JPS60197836A - 耐摩耗性アルミニウム合金押出材 - Google Patents

耐摩耗性アルミニウム合金押出材

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JPS60197836A
JPS60197836A JP5200484A JP5200484A JPS60197836A JP S60197836 A JPS60197836 A JP S60197836A JP 5200484 A JP5200484 A JP 5200484A JP 5200484 A JP5200484 A JP 5200484A JP S60197836 A JPS60197836 A JP S60197836A
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wear
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Ichiro Iwai
一郎 岩井
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Showa Aluminum Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/04Heavy metals
    • F05C2201/0469Other heavy metals
    • F05C2201/0475Copper or alloys thereof

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  • Extrusion Of Metal (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に耐摩耗性、切削性に優れたAQ−8i
−Cu系の高シリコンアルミニウム合金に関する。
なお、この明細出において合金成分についての1%」は
いずれも「重量%」を示すものである。
従来、この種の耐摩耗性アルミニウム合金材料としては
、Siを10〜24%程度含有したAl1−8i系の例
えばAC3A、AC8A−C。
AC9A〜8等アルミニウム合金鰻物がよく知られてい
る。ところがこれらのオルミニラム合金材料は、鋳造さ
れるものであるために、耐摩耗性の向上に寄与するSl
の初晶粒子が粒径略150μmにも達する大きなものを
含んで全体的に粗大であり、かつその分散が不均一なも
のであるために、材料としての耐摩耗性のばらつきが大
きいという欠点があった。かつ又、この種耐摩耗性合金
は、その鋳物を切削加工づることによって所期製品に製
作する場合、殊に鋳造時に晶出される共晶Si粒子が、
これも比較的大ぎくかつ1状形態を呈づるために概して
切削性に劣り、特に切削工具寿命が短いという欠点があ
った。
一方、上記のような欠点の認識から、従来、初晶Si粒
子および共晶Si粒子を微細化することに種々研究がな
され、その1つの成果として例えば特公昭53−202
42号公報等に示されるように、鋳造時における溶湯の
冷却速痕を50℃/ SeGと極めて急速なものとする
ことによって晶出物の成長を抑え、初晶Si1共晶Si
の各粒子径を極めて微細なものとなすことが提案され−
〔いる。即ち、この先行技術によれば、初晶Si粒子を
最大径において40μを超えないものとし、共晶S1粒
子を最大長において大半が20μをこえないものとなし
うろことが報告されている。
ところが、本発明者の研究によれば、合金組織中の特に
初晶3i粒子を可及的微小なものとすることは、これに
J:って必ずしも合金の耐摩耗性を比例的に向上づるこ
とにはならないことを見出した。即ち、合金の耐摩耗性
は、いうまでもなく晶出3i粒子の個々が摩擦時の面圧
を受け止めることによって実現されるものであるところ
、マトリックス中で3i粒子が過度に微細であると、摩
擦時の面圧を受け止める力が低下し、結果的に耐摩耗性
の向上に所期するほどには寄与し得ないものとなること
が、多くの実験結果から推認しうるに至った。
そこで、この発明は、このような知見から出発し、耐摩
耗性の向上に最大限に寄与しうる初晶3i粒子及び共晶
3i粒子の粒径分布状態を探求することによって完成し
得たものである。
従って、この発明の目的は、過共晶領域において81を
含有する高シリコンアルミニウム系合金において、その
合金成分のコントロールと、合金組織のコントロールに
より、耐摩耗性に極めて優れており、しかも切削性が良
好で、加工性にも優れたアルミニウム合金押出材を提供
することに存Jる。
上記の目的にJ3いて、この発明は、5i12〜30%
、Cu0.3〜7.0%を含み、あるいは更にMIJo
、3〜2.0%を含有し、残部はアルミニウム及び不可
避不純物からなり、合金組織中における初晶Si粒子が
粒径40〜80μの範囲に属づるものにおいて全初晶S
i粒子面ft’jの60%以上を占め、また共晶Si粒
子が粒径10μ以下のものにおいて全共晶3i粒子面積
の60%以上を占め、しか−し上記初晶および共晶3i
粒子が均一に分散されていることをQ812にとする耐
摩耗性アルミニウム合金押出材を提供するものである。
この発明に係るアルミニウム合金押出材は、上記各成分
のはかに、他の有意義性のある各種の添加物を含むこと
が11容される。
この発明に係る上記のような組織をもった合金は、一般
的には既知の鋳造法によって鋳造される鋳塊を、更に熱
間にて押出すことにより製造されるものである。この製
造条件も合金の特性に影響をもつが、この発明において
は、その結果物として得られる0釡の成分とその組織に
ついて、これを特定するものである。
