JPS5937339B2 - 高ケイ素アルミニウム合金焼結体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高ケイ素アルミニウム合金の成形品を製造す
る方法に関するものである。

従来、高ケイ素アルミニウム合金の成型品を製造する方
法としては、金型や砂型等のモールドを用いて、合金溶
湯から鋳造成形する方法が広く採用されているが、この
鋳造法ではアルミニウムーケイ素共晶点（Ｓｉ１ｔ、７
％）以上の高ケイ素の過共晶アルミニウムーケイ素合金
を製造する場合、凝固時にケイ素が偏析する問題があり
、また、鋳造法に依る場合、初晶シリコンが粗大に成長
して耐摩耗性が劣化する等の問題がある。

この初晶シリコンの成長を阻止して微細化するため、燐
やナトリウム等の微細化剤を添加することも行なわれて
いるが、この方法では微細化剤の添加の手間が煩雑であ
り、また特に２０％以上のケイ素を含む場合には燐やナ
トリウム等を添加しても初晶シリコンの成長を阻止する
ことが困難となって、初晶シリコンが１００μｍ程度ま
で成長してしまう問題がある。

さらに鋳造法を採用した場合、通常は鋳造品から最終製
品を得るために切削加工を施さなければならないが、高
ケイ素アルミニウム合金では切削時において、バイトへ
切削チップが耐着するなど加工がきわめて困難となる問
題があり、この他鋳造法では製品歩留り等の各種の問題
があった。

しかるに最近に至って、耐摩耗性の向上や熱膨張係数の
低下等を図るため、ケイ素量をさらに増加させる必要性
が高まり、このため前述のような鋳造法における各種の
問題を解決し得る他の製造方法の開発が強く要望されて
いる。

鋳造法に替る高ケイ素アルミニウム合金の成形体製造方
法の一つとしては、粉末冶金法が考えられる。

従来の粉末冶金法を適用して高ケイ素アルミニウム合金
の成形体を製造する場合、アルミニウムーケイ素合金粉
末を直接圧粉成形して、得られた圧粉体を焼結すること
が考えられるが、高ケイ素のアルミニウムーケイ素合金
粉末は圧粉成形性がきわめて悪いから、圧粉成形時に圧
粉体を緻密化することが容易ではない。

圧粉体が緻密化されない場合、すなわち低密度である場
合には粉末の酸化皮膜が破れて生ずる金属−金属接触が
不充分でかつ内部に含まれる空気（酸素）によって焼結
過程またはその昇温過程でアルミニウムーケイ素合金粉
末が酸化され、この結果機械的強度が低下する問題があ
り、したがって従来の粉末冶金法を適用して高ケイ素ア
ルミニウム合金の焼結体を製造する場合、先ず圧粉成形
過程で高いプレス圧力を加え、かつ焼結を真空中または
アルコンガス雰囲気中で行うことが実用可能な程度に高
い機械的強度を得るための必要条件とされており、具体
的には圧粉成形圧力が少くとも７ ｔｏｎ ／ｃｒｊｌ
程度以上である必要があり、また安価な窒素雰囲気での
焼結では真空中またはアルコンガス雰囲気でめ焼結に比
較し１４以下の強度しか得られない。

試みに本発明者がＡ［−２５％ｓ ｉ −２％Ｃｕ−０
，５％Ｍｇの合金粉について圧粉成形圧力条件および焼
結雰囲気を変えて圧粉成形−焼結を行ったところ、次の
ような結果が得られた。

すなわち、圧粉成形圧７ ｔｏｎ／ｃ４で圧粉成形し、
この圧粉体を真空中（１０”” Ｔｏｒｒ以下）で５５
５°Ｃ×６０分焼結を行った場合には、焼結体の引張強
さが２０．０Ｋｇ７．２となり、またＴ６処理後の引張
強さが２８．３〜／１ｒ、ｔ２ となったが、圧粉成形
圧５ｔｏｎ／ｃｒ／１．で圧粉成形して前述と同一の条
件で焼結した場合には焼結体の引張強さが１２．０’９
／、２以下になりまたＴ６処理後の引張強度が１５．０
ＫＪ！／１２以下となった。

