｉ−２Ｆｅ合金鋳造材のＣＭＡ分析結果（ＥＰ
ＭＡ測定の画像マッピング）を示したものである。各合
金とも、粗大針および粗大板状の第二相を含有する。こ
れら合金の引張性質を表２に示した。いずれの合金も引
張強度が低く、延性に乏しい。
【００２１】
【表２】
【００２２】そこで、各合金鋳造材に対し、スエージン
グを用いて、冷間多パス加工を施し、途中で回復熱処理
（７９３Ｋ・３．６ｋｓ、水冷）を加え、これらを繰り
返し行った。１サイクルの圧下率は、約２０％であり、
最終的には加工前の段階から比較して約８０％の断面減
少率を付与した。この過程において、金属間化合物およ
びＳｉ晶は破砕・分断され、微細に分布するとともに、
球状化の傾向を示した。これらの試料は、冷間スエージ
ングにより９０％以上の強加工を施すことが可能となっ
た。
グを用いて、冷間多パス加工を施し、途中で回復熱処理
（７９３Ｋ・３．６ｋｓ、水冷）を加え、これらを繰り
返し行った。１サイクルの圧下率は、約２０％であり、
最終的には加工前の段階から比較して約８０％の断面減
少率を付与した。この過程において、金属間化合物およ
びＳｉ晶は破砕・分断され、微細に分布するとともに、
球状化の傾向を示した。これらの試料は、冷間スエージ
ングにより９０％以上の強加工を施すことが可能となっ
た。
【００２３】添付した図面の図３は、Ａｌ−１４Ｓｉ−
２Ｆｅ合金の９０％加工まま棒材の縦断面組織を示した
ものであり、図４はＡｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９
９．７％冷間加工まま棒材の縦断面について、ＣＭＡ分
析を行なった結果を示したものである。図３ないし４の
いずれにおいても、金属間化合物およびＳｉ晶は球状化
して微細分布していることが観察される。
２Ｆｅ合金の９０％加工まま棒材の縦断面組織を示した
ものであり、図４はＡｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９
９．７％冷間加工まま棒材の縦断面について、ＣＭＡ分
析を行なった結果を示したものである。図３ないし４の
いずれにおいても、金属間化合物およびＳｉ晶は球状化
して微細分布していることが観察される。
【００２４】添付した図面の図５は、この発明による組
織制御を施した合金Ａｌ−１４Ｓｉ−２ＦｅとＡｌ−１
４Ｓｉ−２Ｆｅ合金（比較材）に冷間スエージング加工
を施した棒材の引張強度と被断伸びを示したものであ
る。図５（ａ）からは、Ａｌ−７％Ｓｉに対し、Ａｌ−
７％Ｓｉ−１％Ｆｅは、ほぼ同様な強度（０．２％耐
力、引張強度）を示すことがわかる。
織制御を施した合金Ａｌ−１４Ｓｉ−２ＦｅとＡｌ−１
４Ｓｉ−２Ｆｅ合金（比較材）に冷間スエージング加工
を施した棒材の引張強度と被断伸びを示したものであ
る。図５（ａ）からは、Ａｌ−７％Ｓｉに対し、Ａｌ−
７％Ｓｉ−１％Ｆｅは、ほぼ同様な強度（０．２％耐
力、引張強度）を示すことがわかる。
【００２５】この発明の方法により微細化を施した材料
でも同様である。また、図５（ｂ）からは、１％Ｆｅ添
加材は、鋳造まで無添加材よりも若干伸びが低いこと、
この発明の方法により微細化を施した材料では、冷間強
加工によりＡｌ７Ｓｉの伸びが低下するのに対し、Ａｌ
７Ｓｉ１Ｆｅでは、伸びの低下が認められず、優れた延
性を有することがわかる。
でも同様である。また、図５（ｂ）からは、１％Ｆｅ添
加材は、鋳造まで無添加材よりも若干伸びが低いこと、
この発明の方法により微細化を施した材料では、冷間強
加工によりＡｌ７Ｓｉの伸びが低下するのに対し、Ａｌ
７Ｓｉ１Ｆｅでは、伸びの低下が認められず、優れた延
性を有することがわかる。
【００２６】以上より、Ｆｅ添加材は、この発明の方法
を施すことで、優れた冷間加工性、強度−延性バランス
をゆうすることがわかる。
を施すことで、優れた冷間加工性、強度−延性バランス
をゆうすることがわかる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明の
方法によって、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金等において、冷
間加工性を有する微細複相組織が形成される。これによ
り、Ａｌ鍛造品および圧縮品への二次地金の適用を可能
にするものである。ＳｉおよびＦｅ等を含有する各種Ａ
ｌ合金用途に対応し、通常の鋳造材および二次地金に適
用可能である。
方法によって、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金等において、冷
間加工性を有する微細複相組織が形成される。これによ
り、Ａｌ鍛造品および圧縮品への二次地金の適用を可能
にするものである。ＳｉおよびＦｅ等を含有する各種Ａ
ｌ合金用途に対応し、通常の鋳造材および二次地金に適
用可能である。
【００２８】また、この発明の方法を用いることで、Ｆ
ｅを含有する亜共晶から過共晶にいたるＡｌ−Ｓｉ−Ｆ
ｅ系合金を展伸材へ適用することが可能となるとともに
高強度・高延性化が得られる。これにより、各種ピスト
ン、ＶＴＲシリンダーの他、各種機械部品へのＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｆｅ系合金適用とそれらの性能向上が可能となる。
ｅを含有する亜共晶から過共晶にいたるＡｌ−Ｓｉ−Ｆ
