JPS6126743A - 耐熱・高強度アルミニウム合金 - Google Patents
耐熱・高強度アルミニウム合金Info
- Publication number
- JPS6126743A JPS6126743A JP14732884A JP14732884A JPS6126743A JP S6126743 A JPS6126743 A JP S6126743A JP 14732884 A JP14732884 A JP 14732884A JP 14732884 A JP14732884 A JP 14732884A JP S6126743 A JPS6126743 A JP S6126743A
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- JP
- Japan
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- weight
- alloy
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- strength
- high strength
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- Pending
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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】
Ａ０発明の目的
（１） 産業上の利用分野
本発明は、高温下において使用される内燃機関用摺動部
材の構成材料として好適な、耐熱・高強度アルミニウム
合金に関する。
材の構成材料として好適な、耐熱・高強度アルミニウム
合金に関する。
（２）従来の技術
従来、内燃機関用摺動部材、例えばピストンの構成材料
としては、主としてＪＩＳ ＡＣＢＡ材、ＡＣ８Ｂ材
、ＡＣ８Ｃ材等の共晶タイプのアルミニウム合金が使用
されている。
としては、主としてＪＩＳ ＡＣＢＡ材、ＡＣ８Ｂ材
、ＡＣ８Ｃ材等の共晶タイプのアルミニウム合金が使用
されている。
現在の内燃機関開発のテーマば、燃焼温度を高くし燃焼
効率を良好にして機関の出力向上を図ること、およびピ
ストンを軽量化してその運動効率を向上させることにあ
り、ピストン構成材料としてアルミニウム合金に要求さ
れる機能は厳しいものとなっている。
効率を良好にして機関の出力向上を図ること、およびピ
ストンを軽量化してその運動効率を向上させることにあ
り、ピストン構成材料としてアルミニウム合金に要求さ
れる機能は厳しいものとなっている。
（３）発明が解決しようとする問題点
しかしながら、前記従来のアルミニウム合金では、その
材質に起因して特に耐熱・高強度および熱間時における
寸法変化の点で限界があり、現在の内燃機関開発のテー
マに即応することができない。
材質に起因して特に耐熱・高強度および熱間時における
寸法変化の点で限界があり、現在の内燃機関開発のテー
マに即応することができない。
本発明は上記に鑑み、従来のアルミニウム合金の緒特性
を維持しつつ、その上耐熱・高強度で、寸法安定性の優
れたアルミニウム合金を提供することを目的とする。
を維持しつつ、その上耐熱・高強度で、寸法安定性の優
れたアルミニウム合金を提供することを目的とする。
Ｂ１発明の構成
（１） 問題点を解決するための手段本発明に係る耐
熱・高強度アルミニウム合金は、Ｓｉ ９．０〜１４
．０重景％、Ｃｕ ４．０〜５．５重量％、Ｍｇ０．
５〜１．５重量％、ＮｉＯ，５〜１゜５重量％、ＴｉＯ
，１〜０．２５重量％、Ｍｎ０．３重量％以下、残部Ａ
Ｉおよび不可避不純物より構成されることを特徴とする
。
熱・高強度アルミニウム合金は、Ｓｉ ９．０〜１４
．０重景％、Ｃｕ ４．０〜５．５重量％、Ｍｇ０．
５〜１．５重量％、ＮｉＯ，５〜１゜５重量％、ＴｉＯ
，１〜０．２５重量％、Ｍｎ０．３重量％以下、残部Ａ
Ｉおよび不可避不純物より構成されることを特徴とする
。
（２）作 用
本発明における各化学成分の機能および含有量の限定理
由は以下の通りである。
由は以下の通りである。
Ｓｉは、耐摩耗性および強度を向上させるために必要な
化学成分であるが、その含有量が９．０重量％を下回る
と充分な耐摩耗性および強度を得ることができず、−労
合有量が１４．０重量％を上回ると晶出する硬質な初晶
Ｓｉ量が過剰となり靭性、耐衝撃性および被削性が低下
する。したがって、Ｓｉの含有量は９．０〜１４．０重
量％の範囲に限定されるが、特に耐摩耗性を向上すべく
ｓｉ晶出量を増すためにはその含有量を１２重量％以上
とするのがよい。
化学成分であるが、その含有量が９．０重量％を下回る
と充分な耐摩耗性および強度を得ることができず、−労
合有量が１４．０重量％を上回ると晶出する硬質な初晶
Ｓｉ量が過剰となり靭性、耐衝撃性および被削性が低下
する。したがって、Ｓｉの含有量は９．０〜１４．０重
量％の範囲に限定されるが、特に耐摩耗性を向上すべく
ｓｉ晶出量を増すためにはその含有量を１２重量％以上
とするのがよい。
Ｃｕは、固溶体硬化および時効析出硬化に寄与する化学
成分であるが、その含有量が４．０重量％を下回ると充
分な高温強度が得られず、−労合有量が５．５重量％を
上回ると溶体化処理により晶出する ＣｕＡＪｇを、マトリックス−中に充分に浸入させるこ
とができず、含有量に応じた強度向上を期待することが
できない。したがって、Ｃｕの含有量は４．０〜５．５
