JPH02166253A - 工具寿命の優れたＡｌ―Ｍｇ↓２Ｓｉ系快削合金 - 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、切削工具刃の摩耗量が小さく、自動機による
切削加工に適した被削性の良好な６１２ＭｇｚＳｉ系快
削合金に関する。

（従来の技術） 電機、機械、自動車等に用いられている各種部品の幾ら
かはアルミニウム合金製であって、その多くは自動切削
機による連続生産である。このような部品に使用される
アルミニウム合金としては、Ｃｕを主要含有元素とし、
少量のＰｂ、、Ｂｉを含有させた被削性の良好なＡＡ２
ＱＬＬ合金や、Ｍｇ２Ｓｉを主成分とし、少量のｐｂ、
旧を含有させたＡＡ６２６２快削合金等が良く知られて
いる。

（発明の課題） 自動機においては、長時間にねたり被削物の寸法変化が
少いことおよび被削物のセットにかかる段取は可及的短
時間に終了することが求められ、この段取時間のうち切
削工具の刃の摩耗による工具交換時間は非生産的な時間
として改善が求められている。

また、切削時切屑が連続すると自動機にからみつき易く
、切削面に傷を付けたり、人手により切屑を除去する必
要があって自動機による省力化が妨げられる。

本発明の目的はこのような欠点を改善した工具寿命の長
い、切屑分断性の良いアルミニウム快削合金を提供する
ことにある。

（課題解決のだめの手段） 発明者らは上記した目的を達成するために多くの実験を
繰り返した結果、基本合金をＡ　ｌｔ　−ＭｇｚＳｉ系
とし、これにＣｕ、　Ｐｂ、　Ｓｎを添加し、不純物含
有量を可及的少量とし、これにＮｉの少量を添加含有せ
しめた合金は、工具寿命長く、切屑分断性も良好で、自
動機による切削加工に適した被削性良好な快削合金の得
れることを見出し本発明を完成したものである。

すなわち本発明は、ＭｇＯ，８〜１．２讐Ｌ％２Ｓｉ０
．４〜０．８ｗｔ％、Ｃｕ　０．２〜０．４ｗｔ％、Ｐ
ｂＯ，４〜０．７ｗｔ％、Ｓｒ＋　０．９〜１．２ｗｔ
％、Ｎｉ０．０４〜０．０８讐ｔ％、およびＴｉ０．０
３ｗｔ％以下またはＢＯ，０２ｉｖｔ％以下のうち１種
または２種を含有し、残部アルミニウムと不純物とから
なり、該不純物のうちＦｅの含有量を０．１５ｗｔ％以
下、Ｍｎ、　Ｃｒ、　　ＶＺｒを各々０．０２ｗｔ％以
下としたことを特徴とする工具寿命の優れたＡ　ｊ２−
ＭｇｚＳｉ系快削合全快削合金（作　用） 本発明に係る快削合金は、Ｍｇ、　Ｓｉ、　Ｃｕを添加
して合金に強度をイ」与し、Ｐｂ、　Ｓｎを添加して合
金に被削性を付与し、不純物を制限することによって工
具の摩耗を少量とし、Ｎｉを添加することによって、不
純物を制限したことによって生じる切屑分断性の低下を
補うと共に工具の摩耗量を増加させない作用を有するも
のである。

次に含有成分およびその割合について詳述する。

−ｇ　０．８〜１．．２ｗｔ％ Ｓｉ　Ｏ１４〜０．８ｗｔ％ ｈｇとＳｉは共存してＭｇｚＳｉを析出し合金に強度を
伺与するだめのもので、その含有量が下限値以下では効
果少なく、上限値以上では材料特性が劣化し、経済性に
も劣る。

ＭｇはＳｉと共にＭ、、２ｓｉを形成するが、財が少く
、Ｓｉが多い場合は未反応Ｓｉが存在し易くなり、この
未反応Ｓｉが工具摩耗性を増大させるのでＭｇ、　Ｓｉ
の量的割合はＭｇ／Ｓｉ　＝　１．２〜２．０好ましく
は１．６〜２．０とするのが望ましい。

Ｃｕ　０．２０〜０．４０ｉｙｔ％ Ｃｕは合金に強度を付与するためのもので、その含有量
が下限値以下では効果少なく、上限値以上では耐食性を
低下すると共に、粗大なＣｕＡβ２化合物が形成され易
く工具摩耗を増大させる。

Ｐｂ　Ｏ，４０〜０．７０ｗｔ％ Ｓｎ　Ｏ，９０〜１．２０ｗｔ％ Ｐｂ、　Ｓｎは単体で存在するか、Ｐｂ、　Ｓｎの低融
点共晶物を形成して、切屑を分断し易くするためのもの
で、その含有量が下限値以下では効果少なく、上限値以
上では押出抽伸等の加工の加熱工程で部分的溶解を起し
易く平滑な切削面を得鑓（なる。

Ｓｎ／Ｐｂ＝　１．２〜２．２の範囲内とすると共晶を
形成し易く、上記効果を助長し望ましい。

Ｎｉ０．４０〜０，０８匈ｔ％ Ｎｉは、以下に述べるＣｒ、　Ｍｎ等を規制したために
生ずる切屑分断性の低下を、ＡｊＮＪｉ　、　ＡＮＣｕ
ＮｉＡ　１２　ＦｅＮｉ等の化合物を形成して回復させ
ると共に、工具摩耗量を増大せしめないためのもので、
その含有量が下限値以下では切屑分断性の回復が少なく
、また上限値以上では粗大なＡ６Ｎｉ、　ＡＡＣｕＮｉ
八ρＦｅＮへｉ等の化合物を形成し易く工具摩耗量を増
加する。