ｅ系合金を展伸材へ適用することが可能となるとともに
高強度・高延性化が得られる。これにより、各種ピスト
ン、ＶＴＲシリンダーの他、各種機械部品へのＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｆｅ系合金適用とそれらの性能向上が可能となる。
【００２９】さらに、この発明は、現在の工業設備にお
ける製造ラインの一部を改編するだけで、製造および量
産が充分に可能である。したがって、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
系冷間加工材および高強度Ａｌ箔、高強度Ａｌワイヤー
を安価に提供できる。さらにまた、ＳｉおよびＦｅはＡ
ｌ合金における主要添加元素であるとともに、スクラッ
プから除去することで困難な合金元素である。さらに、
資源的に豊富かつ低クラーク数元素であることから、資
源循環および環境コストの観点からも経済的効果への波
及が期待される。
ける製造ラインの一部を改編するだけで、製造および量
産が充分に可能である。したがって、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
系冷間加工材および高強度Ａｌ箔、高強度Ａｌワイヤー
を安価に提供できる。さらにまた、ＳｉおよびＦｅはＡ
ｌ合金における主要添加元素であるとともに、スクラッ
プから除去することで困難な合金元素である。さらに、
資源的に豊富かつ低クラーク数元素であることから、資
源循環および環境コストの観点からも経済的効果への波
及が期待される。
【図１】Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金鋳造材の図面に代
わる光学顕微鏡である。
わる光学顕微鏡である。
【図２】Ａｌ−７Ｓｉ−２Ｆｅ合金鋳造材のＣＭＡ分析
結果（ＥＰＭＡ測定の画像マッピング）を示した図であ
る。
結果（ＥＰＭＡ測定の画像マッピング）を示した図であ
る。
【図３】Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９０％加工また
は棒材の縦断面組織を示した図面に代わる顕微鏡写真で
ある。
は棒材の縦断面組織を示した図面に代わる顕微鏡写真で
ある。
【図４】Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９９．７％冷間
加工または棒材の縦断面について、ＣＭＡ分析を行った
結果を示した図である。
加工または棒材の縦断面について、ＣＭＡ分析を行った
結果を示した図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、この発明による組織制御を施
した合金Ａｌ−１４Ｓｉ−２ＦとＡｌ−１４Ｓｉ−２Ｆ
ｅ合金（比較材）に冷間スエージング加工を施した棒材
の引張強度と被断伸びを示した図である。
した合金Ａｌ−１４Ｓｉ−２ＦとＡｌ−１４Ｓｉ−２Ｆ
ｅ合金（比較材）に冷間スエージング加工を施した棒材
の引張強度と被断伸びを示した図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｆｅ系合金の製造方法に関するものである。さらに
詳しくは、この出願の発明は、展伸材、鍛造材等として
有用な、冷間加工性に優れると共に、強度・延性バラン
スを有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金材料に作り替えるこ
とができ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のリサイクルを産業
的に実現可能とするＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法
に関するものである。
ｉ−Ｆｅ系合金の製造方法に関するものである。さらに
詳しくは、この出願の発明は、展伸材、鍛造材等として
有用な、冷間加工性に優れると共に、強度・延性バラン
スを有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金材料に作り替えるこ
とができ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のリサイクルを産業
的に実現可能とするＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、二次地金は、Ａｌの総
需要の約４割を占めるものの、その利用は、鋳造品とダ
イカストに集中している。従って、Ａｌ総需要の半分以
上を占めている圧延品や鍛造品への二次地金の適用が進
まないと、今度のリサイクルの見通しが立たない。その
ために、合金の種類をできる限り統一することと、合金
系別又は用途別の再利用が求められている。
需要の約４割を占めるものの、その利用は、鋳造品とダ
イカストに集中している。従って、Ａｌ総需要の半分以
上を占めている圧延品や鍛造品への二次地金の適用が進
まないと、今度のリサイクルの見通しが立たない。その
ために、合金の種類をできる限り統一することと、合金
系別又は用途別の再利用が求められている。
【０００３】しかしながら、回収部材の単一性が十分で
ないこと、製品の総生産量に大きな幅があることから、
スクラップ材への不純物の混入は避けられない状況にあ
