JPS58193301A - 耐摩耗性焼結al合金の製造方法 - Google Patents

耐摩耗性焼結al合金の製造方法

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JPS58193301A
JPS58193301A JP7510782A JP7510782A JPS58193301A JP S58193301 A JPS58193301 A JP S58193301A JP 7510782 A JP7510782 A JP 7510782A JP 7510782 A JP7510782 A JP 7510782A JP S58193301 A JPS58193301 A JP S58193301A
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JP
Japan
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powder
alloy
sintered
wear resistant
mixed
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Pending
Application number
JP7510782A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Marai
馬来 義弘
Akira Matsuyama
晃 松山
Masahiko Shioda
正彦 塩田
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58193301A publication Critical patent/JPS58193301A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
    • C22C32/0015Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
    • C22C32/0036Matrix based on Al, Mg, Be or alloys thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

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、特に内燃機関のシリンダライナのよう:f:
高度の耐摩耗性を要求される部位に用いられる耐摩耗性
焼結A1合金の製麺方法に関する。
従来から耐摩耗性焼結A4合金として各種の合金が開孔
されているが、内燃−関のシリンダライナ用として考え
死場合は、要求特性を完全に満足する4のは得られてい
ないのが現状である。
本発明者等は、既に内燃機関のシリンダライナとしても
用いる仁とのできる耐摩耗性のあるAt系の焼結合金と
して、St:6〜20重量饅、cu:2〜8重量%、M
g : 0.2〜1.5*tチ、Pb:3〜25重量−
、セラミック粉末:3〜15重量囁重量部htからなる
組成の合金金提案した(特願昭57−21220号)。
この焼結合金は、通常のAt系焼結合金と同様、Slを
Ajとの合金粉末にする他は、Cu粉末、Mg粉末、P
b粉末、前記AA−8tの合金粉末だけではltが不足
する場合は紅粉末およびセラミック粉末をそれぞれ用意
して、これら粉末全前記成分範囲になるように調合して
混合し、成形し、焼結してい友。又、必要に応じて熱処
理のような後処理を施していた。
このような焼結合金t−S造する場合に2これらの粉末
を混合した後、成形するための型に入れた際、セラミッ
ク粉末たとえばAt、0. 、81.N、 。
Sin、などは比較的ht−st合金粉末と比重が近い
ことから、混合する粉末の粒度や形状に注意してやれば
実用上何ら問題ない程度の分散状態は得られる。
を九、CuおよびMgはたとえある程度型内で偏在して
いたとしても、焼結時に、A4  Cu # A4−M
g 、 At−Cu−Mg 、 Aj−Cu−Mg  
St等の2〜4元の液相全発生し、この発生液相とAl
−8i合金粉末との濡れ性が良いことから、発生したこ
れらの液相はAt−3i合金粉末のまわりに沿ってネッ
トワーク状に全体に分布し念後粒内に拡散していって比
較的均一な組織となp1最終的には実用上問題となるよ
うな偏析とはならない。
これに対してpbの場合は、マ) IJソックス主体と
なるAL−8i合金粉末との比重差が極めて大きいため
粉末成形時までに偏在が生じやすい。またpb液相とA
t−81合金粉末との濡れ性は悪いことから、焼結時に
