JPH01255654A - 防振性アルミニウム合金部材の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は防振性アルミニウム合金部材の製造法に関する
。詳しくは本発明は各種機器の振動及び騒音による害の
防止等の用途に好適に用いられる。防振性に優れたアル
ミニウム合金部材の製造法に関する。

〔従来の技術〕

現在、実用化されている防振性合金としては。

Ｆｅ基合金、Ｎ１基合金−Ｍｎ基合金、　Ｚｎ基合金及
び■基合金がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしこれらの合金はそれぞれ比重が大きいとか、製造
条件が複雑でコスト高であるとか。

耐食性が恕い等の問題点を有している。

他方、アルミニウム合金は軽量で比強度及び耐食性に優
れかつコスト的にも妥当であるが、これまで防振性に難
点があり、実用に供されていなかった。

これに対し本発明者は先に、　Ｓｉｇ−、ｚ　ｏ　ｗｔ
％と、　Ｆｅ−Ｎｉ、　Ｚｒ、　Ｖ−Ｂ、　Ｔｉ　、　
Ｎａ−Ｓｎ。

Ｃａ　＋　Ｓｒ及び希土類元素からなる群から選ばれた
１種以上の元素の合計０．０５〜，２．５ｗｔ％とを含
有し、かつその第二相粒子の平均粒子径が１０μｍ以下
であるアルミニウム合金が防振性に優れていることを見
出した。

ところで、防振性合金は実際には各種の製品部材として
使用されるが、このような部材としての防振性能は往々
にしてその形状に影響され。

所期の性能が発揮されないことがあった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明者は従来技術のかかる問題点を解決すべく
鋭意検討を重ねた結果、上記アルミニウム合金製の部材
の表層部を特定の方法で改質することによって該部材の
防振性能を改善出来ることを見出して本願各発明に到達
した。

即ち本願の第一の発明の要旨は１重量百分率でＳｉ　ｇ
　〜：ｌ　Ｏ％−並びにＦｅ−Ｎｉ、Ｚｒ、Ｖ。

Ｂ−Ｔｉ　−Ｎａ−Ｓｎ、　Ｃａ、　Ｓｒ　　及び希土
類元素からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素の
合計で０．Ｏｊ−２，５チを含有し、残部がアルミニウ
ム及び合計Ｏ，Ｓ％以下の不純物からなる組成を有し、
かつ第二相粒子の平均粒径がｉ。

μｍ以下であるアルミニウム合金からなる部材に対して
、その表層部に物理的加工処理を施して表層部を軟質化
することを特徴とする防振性アルミニウム合金部材の製
造法、に存する。

また本願の第二の発明の要旨は、上記アルミニウム合金
からなる部材に対して、その表層部に物理的加工処理を
施した後、３００℃以下の温度で焼鈍処理を一施して表
層部を軟質化することを特徴とする防振性アルミニウム
合金部材の製造法、に存する。

以下１本発明方法につき詳細に説明する。

本発明方法においては１重量百分率で８１ｇ〜２ｏ　％
、並びにＦｅ−Ｎｉ　ＩＩ　Ｚｒ　、　Ｖ、　Ｂ、　Ｔ
ｉ　。

Ｎａ−Ｓｎ、　Ｃａ−Ｓｒ及び希土類元素からなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の元素の合計で０．０５〜２
．５チを含有し、残部がアルミニウム及び合計Ｏ，Ｓ％
以下の不純物からなる組成を有し、かつ第二相粒子の平
均粒径が７０μｍ以下であるアルミニウム合金を使用す
る。なお上記合計Ｏ，Ｓ％以下の不純物のうちでは特に
Ｃｕ　。

■及びＺｎの合計量が０．３多以下であるのが好ましく
、より好ましくは０．１％以下である。

Ａｔ中にＳｉが添加されると、マトリックスであるＡｔ
中にＳｉ粒子が析出して共晶組織を形成する。そして第
２相である８１　　粒子の界面が振動を吸収し減衰能を
向上させるが、Ｓｉ　　の含有量が５％より少ないと形
成される第二相粒子が少ないため充分な減衰能が得られ
ず、他方。

２０％より多いと粗大な第二相粒子を生成するので減衰
能が向上しない上に１機械的性質及び切削性に劣る。従
ってＳｉ　　の添加量はｇ−２０係、好ましくは９〜ｔ
ｇ％である。

Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｂ、Ｔｉ、Ｎａ、Ｓｎ、Ｃａ−
８ｒ及び希土類元素は結晶を微細化して粒界を増加させ
ると共に微細な第二相粒子を形成し、減衰能を向上させ
る。これらの元素の合計量が０．０５％より少ないと、
結晶の微細化効果が十分でなく、またこれらの元素の合
計量が２．５チを越える場合には、粗大な金属間化合物
を生成して減衰能及び機械的性質を損なう。従って、こ
れらの添加量は０．０；−２，！；％、好ましくは０．
０６〜２．０％である。

また１本発明で使用するアルミニウム合金においては、
上記した特定の組成であることに加えて、その結晶組織
について、第２相粒子の平均粒径がｌθ細以下であるこ
とが必要である。

即ち、第λ相粒子の平均粒径を１０μｍ以下とすること
によって第λ相粒子の界面を増大させ、これによって減
衰能Ｑ−Ｉ＝　ｓ　Ｘ　／　０−３以上の減衰能を得る
ことができる。上記平均粒径が７μｍ以下であることが
より好ましく、５μｍ以下であることがさらに好ましい
。

ここで上記減衰能Ｑ−１とは、外部から与えられた振動
エネルギーを熱エネルギーに変換する尺度を示し、振動
のｌサイクルの最初において振動系の有する振動エネル
ギーなＥ、振動のｌサイクル中に熱エネルギーに変換す
るエネルギーな△Ｅとすると次式の関係がある。

上記のような組織に制御する方法としては。

溶融液からの凝固時の急速冷却による方法や強度の加工
によって物理的に第２相粒子を分断する方法等がある。

具体的には、急速冷却法として連続鋳造法。

ロール鋳造法、ダイカスト鋳造法、アトマイズ法等が、
また強度加工法として、赦造法、圧延法、押出し法、引
抜き法等がある。

さて本発明方法においては上記のような特定の組成及び
組織を有する防振性アルミニウム合金によって製作され
た種々の形状の製品部材の表層部を特定の方法で改質す
ることによって防振性能をさらに向上させることを特徴
としている。

即ち外部からの振動は部材の表層部を介して内部に伝達
されるものであることに着目して該表層部での内部摩擦
を改善することにより表層部で振動を減衰させようとす
るものである。

上記表層部を改質するための第１の方法は。

その表層部に物理的加工処理を施して表層部を軟質化す
ることである。

上記物理的加工処理は１例えばショットピーニング加工
（ショツトブラスト法）、ホーニング加工、スピニング
加工、引抜き加工、プレス成形加工、ヘアライン加工又
は切削加工等の表層部に圧縮、引張り、剪断等の加工力
を負荷する方法によりなされる。−膜内にはアルミニウ
ム合金は上記の加工により硬化するのであるが。

本発明方法で使用する合金の場合、加工率が３０％を越
えると加工軟化するという特異な現象を示し、加工を受
けた表層部が軟質化するのである。この軟化現象は、微
細なセル粒界の生成によるものであり、このセル粒界が
結晶の内部摩擦を増大させて防振性能を改善すると考え
られる。

なお上記軟質化のための処理の深さには特に限定はない
が、余りに深く軟質化処理を行なうことは表層部の強度
を徒に低下させ、かつ製品部材の寸法自体を大きく変え
ることともなるので、好ましいことではない。具体的な
処理の深さはこれらのことを念頭において決定すればよ
いが１通常は表面から３００μｍ以内、より好ましくは
／　ＳＯＩｔｍ　以内の範囲で十分な結果を得ることが
できる。

上記表層部を改質するための第２の方法は、その表層部
に物理的加工処理を施した後、３００℃以下の温度で焼
鈍処理を施して表層部を軟質化することである。

物理的加工処理の加工率の多少にかかわらず３ｏｏｃ以
下の温度での焼鈍処理は微細なセル粒界の生成を促進す
る。一方、３００℃を越える温度での加熱は再結晶化を
進行させ、セル粒界の消滅合体によりセル粒子が粗大化
するので内部摩擦はかえって低下することになり望まし
くない。

なお上記表層部を改質するための２種類の方法の工程の
前又は後或いは中間工程で表層部にエツチング処理を施
し１表層部を部分的に腐食除去することによって防振性
能をさらに向上させることができる。具体的には塩化物
イオンや水酸化物イオンを含む化学薬品による化学エツ
チング処理或いは電解エツチング処理等によって表層部
の粒界又は第２相粒子又はアルミニウムマ）　ＩＪソッ
クス部分的に腐食除去する。これにより結晶に不連続部
が形成され、構造的に内部摩擦が増大され、防振性能が
向上する。

