JPS61257450A - 耐熱アルミニウム合金 - Google Patents

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】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） この発明は、常温のみならず高温においても高強度を有
し、例えば、エンジン部品のように軽量でかつ常温およ
び高温において高強度と耐摩耗性が要求される部品の素
材として利用することができる耐熱アルミニウム合金に
関するものである。

（従来の技術） 近年、とくに自動車の燃料経済性向」−がつようく求め
られるようになってきており、このため１つの手段とし
て自動車の軽量化が進められている。

このような自動車部品の軽量化に伴ってアルミニウム合
金の用途も拡大されてきているが、例えば、エンジン部
品の中でも特に常温から２５０°Ｃ程度までの広い温度
域で高強度をもつことが裳求されている部品については
、従来のアルミニウム合金材を適用することは困難であ
った。

すなわち、ＡＡ規格７０７５材のような高力アルミニウ
ム合金では、常温においては比較的良好な強度特性を有
しているが、常温から２００°Ｃに至るまでの間で強度
が急激に低Ｆするという欠点があるため、この点でエン
ジン部品の素材として不十分であり、また、ＡＡ規格２
２１８材のような耐熱アルミニウム合金では耐熱性は優
れているものの常温での強度が低いという欠点があるた
め、これもまた、エンジン部品の素材としては不十分で
あった。

そこで、このような背景のもとにおいて、従来材以」−
に常温および高温において強度が優れ、エンジン部品の
ように耐熱性のみならす常温においても高強度を要求さ
れる部品に適用することができるいくつかの耐熱アルミ
ニウム合金を提案してきた。

例えば、特願昭５８−１４９１６１号明細書に記載の耐
熱アルミニウム合金は、重４１％で、Ｍ　ｎ　：　６−
８％、Ｆｅ：０．５〜２％、ｚｒ：０．０３〜０．５％
、Ｃｕ：２〜５％を含み、残部Ａｎおよび不純物よりな
ることを特徴とするものである。また、特願昭５９−１
９５９７２号明細書に記載の耐熱アルミニウム合金は、
重量％で、Ｍｎ：６〜８．５％、Ｆｅ：０．５〜２％、
Ｚｒ：０．０３〜０．５％、Ｍｇ：１．５〜４％を含み
、残部Ａｌおよび不純物よりなることを特徴とするもの
である。

ところで、これらの発明合金は、Ａ　ｎ　−Ｍ　ｎ系の
強制固溶体あるいは微細な準安定相の熱に対する安定度
が高いということから、共晶組成以トのＭｎを含むアル
ミニウム合金に着目して開発されたものである。

ところで、共晶組成以−にのＭｎおよびＦｅを偏析させ
ることなくＡｌ中に強制固溶あるいは金属間化合物の形
で微細分散させるに際しては、急冷法により製造した合
金粉末を用いることによって可能となるが、」−記合金
におけるＭｎ、Ｆｅの含有量であれば渚産技術が確立さ
れたアトマイズ法によって製造した粉末でもＭｎ化合物
の粗大化や偏析は抑制される。すなわち、現時点では製
造」二の問題があると共に後工程も煩雑となるスプラッ
トクーリング法などの急冷凝固法を必ずしも用いる必要
がないということも」重犯合金の大きな特徴の一つであ
る。

また、上記合金は、Ｍｎ化合物に何ら影響を与えること
なく常温から２５０°Ｃ程度までの広い温度域における
強度を補う元素としてＣｕあるいはＭｇを含有させるこ
とを特徴とするものである。

さらに、自動車エンジン部品の多くは高強度および耐熱
性に加えて耐摩耗性をもつことが要求されていることに
着目し、」重犯耐熱アルミニウム合金にＳｉＣ粉末粉末
３〜体０ 度・耐熱性に加え耐摩耗性にも優れる耐熱・耐摩耗アル
ミニウム合金を提案した。さらにまた、」−記耐熱アル
ミニウム合金にＭ　Ｏ　Ｓ　、、粉末２〜６体積％を添
加し、高強度・耐熱性に加え、自己潤滑性にも優れる耐
熱・耐摩耗アルミニウム合金も提案した。

