JPH0210842B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0210842B2 JPH0210842B2 JP60063090A JP6309085A JPH0210842B2 JP H0210842 B2 JPH0210842 B2 JP H0210842B2 JP 60063090 A JP60063090 A JP 60063090A JP 6309085 A JP6309085 A JP 6309085A JP H0210842 B2 JPH0210842 B2 JP H0210842B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered
- porous
- powder
- solid solution
- corrosion resistance
- 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 - Lifetime
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
＜発明の目的＞
産業上の利用分野
本発明は耐食性に優れる多孔質Al系焼結吸音
材に係り、詳しくは、Cuを含んで機械的性質に
優れると共に、耐蝕性にも優れる多孔質Al系焼
結吸音材に係る。 従来の技術 多孔質材料のうちで、Al系焼結材はCuあるい
はFe系の焼結材に比較して、 (1) 比重が軽い。 (2) 展延性が良好であるため、曲げ加工が比較的
容易である。 (3) 焼結温度が低いことから焼結設備が小型化で
き、このため、比較的廉価で製造できる。 等の利点を有する。 しかし、初期においては、特公昭43−20884号、
45−24206号、45−24007号、47−32163号の各公
報に示されているように、主として機械部品の含
油軸受を目的として開発が進められている。この
ために、Al系多孔質焼結材としては、主として
強度が要求されるのみにとどまつて、焼結成分と
しては、焼結性が良くかつ強度が得られ易いCu
を含有するAl合金粉を用いたものが多い。また、
製造技術としても、Al系粉末の表面上に存在す
るAl2O3などの酸化皮膜が焼結を阻害することか
ら、この酸化皮膜を加圧破壊して除去してから、
焼結する方法が一般的で、この方法であると、得
られる焼結材料の多孔率はせいぜい10〜20％程度
にとどまつていた。 その後、特開昭53−90113号公報や、特公昭56
−11373号公報に記載される如く、Al系粉末を無
加圧、非酸化性雰囲気下で一部液相で焼結し、多
孔率40〜50％の多孔質焼結材を得る方法が開発さ
れ、吸音材等に広く応用されるようになつた。し
かしながら、この多孔質焼結材は焼結前にほとん
ど圧力をかけないために、機械的強度が低くなり
がちであり、このため、機械的強度向上の上から
Cuが添加されたAl−Cu系粉末を原料として用い
ることが多い。 しかし、このCuを含有する多孔質Al系焼結材
料は、Cuを多く含むことにより機械的強度が向
上するが、この際にAlとCuの金属間化合物が粒
子粒界に析出することもあつて、耐蝕性を要求さ
れる用途に使用すると、この金属間化合物に沿つ
て腐蝕が進行することもあつて、その使用が限定
される。 発明が解決しようとする問題点 本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具
体的には、Cuを多く含むのにも拘らず、耐蝕性
に富む多孔質Al系焼結吸音材を提供することを
目的とする。 ＜発明の構成＞ 問題点を解決するための手段ならびにその作用 すなわち、本発明は、Alを主成分とし、添加
成分として常温での固溶限度以上にCuを含有す
る混合粉末が焼結されたAl系焼結材料であつて、
隣接粉末粒子間には、多孔率30−60％になるよ
う、連通孔隙が形成され、しかも、この固溶限度
以上のCuがAlとの固溶体として処理されて成る
ことを特徴とする。 以下、図面によつて本発明を説明する。 なお、第１図は本発明による多孔質Al系焼結
吸音材を製造する製造工程の一例の説明図であ
り、また、第２図はAl−Cu系状態図である。 まず、第１図に示す如く、Alを主成分とした
原料粉末１はホツパー２からAlと反応しない容
器３（例えば、グラフアイト容器）中に所定厚み
に均一に散布される。この粉末１は、Al粉末に
対して機械的向上の上からCu粉末を添加配合し
たものか、Cuを含むAl−Cu系合金粉末とAl粉末
との混合粉末にする。この時の散布厚みは容器の
深さによつて調整される。原料粉末が自然充填さ
れた容器３は段積みされ、NH3分解ガスやN2ガ
スなどの非酸化性雰囲気に保たれた焼結炉４中で
焼結され、冷却ゾーン６で冷却された後、容器３
から外すことによつてAl系多孔質焼結材７が得
られる。 この焼結において、各Al粉末粒子は内部と酸
化皮膜との熱膨脹率との差によつてその酸化皮膜
が破壊され、この破壊部分を通して内部のAl分
が露出して焼結が進行する。このため、露出した
Al分や部分溶融により生成した液相部分が酸化
され易いので、焼結雰囲気は酸素の分圧を低く制
御し、露点が−30℃以下の雰囲気で焼結するのが
