JPS6239221B2 - - Google Patents
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- JPS6239221B2 JPS6239221B2 JP21872683A JP21872683A JPS6239221B2 JP S6239221 B2 JPS6239221 B2 JP S6239221B2 JP 21872683 A JP21872683 A JP 21872683A JP 21872683 A JP21872683 A JP 21872683A JP S6239221 B2 JPS6239221 B2 JP S6239221B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
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―Si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-1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。 Q-1＝１／２π・ΔＥ／Ｅ つまり減衰能Q-1の値が大きいほど短時間で振
幅が小さくなつ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Fe基合金やMn―Cu系合金、Al―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
るという欠点があつた。 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
いアルミニウムを基としてこれに重量比で0.1〜
20％のケイ素を加えた二元合金を高温加熱し均質
化処理を施した後、これに５％以上の冷間加工率
で加工を施して転位を増加させ、必要に応じ250
℃以下の温度で焼鈍し、その履歴現象によつて大
きな減衰能をもたせると同時に高い強度をもつ吸
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
よつ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250℃以上の温度で
５分間以内加熱した後、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、圧延、押出、ス
エージングあるいは引き抜きなどによつて本発
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％以上の加工を施したもの
を250℃以下の温度で１分間以上500時間加熱し
て急冷するか徐冷する。 なお、溶解する際には遮断剤としてMgCl2、硼
砂、CaF2、KClなどの全量５％以下のフラツク
スを、脱酸剤としてMg、Beなどの全量0.5％以下
を加えてもよい。 工程(A)において均質固溶化処理するのは鋳塊に
成分の不均質が起ることがあるから、その成分を
均質にするためである。そして加熱温度が高けれ
ば加熱時間を短くすることができ、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、均質固溶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。 工程(B)において冷間加工するのは加工歪みによ
つて転位密度を増大させ、転位の履歴現象によつ
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、即ち冷間加工率が大
きい時、または合金の組成によつては曲げ伸びが
極めて小さいので深絞り、打ち抜きなどの成形が
困難なものがある。したがつて、工程(B)において
冷間加工したものを次の工程(C)で250℃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。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 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、鉄型に鋳込んで直径10mm
の鋳塊を得た。次にこれを500℃で５時間加熱し
て急冷又は徐冷した後、冷間スエージングおよび
引抜きによつて1.1mmの線にし、これから長さ150
mmの線を切りとつて試料とした。減衰能Q-1の測
定は逆吊り捩れ振子法によつて振動数約１Hz、最
大歪み振幅γｍ＝10×10-6で行なつた。 Al基合金の減衰能Q-1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―９％Si合金を500℃で５時間加熱後、
徐冷して冷間スエージングおよび引き抜きによつ
て加工したときの減衰能Q-1および引張強度σtと
冷間加工率との関係がそれぞれ示してある。減衰
能Q-1および引張強度σtはいずれも冷間加工率の
増加とともに大きくなつており、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。
これによつて本発明の目的とする減衰能Q-1＝６
×10-3以上（γｍ＝10×10-6）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―Si合金について冷間加工率と減衰能
Q-1の関係を示すと第１表のとおりである。
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―Si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-1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。 Q-1＝１／２π・ΔＥ／Ｅ つまり減衰能Q-1の値が大きいほど短時間で振
幅が小さくなつ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Fe基合金やMn―Cu系合金、Al―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
るという欠点があつた。 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
いアルミニウムを基としてこれに重量比で0.1〜
20％のケイ素を加えた二元合金を高温加熱し均質
化処理を施した後、これに５％以上の冷間加工率
で加工を施して転位を増加させ、必要に応じ250
℃以下の温度で焼鈍し、その履歴現象によつて大
きな減衰能をもたせると同時に高い強度をもつ吸
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
よつ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250℃以上の温度で
５分間以内加熱した後、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、圧延、押出、ス
