JPH0121213B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0121213B2 JPH0121213B2 JP60004906A JP490685A JPH0121213B2 JP H0121213 B2 JPH0121213 B2 JP H0121213B2 JP 60004906 A JP60004906 A JP 60004906A JP 490685 A JP490685 A JP 490685A JP H0121213 B2 JPH0121213 B2 JP H0121213B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- alloy
- particles
- heat treatment
- maximum diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は、Al―Si系粉末合金の成形方法、
特に急冷凝固粉末冶金を利用したAl―Si系合金
の耐摩耗性を更に改善した粉末合金の成形方法に
関する。 従来の技術 内燃機関のシリンダーブロツク、シリンダーラ
イナ、シリンダースリーブ、ピストンや動弁部品
（バルブリフター、バルブスプリングリテイナー、
バルブシートリング、ロツカーアーム等）、自動
車のシンクロナイザリング、コンプレツサーのベ
ーン、VTRシリンダなどにおいては摺動部にお
ける耐摩耗性、低熱膨脹性、耐熱性などの特性が
必要とされる。 これらの特性を有する合金として過共晶Al―
Si合金が提案されているが、この合金の場合Siが
多くなると耐摩耗性は向上するが、Si粒子径が大
きくなるために切削性、加工性等が劣る。 これを解決するために合金中にＰを添加してSi
粒子の細粒化をはかつても30〜40μｍ以下にする
ことができず、上記問題を解決していなかつた。 発明が解決しようとする問題点 最近、急冷凝固法によつた粉末合金が用いられ
ているが、この粉末を常法によつて成形すると初
晶Siの粒子径が小さいために耐摩耗性がやや劣る
のが問題であつた。 問題点を解決するための手段 結局、耐摩耗性を優れたものとするには、Si粒
子の平均径を５〜15μｍ、最大径を11〜30μｍと
する必要があることを見出し、この発明は、粉末
合金を用いて、Siの粒子径をある程度大きくする
ような加熱方法を見出したものである。すなわ
ち、Al―Si系合金粉末を成形する場合に、Al―
Si系合金を下記の式、すなわち、 Ｔ＋40 logt≧520 ……………(1) （ただし、Ｔ：温度℃、ｔ：時間Hr）を満たす
温度（ただし固相線未満の温度）および時間、す
なわち第１図に示す条件で加熱することを包含す
る工程によつて、Si粒子の平均粒径を５〜15μｍ、
最大径を11〜30μｍにするAl―Si系粉末合金の成
形方法である。 粉末冶金法では通常、次のような工程で成形さ
れる。 (A) 粉末の製造―冷間圧縮―焼結 (B) 粉末の製造―冷間圧縮―缶封入―真空脱ガス
―HIP（Hot Isostatic Pressing） (C) 粉末の製造―缶封入―真空脱ガス―HFP (D) 粉末の製造―冷間圧縮―缶封入―真空脱ガス
―押出 (E) 粉末の製造―冷間圧縮―缶封入―真空脱ガス
―ホツトプレス―脱缶―押出（または鍜造、圧
延）。 これらのいずれかの工程で、この発明は材料を
上記の(1)式の条件で加熱し、Si粒子を成長させて
平均粒径を５〜15μｍ、最大径を11〜30μｍとす
る。 これに対して、上記(1)式を満足しない条件で加
熱処理を行なうとSi粒子の成長が十分ではなく、
耐摩耗性が改善されない。 また融点（固相線）以上の温度に加熱するとSi
粒子が大きくなりすぎるので、この発明では温度
を固相線未満にする必要がある。 なお、加熱時間は上記(1)式にに従うものである
が、経済性の理由から最大100Hr程度にするのが
通常である。 上記加熱処理は原料粉末または冷間圧縮物に対
して行なつてもよく、また、焼結、真空脱ガス、
HIP、押出、ホツトプレス等の工程で加熱する際
に所定の上記条件にあう加熱処理を行なつてもよ
い。 更に、成形体にしてから加熱処理をしてもよ
く、成形体の熱処理（溶体化処理）の際に行つて
もよい。 なお、粉末またはその冷間圧縮物について加熱
処理を行う場合は、粉末表面の酸化を避けるため
に非酸化性雰囲気で行うことが望ましい。 この発明の成形方法に適する合金は、過共晶
Al―Si系合金であり、Siを15〜35重量％含むも
のである。更に時効硬化性を付与するためのCu、
Mg、Znなど、耐熱性を付与するためのFe、Mn、
Niなどを含んでもさしつかえない。 急冷凝固法による粉末製造方法としては、通
常、アトマイズ法、ロール法（シングルロール
法、ツインロール法）、およびこれらを組合せた
アトマイズロール法、遠心噴霧法などが用いられ
る。 実施例 以下、実施例およびそれに対する比較例によつ