また、成形圧７ｔＯｎ／ｃｒｉＬで圧粉成形し、との圧
粉体を市販の高純度窒素ガス（露点−７０°Ｃ以下）雰
囲気中で５５５°Ｃ×６０分焼結を行ったところ、焼結
体の引張強さは’ ２＝ｖａｔ？しか得られなかった。

このように従来の粉末冶金法を適用して高ケイ素アルミ
ニウム合金焼結体を製造する場合に（ζ高い圧粉成形圧
力を必要とすると共に焼結を真空中またはアルゴンガス
雰囲気で行う必要があり、したがって成形圧粉用プレス
設備や雰囲気設定設備等に高い費用を要すると共に、成
形工程や焼結工程の操業コストもきわめて高い等の問題
がある。

なお従来粉末冶金法を応用して高ケイ素アルミニウム合
金製品を製造する方法として、焼結鍛造法を用いたもの
が知られている（特開昭４８−３０６１０号）が、この
方法は焼結鍛造を行うための費用が嵩み、実用的ではな
かった。

この発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、
従来の粉末冶金法を適用して高ケイ素アルミニウム合金
焼結体を製造する方法を抜本的に改善し、低コストで実
用可能な程度に高い機械的強度を有する焼結体を製造し
得るようにし、併せて従来の鋳造法における各種問題を
解決し得るようにすることを目的とする。

すなわちこの発明は、５ｉｌｏ〜３５％（重量係、以下
同じ）を含有するアルミニウムーケイ素合金粉末を焼鈍
した後、混合粉末の成分組成がＣｕ １．０〜４．０
％、 Ｍｇ ０．２〜２．０％、５ｉｌＯ〜３５％、残
部Ａ［となるように、前記焼鈍済みのアルミニウムーケ
イ素合金粉末と、 （ａ） 銅粉末 （ｂ） マグネシウム粉末 （ｃ）アルミニウムー銅合金粉末 （ｄ） アルミニウムーマグネシウム合金粉末（ｅ）
銅−マグネシウム合金粉末 （ｆ） アルミニウムー銅−マグネシウム合金粉末（
ｇ） 銅−マグネシウム−ケイ素合金粉末（ｉｌ）ア
ルミニウムー銅−マグネシウム−ケイ素合金粉末 上記（ａ）〜（１１）の内選ばれた１種以上の粉末、お
よび必要に応じてアルミニウム粉末とを混合し、この混
合粉末を圧粉成形し、続いて圧粉体を非酸化性雰囲気で
加熱焼結して前記組成の焼結体を得ることを特徴とする
ものである。

以下この発明の詳細な説明する。

この発明で使用するアルミニウムーケイ素合金粉末は、
前述のように５ｉｌＯ〜３５％を含有するものである。

この合金粉末の製造方法としてはアトマイジング法を用
いることが望ましく、またアトマイジング法を採用する
場合、高速流体あるいは高圧気体により噴霧された合金
粒子は噴霧時の急冷効果が大きく、したがって合金粉末
粒子中の初晶シリコンを微細化することができる。

したがってこの場合には合金溶湯に燐やすＨラムを添加
する等の初晶シリコン微細化処理を必要としない。

またケイ素含有量が２０％を越える場合にも初晶シリコ
ンを充分に微細化することが可能である。

なおアルミニウムーケイ素合金粉末＆Ｌ後述するように
焼鈍処理によって圧粉成形過程で充分に緻密化可能とな
るから、粗いものを使用でき、例えばタイラー標準篩−
４５メツシユ（２９５μｍ）程度のものを使用すること
ができる。

前記アルミニウムーケイ素合金粉末は、これを大気中、
不活性ガス中または還元ガス中で２００〜５７０°Ｃ望
ましくは３５０〜５２０°Ｃの温度範囲において焼鈍し
、一種の過時効により軟化させる。

この場合、２００℃以下では焼鈍効果が得られず、また
５７０℃を越える温度では粉末の焼結が生起するため焼
鈍後壊砕が必要となり、また酸化の進行も速かになるの
で不適当である。