エージングあるいは引き抜きなどによつて本発
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％以上の加工を施したもの
を250℃以下の温度で１分間以上500時間加熱し
て急冷するか徐冷する。 なお、溶解する際には遮断剤としてMgCl2、硼
砂、CaF2、KClなどの全量５％以下のフラツク
スを、脱酸剤としてMg、Beなどの全量0.5％以下
を加えてもよい。 工程(A)において均質固溶化処理するのは鋳塊に
成分の不均質が起ることがあるから、その成分を
均質にするためである。そして加熱温度が高けれ
ば加熱時間を短くすることができ、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、均質固溶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。 工程(B)において冷間加工するのは加工歪みによ
つて転位密度を増大させ、転位の履歴現象によつ
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、即ち冷間加工率が大
きい時、または合金の組成によつては曲げ伸びが
極めて小さいので深絞り、打ち抜きなどの成形が
困難なものがある。したがつて、工程(B)において
冷間加工したものを次の工程(C)で250℃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。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 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、鉄型に鋳込んで直径10mm
の鋳塊を得た。次にこれを500℃で５時間加熱し
て急冷又は徐冷した後、冷間スエージングおよび
引抜きによつて1.1mmの線にし、これから長さ150
mmの線を切りとつて試料とした。減衰能Q-1の測
定は逆吊り捩れ振子法によつて振動数約１Hz、最
大歪み振幅γｍ＝10×10-6で行なつた。 Al基合金の減衰能Q-1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―９％Si合金を500℃で５時間加熱後、
徐冷して冷間スエージングおよび引き抜きによつ
て加工したときの減衰能Q-1および引張強度σtと
冷間加工率との関係がそれぞれ示してある。減衰
能Q-1および引張強度σtはいずれも冷間加工率の
増加とともに大きくなつており、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。
これによつて本発明の目的とする減衰能Q-1＝６
×10-3以上（γｍ＝10×10-6）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―Si合金について冷間加工率と減衰能
Q-1の関係を示すと第１表のとおりである。
【表】
【表】
第１表から明らかなように冷間加工率95％の冷
間加工を施した純アルミニウムは減衰能Q-1が４
×10-3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％以上のケイ素
を添加すると本発明の目的とする減衰能Q-1＝６
×10-3以上の大きい値が得られることがわかる。
そして減衰能はQ-1＝13〜23×10-3とかなり大き
い（第１表参照）。要するに本発明合金の減衰能
Q-1の値は一般の金属のQ-1＝１×10-3程度の値
に比較して数十倍大きい。 実施例 ２ Al―11.0％Si合金の全量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、鉄型に鋳込んで直径10mmの鋳塊
を得た。次にこれを500℃で５時間加熱して徐冷
し、冷間加工率71％で冷間スエージングおよび引
抜きによつて1.1mmの線にした後、冷間加工率71
％を施した。この冷間加工したものを150℃、
2200℃とでそれぞれ60分、180分、10分焼鈍処理
を施した後徐冷し、これから長さ150mmの線を切
りとつて試料とした。減衰能Q-1の測定は逆吊り
捩れ振子法により振動数約１Hz、最大歪み振幅γ
ｍ＝10×10-6で行つた。 その結果は第２表に示す通りである。
間加工を施した純アルミニウムは減衰能Q-1が４
×10-3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％以上のケイ素
を添加すると本発明の目的とする減衰能Q-1＝６
×10-3以上の大きい値が得られることがわかる。
そして減衰能はQ-1＝13〜23×10-3とかなり大き
い（第１表参照）。要するに本発明合金の減衰能
Q-1の値は一般の金属のQ-1＝１×10-3程度の値
に比較して数十倍大きい。 実施例 ２ Al―11.0％Si合金の全量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、鉄型に鋳込んで直径10mmの鋳塊
を得た。次にこれを500℃で５時間加熱して徐冷
し、冷間加工率71％で冷間スエージングおよび引
抜きによつて1.1mmの線にした後、冷間加工率71
％を施した。この冷間加工したものを150℃、
2200℃とでそれぞれ60分、180分、10分焼鈍処理
を施した後徐冷し、これから長さ150mmの線を切
りとつて試料とした。減衰能Q-1の測定は逆吊り
捩れ振子法により振動数約１Hz、最大歪み振幅γ
ｍ＝10×10-6で行つた。 その結果は第２表に示す通りである。
【表】
以上のように本発明においては、冷間加工率は
５％以上95％迄大きい程減衰能は高くなるが、伸
びが小さくなり、脆く加工性が減少するので、
250℃以下の温度で焼鈍する必要がある。250℃以
下の温度で焼鈍すると伸びが少なくとも３倍以上
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250℃以上にあ
げると、伸びは25％以上に急激に増大するが、減
衰能Q-1が４×10-3以下となり本発明の目的とす
るものが得られない。 以上の試験の結果より、本発明合金の鋳塊に(A)
の熱処理を施して(B)の冷間加工率５％以上の冷間
加工を施した後、(C)の250℃以下の温度で１分間
以上500時間以下加熱すると伸びElが大きくな
り、曲げ、深絞り、打ち抜き等の成形が容易にな
る。この実施例２の場合のAl―11.0％Si合金につ
いて冷間加工率、加熱温度、加熱時間、伸びEl
と減衰能Q-1との関係は第２表に示した通りで、
加熱温度が低いほど加熱時間を長くする必要があ
る。更に加熱温度の上限を250℃としたのは、250
℃以上にすると伸びElは25％位と非常に大きく
なるが減衰能Q-1が急に低下して４×10-3以下と
なり本発明の目的には不十分となるからである。 さらに本発明合金の比重ρも一般の金属の７〜
９ｇ／cm3に比べてかなり小さく、引張強度σtは
冷間加工したアルミニウムの10ｇ／mm2に比較して
かなり大きい。例えば実施例の試料No.４はσt＝
28Kg／mm2、ρ＝2.7ｇ／cm3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