重量％の範囲に限定される。
成分であるが、その含有量が４．０重量％を下回ると充
分な高温強度が得られず、−労合有量が５．５重量％を
上回ると溶体化処理により晶出する ＣｕＡＪｇを、マトリックス−中に充分に浸入させるこ
とができず、含有量に応じた強度向上を期待することが
できない。したがって、Ｃｕの含有量は４．０〜５．５
重量％の範囲に限定される。
Ｍｇは、Ａｌ−３ｉ系合金において時効効果に寄与する
化学成分であるが、その含有量が０．５重置％を下回る
と強度および硬さの向上が緩慢となり十分な時効効果が
得られず、−労合有量が１．５重量％を上回ると逆に強
度の低下を来たし、その上鋳造性が悪化する。したがっ
て、Ｍｇの含有量は０．５〜１．５重量％の範囲に限定
される。
化学成分であるが、その含有量が０．５重置％を下回る
と強度および硬さの向上が緩慢となり十分な時効効果が
得られず、−労合有量が１．５重量％を上回ると逆に強
度の低下を来たし、その上鋳造性が悪化する。したがっ
て、Ｍｇの含有量は０．５〜１．５重量％の範囲に限定
される。
Ｎｉは、高温強度の向上に寄与する化学成分であるが、
その含有量が０．５重量％を下回ると十分な高温強度を
得ることができず、−労合有量が１゜５重量％を上回る
とＮ１ＡＩｌｓ （Ｙ化合物）の晶出が多くなり熱疲
労特性が低下する。したがって、Ｎｉの含有量は０．５
重量％〜１．５重量％の範囲に限定される。
その含有量が０．５重量％を下回ると十分な高温強度を
得ることができず、−労合有量が１゜５重量％を上回る
とＮ１ＡＩｌｓ （Ｙ化合物）の晶出が多くなり熱疲
労特性が低下する。したがって、Ｎｉの含有量は０．５
重量％〜１．５重量％の範囲に限定される。
Ｔｉは、マクロ結晶粒を微細化して引張り強度を向上さ
せるために必要な化学成分であるが、その含有量が０．
１重量％を下回ると結晶粒の微細化効果が少なく、−労
合有量が０．２５重量％を上回ると粗大な針状Ａβ−Ｔ
ｉ−３ｔ化合物が晶出して靭性が低下し、また引張り強
度向上への効果も少ない。したがって、Ｔｉの含有量は
０．１〜０．２− ５重量％の範囲に限定される
。
せるために必要な化学成分であるが、その含有量が０．
１重量％を下回ると結晶粒の微細化効果が少なく、−労
合有量が０．２５重量％を上回ると粗大な針状Ａβ−Ｔ
ｉ−３ｔ化合物が晶出して靭性が低下し、また引張り強
度向上への効果も少ない。したがって、Ｔｉの含有量は
０．１〜０．２− ５重量％の範囲に限定される
。
Ｍｎは、不純物中のＦｅと結合して粒状化し、靭性およ
び耐衝撃性の低下を軽減するために必要な化学成分であ
るが、その含有量が０．３重量％を上回るとＦ ｅ−Ｍ
ｎ化合物の晶出量が多（なり逆に靭性等が低下する。し
たがって、Ｍｎの含有量は０．３重量％以下に限定され
る。
び耐衝撃性の低下を軽減するために必要な化学成分であ
るが、その含有量が０．３重量％を上回るとＦ ｅ−Ｍ
ｎ化合物の晶出量が多（なり逆に靭性等が低下する。し
たがって、Ｍｎの含有量は０．３重量％以下に限定され
る。
不純物中の化学成分であるＦｅは、針状Ａｌ−３ｉ−Ｆ
ｅ金属間化合物として晶出し、靭性および耐衝撃性に低
下させるので、Ｆｅの含有量は０゜３重量％以下とする
必要がある。
ｅ金属間化合物として晶出し、靭性および耐衝撃性に低
下させるので、Ｆｅの含有量は０゜３重量％以下とする
必要がある。
（３）実施例
下表は本発明合金Ａおよび従来合金Ｂ（ＪＩＳＡＣＢＣ
材）の化学成分およびその含有量を示す。
材）の化学成分およびその含有量を示す。
本発明合金Ａおよび従来合金Ｂより、ＪＩＳ４号舟底型
を用いて鋳物材を鋳造し、それら鋳物材に５０５℃にて
３時間の溶体化処理を施した後水冷し、次いで２３０℃
にて５時間の人工時効処理を施した。そして両鋳物材よ
り試験片を切出し、それら試験片について各種試験を行
った。
を用いて鋳物材を鋳造し、それら鋳物材に５０５℃にて
３時間の溶体化処理を施した後水冷し、次いで２３０℃
にて５時間の人工時効処理を施した。そして両鋳物材よ
り試験片を切出し、それら試験片について各種試験を行
った。
第１図は常温引張り強度試験結果を示して、Ａ（σ、）
は本発明合金Ａの抗張力に、Ａ（σ、）は本発明合金Ａ
の０．２％耐力にそれぞれ該当する。
は本発明合金Ａの抗張力に、Ａ（σ、）は本発明合金Ａ
の０．２％耐力にそれぞれ該当する。
またＢ（σＢ）は従来合金Ｂの抗張力に、Ｂ （６Ｖ）
は従来合金Ｂの０．２％耐力にそれぞれ該当する。
は従来合金Ｂの０．２％耐力にそれぞれ該当する。
第１図より、本発明合金Ａは抗張力および０．２％耐力
の画点において従来合金Ｂに比べて優れていることが明
らかである。
の画点において従来合金Ｂに比べて優れていることが明
らかである。
第２図は高温引張り強度試験、第３図は高温疲労強度試
験、第４図はクリープ破断強度試験の結果をそれぞれ示
す。それらの結果から本発明合金Ａが従来合金Ｂに比べ
て優れた物性を有することが明らかである。
験、第４図はクリープ破断強度試験の結果をそれぞれ示
す。それらの結果から本発明合金Ａが従来合金Ｂに比べ
て優れた物性を有することが明らかである。
第５図は熱膨張率を示し、本発明合金Ａは従来合金Ｂに
比べて熱膨張率が低く、これは冷間時と熱間時の寸法変
化が小さく、寸法安定性に優れていることを意味する。
比べて熱膨張率が低く、これは冷間時と熱間時の寸法変
化が小さく、寸法安定性に優れていることを意味する。
したがって、本発明合金Ａは、上記寸法変化を問題とさ
