JPH02122005A - 複層アルミニウム合金材料の製造法 - Google Patents
複層アルミニウム合金材料の製造法Info
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- JPH02122005A JPH02122005A JP27237688A JP27237688A JPH02122005A JP H02122005 A JPH02122005 A JP H02122005A JP 27237688 A JP27237688 A JP 27237688A JP 27237688 A JP27237688 A JP 27237688A JP H02122005 A JPH02122005 A JP H02122005A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
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、粉末鍛造を利用した複層アルミニウム合金材
料の製造法に関する。
料の製造法に関する。
２種以上の金属粉末又は合金粉末を成形−焼結して製造
した複層材料としては、鉄系又は銅系に限って実用化さ
れ含油軸受等が生産されている。
した複層材料としては、鉄系又は銅系に限って実用化さ
れ含油軸受等が生産されている。
一方、アルミニウム合金粉末、特に急冷凝固アルミニウ
ム合金粉末は通常の成形−焼結が困難であるため、Ｃ工
Ｐ等で固めた粉末成形体を熱間押出により緻密化し固化
する方法が採られている。
ム合金粉末は通常の成形−焼結が困難であるため、Ｃ工
Ｐ等で固めた粉末成形体を熱間押出により緻密化し固化
する方法が採られている。
急冷凝固法によれば、通常のアルミニウム合金では得ら
れなかった珪素や鉄等を多量に含有する高合金組成のア
ルミニウム合金粉末が製造できるので、これを上記熱間
押出することにより従来をこない特性（例えば、低熱膨
張率や高耐熱性）のアルミニウム合金材料が得られ、既
にカーエアコン用ロータリーコンプレッサーのベーン材
として実用化されている。
れなかった珪素や鉄等を多量に含有する高合金組成のア
ルミニウム合金粉末が製造できるので、これを上記熱間
押出することにより従来をこない特性（例えば、低熱膨
張率や高耐熱性）のアルミニウム合金材料が得られ、既
にカーエアコン用ロータリーコンプレッサーのベーン材
として実用化されている。
又、かかる熱間押出法を利用してアルミニウム合金粉末
から製造した複層アルミニウム合金材料は公知である。
から製造した複層アルミニウム合金材料は公知である。
しかし、熱間押出法では複雑な形状又は優れた機械的特
性の複層アルミニウム合金材料を得ることが困難であっ
た。
性の複層アルミニウム合金材料を得ることが困難であっ
た。
そこで、複雑な形状又は優れた機械的特性の複層アルミ
ニウム合金材料を得たい場合には熱間押出性以外の方法
、例えばアルミニウム合金を鍛造した後接合する方法で
製造されていた。即ち、複層に組合せるべき各合金部分
を鍛造により別々に複雑形状に製造し、これらを後工程
で接合する方法である。この場合の接合方法としてはＨ
ＰやＨ工Ｐによる拡散接合、機械的接合、摩擦接合、焼
き嵌め接合、ロウ付は接合等を用いていた。
ニウム合金材料を得たい場合には熱間押出性以外の方法
、例えばアルミニウム合金を鍛造した後接合する方法で
製造されていた。即ち、複層に組合せるべき各合金部分
を鍛造により別々に複雑形状に製造し、これらを後工程
で接合する方法である。この場合の接合方法としてはＨ
ＰやＨ工Ｐによる拡散接合、機械的接合、摩擦接合、焼
き嵌め接合、ロウ付は接合等を用いていた。
（発明が解決しようとする課題〕
上記のように熱間押出性以外の方法で複層アルミニウム
合金材料を＠造する場合には、−旦製造した各合金部分
を鍛造により■錐形状に成形し、更に後工程で接合する
必要があった。
