JPH02149631A - 耐摩耗性及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金 - Google Patents
耐摩耗性及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金Info
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- JPH02149631A JPH02149631A JP30451188A JP30451188A JPH02149631A JP H02149631 A JPH02149631 A JP H02149631A JP 30451188 A JP30451188 A JP 30451188A JP 30451188 A JP30451188 A JP 30451188A JP H02149631 A JPH02149631 A JP H02149631A
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- aluminum alloy
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、例えばピストン、その地熱膨張係数が小さ
く耐摩耗性および熱伝導性の要求される自動車用部品や
各種機械部品等に使用される耐摩耗性及び熱伝導性に優
れた低熱膨張アルミニウム合金に関する。
く耐摩耗性および熱伝導性の要求される自動車用部品や
各種機械部品等に使用される耐摩耗性及び熱伝導性に優
れた低熱膨張アルミニウム合金に関する。
従来の技術
従来、この種のアルミニウム合金としては、耐摩耗性を
向上させるための元素としてＳｔを添加したＡｌ−ＳＬ
系アルミニウム合金が良く知られているところであり、
一般に多く用いられている。
向上させるための元素としてＳｔを添加したＡｌ−ＳＬ
系アルミニウム合金が良く知られているところであり、
一般に多く用いられている。
発明が解決しようとする課題
ところが、耐摩耗性の向上のために、Ｓｉの添加量を増
加すると、耐摩耗性が向上し、熱膨張係数が低下する反
面、鋳造性、切削性および鍛造性が低下するという問題
があり、自ずからその添加量に制約を受けるものであっ
た。
加すると、耐摩耗性が向上し、熱膨張係数が低下する反
面、鋳造性、切削性および鍛造性が低下するという問題
があり、自ずからその添加量に制約を受けるものであっ
た。
この発明はこのような事情に鑑み、耐摩耗性等の機械的
性質に優れ、かつ熱伝導性や熱膨張性等の物理的性質に
優れたアルミニウム合金を提供することを目的としてな
されたものである。
性質に優れ、かつ熱伝導性や熱膨張性等の物理的性質に
優れたアルミニウム合金を提供することを目的としてな
されたものである。
課題を解決するための手段
而して、この発明は鋭意研究の結果、Ｓｔによる硬質粒
子の他に、Ａｌ３Ｎｉ金属間化合物を分散させたものと
し、同時にＣｕ及びＭｇを共存させることによって、耐
摩耗性及び熱膨張性の充分な改善をはかりつ−、同時に
熱伝導性、鋳造性、切削性および鍛造性の改善をはかり
うろことを見出し、か＼る知見に基づいて完成し得たも
のである。
子の他に、Ａｌ３Ｎｉ金属間化合物を分散させたものと
し、同時にＣｕ及びＭｇを共存させることによって、耐
摩耗性及び熱膨張性の充分な改善をはかりつ−、同時に
熱伝導性、鋳造性、切削性および鍛造性の改善をはかり
うろことを見出し、か＼る知見に基づいて完成し得たも
のである。
即ち、この発明の第１は、
Ｎｉ：８〜１０％
Ｓｉ：４〜１０％
Ｃｕ：２〜５％
Ｍｇ：０．３〜２９６
を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる耐摩耗性
及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金である
。
及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金である
。
そして又、第２の発明は、上記第１発明の必須含有元素
Ｓ ｉ、Ｎｉ、ＣｕおよびＭｇのほかに、 Ｃｒ：０．０１〜１％ Ｍｎ：０、０１〜１％ Ｚ ｒ ： ０． ０１〜０． ５９６Ｖ：０．０
１〜０．１％ Ｔｉ：０．０１〜１％ Ｚｎ：０．０１〜５％ Ｆｅ：０．０１〜５％ のうちの１種または２種以上 を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる耐摩耗性
