JPH0254408B2

JPH0254408B2 -

Info

Publication number: JPH0254408B2
Application number: JP60298015A
Authority: JP
Inventors: Tadao Hirano; Fumihiko Oomi
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1985-12-28
Filing date: 1985-12-28
Publication date: 1990-11-21
Also published as: JPS62158837A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はAl−Si系合金粉末の成形体の製造に
係り、特に切欠強度等の靭性に優れた粉末成形体
の製造方法に関する。（従来の技術及び解決しようとする問題点） Al−Si系合金粉末は、アルミニウム合金の有
する軽量性を活かし、高強度、高剛性で、耐摩耗
性などの優れた性能を備えていることから、自動
車、航空機、ロボツト等々の広い分野において軽
量かつ機械的性質に優れた部材を必要とする用途
に利用されており、通常、ビレツト押出成形体の
態様で製造されている。このAl−Si系合金粉末
は主としてSiを10％程度含む亜共晶Al−Si系合
金やSiを12％程度含む過共晶Al−Si系合金が多
用されており、特に過共晶Al−Si系合金は耐熱
性耐摩耗性に優れている。しかし、その反面、特に過共晶Al−Si系合金
の粉末成形体は、室温付近での伸びが乏しく、延
性が低いため、使用部材、殊に複雑な形状を有す
る部材や厳しい応力状態で使用される部材の場
合、応力集中部で破壊を起こしやすく、安全性乃
至信頼性に欠けるという問題があつた。本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、強
度、耐摩耗性等々の優れた性能を損うことなく、
切欠強度等の延性に優れたAl−Si系合金粉末成
形体を製造できる方法を提供することを目的とす
るものである。（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明者は、従来の
Al−Si系合金粉末成形体の性状を調査検討した
ところ、特に過共晶Al−Si系合金粉末の場合、
その粉末の合金組織は共晶Siが針状又は板状に析
出していることが判明した。そこで、このような
粉末の合金組織を変化させることによつて延性を
向上できる方策を種々研究した結果、上記のよう
な針状又は板状構造の共晶Siを加熱処理によつて
適度に球状化させることが有効であることを見い
出した。すなわち、本発明に係るAl−Si系合金粉末成
形体の製造方法は、Al−Si系合金粉末につき、
その予備成形体を470〜500℃で0.5時間以上加熱
処理した後、熱間成形することを特徴とするもの
であり、また、その予備成形体を、熱間成形後、
470〜500℃で0.5時間以上加熱処理することを特
徴とするものである。以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。前述の如く、Al−Si系合金粉末成形体は、従
来、ビレツト押出しの場合、ビレツトを400℃程
度の温度で加熱押出して製造していた。これに対し、本発明法では、熱間成形の直前
（予備成形体）に、又は予備成形体の熱間成形後
に、所定の加熱条件にて加熱処理するものであ
る。予備成形は、第１図に示すように熱間予備成
形（例、250℃）でも或いは冷間予備成形でもよ
い。熱間成形としては、後述の実施例に示す如く
押出し成形（例、400℃）のほか、鍛造も可能で
ある。加熱条件としては、材料中に針状又は板状構造
の共晶Siを球状化するために470℃以上、好まし
くは480〜500℃の温度で加熱することが必要であ
る。加熱時間は470℃以上で0.5時間以上が好まし
く、0.5〜2.0時間程度が適当である。それより長
時間（例、５〜６時間以上）加熱しても良いが、
それ以上の効果は得られず、あまり長時間の加熱
では却つて粗大組織となつて延性が劣化するので
望ましくない。470℃以上での温度及び保持時間
の選定は、加熱処理を施す時期（押出加工の直
前、又は加工後）や材料組成等々を考慮して行え
ばよい。なお、加熱処理を施す時期の違いによつ
て効果に特に差異は生じない。上記加熱処理を施すAl−Si系合金粉末として
は、その成分組成は特に制限されないが、強度、
耐摩耗性、耐熱性等々の性能面からすれば亜共晶
Al−Si系合金や過共晶Al−Si系合金が望ましく、
併わせて本発明の効果が一層発揮される。例えば、Si含有量は10.0〜30.0％が好ましく、
14.0〜25.0％がより好ましい、また高温強度を高
めるためにFe、Mn及びNiのうちの１種又は２種
以上を1.0〜15.0％、好ましくは5.0〜10.0％添加
することができる。Ti、Zr、Mo、Ｖ、Cr、Zn、
Li等の少量添加も同様に高温強度を改善する効果
がある。更にMgやCuは材質を強化する成分とし
て添加してもよい。なお、上記Al−Si系合金の粉末は、通常採用
されている方法で製造すればよく、アトマイズ
法、遠心力による微粉化法等々が挙げられる。また、ビレツト押出は、通常の条件で行えばよ
い。勿論、加工直前に本発明による加熱処理を施
す場合（前処理）には、加熱サイクルに引続いて
加工のための適当温度を確保することになり、加
工後に加熱処理を行う場合（後処理）には、加工
後に粉末成形体を加熱サイクルに供することにな
ることは云うまでもない。（実施例）第１表に示す組成の過共晶Al−Si系合金粉末
の溶湯を各々エアーアトマイズし、−48メツシユ
の粉末とした。次に、これらの合金粉末を250℃
に加熱し、同温度に予熱した金型中に充填して、
1.5ton／cm²の圧力で圧縮成形し、直径100mm、長
さ200mmのビレツトにした。次いで、第２表及び第１図に示す条件にて押出
成形並びに加熱処理を行い、押出材（丸棒）を製
造した。なお、押出は400℃にビレツト温度を設
定し、同温度に予熱したコンテナ中に挿入し、押
出比17で丸棒に成形した。これらの条件で製造した押出材について、引張
試験及び切欠引張試験を室温にて実施し、特性を
評価した。なお、引張試験片は直径３mmで平行部
16mmの寸法のものとし、切欠引張試験片は、５mm
φの直径で１mm深さの60゜切欠を入れ、先端の曲
率半径が0.45のものとし、応力集中係数２の応力
状態で切欠強度を測定した。それらの結果を第３
表に示す。第３表より明らかなように、従来法（処理条件
Ａ）による場合には高い引張強度が得られるもの
の切欠強度に劣るのに対し、本発明法（処理条件
Ｂ、Ｃ）による場合には切欠強度が顕著に改善さ
れ、しかも引張強度もほぼ同程度を維持してお
り、引張特性を損うことがない。

【表】

【表】（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、Al−
Si系合金粉末成形体を特定温度にて加熱処理する
という簡易な方法により、軽量かつ高強度、高剛
性で耐摩耗性、耐熱性などの優れた性能を損うこ
となく、切欠強度などの延性を顕著に向上するこ
とができるので、安全性及び信頼性を増し、特に
複雑な形状の部材或いは厳しい応力状態で使用す
る部材等の製造に好適であり、各分野への一層の
利用拡大を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はAl−Si系合金粉末成形体の押出し及
び加熱処理条件を示す図で、同図ａは従来法の場
合を示し、ｂ及びｃは各々本発明法の場合を示し
ている。

Claims

【特許請求の範囲】１ Al−Si系合金粉末の予備成形体を、470〜
500℃で0.5時間以上加熱処理した後、熱間成形す
ることを特徴とする切欠強度に優れたAl−Si系
合金粉末成形体の製造方法。２ Al−Si系合金粉末の予備成形体を、熱間成
形後、470〜500℃で0.5時間以上加熱処理するこ
とを特徴とする切欠強度に優れたAl−Si系合金
粉末成形体の製造方法。