発生したpb液相はAA−8i合金粉末のまわりに沿っ
ては移動せず、焼結終了後も粉末成形時に存在していた
場所にPb粒としてそのまま存在することとなるため、
粉末成形時の偏在がほとんどそのまま焼結後の製品の偏
析となってしまう。
前述の耐皐耗性焼1aAt合金は、Pbが均一に分布し
ている時は非常に優れた耐摩耗性、低摩優性を示すが、
%に大きな部品を製作する場合にpbの偏析が生じる場
合がアク、pbの少ない部分での焼付きあるいは摩擦係
数の増大をきたしてしまうという難点があった。このた
め、粉末成形までの粉末の堰扱いは極力振動を与えない
よう、父型への粉末充填には低スピードのサクション方
式を用いるなど生産性をある程度犠牲にした細心の注意
が必要であった。
本発明は、特に前述のSi:6〜20Jitチ、Cu:
2〜8重155Mg : 0.2〜1.5重tS。
Pb : 3〜25重量%、セラミック粉末=3〜15
重量−1残部Mよりなる組成の焼結AL合金のように、
Si −Cu −Mg −Pb −A、を系合金にセラ
ミックが混合された耐摩耗性焼結kt合金の較遣方法の
問題点に着目してなされたもので、At−8t−々−C
u −pb−セラミック系の焼結合金の製造時に比重差
が問題となるpbの所定量の大部分ないし全所定量につ
いては、Az−si−pb合金粉末とし、他のCu 、
 Mg 、セラミック、および前記kl−3L −Pb
合金粉末では不足するSi 、 pb 。
lt 1(単独成分の粉末として用意し、これらの合金
粉末を混合、成形、焼結することにより前記問題点を解
決することを目的としている。
ここでpbの所定量の大部分とは、所定量の70チ以上
をいい、この位の量ならば、純pb粉末管加えることに
よって生ずるpbの偏析による悪影響も許容できる。
以下実施例で本発明を詳述する。
〔実施例〕
第1表に示し九粉末を用い、第3表のJ1〜J13に示
す成分となるよう秤量して混合粉末を作成した後、常法
通りワックスを若干量添加して各々別々にV型プレンダ
にて20分間混合した。
瀘らにこの粉末を引張試験用金型に入れ、3.5ton
 / cm”の加圧力で成形した。成形後、窒素ガス雰
囲気中で400℃に1時間保持し、混粉時に添加1−t
−ワックスを取9除いた。その後、−40℃以下の露点
をもつ窒素ガス雰囲気中で550℃で1時間焼結した。
次いで焼結が終了したJ1〜J13に対してT6処理を
行った。このT66処理件は、490℃で1時間保持後
80℃で温水焼入れ→160℃で18時間時効である。
〔比較例〕
比較のため、PbtAt−8i −Pb合金粉末ではな
く、純pb粉末等と共に第2表に示した粉末を用いて、
第4表に示すようにJ1〜J13とまったく同じ組成を
もつH−1〜H−13合金を上述した条件と同一条件で
製造した。
第1表  本発明品の使用粉末 本数字は重量チ 第2表 従摩法による使用粉末 * 数字は重量% 次いで、実施例のJ1〜J13と比較例のH1〜H13
の26種の試験片につきそれぞれ引張試験、摩耗試験管
実施し、それらの特性を比較した。
これらの試験のうち、引張強さは、インストロン引張試
験機により引張試験を行った。このとき、焼付荷重、摩
擦係数および摩耗量の測定は、第1図に示す装置で行っ
た。試験片は断面が5畷×5鱒、長さ10mの四角柱で
ある。図に示す装置の1はプレートでその一面に軸2が
取付けられ、この軸2が回転自在に枢支されており、他
面にはクロムメッキした円板6が固着しである。また、
円板6の中央には貫通孔4が穿設され、プレート1に穿
設された貫通孔5と連通している。一方、円板6に対面
してサンプリングホルダ6が回転自在に枢支されている
。このサンプリングホルダ6には試験片7がその正方形
の面が円板6に対面するようにかつ回転中心に対して対
称に4ヶ着脱自在に取付けられている。プレート1の軸
2には図示しない駆動源が接続され、プレート1t−サ
ンプリングホルダ6IIIに矢印P方向に付勢可能とし
てあめの図示しないロードセルが取付けである。ま九、
サンプリングホルダ6は、ホルダ支持体8および回転軸
9を介して回転可能となっている。
測定に際しては、第1図に示すように試験片7を円1[
5に轟Ii2させ良状態で第5表又は第6表に示す条件
でオイルを貫通孔5から流し込みつつ、回転軸9¥を介
してサンプリングホルダ6’を回転する。一方、駆動装
置によりプレート1會サンプリングホルダ6側に付勢し
、第5表又は第6表に示す接触面圧となるように調整す
る。焼付荷重については、ロードセルによる回動力の測
定値が急激゛に増大したときの接触面圧を、又、摩擦係
数は回動力、接触面圧から算出し、摩耗量は第6表の条
件で円板!IK対し試験片7を100b相対移動させて
測定した。これらの結果を第7表に示す。
