JPS58110652A - 耐摩耗性アルミニウム複合材料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐摩耗性アルミニウム複合材料およびその製
造方法に関するものでめる。

耐摩耗性にすぐれた材料は、特に摺動面における耐摩耗
性を向上させる用途、例えばエンジンのシリンダ（シリ
ンダライナを使用する場合もめる。）や軸受などに使用
てれる。

この種の耐４粍性材料としては、硬いＳｔ結晶を晶出さ
、せた尚５ｔ−Ａｔ合金（例えばＡ３９０合金）、摺動
面に溶射や線爆などの表面処理法によって硬質物質全被
榎したダイカスト用Ａｔ合金（例えばＡＤＯ１０合金、
ＡＬ）Ｃ１２合金）、鋳鉄（例えばＦｅ１２）などがあ
る。

しかしながら、高５ｔ−Ａｔ合金では、鋳造成形の際の
湯流れ性に蛾があるため、製品形状によっては湯回り不
良や割れなどの鋳造欠陥を生じやすいという問題点ヲ有
し、表面に硬質物質を被覆したものでは熱膨張係数差等
によって被覆層に剥離を生じたり仕上げ加工が困難であ
ったりするなどの問題点を有し、鋳鉄では重量が大であ
り、特に軽量化が要求される動力用（自動車用等）エン
ジンの素材としては好ましくなく、加えてｈｔ合金シリ
ンダブロックに鋳鉄製シリンダライナを固定する構造で
は熱膨張係数差によって接合境界が不連続となることが
あり、摺動面の冷却が不十分となってピストンとの間で
焼付を生じゃすいなどの問題点を有していた。

本発明は、上述し九ような従来の問題点に着目してなさ
れたもので、摺動面における耐焼付性や耐摩耗性に優れ
、摺動損失が小さく、シかも軽量である材料を得ること
を目的としている。

本発明による耐摩耗性アルミニウム複合材料は、４〜１
２重量−のＳｔ　？含み、その他必要に応じて適宜の合
金成分を含む鋳造用Ｂ合金中に、前記鋳造用Ａｔ合金に
対し０．５〜１０重゛量チのＡＡ、０．粒子を混合分散
してなることを特徴とするものである。

を念、本発明による耐摩耗性アルミニウム複合材料を製
造するに際しては、４〜１２重量％のｓｉ　　２０およ
びその他必要に応じて適宜の合金取分を含みかつ固液共
存温度範囲にある鋳造用Ａ１合金中に、前記鋳造用Ａ７
合金に対し０．５〜１０重量％のＡｔ２０３粒子を添加
混合する工程Ａと、工程Ａにより得られた複合合金をい
ったん凝固させた後、ろるいは複合合金溶湯た後引続い
て、前記鋳造用ｆｉ１Ａ１合金点以上の温度に再加熱溶
融させる工程Ｂと、工程Ｂにより得られた複合合金溶湯
を所定の形状に鋳造成形する工程Ｃと、工程Ｃにより得
られた鋳造成形体に対し安定化焼鈍やＴ６．Ｔ７処理等
の熱処理を施す工程りと、その他仕上げ加工工程などを
含む工程によって製造することを特徴としている。

本発明の耐摩耗性アルミニウム複合材料は、アルミニウ
ム合金の基本成分が、４〜１２重量％のＳｌヲ含むもの
である。これは、Ｓｉ含有量が４重量％よりも少ないと
、鋳造成形の際に曳好な鋳造性を得ることができないた
めであり、１２重量％を超えると亜共晶組成とすること
ができないためである。すなわち、Ｓｌ含有量、が１２
重量−を超えろ過共晶組成であると、固液共存温度範囲
に保持した場合に、Ｓｌが融液中に初晶として出現し、
融液の比重（およそ２．７　ｆ　／　ｃｔｙｒ”　）よ
りもＳｌの比重（２，４ｆ　／　ｅａｔ”　）が小さい
ために浮上分離をきたし、母材成分の均一性が保てなく
なるためである。さらに、Ｓｌの浮上分離は、その後の
Ａｔ、Ｏ，粒子の添加混合に際して均一混合の障害とな
る。従って、Ｍ合金中の８１含有量は、４〜１２重量％
とすることが必要である。そのはか、上記鋳造用ｋ１合
金中には、必要に応じて他の強化元素や結晶粒安定化元
素、例えばＣｕ　、　Ｍｇ　、　Ｚｎ　、　Ｆｅ　、　
Ｍｎ　、　Ｎｉ　。

