JPS60187637A - 黒鉛含有アルミニウム合金の製造法 - Google Patents
黒鉛含有アルミニウム合金の製造法Info
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- JPS60187637A JPS60187637A JP526585A JP526585A JPS60187637A JP S60187637 A JPS60187637 A JP S60187637A JP 526585 A JP526585 A JP 526585A JP 526585 A JP526585 A JP 526585A JP S60187637 A JPS60187637 A JP S60187637A
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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】
本発明は、アルミニウム(AIり又はAI!合金溶湯中
に金鵬被覆又は他の表面処理をしない黒鉛粒子を分散す
る黒鉛含有AI!合金の製造法に係り。
に金鵬被覆又は他の表面処理をしない黒鉛粒子を分散す
る黒鉛含有AI!合金の製造法に係り。
特に得られる合金の4〜30重t%の黒鉛粒子を分散さ
せるのに好適な潤滑用黒鉛含有A/鋳造合金の製造法に
関する。
せるのに好適な潤滑用黒鉛含有A/鋳造合金の製造法に
関する。
内燃機関における滑シ接触構成要素例えば軸受。
歯車、ピストン、シリンダー、スライダー等には一般に
固体潤滑材を含有した合金が使用されている。これは潤
滑油膜が破壊したときに固体潤滑材の自己潤滑作用によ
ってそれを補なう必要からであり、黒鉛はこの固体潤滑
材として極めて良好であることが知られている。このた
め黒鉛を含有した多くの種類の合金が製造された。しか
し黒鉛粒子を含有する合金の殆んどは粉末冶金的に製造
されたものであり、得られた焼結晶は機械的性質が劣る
上、大形製品の場合鋳造品や鍛造品に比較して経費がか
かると言う欠点がある。
固体潤滑材を含有した合金が使用されている。これは潤
滑油膜が破壊したときに固体潤滑材の自己潤滑作用によ
ってそれを補なう必要からであり、黒鉛はこの固体潤滑
材として極めて良好であることが知られている。このた
め黒鉛を含有した多くの種類の合金が製造された。しか
し黒鉛粒子を含有する合金の殆んどは粉末冶金的に製造
されたものであり、得られた焼結晶は機械的性質が劣る
上、大形製品の場合鋳造品や鍛造品に比較して経費がか
かると言う欠点がある。
AI!又はAJ合金溶湯中に黒鉛粒子を浮上させること
なく分散させる技術として最近までに次の三つの方法が
提案された。その一つは特公昭51−139512号で
あり、ニッケル(Ni)被覆黒鉛粒子とハロゲン化合物
との混合粉を過共晶AI!Si合金溶湯中に添加し、攪
拌機により溶湯に渦な形成して黒鉛粒子を分散させる方
法である。また、一つは特願昭53−97227号であ
り、金員被覆した黒鉛粒子を炭化物形成元素を添加した
溶湯中に溶湯を攪拌しながら直接投入する方法である。
なく分散させる技術として最近までに次の三つの方法が
提案された。その一つは特公昭51−139512号で
あり、ニッケル(Ni)被覆黒鉛粒子とハロゲン化合物