そこでこのような耐熱アルミニウム合金を製造するに際
しては、まず、ＡｎとＡｎ以外の各成分とからなるＡＪ
Ｉ鋳塊および合金鋳塊を各々秤量して溶解し、目標成分
の母合金を溶製する。次に、アトマイズ粉末製造装置の
溶解炉を用いて前記母合金を溶解し、融点より１・５０
℃過熱した状態で溶湯な噴射することによってアトマイ
ズ粉末を得る。続いて、前記アトマイズ粉末に、必要に
応じてＳｉＣ粉末またはＭＯ５２粉末を配合した混合粉
末を適切な圧力にて円柱形状に圧粉成形し、この成形体
を適切な温度にて粉末押出あるいは粉末鍛造加工すると
いう工程がその１つの例としてあげることができる。

（発明が解決しよとする問題点） ところで、このような耐熱アルミニウム合金において、
例えば、粉末鍛造によって複雑形状でかつ十分な強度を
もつ製品を得るためには、鍛造用プリフォームを冷間静
水圧プレス成形などによって高密度に圧粉成形する必要
がある。

しかしながら、１−記の耐熱アルミニウム合金の急冷粉
末の場合には粉末の硬度が高く、ＪＥ縮性が低いために
所望の密度が得られないという問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、耐熱アルミニウム合金粉末の圧縮成形性およ
び粉末成形体の押出性を向−１ニさせると共に、複雑形
状の粉末鍛造も可能であるようにすることにより、軽量
でかつ複雑形状を有し、常温および高温において高強度
と耐摩耗性が要求される部品の素材として好適な耐熱ア
ルミニウム金を提イ液することを目的としたものである
。

［発明の構ｒ＆］ （問題点を解決するための手段） この発明による耐熱アルミニウム合金は、重量％で、Ｍ
　ｎ　＋　６〜８　、５％、Ｆｅ：０．５〜２％、Ｚｒ
：０．０３〜０．５％を含み、残部Ａｌおよび不純物よ
りなる耐熱アルミニウム合金粉末に、Ｃｕ粉末２〜５重
量％を配合し、必要に応じて耐摩耗性のより一層の向」
−をはかるために、ＳｉＣ粉末粉末３〜体０ Ｍ　ｏ　Ｓ　２粉末２〜６体積％を配合し、混粉および
圧粉予備成形した後粉末押出あるいは粉末鍛造にて圧粉
固化するようにしたことを特徴としている。

この発明による耐熱アルミニウム合金において、より望
ましくは、Ｃｕ粉末の粒径が３５０メツシユ以下である
ようにし、耐摩耗性のより−・層の向」−をはかるため
にＣｕ粉末と共にＳｉＣ粉末を配合する場合には、より
望ましくは前記ＳｉＣ粉末の平均オフＬ径３〜３０ｐＬ
ｍであるようにし、また、必要に応じて、Ｃｕ粉末２〜
５重に％は、ＳｉＣ粉末の表面にＣｕめっきをした粉末
として使用され、この粉末全体中にＣｕが２〜５重量重
量重含るようにし、同じく耐摩耗性のより一層の向」−
をはかるためにＣｕ粉末と共にＭ　ｏ　Ｓ　２粉末を配
合する場合には、より望ましくは前記Ｍ　ｏ　Ｓ　２粉
末のモ均粒径が３〜３０）ｂｍであるようにし、また、
必要に応じて、Ｃｕ粉末２〜５重量％は、Ｍ　ｏ　Ｓ　
２粉末の表面にＣｕめっきした粉末として使用され、こ
の粉末全体中にＣｕが２〜５重品：％含まれるようにし
、より望ましくは、圧粉固化後に３５０〜４５０℃にて
１〜５時間の熱処理を施すようにしたことを特徴として
いる。