Ｓｎ　、　Ｓｂ等を通常の範囲内もしくは適宜増減して
含ませても棗い。すなわち、本発明において使用される
Ａｔ合金素材は鋳造用Ａ４合金であれば良く、具体的に
は、ＪＩＳ　Ｈ５２０２に規定するＡ４合金鋳物（ＡＣ
系）や、ＪＩＳ　Ｈ５３０２に規定するｋＡ合金ダイカ
スト（ＡＤＣ系）などを使用することができる。

また、鋳造用Ａ１合金中に添加するＡｊ、０．粒子の添
加量は、上記鋳造用紅合金に対し０．５〜１０重量％の
範囲とすることが必要である。これは、添加量が０．５
重量％よりも少ないと、得られ九材料の耐焼付性ならび
に耐摩耗性が劣るためであり、１０重ｔｑ／ｂを超える
と、耐摩耗性が低下することに加えて材料自体が脆くな
り、仕上げ加工も困難となるためである。

さらに１添ｊ川するＡ／、２０３粒子の大きさについて
は、その平均粒径が０．０１　ｐｍよりも小さいと、硬
さの低い１−　ｕ２０３となり、０．０１μｍ以上で硬
さの高い安定したα−Ａｔ、０３となるため、平均粒径
ｉ　０．０１μｍ以上、さらにより望ましくは０．０８
　ｐｍ以上とすることが好ましい。しかし、平均粒径が
１０μｍを超えるあたりから耐摩耗性が劣化しはじめ、
１５ｐｒｎヲ超えると耐摩耗性がかなり低下するため、
平均粒径を１０μｍ以下とすることが好ましい。これは
、平均粒径が大きすぎると、ＡＩ、、Ｏｓ粒子が母材Ａ
Ａ金合金ら脱落し、研磨剤的な作用をもつことによる。

次に、本発明による耐摩耗性アルミニウム複合材料を製
造する一実施態様について説明する。

第１図は複合材料の製造に使用する装置の縦断面説明図
であって、１は装置の壁部、２は上蓋、３は断熱材、４
は熱板、５は熱板４に設けた発熱体、６Ｆｉるつぼ、７
は保合部７ａと共にるっぽ６を支える支持板、８は支持
板７に固定した支軸であり、この支軸８は図示しない回
転装置および昇降装置によって図示矢印方向く回転可能
かつ昇降可能な構成となっている。ま念、９は上蓋２に
取付けたホッパ、１０は装置内部を不活性ガス（Ｎ。

Ａｒ等）に置換する九めの不活性ガス導入口、１１はる
つぼ６内で溶解されたＡｔ合金、１２はｌｔ合金１１を
混合するための攪拌板、１６は攪拌板１２を回転させる
ための撹拌棒でアク、この撹拌棒１６は図示しない回転
装置および昇降装置によって図示矢印方向に回転可能か
つ昇降可能な構成となっている。

このような装置によって本発明によるアルミニウム複合
材料を製造するに際しては、まず、最初の工１１Ａとし
て、攪拌板１２および撹拌棒１６を図示仮想線位置に引
上げた状態ＫＬ、るつぼ６内に所定成分の鋳造用Ａｔ合
金を装入した後、不活性ガス導入口１０より不活性ガス
を導入して装置内の雰囲気を不活性とし、発熱体５に通
電することによって溶解する。そして、この鋳造用Ａｔ
合金をあらかじめ熱分析により求めた同液共存温度すな
わち液体と固体とが共存する温度に保持する。