との混合粉を過共晶AI!Si合金溶湯中に添加し、攪
拌機により溶湯に渦な形成して黒鉛粒子を分散させる方
法である。また、一つは特願昭53−97227号であ
り、金員被覆した黒鉛粒子を炭化物形成元素を添加した
溶湯中に溶湯を攪拌しながら直接投入する方法である。
さらに一つは特公昭45−13224号であり、金属被
覆した黒鉛粒子を搬送ガス中に懸濁させて、ガスと共に
Af合金溶湯中に吹き込む方法である。しかしこれらの
方法はそのいずれもが分散する黒鉛粒子の表面に化学鍍
金等により金属被覆することが必須要件となっておシ、
鍍金工程が複雑なこと及び廃液処理設備が必要なことか
らコスト高になる欠点がある。また鍍金したままの金属
被覆黒鉛は表面が酸化しているために溶湯中に投入分散
させても溶湯との濡れ性が憇く溶湯表面に浮上するので
、黒鉛粒子表面の清浄化処理が必要となる。
覆した黒鉛粒子を搬送ガス中に懸濁させて、ガスと共に
Af合金溶湯中に吹き込む方法である。しかしこれらの
方法はそのいずれもが分散する黒鉛粒子の表面に化学鍍
金等により金属被覆することが必須要件となっておシ、
鍍金工程が複雑なこと及び廃液処理設備が必要なことか
らコスト高になる欠点がある。また鍍金したままの金属
被覆黒鉛は表面が酸化しているために溶湯中に投入分散
させても溶湯との濡れ性が憇く溶湯表面に浮上するので
、黒鉛粒子表面の清浄化処理が必要となる。
本発明の目的は上記の欠点を解消し、金属被覆又は他の
表面処理をしない黒鉛粒子を用いて通常の鋳造条件で黒
鉛粒子を殆んど浮上させずに分散する黒鉛含有1’合金
の製造法を提供することにある。
表面処理をしない黒鉛粒子を用いて通常の鋳造条件で黒
鉛粒子を殆んど浮上させずに分散する黒鉛含有1’合金
の製造法を提供することにある。
発明者等はNi被覆した黒鉛粒子がAI!溶湯中に分散
しく特開昭51−45603号)、その鋳塊を再溶解し
ても黒鉛粒子は浮上せず溶湯中に分散しており、この黒
鉛分MAr合金の組織を顕微鏡により観察した結果、鋳
塊中に分散している黒鉛粒子には鍍金層が存在していな
いことを確認した。
しく特開昭51−45603号)、その鋳塊を再溶解し
ても黒鉛粒子は浮上せず溶湯中に分散しており、この黒
鉛分MAr合金の組織を顕微鏡により観察した結果、鋳
塊中に分散している黒鉛粒子には鍍金層が存在していな
いことを確認した。
一方AI!溶湯中に金属被覆しない黒鉛粒子を投入した
ところ2〜3重量%までは黒鉛粒子が分散するが、更に
黒鉛粒子の投入を続けると既に分散していた黒鉛粒子ま
で溶湯表面に浮上しかつ溶湯表面には多くの酸化物の生
成が見られた。これらのことから発明者等はナトリウム
(Na)、カリウム(K)、リチウム(Li)、バリウ
ム(Ba)及びベリリウム(Be)から選ばれる少なく
とも1 mをAj?又はAI!合金溶湯に添加してAI
!の酸化を防止して、得られる合金の4〜30重量%の
黒鉛粒子を前記溶湯中に分散含有し得ることを見出した
。
ところ2〜3重量%までは黒鉛粒子が分散するが、更に
黒鉛粒子の投入を続けると既に分散していた黒鉛粒子ま
で溶湯表面に浮上しかつ溶湯表面には多くの酸化物の生
成が見られた。これらのことから発明者等はナトリウム
(Na)、カリウム(K)、リチウム(Li)、バリウ