次に、この発明による耐熱アルミニウム合金を構成する
各合金元素およびそれらの含有量（重量％）の限定理由
について説明する。

Ｍｎ：６〜８．５％ Ｍｎはアルミニウム合金の耐熱性および耐摩耗性を向１
−させるのに有効な元素であるが、６％未満の場合には
十分満足しうる耐熱強度を得ることができす、８．５％
を超えるとアトマイズ法で得られる冷却速度ではＭｎ化
合物の相大相の晶出や偏析を生ずるので６〜８．５％の
範囲とした。

Ｆｅ：Ｏ　　。５〜２％ ＦｅはＡｌ−Ｍｎ合金の強制固溶体および微細なＡ　ｌ
　−　Ｍ　ｎ系金属間化合物の高温安定性を向上させる
のに有効な元素であるが、０．５％より少ないとそのよ
うな効果を得ることができず、２％を超えるとアトマイ
ズ法ではＡ　ｎ　−　Ｍ　ｎ　−　Ｆ　ｅ系あるいはＡ
交−Ｆｅ系の脆い相が晶出するので０、５〜２％の範囲
とした。

Ｚｒ：０．０３　〜０．５％ ＺｒはＡ　ｌ　−　Ｍ　ｎ合金の強制固溶体および微細
なＡ　交−　Ｍ　ｎ系金属間化合物の高温安定性を向」
ニさせると共に、結晶粒の微細化にも有効な元素である
が、０．０３％より少ないとそのような効果を得ること
ができず、０．５％を超えるとＡＪＩ−Ｚｒ相の粗大化
が生ずるので０．０３〜０．５％の範囲とした。

次に、単体粉末として別に添加するＣｕ粉末および必要
に応じて添加するＳｉＣ粉末ならびにＭ　ｏ　Ｓ　２粉
末の添加量の限定理由について説明する。

Ｃｕ：２〜５重量％ Ｃｕ粉末は」−記耐熱アルミニウム合金粉末に比べれば
軟質の粉末であり、これを配合して混粉することにより
−Ｊ−記合金粉末の圧縮成形性を高める。また、その後
の熱処置によりアルミニウム合金中にＣｕを拡散させれ
ば、常温から２５０°Ｃ程度までの広い温度域において
Ｍｎ化合物に何ら影響をかえることなく、アルミニウム
合金の強度を向」ニさせる効果もある。その際、２重量
％よりも少ないと圧縮成形性向」二の効果が期待できず
、５重量％を超えるとＡｌ−Ｍｎ系合金の高温強度を低
下させると共に、耐食性をも低下させるので２〜５重量
％の範囲とした。

ＳｉＣ＋３〜１０体積％ ＳｉＣ粉末はこれを耐熱アルミニウム合金粉末に配合し
て混粉および成形した後に粉末押出あるいは粉末鍛造す
ることにより、耐熱アルミニウム合金中に分散した硬質
粒子となり、耐摩耗性向４二に有効となる。その際、３
体積％よりも少ないと耐摩耗性向−にの効果が期待でき
ず、１０体積％を超えると押出あるいは鍛造あるいはそ
の後の機械加工時の加工性が低下すると共に、耐熱アル
ミニウム合金の特徴である高強度も失われるので３〜１
０体積％の範囲とした。

ＭｏＳ７：２〜６体積％ ＭＯ８２粉末はこれを耐熱アルミニウム合金粉末に配合
して混粉および成形した後に粉末押出あるいは粉末鍛造
することにより、耐熱アルミニウム合金中に分散した粒
子となり、自己潤滑性向」二に有効となって、その結果
耐摩耗性を向上させる。その際、２体積％よりも少ない
と潤滑性向」二の効果を得ることができず、６体積％を
超えると押出あるいは鍛造あるいはその後の機械加工時
の加工性が低下すると共に、耐熱アルミニウム合金の特
徴である高強度も失われるので２〜６体積％の範囲とし
た。