次いで前記アルミニウムーケイ素合金粉末に前記（ａ）
−（ｈ）の内選ばれた１種以上の粉末を配合して混合す
る。

これらの粉末の配合量をζ混合粉末中の成分組成が、Ｃ
ｕ １．０〜４．０％、Ｍｇ０．２〜２．０％、５ｉｌ
Ｏ〜３５％、残部Ａ［となるように設定すれば良い。

なお前記（ａ）〜（ｈ）の内１種以上の粉末を選定する
場合の代表的な例として＆Ｌ例えば（ａ）および（ｂ）
の組合せ、あるいは（Ｃ）および（ｄ）の組合せ、ある
いは（ｅ）を単独で使用する例や（ト）を単独で使用す
る例の他、（、）および（ｂ）に（ｅ）またはＣｆ）を
組合せたり、（ｃ）および（ｄ）に（ｅ）または（ト）
を組合せたり、さらには（ｇ）または（ｈ）に（ａ）〜
（ｄ）のいずれか１種を組合せる例等が挙げられる。

また場合によっては組成調整のためこれらにさらにアル
ミニウム粉末を添加しても良い。

上述のようにして配合された粉末は、充分に混合された
後、所定の形状に圧粉成形される。

この圧粉成形手段は任意であり、例えば従来の粉末冶金
で使用されているプレスを用いることができる。

この場合金型には予め潤滑剤を塗布しておくのもよいし
、あらかじめ粉末中と潤滑剤を添加混合したものを成型
しても良い。

この潤滑剤としては四塩化炭素にステアリン酸亜鉛、ス
テアリン酸リチウム、あるいはステアリン酸アルミニウ
ム等を溶解したもの、さらには鉱物性または植物性潤滑
油等、任意のものを使用することが可能である。

またとの圧粉成形工程では後述するように比較的低圧力
で理論密度の９０％以上まで緻密化することが可能であ
り、したがって成形圧は２〜５ｔｏｎ／ｃｒＡの圧力で
充分である。

圧粉成形された圧粉体は、これを非酸化性雰囲気中にて
焼結する。

この非酸化性雰囲気としては；経済的コストの点から窒
素ガス雰囲気を採用することが一般に適用されるが、も
ちろんアルゴンガス雰囲気中や真空中で焼結することも
可能である。

また焼結温度範囲は５００〜６５０℃程度であれば良い
が、Ａｌ−Ｃｕ合金粉末、および１−Ｍｇ合金粉末や、
Ｃｕ−Ｍｇ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金粉末または
、Ａ ｌ −Ｃｕ−Ｍ ｇ −８ｉ合金粉末またはＣｕ
−Ｍｇ−８ｉ合金粉末を使用する場合、これらの合金粉
末から液相が生ずる温度、すなわち５５０℃程度以上、
例えば５６０； ℃程度で焼結することが望ましい。

上述のようにして得られた焼結体＆Ｌ通常のアルミニウ
ム合金鋳物と同様な熱処理、例えば溶体化処理後焼入れ
一人工時効硬化処理（Ｔ６処理）等を施して製品化すれ
ば良い。

以上の説明において、アトマイジング法等により得られ
た１０〜３５％Ｓｉを含有するＡ［−８ｉ合金粉末は、
そのままの状態では硬質であるため、圧粉成形性が悪い
。

したがってこのまま圧粉成形する場合には前述のように
少くとも７ ｔｏｎ／ｃｒｔｉ程度の高い成形圧を加え
なければならない。

しかしながらこの発明では前述のように２００°Ｃ〜５
７０°Ｃ程度で焼鈍しているため、合金粉末が軟化し、
この結果小さい成形圧でも充分に緻密化する。

ＡＡ−３０％Ｓｉ合金粉末に対しこのような焼鈍処理を
行なわない場合と、焼鈍処理を３種の温度条件で行った
場合とについてそれぞれ圧粉成形比較試験を行い、成形
圧を２〜６ ｔＯｎ／ｃｒｒｌｌ’）範囲で変化させた
場合の理論密度に対する比φ）を求めたところ、第１図
に示す結果が得られた。

この結果から明らかなように、焼鈍処理を施した合金粉
末ＦＩＬ同一の成形圧において無処理の合金粉末よりも
８％程度理論密度比が上昇した。

そして無処理の場合には６ｔｏｎ／７まで成形圧を上昇
させても理論密度比が９０％に達しないのに対し、焼鈍
処理を施した場合には４ ｔｏｎ／ｃｄで９０％以上に
達し、５ ｔｏｎ／ｃｄでは９５％程度まで達した。