ム(Ba)及びベリリウム(Be)から選ばれる少なく
とも1 mをAj?又はAI!合金溶湯に添加してAI
!の酸化を防止して、得られる合金の4〜30重量%の
黒鉛粒子を前記溶湯中に分散含有し得ることを見出した
。
本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯に1
次のfil、 +21及び(3)のうちいずれかの元素
を下記の必要置台まれるように添加し く1)ナトリウム及びカリウムから選ばれる少なくとも
1種を0.01〜101〜1 0重量% リチウム、バリウム及びベリリウムから選ば
れる少なくとも1t!llを0.05〜10M5〜10
重量%ft)及び(2)の合計量が10重量%まで得ら
れる合金に対し4〜301量チの黒鉛粒子を上記溶湯に
投入攪拌して分散させ、溶湯を冷却凝固させることを特
徴とする潤滑用黒鉛含有アルミ4〜30皇t%が乾式摩
擦条件下で使用する場合の限界である。4重量%未満で
は十分な潤滑効果が得られず、30車量%を越えると耐
摩耗性及び機械的強度が低下する。黒鉛粒子の大きさは
50μm以上が好ましい。50μIn未満であると摺動
に際して黒鉛が凝着粉として摩擦系外へはき出されてし
まい黒鉛の潤滑効果が低下することがある。
次のfil、 +21及び(3)のうちいずれかの元素
を下記の必要置台まれるように添加し く1)ナトリウム及びカリウムから選ばれる少なくとも
1種を0.01〜101〜1 0重量% リチウム、バリウム及びベリリウムから選ば
れる少なくとも1t!llを0.05〜10M5〜10
重量%ft)及び(2)の合計量が10重量%まで得ら
れる合金に対し4〜301量チの黒鉛粒子を上記溶湯に
投入攪拌して分散させ、溶湯を冷却凝固させることを特
徴とする潤滑用黒鉛含有アルミ4〜30皇t%が乾式摩
擦条件下で使用する場合の限界である。4重量%未満で
は十分な潤滑効果が得られず、30車量%を越えると耐
摩耗性及び機械的強度が低下する。黒鉛粒子の大きさは
50μm以上が好ましい。50μIn未満であると摺動
に際して黒鉛が凝着粉として摩擦系外へはき出されてし
まい黒鉛の潤滑効果が低下することがある。
使用する黒鉛は天然又は人造のいずれでもよく制限しな
い。黒鉛の繊維の使用も可能である、。
い。黒鉛の繊維の使用も可能である、。
溶湯に用いるAI!合金は錫(Sn)、銅(Cu)。
鉛(Pb)、シリコン(8i )及び亜鉛(Zn)から
選ばれる少なくとも1種を含むことが望ましい。その理
由はkl−8n系、Al!−cu系、 AJ−Pb系、
Ae−8i系、 At−Zn系又はこれらの二元もしく
は三元合金は従来から軸受等に広く用いられており。
選ばれる少なくとも1種を含むことが望ましい。その理
由はkl−8n系、Al!−cu系、 AJ−Pb系、
Ae−8i系、 At−Zn系又はこれらの二元もしく
は三元合金は従来から軸受等に広く用いられており。
これに黒鉛粒子を分散させれば利用価値が一段と高まる
からである。望まl〜い組成はhe Sn系はSn0.
5〜10重鴬l。 Aj?−Cu系はCuO,5〜5重
f%、 AI!−Pb系はPbO,5〜6.!li承係
、A/−8i系はSi0.5〜25重量%及びhe−Z
n系はZn0.5〜10重量%である。
からである。望まl〜い組成はhe Sn系はSn0.