なお、アトマイズ法によって得られる耐熱アルミニウム
合金粉末を歩留りよく使用し、この発明の目的を達成す
るためには、上記Ｃｕ粉末の粒径は３５０メツシユ以下
であることがより望ましく、また、−に記ＳｉＣ粉末お
よびＭ　ｏ　Ｓ　２粉末の平均粒径は３〜３０ｇ、ｍで
あることがより望ましい。その理由は、これらのＳｉＣ
粉末およびＭ　ｏ　Ｓ　２粉末を耐熱アルミニウム合金
粉末に配合して混粉および成形した後に粉末押出あるい
は粉末鍛造することによって、これらの粉末は耐熱アル
ミニウム合金中に分散した粒子となり、ＳｉＣ粉末は耐
摩耗性向」二に寄与し、Ｍ　ｏ　Ｓ　２粉末は自己潤滑
性向」−に寄与するが、その際、粉末の平均粒径が３ｇ
ｍ未満では配合および混粉時の凝集が著しく、均一な分
散状態が得られず、３０ＪＬｍを超えると押出性や合金
強度を低下させると共に、ＳｉＣ粉末の場合には相手材
を摩耗させてしまうという問題が生ずるおそれもあるこ
とによる。

なお、ＳｉＣ粉末およびＭＯ５２粉末の分散状態をより
均一にするためには、上記粉末の表面にＣｕをめっきす
ることがより一層好ましく、Ｃｕ粉末として」１記Ｓｉ
Ｃ粉末およびＭＯ８２粉末にＣｕをめっきした粉末を用
い、この粉末全体中にＣｕが２〜５重量重量重含るよう
にすることも望ましい。

さらに、圧粉固化後には熱処理を施すことがより望まし
く、この熱処理については押出あるいは鍛造時の加熱で
代用できる場合もあるが、加工後にアトマイズ合金粉末
の急冷組織をそこなわない３５０〜４５０℃程度の温度
において１〜５時間の熱処理を別途施すことがより一層
望ましい。

（実施例１） 重量％で、Ｍ　ｎ　＋　６　、３％、Ｆｅ：１．６％、
Ｚｒ：０．０５％、を含み、残部Ａｌおよび不純物より
なる耐熱アルミニウム合金粉末をアトマイズ法にて製造
した。次に、前記アトマイズ粉末に、３５０メツシユ以
下のＣｕ粉末を３．５重量％添加し、Ｖ型ブレングを用
いて１５分間混粉した。

次いで、ここで得た混合粉末を冷間静水圧プレス成形機
によって種々の成形圧力で円柱形状に成形し、その際の
成形圧力と成形体密度との関係を求めた。この結果を第
１図に示す。

次に、」−記の成形体のうち、成形圧力３．５ｔｏｎｆ
／ｃｍ′で成形した成形体を４００°Ｃにて１２：１の
押出し比で粉末押出した。その後、得られた押出材に対
し４００　°Ｏにて２時間の熱処理を施した後引張試験
片を切り出した。

（比較例１） 実施例１と同組成（７）Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｚｒ　−Ｃ
ｕ合金を対象としたが、この場合にＣｕを別添加せす、
Ｃｕを含むアトマイズ合金粉末として製造した。

次に、」重犯の合金粉末を冷間静水圧プレス成形機によ
って種々の成形圧力で円柱形状に成形し、この際の成形
圧力と成形体密度との関係を求めた。この結果を同じく
第１図に示す。

次に、］−記の成形体のうち、成形圧力３．５ｔｏｎｆ
／ｃｍ’で成形した成形体を４００°Ｃにて１２：１の
押出し比で粉末押出した。その後、得られた押出材から
引張試験片を切り出した。

（評価結果１） 第１図は、前述したように、前記実施例１の混合粉末と
比較例１の合金粉末どを用いて、それぞれ冷間静水圧プ
レス成形機を使用した場合の成形圧力と成形体密度との
関係を示したものであるが、この第１図から明らかなよ
うに、この発明を満足する合金である実施例１の粉末は
、従来合金である比較例１の粉末よりもかなり高い圧縮
成形性を有していることがわかる。

次に、実施例１において製作した引張試験片と１比較例
１において製作した引張試験片とを用いて各々引張試験
を行ったところ、実施例１の引張試験片は、常温で５１
　ｋｇｆ／ｍｍ２，２０００Ｃで４０ｋｇｆ／ｍｍ２の
引張強度を示し、比較例１の引張試験片は、常温で５３
ｋｇｆ／ｍｍ２．２００°Ｏテ４０　ｋ　ｇ　ｆ　／ｍ
ｍ２の引張強度を示した。

