JPS60116753A - 耐熱アルミニウム合金製部材の製造方法 - Google Patents
耐熱アルミニウム合金製部材の製造方法Info
- Publication number
- JPS60116753A JPS60116753A JP22621783A JP22621783A JPS60116753A JP S60116753 A JPS60116753 A JP S60116753A JP 22621783 A JP22621783 A JP 22621783A JP 22621783 A JP22621783 A JP 22621783A JP S60116753 A JPS60116753 A JP S60116753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- aluminum alloy
- forging
- piston
- alloy
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (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。
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、熱間寸法安定性に優れた耐熱アルミニウム合
金製部材の製造方法に関する。
金製部材の製造方法に関する。
従来、前記部材を得る場合、展伸材用耐熱アルミニウム
合金体または連続鋳造により得られた鋳造体に熱間鍛造
を施して部材を成形し、その後部材の熱間寸法安定性お
よび強度を向上させるために溶体化時効処理を施すこと
が行われている。
合金体または連続鋳造により得られた鋳造体に熱間鍛造
を施して部材を成形し、その後部材の熱間寸法安定性お
よび強度を向上させるために溶体化時効処理を施すこと
が行われている。
この場合５時効処理を部材の使用温度以上の高温下で行
わなければ、部材の使用時にそれが加熱されることによ
って組織が変化し、それに伴い寸法成長が発生すること
になる。
わなければ、部材の使用時にそれが加熱されることによ
って組織が変化し、それに伴い寸法成長が発生すること
になる。
例えば、内燃機関用ピストンの場合、それは機関運転中
約２８０ＣＫ加熱されるが、一般に時効処理は合金組織
からくる制約により前記温度板−■・（Ｔ７処理におい
ては約２３０Ｃ）で行われているため前記寸法成長の°
問題がある。これはＪｌ、５ＡＣ８Ａ、ＡＣ３１３，Ａ
Ｃ８Ｃ’等の鋳物用アルミニウム合金を用いて金型鋳造
により得られたピストン゛についても同様である。この
問題を回避するためには高温安定化処理に耐え得る耐熱
アルミニウム合金が必要となる。
約２８０ＣＫ加熱されるが、一般に時効処理は合金組織
からくる制約により前記温度板−■・（Ｔ７処理におい
ては約２３０Ｃ）で行われているため前記寸法成長の°
問題がある。これはＪｌ、５ＡＣ８Ａ、ＡＣ３１３，Ａ
Ｃ８Ｃ’等の鋳物用アルミニウム合金を用いて金型鋳造
により得られたピストン゛についても同様である。この
問題を回避するためには高温安定化処理に耐え得る耐熱
アルミニウム合金が必要となる。
、 本発明は上記に鑑み、高温安定化処理に耐え得る耐
熱アルミニウム合金を用い、熱間寸法安定性に優れた高
強度な前記部材を得ることのできる前記製造方法を提供
することを目的とし、アルミニウム合金溶湯に、その溶
湯な冷却速度１ （＋３Ｃ／ｓｅｃ以上ＬＯ５Ｃ／ｓ・
ｅｃ未満にて急冷凝固させる粉末化処理ヶ施。−Ｃ，ヵ
□え素を過飽和い固溶コ、い、アルミニウム合金粉末を
得る粉末製造工程と；アルミニウム合金粉末に温度３５
０ｔＺ’以上５２０Ｃ以−下にて押出加工を施して鍛造
用累月を製造し、次いでその鍛造用素材に温度４００Ｃ
以上にて熱間鍛造を施してアルミニウム合金製部材を成
形し、その後部材を冷却速度１００ Ｃ／ ｓｅｃ以上
で急冷する成形工程と；部材を温度５００Ｃ以下に３０
分間以上保持する安定化処理工程と；よりなることを特
徴とする。
熱アルミニウム合金を用い、熱間寸法安定性に優れた高
強度な前記部材を得ることのできる前記製造方法を提供
することを目的とし、アルミニウム合金溶湯に、その溶
湯な冷却速度１ （＋３Ｃ／ｓｅｃ以上ＬＯ５Ｃ／ｓ・
ｅｃ未満にて急冷凝固させる粉末化処理ヶ施。−Ｃ，ヵ
□え素を過飽和い固溶コ、い、アルミニウム合金粉末を
得る粉末製造工程と；アルミニウム合金粉末に温度３５
０ｔＺ’以上５２０Ｃ以−下にて押出加工を施して鍛造
用累月を製造し、次いでその鍛造用素材に温度４００Ｃ
以上にて熱間鍛造を施してアルミニウム合金製部材を成
形し、その後部材を冷却速度１００ Ｃ／ ｓｅｃ以上
で急冷する成形工程と；部材を温度５００Ｃ以下に３０
分間以上保持する安定化処理工程と；よりなることを特
徴とする。
アツベニウム合金としては、Ａｌ−５ｉ、Ａｌ１−５ｉ