及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金である
。
Ｓ ｉ、Ｎｉ、ＣｕおよびＭｇのほかに、 Ｃｒ：０．０１〜１％ Ｍｎ：０、０１〜１％ Ｚ ｒ ： ０． ０１〜０． ５９６Ｖ：０．０
１〜０．１％ Ｔｉ：０．０１〜１％ Ｚｎ：０．０１〜５％ Ｆｅ：０．０１〜５％ のうちの１種または２種以上 を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる耐摩耗性
及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金である
。
なお、この明細書において、「％」はいずれも「重量％
」を示すものである。
」を示すものである。
上記合金添加元素の意義とその含を量の限定理由は次の
とおりである。
とおりである。
即ち、Ｎｉは、Ａ、Ｑ３Ｎｉ金属間化合物を形成して合
金中に分散し、主として耐摩耗性の向上および熱膨張係
数の低下に寄与するものであり、その含有量が８％未満
では上記効果に乏しく、１０％をこえて過多に含有する
と、熱伝導性を阻害する。特に好ましい含有量は、８．
５〜９．５％程度である。
金中に分散し、主として耐摩耗性の向上および熱膨張係
数の低下に寄与するものであり、その含有量が８％未満
では上記効果に乏しく、１０％をこえて過多に含有する
と、熱伝導性を阻害する。特に好ましい含有量は、８．
５〜９．５％程度である。
Ｓｔは耐摩耗性および強度を向上させると共に、熱膨張
係数を低下させるものであり、４％未満では用途によっ
ては充分な効果が得られず、１０％を超えると初晶Ｓｔ
により押出時に表面クラックが発生するおそれがある。
係数を低下させるものであり、４％未満では用途によっ
ては充分な効果が得られず、１０％を超えると初晶Ｓｔ
により押出時に表面クラックが発生するおそれがある。
特に好ましい含有量は、７〜９％程度である。
、Ｃｕ及びＭｇは、いずれも強度を高めるためのもので
あり、Ｃｕが２％未満、およびＭｇが０．３％未満では
この効果が少なく、逆にＣｕが５％を超え、あるいはＭ
ｇが２％を超える場合には、粗大な晶出物が生成し、か
えって機械的性質が劣化する。特に好ましい含有量は、
ＣＵにおいて２．５〜４．５％、Ｍｇにおいて０゜５〜
１，５％程度である。
あり、Ｃｕが２％未満、およびＭｇが０．３％未満では
この効果が少なく、逆にＣｕが５％を超え、あるいはＭ
ｇが２％を超える場合には、粗大な晶出物が生成し、か
えって機械的性質が劣化する。特に好ましい含有量は、
ＣＵにおいて２．５〜４．５％、Ｍｇにおいて０゜５〜
１，５％程度である。
Ｃ「、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｆｅは、いずれも
合金の機械的性質の改善に効果を有するものであり、こ
の発明においてはこの添加効果の点で相互に均等物とし
て評価しうるちのである。いずれもその個々の含有量が
０，０１％より少ないときは、上記効果の実現に不十分
であり、逆に規定値をこえて過多に含有（Ｃｒ、Ｍｎ５
Ｔｉ１１％超、Ｚｒ：０．５％超、■：０．１％超、Ｚ
ｎ、Ｆｅ：５％超）しても、上記効果が飽和し、他に格
別有益な効果を奏しない。
合金の機械的性質の改善に効果を有するものであり、こ
の発明においてはこの添加効果の点で相互に均等物とし
て評価しうるちのである。いずれもその個々の含有量が
０，０１％より少ないときは、上記効果の実現に不十分
であり、逆に規定値をこえて過多に含有（Ｃｒ、Ｍｎ５
Ｔｉ１１％超、Ｚｒ：０．５％超、■：０．１％超、Ｚ
ｎ、Ｆｅ：５％超）しても、上記効果が飽和し、他に格
別有益な効果を奏しない。
ところで、本発明合金は常法に従う連続あるいは半連続
鋳造法によっても製造することができるが、加圧凝固法
により好適に製造されるものである。この加圧凝固法を
説明すると次のとおりである。即ち、本発明合金を溶解
し、その溶湯を加圧凝固用金型に注湯して加圧凝固せし
めることにより、欠陥のない結晶粒の均一かつ微細なビ
レットの作成を行うものである。加圧凝固用金型は、こ
れに押出機のコンテナを利用するものとしても良い。即
ち、アルミニウム合金溶湯を直接コンテナに注入し、ス
テムで加圧しつつ凝固させるものとしても良い。もちろ
ん、この場合、上記コンテナの前面は盲ダイスを付設し
て塞ぎ、加圧凝固中の溶湯の吹き出しを防ぐものとする
ことが必要である。また上記注湯に際しては前記金型を
予め３００〜３５０℃程度に加熱しておくものとするこ
とが望ましい。
鋳造法によっても製造することができるが、加圧凝固法
により好適に製造されるものである。この加圧凝固法を