る。例えばＳｉ及びＦｅは、それぞれＡｌ合金における
主要不純物の一つであり、スクラップ材への混入が不可
避とされているものである。通常Ｆｅを０．８％以上含
有するＡｌ鋳造合金では、Ｆｅリッチの金属間化合物
（Ａｌ2 Ｆｅ、Ａｌ5 ＳｉＦｅ等）が形成している。こ
の金属間化合物は、粗大針状結晶を呈し、かつ脆性加工
性に乏しく、展伸材及び鍛造材への適用を困難とする。
その上、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系過共晶合金では、粗大な初
晶Ｓｉ結晶も第二相として存在しており、機械的性質と
冷間加工性の改善が不可欠となっている。
ないこと、製品の総生産量に大きな幅があることから、
スクラップ材への不純物の混入は避けられない状況にあ
る。例えばＳｉ及びＦｅは、それぞれＡｌ合金における
主要不純物の一つであり、スクラップ材への混入が不可
避とされているものである。通常Ｆｅを０．８％以上含
有するＡｌ鋳造合金では、Ｆｅリッチの金属間化合物
（Ａｌ2 Ｆｅ、Ａｌ5 ＳｉＦｅ等）が形成している。こ
の金属間化合物は、粗大針状結晶を呈し、かつ脆性加工
性に乏しく、展伸材及び鍛造材への適用を困難とする。
その上、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系過共晶合金では、粗大な初
晶Ｓｉ結晶も第二相として存在しており、機械的性質と
冷間加工性の改善が不可欠となっている。
【０００４】通常、凝固よりも冷却速度が速いダイカス
トでは、鋳型との焼付き防止のためにＦｅを微量添加し
ているが、１％以上の添加は、粗大な金属間化合物が形
成するために忌避されている。これらのため、Ａｌのリ
サイクルにおいては、Ａｌ新地金による希釈をはじめ、
電解法、金属間化合物生成による分離・除去などが研究
されているものの、工業的な再利用は余り進んでいない
のが実情である。
トでは、鋳型との焼付き防止のためにＦｅを微量添加し
ているが、１％以上の添加は、粗大な金属間化合物が形
成するために忌避されている。これらのため、Ａｌのリ
サイクルにおいては、Ａｌ新地金による希釈をはじめ、
電解法、金属間化合物生成による分離・除去などが研究
されているものの、工業的な再利用は余り進んでいない
のが実情である。
【０００５】そこで、この出願の発明は、上記の通りの
従来技術の限界を克服し、展伸材、鍛造材等として有用
な、冷間加工性に優れると共に、強度・延性バランスを
有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金材料に作り替えることが
でき、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のリサイクルを産業的に
実現可能とするＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法を提
供することを目的としている。
従来技術の限界を克服し、展伸材、鍛造材等として有用
な、冷間加工性に優れると共に、強度・延性バランスを
有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金材料に作り替えることが
でき、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のリサイクルを産業的に
実現可能とするＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、主要添加元素としてＳｉ
を０．０１〜２５ｍａｓｓ％、Ｆｅを０．５〜８ｍａｓ
ｓ％それぞれ含有し、変形困難な脆性的第二相が複数種
形成されているＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材料に
対し、塑性加工と熱処理の組合せを繰り返し行い、各種
第二相を破砕・分断し、Ａｌ母相中に微細分散させ、冷
間加工性に優れると共に、強度・延性バランスを有する
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金材料に作り替えることを特徴と
するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法（請求項１）を
提供する。
の課題を解決するものとして、主要添加元素としてＳｉ
を０．０１〜２５ｍａｓｓ％、Ｆｅを０．５〜８ｍａｓ
ｓ％それぞれ含有し、変形困難な脆性的第二相が複数種
形成されているＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材料に
対し、塑性加工と熱処理の組合せを繰り返し行い、各種
第二相を破砕・分断し、Ａｌ母相中に微細分散させ、冷
間加工性に優れると共に、強度・延性バランスを有する
Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金材料に作り替えることを特徴と
するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法（請求項１）を
提供する。
【０００７】また、この出願の発明は、熱処理におい
て、共晶温度直下に保持した後に急冷し、第二相を球状
化させること（請求項２）、並びに、塑性加工におい
て、冷間多パス加工を行うこと（請求項３）をそれぞれ