−Ｆｅ、Ａｌ−Ｆｅ 系合金等が該当する。
−Ｆｅ、Ａｌ−Ｆｅ 系合金等が該当する。
粉末製造工程において、冷却速度を１０３Ｃ／ｓｅｃ以
上１０’Ｃ／ｓｅｃ未満に設定することにより組織中に
添加元素を過飽和に固溶させることができる。
上１０’Ｃ／ｓｅｃ未満に設定することにより組織中に
添加元素を過飽和に固溶させることができる。
冷却速度が１０” Ｃ／Ｓｅｃを下回ると添加元素が粗
大な金属間化合物として析出するため、組織上の欠陥と
なり易く強度劣化を招く。一方、冷却速度が１０’ Ｃ
／’ｅＣ以上であると、製造工程が複雑化して量産性が
損われ、その上均−特性の粉末を得ることが困難となる
。
大な金属間化合物として析出するため、組織上の欠陥と
なり易く強度劣化を招く。一方、冷却速度が１０’ Ｃ
／’ｅＣ以上であると、製造工程が複雑化して量産性が
損われ、その上均−特性の粉末を得ることが困難となる
。
成形工程における熱間押出加工時、アルミニウム合金粉
末よりなる保形性を有する素材の温度を：＋５ｏＣ以上
５２０Ｃ以下に設定することにより、過飽和に固溶した
添加元素を高温で安定な金属間化合物として組織中に均
−且つ微細に析出させて部Ｈの高温強度を向上させるこ
とができ、また加工性も極めて良好となる。素材温度が
３５００を下回ると、変形抵抗が太きすぎるため加工性
が悪くなり、一方素材温度が５２０Ｃを上回ると結晶粒
が粗大化し高温強度が低下する。種々検討を加えた結果
、素材温度が４００Ｃ以上４５０Ｃ以下の範囲にあれば
成形性を良好にし、また高温強度を向上させることがで
きる。
末よりなる保形性を有する素材の温度を：＋５ｏＣ以上
５２０Ｃ以下に設定することにより、過飽和に固溶した
添加元素を高温で安定な金属間化合物として組織中に均
−且つ微細に析出させて部Ｈの高温強度を向上させるこ
とができ、また加工性も極めて良好となる。素材温度が
３５００を下回ると、変形抵抗が太きすぎるため加工性
が悪くなり、一方素材温度が５２０Ｃを上回ると結晶粒
が粗大化し高温強度が低下する。種々検討を加えた結果
、素材温度が４００Ｃ以上４５０Ｃ以下の範囲にあれば
成形性を良好にし、また高温強度を向上させることがで
きる。
また鍛造加工時、鍛造用累月の温度を４００Ｃ以上に設
定することにより素材の鍛造成形性が良好となり、得ら
れた部材に亀裂や鍛造割れを生じることはないが、素材
の温度が４００Ｃを下回ると鍛造成形性が悪化し１部利
に亀裂や鍛造割れを生じる。
定することにより素材の鍛造成形性が良好となり、得ら
れた部材に亀裂や鍛造割れを生じることはないが、素材
の温度が４００Ｃを下回ると鍛造成形性が悪化し１部利
に亀裂や鍛造割れを生じる。
さらに鍛造後の冷却速度を１０ ＱＣ／ ｓ ｅ ｃ以
上に設定することにより、結晶粒の粗大化を抑制して高
温強度および硬度を向上させることができるが、冷却速
度が１００ Ｃ／ ｓｅｃを下回ると組織が回復して再
結晶が起こり、これにより結晶粒の粗大化を招き、高温
強度が低下する。
上に設定することにより、結晶粒の粗大化を抑制して高
温強度および硬度を向上させることができるが、冷却速
度が１００ Ｃ／ ｓｅｃを下回ると組織が回復して再
結晶が起こり、これにより結晶粒の粗大化を招き、高温
強度が低下する。
安定化処理工程において、部材を温度５０００以下に３
０分間以上保持することにより、その熱間寸法安定性を
向上させることができる。要するに、安定化処理温度は
部材の使用温度以上であることが必要で、安定化処理温
度が使用温度を１回ると部材が寸法成長を発生し熱間寸
法安定性が悪化する。温度が５ｏｏｃを上回ると前記ア
ルミニウム合金の高温強度が劣化し、また処理時間が３
０分間を下回ると組織の均質化が図られず、安定した品
質のものが得られない。
０分間以上保持することにより、その熱間寸法安定性を
向上させることができる。要するに、安定化処理温度は
部材の使用温度以上であることが必要で、安定化処理温
度が使用温度を１回ると部材が寸法成長を発生し熱間寸
法安定性が悪化する。温度が５ｏｏｃを上回ると前記ア
ルミニウム合金の高温強度が劣化し、また処理時間が３
０分間を下回ると組織の均質化が図られず、安定した品
質のものが得られない。
次に１本発明を内燃機関用ピストンの製造に適用した一
実施例について説明する。
実施例について説明する。
下表は本発明において用いられる耐熱アルミニラム合金
Ａ −１）および比較例としてのＪＩＳＡＣ８Ｃ（Ａ１
５゛の組成を示す。
Ａ −１）および比較例としてのＪＩＳＡＣ８Ｃ（Ａ１
５゛の組成を示す。
前記合金Δ〜Ｄを用（・る場合は、冷却速度１０３Ｃ／
Ｊ・ＱＣ以上１０’Ｕ／ｓＣ味満の条件下でアトマイゼ
ーションを適用して４種類の合金粉末を製造し、各合金
粉末より直径２２５＋ｎｍの保形性を有する押出加工用
累月を成形する。各押出加工用累月を炉内温度３７０Ｃ
の均熱炉内に設置して１０時間保持し、次いでその押出
加工用累月に押出加工を施して直径７０１■の丸棒状鍛