説明すると次のとおりである。即ち、本発明合金を溶解
し、その溶湯を加圧凝固用金型に注湯して加圧凝固せし
めることにより、欠陥のない結晶粒の均一かつ微細なビ
レットの作成を行うものである。加圧凝固用金型は、こ
れに押出機のコンテナを利用するものとしても良い。即
ち、アルミニウム合金溶湯を直接コンテナに注入し、ス
テムで加圧しつつ凝固させるものとしても良い。もちろ
ん、この場合、上記コンテナの前面は盲ダイスを付設し
て塞ぎ、加圧凝固中の溶湯の吹き出しを防ぐものとする
ことが必要である。また上記注湯に際しては前記金型を
予め３００〜３５０℃程度に加熱しておくものとするこ
とが望ましい。
これによりビレットに一層微細な組織を得ることを可能
にする。即ち３００℃程度未満であると、注湯後前記ア
ルミニウムの凝固が直ぐに開始してしまい、加圧凝固に
よる効果が十分に達成され難い。一方、３５０℃を越え
る高温に加熱しておくと、冷却速度が遅くなり、晶出物
が成長して上記微細化効果を十分に達成し難いものとな
る傾向がみられる。注湯後すぐさま前記金型内の溶湯を
加圧ピストンにより加圧し、凝固を進行せしめることに
よってビレットを作成する。即ち加圧凝固法によってビ
レットを作成する。この際の加圧力は５０Ｋｙｆｌａｄ
以上であれば良く、望ましくは５００〜１０００／（ｇ
ｆ／ｄ程度とするのが良い。この加圧力の大小はビレッ
トの品質にさして大きな影響を与えるものではない。し
かしながら、５０Ｋｆｆｆ／ｃｍ未満では加圧凝固法に
よる鋳造割れ防止および結晶粒の微細化効果に不十分で
あり、反面例えば１５００に９ｆ／ａｌを超えるような
高圧を付加しても、それに要するエネルギーの増大に見
合う効果の比例的向上を見ることができないためむしろ
無益である。このように、所定の加圧状態下においてア
ルミニウム合金を凝固させることにより、鋳造割れを生
じさせることなく、かつ晶出物の小さなビレットを作成
し得る。上記加圧凝固法により作成したビレットは、次
にこれを押出加工して所期するアルミニウム合金材とす
る。ここに、ビレットは一旦冷却された固相状態のもの
を用いても良いが、好ましくは前記加圧凝固の進行によ
り、ビレットの温度が押出し加工に適する温度、例えば
液相温度の約１／２程度にまで低下し半溶融状態となっ
た時点で加圧凝固工程を終了し、すぐさまそのまま押出
機のコンテナに装填して押出しを開始するものとなすこ
とが奨励される。このような手順を採用することにより
、押出し加工に際してのビレットの加熱工程を省くこと
が可能となり、その加熱に要するエネルギーおよび時間
を節約し、合金押出し材の製造能率の向上および製造コ
ストの低減の利益を享受しうる。
にする。即ち３００℃程度未満であると、注湯後前記ア
ルミニウムの凝固が直ぐに開始してしまい、加圧凝固に
よる効果が十分に達成され難い。一方、３５０℃を越え
る高温に加熱しておくと、冷却速度が遅くなり、晶出物
が成長して上記微細化効果を十分に達成し難いものとな
る傾向がみられる。注湯後すぐさま前記金型内の溶湯を
加圧ピストンにより加圧し、凝固を進行せしめることに
よってビレットを作成する。即ち加圧凝固法によってビ
レットを作成する。この際の加圧力は５０Ｋｙｆｌａｄ
以上であれば良く、望ましくは５００〜１０００／（ｇ
ｆ／ｄ程度とするのが良い。この加圧力の大小はビレッ
トの品質にさして大きな影響を与えるものではない。し
かしながら、５０Ｋｆｆｆ／ｃｍ未満では加圧凝固法に
よる鋳造割れ防止および結晶粒の微細化効果に不十分で
あり、反面例えば１５００に９ｆ／ａｌを超えるような
高圧を付加しても、それに要するエネルギーの増大に見
合う効果の比例的向上を見ることができないためむしろ
無益である。このように、所定の加圧状態下においてア
ルミニウム合金を凝固させることにより、鋳造割れを生
じさせることなく、かつ晶出物の小さなビレットを作成
し得る。上記加圧凝固法により作成したビレットは、次
にこれを押出加工して所期するアルミニウム合金材とす
る。ここに、ビレットは一旦冷却された固相状態のもの
を用いても良いが、好ましくは前記加圧凝固の進行によ
り、ビレットの温度が押出し加工に適する温度、例えば
液相温度の約１／２程度にまで低下し半溶融状態となっ
た時点で加圧凝固工程を終了し、すぐさまそのまま押出
機のコンテナに装填して押出しを開始するものとなすこ
とが奨励される。このような手順を採用することにより
、押出し加工に際してのビレットの加熱工程を省くこと
が可能となり、その加熱に要するエネルギーおよび時間
を節約し、合金押出し材の製造能率の向上および製造コ