好ましい態様として提供する。
て、共晶温度直下に保持した後に急冷し、第二相を球状
化させること（請求項２）、並びに、塑性加工におい
て、冷間多パス加工を行うこと（請求項３）をそれぞれ
好ましい態様として提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、実用Ａｌ合金
であるＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の鋳造材、鍛造材、及び
展伸材の分野全般におけるリサイクルを可能とするため
に、変形困難な複数種の第二相（Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属
間化合物、Ｓｉ晶等）を破砕・分断、さらには球状化さ
せることにより、Ａｌ母相中に安定に、しかも均一かつ
高密度に微細分散させ、冷間加工性に優れると共に、強
度・延性バランスを有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金材料
に作り替えることができる。
であるＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の鋳造材、鍛造材、及び
展伸材の分野全般におけるリサイクルを可能とするため
に、変形困難な複数種の第二相（Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属
間化合物、Ｓｉ晶等）を破砕・分断、さらには球状化さ
せることにより、Ａｌ母相中に安定に、しかも均一かつ
高密度に微細分散させ、冷間加工性に優れると共に、強
度・延性バランスを有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金材料
に作り替えることができる。
【０００９】この出願の発明のＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金
の製造方法において、塑性加工と熱処理の対象とするＡ
ｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材料は、母相がＡｌであ
り、主要添加元素としてＳｉを０．０１〜２５ｍａｓｓ
％、Ｆｅを０．５〜８ｍａｓｓ％それぞれ含有するもの
である。このバルク材料に対して塑性加工と熱処理の組
合せを繰り返し行うことにより、Ａｌ−Ｆｅ金属間化合
物（Ａｌ，Ｆｅ等）、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間化合物
（Ａｌ，ＳｉＦｅ等）、Ｓｉ晶、Ｓｉリッチ金属間化合
物等の複数種の変形困難な脆性的第二相を破砕・分断す
ることができ、Ａｌ母相中への微細分散が可能となる。
それら第二相の母相中への微細分散は、粗大なＦｅリッ
チな金属間化合物やＳｉ晶が形成され、冷間加工時に第
二相の割れが問題とされるＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金に有
効性を特に発揮する。
の製造方法において、塑性加工と熱処理の対象とするＡ
ｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材料は、母相がＡｌであ
り、主要添加元素としてＳｉを０．０１〜２５ｍａｓｓ
％、Ｆｅを０．５〜８ｍａｓｓ％それぞれ含有するもの
である。このバルク材料に対して塑性加工と熱処理の組
合せを繰り返し行うことにより、Ａｌ−Ｆｅ金属間化合
物（Ａｌ，Ｆｅ等）、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間化合物
（Ａｌ，ＳｉＦｅ等）、Ｓｉ晶、Ｓｉリッチ金属間化合
物等の複数種の変形困難な脆性的第二相を破砕・分断す
ることができ、Ａｌ母相中への微細分散が可能となる。
それら第二相の母相中への微細分散は、粗大なＦｅリッ
チな金属間化合物やＳｉ晶が形成され、冷間加工時に第
二相の割れが問題とされるＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金に有
効性を特に発揮する。
【００１０】なお、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材
料の化学組成において、Ｓｉ及びＦｅの含有量をそれぞ
れ０．０１〜２５ｍａｓｓ％、０．５〜８ｍａｓｓ％と
限定しているのは、第二相の体積が大きくなり、微細分
散により隣接する第二相どうしが接触する場合は、良好
な効果が必ずしも期待できなくなるためである。
料の化学組成において、Ｓｉ及びＦｅの含有量をそれぞ
れ０．０１〜２５ｍａｓｓ％、０．５〜８ｍａｓｓ％と
限定しているのは、第二相の体積が大きくなり、微細分
散により隣接する第二相どうしが接触する場合は、良好
な効果が必ずしも期待できなくなるためである。
【００１１】上記の通り、この出願の発明のＡｌ−Ｓｉ
−Ｆｅ系合金の製造方法では、塑性加工と熱処理を組み
合わせ、繰り返し行うが、塑性加工については、冷間で
の多パス加工が適当である。この多パス加工は、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材料全体に第二相の微細分散
を図るためには、バルク材料が鋳造材である場合、その