合金材料を＠造する場合には、−旦製造した各合金部分
を鍛造により■錐形状に成形し、更に後工程で接合する
必要があった。
しかも、その接合方法にも各種の欠点や制限が存在した
。例えば、ＨＰやＨＸＰによる拡散接合では接合強度が
低く、そこで接合強度を高め信頼性をもたすためには長
時間の処理が必要となり、生産性に劣る欠点があった。
。例えば、ＨＰやＨＸＰによる拡散接合では接合強度が
低く、そこで接合強度を高め信頼性をもたすためには長
時間の処理が必要となり、生産性に劣る欠点があった。
機械的接合及び煩さ嵌め接合では形状や寸法に大きな制
限が加わる欠点があった。又、ロウ付は接合では、アル
ミニウム合金は表面のアルミナ膜のためにロウ流れやロ
ウの凋れ性が悪いので、良好な接合を得ることは国領ｔ
であった。摩擦接合はアルミニウム合金には有効な方法
であるが、形状に制限があるうえ、各形状及び寸法ごと
に対応した装置を必要とし、更に後工程としてパリ取り
工程や焼鈍工程を付加する必要がある等の欠点があった
。
限が加わる欠点があった。又、ロウ付は接合では、アル
ミニウム合金は表面のアルミナ膜のためにロウ流れやロ
ウの凋れ性が悪いので、良好な接合を得ることは国領ｔ
であった。摩擦接合はアルミニウム合金には有効な方法
であるが、形状に制限があるうえ、各形状及び寸法ごと
に対応した装置を必要とし、更に後工程としてパリ取り
工程や焼鈍工程を付加する必要がある等の欠点があった
。
本発明はかかる従来の小情に鑑み、アルミニウム合金粉
末から複層アルミニウム合金材料を直接、従って後工程
として接合工程を要することなく、生産性よく製造する
方法を提供することを目的とする。
末から複層アルミニウム合金材料を直接、従って後工程
として接合工程を要することなく、生産性よく製造する
方法を提供することを目的とする。
上記の目的を解決するため、本発明の複層アルミニウム
合金材料の調造方法では粉末鍛冶法を応用し、粉末から
アルミニウム合位を製造すると同時にこれを複層に形成
する。
合金材料の調造方法では粉末鍛冶法を応用し、粉末から
アルミニウム合位を製造すると同時にこれを複層に形成
する。
このための手段としては；
（１）２種以上のアルミニウム合ぐ）粉末を２層以上に
成形するか、又は２種以上のアルミニウム合金粉末を別
々に成形して２層以上に重ね合せ、次にこれを熱間で粉
末鍛造する方法、又は （２１１種以上のアルミニウム合金粉末とアルミニウム
合金材とを２層以上に成形するか、又はアルミニウム合
金粉末を成形してアルミニウム合金材と２層以上に重ね
合せ、次にこれを熱間で鍛造する方法がある。
成形するか、又は２種以上のアルミニウム合金粉末を別
々に成形して２層以上に重ね合せ、次にこれを熱間で粉
末鍛造する方法、又は （２１１種以上のアルミニウム合金粉末とアルミニウム
合金材とを２層以上に成形するか、又はアルミニウム合
金粉末を成形してアルミニウム合金材と２層以上に重ね
合せ、次にこれを熱間で鍛造する方法がある。
アルミニウム合金粉末は急冷凝固法により得られた、例
えば冷却速度１００ Ｃ／ｓｅｅ以上で製造した粒径３
５０μｍ以下のｆｉ！合金粉末であっても良い。
えば冷却速度１００ Ｃ／ｓｅｅ以上で製造した粒径３
５０μｍ以下のｆｉ！合金粉末であっても良い。
かかる１合金粉末としては、１０〜４２市岱％のＳｉを
含むもの、このＳｌに加え０．１〜１０重量％の（Ｅｕ
、Ｍｇ、 Ｍｎｓ Ｆｅ、 Ｎｉ、ＣＯを含むもの、又
は４〜１０重′″；４％のＭｎ、 Ｆｅ、 Ｎｉ、Ｃｏ
を含むもの等がある。
含むもの、このＳｌに加え０．１〜１０重量％の（Ｅｕ
、Ｍｇ、 Ｍｎｓ Ｆｅ、 Ｎｉ、ＣＯを含むもの、又
は４〜１０重′″；４％のＭｎ、 Ｆｅ、 Ｎｉ、Ｃｏ
を含むもの等がある。
これらのＡｔ合金粉末には、用途に応じて自己潤滑性粒
子及び硬質粒子の両方又は片方を混合して使用すること
が出来る。自己潤滑性粒子としては黒鉛、カーボン、Ｂ
Ｎ、 Ｍｏ３ 等があり、その混合舟は２〜１０体積