ストの低減の利益を享受しうる。
発明の効果
この発明に係るアルミニウム合金は、下記の実施例の参
酌によって明らかなように、その合金組成の限定事項の
範囲からそのいずれか１以上が逸脱する比較合金に較べ
て、Ｓｉ含有量が制限されているにもかかわらず耐摩耗
性、熱伝導性および低熱膨張性の点につき優れた効果を
実現し得るものである。
酌によって明らかなように、その合金組成の限定事項の
範囲からそのいずれか１以上が逸脱する比較合金に較べ
て、Ｓｉ含有量が制限されているにもかかわらず耐摩耗
性、熱伝導性および低熱膨張性の点につき優れた効果を
実現し得るものである。
実施例
第１表に示す本発明合金及び比較合金のそれぞれについ
て、その溶湯を液相温度＋１００℃に加熱した加圧凝固
用金型に注湯し、１０００Ｋｙｆ／Ｃｉの加圧下で凝固
させてビレットを作成し、このビレットを押出温度４９
０℃にて直径１２ＩＩＩＩＩの丸棒に押出加工し、４９
０℃Ｘ６時間の溶体化処理後水冷し、１８０℃×７時間
の時効処理を施したものを供試材とした。
て、その溶湯を液相温度＋１００℃に加熱した加圧凝固
用金型に注湯し、１０００Ｋｙｆ／Ｃｉの加圧下で凝固
させてビレットを作成し、このビレットを押出温度４９
０℃にて直径１２ＩＩＩＩＩの丸棒に押出加工し、４９
０℃Ｘ６時間の溶体化処理後水冷し、１８０℃×７時間
の時効処理を施したものを供試材とした。
そして、この各供試材につき、耐摩耗性、熱伝導率及び
熱膨張係数を調べた。その結果を第２表に示す。
熱膨張係数を調べた。その結果を第２表に示す。
なお、耐摩耗性の試験は、回転円板による大越式摩耗試
験機を用いて、負荷荷重：２．ＩＫｙ、摩擦距離：６０
０ｍ、、摩擦速度：３．６７ｍ／Ｓ１相手材： ＦＣ−
３０（Ｊ Ｉｓ） 、試験面：エメリペーパー１２００
番仕上げ、の試験条件で摩擦した場合の供試材の比摩耗
量を、’１１１１定することによって評価した。
験機を用いて、負荷荷重：２．ＩＫｙ、摩擦距離：６０
０ｍ、、摩擦速度：３．６７ｍ／Ｓ１相手材： ＦＣ−
３０（Ｊ Ｉｓ） 、試験面：エメリペーパー１２００
番仕上げ、の試験条件で摩擦した場合の供試材の比摩耗
量を、’１１１１定することによって評価した。
上記第２表の結果に示されるように、本発明合金は、比
較合金に較べ、耐摩耗性が一段と向上され、熱伝導率お
よび低熱膨張性のいずれにも優れたものであることを確
認し得た。
較合金に較べ、耐摩耗性が一段と向上され、熱伝導率お
よび低熱膨張性のいずれにも優れたものであることを確
認し得た。
以上
Claims (2)
- （１）Ｎｉ：８〜１０％ Ｓｉ：４〜１０％ Ｃｕ：２〜５％ Ｍｇ：０．３〜２％ を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる耐摩耗性
及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金。 - （２）Ｎｉ：８〜１０％ Ｓｉ：４〜１０％ Ｃｕ：２〜５％ Ｍｇ：０．３〜２％ を含有し、かつ、 Ｃｒ：０．０１〜１％ Ｍｎ：０．０１〜１％ Ｚｒ：０．０１〜０．５％ Ｖ：０．０１〜０．１％ Ｔｉ：０．０１〜１％ Ｚｎ：０．０１〜５％ Ｆｅ：０．０１〜５％ のうちの１種または２種以上 を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる耐摩耗性
及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30451188A JPH02149631A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 耐摩耗性及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30451188A JPH02149631A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 耐摩耗性及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02149631A true JPH02149631A (ja) | 1990-06-08 |
Family
