JPS60121203A - アルミニウム合金材の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金材の製造方法Info
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- JPS60121203A JPS60121203A JP22896883A JP22896883A JPS60121203A JP S60121203 A JPS60121203 A JP S60121203A JP 22896883 A JP22896883 A JP 22896883A JP 22896883 A JP22896883 A JP 22896883A JP S60121203 A JPS60121203 A JP S60121203A
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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】
（イ）技術分野
本発明は、軽量且つ高強度を有する極めて低熱膨張であ
るアルミニウム合金の製造方法に関するものである。
るアルミニウム合金の製造方法に関するものである。
（ロ）技術の背景
アルミニウム合金は、鉄系材料に比べ、比重が＋／ａと
軽量であり、耐食性も優れている。しかも低温で、塑性
加工が容易であるため、機器の軽量化と、省エネルギー
に適した金属材料である。しかしながらアルミニウム自
体は、本質的に強度が低く、耐熱性、耐摩耗性の劣る金
属であるため１強度、耐熱性、耐摩耗性を必要とする機
械部品材料としては適していなかった。しかし種々の合
金化や、熱処理法などの開発により、アルミニウム高機
能材料が開発され、広い分野への応用が検討されている
。
軽量であり、耐食性も優れている。しかも低温で、塑性
加工が容易であるため、機器の軽量化と、省エネルギー
に適した金属材料である。しかしながらアルミニウム自
体は、本質的に強度が低く、耐熱性、耐摩耗性の劣る金
属であるため１強度、耐熱性、耐摩耗性を必要とする機
械部品材料としては適していなかった。しかし種々の合
金化や、熱処理法などの開発により、アルミニウム高機
能材料が開発され、広い分野への応用が検討されている
。
耐熱、耐摩耗性材料としては、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｓ
ｉ糸などの合金があり、これらは自動車のエンジン部品
として、ピストンやシリンダライナーなどへの適用が検
討されている。これらの耐熱、耐摩耗性合金は、同時に
熱膨張率が低いことが要求される。通常アルミニウム合
金の熱膨張率は、。
ｉ糸などの合金があり、これらは自動車のエンジン部品
として、ピストンやシリンダライナーなどへの適用が検
討されている。これらの耐熱、耐摩耗性合金は、同時に
熱膨張率が低いことが要求される。通常アルミニウム合
金の熱膨張率は、。
ｇ２ｘｚｏ ／ｌｌｌ’以上であるが、アルミニウム合
金を、例えばピストンとして用いるためには、２１Ｘ１
０／Ｃ以下であることが望ましい。従来のＡ／！ −Ｐ
ａ系合金、１−３ｉ系合金ではその多くが２１Ｘ１０
／ｌｌ’以上であるため、ピストンへの適用に困難な点
が生じていた。
金を、例えばピストンとして用いるためには、２１Ｘ１
０／Ｃ以下であることが望ましい。従来のＡ／！ −Ｐ
ａ系合金、１−３ｉ系合金ではその多くが２１Ｘ１０
／ｌｌ’以上であるため、ピストンへの適用に困難な点
が生じていた。
（／９ 発明の開示
本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので
あり、アルミニウム素地中に１耐摩耗性改善の為のＳｉ
元素と、耐熱性改善の為のＩＰｅ元素を、適度の割合で
添加せしめることにより、耐摩耗性、耐熱性の改善と同
時に熱膨張を著しく改善したアルミニウム合金を得るた
めの製造方法を提供するものである。
あり、アルミニウム素地中に１耐摩耗性改善の為のＳｉ
元素と、耐熱性改善の為のＩＰｅ元素を、適度の割合で
添加せしめることにより、耐摩耗性、耐熱性の改善と同
時に熱膨張を著しく改善したアルミニウム合金を得るた
めの製造方法を提供するものである。
本発明におけるＡ７合金の添加元素としては、まず耐摩
耗性の向上を計るためＳｉ元素である。添加量は１０〜
２０重量％とする。このＳｌの添加においてＳｉ量が１
０重量％以下だと耐摩耗性が十分でない。耐摩耗性の向
上にはＳｉ元素の添加が多い程効果的であるが、多すぎ
ると強度の低下を導くので上限を２０重量％とする。通
常、Ａｌ−１３１系耐摩耗性合金では、粉末冶金法によ
れば、最大約５０重量％まで８１の添加が可能であり、