第7表より明らかなように、同じ組成をもつ材料であれ
ば本発明法によるものの方が、従来法による比較品より
もすべて良好な値を示している。
すなわち、本発明品の方が従来品に比較すると引張強さ
は1〜5 Kil f / van”強く、焼付荷重は
30〜50 K4 f / es”高く、摩擦係数は0
.004〜0.013低く、試験片摩耗量は0〜28μ
m少なく、円板摩耗量は0.1〜2.6μ惰少なくなり
、本発明法の効果が非常に優れていることがわかる。
又、従来の製造方法による焼結At合金と、本発明の製
造方法による焼結At合金の顕微鏡写真全撮影した。そ
の写真を模式的に第2図と第3図に示した。成分組成は
、両合金共Si : 17重量%、Cu : 4kt%
、Mg=0.5重量%、Pb : 5重量%、At、0
. : 5重量%、μ残と同じにしである。ま九、@2
図において11はkt−8i−Cu−素糸マトリックス
、12は初晶Si、13゛はAt20.粉末、14は小
塊状のpbである。他方、第3図において、12.13
は第1図と同じ初晶S1およびAt、O,で、15はk
A −Si −Cu −Mg −微量pb系マトリック
ス、16は該マトリックス中の微細粒状のpbである。
両図全比較して明らかなように、従来法で製造し九kA
合金はpbが小塊状でマトリックス間に介在しており、
混合粉末を成形するときのpb粉末がマトリックス間に
入り込めずその粒界に存在している。したがって、成形
時のpbの偏在は、焼結後も改善されることなく存在す
るものと思われる。これに対して、本発明の製造法によ
るht焼結合金は、Pbがマ) 17ツクス中に微細粒
子状の小塊16として入っており、偏在は生じ難いもの
と思われる。
以上述べてきたように本発明は、Pbの添加方法をその
大部分または全量t−Az−si−pb合金粉末の形で
添加することとしたことにより、Pbの分布状態を粒界
に塊状に点在していたものから、主に粒内に微粒状に極
めて均一に分布したものへと変えることが可能とな抄、
焼結Aj合金の耐焼付性、耐フリクション性、耐摩耗性
および引張り強さなどを向上させることが可能であり、
粉末の組成を一部変更するだけで、混粉以降のその他の
工程は何ら変えることなくはるかに優れた特性の焼#A
t合金が得られるという非常にすぐれた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は摩耗試験機の概要を示す断面説明図、第2図は
従来法による耐摩耗性焼結k1合金の組織を概略的に示
す説明図、第3図は本発明法による耐摩耗性焼結kA合
金の組織を概略的に示す説明図である。 特許出願人  日産自動車株式会社 代理人弁理士   小  塩     豊Eご1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  811C11Mg #Pb 、AAおよびセ
    ラtyりを各々各別に定めた所定量含む混合粉末I S
    tおよびpbの所定量の大部分ないし全量についてはA
    jとの三元合金粉末として、前記合金粉末だけでは不足
    する場合のSi 、 PbおよびAjと、前記Cu 、
     Mgおよびセラミックについては各々単独成分の粉末
    として用意してこれら粉末を混合することにより作成し
    、次いで咳混合粉末を成形し、゛焼成することを特徴と
    する耐摩耗性焼結A7合金の製造方法。
JP7510782A 1982-05-07 1982-05-07 耐摩耗性焼結al合金の製造方法 Pending JPS58193301A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4857267A (en) * 1985-11-29 1989-08-15 Nissan Motor Co., Ltd. Aluminum base bearing alloy and method of producing same
CN109909491A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 财团法人金属工业研究发展中心 铝基复合材料及其制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4857267A (en) * 1985-11-29 1989-08-15 Nissan Motor Co., Ltd. Aluminum base bearing alloy and method of producing same
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