造用素拐を製造す累月 その後、各鍛造用素材に熱間鍛造を施してピストン素材
を成形する。この場合、合金Δよりなる素材は４５０Ｃ
に、合金Ｂ 、 Ｃよりなる素材は５５０Ｃに、合金り
よりなる累月は４７０Ｃにそれぞれ加熱される。鍛造後
各ピストン素材を冷却速度６６０Ｃ／ ｓｅｃにて水冷
する。
Ｊ・ＱＣ以上１０’Ｕ／ｓＣ味満の条件下でアトマイゼ
ーションを適用して４種類の合金粉末を製造し、各合金
粉末より直径２２５＋ｎｍの保形性を有する押出加工用
累月を成形する。各押出加工用累月を炉内温度３７０Ｃ
の均熱炉内に設置して１０時間保持し、次いでその押出
加工用累月に押出加工を施して直径７０１■の丸棒状鍛
造用素拐を製造す累月 その後、各鍛造用素材に熱間鍛造を施してピストン素材
を成形する。この場合、合金Δよりなる素材は４５０Ｃ
に、合金Ｂ 、 Ｃよりなる素材は５５０Ｃに、合金り
よりなる累月は４７０Ｃにそれぞれ加熱される。鍛造後
各ピストン素材を冷却速度６６０Ｃ／ ｓｅｃにて水冷
する。
比較例としての合金Ｅを用いた場合は、金型を使用して
ピストン素材を鋳造する。
ピストン素材を鋳造する。
第１図は各ピストン素材に安定化処理を施した場合の硬
度（ＨＲＢ）変化を示すもので、各硬度は各ピストン素
材を各温度に４８時間保持した後室温で測定されたもの
である。ａ、〜Ｃ１は合金Ａ〜Ｅよりなるピストン素材
をそれぞれ示す。
度（ＨＲＢ）変化を示すもので、各硬度は各ピストン素
材を各温度に４８時間保持した後室温で測定されたもの
である。ａ、〜Ｃ１は合金Ａ〜Ｅよりなるピストン素材
をそれぞれ示す。
ピストンはその使用温度が約２８０Ｃであるから、安定
化処理はそれ以上の高温、例えば３００Ｃ以」−で行う
のが良い。第１図から明らかなように合金Ａ −１）よ
り々るピストン素材ａ、〜ｄＩの場合は、安定化処理温
度が３００Ｃ以上でもそれ程硬度の低−トは４められず
、リング溝の耐久性を保持させるために１１．１３ ６
０以上とすることが十分に可能である。これに対しピス
トン素材ｅ１の場合は、安定住処Ｊｌ’Ｊｊ温度が３０
０ｉｐ以上であると硬度が大幅に低１・ｔ２てピストン
としての機能を果たさなくなるおそれがある。
化処理はそれ以上の高温、例えば３００Ｃ以」−で行う
のが良い。第１図から明らかなように合金Ａ −１）よ
り々るピストン素材ａ、〜ｄＩの場合は、安定化処理温
度が３００Ｃ以上でもそれ程硬度の低−トは４められず
、リング溝の耐久性を保持させるために１１．１３ ６
０以上とすることが十分に可能である。これに対しピス
トン素材ｅ１の場合は、安定住処Ｊｌ’Ｊｊ温度が３０
０ｉｐ以上であると硬度が大幅に低１・ｔ２てピストン
としての機能を果たさなくなるおそれがある。
第２図は、各ピストン素拐ａ１〜ｄ１に４１０Ｃ１，３
時間の安定化処理を施し、−その後機械加工によりヘッ
ト部夕）径が７３，５５８のピストンａ２〜ｄ２を削成
（７、それを３ｏｏｃに所定時間保持した場合の寸法成
長変化を示す。
時間の安定化処理を施し、−その後機械加工によりヘッ
ト部夕）径が７３，５５８のピストンａ２〜ｄ２を削成
（７、それを３ｏｏｃに所定時間保持した場合の寸法成
長変化を示す。
この、用台の寸法成長変化はヘッド部の外径変化として
示されており、 でルンる。また基？店値ゼロを境としてプラス側か膨張
による永久変形、マイナス側が収縮による永久変形の場
合である。
示されており、 でルンる。また基？店値ゼロを境としてプラス側か膨張
による永久変形、マイナス側が収縮による永久変形の場
合である。
合金ＥよりなるピストンＣ２は、１゛７処理を施した累
月ｅ１に機械加工を施して前記と同一のヘッド部外径を
持つように削成されたものである。
月ｅ１に機械加工を施して前記と同一のヘッド部外径を
持つように削成されたものである。
第２図から明らかなように５合金Ａ −Ｊ）よりなるピ
ストンａ、〜ｄ２の場合は寸法成長変化率が極めて少な
いが、合金Ｅより々るピストンＣ２の場合は寸法成長変
化率が経時的に増加する。
ストンａ、〜ｄ２の場合は寸法成長変化率が極めて少な
いが、合金Ｅより々るピストンＣ２の場合は寸法成長変
化率が経時的に増加する。
前記合金Δ〜Ｄよりなるピストン素材ａ１〜ｄ。
の場合安定化処理温度が３００〜５００Ｃの範囲にあれ
ば前記第２図と同様の寸法成長変化率がイ４）られる。
ば前記第２図と同様の寸法成長変化率がイ４）られる。
機関運転中に発生するピストンの寸法成長は不可逆変化
であるため、ピストンが膨張による永久変形を起こした
場合にはシリングスリーブに対するピストンの摩擦力が
増大し７て出力の打１失をもたらし、また前記変形の程
度が大きいとピストンとシリンダスリーブ間に焼付きを
発生するおそれがある。一方、ピストンが収縮による永
久変形を起こした場合にはピストンにょる打音の増大、
オイル消費量およびブローバイガスの増加等の不具合を
発生する。
であるため、ピストンが膨張による永久変形を起こした