好ましい。 また、粒度の細かいAl系粉末を使用し、一部
溶融による液相量を小さく制御すると、容易に多
孔率60％以上の焼結材を得ることができるが、こ
の焼結材は強度的に弱く、また、焼結が不完全に
なり易く、好ましくない。 また、多孔率30％以下になると、部分的に独立
気孔が増えて連通孔の存在が消失し、メタリツク
な焼結となるので、吸音材として不向きで、多孔
率は30〜60％が好ましい。 しかしながら、このように得られたAl−Cu系
多孔質焼結材は機械的強度及び吸音特性の点で優
れているが、耐食性に劣り、耐食性が要求される
用途や、場所の使用は制約される。とくに、Cu
の添加によつてある程度の機械的強度を持たすた
めには、Cuは、Alとの常温の固溶限度以上に添
加する必要があり、固溶限度以上のCuの添加に
よつてCuAl2が析出し、耐食性が大巾に低下す
る。 このところから、Cuは固溶限度以上配合する
のにも拘らず、CuAl2の如き金属間化合物として
析出させることなく、Al−Cu系固溶体として処
理し、耐食性を向上させる。 一般に、２相あるいはそれ以上の異相よりなる
合金は異相間の電気化学的作用により１相の合金
より腐蝕を受け易い。特に、多孔質金属材料にお
いては通常の金属材料と比較して表面積が格段に
大きいため、腐蝕の影響は非常に大きく、なかで
も、吸音材としては耐蝕性の向上が重要な課題で
ある。また、耐蝕性を目的とする場合の重要な因
子となるのは電極電位であるが、この中で、Cu
はAlとの固溶体と金属間化合物とでは電極電位
が大巾に異なつて、しかも、固溶体であると純
Alの電極電位に近づくことに着目した。 更に詳しく説明すると、第１表は各種金属の
Alとの固溶体および金属間化合物の電極電位を
示したものであつて、
材に係り、詳しくは、Cuを含んで機械的性質に
優れると共に、耐蝕性にも優れる多孔質Al系焼
結吸音材に係る。 従来の技術 多孔質材料のうちで、Al系焼結材はCuあるい
はFe系の焼結材に比較して、 (1) 比重が軽い。 (2) 展延性が良好であるため、曲げ加工が比較的
容易である。 (3) 焼結温度が低いことから焼結設備が小型化で
き、このため、比較的廉価で製造できる。 等の利点を有する。 しかし、初期においては、特公昭43−20884号、
45−24206号、45−24007号、47−32163号の各公
報に示されているように、主として機械部品の含
油軸受を目的として開発が進められている。この
ために、Al系多孔質焼結材としては、主として
強度が要求されるのみにとどまつて、焼結成分と
しては、焼結性が良くかつ強度が得られ易いCu
を含有するAl合金粉を用いたものが多い。また、
製造技術としても、Al系粉末の表面上に存在す
るAl2O3などの酸化皮膜が焼結を阻害することか
ら、この酸化皮膜を加圧破壊して除去してから、
焼結する方法が一般的で、この方法であると、得
られる焼結材料の多孔率はせいぜい10〜20％程度
にとどまつていた。 その後、特開昭53−90113号公報や、特公昭56
−11373号公報に記載される如く、Al系粉末を無
加圧、非酸化性雰囲気下で一部液相で焼結し、多
孔率40〜50％の多孔質焼結材を得る方法が開発さ
れ、吸音材等に広く応用されるようになつた。し
かしながら、この多孔質焼結材は焼結前にほとん
ど圧力をかけないために、機械的強度が低くなり
がちであり、このため、機械的強度向上の上から
Cuが添加されたAl−Cu系粉末を原料として用い
ることが多い。 しかし、このCuを含有する多孔質Al系焼結材
料は、Cuを多く含むことにより機械的強度が向
上するが、この際にAlとCuの金属間化合物が粒
子粒界に析出することもあつて、耐蝕性を要求さ
れる用途に使用すると、この金属間化合物に沿つ
て腐蝕が進行することもあつて、その使用が限定
される。 発明が解決しようとする問題点 本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具
体的には、Cuを多く含むのにも拘らず、耐蝕性
に富む多孔質Al系焼結吸音材を提供することを
目的とする。 ＜発明の構成＞ 問題点を解決するための手段ならびにその作用 すなわち、本発明は、Alを主成分とし、添加
成分として常温での固溶限度以上にCuを含有す
る混合粉末が焼結されたAl系焼結材料であつて、
隣接粉末粒子間には、多孔率30−60％になるよ
う、連通孔隙が形成され、しかも、この固溶限度
以上のCuがAlとの固溶体として処理されて成る
ことを特徴とする。 以下、図面によつて本発明を説明する。 なお、第１図は本発明による多孔質Al系焼結
吸音材を製造する製造工程の一例の説明図であ
り、また、第２図はAl−Cu系状態図である。 まず、第１図に示す如く、Alを主成分とした
原料粉末１はホツパー２からAlと反応しない容
器３（例えば、グラフアイト容器）中に所定厚み
に均一に散布される。この粉末１は、Al粉末に
対して機械的向上の上からCu粉末を添加配合し
たものか、Cuを含むAl−Cu系合金粉末とAl粉末
との混合粉末にする。この時の散布厚みは容器の
深さによつて調整される。原料粉末が自然充填さ
れた容器３は段積みされ、NH3分解ガスやN2ガ
スなどの非酸化性雰囲気に保たれた焼結炉４中で
