JPS62188762A - Ａｌ―Ｓｎ吸振合金およびその製造方法 - 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】 本発明は各種の交通機関、大型機械の振動および騒音に
よる公害、各種精密機械、電子機器の振動による性能劣
化また生活環境に存在する種々な振動や騒音の害を防止
するのに最適な振動減衰能の大きなＡｌ−Ｓｎ基吸振合
金に関するものである。

一般に減衰能力を比較するために用いる減衰能Ｑ−’は
振動の１サイクル中に失われる振動エネルギーΔＥおよ
び全振動エネルギーＥと次式のような関係にある。

つまり減衰能Ｑ−’の値が大きいほど短時間で振幅が小
さくなって減衰効果が大きいことになる。

従来知られている吸振合金としては、ジエンタロイなど
のＦｅｇ合金やＭｎ−Ｃｕ系合金、へｌ−Ｃｕ−Ｎｉ系
合金およびＮｉ−Ｔｉ系合金などがある。ジエンタロイ
などのＦｅ基吸振合金およびＭｎ−Ｃｕ系合金は減衰能
は大きいが比重が８ｇ／ｃｍ３前後で大きく、機器の軽
量化を条件とする場合には不適当で、またＡｌ−Ｃｕ−
Ｎｉ系合金およびＮｉ−Ｔｉ系合金は冷間加工性が悪く
、冷間加工が全く不可能であるという欠点があった。

本発明は従来の吸振合金に比較して軽量な吸振合金を得
るために比重が２．７ｇ／ｃｍ３で非常に小さいＡＩを
基としてこれに重量比で０．１〜９０％の錫を加えた合
金に冷間加工率５％以上の加工を施して転移を増加させ
、必要に応じ１５０℃以下で焼鈍しその履歴現象によっ
て大きな減衰能と高い強度をもたせた吸振合金を提供す
ることにある。

次に本発明合金の製造方法について説明する。

まず上記の組成範囲の合金を空気中もしくは不活性ガス
中または真空中において通常の溶解炉によって溶解した
後十分に撹拌して均一な溶湯とし、砂型や金型などに鋳
込んで鋳塊を造る。

次にこの鋳塊に次のごとき熱処理を施す。

（Ａ）均質溶体化処理のためなるべく高温において例え
ばその合金の融点以下１５０℃以上の温度で５分間以上
できるだけ長時間（好ましくは５分間以上１００時間以
内）加熱した後、急冷するかあるいは毎秒１℃以下の速
度で徐冷する。

（Ｂ）つづいて常温において鍛造２圧延、押出。

スェージングあるいは引き抜きなどによって、本発明の
目的とする大きな減衰能を得るために冷間加工率５％以
上の冷間加工を施す。

（Ｃ）（Ｂ）の冷間加工率５％以上の加工をぼとこした
ものを１５０　℃以下の温度で１分間以上（好ましくは
１分間以上５００時間以内）加熱して急、冷するか毎秒
１℃以下の速度で徐冷する。

なお、溶解する際には遮断剤としてＭｇＣ１□、硼砂、
　ＣａＦｚ＋　ＫＣＩなどの全量５％以下のフラックス
を添加し、脱酸剤としてマグネシウム、ベリリウムなど
の全ｉｔ　Ｏ，５％以下を加えてもよい。

均質溶体化処理工程（Ａ）において加熱温度が高ければ
加熱時間を短くする必要があり、加熱温度が低ければ加
熱時間を長くしなければならない。

一方、成形体の重量が大きければ、加熱温度を上げ、加
熱時間を長くする必要があるが、成形体の重量が小さけ
れば比較的低温で短時間加熱してもよい。この理由は均
質溶体化処理を十分に行わなければ、減衰能などの製品
の性能を均一にすることができないからである。