この引張試験結果から明らかなように、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆ
ｅ−Ｚｒ合金にＣｕを単体粉末として別に添加した実施
例１の押出材の強度は、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｚｒ−Ｃｕ
合金粉末の形でＣｕを含有する比較例１の押出材の強度
と同程度であることがわかる。

（実施例２） 実施例１で用いた混合粉末を冷間静水圧プレス機によっ
て成形圧力６ｔｏｎｆ／Ｃｍ２で円柱形状に成形した。

次に、この成形体を４２５°Ｃにて粉末鍛造した。この
粉末鍛造では、前記成形体を密閉金型内で高さを５８％
にすえ込んだ。その後、得られた鍛造材に対し４００°
Ｃにて２時間の熱処理を施した後引張試験片を切り出し
た。

（比較例２） 比較例１で用いた合金粉末を冷間静水圧プレス機によっ
て成形圧力６ｔｏｎｆ／ｃｍ２で円柱形状に成形した。

次に、この成形体を４２０°Ｃにて粉末鍛造した。この
粉末鍛造では、前記成形体を密閉金型内で高さを５５％
にすえ込んだ。その後、得られた鍛造材から引張試験片
を切り出した。

（評価結果２） 実施例２において製作した引張試験片と、比較例２にお
いて製作した引張試験片とを用いて各々引張試験を行っ
たところ、実施例２の引張試験片は、常温で４６ｋｇｆ
／ｍｍ２．２００°Ｃで３５ｋｇｆ／ｍｍ２の引張強度
を示し、比較例２の引張試験片は、常温で２１ｋｇｆ／
ｍｍ２の引張強度を示した。

この引張試験結果から明らかなように、Ａｌ−Ｍ　ｎ　
−Ｆ　ｅ　−Ｚ　ｒ合金にＣｕを単体粉末として別に添
加したこの発明の合金によれば、Ａ　！：Ｌ−Ｍ　ｎ−
Ｆｅ−Ｚｒ−Ｃｕ合金粉末の形でＣｕを含有する従来の
合金では低強度材しか得られなかった粉末鍛造法を用い
ても高強度耐熱材を得ることができる。

（実施例３） 重量％で、Ｍ　ｎ　：　６　、５％、Ｆｅ：１．６％、
Ｚｒ：０．０５％を含み、残部ＡＩＬおよび不純物より
なる耐熱アルミニウム合金粉末をアトマイズ法にて製造
した。次に、前記アトマイズ粉末′に、３５０メツシユ
以下のＣｕ粉末を３．５重量％、平均粒径３．０ｋｍの
ＳｉＣ粉末を５．Ｏ＃精％添加し、Ｖ型ブレンダを用い
て１５分間混粉した。

次いで、ここで得た混合粉末を冷間静水圧プレス成形機
によって種々の成形圧力で円柱形状に成形し、この際の
成形圧力と成形体密度との関係を求めた。この結果を第
２図に示す。

次に、」重犯の成形体のうち、成形圧力６ｔ　ｏｎｆ／
Ｃｍ２で成形した成形体を４２５°Ｃにて粉末鍛造した
。この粉末鍛造では、前記成形体を密閉金型内で高さを
５８％にすえ込んだ。その後、得られた鍛造材に対し４
００°Ｃにて２時間の熱処理を施した後引張試験片を切
り出した。

（比較例３） 重量％で、Ｍ　ｎ　：　６　、３％、Ｆｅ：１．５％、
Ｚｒ：０．０５％、Ｃｕ：３．７％を含み、残部Ａｎお
よび不純物よりなる耐熱アルミニウム合金粉末を７トマ
イズ法によって製造した。次に、得られたアトマイズ粉
末に、平均粒径３．ＯｇｍのＳｉＣ粉末を５．０体積％
添加し、■型ブレンダを用いて１５分間混粉した。