％が好ましい。又、硬質粒子としては５ｉｎＳＳｉ Ｎ
、 ＴｉＣ，ｋｌ Ｏ、ＳｉＯ、Ｚｒ０１Ｍｇ０１Ｗ
Ｃ等があり、その混合計は０．５〜１５体積％が好まし
い。
子及び硬質粒子の両方又は片方を混合して使用すること
が出来る。自己潤滑性粒子としては黒鉛、カーボン、Ｂ
Ｎ、 Ｍｏ３ 等があり、その混合舟は２〜１０体積
％が好ましい。又、硬質粒子としては５ｉｎＳＳｉ Ｎ
、 ＴｉＣ，ｋｌ Ｏ、ＳｉＯ、Ｚｒ０１Ｍｇ０１Ｗ
Ｃ等があり、その混合計は０．５〜１５体積％が好まし
い。
又、これらの粉末は焼結を起させないように成形する必
要があり、そのための成形方法としては金型圧縮成形又
はＣ工Ｐが好ましい。
要があり、そのための成形方法としては金型圧縮成形又
はＣ工Ｐが好ましい。
前記した如く、複層に組合せるべき各ｋ１重金属分を鍛
造法等により別々に製造し、これらを後工程で接合する
従来の方法では、ミクロな接合面は平滑であるから、接
合時に合金同志の相対的な移動が少なく、塑性変形度が
小さいので、接合強度が弱い。特に急冷凝固法による高
合金組成のＡｔ合金粉末は変形能が小さいので大きな塑
性変形が不可能であり、接合強度も極端に弱くなる。
造法等により別々に製造し、これらを後工程で接合する
従来の方法では、ミクロな接合面は平滑であるから、接
合時に合金同志の相対的な移動が少なく、塑性変形度が
小さいので、接合強度が弱い。特に急冷凝固法による高
合金組成のＡｔ合金粉末は変形能が小さいので大きな塑
性変形が不可能であり、接合強度も極端に弱くなる。
又、１１合金粉末に高融点のセラミック粒子を混合した
場合には接合時の拡散が少なくなるのでやはり接合強度
が極端に弱くなる。
場合には接合時の拡散が少なくなるのでやはり接合強度
が極端に弱くなる。
然るに本発明方法においては、粉末成形体を鍛造するこ
とによって大きな塑性変形を生じさせることができ、Ａ
１合金粉末同志の相対的な動き及び摩耗により表面層の
ＡＩＯ膜が破壊されて新生面が露出し、粒子同士の結合
が引き起されるのでＰ密で高強度の粉末鍛造Ａ７合金が
得られる。この際、複層させるべき組成の異なる１１合
金粉末の２層以上の粉末成形体（一体でも別体でも可）
同士又はかかる粉末成形体と合金材とを接せしめ、同時
に鍛造することによって、各層間の接合界面でも上記と
同様な粒子同士の結合が生じる結果、粉末鍛造による合
金化と同時に接合が完了して複層ＡＩ合金材料が得られ
る。
とによって大きな塑性変形を生じさせることができ、Ａ
１合金粉末同志の相対的な動き及び摩耗により表面層の
ＡＩＯ膜が破壊されて新生面が露出し、粒子同士の結合
が引き起されるのでＰ密で高強度の粉末鍛造Ａ７合金が
得られる。この際、複層させるべき組成の異なる１１合
金粉末の２層以上の粉末成形体（一体でも別体でも可）
同士又はかかる粉末成形体と合金材とを接せしめ、同時
に鍛造することによって、各層間の接合界面でも上記と
同様な粒子同士の結合が生じる結果、粉末鍛造による合
金化と同時に接合が完了して複層ＡＩ合金材料が得られ
る。
上記の如く粉末鍛造により製造した本発明に係る複層Ａ
１合金材料は、各会合部分を別々に製造した後接合した
従来の複層ｐ−を合金材料に比較して接合強度が改善さ
れる。その理由は、粉末の場合には合金に比べて表面層
のＡ／ Ｏ膜が薄いので破壊されて新生面が出やすいこ
と、及び粉末鍛造では接合界面でのメタルフローが犬さ
くなり空孔や酸化物の残存を容易に取り除くことが出来
る為である。かかる接合強度の改善は、Ａｔ合金粉末中
に難加工性のセラミック等の硬質粒子を含有する場合に
特に顕著である。
１合金材料は、各会合部分を別々に製造した後接合した
従来の複層ｐ−を合金材料に比較して接合強度が改善さ
れる。その理由は、粉末の場合には合金に比べて表面層
のＡ／ Ｏ膜が薄いので破壊されて新生面が出やすいこ
と、及び粉末鍛造では接合界面でのメタルフローが犬さ
くなり空孔や酸化物の残存を容易に取り除くことが出来