ID=17933917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30451188A Pending JPH02149631A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 耐摩耗性及び熱伝導性に優れた低熱膨張アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02149631A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04323343A (ja) * | 1991-04-24 | 1992-11-12 | Showa Alum Corp | 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金 |
| JPH055147A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Showa Alum Corp | 耐摩耗性に優れた低熱膨張アルミニウム合金 |
| JPH055146A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Showa Alum Corp | 耐摩耗性及び熱伝導性に優れたアルミニウム合金 |
| US5374295A (en) * | 1992-03-04 | 1994-12-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder, heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5409661A (en) * | 1991-10-22 | 1995-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy |
| US5464463A (en) * | 1992-04-16 | 1995-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5614036A (en) * | 1992-12-03 | 1997-03-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High heat resisting and high abrasion resisting aluminum alloy |
| CN106702226A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-24 | 重庆顺博铝合金股份有限公司 | 用于制备发动机缸盖的铝合金及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61259829A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-18 | Showa Alum Corp | 耐摩耗性アルミニウム合金押出材の製造法 |
| JPS61259830A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-18 | Showa Alum Corp | 切削性に優れた耐摩耗性アルミニウム合金押出材の製造法 |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP30451188A patent/JPH02149631A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| US5464463A (en) * | 1992-04-16 | 1995-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant aluminum alloy powder heat resistant aluminum alloy and heat and wear resistant aluminum alloy-based composite material |
| US5614036A (en) * | 1992-12-03 | 1997-03-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High heat resisting and high abrasion resisting aluminum alloy |
| CN106702226A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-24 | 重庆顺博铝合金股份有限公司 | 用于制备发动机缸盖的铝合金及其制备方法 |
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