化学組成にも依存するが、６０％以上のトータル減面率
とするのが適当である。加工量が低い段階では、第二相
の破砕・分断が十分には進まない。一方、熱処理ついて
は、共晶温度直下に保持た後に急冷し、第二相を球状化
することにより、金属間化合物、Ｓｉ晶等の第二相を球
状化することが適当である。
−Ｆｅ系合金の製造方法では、塑性加工と熱処理を組み
合わせ、繰り返し行うが、塑性加工については、冷間で
の多パス加工が適当である。この多パス加工は、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材料全体に第二相の微細分散
を図るためには、バルク材料が鋳造材である場合、その
化学組成にも依存するが、６０％以上のトータル減面率
とするのが適当である。加工量が低い段階では、第二相
の破砕・分断が十分には進まない。一方、熱処理ついて
は、共晶温度直下に保持た後に急冷し、第二相を球状化
することにより、金属間化合物、Ｓｉ晶等の第二相を球
状化することが適当である。
【００１２】得られる合金は、Ａｌ母材中に種々の第二
相が均一かつ高密度に微細分散しており、９０％以上の
優れた冷間加工率を示し、Ａｌ−Ｓｉ系合金に比較し、
冷間強加工によっても伸びの低下のない強度・延性バラ
ンスのとれたものとなる。このため、Ｓｉ及びＦｅとい
う不純物元素濃度が高いＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金ではあ
っても、展伸材及び鍛造材への適用が可能となり、二次
地金の利用拡大が図れる。また、不純物の精製除去プロ
セスへの依存を大きく軽減することができ、Ｓｉ及びＦ
ｅの除去に多大なコストとプロセスが必要とされている
現状が改善される。
相が均一かつ高密度に微細分散しており、９０％以上の
優れた冷間加工率を示し、Ａｌ−Ｓｉ系合金に比較し、
冷間強加工によっても伸びの低下のない強度・延性バラ
ンスのとれたものとなる。このため、Ｓｉ及びＦｅとい
う不純物元素濃度が高いＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金ではあ
っても、展伸材及び鍛造材への適用が可能となり、二次
地金の利用拡大が図れる。また、不純物の精製除去プロ
セスへの依存を大きく軽減することができ、Ｓｉ及びＦ
ｅの除去に多大なコストとプロセスが必要とされている
現状が改善される。
【００１３】もちろん、この出願の発明においては、Ｓ
ｉ、Ｆｅ以外の不純物元素がＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の
バルク材料に混入していてもよく、例えば、Ｃｕ、Ｍ
ｎ、Ｍｇ等が考慮される。以下、実施例を示し、この出
願の発明のＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法について
さらに詳しく説明する。
ｉ、Ｆｅ以外の不純物元素がＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の
バルク材料に混入していてもよく、例えば、Ｃｕ、Ｍ
ｎ、Ｍｇ等が考慮される。以下、実施例を示し、この出
願の発明のＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法について
さらに詳しく説明する。
【００１４】
【実施例】表１に示した５種類の合金をφ３０×２００
ｍｍのインゴットケースに鋳造し、これを供試材とし
た。
ｍｍのインゴットケースに鋳造し、これを供試材とし
た。
【００１５】
【表１】
【００１６】図１は、Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅの合金鋳
造材の図面に代わる光学顕微鏡写真であり、図２は、Ａ
ｌ−７Ｆｅ−１Ｆｅの合金鋳造材のＣＭＡ分析結果（Ｅ
ＰＭＡ測定の画像マッピング）を示したものである。表
１に示したいずれの合金も、粗大針状及び粗大板状の第
二相を含有する。それらの引張性質は表２に示した通り
である。いずれの合金も引張強度が低く、延性に乏し
い。
造材の図面に代わる光学顕微鏡写真であり、図２は、Ａ
ｌ−７Ｆｅ−１Ｆｅの合金鋳造材のＣＭＡ分析結果（Ｅ
ＰＭＡ測定の画像マッピング）を示したものである。表
１に示したいずれの合金も、粗大針状及び粗大板状の第
二相を含有する。それらの引張性質は表２に示した通り
である。いずれの合金も引張強度が低く、延性に乏し
い。
【００１７】
【表２】
【００１８】次に、各合金鋳造材に対し、スエージング
を用いて冷間多パス加工を施した。加工途中に回復熱処
理（７９３Ｋ・３．６ｋｓ、水冷）を行い、塑性加工及
び熱処理を繰り返し行った。１サイクルの圧下率は約２
０％とし、最終的に加工前の状態と比較して約８０％の
断面減少率とした。このプロセスにおいて、金属間化合
物及びＳｉ晶は破砕・分断され、母材中に微細に分布す
るとともに、球状化の傾向を示した。冷間スエージング
により９０％以上の強加工が可能である。
を用いて冷間多パス加工を施した。加工途中に回復熱処
理（７９３Ｋ・３．６ｋｓ、水冷）を行い、塑性加工及
び熱処理を繰り返し行った。１サイクルの圧下率は約２
０％とし、最終的に加工前の状態と比較して約８０％の
断面減少率とした。このプロセスにおいて、金属間化合
物及びＳｉ晶は破砕・分断され、母材中に微細に分布す