この際、鋳造用Ａｔ合金をその融点以上の温度に加熱し
て完全溶解させ、完全溶解状純で攪拌板１２および撹拌
棒１３を降下させてＡｔ合金溶湯中に沈め、その後温度
を降下させて副液共存温度に保持するようになすことが
より望ましい。これは、固液共存状態にあるＡｔ合金中
に攪拌板１２を沈めるよりも、完全溶解したμ合金中に
攪拌板１２１に沈める方が、抵抗が少なく日清に行いう
るためである。そして、攪拌板１２を沈め九状轢で攪拌
を続けると同時に１支軸８を前記攪拌板１２の回転方向
と反対方向に回転させることによってるつぼ６を同じく
反対方向に回転させ、固液共存状態にあるＡｔ合金に対
して効果的な剪断攪拌を加える。このような固液共存状
態における攪拌では尼合金は糊状を呈しており、この状
態でホッパ９からＡｔ、Ｏ，粒子１５を添加することＫ
よって、固液共存状態のＡｔ合金中ＶｃＡｔｓＯ１粒子
を均一に分散させる。なお、固液共存状態における固相
分率は、５〜６５チの範囲とすることが望ましい。これ
は、固相分率が５％よりも少ないと粘性が低すぎてＭ、
０１粒子の均一分散が良好に行われず、固相分率が６５
−よりも大きいと粘性が高すぎて攪拌が困確となり、Ａ
Ａ、Ｏ，粒子の混合分散ができなくなるととくよる。

なお、Ａｊ、Ｏｓ粒子のＡ４合金母材との間の濡れ性を
改善するために、めっき等の表面処理を行うことも場合
によっては望ましい。

次いで、工程Ｂにおいては、前記工程Ａにより得られた
Ａｊ、Ｏ，分散複合合金を当該鋳造用Ａ４合金の融点以
上の温度に再加熱溶融させる。この再加熱溶融は、前記
ＡＡ、０３粒子の添加混合後直ちに行ってもよく、うる
い社いったん固化させたのちに行ってもよい。従って、
第１図に示す装置内で発熱体５の加熱により再溶融して
もよく、あるいは装置よりるつぼ６を取出して別の場所
、たとえば鋳造装置の近辺で再溶融してもよい。また、
鋳造用Ａｔ合金の融点以上の温度に加熱溶融する場合の
過熱温度は、融点＋１００℃前後とすることが一般的に
望ましいが、次に行う鋳造条件によって適宜選定するこ
とが好ましいことにいうまでもない。

このような工程ＢにおけるＡＡ、０．分散複合合金の再
加熱溶融において重要なことは、工程Ａにおいて混合分
散させたｋｔ、０１粒子が工程Ｂにおいて完全再溶融し
念後も均一分散性′ｔ−曳好に維持しているところにあ
る。因みに、本発明者らは他にいくつかのセラミックス
粒子を前記工程Ａと同様にして均一混合分散させ、その
後工程Ｂと同様に再加熱完全溶融したところ、粒子同士
の凝集や沈殿あるいは浮上現象が認められ、ｈｔ、ｏ３
粒子のみが完全再溶解後もその均一分散性を保持してい
た。

このことは、α−Ａｔ、０．の埋―比重が３．９ｆ／削
３であり、溶融Ａｔ合金の比重が２．７　ｆ　／　ｃｔ
ｍ”であることを考え合わせると、均一１分散の維持は
表面張力などの他の因子にもよるものであり、単に比重
のみで考慮すべきことではないと推察された。

