JPH0210211B2 - - Google Patents
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- JPH0210211B2 JPH0210211B2 JP2367787A JP2367787A JPH0210211B2 JP H0210211 B2 JPH0210211 B2 JP H0210211B2 JP 2367787 A JP2367787 A JP 2367787A JP 2367787 A JP2367787 A JP 2367787A JP H0210211 B2 JPH0210211 B2 JP H0210211B2
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Landscapes
- Fluid-Damping Devices (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は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−Co基吸振合金および製造方法に
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
あるという欠点を有する。 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
％のコバルトを加えた合金を融点以下250℃以上
の温度に加熱して均質溶体化処理したものに冷間
加工率５％以上の加工を施して転位を増加させ、
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、充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) 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
間以上（好ましくは30分以上100時間以下）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％以上の冷間加工を施した
ものを250℃以下の温度で１分間以上（好まし
くは30分以上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。 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
スを添加し、脱酸剤としてMg、Beなどの金属を
全量で0.5％以下を加えてもよい。 工程(A)において均質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、均質溶体化処理を充分に行わなければ、
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(A)において均質化処理の後に工程(B)の冷間
加工するのは加工歪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、冷間加工
率の大きい場合又は合金の組成によつては曲げ、
深絞り、打ち抜きなどの成形が困難なものがあ
る。 従つて、工程(B)において冷間加工した後に250
℃以下の温度に加熱すると、常温において曲げ、
深絞り、打ち抜きなどの成形が一層容易になる。
ここで焼鈍温度を250℃以下としたのは、250℃以
上に加熱すると、伸びが急激に増大するが減衰能
が低下するからである。 実施例 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
γn＝10×10-6で行なつた。 Al基合金の減衰能Q-1ならびに引張強度は冷間
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−５％Co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（γn＝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−Co二元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は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−Co基吸振合金および製造方法に
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
あるという欠点を有する。 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
％のコバルトを加えた合金を融点以下250℃以上
の温度に加熱して均質溶体化処理したものに冷間
加工率５％以上の加工を施して転位を増加させ、
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、充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) 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
間以上（好ましくは30分以上100時間以下）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％以上の冷間加工を施した
ものを250℃以下の温度で１分間以上（好まし
くは30分以上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。 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
スを添加し、脱酸剤としてMg、Beなどの金属を
全量で0.5％以下を加えてもよい。 工程(A)において均質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、均質溶体化処理を充分に行わなければ、
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(A)において均質化処理の後に工程(B)の冷間
加工するのは加工歪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、冷間加工
率の大きい場合又は合金の組成によつては曲げ、
深絞り、打ち抜きなどの成形が困難なものがあ
る。 従つて、工程(B)において冷間加工した後に250
℃以下の温度に加熱すると、常温において曲げ、
深絞り、打ち抜きなどの成形が一層容易になる。
ここで焼鈍温度を250℃以下としたのは、250℃以
上に加熱すると、伸びが急激に増大するが減衰能
が低下するからである。 実施例 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
γn＝10×10-6で行なつた。 Al基合金の減衰能Q-1ならびに引張強度は冷間
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−５％Co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（γn＝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−Co二元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】
第１表から明らかなように冷間加工率95％を施
した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％以上のコバルトを添加する
と本発明の目的とするQ-1が６×10-3以上の大き
い値が得られることがわかる。要するに本発明合
金の減衰能Q-1の値は一般の金属の減衰能Q-1＝
１×10-3程度の値に比較して数十倍大きい。 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大きくなり加工し易
くなり、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。 さらに本発明合金の比重ρも一般の金属に比べ
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10Kg／mm2に比較してかなり大きい。例
えば実施例の試料No.１はσt＝14Kg／mm2、ρ＝
2.9g／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。まず二元合金および多元合金において
Coは減衰能Q-1の向上に寄与するばかりでなく、
合金を強化する。Co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
目的とする充分な減衰能が得られないし、上記の
組成の上限を越えるときには冷間加工が不可能と
なるからである。 なお、均質溶体化処理のために250℃以上融点
以下の温度で長時間（100時間以下）加熱し、充
分な溶体化処理をすることは所要とする減衰能、
強度および加工性を得るために絶対必要である。 なお、ここで冷間加工率５％以上の冷間加工を
