JPS6154851B2 - - Google Patents
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- JPS6154851B2 JPS6154851B2 JP58230608A JP23060883A JPS6154851B2 JP S6154851 B2 JPS6154851 B2 JP S6154851B2 JP 58230608 A JP58230608 A JP 58230608A JP 23060883 A JP23060883 A JP 23060883A JP S6154851 B2 JPS6154851 B2 JP S6154851B2
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Description
この発明は、耐摩耗性や切削性等にすぐれたア
ルミニウム合金に関するもので、特にVTRテー
プ回転部品用アルミニウム合金に適したものであ
る。 VTRの最重要部品の１つである回転部品とし
ては高品質、高精度が要求されるが、特に以下の
ような特性が必要とされる。 (1) 非磁性体であること、 (2) 高速回転するため軽量であること、 (3) テープ走行性がよいこと、 (4) テープによりシリンダーが摩耗されないこ
と、 (5) 切削性が良好で仕上り面の状態がよいこと、 従来VTRテープ回転部品としては、JISAC5A
鋳物材、JIS2218鋳造材等が使用されている。 AC 5A鋳物材については以下のような問題が
ある。 (1) 巣、微少酸化物、粗大な共晶化合物に起因し
て、ミクロンオーダーの最終精密切削加工材に
表面欠陥が多く、これらの欠陥部に磁気テープ
の磁性粉などが堆積して映像の乱れを生ずる。 (2) テープ回転部品は、テープにより摩耗しない
程度の強度と耐摩耗性が要求されるが、硬度
（ビツカース硬さ120程度）が十分でなく、鋳造
時に共晶化合物や金属間化合物が粗大に晶出
し、耐摩耗性が悪い。 (3) 10〜30μｍ程度の共晶化合物粒子が20μｍ程
度の粒子間隔で分散していることに起因して、
テープと回転部品間の摩擦が大きく、テープ走
行性がよくない。 (4) テープ回転部品は、切削により成形加工され
るが、切削性が悪く、また精密切削仕上後の表
面状態が悪い。 (5) 歩留が悪く、コストが高い。 上記のような問題点を解決するためJIS2218系
合金鍛造材が開発され実用化されているが、
VTRの性能を向上させるため、さらに高性能の
シリンダー用合金が必要とされる。 本発明はAC 5A鋳物材における欠陥がなく、
2218鍛造材よりも硬度、耐摩耗性等にすぐれたア
ルミニウム合金材であつて、特に上述のVTR回
転部品用に適したアルミニウム合金材を提供する
ことを目的とするものである。 その要旨とするところは、Si ７〜10％、Cu
１〜３％、Mg 0.7〜2.0％、Mn 0.2〜1.4％、Zn
0.02〜0.3％を含み残りアルミニウムと不純物よ
りなることを特徴とする耐摩耗性にすぐれたアル
ミニウム合金である。 上記発明合金は鋳造体に何らかの熱間あるいは
冷間加工が行なわれたアルミニウム合金展伸材よ
りなるが、合金成分添加の意義および限定理由は
以下の通りである。 Si：Siは硬度や耐摩耗性を向上させるが、下限
未満ではこの効果が十分でなく、上限をこ
えると切削性が低下する。これに加えてSi
は素材の摩擦係数を下げてテープ走行性を
改良する。 Cu：CuはMgと共存して合金に時効硬化性を付
与し、硬度や耐摩耗性を向上させる。下限
未満ではこの効果が十分でなく、上限をこ
えると耐食性が低下する。 Mg：MgはSiやZnと共存して合金に時効硬化性
を付与し、硬度や耐摩耗性を向上させる。
下限未満ではこの効果が十分でなく、上限
をこえると熱間加工性や冷間鍛造性が低下
する。 Zn：ZnはMgと共存して合金に時効硬化性を付
与し、硬度や耐摩耗性の向上に寄与する。
下限未満ではこの効果が小さく、上限をこ
えると耐食性が低下する。 Mn：Mnは微細な金属間化合物を形成し、組織
の微細化と耐摩耗性の向上に寄与する。下
限未満ではこの効果が十分でなく、上限を
こえると巨大な金属間化合物が晶出するの
で問題となる。 上記のようなアルミニウム合金は、VTR回転
部品とした場合に、巣などの鋳造欠陥や粗大な粒
子に起因する表面欠陥が存在しない。また合金中