〔実施例〕

次に本発明の態様を実施例によってより具体的に説明す
るが１本発明は、その要旨を越えない限り、以下の実施
例によって限定されるものではない。

なお実施例中において、減衰能の測定は機械インピーダ
ンス法によりＳＯＯ〜１ｏｏｏＨ工の範囲の共振周波数
で行ない、硬さは試料断面についてマイクロビッカース
硬さ法により測定し、また第２相粒子の平均粒径は光学
顕微鏡によって測定した。

実施例１ 表１に示す組成の合金Ａ−Ｃを電気溶解炉にて大気中で
溶解した後、水冷式竪型連続鋳造法により鋳造して／’
！７８φのビレットとし、ついでＳＯＯ℃でｇ時間の均
熱処理を行なった。

次に該ビレットをｑｓｏ℃で熱間押出しして第１図に示
す形状の角型パイプ（断面外形、２５Ｉｆｉ　Ｘ　２　
！　１１０１．肉厚へ３　ｒｔａ　）を得た。そして該
パイプの表層部を表２〜３に示す条件で処理した。

次に該パイプを切削加工して、長さ１ｑｏｒａｎ−幅１
０ｆｍ、厚さハ５Ｉ＋Ｉｍの試験片とし、減衰能の測定
に供した。

結果を表３に示す。

表　　３ ※２）表面：断面につき深さ７５μｍの位置で測定。

※３）内部：断面につき深さＱ、’７；ｒｍの位置で測
定。

実施例コ 表ｑに示す組成の合金Ｄ−Ｆを電気溶解炉にて大気中で
溶解した後、ダイカストマシンにて第２図に示す形状の
角型容器（外形３９１１１１１１　Ｘ／　ｊ　Ｑ　ａ　
ＸコＱＩＩＩｍＨ１肉厚八５ｒｒｒＩｎ）へ得た。そし
て該容器の表層部を表２及び表５に示す条件で処理した
。

次に該容器を切削加工して、長さ／ｌＩＱＷｍ。

幅１０ａ！、厚さハ５−の試験片とし、減衰能の測定に
供した。

結果を表５に示す。

表　　Ｓ ※２）表３に同じ。

※３）表３に同に。

表３及び表Ｓから明らかなように、本発明の表面改質処
理を行なうことにより減衰能を改善することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明方法によって得られるアルミニウム合金部材は、
減衰性能に優れているので、プラテンロール等のＯＡ機
器部品、インシュレーター等の音響部品、ミッションケ
ース等の自動車部品、精密機械部品及び電子機器部品等
の防振性を必要とする用途に好適に用いることが出来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で製作された部材の形状を模式的に示
す斜視図である。 第２図は実施例コで製作された部材の形状を模式的に示
す斜視図である。 特許出願人　株式会社化成直江津 代　理　人　弁理士　長谷用　　− ほか１名 第　１　図 男２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量百分率でＳｉ８〜２０％、並びにＦｅ、Ｎｉ
   、Ｚｒ、Ｖ、Ｂ、Ｔｉ、Ｎａ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｓｒ及び希
   土類元素からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素
   の合計で０．０５〜２．５％を含有し、残部がアルミニ
   ウム及び合計０．５％以下の不純物からなる組成を有し
   、かつ第２相粒子の平均粒径が１０μｍ以下であるアル
   ミニウム合金からなる部材に対して、その表層部に物理
   的加工処理を施して表層部を軟質化することを特徴とす
   る防振性アルミニウム合金部材の製造法。
2. （２）請求項１に記載の防振性アルミニウム合金部材の
   製造法において、物理的加工処理の前又は後に表層部に
   エッチング処理を施して表層部を部分的に腐食除去する
   ことを特徴とする方法。
3. （３）重量百分率でＳｉ８〜２０％、並びにＦｅ、Ｎｉ
   、Ｚｒ、Ｖ、Ｂ、Ｔｉ、Ｎａ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｓｒ及び希
   土類元素からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素
   の合計で０．０５〜２．５％を含有し、残部がアルミニ
   ウム及び合計０．５％以下の不純物からなる組成を有し
   、かつ第２相粒子の平均粒径が１０μｍ以下であるアル
   ミニウム合金からなる部材に対して、その表層部に物理
   的加工処理を施した後、３００℃以下の温度で焼鈍処理
   を施して表層部を軟質化することを特徴とする防振性ア
   ルミニウム合金部材の製造法。
4. （４）請求項３に記載の防振性アルミニウム合金部材の
   製造法において、物理的加工処理の前、物理的加工処理
   と焼鈍処理との間、又は焼鈍処理の後に、表層部にエッ
   チング処理を施して表層部を部分的に腐食除去すること
   を特徴とする方法。