次に、工程Ｃにおいては、上記工＠ＢＫよって得られた
複合合金法ｆＩＩｔ−所定の形状に鋳造成形する。第２
図は鋳造装置の一例を示すダイカスト成形機の要部縦断
面図である。図において、２１は移動金型、２２は固定
金型、２６は両金型２１゜２２によって形成された鋳造
空間であり、この鋳造空間２３はシリンダライナの形状
に対応し九円筒状をなし、型抜きの光めの若干の抜き勾
配を有している。また、２４は前記鋳造空間２３に連通
した湯道、２５は固定金型２２に設けた射出スリーブ、
２６は射出スリーブ２５内に合金溶湯を入れるための注
湯口、２７は射出スリーブ２５内の合金溶湯を湯道２４
を経て鋳造空間２２ｓ内に圧入充填する九めのプランジ
ャ、２８は鋳造成形体取出し用のエジェクトビンである
。

そこで、工＠Ｃにおいては、前記工程ＢＫより得られた
複合合金溶湯を注湯口２６よシ射出スリーブ２５内に所
要量供給したのち、プランジャ２７を第２図右方向に射
出前進させ、複合合金溶湯を湯道２４から鋳造空間２３
内に圧入充填する。

この後、移動金型２１を後退させるととくより型開キシ
、エジェクトビン２８を作動させて円筒状鋳造成形体を
取出す。

なお、本実施態様においては、鋳造成形にダイカスト成
形機を使用した場合を示しているが、必らずしもこのよ
うな成形法に限定されない。しかし、数多くの実験によ
ると、鋳造用Ｍ合金中にｈｔ、ｏ、粒子を添加混合して
いるため、完全溶融状態であって、も粘性が増大してお
り、単純な重力鋳造では満足な成形体が得られない場合
があった。

したがって、加圧充填を行う上記ダイカスト法や遠心鋳
造法、あるいは吸引鋳造法などによって成形することが
より望ましい。

次に、工程りにおいては、上記工ａＣにより得られた鋳
造成形体を熱処理する。すなわち、鋳造成形体をそのｉ
まにしておくと経年寸法変化をきたすことがあるため、
これを防止する意味においても安定化焼鈍を行う必要が
ある。特に製品がシリンダライナである場合には、機械
加工による厳密な寸法精度で仕上げられたシリンダライ
ナが、内燃機関という苛酷な熱環境のもとて変形を生じ
、ピストンとの摺動間隙が許容範囲を超えるおそれがあ
るため、これを防ぐ目的においても安定化焼鈍を行うこ
とが必要である。一方、鋳造成形体の機械的性質の面か
らいって、例えば上記シリンダライナのそれぞれの要求
強度に応じて熱処理を施すことが必要であり、この熱処
理としては、Ｔ５゜Ｔ６．Ｔ７処理等がある。

このようにして工程りにおいて熱処理を行った後、必要
に応じて工程Ｅにおいて仕上げ加工を施す。例えば、第
２図に示し九ダイカスト成形機では、鋳造空間２６に抜
勾配が形成されているため、熱処理後の鋳造成形体に対
し旋盤加工あるいはホーニング加工等によって内外周面
の仕上げ加工を行う。これによって、第３図に示すよう
な円筒状部材（シリンダライナ）３０を得る。なお、鋳
造用Ａｔ合金中Ｋ　Ａｔ！Ｏｓ粒子を多量に添加すると
、仕上げ加工中に黴細な割れや加工工具の劣化を来たす
ことがある。そこでｈｔ、ｏ、粒子の混合割合を変えた
ライナ成形体を多数製作して仕上げ加工を行ったところ
、仕上げ加工において上記した不具合を伴うことなく安
定して加工できるＡｊ２０．粒子の混合量は一般的に１
１〜１５重ｔ％以下であった。

実施例　１ 鋳造用ｋ１合金（ＡＤＣ１２、８１；１１０ｇ重量％）
をそのｌ液共存温度である５７５℃に加熱保持しつつ攪
拌し、糊状を呈する鋳造用合金中に、平均粒径ｏ、ｏｓ
　ｐｍ　ｏ　Ａｚ、ｏ３粒子をθ〜２０重Ｉｋチの範囲
内でそれぞれ変えて添加混合して多数Ｏ複合合金を製造
し、それらの半数についてはいつ九ん凝固させた後当該
鋳造用Ａｔ合金の融点（５８６℃）以上の温度である６
８６℃に再加熱溶融し、残シの半数についてはＡＡ、Ｏ
，の添加混合後直ちに６８６℃に再加熱溶融し、次いで
第２図に示したダイカスト成形機により円筒状部材管鋳
造成形した。このときの成形条件を第１表に示す。