用途に応じてＳｌ濃度を変えて用いる。しかし我々の研
究調査により、Ｓｉ元素と、Ｆｅ元素を、適当な割合で
添加することにより、Ｓｉ元素を多量に添加せずに、Ａ
４−高８１耐摩耗性合金以上の耐摩耗性を有し、且つ著
しく低い熱膨張率を示す。またこの合金は、通常Ａ４−
ＩＦｅ系耐熱合金に添加される、Ｆｅ元素量より少な
い！θ−元素の添加で、より高い耐熱性を示す。
耗性の向上を計るためＳｉ元素である。添加量は１０〜
２０重量％とする。このＳｌの添加においてＳｉ量が１
０重量％以下だと耐摩耗性が十分でない。耐摩耗性の向
上にはＳｉ元素の添加が多い程効果的であるが、多すぎ
ると強度の低下を導くので上限を２０重量％とする。通
常、Ａｌ−１３１系耐摩耗性合金では、粉末冶金法によ
れば、最大約５０重量％まで８１の添加が可能であり、
用途に応じてＳｌ濃度を変えて用いる。しかし我々の研
究調査により、Ｓｉ元素と、Ｆｅ元素を、適当な割合で
添加することにより、Ｓｉ元素を多量に添加せずに、Ａ
４−高８１耐摩耗性合金以上の耐摩耗性を有し、且つ著
しく低い熱膨張率を示す。またこの合金は、通常Ａ４−
ＩＦｅ系耐熱合金に添加される、Ｆｅ元素量より少な
い！θ−元素の添加で、より高い耐熱性を示す。
ＩＦｅ元素の添加量としては２〜１０重量％が適当であ
り、この範囲より低くても高くても耐熱、耐摩耗性、熱
膨張率の改善性が悪く、多いと熱間押出しなどの加工性
が悪いという欠点が生じる。
り、この範囲より低くても高くても耐熱、耐摩耗性、熱
膨張率の改善性が悪く、多いと熱間押出しなどの加工性
が悪いという欠点が生じる。
このＦｅ元素と、Ｓｉ元素の適当な割合の添加は、上の
ように耐熱性、耐摩耗性、熱膨張率を同時に著しく改善
するが、この著しい熱膨張率の低下により、より幅広い
分野への材料の適用が可能になる。
ように耐熱性、耐摩耗性、熱膨張率を同時に著しく改善
するが、この著しい熱膨張率の低下により、より幅広い
分野への材料の適用が可能になる。
以上示したＡ１合金はＳｌ、Ｉ！Ｉｅの添加量が多いた
め、従来の鋳造法では製造が困難であった。
め、従来の鋳造法では製造が困難であった。
この原因は、凝固時に８１と７１１の初晶が粗大化する
ためである。この強固な粗大初晶粒子は強度を著しく損
なう。この初晶析出物を小さくするためには、合金の凝
固速度を速くすることが重要であるが、鋳造法では困難
であるため、粉末冶金法を用いる。即ち、急冷合金粉末
とすることにより、初晶析出物を小さくした合金粉末よ
り合金を製造する。
ためである。この強固な粗大初晶粒子は強度を著しく損
なう。この初晶析出物を小さくするためには、合金の凝
固速度を速くすることが重要であるが、鋳造法では困難
であるため、粉末冶金法を用いる。即ち、急冷合金粉末
とすることにより、初晶析出物を小さくした合金粉末よ
り合金を製造する。
この際、初晶析出物の粗大化を防ぐため、合金粉末はガ
スアトマイズ粉末の場合には、４ｏメツシユ以下のもの
を用いることが好ましい。ガスアトマイズ粉末の場合、
４ｏメツシユ以下の粉末であれば、初晶析出物の粒径は
１０ ｐｍ以下であるが、種種の製造条件の変動により
初晶析出物の粒径が大きくなることがあるため、このよ
うな場合には初晶析出物の粒径が１０ ／Ｊｍ以下とな
る粉末を用いる必要がある。
スアトマイズ粉末の場合には、４ｏメツシユ以下のもの
を用いることが好ましい。ガスアトマイズ粉末の場合、
４ｏメツシユ以下の粉末であれば、初晶析出物の粒径は
１０ ｐｍ以下であるが、種種の製造条件の変動により
初晶析出物の粒径が大きくなることがあるため、このよ
うな場合には初晶析出物の粒径が１０ ／Ｊｍ以下とな
る粉末を用いる必要がある。
上に示した粉末を、直接罐に詰めたものか、またはこの
粉末の成形体を２５０〜５５０ ｃに加熱し１押出し比
４：１〜１５：１の範囲で熱間押出しを行なう。加熱温
度が２５０Ｃ以下だと、押しづまりを起すことがある。
粉末の成形体を２５０〜５５０ ｃに加熱し１押出し比
４：１〜１５：１の範囲で熱間押出しを行なう。加熱温
度が２５０Ｃ以下だと、押しづまりを起すことがある。
また５５０ Ｃ以上では、加工時に初晶析出物の粗大化
が生じるため、良好な特性をもった押出し機が得られな
い。押出し比が４：１以下だと、十分な強度をもった材
料が得られず、また１５：１以上だと押しづまりが生ず
るため、上記押出し比以外の条件による押出しは好まし
くない。
が生じるため、良好な特性をもった押出し機が得られな
い。押出し比が４：１以下だと、十分な強度をもった材
料が得られず、また１５：１以上だと押しづまりが生ず
るため、上記押出し比以外の条件による押出しは好まし
くない。
このようにして得られた押出し材料は、適当な熱処理を
施し製品に加工する。
施し製品に加工する。
実施例