るとともに、球状化の傾向を示した。冷間スエージング
により９０％以上の強加工が可能である。
【００１９】図３は、Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９
０％加工のままの棒材の縦断面組織を示したものであ
り、図４は、Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９９．７％
冷間加工のままの棒材の縦断面について、ＣＭＡ分析を
行った結果を示したものである。これら図３及び図４に
示したように、金属間化合物及びＳｉ晶は球状化し、微
細分布していることが確認される。
０％加工のままの棒材の縦断面組織を示したものであ
り、図４は、Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９９．７％
冷間加工のままの棒材の縦断面について、ＣＭＡ分析を
行った結果を示したものである。これら図３及び図４に
示したように、金属間化合物及びＳｉ晶は球状化し、微
細分布していることが確認される。
【００２０】図５は、Ａｌ−７Ｓｉ−１Ｆｅ合金及びＡ
ｌ−７Ｓｉ合金（比較材）の冷間スエージング加工を施
した棒材の引張強度と破断伸びを示したものである。図
５（ａ）から確認されるように、Ａｌ−７Ｓｉ−１Ｆｅ
合金は、Ａｌ−７Ｓｉ合金とほぼ同様な強度（０．２％
耐力、引張強度）を示す。また、図５（ｂ）から確認さ
れるように、Ａｌ−７Ｓｉ−１Ｆｅ合金は、Ｆｅを含有
しないＡｌ−７Ｓｉ合金に比較し、鋳造のままでは若干
伸びが小さいものの、冷間強加工では、Ａｌ−７Ｓｉ合
金に起こる伸びの低下が認められず、優れた延性を有す
る。
ｌ−７Ｓｉ合金（比較材）の冷間スエージング加工を施
した棒材の引張強度と破断伸びを示したものである。図
５（ａ）から確認されるように、Ａｌ−７Ｓｉ−１Ｆｅ
合金は、Ａｌ−７Ｓｉ合金とほぼ同様な強度（０．２％
耐力、引張強度）を示す。また、図５（ｂ）から確認さ
れるように、Ａｌ−７Ｓｉ−１Ｆｅ合金は、Ｆｅを含有
しないＡｌ−７Ｓｉ合金に比較し、鋳造のままでは若干
伸びが小さいものの、冷間強加工では、Ａｌ−７Ｓｉ合
金に起こる伸びの低下が認められず、優れた延性を有す
る。
【００２１】以上より、この出願の発明により製造され
るＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金は、優れた冷間加工性と共
に、強度・延性バランスを有すると認められる。
るＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金は、優れた冷間加工性と共
に、強度・延性バランスを有すると認められる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この出願の
発明によって、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材料に
おいて、微細複相組織が形成され、冷間加工性と共に、
強度・延性バランスが発現し、Ａｌ鍛造材及び展伸材へ
の二次地金のリサイクルが可能となる。各種ピストン、
ＶＴＲのシリンダー、さらには各種機械部品へのＡｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ系合金の適用とそれらの性能向上が図られ
る。
発明によって、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金のバルク材料に
おいて、微細複相組織が形成され、冷間加工性と共に、
強度・延性バランスが発現し、Ａｌ鍛造材及び展伸材へ
の二次地金のリサイクルが可能となる。各種ピストン、
ＶＴＲのシリンダー、さらには各種機械部品へのＡｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ系合金の適用とそれらの性能向上が図られ
る。
【００２３】また、この出願の発明は、現在の工業設備
に、製造ラインの一部を改編するだけで適用可能であ
り、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系冷間加工材を安価に提供可能と
もなる。
に、製造ラインの一部を改編するだけで適用可能であ
り、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系冷間加工材を安価に提供可能と
もなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅの合金鋳造材の図面に
代わる光学顕微鏡写真である。
代わる光学顕微鏡写真である。
【図２】Ａｌ−７Ｆｅ−１Ｆｅの合金鋳造材のＣＭＡ分
析結果（ＥＰＭＡ測定の画像マッピング）を示した図で
ある。
析結果（ＥＰＭＡ測定の画像マッピング）を示した図で
ある。
【図３】Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９０％加工のま
まの棒材の縦断面組織を示した図面に代わる顕微鏡写真
である。
まの棒材の縦断面組織を示した図面に代わる顕微鏡写真
である。
【図４】Ａｌ−１４Ｓｉ−２Ｆｅ合金の９９．７％冷間
加工のままの棒材の縦断面について、ＣＭＡ分析を行っ
た結果を示した図である。
加工のままの棒材の縦断面について、ＣＭＡ分析を行っ