れるピストンの構成材料として最適であり、本発明合金
Ａより得られるピストンを機関に組み込んだ場合ガス吹
き抜けおよびオイル消費量を低減し、またシリンダとの
クリアランスの増大に伴うがたつき音を減少することが
できる。
れるピストンの構成材料として最適であり、本発明合金
Ａより得られるピストンを機関に組み込んだ場合ガス吹
き抜けおよびオイル消費量を低減し、またシリンダとの
クリアランスの増大に伴うがたつき音を減少することが
できる。
なお、本発明合金は、ピストンに限らず、その他の内燃
機関用摺動部材にも適用し得ることは勿論である。
機関用摺動部材にも適用し得ることは勿論である。
Ｃ０発明の効果
本発明によれば、各種化学成分およびその含有量を特定
することにより、耐熱・高強度であり、また寸法安定性
の優れたアルミニウム合金を提供し得るものである。
することにより、耐熱・高強度であり、また寸法安定性
の優れたアルミニウム合金を提供し得るものである。
第１図は常温引張り強度試験結果を示すグラフ、第２図
は高温引張り強度試験結果を示すグラフ、第３図は高温
疲労強度試験結果を示すグラフ、第４図はクリープ破断
強度試験結果を示すグラフ、第５゛図は熱膨張率を示す
グラフである。 Ａ・・・本発明合金、Ｂ・・・従来合金時 許 出願人
本田技研工業株式会社同 昭和軽金属株式会社
は高温引張り強度試験結果を示すグラフ、第３図は高温
疲労強度試験結果を示すグラフ、第４図はクリープ破断
強度試験結果を示すグラフ、第５゛図は熱膨張率を示す
グラフである。 Ａ・・・本発明合金、Ｂ・・・従来合金時 許 出願人
本田技研工業株式会社同 昭和軽金属株式会社
Claims (1)
- Ｓｉ９．０〜１４．０重量％、Ｃｕ４．０〜５．５重量
％、Ｍｇ０．５〜１．５重量％、Ｎｉ０．５〜１．５重
量％、Ｔｉ０．１〜０．２５重量％、Ｍｎ０．３重量％
以下、残部Ａｌおよび不可避不純物よりなる耐熱・高強
度アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14732884A JPS6126743A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 耐熱・高強度アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14732884A JPS6126743A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 耐熱・高強度アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126743A true JPS6126743A (ja) | 1986-02-06 |
Family
ID=15427695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14732884A Pending JPS6126743A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 耐熱・高強度アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6126743A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53115407A (en) * | 1977-03-17 | 1978-10-07 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Kk | Engine cylinder block and the manufacture thereof |
| JPS59193238A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-11-01 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性押出鍛造用アルミニウム合金 |
| JPS60184667A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性アルミニウム合金押出材の製造方法 |
-
1984
- 1984-07-16 JP JP14732884A patent/JPS6126743A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53115407A (en) * | 1977-03-17 | 1978-10-07 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Kk | Engine cylinder block and the manufacture thereof |
| JPS59193238A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-11-01 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性押出鍛造用アルミニウム合金 |
| JPS60184667A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性アルミニウム合金押出材の製造方法 |
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