JPS5910984B2 - 減衰能が大きいAl基吸振合金およびその製造方法 - Google Patents

減衰能が大きいAl基吸振合金およびその製造方法

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JPS5910984B2
JPS5910984B2 JP10913680A JP10913680A JPS5910984B2 JP S5910984 B2 JPS5910984 B2 JP S5910984B2 JP 10913680 A JP10913680 A JP 10913680A JP 10913680 A JP10913680 A JP 10913680A JP S5910984 B2 JPS5910984 B2 JP S5910984B2
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量 増本
昭八 沢谷
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DENKI JIKI ZAIRYO KENKYUSHO
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DENKI JIKI ZAIRYO KENKYUSHO
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種の交通機関、大型機械の振動および騒音に
よる公害、各種精密機器、電子機器の振動による性能劣
化または生活環境に存在する種々な振動や騒音公害を防
止するのに好適な振動減衰能の大きい吸振合金に関する
ものである。
一般に減衰能力を比較するために用いる減衰能Q−1は
振動の1サイクル中に失われる振動エネルギーΔEおよ
び全振動エネルギーEと次式のような関係にある。
つまりQ−1の値が大きいほど短時間で振動の振幅が小
さくなって減衰効果が大きいことになる。
従来知られている吸振合金としては、ジエンタロイなど
のFe基合金やMn−Cu系合金、At−Cu−Ni系
合金およびNi−Ti系合金などがある。
ジェンタロイなどのFe基吸振合金およびMn−Cu系
合金は減衰能は大きいが比重が8g/crit前後で大
きく、機器の軽量化を条件とする場合には不適当であり
、またAt−Cu−Ni系合金およびNi−Ti系合金
は冷間加工が全く不可能であるという欠点?有する。
本発明は従来の吸振合金に比較して軽量な吸振合金を得
るために比重が2..7y7cIi1で非常に小さいA
tを基としてこれに重量比でZn0.1〜95係と20
係以下のLi−TeeCr,V,MO,W,SiO2
,At203,MgO,lO係以下の、Mn.Bi、5
係以下のGe ,Be、3係以下の、Mgのうち一種ま
たは二種以上の全量0.1〜20%を加えた合金に加工
率5%以上の冷間加工を施して転位を増加させ、その履
歴現象によって大きな減衰能と高い強度をもたせた吸振
合金を提供するものである。
次に本発明合金の製造方法について説明する。
まず上記の組成範囲の合金を空気中もしくは不活性ガス
中または真空中において通常の溶解炉によって溶解した
後充分に攪拌して均一な溶湯とし、砂型や金型などに鋳
込ん1塊を造る。
なお、溶解する際に、空気の遮断剤としてMgCt2
.硼砂、CaF2.KCt などの全量0.5%以下の
フラツクスを用いてもよい。
次にとの鋳塊に次のごとき熱処理、加工を施す。
(N 均質化処理のためなるべく高温において例えばそ
の合金の融点以下250℃以上の湿度で1分間以上、1
00時間以下好ましくは30分〜100時間位加熱した
後、急冷するかあるいは徐冷する。
つづいて常温において鍛造、圧延、抽出、スエージング
あるいは引き抜きなどによって本発明の目的とする大き
な減衰能を得るために加工率5係以上の冷間加エヤ施す
本発明合金の冷間加工性は徐冷した場合の方が急冷の場
合よりも容易である。
(B) Aの加工率5係以上の今間加工後、250℃
以下、40℃以上の幅度で1分以上100時間以下加熱
して常温マで急冷するか徐冷する。
工程Aにおいて均質化処理するのは溶湯凝固の際の鋳塊
各部の温度差や固液両相の比重差などに基すいて起る鋳
塊の成分の不均一を均一にするためである。
そして均質化温度は高ければ加熱時間を短くすることが
