JPH0121856B2 - - Google Patents
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- JPH0121856B2 JPH0121856B2 JP60080946A JP8094685A JPH0121856B2 JP H0121856 B2 JPH0121856 B2 JP H0121856B2 JP 60080946 A JP60080946 A JP 60080946A JP 8094685 A JP8094685 A JP 8094685A JP H0121856 B2 JPH0121856 B2 JP H0121856B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- wear resistance
- particles
- hot
- alloy powder
- 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］
本発明は、たとえば、内燃機関のシリンダブロ
ツク、シリンダライナ、シリンダスリーブ、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、ロ
ータリーコンプレツサーのベーンやVTRシリン
ダなどに用いられるAl−Si系合金素材の製造方
法に関するものである。 ［従来の技術］ 従来、この種の合金として、耐摩耗性、低熱膨
張性および耐熱性に優れた特性を有する過共晶
Al−Si系合金が知られている。 この合金では、Si添加量が増加するにつれて、
耐摩耗性、低熱膨張性などの特性を向上させるこ
とができるが、逆に、初晶Siの粒子径が30μｍ以
上と大きくなるために、押出性、圧延性、鍛造性
などの加工性、被切削性、被研摩性などが劣るよ
うになり、Si添加量を35％以上に増やすことはで
きない。 これらを解決する手段として、合金中にＰを添
加してSi粒子を微細にする方法が知られている
が、この方法でも、なお初晶Si粒子の大きさを30
〜40μｍ以下にすることができない。 一方、Si粒子を微細化する手段として、Si15〜
35％の合金を冷却速度100℃／秒以上の急冷凝固
法を用いて合金粉末を製造し、この粉末を成形す
ることにより、Si粒子の平均径を１〜5μｍとする
ものが知られている。しかしながら、この方法に
よると、初晶Siがあまりにも微細になるため、か
えつて耐摩耗性が劣ることになつてしまう。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、耐摩耗性を向上させるために、Si35〜
50％のAl合金を素材として合金粉末を製造し、
これを粉末成形することによりSi粒径をやや大き
くしようとする方法も考えられるが、この方法で
は、微細なSiが少なくなつてしまうために延性等
の加工特性が劣るという問題が生じる。 このように、Al−Si合金のSi粒径に関して、
加工性を重視するとSi粒径を細かくしなければな
らず、一方、耐摩耗性を重視すると、Si粒径をあ
る程度大きくしなければならず、よつて、いずれ
の方法でも耐摩耗性及び加工性を両立させるとい
うことが困難であつた。 本発明は、上記従来の技術の問題点を探求する
ことにより達成されたもので、耐摩耗性に優れた
特性を有するとともに、押出、圧延や切削などの
加工性のよいAl−Si系合金素材を得ることがで
きる製造方法を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、
Si15〜34％、残部AlのAl−Si系合金から製造し
た第１の合金粉末と、Si35〜50％、残部AlのAl
−Si系合金から製造した第２の合金粉末とを１：
0.05〜２の比率で混合して成形し、Si粒子の平均
径を５〜15μｍ、最大径を10〜30μｍとし、Si16
〜44.7％、残部AlからなるAl−Si系合金素材を製
造することを特徴とするものである。 ここで、第１および第２の合金粉末は、上記し
た元素の他、時効硬化特性を付加するために、
Cu0.5〜10％、Mg0.3〜６％、他にZnを含有して
もよく、また、耐熱性を付加するために、Fe、
Mn、Ni、Co、Zrを９％以下含んでもよい。 また、合金粉末の製造には、たとえば急冷凝固
によるアトマイズ法や、ロールに溶融金属を吹き
付けるいわゆるロール法（シングルロール法、ツ
インロール法）あるいは、遠心噴霧法などを用い
ることができ、粉末の平均粒径を５〜300μｍに
なるように製造する。 粉末を混合した後の成形手段としては、焼結、
ホツトプレス、HIP（Hot Isostatic Pressing）、
押出、鍛造または圧延などの方法を用いることが
できる。このような製造方法により、Si16〜44.7
％を含有したAl−Si系合金の素材を製造するこ
とができる。 ［作用］ Siの成分濃度が異なる２つのAl−Si系合金の
粉末を混合して成形することにより、Si35〜50％
のAl−Si系合金からなる第２の合金粉末では、
初晶のSiの粒径が大きいため耐摩耗性が確保さ