次いで、得た混合粉末を冷間静水圧プレス成形機によっ
て種々の成形圧力で円柱形状に成形し、この際の成形圧
力と成形体密度との関係を求めた。この結果を同じく第
２図に示す。

次に、上記の成形体のうち、成形圧力６ｔｏｎｆ／ｃｍ
２で成形した成形体を４２５°Ｃにて粉末鍛造した。こ
の粉末鍛造では、前記成形体を冨閉金型内で高さを５３
％にすえ込んだ。その後、得られた鍛造利から引張試験
片を切り出した。

（評価結果３） 第２図は、前述したように、前記実施例３の混合粉末と
比較例３の合金粉末とを用いて、それぞれ冷間静水圧プ
レス成形機を使用した場合の成形圧力と成形体密度との
関係を示したものであるが、この第２図から明らかなよ
うに、この発明を満足する合金である実施例３の粉末は
、従来合金である比較例３の粉末よりもかなり高い圧縮
成形性を有していることがわかる。

次に、実施例３において製作した引張試験片と、比較例
３において製作した引張試験片とを用いて各々引張試験
を行ったところ、実施例３の引張試験片は、常温で４５
．５ｋｇｆ／ｍｍ２．２００’Ｏで３３．１ｋｇｆ／ｍ
ｍ２の引張強度を示し、比較例３の引張試験片は、常温
で１８．５ｋｇｆ／ｍｍ２の引張強度を示した。

この引張試験結果から明らかなように、Ａｌ−Ｍ　ｎ　
−Ｆ　ｅ　−Ｚ　ｒ合金にＣｕを単体粉末として別に添
加したこの発明の合金によれば、Ａ　ｎ　−Ｍ　ｎ−Ｆ
ｅ−Ｚｒ−Ｃｕ合金粉末の形でＣｕを含有する従来の合
金では低強度材しか得られなかった粉末鍛造法を用いて
も高強度耐熱材を得ることができる。

（実施例４） 重量％で、Ｍｎ＋６．５％、Ｆｅ：１．６％、Ｚｒ：０
．０５％を含み、残部Ａｌおよび不純物よりなる耐熱ア
ルミニウム合金粉末をアトマイズ法にて製造した。次に
、前記アトマイズ粉末に、３５０メツシユ以下のＣｕ粉
末を３．５重量％、平均粒径４．ＯｐｍのＭ　ｏ　Ｓ　
２粉末を４．０体積％添加し、Ｖ型ブレンダを用いて１
５分間混粉した。

次いで、ここで得た混合粉末を冷間静水圧プレス成形機
によって種々の成形圧力で円柱形状に成形し、この際の
成形圧力と成形体密度との関係を求めた。この結果を第
３図に示す。

次に、上記の成形体のうち、成形圧力６ｔ　ｏｎｆ／ｃ
ｍ２で成形した成形体を４２５°Ｃにて粉末鍛造した。

この粉末鍛造では、前記成形体を密閉金型内で高さを５
８％にすえ込んだ。その後、得られた鍛造材に対し４０
０　’Ｏにて２時間の熱処理を施した後引張試験片を切
り出した。

（比較例４） 重量％で、Ｍ　ｎ　：　６　、３％、Ｆｅ：１．５％、
Ｚｒ：０．０５％、Ｃｕ：３．７％を含み、残部Ａｌお
よび不純物よりなる耐熱アルミニウム合金粉末をアトマ
イズ法によって製造した。次に、得られたアトマイズ粉
末に、平均粒径４．ＯｐｍのＭ　ｏ　Ｓ　７粉末を４．
０体積％添加し、Ｖ型ブレンダを用いて１５分間混粉し
た。

次いで、得られた混合粉末を冷間静水圧プレス成形機に
よって種々の成形圧力で円柱形状に成形し、この際の成
形圧力と成形体密度との関係を求めた。この結果を同じ
く第３図に示す。