そこで、先ず、この発明に係る合金の各成分の範囲限定
についCその理由を説明する。
Siは、周知のとおり耐摩耗性の向上成分として有効な
ものであり、これが12%未満ではi4摩耗性に劣るも
のとなる一方、逆に30%をこえて過多に含有されると
、鋳造が困難になる。
本発明に係る合金は、過共晶領域において81を含有す
る高シリコンアルミニウム合金を対象とづる。アルミニ
ウムーシリコンの2元素合金における共晶点は、シリコ
ン11.7%に存するが、第3元素が加わると共晶点は
遷移する。
従ってこの発明に係る合金に於ては、少なくとも12%
以上の過共晶領域に81を含有することを要するもので
ある。最も好適なSi@有聞は、16〜20%程度の範
囲である。
Cu及びM(+は、いずれも合金の強度の向上に寄与す
るものであり、0.3%未満ではその効果が不十分であ
る。しかしCLIが7%をこえるときは、耐食性が著し
く悪くなる。またMgが2%をこえる場合は、上記の効
果を格別増大せず、むしろ粗大な晶出物を生成して機械
的性質を劣化する。実験結果から得られた最も好適なQ
uの含有量は、概ね3〜6%程爪であり、またM(lの
含有量は0.45〜0.659(、程Ifである。
その他の任意的添加元素として、好ましくは例えば3r
および(または)Pが添加されうる。
これらの元素はいずれも鋳造時に初晶3i粒子を微細化
する微細化剤として作用するものである点で均等物であ
り、いずれか少なくとも一方を含有すれば足るが、それ
ぞれ0.005%未満では上記効果に乏しく、0.1%
をこえても格別効果の増大を望めない。
更に他の任意的添加元素として用いうるちのとしてNi
、Fe、Mnを挙げることができる。
これらの元素は、いずれも合金の耐熱性の向上に有効に
寄与するものであり、この作用の面からいずれも均等物
であって、少なくとも1種または2種以上を含有づれば
足りるが、各成分が0.5%未満では上記の効果の実現
性に乏しく、逆に3%をこえると切削性が著しく悪くな
る欠点を派生する。
上記のような成分範囲をもつこの発IJに係る合金押出
材は、その組織を特定範囲に制御するために、鋳造後押
出し工程とを経て製造されるものである。即も、先ず、
上記のアルミニウム合金を従来の常法に従う溶解鋳造に
よりアルミニウム合金鋳塊に製作する。この鋳造工程に
よって得られる鋳塊に含まれる初晶S1粒子は、上記3
rおよび(または)Pの添加によりある程度微細化され
たものとなしうるが、それでもなおその粒径は、100
μInにも達するものを含んで全体として未だ相当に大
きいものである。
また、共晶3i粒子も、粒径30μm程痕の程度を含む
全体としてかなら大きいものであり、かつその形態も釘
状を呈するものである。
そこで、これらの比較的粗大な初晶及び共晶3i粒子を
含む鋳塊を更に350〜420℃程痩の熱間にて押出し
加工する。そして、この熱間押出しにより、合金中に含
む粗大な初晶Si粒子の一部を破壊し、そのほとんどす
べての粒径が10〜80μmの範囲で、かつ40μnL
以上の粒子が全初晶Si粒子面積に対し60%以上の面
積比を占める範囲に微細化し、かつその分布を均一化せ
しめると共に、共晶S(粒子も、釘状結晶を長さ方向に
分断して形状を粒状化し、またこれをほとんどすべてが
粒径15μFJL以下の範囲で、かつ10μ而以下の粒
子が全共晶Si粒子面積に対し60%以上の面積比を占
めるIt!囲に111111化せしめたものと]゛る。
上記に、はとんどすべてというのは、極めて稀に上記粒
径範囲を逸脱Jるものを含むことを許容づる趣旨である
が、好ましい製造条件が採用される場合には、上記粒径
範囲を逸ll12するような初晶3i粒子及び共晶Si
粒子は実際上全く含まないものとJることができる。
このような好ましい製造条件は、殊に押出し条件として
、ビレット温度=350〜420℃、ラム速度:0.0
3〜0.2+n /win 、押出:10〜40に設定
することであり、さらに好ましくは押出ダイスにベアリ
ング長さ5〜15m+のちのを用いること等が挙げられ
る。
ところで、合金組織中における初晶Si粒子の粒径が上
記のように40〜80μmの範囲において60%以上の
面積比を占めることが限定されるのは、40μ未満のも
のを多く含む場合には所期する優れた耐摩耗性が得られ
ず、逆に80μをこえる粗大なものを多く含む場合には
、その分布が不均一かつ粗いしのとなって耐摩耗性のば
らつきを大きくし、かつ切削性を低下させることになる
ためである。また、共晶5i粒子が粒径15μ以下でか
つ10μ以下のものを面積比60%以上含むことに限定
されるのは、初晶3i粒子の粒径を上記のような範囲に
コン1− u−ル4ることによって必然的に上記範囲に
微細化されることになるためCあり、あえてその効果を
挙+yるとジれば、少なくとも共晶Si粒子が15μを
こえる粗大なしのとしく多く残存するときは、少なくと
も切削性に欠陥が派生しくくるbのどp想され、従っ−
Cその反面効果としく、切削性向、にの効果を挙げるこ
とができる。。
[以1ζ余白] 実施例 以上、この発明の実施例を示づ。
第′1表 上記第1表に示′9′組成のアルミニウム基合金につい
て、本発明材では、該合金を先ず溶解了連続鋳造によっ
て直径120mのビレットに製し、次いでこのビレット
を押出瀉痕415℃、押出しラム速度0 、1 m /
1nの条件で直径30 menの丸棒に押出したものを
供試片とした。
本発明材にお1ノる供試片においては、それに含む初晶
Si粒子はづべ°(が10〜80μの粒径範囲に属し、
しかも40〜80μの範囲のものが明らかに全初晶S:
粒子面積に対し60%以上の面積比を占めているもので