焼結され、冷却ゾーン６で冷却された後、容器３
から外すことによつてAl系多孔質焼結材７が得
られる。 この焼結において、各Al粉末粒子は内部と酸
化皮膜との熱膨脹率との差によつてその酸化皮膜
が破壊され、この破壊部分を通して内部のAl分
が露出して焼結が進行する。このため、露出した
Al分や部分溶融により生成した液相部分が酸化
され易いので、焼結雰囲気は酸素の分圧を低く制
御し、露点が−30℃以下の雰囲気で焼結するのが
好ましい。 また、粒度の細かいAl系粉末を使用し、一部
溶融による液相量を小さく制御すると、容易に多
孔率60％以上の焼結材を得ることができるが、こ
の焼結材は強度的に弱く、また、焼結が不完全に
なり易く、好ましくない。 また、多孔率30％以下になると、部分的に独立
気孔が増えて連通孔の存在が消失し、メタリツク
な焼結となるので、吸音材として不向きで、多孔
率は30〜60％が好ましい。 しかしながら、このように得られたAl−Cu系
多孔質焼結材は機械的強度及び吸音特性の点で優
れているが、耐食性に劣り、耐食性が要求される
用途や、場所の使用は制約される。とくに、Cu
の添加によつてある程度の機械的強度を持たすた
めには、Cuは、Alとの常温の固溶限度以上に添
加する必要があり、固溶限度以上のCuの添加に
よつてCuAl2が析出し、耐食性が大巾に低下す
る。 このところから、Cuは固溶限度以上配合する
のにも拘らず、CuAl2の如き金属間化合物として
析出させることなく、Al−Cu系固溶体として処
理し、耐食性を向上させる。 一般に、２相あるいはそれ以上の異相よりなる
合金は異相間の電気化学的作用により１相の合金
より腐蝕を受け易い。特に、多孔質金属材料にお
いては通常の金属材料と比較して表面積が格段に
大きいため、腐蝕の影響は非常に大きく、なかで
も、吸音材としては耐蝕性の向上が重要な課題で
ある。また、耐蝕性を目的とする場合の重要な因
子となるのは電極電位であるが、この中で、Cu
はAlとの固溶体と金属間化合物とでは電極電位
が大巾に異なつて、しかも、固溶体であると純
Alの電極電位に近づくことに着目した。 更に詳しく説明すると、第１表は各種金属の
Alとの固溶体および金属間化合物の電極電位を
示したものであつて、
【表】
を含む水溶液中で測定
第１表に示すように、Al−Cu固溶体の電極電
位は−0.69Vであつて、金属間化合物である
CuAl2の電極電位が−0.53Vであるところと比較
すると、純Alの−0.85Vに接近している。 従つて、Cuの添加量が常温の固溶限度を超え
ても、純Alと大差があるCuAl2を析出させること
なく、純Alの電極電位に接近した電位を示すAl
−Cu系固溶体として固定すると、耐食性を大巾
に低下させることができる。 なお、このように固定するのには、溶態化処理
することによつても達成でき、その条件は、Cu
添加量と関連して、第２図に示す如く、Cu系状
態図のα相まで昇温（例えば500℃）した後、急
冷することにより得られる。 実施例 まず、Al粉末とAl−Cu粉末とを混合し、この
混合原料を無加圧で、板状に焼結し、多孔率が容
積でほぼ40％の多孔質焼結板を得た。この焼結板
はCu3％を含み残余がAlから成るものであつて、
これを温度580℃で１時間保持してから、水温18
℃の水中で急冷して、この中に含まれるCuをAl
−Cu系固溶体として固定した。すなわち、この
処理前後の顕微鏡組織と引張強さを測定したとこ
ろ、処理後の組織の粒界にはCuAl2相が完全に消
失し、引張強さは、処理前が平均195Kg／cm2であ
つたが、処理後、つまり、CuをAl−Cu系固溶体
として固定することによつて平均285Kg／cm2まで
増加した。 次に、以上の通りに得られた本発明焼結板と、
比較のための処理前の上記焼結板とについて、
JIS Ｚ 2371に規定される塩水噴霧試験を行なつ
た。この結果、比較例のものでは粒界にCuAl2の
金属間化合物が析出していたが、試験時間48時間
でほぼ全面に白錆が発生した。これに対し、本発
明によるものは144時間にわたつて試験をしても、
表面の７割に白錆が発生するのにとどまつた。 ＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明は多孔率30〜60％
のAl−Cu系多孔質焼結材において、比較的多量
のCuを添加するのにも拘らず、CuはAl−Cu系固
溶体として処理固定されているため、耐食性、機
械的強度、吸音特性及び耐食性の全てにわたつて
優れたものが得られる。
第１表に示すように、Al−Cu固溶体の電極電
位は−0.69Vであつて、金属間化合物である
CuAl2の電極電位が−0.53Vであるところと比較
すると、純Alの−0.85Vに接近している。 従つて、Cuの添加量が常温の固溶限度を超え
ても、純Alと大差があるCuAl2を析出させること
なく、純Alの電極電位に接近した電位を示すAl
−Cu系固溶体として固定すると、耐食性を大巾
に低下させることができる。 なお、このように固定するのには、溶態化処理
することによつても達成でき、その条件は、Cu
添加量と関連して、第２図に示す如く、Cu系状
態図のα相まで昇温（例えば500℃）した後、急