次に、」−記の成形体のうち、成形圧力６ｔｏｎｆ／ｃ
ｍ２で成形した成形体を４２５°Ｃにて粉末鍛造した。

この粉末鍛造では、前記成形体を密閉金型内で高さを５
４％にすえ込んだゎその後、得られた鍛造材から引張試
験片を切り出した。

（評価結果４） 第３図は、前述したように、前記実施例４の混合粉末と
比較例４の合金粉末とを用いて、それぞれ冷間静水圧プ
レス成形機を使用した場合の成形圧力と成形体密度との
関係を示したものであるが、この第３図から明らかなよ
うに、この発明を満足する合金である実施例４の粉末は
、従来合金である比較例４の粉末よりもかなり高い圧縮
成形性を有していることがわかる。

次に、実施例４において製作した引張試験片と、比較例
４において製作した引張試験片とを用いて各々引張試験
を行ったところ、実施例４の引張試験片は、常温で４５
　、Ｏｋｇ　ｆ／ｍｍ２．２００℃で３４．３ｋｇｆ／
ｍｍ２ａ）引張強度を示し、比較例４の引張試験片は、
常温で１９．３ｋ　ｇ　ｆ　／　ｍ　ｍ　２の引張強度
を示した。

この引張試験結果から明らかなように、Ａｌ−Ｍ　ｎ　
−Ｆ　ｅ　−Ｚ　ｒ合金にＣｕを単体粉末として別に添
加したこの発明の合金によれば、Ａｌ−Ｍ　ｎ　−Ｆ　
ｅ　−Ｚ　ｒ　−Ｃｕ合金粉末の形でＣｕを含有する従
来の合金では低強度材しか得られなかった粉末鍛造法を
用いても高強度耐熱材を得ることができる。

（評価結果５） 実施例３の粉末鍛造材から第４図に示すピン・ディスク
型摩耗試験機用の摩耗試験片（第５図参照）を切り出し
、第１表の測定条件により摩耗試験を行って摩耗量を測
定した。

なお、第４図に示す摩耗試験機において、１は回転ｉｂ
、２はプレート、３はピンホルダ、４は試験片（ピン）
、５は押圧ロッド、６は球面座６ａを介して抑圧ロッド
５と連結したディスクホルダ、７はディスク（相手材）
、８は潤滑油供１合孔であり、試験片４を４木組として
ビンホルダ３番こ固定すると共に、試験片４に押圧口・
ンド５を介してディスク７を押しイ・１けることによっ
て血圧を加え、試験片４の摩耗量を調べた。また、試験
片４は、第５図に示すように、−辺（ａ）＝５ｍｍ。

長さくｂ）＝１０ｍｍのピン形をなすものである。

第　　１　　表 この結果、実施例３の粉末鍛造材から切り出した試験片
の摩耗量は２８７℃ｍ、相手材の摩耗量は１．２ルｍを
示した。

一方、比較例３で作成した成形体のうち、成形圧力３．
０ｔｏｎｆ／ｃｍ２で円柱形状に圧粉成形した成形体を
４００℃で１０：ｌの押出し比で押出加工し、次いでこ
の押出加工材から第５図に示す摩耗試験片を切り出した
。

次に、上記の摩耗試験片を用いて第１表に示したと同じ
条件で摩耗試験を行ったところ、この試験片の摩耗量は
２５Ｊｊ、ｍ、相手材の摩耗量は２．０ＪＬｍを示した
。

これらの摩耗試験結果かられかるように、Ａｌ−Ｍｎ−
Ｆｅ−Ｚｒ合金にＣｕを単体粉末として別に添加したこ
の発明の製造方法による粉末鍛造材は、Ａｌ−Ｍ　ｎ　
−Ｆ　ｅ　−Ｚ　ｒ　−Ｃｕ合金粉末の形でＣｕを含有
する従来方法による押出材と同等の耐摩耗性を示してお
り、製造方法の変更による特性の低下は現われなかった
。

（評価結果６） 実施例４の粉末鍛造材から第４図に示すピン・ディスク
型摩耗試験機用の摩耗試験片（第５図参＠）を切り出し
、第２表の測定条件により焼付試験を行って焼付面圧を
測定した。