て、この発明を具体的に説明する。 実施例 １ Al―20Si―2.5Cu―1Mg合金のアトイブ粉末を
用い、上記(A)の工程により成形した。 焼結条件を(1)式に従つて540℃、1Hrとした例
では添付図面第２―ａ図に示すように、Si粒子の
平均径は5.8μｍ、最大径15μｍとなる。 比較例 １ 実施例１と同じ原料を同じ工程により成形し
た。ただし焼結条件は500℃、1Hrにした。 その結果は第２―ｂ図に示すようにSiの平均径
は1.8μｍ、最大径は8.5μｍであり、小さすぎる状
態であつた。 上記実施例１と比較例１の方法によつて製造し
た各試料の試験結果を下記表１に示す。
特に急冷凝固粉末冶金を利用したAl―Si系合金
の耐摩耗性を更に改善した粉末合金の成形方法に
関する。 従来の技術 内燃機関のシリンダーブロツク、シリンダーラ
イナ、シリンダースリーブ、ピストンや動弁部品
（バルブリフター、バルブスプリングリテイナー、
バルブシートリング、ロツカーアーム等）、自動
車のシンクロナイザリング、コンプレツサーのベ
ーン、VTRシリンダなどにおいては摺動部にお
ける耐摩耗性、低熱膨脹性、耐熱性などの特性が
必要とされる。 これらの特性を有する合金として過共晶Al―
Si合金が提案されているが、この合金の場合Siが
多くなると耐摩耗性は向上するが、Si粒子径が大
きくなるために切削性、加工性等が劣る。 これを解決するために合金中にＰを添加してSi
粒子の細粒化をはかつても30〜40μｍ以下にする
ことができず、上記問題を解決していなかつた。 発明が解決しようとする問題点 最近、急冷凝固法によつた粉末合金が用いられ
ているが、この粉末を常法によつて成形すると初
晶Siの粒子径が小さいために耐摩耗性がやや劣る
のが問題であつた。 問題点を解決するための手段 結局、耐摩耗性を優れたものとするには、Si粒
子の平均径を５〜15μｍ、最大径を11〜30μｍと
する必要があることを見出し、この発明は、粉末
合金を用いて、Siの粒子径をある程度大きくする
ような加熱方法を見出したものである。すなわ
ち、Al―Si系合金粉末を成形する場合に、Al―
Si系合金を下記の式、すなわち、 Ｔ＋40 logt≧520 ……………(1) （ただし、Ｔ：温度℃、ｔ：時間Hr）を満たす
温度（ただし固相線未満の温度）および時間、す
なわち第１図に示す条件で加熱することを包含す
る工程によつて、Si粒子の平均粒径を５〜15μｍ、
最大径を11〜30μｍにするAl―Si系粉末合金の成
形方法である。 粉末冶金法では通常、次のような工程で成形さ
れる。 (A) 粉末の製造―冷間圧縮―焼結 (B) 粉末の製造―冷間圧縮―缶封入―真空脱ガス
―HIP（Hot Isostatic Pressing） (C) 粉末の製造―缶封入―真空脱ガス―HFP (D) 粉末の製造―冷間圧縮―缶封入―真空脱ガス
―押出 (E) 粉末の製造―冷間圧縮―缶封入―真空脱ガス
―ホツトプレス―脱缶―押出（または鍜造、圧
延）。 これらのいずれかの工程で、この発明は材料を
上記の(1)式の条件で加熱し、Si粒子を成長させて
平均粒径を５〜15μｍ、最大径を11〜30μｍとす
る。 これに対して、上記(1)式を満足しない条件で加
熱処理を行なうとSi粒子の成長が十分ではなく、
耐摩耗性が改善されない。 また融点（固相線）以上の温度に加熱するとSi
粒子が大きくなりすぎるので、この発明では温度
を固相線未満にする必要がある。 なお、加熱時間は上記(1)式にに従うものである
が、経済性の理由から最大100Hr程度にするのが
通常である。 上記加熱処理は原料粉末または冷間圧縮物に対
して行なつてもよく、また、焼結、真空脱ガス、
HIP、押出、ホツトプレス等の工程で加熱する際
に所定の上記条件にあう加熱処理を行なつてもよ
い。 更に、成形体にしてから加熱処理をしてもよ
く、成形体の熱処理（溶体化処理）の際に行つて
もよい。 なお、粉末またはその冷間圧縮物について加熱
処理を行う場合は、粉末表面の酸化を避けるため
に非酸化性雰囲気で行うことが望ましい。 この発明の成形方法に適する合金は、過共晶
Al―Si系合金であり、Siを15〜35重量％含むも
のである。更に時効硬化性を付与するためのCu、
Mg、Znなど、耐熱性を付与するためのFe、Mn、
Niなどを含んでもさしつかえない。 急冷凝固法による粉末製造方法としては、通
常、アトマイズ法、ロール法（シングルロール
法、ツインロール法）、およびこれらを組合せた
アトマイズロール法、遠心噴霧法などが用いられ
る。 実施例 以下、実施例およびそれに対する比較例によつ
て、この発明を具体的に説明する。 実施例 １ Al―20Si―2.5Cu―1Mg合金のアトイブ粉末を
用い、上記(A)の工程により成形した。 焼結条件を(1)式に従つて540℃、1Hrとした例
では添付図面第２―ａ図に示すように、Si粒子の
平均径は5.8μｍ、最大径15μｍとなる。 比較例 １ 実施例１と同じ原料を同じ工程により成形し