場合にはシリングスリーブに対するピストンの摩擦力が
増大し７て出力の打１失をもたらし、また前記変形の程
度が大きいとピストンとシリンダスリーブ間に焼付きを
発生するおそれがある。一方、ピストンが収縮による永
久変形を起こした場合にはピストンにょる打音の増大、
オイル消費量およびブローバイガスの増加等の不具合を
発生する。
前記台金Ａ −１）よりなるピストンα２〜ｄ２におい
ては、それらが機関運転中に起こす永久変形量が極めて
少な′く、したがってピストンとシリンダスリーブ間の
クリアランスの変化に伴う前記不具合を全て解消し得る
ものである。
ては、それらが機関運転中に起こす永久変形量が極めて
少な′く、したがってピストンとシリンダスリーブ間の
クリアランスの変化に伴う前記不具合を全て解消し得る
ものである。
以上のように本発明によれば、特定の耐熱アルミニウム
合金粉末を用いて、成形および高温下における安定化処
理工程を経て熱間寸法安定性に優れた高強度な耐熱アル
ミニウム合金製部材を得ることができる。
合金粉末を用いて、成形および高温下における安定化処
理工程を経て熱間寸法安定性に優れた高強度な耐熱アル
ミニウム合金製部材を得ることができる。
第１図はピストン素材に対する安定化処理温度と硬度の
関係を示すグラフ、第２図はピストンを３００Ｃに保持
した場合の保持時間と寸法成長変化率の関係を示すグラ
フである。 特許出願人 本田技研工業株式会社 （日Ｈ）黍１ｑ （’／、）ｄｌη順啼■仁
関係を示すグラフ、第２図はピストンを３００Ｃに保持
した場合の保持時間と寸法成長変化率の関係を示すグラ
フである。 特許出願人 本田技研工業株式会社 （日Ｈ）黍１ｑ （’／、）ｄｌη順啼■仁
Claims (1)
- アルミニウム合金溶湯に、該溶湯を冷却速度１ｏ３７：
：／ｓｅＣ以上１０５Ｃ／ｓｅｃ未満にて急冷凝固させ
る粉末化処理を施して添加元素を過飽和に固溶している
アルミニウム合金粉末を得る粉末製造工程と；前記アル
ミニウム合金粉末に温度３５０Ｃ以上５２０Ｃ以下にて
押出加工を施して鍛造用素材を製造し、次いで該鍛造用
累月に温度４０００以上にて熱間鍛造を施してアルミニ
ウム合金製部材を成形し、その後該部材を冷却速度１０
０Ｃ／ｓａｃ以上で急冷する成形工程と；前記部材を温
度５００Ｃ以゛下に３０分間以上保持する安定化処理工
程と；よりなる熱間寸法安定性に優れた耐熱アルミニウ
ム合金製部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22621783A JPS60116753A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 耐熱アルミニウム合金製部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22621783A JPS60116753A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 耐熱アルミニウム合金製部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60116753A true JPS60116753A (ja) | 1985-06-24 |
Family
ID=16841727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22621783A Pending JPS60116753A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 耐熱アルミニウム合金製部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60116753A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296603A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-06 | Honda Motor Co Ltd | 耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法 |
| JPH01177340A (ja) * | 1987-12-30 | 1989-07-13 | Showa Denko Kk | 高強度・耐摩耗性Ａｌ粉末合金の加工熱処理方法 |