に微細な硬質粒子が均一分散することにより2218
合金に比べて硬度、耐摩耗性にすぐれているばか
りでなく、切削後の表面仕上り性も良好である。 したがつて、本発明合金を使用することにより
耐摩耗性、テープ走行性、切削性等にすぐれた
VTR回転部品を得ることが可能となる。 上記のような合金を得るには以下のＡ〜Ｇに示
すような製造工程をとることが最も望ましい。 Ａ 溶湯処理 前記組成のアルミ合金を溶解鋳造するに際
し、溶湯のフイルター処理を行なつて0.01mmよ
り大きい微少酸化物を除去した後に鋳塊を製作
する。0.01mmより大きい酸化物が溶湯中に残留
する場合には、その後の熱間加工とか冷間加工
において５μ以下の粒子径に破砕されず、
VTR回転部品として用いる場合、鋳面仕上し
たときに表面欠陥となる。 Ｂ 均質化処理 鋳塊組織を均質化し、合金中の主要硬化成分
元素を固溶させるために鋳塊を加熱する。400
〜480℃で２〜48hrの処理が望ましい。 Ｃ 押出加工 鋳塊を350〜480℃の各温度で75％以上の加工
度（断面減少率）で熱間押出加工を行なう。 加工度が75％より小さいと、鋳塊中の巣、ピ
ンホールなどの欠陥の圧着が十分に行なわれ
ず、押出後にこれらの欠陥が残留しやすい。 Ｄ 抽伸軟化 サイズ合わせのため必要に応じて行なう。 Ｅ 鍛造加工 上記の押出材あるいは抽伸材を使用してシリ
ンダー形状に鍛造する。鍛造は熱間鍛造でも冷
間鍛造でもよいが、コストおよび寸法精度から
みると冷間鍛造が望ましい。 Ｆ 熱処理 鍛造後に焼入れ、焼戻しを行ない所定の強度
を得る。 Ｇ 仕上げ加工 熱処理後に切削仕上げを行ないVTR回転部
品とする。 なお、鍛造用素材の製造法としては上記のよう
な押出、抽伸法に代つて溶湯を５〜50℃／秒の冷
却速度で小径棒に鋳造し、400〜480℃で２〜48hr
の均質化処理により鋳塊組織を均質化し、その後
軟化処理を行なつた材料を使用してもよい。 実施例 表１に実施例の化学成分を示す。 この合金（No.１〜５，10〜17）を溶解後にフイ
ルター処理し、8″φの丸棒鋳塊に鋳造した。465
℃×24hrの均質化処理後に440℃で65mmφ棒に押
出し、410℃×2hrの軟化後に冷間鍛造を行ない、
回転部品形状に成形したのちT6処理（500℃×
1hr→水冷→175℃×8hr）し、切削加工しVTR回
転部品とした。 なお、合金６〜９については、溶解後にフイル
ター処理し、その後10℃／秒の平均冷却速度で65
mmφの小径棒に鋳造し、465℃×24hrの均質化処
理後に面削し、410℃×2hrの軟化を行なつて鍛造
素材とした。以下の工程は合金１〜５と同じであ
る。 No.10〜17は比較合金であり、No.16は4032合金で
あり、No.17は2218合金である。 表２には各合金の特性比較を示す。 発明合金は硬度、耐摩耗性、テープ走行性、切
削時のバイト摩耗等の諸特性にすぐれている。
ルミニウム合金に関するもので、特にVTRテー
プ回転部品用アルミニウム合金に適したものであ
る。 VTRの最重要部品の１つである回転部品とし
ては高品質、高精度が要求されるが、特に以下の
ような特性が必要とされる。 (1) 非磁性体であること、 (2) 高速回転するため軽量であること、 (3) テープ走行性がよいこと、 (4) テープによりシリンダーが摩耗されないこ
と、 (5) 切削性が良好で仕上り面の状態がよいこと、 従来VTRテープ回転部品としては、JISAC5A
鋳物材、JIS2218鋳造材等が使用されている。 AC 5A鋳物材については以下のような問題が
ある。 (1) 巣、微少酸化物、粗大な共晶化合物に起因し
て、ミクロンオーダーの最終精密切削加工材に
表面欠陥が多く、これらの欠陥部に磁気テープ
の磁性粉などが堆積して映像の乱れを生ずる。 (2) テープ回転部品は、テープにより摩耗しない
程度の強度と耐摩耗性が要求されるが、硬度
（ビツカース硬さ120程度）が十分でなく、鋳造
時に共晶化合物や金属間化合物が粗大に晶出
し、耐摩耗性が悪い。 (3) 10〜30μｍ程度の共晶化合物粒子が20μｍ程
度の粒子間隔で分散していることに起因して、
テープと回転部品間の摩擦が大きく、テープ走
行性がよくない。 (4) テープ回転部品は、切削により成形加工され
るが、切削性が悪く、また精密切削仕上後の表
面状態が悪い。 (5) 歩留が悪く、コストが高い。 上記のような問題点を解決するためJIS2218系