でき、均質化温度が低ければ加熱時間を長くしなければ
ならない。
他方、成形体の体積が大きければ、均質化温度を上げ加
熱時間な長くする必要があるが、成形体の体積が小さけ
れば比較的低温で短時間加熱してもよい。
また熱処理後に冷間加工するのは加工歪みによって基地
のα相と析出β相のそれぞれの結晶粒を微細にすると同
時に転位密度?増大させ、結晶粒界に於ける粘性約運動
と転位の運動から生じた応力一歪み曲線の履埜現象によ
って本発明の目的とする太き1 な減衰能を得るために
必須な工程であるとともに該成形体の引張強度を高める
ためでもある。
なお、減衰能を大きくするためには5係以上の冷間加エ
シ施すことだけで充分その目的が達せられるが、副成分
を多く含む合金の組成によっては強度の曲げ、深絞り、
打ち抜きなどの成形が困難な場合がある。
この場合にも工程Bに述べたように、冷間加工後に25
0℃以下、40℃以上の温度で加熱して曲げ、深絞り、
打ち抜きなどの成形を容易にすることができる。
ここで250℃以下、40℃以上加熱する理由は250
℃以上に再加熱すると成形し易くなるが、冷間加工の効
果か低下するからであり、40℃以下の加熱では成形性
の改善効果がない。
結局40°〜250℃に加熱すると成形性がよくなるた
めである。
次に本発明の実施例について説明する。
第1表および第2表に示す組成の合金の全量100グを
アルミナ坩堝中で表面にArガス?通じながら高周波誘
導電気炉により溶解し、鉄型に鋳込んで直径10Mの鋳
塊を得た。
次にこれを350℃で5時間加熱して徐冷した後、35
0℃で1時間の中間熱処浬を施しなから冷間スエージン
グおよび引き抜きにより1.1mの線にし、これから長
さ150mの線を切りとって試料とした。
減衰能Q−1の測定は逆吊り捩り振子法により振動数約
IHZ、最大歪み振幅γm= 1 0X 1 0−6で
行なった。
加工率95%の冷間加工を施した合金のQ−1の測定値
は第1表および第2表に示すとおりである。
At基合金の減衰能Q−1ならびに引張強度σ1は冷間
加工率に依存する。
第1図および第2図にはその一例としてA4−50チZ
n−3係Mo合金を350℃で1時間加熱後徐冷して冷
間スエージングおよび引き抜きによって加工したときの
減衰能Q−1および引張強度σtと冷間加工率との関係
がそれぞれ示してある。
減衰能Q−1は熱処理したままではα相とβ相の結晶粒
がかなり大きく粒界の面積が少なくなる上に転位が非常
に少ないのでかなり小さい。
しかし熱処理後に冷間加工すると結晶粒が微細になると
ともに転位が急激に増加するので減衰能Q−1は冷間加
工率とともに増大する。
さらに引張強度.71は冷間加工率の増加とともに大き
くなっており、これは加工歪みの増加とともに転位密度
が増大したことを示すものである。
さらに第3図にはAt−Zn合金の減衰能Q−1に及ぼ
すL 1 9 T e * C r * V s M
oの添加Ω効果を50係のZnk含む場合について示す
同様に第4図にはW.S i02 ,At203 *M
gOの添加の効果を、第5図にはM n . B i
, Ge ,Be ,Mg添加の効果を示す。
第3図〜第5図に於いて減衰能Q−1は350℃から徐
冷した後に95%の冷間加工率で冷間加工したときの値
である。
これらの図から副成分の元素の添加によって減衰能Q−
1が非常に増大するのがわかる。
本発明合金の組成を限定した理由について述べる。
アルミニウムは第1表に示すように、アルミニウム単独
では95%の冷間加工?施したものでも減衰能Q−1は
4X10−3で本発明の目的とする吸振材料として不適
当であるが、これに主成分として0.1〜95%のZn
と副成分として20%以下のLit Te * Cr
tV sMo *We S 102 ,A,/!.20
3,MgO,10%以下のM n e B is 5
係以下のGe,Be、3係以下のMgの一種あるいは二
種以上の全量0.1〜20%を添加すると本発明の目的
とする減衰能Q−1:6X 1 0−3以上の値となり
、一般の金属の減衰能Q”= I X 1 0−3に比
較して非常に大きくなるばかりでなく、Mn?除いて合
金の強度が向上せられる。
主成分のZn0.1%以下、副成分の一種あるいは二種
以上の全量O.1%以下の添加ではα相に対するβ相の
混合割合が小さいので粒界の粘性的運動が少なくなりす