ガスアトマイズ法によって得た１００メツシユ以下のＡ
４−１２重量％５１−８重量％Ｆｅ合金粉末を、銅また
はアルミニウムのシース中に充填し封鎖した後、４５０
Ｃに加熱し、押出し比６．５：１で熱間押出しを行な
った。
４−１２重量％５１−８重量％Ｆｅ合金粉末を、銅また
はアルミニウムのシース中に充填し封鎖した後、４５０
Ｃに加熱し、押出し比６．５：１で熱間押出しを行な
った。
上の条件による熱間押出機の特性評価を行なった結果を
以下に示す。組織は１０００倍顕微鏡写真図に示すよう
に微細で均一である。
以下に示す。組織は１０００倍顕微鏡写真図に示すよう
に微細で均一である。
■高温引張り強さく各温度で２０分間保持後試験）■高
温圧環装さ ■摩耗試験（大越式）圧力３．８〜 摩耗距離２００ｍ
すべり速度（ｍ７ｇ） ０．５ ２．０ ：３．６比麻
耗Ｊｔ（ｓｗ／／に９）Ｘ１ｏ ｚ、ｘ １．８ ７．
１■熱膨張率 １．７．５Ｘ１０ ／ｌ″ ａｔ ａｏｏｃ以上実施例
を示したように、適当な割合によりＳｌ、Ｆｅを添加し
た本発明製造法によるＡ７−８ｉ−７ｏ系合金は、耐熱
性、耐摩耗性が優れているばかりでなく、熱膨張も非常
に小さく、耐熱性材料としては非常に優秀なものである
。この材料を自動車等のエンジン部品ピストン、シリン
ダライナーなどに用いると、非常に有効である。
温圧環装さ ■摩耗試験（大越式）圧力３．８〜 摩耗距離２００ｍ
すべり速度（ｍ７ｇ） ０．５ ２．０ ：３．６比麻
耗Ｊｔ（ｓｗ／／に９）Ｘ１ｏ ｚ、ｘ １．８ ７．
１■熱膨張率 １．７．５Ｘ１０ ／ｌ″ ａｔ ａｏｏｃ以上実施例
を示したように、適当な割合によりＳｌ、Ｆｅを添加し
た本発明製造法によるＡ７−８ｉ−７ｏ系合金は、耐熱
性、耐摩耗性が優れているばかりでなく、熱膨張も非常
に小さく、耐熱性材料としては非常に優秀なものである
。この材料を自動車等のエンジン部品ピストン、シリン
ダライナーなどに用いると、非常に有効である。
図は本発明実施例のアルミニウム合金材の１０００倍顕
微鏡写真図である。 代理人 弁理土中村勝成 １す 】悄−噌神１ｆ
微鏡写真図である。 代理人 弁理土中村勝成 １す 】悄−噌神１ｆ
Claims (1)
- （１） ｓ＊ １０〜２０重量％、Ｆｅ ２〜１２重量
％１残部が実質的にｈｔより成り、粒度が４０メツシユ
以下のガスアトマイズ粉か、初晶析出物の粒径が１０μ
ｍ以下であるアルミニウム合金粉末を、罐に詰めるか成
形体とし、２５０〜５５０Ｃの温度で、押出し比４：１
〜１５：１の押出し加工を行なうことを特徴とするアル
ミニウム合金材の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22896883A JPS60121203A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | アルミニウム合金材の製造方法 |
| EP84114320A EP0144898B1 (en) | 1983-12-02 | 1984-11-27 | Aluminum alloy and method for producing same |
| DE8484114320T DE3481322D1 (de) | 1983-12-02 | 1984-11-27 | Aluminiumlegierungen und verfahren zu ihrer herstellung. |
| BR8406132A BR8406132A (pt) | 1983-12-02 | 1984-11-30 | Liga de aluminio e processo para a sua producao |
| US06/879,704 US4702885A (en) | 1983-12-02 | 1986-06-27 | Aluminum alloy and method for producing the same |
| US06/940,168 US4818308A (en) | 1983-12-02 | 1986-12-10 | Aluminum alloy and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22896883A JPS60121203A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | アルミニウム合金材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60121203A true JPS60121203A (ja) | 1985-06-28 |
Family