したがって圧粉成形過程では、成形圧をせいぜい５ ｔ
ｏｎ／ｃ４にすれば充分に緻密化した圧粉体を得ること
ができる。

そしてこのように圧粉体が高密度化するため、粉末同志
の金属−金属接触が充分におこり圧粉体中に含まれる空
気（酸素）の量が少なくなり、この結果焼結温度までの
昇温過程や焼結温度においてアルミニウムーケイ素合金
粉末粒子が酸化するおそれが少なく、焼結がすみやかに
進行する。

このため焼結を安価な窒素ガス雰囲気で行っても酸化は
ほとんど進行せず、充分に実用可能な機械的強度を有す
る焼結体を製造可能である。

また前述の焼結過程で（ζＡＡ−Ｃｕ合金粉末およびＡ
ｌ−Ｍ７合金粉末、またはＡ１１−Ｃｕ −Ｍｇ合金粉
末、Ａ ｌ−Ｃｕ −Ｍｇ −Ｓ ｉ合金粉末、Ｃｕ−
Ｍｇ合金粉末、Ｃｕ−Ｍｇ−３ｉ合金粉末を用いている
場合、これら合金粉末粒子が溶融して液相を生じ、この
合金液相から銅やマグネシウムがＡｌ−８ｉ合金粉末粒
子中へ拡散すると共に合金液相を介してＡｌ−８ｉ合金
粉末粒子が結合され、所謂液相焼結がなされる。

したがって得られた焼結体はアルミニウム素地中に初晶
シリコンが均一に分散しかつ銅およびマグネシウムが均
一に拡散した組織となっている。

なお初晶シリコンは、前述のようにアルミニウムーケイ
素合金溶湯をアトマイジングして後急冷することにより
原料のＡｌ−８ｉ合金粉末を製造しておけば、結晶粒径
は２０μｍ以下となり、この結果耐摩耗性がきわめて良
好な焼結体を得ることができる。

なおまた、前述のような液相焼結では、合金液相のＡＡ
’−８ｉ合金粉内への拡散又は毛管現象による浸透によ
って、焼結体中の合金粉の存在した部分に適度の大きさ
をもった空孔が形成され、この空孔に潤滑油等が含浸さ
れるため、軸受部品等に使用するに最適となる。

また、原料配合粉末として銅粉末やマグネシウム粉末を
使用する場合、これらの粉末粒子は焼結温度で溶融しな
いが、はじめＡｌ−８ｉ合金粉との金属−金属接触面で
固相拡散が進行し、それによって、低融点のＡｌ−８１
−Ｃｕ、 Ａｌ−８ｉＭｇ、 Ａｌ−８ｉ −Ｃｕ−Ｍ
ｇ等の合金相が形成されて、添加した銅粉、マグネシウ
ム粉、あるいはＡｌ−８ｉ合金粉の一部が溶融し、粉末
粒子界面に流れこみ、いわゆる液相焼結が進行する。

上述のごとき液相焼結において合金の液相部分が焼結体
外に流出するような現象は全くなく、従って、焼結体表
面の薄い酸化被膜を除けば焼結体内部の総括的組成は、
原料混合粉末の成分組成と実質的に一致し、Ｃｕ０．２
〜４．０重量係、Ｍｇ０．２〜２．０重量係、５ｉｌＯ
〜３５重量％、残部実質的にＡｌである。

これらの組成金属の内、銅は析出硬化および固溶強化に
よるアルミニウム素地の強化に寄与する。

銅が０．２％未満の場合にはアルミニウム素地の強化に
寄与せず、４．０係を越える場合には焼結体が逆に脆弱
化し、かつ焼結中に異常な膨張が生じやすくなる。

またマグネシウムは析出硬化によるアルミニウム素地の
強化に寄与する。

マグネシウムが０．２％未満の場合には強化の効果がな
（、また０、２％以上上なると焼結体表面に液相が浸み
出し、焼結が進行しなくなるおそれがあると共に、焼結
体が逆に脆弱化するおそれがある。

またケイ素は前述のように耐摩耗性の向上および素地の
強化に寄与するが、１０％未満では低コストの鋳造法で
も容易に製造することができるため焼結法によって製造
する経済的メリットが少なく、また３５％を越える場合
には固液共存域が太き（なるためアトマイジング法によ
つ又も充分に初晶シリコンを微細化することができず、
この結果耐摩耗性が劣化すると共に加工性も低下する。