冷することにより得られる。 実施例 まず、Al粉末とAl−Cu粉末とを混合し、この
混合原料を無加圧で、板状に焼結し、多孔率が容
積でほぼ40％の多孔質焼結板を得た。この焼結板
はCu3％を含み残余がAlから成るものであつて、
これを温度580℃で１時間保持してから、水温18
℃の水中で急冷して、この中に含まれるCuをAl
−Cu系固溶体として固定した。すなわち、この
処理前後の顕微鏡組織と引張強さを測定したとこ
ろ、処理後の組織の粒界にはCuAl2相が完全に消
失し、引張強さは、処理前が平均195Kg／cm2であ
つたが、処理後、つまり、CuをAl−Cu系固溶体
として固定することによつて平均285Kg／cm2まで
増加した。 次に、以上の通りに得られた本発明焼結板と、
比較のための処理前の上記焼結板とについて、
JIS Ｚ 2371に規定される塩水噴霧試験を行なつ
た。この結果、比較例のものでは粒界にCuAl2の
金属間化合物が析出していたが、試験時間48時間
でほぼ全面に白錆が発生した。これに対し、本発
明によるものは144時間にわたつて試験をしても、
表面の７割に白錆が発生するのにとどまつた。 ＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明は多孔率30〜60％
のAl−Cu系多孔質焼結材において、比較的多量
のCuを添加するのにも拘らず、CuはAl−Cu系固
溶体として処理固定されているため、耐食性、機
械的強度、吸音特性及び耐食性の全てにわたつて
優れたものが得られる。
第１図は本発明による多孔質Al系焼結吸音材
の製造工程の一例の説明図、第２図はAl−Cu系
状態図である。 符号１……原料粉末、２……ホツパー、３……
容器、４……焼結炉、５……焼結ゾーン、６……
冷却ゾーン、７……多孔質Al系焼結材。
の製造工程の一例の説明図、第２図はAl−Cu系
状態図である。 符号１……原料粉末、２……ホツパー、３……
容器、４……焼結炉、５……焼結ゾーン、６……
冷却ゾーン、７……多孔質Al系焼結材。
Claims (1)
- １ Alを主成分とし、添加成分として常温での
固溶限度以上にCuを含有する混合粉末が焼結さ
れたAl系焼結材料であつて、隣接粉末粒子間に
は、多孔率30〜60％になるよう、連通孔隙が形成
され、しかも、この固溶限度以上のCuがAlとの
固溶体として処理されて成ることを特徴とする耐
食性に優れる多孔質Al系焼結吸音材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6309085A JPS61221307A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 耐食性に優れる多孔質Ａｌ系焼結吸音材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6309085A JPS61221307A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 耐食性に優れる多孔質Ａｌ系焼結吸音材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61221307A JPS61221307A (ja) | 1986-10-01 |
| JPH0210842B2 true JPH0210842B2 (ja) | 1990-03-09 |
Family
ID=13219269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6309085A Granted JPS61221307A (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 耐食性に優れる多孔質Ａｌ系焼結吸音材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61221307A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104023879B (zh) * | 2012-01-06 | 2016-03-09 | 株式会社Uacj | 多孔铝的制造方法 |
| CN110578080A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-17 | 西安近代化学研究所 | Cu/Al复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5677301A (en) * | 1979-11-27 | 1981-06-25 | N D C Kk | Sintering method of al or its alloy powder |
-
1985
- 1985-03-26 JP JP6309085A patent/JPS61221307A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61221307A (ja) | 1986-10-01 |
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