表１表 次いで、得られた各々の円筒状部材に対して、２４０℃
×３時間炉冷の安定化焼鈍管行った後、それぞれ５Ｘ５
Ｘ１０ｍｍの摩耗試験片を切出して第４図に示す摩耗試
験機によって耐摩耗性を調べた。第４図に示す試験機社
、シリンダライチやピストンリング材の評価にしばしば
用いられるビン−ディスク型の試験機であって、３１は
回転軸、６２けプレー）、３３はピンホルダ、６４は試
験片、３５は押圧ｐラド、６６は球面座３６ａｔ−介し
て押圧ロッド６５と連結したディスクホルダ、５７は相
手材、３８は潤滑油、供給孔であシ、試験片６４を４本
組としてピンホル・ダ６６に固定すると共に１試験片３
４に押圧ロッド３５を介して相手材！＋７を押し付ける
ことによって面圧を加え、試験片６４の摩耗量や焼付荷
重を調べるのに使用されるものでりる。本実施例におけ
る摩耗試験条件を第２表に示す。

この摩耗試験結果を第５図に示す。第５図に示すように
、ＡＡ、０．無添加材は、すべり速３１３　ｍｌ　ｓ・
ぐの条件において、初動時最終面圧に至る時点で焼付き
を生じた。また、すべり速［８ｍ　／　ｓｅｅでは大き
な摩耗量を示した。しかし、ｋＬ２０Ｂ粒子を添加した
試験片ではいずれのすべり速度においても０．５重量−
から著しい耐摩耗性を示し、１０〜１２重量−までは安
定してすぐれた耐摩耗性を示し念。しかしながら、それ
以上添加したものではかえって耐摩耗性が劣化し、１６
重量％添加したものでは無添加のものと同じくらいの摩
耗量となり、２０重量−添加したものでは約１５０　ｐ
ｍの摩耗量となつ次。従って、安定して＾好な耐摩耗性
が得られるム’ｓｏｎ　ｔｅｌ子の添加範囲は０．５〜
１０重量−であることが＃［ｇされ喪。因みＫＳ岸耗試
験片として鋳鉄（Ｆｅ１２）を選んで上記と同一条件に
より摩耗試験を行ったところ、すべり速度３　ｍ　／　
ｓｅｅでは摩耗量８　μｍ　ｅすべり速＃ｌ　８　ｍｌ
　ｓｅｃでは摩耗量１５戸であり、本実施例によるアル
ミニウム複合材料では鋳鉄と同程度の耐摩耗性１得るこ
とができ、しかも鋳鉄に比較して著しい軽量化が実現で
きることが明らかとなった。なお、再加熱溶融前にいっ
たん凝固させた材料と、Ａｔ、Ｏ。

粒子の添加混合後直ちに再加熱溶融した材料との間に、
耐摩耗性の大きな相違位見られなかつ九。

実施例　２ 鋳造用ｋＡ合金（ＡＣ８Ｂ　、　Ｓｉ：９．４５５重量
％ｔその固液共存温度である５６０℃に加熱保持しつつ
攪拌し、糊状を呈する合金中に、平均粒径の異なるＡＡ
、Ｏ，粒子をそれぞれ５重量％ずつ添加混合することに
より多数の複合合金を製造し、それらの半数については
いったん凝固させ念。そして、平均粒径０．１μｍのＡ
ｔ、Ｏ，粒子ｔ−５重量−添加した複合合金について組
織を調べ念ところ、第６図（＆）に示す結果であった。