れ、一方、Si15〜34％のAl−Si系合金からなる
第１の合金粉末では、Siの粒径自体は小さいから
加工性を向上させる。すなわち、Si15〜34％の範
囲では、固液共存温度範囲が狭いため、凝固時に
晶出するSiの成長が抑制される。一方、Siが35％
を超える場合には、固液共存温度範囲が広くな
り、Siが大きくなる。したがつて、両合金粉末の
特性を利用することにより、耐摩耗性と加工性を
兼備した優れたAl−Si系合金素材を製造するこ
とができる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。 第１図に示すように、Si15〜34％を含有した
Al合金およびSi35〜50％を含有したAl合金の粉
末であつて、第１表に示す各種組成のものをアト
マイズ法を用いて製造した。すなわち、ガス流体
中に上記合金組成からなる溶融金属を落し、ガス
霧状化した状態で、103〜104℃／secの冷却速度
で冷却して、平均粒径70μｍの第１および第２の
合金粉末A1〜A5、B1〜B4を製造した。 ついで、第２表に示すように、上記合金粉末の
うち２種類を混合し、直径60.2mm、高さ200mm円
筒金型に充填して、圧力30Kg／mm2の１軸圧縮によ
り圧縮成形を行なつた。 さらに、真空脱ガス処理を行なつた後に、熱間
押出加工処理を行なつて素材を製造した。押出加
工処理の条件として、温度430℃、押出速度１
ｍ／分、押出比15を採用した。 つぎに、第１表の組合せのうち、Cu、Mgを含
有しない試料No.10以外の試料については、時効硬
化処理を行ない、試料No.10については該処理を行
なわなかつた。上記時効硬化処理は、まず、500
℃で１時間溶体化処理を行なつた後に、水冷し、
さらに175℃にて６時間焼もどしを行なつた。 また、比較例として、単一の組成のAl−Si系
合金からなる合金粉末についても同様な処理を行
ない、第１表、第２表に併記する。 つぎに、上記各素材について、粒子径の測定お
よびこの粒子径の大小による耐摩耗性の判定、さ
らに、熱間押出性、熱間鍛造性、引張強さおよび
伸びに関しての加工性を検査した。 上記試験において、Si粒子径の大きさに依存し
て、耐摩耗性が向上することから、Si粒子径の大
小に基いて耐摩耗性の良否を判定した。 一方、熱間押出性は、熱間押出加工処理によつ
て得られた素材の割れの有無を目視により検査し
た。また、熱間鍛造性の試験については、押出後
の素材から直径14mm、長さ15mmの試料を成形し、
これを450℃に加熱して、据込み率（高さ減少率）
50％の鍛造を行ない、割れ発生の有無から熱間鍛
造性を評価した。 第２表に示すように、本実施例によれば、Si15
〜34％のAl−Si系合金からなる第１の合金粉末
と、Si35〜50％のAl−Si系合金からなる第２の
合金粉末とを混合比１：0.2〜２で混合して成形
した。これにより、Si粒子の最大径が19〜29μｍ
で、比較例におけるSi35％以上（No.15〜18）に相
当する最大径が確保されるので耐摩耗性が向上
し、しかも、比較例のNo.15〜18では引張強さ、伸
び、熱間押出性、熱間鍛造性などの加工性や機械
的特性がよくないのに対し、本実施例では、加工
性および機械的特性についても優れている。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、耐摩耗
性および加工性の優れたAl−Si系合金素材を製
造できる。
ツク、シリンダライナ、シリンダスリーブ、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、ロ
ータリーコンプレツサーのベーンやVTRシリン
ダなどに用いられるAl−Si系合金素材の製造方
法に関するものである。 ［従来の技術］ 従来、この種の合金として、耐摩耗性、低熱膨
張性および耐熱性に優れた特性を有する過共晶
Al−Si系合金が知られている。 この合金では、Si添加量が増加するにつれて、
耐摩耗性、低熱膨張性などの特性を向上させるこ
とができるが、逆に、初晶Siの粒子径が30μｍ以
上と大きくなるために、押出性、圧延性、鍛造性
などの加工性、被切削性、被研摩性などが劣るよ
うになり、Si添加量を35％以上に増やすことはで
きない。 これらを解決する手段として、合金中にＰを添
加してSi粒子を微細にする方法が知られている
が、この方法でも、なお初晶Si粒子の大きさを30
〜40μｍ以下にすることができない。 一方、Si粒子を微細化する手段として、Si15〜
35％の合金を冷却速度100℃／秒以上の急冷凝固
法を用いて合金粉末を製造し、この粉末を成形す
ることにより、Si粒子の平均径を１〜5μｍとする
ものが知られている。しかしながら、この方法に
よると、初晶Siがあまりにも微細になるため、か
えつて耐摩耗性が劣ることになつてしまう。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、耐摩耗性を向上させるために、Si35〜
50％のAl合金を素材として合金粉末を製造し、
これを粉末成形することによりSi粒径をやや大き
くしようとする方法も考えられるが、この方法で
は、微細なSiが少なくなつてしまうために延性等
の加工特性が劣るという問題が生じる。 このように、Al−Si合金のSi粒径に関して、
加工性を重視するとSi粒径を細かくしなければな
らず、一方、耐摩耗性を重視すると、Si粒径をあ
る程度大きくしなければならず、よつて、いずれ
の方法でも耐摩耗性及び加工性を両立させるとい
うことが困難であつた。 本発明は、上記従来の技術の問題点を探求する
ことにより達成されたもので、耐摩耗性に優れた
特性を有するとともに、押出、圧延や切削などの
加工性のよいAl−Si系合金素材を得ることがで
きる製造方法を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、
Si15〜34％、残部AlのAl−Si系合金から製造し
た第１の合金粉末と、Si35〜50％、残部AlのAl
−Si系合金から製造した第２の合金粉末とを１：
0.05〜２の比率で混合して成形し、Si粒子の平均
径を５〜15μｍ、最大径を10〜30μｍとし、Si16
〜44.7％、残部AlからなるAl−Si系合金素材を製
造することを特徴とするものである。 ここで、第１および第２の合金粉末は、上記し
た元素の他、時効硬化特性を付加するために、
Cu0.5〜10％、Mg0.3〜６％、他にZnを含有して
もよく、また、耐熱性を付加するために、Fe、
Mn、Ni、Co、Zrを９％以下含んでもよい。 また、合金粉末の製造には、たとえば急冷凝固
によるアトマイズ法や、ロールに溶融金属を吹き
付けるいわゆるロール法（シングルロール法、ツ
インロール法）あるいは、遠心噴霧法などを用い
ることができ、粉末の平均粒径を５〜300μｍに
なるように製造する。 粉末を混合した後の成形手段としては、焼結、
ホツトプレス、HIP（Hot Isostatic Pressing）、
押出、鍛造または圧延などの方法を用いることが
できる。このような製造方法により、Si16〜44.7
％を含有したAl−Si系合金の素材を製造するこ
とができる。 ［作用］ Siの成分濃度が異なる２つのAl−Si系合金の
粉末を混合して成形することにより、Si35〜50％
のAl−Si系合金からなる第２の合金粉末では、
初晶のSiの粒径が大きいため耐摩耗性が確保さ
れ、一方、Si15〜34％のAl−Si系合金からなる
第１の合金粉末では、Siの粒径自体は小さいから
加工性を向上させる。すなわち、Si15〜34％の範
囲では、固液共存温度範囲が狭いため、凝固時に
晶出するSiの成長が抑制される。一方、Siが35％
を超える場合には、固液共存温度範囲が広くな
り、Siが大きくなる。したがつて、両合金粉末の
特性を利用することにより、耐摩耗性と加工性を
兼備した優れたAl−Si系合金素材を製造するこ
とができる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。 第１図に示すように、Si15〜34％を含有した
Al合金およびSi35〜50％を含有したAl合金の粉
末であつて、第１表に示す各種組成のものをアト
マイズ法を用いて製造した。すなわち、ガス流体
中に上記合金組成からなる溶融金属を落し、ガス
霧状化した状態で、103〜104℃／secの冷却速度
で冷却して、平均粒径70μｍの第１および第２の
合金粉末A1〜A5、B1〜B4を製造した。 ついで、第２表に示すように、上記合金粉末の
うち２種類を混合し、直径60.2mm、高さ200mm円
筒金型に充填して、圧力30Kg／mm2の１軸圧縮によ
り圧縮成形を行なつた。 さらに、真空脱ガス処理を行なつた後に、熱間
押出加工処理を行なつて素材を製造した。押出加
工処理の条件として、温度430℃、押出速度１
ｍ／分、押出比15を採用した。 つぎに、第１表の組合せのうち、Cu、Mgを含
有しない試料No.10以外の試料については、時効硬
化処理を行ない、試料No.10については該処理を行
なわなかつた。上記時効硬化処理は、まず、500
℃で１時間溶体化処理を行なつた後に、水冷し、
さらに175℃にて６時間焼もどしを行なつた。 また、比較例として、単一の組成のAl−Si系
合金からなる合金粉末についても同様な処理を行
ない、第１表、第２表に併記する。 つぎに、上記各素材について、粒子径の測定お
よびこの粒子径の大小による耐摩耗性の判定、さ
らに、熱間押出性、熱間鍛造性、引張強さおよび
伸びに関しての加工性を検査した。 上記試験において、Si粒子径の大きさに依存し
て、耐摩耗性が向上することから、Si粒子径の大
小に基いて耐摩耗性の良否を判定した。 一方、熱間押出性は、熱間押出加工処理によつ
て得られた素材の割れの有無を目視により検査し
た。また、熱間鍛造性の試験については、押出後
の素材から直径14mm、長さ15mmの試料を成形し、
これを450℃に加熱して、据込み率（高さ減少率）
50％の鍛造を行ない、割れ発生の有無から熱間鍛
造性を評価した。 第２表に示すように、本実施例によれば、Si15
〜34％のAl−Si系合金からなる第１の合金粉末
と、Si35〜50％のAl−Si系合金からなる第２の
合金粉末とを混合比１：0.2〜２で混合して成形
した。これにより、Si粒子の最大径が19〜29μｍ
で、比較例におけるSi35％以上（No.15〜18）に相
当する最大径が確保されるので耐摩耗性が向上
し、しかも、比較例のNo.15〜18では引張強さ、伸
び、熱間押出性、熱間鍛造性などの加工性や機械
的特性がよくないのに対し、本実施例では、加工
性および機械的特性についても優れている。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、耐摩耗
性および加工性の優れたAl−Si系合金素材を製
造できる。
【表】
【表】
第１図は本発明の一実施例による製造方法を示
す工程図である。
す工程図である。
Claims (1)
- １ Si15〜34％、残部AlのAl−Si系合金から製
造した第１の合金粉末と、Si35〜50％、残部Al
のAl−Si系合金から製造した第２の合金粉末と
を１：0.05〜２の比率で混合して成形し、Si粒子
の平均径を５〜15μｍ、最大径を10〜30μｍとし、
Si16〜44.7％、残部AlからなるAl−Si系合金素材
を製造することを特徴とするAl−Si系合金素材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8094685A JPS61238947A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Ａｌ−Ｓｉ系合金素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8094685A JPS61238947A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Ａｌ−Ｓｉ系合金素材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238947A JPS61238947A (ja) | 1986-10-24 |
| JPH0121856B2 true JPH0121856B2 (ja) | 1989-04-24 |
Family
ID=13732660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8094685A Granted JPS61238947A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Ａｌ−Ｓｉ系合金素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61238947A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2856251B2 (ja) * | 1987-06-05 | 1999-02-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 低熱膨張係数を有する高強度耐摩耗性Ａｌ−Ｓｉ系合金鍛造部材およびその製造法 |
| FR2636974B1 (fr) * | 1988-09-26 | 1992-07-24 | Pechiney Rhenalu | Pieces en alliage d'aluminium gardant une bonne resistance a la fatigue apres un maintien prolonge a chaud et procede de fabrication desdites pieces |
| GB9311618D0 (en) * | 1993-06-04 | 1993-07-21 | Brico Eng | Aluminium alloys |
| JP7333215B2 (ja) * | 2019-07-01 | 2023-08-24 | スズキ株式会社 | アルミニウム合金加工材及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52101611A (en) * | 1976-02-23 | 1977-08-25 | Tsugio Nakatani | Sintered ultrahighhsilicon aluminium product |
| DE2744994C2 (de) * | 1977-10-06 | 1985-08-29 | Stieber Division Der Borg-Warner Gmbh, 6900 Heidelberg | Verfahren zur Herstellung eines Synchronosierringes |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP8094685A patent/JPS61238947A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238947A (ja) | 1986-10-24 |
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