合金鍛造材が開発され実用化されているが、
VTRの性能を向上させるため、さらに高性能の
シリンダー用合金が必要とされる。 本発明はAC 5A鋳物材における欠陥がなく、
2218鍛造材よりも硬度、耐摩耗性等にすぐれたア
ルミニウム合金材であつて、特に上述のVTR回
転部品用に適したアルミニウム合金材を提供する
ことを目的とするものである。 その要旨とするところは、Si ７〜10％、Cu
１〜３％、Mg 0.7〜2.0％、Mn 0.2〜1.4％、Zn
0.02〜0.3％を含み残りアルミニウムと不純物よ
りなることを特徴とする耐摩耗性にすぐれたアル
ミニウム合金である。 上記発明合金は鋳造体に何らかの熱間あるいは
冷間加工が行なわれたアルミニウム合金展伸材よ
りなるが、合金成分添加の意義および限定理由は
以下の通りである。 Si：Siは硬度や耐摩耗性を向上させるが、下限
未満ではこの効果が十分でなく、上限をこ
えると切削性が低下する。これに加えてSi
は素材の摩擦係数を下げてテープ走行性を
改良する。 Cu：CuはMgと共存して合金に時効硬化性を付
与し、硬度や耐摩耗性を向上させる。下限
未満ではこの効果が十分でなく、上限をこ
えると耐食性が低下する。 Mg：MgはSiやZnと共存して合金に時効硬化性
を付与し、硬度や耐摩耗性を向上させる。
下限未満ではこの効果が十分でなく、上限
をこえると熱間加工性や冷間鍛造性が低下
する。 Zn：ZnはMgと共存して合金に時効硬化性を付
与し、硬度や耐摩耗性の向上に寄与する。
下限未満ではこの効果が小さく、上限をこ
えると耐食性が低下する。 Mn：Mnは微細な金属間化合物を形成し、組織
の微細化と耐摩耗性の向上に寄与する。下
限未満ではこの効果が十分でなく、上限を
こえると巨大な金属間化合物が晶出するの
で問題となる。 上記のようなアルミニウム合金は、VTR回転
部品とした場合に、巣などの鋳造欠陥や粗大な粒
子に起因する表面欠陥が存在しない。また合金中
に微細な硬質粒子が均一分散することにより2218
合金に比べて硬度、耐摩耗性にすぐれているばか
りでなく、切削後の表面仕上り性も良好である。 したがつて、本発明合金を使用することにより
耐摩耗性、テープ走行性、切削性等にすぐれた
VTR回転部品を得ることが可能となる。 上記のような合金を得るには以下のＡ〜Ｇに示
すような製造工程をとることが最も望ましい。 Ａ 溶湯処理 前記組成のアルミ合金を溶解鋳造するに際
し、溶湯のフイルター処理を行なつて0.01mmよ
り大きい微少酸化物を除去した後に鋳塊を製作
する。0.01mmより大きい酸化物が溶湯中に残留
する場合には、その後の熱間加工とか冷間加工
において５μ以下の粒子径に破砕されず、
VTR回転部品として用いる場合、鋳面仕上し
たときに表面欠陥となる。 Ｂ 均質化処理 鋳塊組織を均質化し、合金中の主要硬化成分
元素を固溶させるために鋳塊を加熱する。400
〜480℃で２〜48hrの処理が望ましい。 Ｃ 押出加工 鋳塊を350〜480℃の各温度で75％以上の加工
度（断面減少率）で熱間押出加工を行なう。 加工度が75％より小さいと、鋳塊中の巣、ピ
ンホールなどの欠陥の圧着が十分に行なわれ
ず、押出後にこれらの欠陥が残留しやすい。 Ｄ 抽伸軟化 サイズ合わせのため必要に応じて行なう。 Ｅ 鍛造加工 上記の押出材あるいは抽伸材を使用してシリ
ンダー形状に鍛造する。鍛造は熱間鍛造でも冷
間鍛造でもよいが、コストおよび寸法精度から
みると冷間鍛造が望ましい。 Ｆ 熱処理 鍛造後に焼入れ、焼戻しを行ない所定の強度
を得る。 Ｇ 仕上げ加工 熱処理後に切削仕上げを行ないVTR回転部
品とする。 なお、鍛造用素材の製造法としては上記のよう
な押出、抽伸法に代つて溶湯を５〜50℃／秒の冷
却速度で小径棒に鋳造し、400〜480℃で２〜48hr
の均質化処理により鋳塊組織を均質化し、その後
軟化処理を行なつた材料を使用してもよい。 実施例 表１に実施例の化学成分を示す。 この合金（No.１〜５，10〜17）を溶解後にフイ
ルター処理し、8″φの丸棒鋳塊に鋳造した。465
℃×24hrの均質化処理後に440℃で65mmφ棒に押
出し、410℃×2hrの軟化後に冷間鍛造を行ない、
回転部品形状に成形したのちT6処理（500℃×
1hr→水冷→175℃×8hr）し、切削加工しVTR回
転部品とした。 なお、合金６〜９については、溶解後にフイル