第６図（ＩＬ）において、白色の部分が初晶ｆｆＡｔ、
灰色の部分が共晶反応で晶出し九ｓｉ　、黒色の点々が
Ｍ、０．であり、ＡＡ、Ｏ，粒子が均一に分散している
ことが確認された。

次に、いったん凝固させた後の複合合金と、ＡＡ、０．
粒子を添加混合した直後の複合合金と金いずれも当該鋳
造用Ａ４合金の融点（５８５℃）以上の温度である６８
５℃に再加熱溶融し、次いで第２図に示すダイカスト成
形機により前記第１表に示したと同じ条件で鋳造成形し
た。

次いで、得られた各々の円筒状部材に対して、Ｔ６熱処
理に相当するものとして、５２０℃×２時間の溶体化処
理後１８０℃×４時間の焼戻しを行った後、それぞれ５
Ｘ５Ｘ１０ｍの摩耗試験片を切出して前記と同じ第４図
および第２表に示す条件で摩耗試験を行つ食。その結果
を第７図に示す。第７図に示すように、平均粒径が０．
０１μｍｇ＠までのものでは摩耗量が小さくすぐれた結
果を得ることができたが、０．０１　ｐｍよりも小さく
なるとｋｔ８０．は一般Ｋ　ｙ　−ＡＬ、Ｏ，となり、
理論比重が２．２８となって前記工程Ａにおいて均一分
散が得難くなり、凝集しやすいために、摩耗試験の結果
、すべり速度３　ｇ　／　＠・Ｃおよび８惰／ｓ＠ｅの
いずれの場合にも初動時に焼付現象があられれた。し九
がって、ムＬ、０３粒子の平均粒径は、０．０１μｍ以
上、より望ましくは０．０８１１ｆｉ以上とするのが良
いことが明らかとなった。しかし、平均粒径、が１０μ
ｍを超えると摩耗量が大きく増加し、平均粒径が２ＯＦ
ＦＦＩになるとすべり速度３Ｗ％／ｓ＠ｅで摩耗量１５
０−５８ｍ／ｓｅｃで摩耗量１２０　ｐｍとなり、摩耗
が著しく進むことが確鑓された。

さらに、第６図（＆）の場合と同様に平均粒径０．１戸
のＡＡ、Ｏ，粒子を５重量−添加した複合合金の成形お
よび熱処理後の組織ｔ−調べたところ、第６図（ｂ）に
示す結果であった。第６図（ｂ）において、白色の部分
が初晶αＡｔの微細なデンドライト組織、灰色の部分が
共晶反応で晶出したＳｔ、黒色の点々かＡＡ、Ｏ，であ
り、再溶解およびダイカスト成形による急冷を受けてｍ
織が微細化していると共に、Ａｔ、Ｏ，粒子が均一に分
散していることが確認された。このように、固液共存状
態にあるｋ１合金中にＡＡ、０１粒子を添加混合し、当
該Ａｔ合金の融点以上の温度に再溶解したのち鋳造成形
し友場合においてもＡＬ、０３粒子の分散状態にほとん
ど変化はなく、マトリックス組織のみがその熱履歴のた
めに変化していることが明らかであつ念。なお、ｋＡ、
０３粒子を添加混合した後いったん凝固させ、その後再
加熱溶融し九場合と、添加混合後直ちに再加熱溶融した
場合とでは、耐摩耗性、耐焼付性および組織に大差は見
られなかった。

実施例　３ 鋳造用Ａｔ合金（’λＣ４Ｃ、Ｓｌ　ニア、１０重量Ｉ
ｓ）をその固液共存温度である５９０℃に加熱保持しつ
つ攪拌し、糊状を呈する合金中に１平均粒径５戸のＡＡ
、Ｏ，粒子を５重量−添加混合して複合合金を製造し、
その後再加熱溶融したのち第２図および第１表に示す条
件で鋳造成形し、次いでＴ６処理を行つ友のち仕上げ加
工してシリンダライナを作成し、第４図および第２表に
示す条件で摩耗試験を行つ念。なお、この試験ではすべ
り速度５ｙｎ　／　ｓ・Ｃを追加した。また、比較材と
して、高５ｔ−ＡＡ合金であるＡ３９０合金（Ｓｔ：１
８重量−）および鋳鉄（Ｆｅ１２）についても同じ条件
で摩耗試験を行った。これらの結果を第８図に示す。第
８図に示すように１本実施例により得られた複合材料の
耐摩耗性は鋳鉄よりも優れた値を示しており、重量の軽
減と合わせて満足のいく結果が得られた。