5〜10重鴬l。 Aj?−Cu系はCuO,5〜5重
f%、 AI!−Pb系はPbO,5〜6.!li承係
、A/−8i系はSi0.5〜25重量%及びhe−Z
n系はZn0.5〜10重量%である。
AI!又はAf合金中に黒鉛粒子を4〜30i(s、鍜
係分散含有させる為に添加する元素の最大含有量はNa
、 K、 Li、 Ba及びBeから選ばれる少なくと
も1種を得られる合金に対して10重散慢であり。
係分散含有させる為に添加する元素の最大含有量はNa
、 K、 Li、 Ba及びBeから選ばれる少なくと
も1種を得られる合金に対して10重散慢であり。
10重量%を越えると得られる鋳造合金の機械的強度の
低下等の好ましくない結果をもたらす。最小含有量はN
a、K及びBaから選ばれる少なくとも1種を得られる
合金に対して0.01重量%又はLi、 Ba及びBe
から選ばれる少なくとも1種を得られる合金に対して0
.05重量%である。0.01重創、チ未満又は0.0
5重重装−満であると黒鉛粒子が溶湯の表面に浮上した
り分散が不均一となる。
低下等の好ましくない結果をもたらす。最小含有量はN
a、K及びBaから選ばれる少なくとも1種を得られる
合金に対して0.01重量%又はLi、 Ba及びBe
から選ばれる少なくとも1種を得られる合金に対して0
.05重量%である。0.01重創、チ未満又は0.0
5重重装−満であると黒鉛粒子が溶湯の表面に浮上した
り分散が不均一となる。
最適含有量は得られる合金に対してNa、 K、 Li
及びBaが0.1〜1.5重量%そしてBeが0.1〜
2.0重量%である。これらの元素の添加は黒鉛を溶湯
に投入する前の方が望ましいが、黒鉛投入と同時又は黒
鉛投入後でも良い。
及びBaが0.1〜1.5重量%そしてBeが0.1〜
2.0重量%である。これらの元素の添加は黒鉛を溶湯
に投入する前の方が望ましいが、黒鉛投入と同時又は黒
鉛投入後でも良い。
黒鉛粒子を溶湯中により良く分散させるには。
溶湯を攪拌しながら攪拌によって生じる渦の中に少しず
つ投入してゆくのが良い。AI!又はAf金合金溶湯の
温度はhe又はAI!合金マトリックスの液相線温度よ
りも50℃以上高く900℃以下とすることが好ましい
。液相線温度より50℃以上の温度にしておかないと溶
湯の流動性が低下し、巣等の鋳造欠陥が発生し易い。一
方900℃より高くなると黒鉛粒子が浮上し易くなるか
らである。
つ投入してゆくのが良い。AI!又はAf金合金溶湯の
温度はhe又はAI!合金マトリックスの液相線温度よ
りも50℃以上高く900℃以下とすることが好ましい
。液相線温度より50℃以上の温度にしておかないと溶
湯の流動性が低下し、巣等の鋳造欠陥が発生し易い。一
方900℃より高くなると黒鉛粒子が浮上し易くなるか
らである。
黒鉛粒子を分散させた溶湯を冷却凝固する際に400〜
1000に9/cm2の圧力で加圧することが好ましい
。加圧することにより溶湯中のガス抜けを十分にし溶湯
と鋳型間の熱伝導が向上し一〇凝固に要する時間が短縮
され、鋳造組織が微細化されより以上の効果は期待出来
ない。
1000に9/cm2の圧力で加圧することが好ましい
。加圧することにより溶湯中のガス抜けを十分にし溶湯
と鋳型間の熱伝導が向上し一〇凝固に要する時間が短縮
され、鋳造組織が微細化されより以上の効果は期待出来
ない。
比較例1
黒鉛ルツボを用いて純Aj?7009を浴融し。
750℃に保持した。その溶湯をアルミナ棒を用いて攪
拌しながら黒鉛粒子177〜250μn1(80〜60
メツシユ)を1重量%ずつ添加し。
拌しながら黒鉛粒子177〜250μn1(80〜60
メツシユ)を1重量%ずつ添加し。
分散性を検討した。その結果、黒鉛は2〜3畢量%まで
溶湯中に分散した。しかし、それ以上の黒鉛量を連続的
に投入添加すると溶湯中に分散していた黒鉛まで溶湯表
面上に浮上し、3重Jif: 1以上の黒鉛粒子を分散
することはできなかった。
溶湯中に分散した。しかし、それ以上の黒鉛量を連続的
に投入添加すると溶湯中に分散していた黒鉛まで溶湯表
面上に浮上し、3重Jif: 1以上の黒鉛粒子を分散
することはできなかった。
実施例1
黒鉛粒子の分散性に及はす添加元素について検討するた
め、黒鉛ルツボを用いて純Ar7009を溶融し750
℃に保持したのち、それぞれNa。
め、黒鉛ルツボを用いて純Ar7009を溶融し750
℃に保持したのち、それぞれNa。
K、Lr、Ba及びBeを添加し、それらの溶湯をアル
ミナ棒を用いて攪拌しながら黒鉛粒子177〜250μ
川(60〜80メツシユ)を1重量%ずつ添加しC行き
30重量%まで溶湯中に投入した。
ミナ棒を用いて攪拌しながら黒鉛粒子177〜250μ
川(60〜80メツシユ)を1重量%ずつ添加しC行き
30重量%まで溶湯中に投入した。
その結果、それぞれNa、 K、 Li、 Ba及びB
eの各1重量%を添加した場合は黒鉛粒子は溶湯中に分
散し表面に浮上しなかった。それら黒鉛浮上防止効果が