均質溶体化処理工程（Ａ）につづいて工程（Ｂ）で冷間
加工するのは加工によって転位密度を増大させ、その履
歴現象によって大きな減衰能を得るために必須な工程で
あり、また該成形体の引張強度を高めるためにも必要で
ある。なお減衰能を大きくするためには５％以上の冷間
加工を施すことだけで充分その目的が達せられるが、強
度の加工状態、即ち冷間加工率が７０〜９５％と大きい
時、または合金の組成によっては、伸びが極めて小さい
ので曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形が困難なものが
ある。したがって、工程（Ｂ）の冷間加工後に工程（Ｃ
）で１５０℃以下の温度に加熱すると、伸びが大きくな
り、常温において曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形が
容易になる。工程（Ｃ）で１５０℃以下とした理由は１
５０℃以上で加熱すると伸びが危、に大きくなり加工性
はよくなるが減衰能４Ｘ１０−’以下にか低下し所期の
目的を達せられないためである。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例 第１表に示す組成の金属の全量１００ｇをアルミナ坩堝
中で表面にＡｒガスを通じながら高周波誘導電気炉によ
り溶解し、銖型に鋳込んで直径１０ｍｍの鋳塊を得た。

次にこれを２００℃で１０時間加熱して徐冷した後、冷
間スェージングおよび引抜きによって１．１ｍｍの線に
し、これから長さ１５０　ｍｍの線を切りとって試料と
した。減衰能Ｑ−’の測定は逆吊り涙り振子法によって
振動数約ＩＨｚ、最大歪み振幅ｒ　ｍ　＝　１０　Ｘ　
１０−６で行った。

Ａ１基合金の減衰能Ｑ−’ならびに強度は冷間加工率に
依存する。第１図および第２図にはその一例としてＡｌ
−４０χＳｎ合金を２００℃で１０時間加熱後、徐冷し
て冷間スェージングおよび引き抜きによって加工したと
きの減衰能Ｑ−’および引張強度σ。

と冷間加工率との関係がそれぞれ示しである。減衰能Ｑ
−’および引張強度σ、はいずれも冷間加工率の増加と
ともに大きくなっている。これは加工歪みの増加ととも
に転位密度が増大した結果である。これによって本発明
の目的とする減衰能Ｑ−’　＝　６　Ｘｌ０−３以上（
Ｔ、　＝１０Ｘ１０−６）を得るには５％以上の冷間加
工を施す必要があることがわかる。

次にＡｌ−５ｎ二元合金について冷間加工率と減衰能Ｑ
−’の関係を示すと第１表のとおりである。

第　　１　　表 第１表から明らかなように冷間加工率９５％の冷間加工
を施したアルミニウムは減衰能Ｑ−’が４Ｘ１０−’で
本発明の目的とする吸振材料として不適当であるが、ア
ルミニウムに０．１％以上の錫を添加すると本発明の目
的とするＱ−’　＝　６　Ｘ　１０−”以上の大きい値
が得られることがわかる。

要するに本発明合金の減衰能Ｑ−’の値は一般の金属の
Ｑ−’　＝　Ｉ　Ｘｌ０−’程度の値に比較して数十倍
大きい。

以上のように本発明においては、冷間加工率は５％以以
上９亢 びが小さくなり、跪（加工性が減少するので、１５０℃
以下の温度で焼鈍する必要がある。１５０　”Ｃ以下の
温度で焼鈍すると伸びが大きくなり加工し易くなるが、
減衰能が若干落ちるが支障ない。これは加工により転位
を増加させたものが、焼鈍によりなまされ、転位が少な
くなるからである。なお、焼鈍温度を１５０℃以上にあ
げると、伸びは３５％以上に象、激に増大するが、減衰
能Ｑ−’が４Ｘ１０−’以下となり本発明の目的とする
ものが得られない。

さらに本発明合金の比重ρも一般の金属の７〜９ｇ／ｃ
ｍ３に比べてかなり小さく、引張強度σ。

は冷間加工したアルミニウムの１０ｋｇ／ｍｍ２に比較
してかなり大きい。例えば実施例の試料Ｎｏ．　５はｔ
ｘｔ−１９ｋｇ／ｍｍ２、ｐ　＝３．３　ｇ　７ｃｍ３
を示している。

最後に本発明合金の組成を限定した理由についテ述べる
。減衰能Ｑ−’の向上に錫を重量比で０．１〜９０％と
限定したのは組成の下限に満たないときには本発明の目
的とする十分な減衰能が得られないし、上記の組成の上
限を越えるときには冷間加工が不可能となるからである
。