施すことは加工歪み、転位密度を増大させること
により減衰能を増大させるので絶対必要な条件で
ある。 合金の成形体をアルミニウムの融点以下250℃
以上の高温で長時間加熱により均質固溶化処理を
すると、アルミニウムのマトリツクス中のCo粒
子の分散の状態が均質となる。ここで冷間加工率
５％以上の冷間加工を施すと、Co粒子が微細に
分散し、転位密度が大となる。この転位密度が多
くなると、外部より振動が加えられたときに、加
えられた外力（振動、衝撃、捩り、圧縮、引張り
等）は熱エネルギーその他となつて消滅するため
に振動の減衰が生ずるのである。 従つて、減衰能を大きくするためには、250℃
以上の高温における長時間加熱と５％以上の冷間
加工を施すことはだけで充分その目的が達せられ
るが、冷間加工率が大きい場合又は合金の組成に
よつては曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形が困
難なものがある。このために、250℃以下の低温
で長時間再加熱して焼鈍処理をすると、減衰能お
よび強度が格別低下せず曲げ、深絞り、打ち抜き
などの成形加工が極めて容易となるのである。こ
の場合の再加熱処理を250℃以上とすると減衰能
が低下するので好ましくない。 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、自動車用内燃機
関、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構造材
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。
した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％以上のコバルトを添加する
と本発明の目的とするQ-1が６×10-3以上の大き
い値が得られることがわかる。要するに本発明合
金の減衰能Q-1の値は一般の金属の減衰能Q-1＝
１×10-3程度の値に比較して数十倍大きい。 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大きくなり加工し易
くなり、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。 さらに本発明合金の比重ρも一般の金属に比べ
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10Kg／mm2に比較してかなり大きい。例
えば実施例の試料No.１はσt＝14Kg／mm2、ρ＝
2.9g／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。まず二元合金および多元合金において
Coは減衰能Q-1の向上に寄与するばかりでなく、
合金を強化する。Co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
目的とする充分な減衰能が得られないし、上記の
組成の上限を越えるときには冷間加工が不可能と
なるからである。 なお、均質溶体化処理のために250℃以上融点
以下の温度で長時間（100時間以下）加熱し、充
分な溶体化処理をすることは所要とする減衰能、
強度および加工性を得るために絶対必要である。 なお、ここで冷間加工率５％以上の冷間加工を
施すことは加工歪み、転位密度を増大させること
により減衰能を増大させるので絶対必要な条件で
ある。 合金の成形体をアルミニウムの融点以下250℃
以上の高温で長時間加熱により均質固溶化処理を
すると、アルミニウムのマトリツクス中のCo粒
子の分散の状態が均質となる。ここで冷間加工率
５％以上の冷間加工を施すと、Co粒子が微細に
分散し、転位密度が大となる。この転位密度が多
くなると、外部より振動が加えられたときに、加
えられた外力（振動、衝撃、捩り、圧縮、引張り
等）は熱エネルギーその他となつて消滅するため
に振動の減衰が生ずるのである。 従つて、減衰能を大きくするためには、250℃
以上の高温における長時間加熱と５％以上の冷間
加工を施すことはだけで充分その目的が達せられ
るが、冷間加工率が大きい場合又は合金の組成に
よつては曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形が困
難なものがある。このために、250℃以下の低温
で長時間再加熱して焼鈍処理をすると、減衰能お
よび強度が格別低下せず曲げ、深絞り、打ち抜き
などの成形加工が極めて容易となるのである。こ
の場合の再加熱処理を250℃以上とすると減衰能
が低下するので好ましくない。 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、自動車用内燃機
関、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構造材
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−５％Co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曲線図、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
関係を示す特性曲線図である。
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曲線図、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
関係を示す特性曲線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比にて、コバルト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Q-1が６×10-3以上であることを特徴とするAl
−Co基吸振合金。 ２ 重量比にて、コバルト0.1〜20％および残部
アルミニウムからなる合金に、 (A) 合金の融点以下250℃以上の温度で５分間以
上100時間以下加熱して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Q-1を６×10-3以上とすることを特徴と
するAl−Co基吸振合金の製造方法。 ３ 重量比にて、コバルト0.1〜20％および残部
アルミニウムよりなる合金に、 (A) 合金の融点以下250℃以上の温度で５分以上
100時間以下加熱して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
熱して急冷するかあるいは毎秒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Q-1を６×
10-3以上とすることを特徴とするAl−Co基吸振
合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2367787A JPS62188759A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ−Ｃｏ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 |
|---|---|---|---|
| JP2367787A JPS62188759A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ−Ｃｏ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 |
|---|---|---|---|
| JP11276079A Division JPS5638441A (en) | 1979-09-05 | 1979-09-05 | A -co based vibration absorbing alloy and producing same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188759A JPS62188759A (ja) | 1987-08-18 |
| JPH0210211B2 true JPH0210211B2 (ja) | 1990-03-07 |
Family
ID=12117103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2367787A Granted JPS62188759A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ−Ｃｏ基吸振合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188759A (ja) |
-
1987
- 1987-02-05 JP JP2367787A patent/JPS62188759A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62188759A (ja) | 1987-08-18 |
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