JPS60204857A

JPS60204857A - アルミニウム合金およびそれを用いた物品

Info

Publication number: JPS60204857A
Application number: JP6030184A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Shibata; 良一柴田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1984-03-28
Filing date: 1984-03-28
Publication date: 1985-10-16

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】本発明は、耐熱性、耐摩耗性、　ａｙ＋滑性に優れ、か
つ強度の高いアルミニウム合金に関するものである。

アルミニウム合金は軽量で比強度も高いものであるが、
一般には軟質で耐熱性や耐摩耗性に劣る。

また、他の金属に凝着しやすく潤滑性が悪いという欠点
がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決すべくなされた
ものであり、比強度が高く、耐熱性、耐摩耗性、潤滑性
の優れたアルミニウム系合金を提供することを目的とす
るものである。

上記目的を達成するためには、ｍｍ％で０≦Ｃｕ≦１０
．　０≦Ｍｇ　≦１０．　Ｏ≦Ｚｎ≦１５．０≦Ｆｅ≦
１０．０≦Ｍｎ≦１０．０≦ｌｉ≦５．０≦３ｉ≦　１
．０，０≦Ｃｒ≦　１．０≦Ｔｉ≦　１．０．残部Ａ１
および不可避の不純物よりなるアルミニウム合金に、体
積率で１〜３０％の酸化物、炭化物、硼化物、炭素のう
ちの少なくとも１種以上を添加し、溶瀾状態より１０”
　’Ｃ／ｓｅｃ　Ｑ上の速度で急冷し、リボン。

粉末またはフレーク等としたことを特徴とするものであ
る。また、本発明は、これらリボン、粉末またはフレー
ク等を出発原料として、これらを焼結、押出し、ホット
プレスまたは熱間静水圧プレスにより成形することによ
り物品とすることを他の特徴とするものである。

本発明における上記各元素の限定理由は、以下の通りで
ある。

Ｃｕはアルミニウムの強度を高める効果がある。

しかし、１０％を越えて含有すると靭性、耐蝕性が劣化
する。Ｍ（ｌはＣｕと共存することにより顕著な時効硬
化を示すと共に、耐蝕性を向上させる。

しかし、１０％を越えると酸化しやすくなり、急冷時の
雰囲気コントロールが必要となるため、１０％以下の添
加が好ましい。ＺｎはＭＱと共存することにより時効硬
化性を高める。ＣＬＩが加わると更に時効硬化性が上が
り、強度が向上する。しかし、１５％を越えると加工性
が悪くなると共に時期割れが発生しやすくなる。Ｆｅは
アルミニウム合金の高温強度を高めると共に応力腐食割
れを防止する鋤ぎがある。しかし１０％を越えて含有す
ると靭性が低下する。Ｍｎは急冷を行うとアルミ中に過
飽和に固溶して強度を高める。また耐蝕性も向上させる
ほか、応力腐食の防止効果も有る。１０％を越えると析
出物が多口となり靭性を低下させる。巳の添加は密度を
下げ比強度を上昇させる。また、しｉの添加により弾性
率も上昇する。しかし５％を越えて含有すると靭性が大
幅に低下する。

Ｓｉは鋳造性を上昇させる。しかし、１１．６％を越え
ると過共晶となり靭性が低下する。

ＴｉまたはＢは、それぞれ単独または複合して結晶微細
化剤として使用される。しかし、１％を越えて添加して
もそれ以上の効果は見られない。酸化物、炭化物、硼化
物、窒化物または炭素は、本発明の合金において耐熱性
、耐蝕性、耐摩耗性。

潤滑性を付与するために重要なものである。

本発明に使用されるこれらの材料の一例は第１表に示す
通りである。本発明において、これら添加物原料粉末の
粒度は１００μ以下のものの方が良い。また、添加量を
体積率で１〜３０％としたのは１％未満では粒子添加に
よる改善硬化が少なく、３０％を越えると溶湯の粘性が
高く急冷するための噴出が困難となるためである。