均質溶体化処理のために１５０　”Ｃ以上合金の融点以
下の温度で長時間加熱し、充分均質溶体化処理をするこ
とは所要とする減衰能、強度および加工性を得るために
絶対必要である。

なお、ここで冷間加工率５％以上の冷間加工を施すこと
は加工歪みおよび転位密度を増大させることにより減衰
能を増大させるために絶対必要な条件である。

アルミニウムに錫を添加して溶解すると、アルミニウム
と錫とは固溶しないで、錫は微細な粒子としてアルミニ
ウムのマトリックス中に分散したような状態となる。こ
のような合金の成形体を合金の融点以下１５０℃以上の
高温で長時間加熱して均質固溶化処理をすると、アルミ
のマトリックス中の錫の粒子の分散の状態が均質となる
。これに冷間加工率５％以上の冷間加工を施すと、錫粒
子が微細に分散し、転位密度が大となる。この転位密度
が大きくなると、外部より振動が加えられたときに、加
えられた外力（振動、衝撃、（戻じり、圧縮、引張り等
）は熱エネルギーとなって消滅するために振動の減衰が
生ずるのである。

従って、減衰能を大きくするためには、１５０℃以上の
高温における長時間加熱と５％以上の冷間加工を施すこ
とだけで充分その目的が達せられるが、冷間加工率を７
０〜９５％と大きくした場合又は、副成分を多く加えた
合金の組成によっては曲げ、深絞り、打き抜きなどの成
形が困難なものがある。このために、１５０℃以下の低
温で長時間再加熱処理をすると、減衰能および強度が格
別低下せず、曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形加工が
極めて容易となるのである。この場合の再加熱処理温度
を１５０℃以上とすると減衰能が低下するので好ましく
ない。

本発明合金の特徴は上述のように減衰能が大きいこと、
軽量であること、冷間加工性が良好で強度が高い上に、
非強磁性であることである。従って本発明合成は各種の
交通機関や大型機械、電子機器の可動部、磁界で作動す
る部品、各種家庭用品ならびに建築などの材料に応用し
、振動および騒音の防止、軽量化を計るのに非常に適し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図はＡｌ−４０％Ｓｎ合金につき２００℃で１０時
間加熱して徐冷後、冷間加工したときの減衰能Ｑ−’と
冷間加工率との関係を示す特性曲線図、第２図は第１図
と同じ合金の引張強度σ、と冷間加工率との関係を示す
特性曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量比にて、錫０．１〜９０％および残部アルミニ
   ウムからなり、転位密度の増大した減衰能Ｑ＾−＾１が
   ６×１０＾−＾３以上であることを特徴とするＡｌ−Ｓ
   ｎ基吸振合金。 ２、重量比にて、錫０．１〜９０％と残部アルミニウム
   から成る合金について、 （Ａ）合金の融点以下１５０℃以上の温度で５分間以上
   １００時間以下加熱後、急冷する かあるいは毎秒１℃以下の速度で徐冷し た後、 （Ｂ）冷間加工率５％以上の加工を施す ことにより減衰能Ｑ＾−＾１を６×１０＾−＾３以上と
   することを特徴とするＡｌ−Ｓｎ基吸振合金の製造方法
   。 ３、重量比にて、錫０．１〜９０％と残部アルミニウム
   よりなる合金について、 （Ａ）合金の融点以下、１５０℃以上の温度で５分間以
   上１００時間以下加熱後、急冷す るかあるいは毎秒１℃以下の速度で徐冷 した後 （Ｂ）冷間加工率５％以上の加工を施す （Ｃ）（Ｂ）の冷間加工率５％以上の加工を施したもの
   を１５０℃以下の温度で１分間 以上５００時間以下加熱して急冷するか毎 秒１℃以下の速度で徐冷する の順序の工程を施すことにより減衰能Ｑ＾−＾１を６×
   １０＾−＾３以上とすることを特徴とするＡｌ−Ｓｎ基
   吸振合金の製造方法。