実施例　４ 鋳造用Ａｔ合金でらるＡＤＣ１２、ＡＤＣ１０。

ＡＣ８Ｂ　、ＡＣ４Ｃ、ＡＣ２人をそれぞれの固液共存
温度である５７５℃、５７５℃、ｓ６０℃ｔ５９０℃、
６００℃に各々加熱保持しつつ攪拌し、この合金中に各
々平均粒径５　ｐｍのＡｔ、ｏ、粒子を５重量％添加混
合し、その後再加熱溶融したのち前記と同じ条件でダイ
カスト成形し、次いで熱処理を施した後仕上加工を行っ
てシリンダライナを作成し九。そして、各々のシリンダ
ライナから摩耗試験片を切り出し、第２表に示す条件に
おいて、すべり速Ｉｃ全８ｍ／８ｅＣと一定にし、接Ｉ
！！面圧を次第に増加させて軸トルクが急激に変化する
ときの接触面圧すｈわち焼付荷重を求め次。また、比較
材として、高５ｔ−Ａｔ合金であるＡ３９０合金。

普通鋳鉄ＦＣ２５，鋳造用Ａｔ合金ＡＣ８ＢのＡｔ、Ｏ
ｓ未添加材についても同じ条件で焼付荷重を求めた。

第　　３　　表 第３表に示すように、本発明材では耐焼付性に関しては
むしろ鋳鉄（Ｆｅ１２）よりもすぐれておＣ１４１１に
自動車用エンジンのシリンダライナ素材として軽量化の
観点からも非常に適したものであることが明らかとなっ
た。

実施例　５ 鋳造用Ａ２合金（ＡＤＣ１２、８１；１１．８重量％）
をその固液共存温度である５７５℃に加熱保持しつつ攪
拌し、この合金中に平均粒径Ｑ、２ｐｍのＡｔ、０．粒
子ｔ−５重蓋チ添加混合したのち６８０℃の温度に再加
熱溶融して第２図に示すダイカスト成形機により円筒状
部材に成形し、次いで熱処理を施した後仕上げ加工して
、内径８０■、外径８６簡、高さ１３６．５−のシリン
ダライナを作成した。次いで、このシリンダライナ全自
動車用工／ジンＯ７リンダブロックに組込んで台上耐久
試験を行った。また、ピストンリングは鋳鉄（Ｆｅ１２
）裏で表面にクロムメッキを施したものを使用した。

この耐久試験条件は、時速１１００Ｋに相当する速度で
５時間行った。その後エンジンを分解してシリンダライ
ナ表面の摩耗量とピストンリングの摩耗量とを各々測定
したところ、シリンダライナは平均８Ｐの摩耗量であり
、ピストンリングは平均５μｍの摩耗量であって、いず
れも少ない量であり、実車においても十分供しうろこと
が確認された。