ID=16884682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22896883A Pending JPS60121203A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | アルミニウム合金材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60121203A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6210237A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-19 | Showa Denko Kk | 熱間鍛造用アルミニウム合金 |
| JPS6256542A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-12 | Kubota Ltd | Ａｌを主成分とした急冷凝固粉末の押出し加工方法 |
| JPS62158837A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-14 | Showa Denko Kk | Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末成形体の製造方法 |
| JPS62188705A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-18 | Honda Motor Co Ltd | 焼結アルミニウム合金軸受部材およびその製造方法 |
| JPS6411911A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Sumitomo Electric Industries | Rotor made of aluminium powder alloy |
| JPH0192301A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-11 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | アルミ合金アトマイズ粉末の押出方法 |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP22896883A patent/JPS60121203A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6210237A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-19 | Showa Denko Kk | 熱間鍛造用アルミニウム合金 |
| JPS6256542A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-12 | Kubota Ltd | Ａｌを主成分とした急冷凝固粉末の押出し加工方法 |
| JPS62158837A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-14 | Showa Denko Kk | Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末成形体の製造方法 |
| JPH0254408B2 (ja) * | 1985-12-28 | 1990-11-21 | Showa Denko Kk | |
| JPS62188705A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-18 | Honda Motor Co Ltd | 焼結アルミニウム合金軸受部材およびその製造方法 |
| JPH0565254B2 (ja) * | 1986-02-14 | 1993-09-17 | Honda Motor Co Ltd | |
| JPS6411911A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Sumitomo Electric Industries | Rotor made of aluminium powder alloy |
| JPH0192301A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-11 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | アルミ合金アトマイズ粉末の押出方法 |
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