た。ただし焼結条件は500℃、1Hrにした。 その結果は第２―ｂ図に示すようにSiの平均径
は1.8μｍ、最大径は8.5μｍであり、小さすぎる状
態であつた。 上記実施例１と比較例１の方法によつて製造し
た各試料の試験結果を下記表１に示す。
【表】
【表】
【表】
実施例 ２
Al―25Si―3Cu―0.5Mg―2Mn―1Fe―2Ni合
金のアトマイズ粉末を上記(B)の工程により成形し
た。その際、真空脱ガスを(1)式に合うように、
500℃、10Hr行なつたときには第３―ａ図に示す
ように、成形物のSi粒子の平均径は5.3μｍ、最大
径は15μｍになつた。 比較例 ２ 上記実施例２の方法において、真空脱ガス処理
の際の熱処理条件を500℃、2Hr行なつたときは、
第３―ｂ図に示すようにSi粒子の平均径は2.3μ
ｍ、最大径は9.6μｍであつた。 上記実施例２と比較例２方法によつて製造した
各試料の試験結果を下記表２に示す。
金のアトマイズ粉末を上記(B)の工程により成形し
た。その際、真空脱ガスを(1)式に合うように、
500℃、10Hr行なつたときには第３―ａ図に示す
ように、成形物のSi粒子の平均径は5.3μｍ、最大
径は15μｍになつた。 比較例 ２ 上記実施例２の方法において、真空脱ガス処理
の際の熱処理条件を500℃、2Hr行なつたときは、
第３―ｂ図に示すようにSi粒子の平均径は2.3μ
ｍ、最大径は9.6μｍであつた。 上記実施例２と比較例２方法によつて製造した
各試料の試験結果を下記表２に示す。
【表】
実施例 ３
Al―30Si―0.5Mn―4Fe合金のロール法による
フレークを用い、上記(D)の工程により成形体をつ
くつた。 成形後475℃で50Hr加熱処理をしたところ、第
４―ａ図に示すように、平均径は9.4μｍ、最大径
は20μｍとなつた。 比較例 ３ 上記実施例３の方法において、成形後に上記加
熱処理を行なわないときは、第４―ｂ図に示すよ
うにSi粒子の平均径は2.4μｍ、最大径9.4μｍであ
つた。 上記実施例３と比較例３の試料と同じ組成の試
料を上記Ａ乃至Ｅの何れかの工程で製造した試料
の試験結果を下記表３に示す。
フレークを用い、上記(D)の工程により成形体をつ
くつた。 成形後475℃で50Hr加熱処理をしたところ、第
４―ａ図に示すように、平均径は9.4μｍ、最大径
は20μｍとなつた。 比較例 ３ 上記実施例３の方法において、成形後に上記加
熱処理を行なわないときは、第４―ｂ図に示すよ
うにSi粒子の平均径は2.4μｍ、最大径9.4μｍであ
つた。 上記実施例３と比較例３の試料と同じ組成の試
料を上記Ａ乃至Ｅの何れかの工程で製造した試料
の試験結果を下記表３に示す。
【表】
摩耗量の試験条件は表１と同じ
発明の効果 この発明の方法によれば、急冷凝固粉末を用い
て成形したAl―Si系合金の耐摩耗性を改善し、
かつ、加工性、被切削性が優れた材料を得ること
ができる。
発明の効果 この発明の方法によれば、急冷凝固粉末を用い
て成形したAl―Si系合金の耐摩耗性を改善し、
かつ、加工性、被切削性が優れた材料を得ること
ができる。
第１図はこの発明における加熱処理条件を示す
温度、保持時間の関係を示すグラフ、第２―ａ図
は実施例１の成形体の金属組織を示す顕微鏡写
真、第２―ｂ図は比較例１の成形体の金属組織を
示す顕微鏡写真、第３―ａ図は実施例２の成形体
の金属組織を示す顕微鏡写真、第３―ｂ図は比較
例２の成形体の金属組織を示す顕微鏡写真、第４
―ａ図は実施例３の成形体の金属組織を示す顕微
鏡写真、第４―ｂ図は比較例３の成形体の金属組
織を示す顕微鏡写真である。
温度、保持時間の関係を示すグラフ、第２―ａ図
は実施例１の成形体の金属組織を示す顕微鏡写
真、第２―ｂ図は比較例１の成形体の金属組織を
示す顕微鏡写真、第３―ａ図は実施例２の成形体
の金属組織を示す顕微鏡写真、第３―ｂ図は比較
例２の成形体の金属組織を示す顕微鏡写真、第４
―ａ図は実施例３の成形体の金属組織を示す顕微
鏡写真、第４―ｂ図は比較例３の成形体の金属組
織を示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- １ Al―Si系合金粉末を成形する場合に、Al―
Si系合金を、Ｔ＋40 logt≧520（ただし、Ｔ：温
度℃、ｔ：時間Hr）を満たす温度（ただし固相
線未満の温度）および時間で加熱することを包含
する工程によつて、Si粒子の平均粒径を５〜15μ
ｍ、最大径を11〜30μｍにすることを特徴とする
Al―Si系粉末合金の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60004906A JPS61166931A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Ａｌ−Ｓｉ系粉末合金の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60004906A JPS61166931A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Ａｌ−Ｓｉ系粉末合金の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61166931A JPS61166931A (ja) | 1986-07-28 |