| WO1992017302A1 (en) * | 1991-04-03 | 1992-10-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Rotor made of aluminum alloy for oil pump and method of manufacturing said rotor |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP22621783A patent/JPS60116753A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296603A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-06 | Honda Motor Co Ltd | 耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法 |
| JPH0480081B2 (ja) * | 1985-10-22 | 1992-12-17 | Honda Motor Co Ltd | |
| JPH01177340A (ja) * | 1987-12-30 | 1989-07-13 | Showa Denko Kk | 高強度・耐摩耗性Ａｌ粉末合金の加工熱処理方法 |
| WO1992017302A1 (en) * | 1991-04-03 | 1992-10-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Rotor made of aluminum alloy for oil pump and method of manufacturing said rotor |
| US5368629A (en) * | 1991-04-03 | 1994-11-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Rotor for oil pump made of aluminum alloy and method of manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4818308A (en) | Aluminum alloy and method for producing the same | |
| US4420345A (en) | Method for manufacture of aluminum alloy casting | |
| JPS5913041A (ja) | 耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成形体およびその製造方法 | |
| JPH1112674A (ja) | 内燃機関ピストン用アルミニウム合金およびアルミニウム合金製ピストン | |
| JP2001020047A (ja) | アルミニウム合金鍛造用素材およびその製造方法 | |
| JPS60116753A (ja) | 耐熱アルミニウム合金製部材の製造方法 | |
| JPS5913040A (ja) | 耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成形体およびその製造方法 | |
| JPH1136030A (ja) | ピストン用アルミニウム合金及びピストン製造方法 | |
| JPH02149627A (ja) | ニッケルベース超合金 | |
| JP4257562B2 (ja) | チャンファー部がすぐれた疲労強度を有する銅合金製熱間型鍛造シンクロナイザーリングの製造方法 | |
| JPS60128251A (ja) | 耐熱アルミニウム合金製部材の製造方法 | |
| JPH0418024B2 (ja) | ||
| JP5373649B2 (ja) | エンジンのシリンダライナおよびその製造方法、エンジンのシリンダブロック | |
| JPH01298139A (ja) | アルミニウム合金鋳物の製造方法 | |
| JPS5815741A (ja) | 鋳ぐるみ用シリンダライナおよびその製造方法 | |
| JPH0539507A (ja) | アルミニウム合金製オイルポンプ用ロータ及びその製造方法 | |
| JPS63266004A (ja) | 耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末 | |
| JPS60131945A (ja) | 耐熱性に優れた高強度アルミニウム合金 | |
| JPH0262337B2 (ja) | ||
| JP2002361398A (ja) | エンジンのシリンダライナ | |
| JPS61295301A (ja) | 耐熱性高カアルミニウム合金粉末およびその成形体 | |
| JPS6310225B2 (ja) | ||
| JPH04351241A (ja) | 難加工性材料の塑性加工方法 | |
| JPH0121856B2 (ja) | ||
| JP2003096524A (ja) | アルミニウム合金、アルミニウム合金製ピストンおよびアルミニウム合金製ピストンの製造方法 |