ある元素を添加した黒鉛粒子分散鋳塊について再溶解し
た結果、溶湯中の黒鉛粒子は浮上することなく分散した
。
eの各1重量%を添加した場合は黒鉛粒子は溶湯中に分
散し表面に浮上しなかった。それら黒鉛浮上防止効果が
ある元素を添加した黒鉛粒子分散鋳塊について再溶解し
た結果、溶湯中の黒鉛粒子は浮上することなく分散した
。
実施例2
黒鉛ルツボを用いて純Alを700g溶融し。
750℃に保持した。その溶湯を攪拌しながら177〜
250μm (5Q〜80メツシュ)の黒鉛粒子を10
車量%まで投入添加し、溶湯表面上に黒鉛粒子を浮上さ
せた後にそれぞれNa、 K、 Li。
250μm (5Q〜80メツシュ)の黒鉛粒子を10
車量%まで投入添加し、溶湯表面上に黒鉛粒子を浮上さ
せた後にそれぞれNa、 K、 Li。
Ba及びBeの各1重量%を添加した場合について検討
した結果、浮上していた黒鉛粒子は溶湯中に分散した。
した結果、浮上していた黒鉛粒子は溶湯中に分散した。
冷却後の鋳塊には黒鉛の分離浮上は見られなかった。
実施例3
黒鉛ルツボを用いてAJ −20重量%SI合金を溶湯
し、850℃に保持した。黒鉛粒子は粒度177〜25
0μm(60〜80メツシユ)を用いて、黒鉛粒子が溶
湯表面上に浮上せず30重量%まで分散するのに必要な
Na、 K、 Li、 Ba及びBeの添加量をめた。
し、850℃に保持した。黒鉛粒子は粒度177〜25
0μm(60〜80メツシユ)を用いて、黒鉛粒子が溶
湯表面上に浮上せず30重量%まで分散するのに必要な
Na、 K、 Li、 Ba及びBeの添加量をめた。
その結果を第1表に示した。
第1表 黒鉛粒子の分散可能量(重量%)実施例4
黒鉛ルツボを用いてAf−12重量%5i−1重量%N
a合金700gを溶融し、700℃に保持した。
a合金700gを溶融し、700℃に保持した。
その溶湯をアルミナ棒を用いて攪拌しながら、直径12
.5μInX長さ6mmの黒鉛繊維(呉羽化学工業■製
、商品名りレハカーボンファイバーチョップ)を2重量
%ずつ添加し、黒鉛繊維の分散性を検討した。その結果
、黒鉛繊維は得られる合金に対して20重量%まで溶湯
中に分散可能であった。同様にしてそれぞれに、Li、
Ba及びBeの各1重量%を含有するAI!合金溶湯に
ついて黒鉛繊維の分散性を検討した結果、黒鉛繊維は、
いずれの溶湯中にも分散することがわかった。またこれ
ら黒鉛繊維分散鋳塊は再溶融しても溶湯中の黒鉛繊維は
浮上することなく分散する。
.5μInX長さ6mmの黒鉛繊維(呉羽化学工業■製
、商品名りレハカーボンファイバーチョップ)を2重量
%ずつ添加し、黒鉛繊維の分散性を検討した。その結果
、黒鉛繊維は得られる合金に対して20重量%まで溶湯
中に分散可能であった。同様にしてそれぞれに、Li、
Ba及びBeの各1重量%を含有するAI!合金溶湯に
ついて黒鉛繊維の分散性を検討した結果、黒鉛繊維は、
いずれの溶湯中にも分散することがわかった。またこれ
ら黒鉛繊維分散鋳塊は再溶融しても溶湯中の黒鉛繊維は
浮上することなく分散する。
以上の実施例で述べたように2本発明の製造法によれば
、黒鉛表面への金属被覆又は他の前処理等を省くことが
でき、かつ黒鉛粒子又は黒鉛繊維を一塊中に均一に分散
しかつ黒鉛の浮上のない黒鉛分散アルミニウム鋳造合金
が得られる。また得られた黒鉛分散アルミニウム鋳造合
金は再溶解しても黒鉛が浮上しないという効果を有する
。
、黒鉛表面への金属被覆又は他の前処理等を省くことが
でき、かつ黒鉛粒子又は黒鉛繊維を一塊中に均一に分散
しかつ黒鉛の浮上のない黒鉛分散アルミニウム鋳造合金
が得られる。また得られた黒鉛分散アルミニウム鋳造合
金は再溶解しても黒鉛が浮上しないという効果を有する
。
代理人 弁理士 若 林 邦 彦 ゛・)く友、 1y
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、アルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯に9次の
+11. (21及び(3)のうちいずれかの元素を下
記の必要量台まれるように添加し。 (1) ナトリウム及びカリウムから選ばれる少なくと
も1釉を0.01〜10重量% (2) リチウム、バリウム及びベリリウムから選ばれ
る少なくとも1種を0.05〜10重量%(3) 11
)及び(2)の合計量が10重量%まで得られる合金に
対し4〜30重′t%の黒鉛粒子を上記溶湯に投入攪拌
して分散させ、溶湯を冷却凝固させることを特徴とする