る為である。かかる接合強度の改善は、Ａｔ合金粉末中
に難加工性のセラミック等の硬質粒子を含有する場合に
特に顕著である。
又、本発明方法は粉末鍛造によるので、製造すべさ複層
Ａｔ合並相料の形状や寸法には殆ど制限がない利点もあ
る。
Ａｔ合並相料の形状や寸法には殆ど制限がない利点もあ
る。
実施例１
第１表のａ ％ Ｇで示した急冷凝固法で製造した１１
合金粉末を、金型を用いて夫々別々に圧縮成形すること
により直径５０朋×厚さ１５ｍ＋＋＋の粉末成形体を作
成した。その後、各成形体を第１表に示す如く２又は３
層に重ね合せ、４２０Ｃに加熱して３打の熱間鍛造によ
り、直径６０朋×厚さ２（１１７１（２層の場合）又は
３Ｑ＋＋＋ｓ（３層の場合）のディスク状の鍛造品を得
た。
合金粉末を、金型を用いて夫々別々に圧縮成形すること
により直径５０朋×厚さ１５ｍ＋＋＋の粉末成形体を作
成した。その後、各成形体を第１表に示す如く２又は３
層に重ね合せ、４２０Ｃに加熱して３打の熱間鍛造によ
り、直径６０朋×厚さ２（１１７１（２層の場合）又は
３Ｑ＋＋＋ｓ（３層の場合）のディスク状の鍛造品を得
た。
各鍛造品は厚さ方向に２層又は３Ｎからなり、光学ｉＷ
１．境で接合界面を観察したところ、空孔、亀裂、酸化
物の集積等は認められなかった。又、各鍛造品について
抗折力を測定した結果は第１表の通りであり、その各層
を構成するＡｔ合金単体の中の最大の抗折力（各試料の
抗折力の後に０シて例記）とほぼ同等の値を示した。
１．境で接合界面を観察したところ、空孔、亀裂、酸化
物の集積等は認められなかった。又、各鍛造品について
抗折力を測定した結果は第１表の通りであり、その各層
を構成するＡｔ合金単体の中の最大の抗折力（各試料の
抗折力の後に０シて例記）とほぼ同等の値を示した。
第 １ 表
実施例２
第２表のａ〜ｂで示した組成のＡ／合金粉末及び合金材
（直径５０關×厚さ１５關）を用い、Ａ１合金粉末は位
型で夫々圧縮成形することにより合金材と同一寸法の粉
末成形体とした。その後、各成形体及び合金材を第２表
に示す如く重ね合せ、実施例１と同一条件で熱間鍛造し
てディスク状の鍛造品を１ｌｉＪ造した。
（直径５０關×厚さ１５關）を用い、Ａ１合金粉末は位
型で夫々圧縮成形することにより合金材と同一寸法の粉
末成形体とした。その後、各成形体及び合金材を第２表
に示す如く重ね合せ、実施例１と同一条件で熱間鍛造し
てディスク状の鍛造品を１ｌｉＪ造した。
第 ２ 表
（ま１：）×・・試料９は比ｌ数例である。
本発明例の試料６〜８は外観的に亀裂や剥離等の発生が
なく、光学顕微鏡Ｇこよる接合面の観察でも空孔、亀裂
、酸化物の集積等は認められなかったが、比較例の試料
９では割れが発生した。
なく、光学顕微鏡Ｇこよる接合面の観察でも空孔、亀裂
、酸化物の集積等は認められなかったが、比較例の試料
９では割れが発生した。
実施例３
第３表に示すＡ１合金粉末及びＡ１合金粉末と他の粉末
（自己層滑性粒子又は硬質粒子〕との混合粉末を実施例
１と同様に圧縮成形し、その後書成形体を第３表に示す
如く重ね合せ、実施例１と同一条件で熱間鍛造してディ
スク状の鍛造品を製造した。
（自己層滑性粒子又は硬質粒子〕との混合粉末を実施例
１と同様に圧縮成形し、その後書成形体を第３表に示す
如く重ね合せ、実施例１と同一条件で熱間鍛造してディ
スク状の鍛造品を製造した。
第 ３ 表
本発明例の試料１０〜１２は外観的に亀裂や剥離等の発
生がなく、光学顕微鏡による接合面の観察でも硬質粒子
等を含むにも拘らず空孔、亀裂、酸化物の集積等は認め
られず、接合は良好であった。
生がなく、光学顕微鏡による接合面の観察でも硬質粒子
等を含むにも拘らず空孔、亀裂、酸化物の集積等は認め
られず、接合は良好であった。
比較のために、試料１０と同じ粉末ａ及び粉末すの各熱
間押出体を重ね合せ、上記と同様の条件で鍛造したとこ
ろ、鍛造品には割れが発生し、光学顕微鏡により観察し
た結果、接合界面にも接合不良が見られた。
間押出体を重ね合せ、上記と同様の条件で鍛造したとこ