Ｆｅ　０．１　Ｓｉ％以下 Ｍｎ、　Ｃｒ、　Ｖ、　Ｚｒ各々０．０２ｗｔ％以下不
純物中のＦｅ、　Ｍｎ、　Ｃｒ、　　Ｖ、　ＺｒはＡ　
１−Ｆｅ、へβＣｒ、へ１−　Ｖ　、　Ａ　ｌｌ−Ｚｒ
系の化合物を形成して工具摩耗量を増大させるので、可
及的少量であることが好ましく、許容の範囲として上限
値を定めた。

Ｔｉ０．０３ｗｔ％以下 Ｂ０．０２ｗｔ％以下の１種または２種Ｔｉ、　　Ｂは
鋳塊の結晶粒を微細化して晶出物あるいは低融点金属を
均一分散し、被削性を更に向上させるためのもので、そ
の含有量が上限値以上となるとＡ７！−Ｔｉ、　Ａｆｆ
−Ｂ系の粗大な化合物を形成し易くなって工具摩耗量を
増大させる。

（実施例） 次に本発明の実施例について説明し、本発明の効果を確
認するために併せて比較例および従来例について説明す
る。

アルミニウム合金を常法によって溶製し、１７８φのビ
レットを鋳造した。分析値を第１表に示す。

晶出物を均一微細に分散させることは切削性の向上に重
要であるので、ビレット径は８″φ以下とすることが望
ましい。鋳造したヒレノドは、５１０°Ｃの温度に６時
間保持して均質化処理を行った。この処理は、鋳造時に
晶出した共晶成分をマトリックスに均一に分散させ、そ
の後の押出抽伸等の加工性および切削性を向上させるた
めのもので、５００°Ｃ以上の温度に２時間以上保持す
ることが望ましい。

均質化処理したビレットは予熱し、１７φの丸棒に押出
し、１５φに抽伸加工し、５３５°Ｃの温度に４時間保
持して溶体化処理した後水焼入し、再度１３．１５φに
抽伸し、人工時効処理を行い試料とした。押出加工に際
しては、ダイス出口の温度を４３０〜４７０℃の範囲と
した。

このようにして調整した１　３．１５φの試料について
機械的性質を測定した。測定は１０号試験片を標点間距
離５０１で行った。結果を第２表に示す。

工具寿命は、多軸旋盤自動機を用いて行った。

すなわち、上記した１　３．１５φの試料に対して寸法
精度の一番求められている中央部の穿孔について測定し
た。穿孔は超硬工具を用いて内径９．０１０φとし、下
記条件で行い、６時間後の穿孔内径寸法と切削初期の寸
法とを比較し、その変化量を工具の摩耗量とした。すな
わち下記の式で表わされる。

Ｖ２（６時間後の内径寸法−切削初期の内径寸法）（工
具の摩耗した量） 工具摩耗量が大きければ内径寸法は初期の寸法と比較し
て小さくなり、上式で得られる数値がマイナス方向に行
くに従って工具寿命の短いことになる。

切削条件を以下に示す。

周速１００ｍ／分、送り速度０．０５鶴／回転、切込量
０．２ｗｔ１Ｉ、 穿孔は軸方向にｌ１ｍｍ切削する作業の繰返し。

工具切削終了位置を固定した連続切削。

結果を第２表に示す。

また穿孔時の切屑の状態を、第２図に示す切削性の等級
に従ってランク付けした。結果を第２表に示す。

また耐食性をＪＩＳキャス試験法によって測定し、ＡＡ
６２６２合金を基準にしてランク付げした。結果を第２
表に示す。

（以下　余白） 第２表の結果より、本発明合金は工具摩耗量が少なく、
切屑の分断性も良好であることが判る。

（発明の効果） 本発明合金は、工具摩耗量が少ないので長時間にわたり
被削物の寸法変化が少なくしかも工具の寿命も長いので
、工具交換による非生産的な時間を短縮できると共に、
切屑分断性も良好であるので自動機による切削加工に適
した／ｌ　１−ＭｇｚＳ！系快削合金である。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具摩耗測定に使用した切削加工後の部品の断
面図、第２図は切屑形状の等級を示す概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｍｇ０．８〜１．２ｗｔ％、Ｓｉ０．４〜０．８ｗｔ％
   、Ｃｕ０．２〜０．４ｗｔ％、Ｐｂ０．４〜０．７ｗｔ
   ％、Ｓｎ０．９〜１．２ｗｔ％、Ｎｉ０．０４〜０．０
   ８ｗｔ％、およびＴｉ０．０３ｗｔ％以下またはＢ０．
   ０２ｗｔ％以下のうち１種または２種を含有し、残部ア
   ルミニウムと不純物とからなり、該不純物のうちＦｅの
   含有量を０．１５ｗｔ％以下、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒの
   含有量を各々０．０２ｗｔ％以下としたことを特徴とす
   る工具寿命の優れたＡｌ−Ｍｇ＿２Ｓｉ系快削合金。