て述べる。まず本発明の合金において、ケイ素の
0.1％以上の添加はAl―Si合金の減衰能Q-1の向上
に寄与するばかりでなく合金を強化する。ケイ素
を重量比で0.1〜20％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、上記の添加元素の組成の上
限が20％を越えるときには冷間加工が不可能とな
るからである。 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。従つ
て本発明合金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。
５％以上95％迄大きい程減衰能は高くなるが、伸
びが小さくなり、脆く加工性が減少するので、
250℃以下の温度で焼鈍する必要がある。250℃以
下の温度で焼鈍すると伸びが少なくとも３倍以上
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250℃以上にあ
げると、伸びは25％以上に急激に増大するが、減
衰能Q-1が４×10-3以下となり本発明の目的とす
るものが得られない。 以上の試験の結果より、本発明合金の鋳塊に(A)
の熱処理を施して(B)の冷間加工率５％以上の冷間
加工を施した後、(C)の250℃以下の温度で１分間
以上500時間以下加熱すると伸びElが大きくな
り、曲げ、深絞り、打ち抜き等の成形が容易にな
る。この実施例２の場合のAl―11.0％Si合金につ
いて冷間加工率、加熱温度、加熱時間、伸びEl
と減衰能Q-1との関係は第２表に示した通りで、
加熱温度が低いほど加熱時間を長くする必要があ
る。更に加熱温度の上限を250℃としたのは、250
℃以上にすると伸びElは25％位と非常に大きく
なるが減衰能Q-1が急に低下して４×10-3以下と
なり本発明の目的には不十分となるからである。 さらに本発明合金の比重ρも一般の金属の７〜
９ｇ／cm3に比べてかなり小さく、引張強度σtは
冷間加工したアルミニウムの10ｇ／mm2に比較して
かなり大きい。例えば実施例の試料No.４はσt＝
28Kg／mm2、ρ＝2.7ｇ／cm3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
て述べる。まず本発明の合金において、ケイ素の
0.1％以上の添加はAl―Si合金の減衰能Q-1の向上
に寄与するばかりでなく合金を強化する。ケイ素
を重量比で0.1〜20％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、上記の添加元素の組成の上
限が20％を越えるときには冷間加工が不可能とな
るからである。 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。従つ
て本発明合金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。
第１図はAl―９％Si合金につき500℃で５時間
加熱して徐冷後冷間加工したときの減衰能Q-1と
冷間加工率との関係を示す特性図、第２図は第１
図と同じ合金の引張強度σtと冷間加工率との関
係を示す特性図である。
加熱して徐冷後冷間加工したときの減衰能Q-1と
冷間加工率との関係を示す特性図、第２図は第１
図と同じ合金の引張強度σtと冷間加工率との関
係を示す特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比にて、ケイ素0.1〜20％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
が６×10-3以上であることを特徴とする吸振合
金。 ２ 重量比にて、ケイ素0.1〜20％および残部ア
ルミニウムからなる合金について、 (A) 合金の融点以下250℃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 ことにより減衰能を６×10-3以上とすることを特
徴とするAl―Si基吸振合金の製造方法。 ３ 重量比にて、ケイ素0.1〜20％および残部ア
ルミニウムからなる合金について、 (A) 合金の融点以下250℃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250℃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を６×10-3
以上とすることを特徴とするAl―Si基吸振合金の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21872683A JPS59133344A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Ａｌ−Ｓｉ基吸振合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21872683A JPS59133344A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Ａｌ−Ｓｉ基吸振合金およびその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54112762A Division JPS5914096B2 (ja) | 1979-09-05 | 1979-09-05 | Ａｌ−Ｓｉ基吸振合金およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59133344A JPS59133344A (ja) | 1984-07-31 |
| JPS6239221B2 true JPS6239221B2 (ja) | 1987-08-21 |
Family
ID=16724470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21872683A Granted JPS59133344A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Ａｌ−Ｓｉ基吸振合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59133344A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311642A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-19 | Showa Alum Corp | ヒ−トロ−ラ−用アルミニウム合金 |
-
1983
- 1983-11-22 JP JP21872683A patent/JPS59133344A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59133344A (ja) | 1984-07-31 |
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