なお、銅、マグネシウム、ケイ素の他耐熱性、耐摩耗性
、熱処理性の改善、あるいはアトマイジング時のシリコ
ンの一層の微細化、焼鈍あるいは焼結時のシリコンの拡
散によるシリコン粒径の成長の抑制等を目的として、Ａ
ｌ−８ｉ合金粉、Ａ ｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金粉のいづれか
または両方に最終組成として１．０重量係以下のニッケ
ル、マンガン、鉄、クロム、モリブデン、コバルト、ジ
ルコニウム、ストロンチウム、リチウム、チタン等添加
し又も良い。

以下にこの発明の実施例を記す。

実施例 １ 一４８メツシュの粒度の粉末が１００％を占めかつ見掛
密度が１．１７ ｔ／ｃｒｄのＡ７−３０％Ｓｉ合金粉
末を大気中で４００°Ｃ×６０分間保持して焼鈍した。

なおこの粉末はアトマイジング法による急冷によって得
られたものである。

焼鈍後前配合金粉末に、−４８メツシユが１００％ヲ占
メカつ見掛密度１．４５ ｔ／ｃｄの、１−４０％Ｃｕ
−５％Ｍｇ−８％Ｓｉ合金粉末を５％、−４８メツシユ
が１００％を占めかつ見掛密度１．０５ ｆ／ｃｒ／ｌ
のアルミニウム粉末を３０％それぞれ添加し、３０分間
混合した。

したがって混合粉末の組成はＡ［−１９，９％５ｉ−２
，０％Ｃｕ−０，２５％Ｍｇとなる。

四塩化炭素のステアリン酸飽和溶液で型潤滑した金型に
前記混合粉末を充填し、プレス圧５ｔｏｎ ／ｃ４で圧
粉成形した。

この圧粉体の寸法はＪＳＰＭ標準２−６４の引張試験片
と同一のものである。

次いで圧粉体を５ＵＳ３０４製のボートに載置し、市販
の高純度窒素ガス（露点−７０℃以下）により焼結炉内
雰囲気を充分に置換した後、５６０°Ｃに予熱保持した
均熱部分に前記ボートを装入して、圧粉体の焼結を行っ
た。

３０分間焼結を行った試片について引張試験を行ったと
ころ引張強さが１８．８Ｋｇ／ヨ２であった。

との試片は表面状態も良好であった。

また３０分焼結した試片を溶体化処理し、焼入れ後１７
０℃で８時間人工時効硬化処理（Ｔ６処理）を施したと
ころ、引張強さが２３．８恥／、２となった。

実施例 ２ 前記実施例１と同一のｋｌ、−８ｆ合金粉末を窒素ガス
中で５００℃×６０分保持して焼鈍した。

この焼鈍条件以外は実施例１と同一である。

５６０℃において３０分間焼結した試片疋ついて引張試
験を行ったところ、引張強さが１９．３’９／ア２でア
ラた。

また同様に３０分間焼結した試片について溶体化処理し
、焼入れ後人工時効硬化処理（Ｔ６処理）を施したとこ
ろ、引張強さが２８．４Ｋｇ／１ｎｊｎ２ となった。

実施例 ３ 一４８メツシュの粉末が１ｏｏ％を占めかつ見掛密度が
ｉ、 １７ ｔ ／ｃｆｌのＡ［−３０％Ｓｉ合金粉末
を窒素ガス中で５００℃×６０分保持して焼鈍した。

この合金粉末に、−４８メツシユの粉末が１００％を占
めかつ見掛密度が１．２３ ？ ／ｃｒｔｌのＡＡ−２
０％Ｃｕ−２，５％Ｍｇ−４％Ｓｉ合金粉末を１０％添
加し、３０分間混合した。

したがって混合粉末の組成はＡ［−２７，４％５ｉ−２
，０％Ｃｕ−０，２５％Ｍｇとなる。

この混合粉末を実施例１と同一の条件で圧粉成形および
焼結した。

５６０℃にて３０分焼結した試片につき引張試験を行っ
たところ、引張強さが１９．０Ｋｆ／ ２であ藺 った。

実施例 ４ 一４８メツシュの粉末が１００％を占めかつ見掛密度が
ｉ、 ｉ ７ ？ ／ｃｆｌのＡＡｉ’−３０％Ｓｉ合
金粉末を大気中で４００℃Ｘ６０分間保持して焼鈍した
。