また、本発明において、これら添加物の主たる役割は次
の通りである。

耐熱性を与えるために添加するもの；ＡＩ　２０ａ　。

Ｚｒ　０２．Ｓｉ　０２．Ｔｉ　０２．Ｓ！　ａＮ４耐
摩耗性を与えるために添加するもの：ＡＩ　２０３．Ｚ
ｒＯ２，Ｓｆ　０２．Ｔｉ　０２゜ＷＣ，ＶＣ，ＡＩ　
Ｎ、Ｔｉ　Ｂ２　、Ｃｒ２　Ｂｆｌｌｌ清性を与えるた
めに添加するもの：Ｓｉ　Ｃ，ＢＮ、黒鉛また、本発明においてはこれら添加物の粉末を溶湯状態
のＡ１合金に添加する方が、両者を粉末状態で混合する
よりも粉末粒子と金属間の密着性が改善され、粒子を核
とした微細な結晶の生成が可能であるからである。

本発明における急冷の方法としては、１０ｓ℃／ｓｅｃ
以上の冷却速度が得られる手法が望ましく、さらに望ま
しくは１０５℃／　ｓｅａ以上が良い。これは、１０３
℃／　Ｓｅｃよりも冷却速度が遅いと、粒子の凝集や偏
析が起こるため好ましくなく、また数μ程度の微細な結
晶粒が得られにくく機械的性質が低下するためである。

このため、例えば特開昭５８−５６６７７号公報に述べ
られている［金属薄帯の製造方法」や１９８２年の軽金
属学会シンポジウム資料ｖｏ１．２１ｓｔ　６０〜７１
頁に述べられている急冷手法が良い。

実施例Ａｌ−１１，６重量％Ｓｉ合金に第２表に示プ如く種々
の酸化物、炭化物、窒化物、ｖＡ化物、黒鉛を配合し、
ノズル中で１２００℃まで加熱した後、表面速度２０１
／　３８０以上の速度で回転するＣＬＩ製ロール上に噴
出してフレークを作成した。得られたフレークを冷間ブ
レスで４５φ×１０Ｑに成形し、これを４枚重ねて押出
の素材とし、これを５５０℃の温度で１６φの形状に熱
間押出を行った。この素材より１２ｘ　５ｘ　１００の
摩耗試験片を作成し、Ａｌ−１１，６重量％Ｓｉ　と比
較した。

摩耗試験は５４５Ｃ月を熱処理してＨｖ６５０〜６７０
に調整したものを荷ｇ４　Ｇ、３ｋＱをｌＪｒ　４プで
試験Ｊ１上を回転させることにより実施した。実験結果
を第２表に示す。これより、本発明の合金は出発材料の
Ａｌ−１１，６垂辺％８１合金より高い硬度で耐摩耗性
を有することがわかる。

注２）粉末の平均粒度は３〜５μである。

また、本発明による合金および物品はＡｌ−１１、ｅ重
量％３ｉ合金よりも耐熱性に優れている。

以上の述べた如く本発明による合金は、高い耐摩耗性を
有するため、各種機械部品用材料として最適である。

Claims

【特許請求の範囲】ｉ、ｍｍ％で、０≦Ｃｕ≦１０，０≦Ｍｇ≦１０，０≦
Ｉｎ≦１５．Ｆｅ≦１０．Ｍｎ≦１０，０≦ｌｉ　≦　
５〈Ｏ≦３ｉ≦１１．６．　０≦Ｔｉ≦　ｉ、ｏ≦８≦
　１゜残部Ａ１および不可避の不純物を含有する合金に
、体積率で１〜３０％の酸化物、炭化物、ｉｌｌ化物、
窒化物、炭素のうちの少なくとも１種以上を含有し、溶
湯状態から急冷されたものであることを特徴とするアル
ミニウム合金。２、重量％で、０≦ＯＬ＋≦１０，０≦Ｍｉｌｌ≦１０
，０≦Ｚｎ≦１５．Ｆｅ≦１０．Ｍｎ≦１０，０≦［ｉ
≦　５〈　０≦Ｓｉ≦１１．６．　０≦Ｔｉ≦　１，０
≦Ｂ≦　１゜残部ＡＩおよび不可避の不純物を含有する
合金に、体積率で１〜３０％の酸化物、炭化物、ｔｍ化
物、窒化物、炭素のうちの少なくとも１種以上を含有し
、溶湯状態から急冷されたものを出発材料として、焼結
、押出し、ホットプレスまたは熱間静水圧プレスにより
成形したことを特徴とする物品。