た結果を示した図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、各々、Ａｌ−７Ｓｉ−１Ｆｅ
合金及びＡｌ−７Ｓｉ合金（比較材）の冷間スエージン
グ加工を施した棒材の引張強度と破断伸びを示した図で
ある。
合金及びＡｌ−７Ｓｉ合金（比較材）の冷間スエージン
グ加工を施した棒材の引張強度と破断伸びを示した図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８６ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８６Ｂ ６９１ ６９１Ｂ
Claims (9)
- 【請求項１】 変形困難な脆性的第二相を複数種類含有
するＡｌ合金バルク材料に対して塑性加工と熱処理の組
合わせを繰り返して各種第二相を分断・破砕し、Ａｌ母
相中に微細分散させて高強度Ａｌ合金とすることを特徴
とするＡｌ合金材料のリサイクル可能化方法。 - 【請求項２】 Ａｌ合金バルク材料がＡｌ二次地金であ
る請求項１の方法。 - 【請求項３】 Ａｌ合金バルク材料は、不純物として、
主としてＳｉ０．０１〜２５ｍａｓｓ％およびＦｅ０．
５〜８ｍａｓｓ％を含有する請求項１または２の方法。 - 【請求項４】 熱処理では、共晶温度直下に保持した後
に急冷することで第二相を球状化する請求項１ないし３
のいずれかの方法。 - 【請求項５】 塑性加工では、冷間多パス加工を行う請
求項１ないし４のいずれかの方法。 - 【請求項６】 変形困難な脆性的第二相を複数種類含有
するＡｌ合金バルク材料に対し、塑性加工と熱処理の組
み合わせを繰り返し、各種第二相を破断・分断し、Ａｌ
母相中に微細分散させることを特徴とするリサイクル可
能高強度Ａｌ合金の製造方法。 - 【請求項７】 合金バルク材料がＳｉを０．０１〜２５
ｍａｓｓ％、Ｆｅを０．５〜８ｍａｓｓ％を含有し、Ｓ
ｉおよびＦｅの一方または両方が主要添加元素とされて
いるＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金である請求項６のリサイク
ル可能な高強度Ａｌ合金の製造方法。 - 【請求項８】 熱処理では、共晶温度直下に保持した後
に急冷することで第二相を球状化する請求項６または７
のリサイクル可能な高強度Ａｌ合金の製造方法。 - 【請求項９】 塑性加工では、冷間多パス加工を行う請
求項６ないし８のいずれかのリサイクル可能な高強度Ａ
ｌ合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10051111A JP3005673B2 (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10051111A JP3005673B2 (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11246953A true JPH11246953A (ja) | 1999-09-14 |
| JP3005673B2 JP3005673B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=12877706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10051111A Expired - Lifetime JP3005673B2 (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005673B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007239102A (ja) * | 2007-03-08 | 2007-09-20 | National Institute For Materials Science | アルミニウム系鋳造合金及びその製造方法 |
| CN102634700A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-08-15 | 山东大学 | 一种铸造铝硅合金孕育剂及其制备方法和应用 |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP10051111A patent/JP3005673B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007239102A (ja) * | 2007-03-08 | 2007-09-20 | National Institute For Materials Science | アルミニウム系鋳造合金及びその製造方法 |
| JP4551995B2 (ja) * | 2007-03-08 | 2010-09-29 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 鋳物用アルミニウム合金 |
| CN102634700A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-08-15 | 山东大学 | 一种铸造铝硅合金孕育剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3005673B2 (ja) | 2000-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0090253B1 (en) | Fine grained metal composition | |