以上説明してきたように、本発明のアルミニウム複合材
料では、４〜１２重量−のＳｌヲ含む鋳造用Ａｔ合金中
に、前記鋳造用Ａ４合金に対して０．５〜１０重量−の
Ａｔ２０．粒子を混合分散したから、表面での耐摩耗性
や耐焼付性にすぐれ、摺動損失が小さく、シかも軽量で
あるというすぐれ九特徴を有し、とくに動力用エンジン
の耐久性向上ならびに軽量化に著しく貢献するというす
ぐれた効果を有し、本発明による上記アルミニウム複合
材料の製造方法によって、Ａｔ、０３粒子が均一に分散
し、耐摩耗性ならびに耐焼付性にすぐれた軽量材料を容
易に得ることが可能であるなどの非常にすぐれた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は固液共存温度域に加熱した鋳造用Ａ１合金中に
ＡＡ、０．粒子を添加混合させる装置の一構造例を示す
断面説明図、８２図はＡｔ、０３粒子を混合分散させた
複合合金溶湯を鋳造成形するのに使用されるダイカスト
成形機の断面説明図、第３図は製造した円筒状部材（シ
リンダライナ）の斜面説明図、第４図は耐摩耗性および
耐焼付性の評価に使用した摩耗試験機の断面説明図、第
５図はＡｔ、ｏ、添加量と摩耗量との関係を調べた結果
の一例會示すグラフ、第６図（ａ）は鋳造用Ａ１合金中
にＡｔ２０．粒子を添加混合して凝固させた後の組織を
示す顕微鏡写真、第６図（ｂ）はＡｔ２０３粒子金添加
混合したのち再加熱溶融、ダイカスト成形および熱処理
を行った後の組織を示す顕微鏡写真、第７図はＡｔ、０
．粒子の平均粒径と摩耗量との関係を調べた結果の一例
を示すグラフ、第８図は本発明材と比較材の耐摩耗性を
摩耗試験機のすべり速度を変えて調べた結果の一例を示
すグラフである。 手続補正書（自発） 昭和５７年１月２５日 特許庁長盲　島田春樹殿 ｌ　・１１件の表示 昭和ｓ６年　特　許願第２０９０２１号３　補正をする
者 事件との関係　特許出願人 、７゛Ｉ　電　　　神奈川県横浜市神奈用区宝町２番地
ｔにＺ（□１．　（３９９）日産自動車株式会社代表者
　　石　　原　　　　　俊 ４、代理人 ６　補正により増加する発明の数 ７　補正の対象 １、明細書第１頁第６行〜第２頁第２行を次の通り補正
する。 ［２、特許請求の範囲 （１）４〜１２重ｔチのＳｉを含む鋳造用Ａｔ合金中に
、前記鋳造用ｋ１合金に対し０．５〜１０重を饅のＡｔ
２０３粒子を混合分数してなること全特徴とする耐摩耗
性アルミニウム複合材料。 （２）４〜１２重４ｉチのＳｔ　ｅ含みかつ固液共存温
度範囲にある鋳造用Ａｔ合金中に、前記鋳造用Ａｔ合金
に対し０．５〜ｌＯ重ｔチのＡｔ２０８粒子を添加混合
する工程Ａと、工程Ａにより得られた複合合金を前記鋳
造用Ａｔ合金の融点以上の温度に再加熱溶融させる工程
Ｂと、工４ｆｆｌＢにより得られた複合合金溶湯を鋳造
成形する工程Ｃと、工程ＣＫより得られた鋳造成形体を
熱処理する工程りを含むこと′ｆ％徴とする耐摩耗性ア
ルミニウム複合材料の劇遣方法。］

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）４〜１２重ｉｔｓのＳｉを含む鋳造用Ａｔ合金中
   に、前記鋳造用１１合金に対し０．５〜１０重量％の”
   ２０３粒子を混合分散してなることを特徴とする耐摩重
   性アルミニウム複合材料。
2. （２）４〜１２重量−の８１を含みかつ固液共存温度範
   囲にある鋳造用Ａｔ合金中に、前記鋳造用ＡＡ合金に対
   し０．５〜１０重量％のＡＡ、Ｏ，粒子を添加混合す゛
   る工程と、工程Ａにより得られた複合合金を前記鋳造用
   １１合金の融点以上の温度に再加熱溶融させる工程Ｂと
   、工程Ｂにより得られた複合合金溶湯を鋳造成形する工
   程Ｃと、工程Ｃにより得られた鋳造成形体を熱処理する
   工程りを含むことを特・徴とする耐摩耗性アルミニウム
   複合材料の製造方法。