この合金粉末に、−４８メツシユの粉末が１００係でか
つ見掛密度１．４５ ｔ ／ｃｒＡのＡｌ−′ ４０％
Ｃｕ−５％Ｍｇ−８％Ｓｉ合金粉末を５％、−４８メツ
シユの粉末が１００％でかつ見掛密度１．０５ ？／ｃ
ｒｌのアルミニウム粉末を１２％それぞれ添加し、３０
分間混合した。

したがって混合粉末の組成は、Ａ［−２５，３％５ｉ−
２，０％Ｃｕ−０，２５％Ｍｇとなる。

この混合粉末を実施例１と同一の条件で圧粉成形および
焼結した。

５６０℃において３０分間焼結した試片につき引張試験
を行ったところ、引張強さが１６．９にり／、２であっ
た。

実施例 ５ 実施例４と同一のＡ［−３０８ｆ合金粉末を、窒素ガス
中において５００℃×６０分間保持して焼鈍した。

この焼鈍条件以外は実施例４と同一である。

５６０℃において３０分間焼結した試片につき引張試験
を施したところ、引張強さが１８．０”ｍｉ であった
。

実施例 ６ 実施例５と同一のＡｄ−３０８ｆ合金粉末に実施例４と
同一のＡｌ−４０％Ｃｕ−５％Ｍｇ−８％Ｓｉ合金粉末
を５％添加し３０分間混合した。

したがって混合粉の組成は、Ａ［−２８，５％５ｉ−２
，０係Ｃｕ−０，２５％Ｍｇとなる。

この混合粉末を実施例１と同一の条件で圧粉成形および
焼結をおこなった。

５６０℃において３０分間焼結した試片について引張試
験をおこなったところ、引張強度は１６．９Ｋｇ／１Ｉ
ｌｊｎ２であった。

実施例 ７ 一４８メツシュの粉末が１００％を占めかつ見掛密度が
１．１７１ｉ ／ｃｒｄのＡｌ−３０％Ｓｉ合金粉末を
窒素ガス中において５００°Ｃ×６０分間保持して焼鈍
した。

この合金粉末に、−３００メツシユの粉末が１００％を
占めかつ見掛密度１．６６Ｓ’／ｃｒ／ｌの電解銅粉を
２％、−３５０メツシユが１００係を占めかつ見掛密度
０．６４１ｆ ／ｃｄのマグネシウム粉末を０．５％そ
れぞれ添加し、３０分間混合した。

したがって混合粉末の組成はＡＡ−２９，３％５ｉ−２
％Ｃｕ−０，５％Ｍｇとなる。

この混合粉末に、実施例１と同一の条件で圧粉成形およ
び焼結ヲ施した。

５６０°Ｃにおいて３０分間焼結した試片につき引張試
験を行ったところ引張強さが２０、４ Ｋ９／ｖｔｓ２
であった。

以上の各実施例１〜７により得られた試片（焼結体）に
ついて顕微鏡観察を行ったところ、初晶シリコンはすべ
て２０μｍ以下であり、かつアルミニウム素地中に均一
に分散していた。

また実施例３、実施例６と同一の条件により得ヨくられ
た焼結体試片と、従来の鋳造法により得られたピストン
材の鋳造試片とにつき、第２図に示す摩耗試験機を用い
て摩耗試験を行った。

この摩耗試験による相手材および試片の摩耗減量を次表
に示す。

なお第２図において、１は試片、２は回転円板（相手材
）、３は荷重である。

またこの摩耗試験の条件は次の通りである。

荷 重 Ｉ Ｋｇ／、、Ａ 摺動速度 １．４５ｍ／ｓｅｅ 試験時間 ６０分 相手材 Ｆｅ１２（パーライト鋳鉄） なお潤滑油は使用しなかった。

以上の各実施例および耐摩耗性試験結果から明らかなよ
うに、５ ｔ、ｏｎ／ｃｄの成形圧で圧粉成形しかつ窒
素ガス雰囲気で焼結を行っても、１６．９Ｋｇ／、〜２
０．４ Ｋｇ／Ｔｌｊｎ２の引張強さを有する焼結体が
得られ、またＴ６処理を行えば引張強さが２３Ｖ４／
２以上に上昇した。