| JPH0121213B2 true JPH0121213B2 (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=11596688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60004906A Granted JPS61166931A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Ａｌ−Ｓｉ系粉末合金の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61166931A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61186443A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-20 | Alum Funmatsu Yakin Gijutsu Kenkyu Kumiai | 高力耐熱耐摩耗性ａ１合金 |
| JPS61186444A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-20 | Alum Funmatsu Yakin Gijutsu Kenkyu Kumiai | 高力耐熱耐摩耗性ａ１合金 |
| JPS6210237A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-19 | Showa Denko Kk | 熱間鍛造用アルミニウム合金 |
| JPS62199703A (ja) * | 1986-02-26 | 1987-09-03 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ａ１−Ｓｉ系粉末合金の熱間静水圧圧縮成形法 |
| JPS6342344A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-23 | Honda Motor Co Ltd | 高温強度特性に優れた粉末冶金用Ａｌ合金 |
| JPH01132734A (ja) * | 1987-02-10 | 1989-05-25 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | ベ−ン材用アルミニウム合金 |
| JPS63219554A (ja) * | 1987-03-07 | 1988-09-13 | Mazda Motor Corp | 耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の製造法 |
| JPH02294439A (ja) * | 1989-05-10 | 1990-12-05 | Mazda Motor Corp | 耐摩耗性アルミニウム合金部品の製造方法 |
| JPH06172893A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-06-21 | Matsuda Micron Kk | 耐摩耗性に優れた摺接部材及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5597447A (en) * | 1979-01-19 | 1980-07-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Aluminum sintered alloy and production of the same |
| JPS5959856A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-05 | Showa Denko Kk | 潤滑性に優れた耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成形体 |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP60004906A patent/JPS61166931A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61166931A (ja) | 1986-07-28 |
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