ろ、鍛造品には割れが発生し、光学顕微鏡により観察し
た結果、接合界面にも接合不良が見られた。
本発明によれば、粉末鍛造を利用するので従来に比較し
て接合強度が大さく信頼性の高い複層アルミニウム合金
材料を生産性よく製造することかでさる。
て接合強度が大さく信頼性の高い複層アルミニウム合金
材料を生産性よく製造することかでさる。
しかも、原料粉末として急冷凝固法による珪累等の高添
加アルミニウム合金粉末、又はこれに硬質粒子や自己潤
滑性粒子を混合した粉末を使用できるので、従来にない
高機能性の複層アルミニウム合金材料を提供することが
出来る。
加アルミニウム合金粉末、又はこれに硬質粒子や自己潤
滑性粒子を混合した粉末を使用できるので、従来にない
高機能性の複層アルミニウム合金材料を提供することが
出来る。
出願人 住友電気工業株式会社
Claims (3)
- （１）２種以上のアルミニウム合金粉末を２層以上に成
形するか、又は２種以上のアルミニウム合金粉末を別々
に成形して２層以上に重ね合せ、次にこれを熱間で粉末
鍛造することを特徴とする複層アルミニウム合金材料の
製造法。 - （２）１種以上のアルミニウム合金粉末とアルミニウム
合金材とを２層以上に成形するか、又はアルミニウム合
金粉末を成形してアルミニウム合金材と２層以上に重ね
合せ、次にこれを熱間で鍛造することを特徴とする複層
アルミニウム合金材料の製造法。 - （３）アルミニウム合金粉末に、自己潤滑性粒子及び／
又は硬質粒子を混合することを特徴とする、請求項（１
）又は（２）記載の複層アルミニウム合金材料の製造法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27237688A JPH02122005A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 複層アルミニウム合金材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27237688A JPH02122005A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 複層アルミニウム合金材料の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122005A true JPH02122005A (ja) | 1990-05-09 |
Family
ID=17513025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27237688A Pending JPH02122005A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 複層アルミニウム合金材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02122005A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104646666A (zh) * | 2014-06-16 | 2015-05-27 | 广西梧州港德硬质合金制造有限公司 | 硬质合金坯料的烧结方法 |
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1988
- 1988-10-28 JP JP27237688A patent/JPH02122005A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104646666A (zh) * | 2014-06-16 | 2015-05-27 | 广西梧州港德硬质合金制造有限公司 | 硬质合金坯料的烧结方法 |
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