| CN111032897A (zh) | 形成铸造铝合金的方法 | |
| Li et al. | Enhanced thermal stability of precipitates and elevated-temperature properties via microalloying with transition metals (Zr, V and Sc) in Al–Cu 224 cast alloys | |
| Binesh et al. | RUE-based semi-solid processing: Microstructure evolution and effective parameters | |
| CN109266930A (zh) | 一种高强韧变形镁合金及其制备方法 | |
| US20190136342A1 (en) | Methods of recycling aluminum alloys and purification thereof | |
| CN109182857A (zh) | 一种高强韧变形镁合金及制备方法 | |
| Arif et al. | Effects of Cu and Mg on thixoformability and mechanical properties of aluminium alloy 2014 | |
| RU2165995C1 (ru) | Высокопрочный сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из этого сплава | |
| Shuai et al. | Effect of Cu on microstructure, mechanical properties, and texture evolution of ZK60 alloy fabricated by hot extrusion− shearing process | |
| CN105603281B (zh) | 低成本高性能Mg‑Al‑Mn镁合金 | |
| Kuchariková et al. | Study of the precipitation hardening process in recycled Al-Si-Cu cast alloys | |
| Mansurov et al. | Analysis of the phase composition and the structure of aluminum alloys with increased content of impurities | |
| EP0535167A4 (en) | Metallurgical products improved by deformation processing | |
| JPH11246953A (ja) | Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法 | |
| JPH06330264A (ja) | 強度と靱性に優れたアルミニウム合金鍛造材の製造方法 | |
| Grimes | Superplastic forming of aluminium alloys | |
| Runge et al. | Metallurgy Basics for Aluminum Surfaces | |
| Umezawa et al. | Microstructural Refinement of Hyper-Eutectic Al–Si–Fe–Mn Cast Alloys to Produce a Recyclable Wrought Material | |
| EP0139168A1 (en) | Fine grained metal composition | |
| JP3005672B2 (ja) | 複相Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の製造方法 | |
| Boyko | Characterization of the structure and precipitation process in Al-Mg-Si and Al-Mg-Ge casting alloys | |
| Zhou et al. | Optimization of homogenization treatment parameters and microstructural evolution of large size DC AA2014 aluminum alloy | |
| Prabhu | Microstructure and mechanical properties of a thixoforged (semi solid state forged) Al-Cu-Mg alloy | |
| CN109266929B (zh) | 一种低成本高强韧微稀土变形镁合金及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |