JPH01240632A - 耐食性アルミニウム基合金 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高耐食、高硬度、高耐摩耗性を有し、かつ、
高耐熱性に優れたアルミニウム基合金に関する。

［従来の技術］ 従来のアルミニウム基合金には、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−
５ｔ系、Ａ　ｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ−５ｉ系、Ａｌ−
Ｃｕ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系等の成分系の合金が
知られており、その材料特性に応じて、例えば、航空機
、車輌、船舶等の部材として、また、建築用外装材、サ
ツシ、屋根材等として、あるいは海水様品用部材、原子
炉用部材等として広範囲の用途に供されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のアルミニウム基合金は、耐食性を付与する為に合
金部材の表面に陽極酸化処理、塗装及び電着等による有
機物質のコーティング処理等を施しているのが通例であ
るが、部材の製造工程が複雑になり製造原価の増大を来
し、あるいは複雑な形状の部材やパイプ等のように形状
によってはコーテイング膜が生成出来ないかまたは困難
であり、十分な耐食性を付与できないのが現状である。

また、従来のアルミニウム基合金゛は、一般に硬度が低
く、また耐熱性も低い。また、近時はアルミニウム基合
金を急冷凝固させることによリ、組織を微細化して強度
等の機械的性質や耐食性等の化学的性質を改善する試み
もなされているが、現在までに知られている急冷凝固ア
ルミニウム基合金においても強度、耐熱性等の特性が充
分ではない。

本発明は上記に鑑み、耐食性を付与する為の陽極酸化処
理、９機物質、無機物質のコーティングの処理などを必
要としない高耐食性を合金材料自身が示し、しかも高硬
度および耐摩耗性を有し、かつ押出し加工やプレス加工
等が可能であり、また大きな曲げ加工にも耐える耐食性
、高強度、耐熱性に優れた新規なアルミニウム基合金を
比較的安価に提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は一般式：ＡｌｘＭｙ ［ただし、Ｍ：　Ｙ％　Ｌａ５ＣｅＳＮｄ、Ｓｍから選
ばれる一種の金属元素、Ｘ％）’は原子パーセントで ７５≦ｘ≦９８ ２≦ｙ≦２５ で示される組成を有し、少なくとも体積率で５０％の非
晶質相を含む高耐食性、高力、耐熱性アルミニウム基合
金である。

本発明のアルミニウム基合金は、上記組成を有する合金
の溶湯を液体急冷法で急冷凝固することにより得ること
ができる。この液体急冷法とは、溶融した合金を急速に
冷却させる方法をいい、例えば単ロール法、双ロール法
、自転液中紡糸法などが特に有効であり、これらの方法
では１０４〜１０！　Ｋ１５ｅｃ程度の冷却速度が得ら
れる。この単ロール法、双ロール法等により薄帯材料を
製造するには、ノズル孔を通して約３００〜ｌｏ０００
ｒｐｍの範囲の一定速度で回□転している直径３０〜３
００ｍ５の例えば銅あるいは鋼製のロールに溶湯を噴出
する。これにより幅が約１〜３００■で厚さが約５〜５
００μ■の各種薄帯材料を容易に得ることができる。ま
た、口軽液中紡糸法により細線材料を製造するには、ノ
ズル孔を通じ、アルゴンガス背圧にて、約５０〜５００
ｒｐｍで回転するドラム内に遠心力により保持された深
さ約１−１０ｃｍの溶液冷媒層中に溶湯を噴出して、細
線材料を容品に得ることができる。この際のノズルから
の噴出溶湯と冷媒面とのなす角度は、約６０〜９０度、
噴出溶湯と溶液冷媒面の相対速度比は約０．７〜０．９
であることが好ましい。

なお、上記方法によらずスパッタリング法によって薄膜
を、また高圧ガス噴霧法などの各種アトマイズ法やスプ
レー法により急冷粉末を得ることができる。

得られた急冷アルミニラ、ム基合金が非晶質であるかど
うかは通常のＸ線回折法によって非晶質組織特有のハロ
ーパターンが存在するか否かによって知ることができる
。更に、この非晶質組織は加熱すると特定の温度以上で
結晶に分解する。（この温度を結晶化温度と呼ぶ）上記
一般式で示される本発明のアルミニウム基合金において
、原子％でＸを７５〜９８％の範囲に、また、ｙを２〜
２５％の範囲にそれぞれ限定したのは、その範囲から外
れると非晶質化しにくくなり、前記液体急冷等を利用し
た工業的な急冷手段では、少なくとも５０％（体積率）
の非晶質を有する合金を得ることができなくなるからで
ある。Ｍ元素はＹｓ　Ｌａ５Ｃｅｓ　Ｎｄ。

Ｓｍより選ばれたものであり、非晶質形成能を向上させ
る効果を持ち、又、耐食性を著しく向上させると共に硬
度と強度を向上させ、併せて結晶化温度を上昇させて耐
熱性を付与する。

また、このＭ元素は、Ｙ、Ｌａ５Ｃｅｓ　Ｎｄ。

Ｓｍに替えて、ミツシュメタル（Ｍ　ｍ　）を使用して
も同様の効果がある。

本発明のアルミニウム基合金は、結晶化温度近傍（結晶
化温度±　１００℃）において、超塑性現象を示すので
、容易に押出し加工やプレス加工、熱間鍛造等の加工を
行うことができる。したがって、薄帯、線、板状あるい
は粉末の形態で得られた本発明のアルミニウム基合金を
結晶化温度±　１００℃の温度範囲内で押出し加工、プ
レス加工、熱間鍛造等に付することによりバルク材を製
造することができる。さらに、本発明のアルミニウム基
合金は高度の粘さを有し、１８０’密む曲げ可能なもの
もある。

［実施例］ つぎに実施例によって本発明を説明する。

実施例１ 高周波溶解炉により所定の成分組成を有する溶融合金３
をつくり、これを第１図に示す先端に小孔５（孔径：　
０．５＋ｎａ＋）を有する石英管ｌに装入し、加熱溶解
した後、その石英管Ｉを銅製ロール２の直上に設置し、
回転数５０００ｒｐｍの高速回転下、石英管ｌ内の溶融
合金３をアルゴンガスの加圧下（０，７ｋｇ／ｃｏ　２
）により石英管１の小孔５から噴射し、ロール２の表面
と接触させることにより急冷凝固させて合金薄帯４を得
る。

上記製造条件により、本発明のＡＩ−Ｙ系、Ａｌ−Ｌａ
系、Ａｌ−Ｃｅ系、Ａｌ−Ｎｄ系、Ａ　１−５ｍ系の二
元系アルミニウム基合金薄帯をそれぞれ第２図〜第６図
に示す組成範囲で作成した。第２図はＡｔ−Ｙ系、第３
図はＡｌ−Ｌａ系、第４図はＡｌ−Ｃｅ系、第５図はＡ
ｌ−Ｎｄ系、第６図はＡ　１−５ｍ系合金を示す。

そのそれぞれの供試薄帯をＸ線回折に付した結果、いず
れも非晶質特有のハローパターンが確認された。この供
試薄帯の結晶化温度Ｔｘ（Ｋ）と硬度Ｈｖ（ＤＰＮ）の
組成依存性について第２図〜第６図に示す。結晶化温度
Ｔｘは、４０に／ｗｉｎの昇温速度で加熱した走査示差
熱曲線における最初の発熱ピーク開始温度（Ｋ）である
。硬度Ｈｖは、２５ｇ加重の微小ビッカース硬度計によ
るＡ１１Ｊ定値（ＤＰＮ）である。

図に示すように、本発明によるアルミニウム基合金はい
ずれの合金系においても結晶化温度Ｔｘは、４２０〜５
１０にと非常に高く、また硬度においてはＨＶ１２０〜
２２０ＤＰＮと高い値を示し、従来のアルミニウム基合
金に見られない高い耐熱性、硬度を持った材料であるこ
とが分かる。

実施例２ 実施例１と同様の方法で作成した、本発明のＡｌ−Ｌａ
系、Ａｌ−Ｃｅ系のアルミニウム基合金の薄帯を一定の
長さに切り取り、５０℃１規定塩酸溶液中に浸漬し、塩
酸に対する耐食性試験を行った結果を表１に示す。耐食
性の評価は、溶解消失に要した時間で表し、評価の基準
として市販のアルミニウム箔を用いた。表１に示すよう
に、はとんどの薄帯が市販のアルミニウム箔に対して２
０〜３０倍の溶解消失時間を要し、本発明のアルミニウ
ム基合金が従来のアルミニウム基合金に比し塩酸溶液に
対し優れた耐食性を示すことが分かる。

表１　耐食試験結果（ｌＮ−１１ＣＩ溶液、５０℃）［
発明の効果］ 本発明のアルミニウム基合金は、高耐食性材料、高硬度
材料、高強度材料として有用である。

さらに結晶化温度近傍で超塑性現象を示し、押出し加工
やプレス加工等の加工ができ、高耐食性、高硬度および
高引張強度を持つため耐食性、高力、耐熱材料として広
範囲の用途に洪することができる。また、スパッタリン
グ法などにより種々の部材の耐食性コーテイング膜材料
として使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明合金を急冷凝固して薄帯を作る時に使用
した単ロール装置の説明図である。 ｌ・・・石英管、２・・・銅ロール、３・・・溶融合金
、４・・・急冷薄帯、５・・・小孔、 第２〜６図は本発明合金薄帯の結晶化温度と硬度の組成
依存性を示すグラフである。 第１図 第２図 Ｙ　（ａｔ％） 第３図 Ｃ６（ａｔ％） ５？５　　図 Ｎｄ（ａｔ嘔） Ｓｍ（ａｔシ） 手続苔口正書　　（自発） 平成１年６月９日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第６１８７７号 ２、発明の名称 耐食性アルミニウム基合金 氏　名　　増水　健 名　　称　　（６８２）吉田工業株式会社５、補正命令
の日付（自発） ６、補正の対象 明細書の特許請求の範囲並びに発明の詳細な説明の瀾（
別　紙） （１）明細書第１五第４行以下の特許請求の範囲を下記
のとおり訂正する。 「２、特許請求の範囲 一般式Ａ１．Ｍ。 ［ただし、Ｍ：　Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ。 Ｓｍから選ばれる一種の金属元素またはミツシュメタル
（Ｍｍ）％　ＸＳｙは原子パーセントで ７５≦ｘ≦９８ ２≦ｙ≦２５］ で示される組成を有し、少なくとも体積率で５０９６の
非晶質相を含む耐食性アルミニウム基合金。」 （２）第２頁第５行の「機器」を「機器」訂正する。 （３）第３頁第１７行の「金属元素」を「金属元素また
はミツシュメタル（Ｍｍ）、Ｊと訂正する。 （４）第６頁第１Ｏ行の「効果がある。」の次に下記文
を加入する。 ［なお、ミツシュメタル（Ｍ　ｍ　）とは主要元素がＬ
ａ、Ｃｅであり、そのほかに上記Ｌａ。 Ｃｅを除く希土類（ランタニド系列）元素及び不可避的
不純物（Ｓｔ、Ｆｅ５Ｍｇ％ＡＩ・・・など）を含有す
る複合体の通称である。」（５）第９頁の表１の末尾に
以下を加入する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式：Ａｌ＿ｘＭ＿Ｙ ［ただし、Ｍ：Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍから選ばれ
   る一種の金属元素、ｘ、ｙは原子パーセントで ７５≦ｘ≦９８ ２≦ｙ≦２５ で示される組成を有し、少なくとも体積率で５０％の非
   晶質相を含む耐食性アルミニウム基合金。