そして耐摩耗性はｍ 鋳造材と比較しほとんど遜色ない。

以上の説明で明らかなように、この発明によれば、主原
料として１０〜３５％Ｓｉを含むアルミニウムーケイ素
合金粉末を用い、この合金粉末を圧粉成形前の段階で焼
鈍処理すると共に、これらにさらに銅およびマグネシウ
ムまたはこれらの合金を添加配合することによって、実
用可能な程度に高い機械的強度を有する高ケイ素アルミ
ニウム合金の焼結体を製造することが可能となり、しか
も５ ｔｏｎ／ｃ４程度の低い成形圧で圧粉成形すると
共に窒素ガス等の安価な雰囲気ガス中で焼結しても実用
可能な程度に高い機械的強度を有する高ケイ素アルミニ
ウム合金の焼結体を製造することが可能になった。

したがってこの発明によれば低コストで実用可能な高ケ
イ素アルミニウム合金の製品を製造することができる。

また前述のようにこの発明は粉末冶金法により高ケイ素
アルミニウム合金の成形体を製造する方法であるから、
従来の鋳造法における問題を有効に解決することができ
る。

すなわちこの発明の方法によればケイ素の偏析の問題が
な（、また鋳造法の如く初晶シリインが成長する問題が
なく、特にナトリウムや燐等の微細化剤を添加しなくと
も微細な初晶シリコンを得ることができるから、粗大な
初晶シリコンにより耐摩耗性が低下するおそれがなく、
かつまた得られた成形体の形状、寸法が最終製品の形状
、寸法に近いため切削加工が少なくて済むと共に、製品
歩留りも高くなる。

なお、この発明において、銅、マグネシウム添加用の原
料粉末として、Ａｌ−Ｃｕ合金粉末やＡＡ−Ｍｇ合金粉
末あるいはＣｕ−Ｍｇ合金粉末、Ａ １．−Ｃｕ−Ｍｇ
合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−８ｉ合金粉末、Ｃｕ−Ｍ
ｇ−８ｉ合金粉末を使用すれば、焼結過程において液相
焼結が速やか進行すると共に銅やマグネシウムの拡散も
速やかに行なわれるから、比較的短時間で機械的強度が
高い焼結体を得ることができ、また原料のアルミニウム
ーケイ素合金粉末をアトマイジング法により製造すれば
２０μｍ程度以下のきわめで微細な初晶シリコンを有す
る合金粉末を得ることができ、したがってこの発明の効
果をさらに有効に発揮せしめることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は原料のアルミニウムーケイ素合金粉末に焼鈍処
理を施した場合および無処理の場合における圧粉成形工
程での圧粉成形圧力と理論密度比□ との関係を示す図
表であり、第２図は摩耗試験装置の１例を示す略解図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ ５ｉｌＯ〜３５重量係を含有するアルミニウムー
   ケイ素合金粉末を焼鈍した後、混合粉末の成分組成がＣ
   ｕＯ，２〜４．０重量係、Ｍｇ０．２〜２．０重量係、
   ５ｉｌＯ，Ｏ〜３５．０重量％、残部Ａｌとなるように
   、前記合金粉末と、 （ａ） 銅粉末 （ｂ） マグネシウム粉末 （ｅ） アルミニウムー銅合金粉末 （ｄ） アルミニウムーマグネシウム合金粉末（ｅ）
   銅−マグネシウム合金粉末 （ト）アルミニウムー銅−マグネシウム合金粉末（ｇ）
   銅−マグネシウム−ケイ素合金粉末（ｈ）アルミニ
   ウムー銅−マグネシウム−ケイ素合金粉末 上記（ａ）〜（ｈ）のうちから選ばれた一種以上の粉末
   、および必要に応じてアルミニウム粉末とを混合し、こ
   の混合粉末な圧粉成形した後、圧粉体を非酸化性雰囲気
   において加熱、焼結することを特徴とする高ケイ素アル
   ミニウム合金焼結体の製造方法。