潤滑用黒鉛含有アルミニウム合金の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP526585A JPS60187637A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 黒鉛含有アルミニウム合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP526585A JPS60187637A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 黒鉛含有アルミニウム合金の製造法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8871781A Division JPS6027744B2 (ja) | 1981-06-08 | 1981-06-08 | 黒鉛含有アルミニウム合金の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60187637A true JPS60187637A (ja) | 1985-09-25 |
JPS6149374B2 JPS6149374B2 (ja) | 1986-10-29 |
Family
ID=11606394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP526585A Granted JPS60187637A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 黒鉛含有アルミニウム合金の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60187637A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0225527A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-29 | Hitachi Ltd | 誘導発電機の回転子用ダンパーウェッジ |
US4973522A (en) * | 1987-06-09 | 1990-11-27 | Alcan International Limited | Aluminum alloy composites |
WO2002066694A1 (de) * | 2001-02-21 | 2002-08-29 | Kasuba Janos | Flexibles aluminiumlegierung |
JP2007289317A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Sun Wave Ind Co Ltd | 棚装置 |
CN102492874A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-06-13 | 河北四通新型金属材料股份有限公司 | 一种低钠铝锂中间合金材料及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4943490A (en) * | 1989-08-07 | 1990-07-24 | Dural Aluminum Composites Corp. | Cast composite material having a matrix containing a stable oxide-forming element |
-
1985
- 1985-01-16 JP JP526585A patent/JPS60187637A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4973522A (en) * | 1987-06-09 | 1990-11-27 | Alcan International Limited | Aluminum alloy composites |
JPH0225527A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-29 | Hitachi Ltd | 誘導発電機の回転子用ダンパーウェッジ |
WO2002066694A1 (de) * | 2001-02-21 | 2002-08-29 | Kasuba Janos | Flexibles aluminiumlegierung |
JP2007289317A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Sun Wave Ind Co Ltd | 棚装置 |
CN102492874A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-06-13 | 河北四通新型金属材料股份有限公司 | 一种低钠铝锂中间合金材料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6149374B2 (ja) | 1986-10-29 |
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