ぎると同時に転位の運動に対するピン止め点としての役
割が少なくなるので本発明の目的とする十分な減衰能が
得られないし、またZn95係以上でもβ相が多くなり
すぎて減衰能が低下し、さらに比重ρが大きくなるので
好ましくなく、副成分の全量で20%の上限を越えると
冷間加工が困難となるから好ましくなへ さらに本発明合金の比重ρも一般の金属に比べてかなり
小さく、その引張強度σtは冷間加工したAtの引張強
度σt = 1 0kg/rrrAよりかなり大きい。
例えば試料A7の引張強度σt=25kQ/i、比重ρ
= 4. 0 g /crit、煮8の引張強度σt=
2 5 ky/tin、比重ρ= 4. 0 g /
ctil1A l 4の引張強度a t= 2 ohg
/mA、比重ρ=3.7g/CIiL.&18の引張強
度a t = 2 7 ky/rrrjl、比重ρ=4
.1g/cIilである。
要するに本発明合金の特徴は減衰能が大きいこと、軽量
であること、冷間加工性が良好で機械的強度が増加して
いる上に非強磁性であることである。
従って本発明の合金は各種の交通機関や大型機械の材料
、電子機器の可動部、磁界で作動する部品、各種家庭用
品ならびに建築材料などへ応用して振動および騒音の防
止、軽量化な計るのに非常に好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図はAt−50%Zn−3%Moの合金を350℃
1時間加熱して徐冷後冷間加工したときの減衰能Q−1
と冷間加工率との関係を示す曲線図、第2図は第1図と
同じ合金の引張強度σtと冷間加工率との関係?示す曲
線図、第3図は350℃から徐冷後95係の冷間加工率
で冷間加工したAt−50%Zn合金の減衰能Q−1に
及ぼすLi ,Te scr ,V.Mo添加の効果を
示す曲線図、第4図および第5図は第3図と同様なA7
−50%Zn合金の減衰能Q−1に及ぼすW,S i
02 . A,ffz O3, MgOおよびM n
+ B itGe .Be .Mg添加の効果を示す曲
線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量比にてZ n O. 1〜95係と残部Atを
    主成分とし、副成分として20%以下のLi,Te,C
    r sV*Mo.Ws Si02 ,At203*M
    gO,10%以下のMn,Bi,5%以下のGe.Be
    、3%以下のMgのうち一種または二種以上の全量0.
    1〜20チとからなり、結晶粒が微細で転位密度が増大
    し減衰能Q−1が6X10−3以上であることな特徴と
    する減衰能が大きいAA基吸振合金。 2 重量比にてZ n 0. 1〜95%と残部Atを
    主成分とし、副成分として20%以下のL i,T e
    *C r s V * Mo tWe S i02
    ,AZ2 03 ,MgO、10%以下のM n *
    B i、5%以下のGe.Be、3%以下のMgのう
    ちの一種または二種以上の全量0.1〜20チとからな
    る合金について、合金の融点以下250℃以上の温度で
    1分間以上100時間以下加熱してから急冷または徐冷
    した後、5チ以上の加工率で冷間加工を施して゛減衰能
    Q−1を6X10−3以上にすることを特徴とする減衰
    能が大きなAt基吸振合金の製造方法。 3 重量比にてZ n O. 1〜95%と残部Atを
    主成分とし、副成分として20チ以下のLi,Te,C
    r.V,Mo.W,Si02 ,A7z03.MgO、
    10チ以下のM n e B i、5チ以下のGe,B
    e、3係以下のMgのうち一種または二種以上の全量0
    .1〜20係とからなる合金について、合金の融点以下
    250℃以上の温度で1分間以上100時間以下加熱し
    てから急冷または徐冷した後、5係以上の加工率で冷間
    加工を施してから、さらに40℃以上250℃以下の温
    度で1分間以上100時間以下加熱して急冷するか徐冷
    して減衰能Q−1を6X10−3 以上にすることを特
    徴とする減衰能が大きなAt基吸振合金の製造方法。
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