ター処理し、その後10℃／秒の平均冷却速度で65
mmφの小径棒に鋳造し、465℃×24hrの均質化処
理後に面削し、410℃×2hrの軟化を行なつて鍛造
素材とした。以下の工程は合金１〜５と同じであ
る。 No.10〜17は比較合金であり、No.16は4032合金で
あり、No.17は2218合金である。 表２には各合金の特性比較を示す。 発明合金は硬度、耐摩耗性、テープ走行性、切
削時のバイト摩耗等の諸特性にすぐれている。
【表】
【表】
Claims (1)
- １ Si ７〜10％、Cu １〜３％、Mg 0.7〜2.0
％、Mn 0.2〜1.4％、Zn 0.02〜0.3％を含み残り
アルミニウムと不純物よりなることを特徴とする
耐摩耗性にすぐれたアルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23060883A JPS60125344A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 耐摩耗性にすぐれたアルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23060883A JPS60125344A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 耐摩耗性にすぐれたアルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60125344A JPS60125344A (ja) | 1985-07-04 |
| JPS6154851B2 true JPS6154851B2 (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=16910419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23060883A Granted JPS60125344A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 耐摩耗性にすぐれたアルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60125344A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139635A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Kobe Steel Ltd | 切削性に優れ、かつ、摩擦特性の優れた磁気テ−プ接触部品用アルミニウム合金 |
| JPS6286142A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-20 | Kobe Steel Ltd | 切削性に優れ、かつ、磨擦特性の優れた磁気テ−プ接触部品用アルミニウム合金材 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149445A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-16 | Showa Alum Ind Kk | Aluminum alloy for parts in contact with vtr tape |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP23060883A patent/JPS60125344A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149445A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-16 | Showa Alum Ind Kk | Aluminum alloy for parts in contact with vtr tape |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60125344A (ja) | 1985-07-04 |
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