第２表 この結果、実施例４の粉末鍛造材から切り出した試験片
は２４０　ｋｇｆ　／　ｍｍ２で焼付いた。

一方、比較例４で作成した成形体のうち、成形圧力３．
０ｔｏｎｆ／ｃｍ２で円柱形状に圧粉成形した成形体を
４００　’Ｏで１０＝１の押出し比で押出加工し、第５
図に示す摩耗試験片を切り出した。

次に、上記の摩耗試験片を用いて第２表に示したと同じ
条件で焼付試験を行って焼付面圧を測定したところ、こ
の試験片は２４０ｋｇｆ／ｍｍ２で焼付いた。

これらの焼付試験結果かられかるように、Ｃｕを単体粉
末として別に添加したこの発明の粉末鍛造材は、合金粉
末内にＣｕを含有させた従来の押出材と同等の焼付性を
示しており、特性の変化は現われなかった。

［発明の効果コ 以上説明してきたように、この発明によるアルミニウム
合金は、重量％で、Ｍｎ：６〜８，５％、Ｆｅ：０．５
〜２％、Ｚｒ：０．０３〜０．５％を含み、残部Ａｌお
よび不純物よりなる耐熱アルミニウム合金粉末に、Ｃｕ
粉末２〜５重量％を配合し、必要に応じてＳｆＣ粉末粉
末３〜体０ を配合し、混粉および圧粉予備成形した後粉末押出ある
いは粉末鍛造にて圧粉固化したものであるから、従来に
比べて混合粉末の圧縮成形性および成形体の押出性をか
なり、向」ニさせることができると共に、従来では不可
能であった複雑形状の粉末鍛造も可能となり、重量でか
つ複雑形状を有し、常温および高温において高強度と耐
摩耗性が要求される部品（製品）の素材として好適な耐
摩耗性に優れた耐熱アルミニウム合金を提供することが
できるという著大なる効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例１および比較例１において成
形した成形体の各々成形圧力と成形体密度との関係を調
べた結果を示すグラフ、第２図はこの発明の実施例３お
よび比較例３において成形した成形体の各々成形圧力と
成形体密度との関係を調べた結果を示すグラフ、第３図
はこの発明の実施例４および比較例４において成形した
成形体の各々成形圧力と成形体密度との関係を調べた結
果を示すグラフ、第４図はこの発明の実施例および比較
例の評価試験において使用したピン・ディスク型摩耗試
験機の断面説明図、第５図（Ａ）（Ｂ）は摩耗試験片の
正面図および側面図である。 代理人弁理士　　小　　塩　　　　豊 （％）”１１．：１幕墨 （％）羽Ｖが

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｍｎ：６〜８．５％、Ｆｅ：０．５〜
   ２％、Ｚｒ：０．０３〜０．５％を含み、残部Ａｌおよ
   び不純物よりなる耐熱アルミニウム合金粉末に、Ｃｕ粉
   末２〜５重量％を配合し、混粉・予備成形した後粉末押
   出あるいは粉末鍛造にて圧粉固化したことを特徴とする
   耐熱アルミニウム合金。
2. （２）重量％で、Ｍｎ：６〜８．５％、Ｆｅ：０．５〜
   ２％、Ｚｒ：０．０３〜０．５％を含み、残部Ａｌおよ
   び不純物よりなる耐熱アルミニウム合金粉末に、Ｃｕ粉
   末２〜５重量％およびＳｉＣ粉末３〜１０体積％を配合
   し、混粉・予備成形した後粉末押出あるいは粉末鍛造に
   て圧粉固化したことを特徴とする耐摩耗性に優れた耐熱
   アルミニウム合金。
3. （３）重量％で、Ｍｎ：６〜８．５％、Ｆｅ：０．５〜
   ２％、Ｚｒ：０．０３〜０．５％を含み、残部Ａｌおよ
   び不純物よりなる耐熱アルミニウム合金粉末に、Ｃｕ粉
   末２〜５重量％およびＭｏＳ＿２粉末２〜６体積％を配
   合し、混粉・予備成形した後粉末押出あるいは粉末鍛造
   にて圧粉固化したことを特徴とする耐摩耗性に優れた耐
   熱アルミニウム合金。