あった。かつ共晶Si粒子も微細化され、そのすべてが
少なくとも15μ以下の粒径範囲C1全共晶Si粒子面
積中60%以上の面積比を10μ以下のもので占めてい
るものであった。
一方、比較材N O,6は、特公昭53−20242号
公報に示される先行技術に準じ゛(、冷却速廉90℃/
 secの鋳造により製したビレットに16処理(51
0℃x5hr、80℃温水焼入れ後170℃×10時間
焼戻し処理)したものを供試片とした。
この比較N N o、 6の合金中に含まれる初晶Si
粒子は、そのほとんどすべてが粒径40μmル以下の非
常に極微細なものである。
また、比較材N0.7は、既知のAC8A合金であり、
その市販物を供試片とした。
上記の各種アルミニウム合金材につき、本発明材と同様
の組成で鋳造したままのビレットとも比較して、それら
の耐摩耗性及び切削性を調べたところ、結果は下記第2
表に示すとおりであった。
[以下余白] 第2表 (注1):耐摩耗性試験は、回転円板による入超式耐摩
耗試験機を用いて、摩 擦距離:600m、ti擦速度:2 TrL/min、相手材:FC−30 LIIS)の試験条件で実施した。
(注2):切削工具か命は、前すくい角二〇度、横1く
い角:10麿、前逃げ 角=7瓜、横逃げ角ニア度、前切 刃角:8度、横切刃角:0度、ノ ーズ半径:0度、の諸元を有する 超硬バイトを使用し、切込み深さ二 〇、”lmm5送り速度0.05#ll111回転数:
500rl)IB、111澗剤:石油の切削条件で、切
削路#:20 07?Lの切削を行ったのち、バイト の逃げ面の摩耗幅を測定した。
上表の耐摩耗性の試験結果から分るように、この発明に
よって製造されるアルミニウム合金材料は、鋳造したま
まのものに較べて、明らかに優れたに4摩耗性を保有し
つつ、そのばらつきの減少の効果が認められるものであ
り、また比較材に較べて顕著に耐摩耗性に優れたもので
ある。一方、切削工具寿命の比較においても、本発1!
!1材は、鋳造したままのものに較べ−Ul’iPiな
改善効果があられれ、比較材に較べても同等ないしでれ
以上の優れた切削性を示すものeあることがわかる。
以 上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) Si 12〜30%、C4l O,3〜7.0
    %を含み、残部はアルミニウム及び不可避不純物からな
    り、合金組織中における初晶3i粒子が粒径40〜80
    μの範囲に属Jるものにa3いて全初晶3i粒子面積の
    6096以上を占め、また共晶3i粒子が粒径10μ以
    下のものにおいて全共晶Si粒子面積の60%以上を占
    め、しかも上記初晶および共晶3i粒子が均一に分散さ
    れていることを特徴とする□耐摩耗性アルミニウム合金
    押出材。
  2. (2) Si 12〜30%、CUo、3〜7.0%、
    Mao、3〜2.0%を含み、残部アルミニウム及び不
    可避不純物からなり、合金組織中における初晶St粉粒
    子粒径40〜80μの範囲に属】るものにおいて全初晶
    Si粒子面積の60%以上を占め、また共晶81粒子が
    粒径10μ以下のものにおいて全共晶Si粒子面積の6
    0%以上を占め、しかも上記初晶および共晶S′i“粒
    ゛子が均一に分散されていることを特徴とする耐摩耗性
    アルミニウム合金押出材。
JP5200484A 1983-09-07 1984-03-16 耐摩耗性アルミニウム合金押出材 Granted JPS60197836A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62238347A (ja) * 1986-04-08 1987-10-19 Kobe Steel Ltd 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金
JPS6311642A (ja) * 1986-06-30 1988-01-19 Showa Alum Corp ヒ−トロ−ラ−用アルミニウム合金
JPS6342341A (ja) * 1986-08-06 1988-02-23 Toyo Alum Kk アルミニウム合金材料
JPH08170137A (ja) * 1995-06-26 1996-07-02 Kobe Steel Ltd 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62238347A (ja) * 1986-04-08 1987-10-19 Kobe Steel Ltd 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金
JPH0647703B2 (ja) * 1986-04-08 1994-06-22 株式会社神戸製鋼所 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金
JPS6311642A (ja) * 1986-06-30 1988-01-19 Showa Alum Corp ヒ−トロ−ラ−用アルミニウム合金
JPS6342341A (ja) * 1986-08-06 1988-02-23 Toyo Alum Kk アルミニウム合金材料
JPH08170137A (ja) * 1995-06-26 1996-07-02 Kobe Steel Ltd 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金

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