JPH03120331A - アルミニウム合金制振材料およびその製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金制振材料およびその製造方法Info
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- JPH03120331A JPH03120331A JP25465989A JP25465989A JPH03120331A JP H03120331 A JPH03120331 A JP H03120331A JP 25465989 A JP25465989 A JP 25465989A JP 25465989 A JP25465989 A JP 25465989A JP H03120331 A JPH03120331 A JP H03120331A
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- Japan
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- vibration damping
- alloy
- loss coefficient
- damping material
- 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。
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〕
本発明は優れた振動減衰特性を存し、音響機器、精密機
器、自動車などの振動を嫌う構造部材として使用される
アルミニウム合金制振材料とその製造方法に関するもの
である。
器、自動車などの振動を嫌う構造部材として使用される
アルミニウム合金制振材料とその製造方法に関するもの
である。
一般に物体を振動させると、ある周波数（ｆ ｒ）で振
幅が急激に大きくなる（第１図）、この周波数を共振周
波数という、共振周波数における最大振幅をＡ、とする
と、このエネルギーに対しｌ／２となるのは振幅がＡ。
幅が急激に大きくなる（第１図）、この周波数を共振周
波数という、共振周波数における最大振幅をＡ、とする
と、このエネルギーに対しｌ／２となるのは振幅がＡ。
／Ｊ丁＜ｄＢ表示では一３ｄＢ）となる周波数である。
この周波数幅（半値幅）をΔｆとすると、損失係数ηは
次式で表される。
次式で表される。
η−Δｒ ／ ｆ ｒ
この損失係数ηの値が大きい材料はど振動減衰能に優れ
、外力が除去された場合には振動が急速に減衰する０通
常の金属材料の損失係数ηは０．００１以下である。
、外力が除去された場合には振動が急速に減衰する０通
常の金属材料の損失係数ηは０．００１以下である。
そして従来、音響機器、精密機器、自動車などの振動を
嫌う構造部材の金属材料、いわゆる制振材料としては、
Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｃｕ系、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｎｉ−Ｔ
ｉ系などの合金が知られている。またＭｇ、Ｍｇ−Ｚｒ
系の鋳造材も制振材料として知られている。
嫌う構造部材の金属材料、いわゆる制振材料としては、
Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｃｕ系、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｎｉ−Ｔ
ｉ系などの合金が知られている。またＭｇ、Ｍｇ−Ｚｒ
系の鋳造材も制振材料として知られている。
しかしながらＦｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｃｕ系、Ｚｎ−Ａｊ
！系、Ｎｉ−Ｔｉ系などの合金は振動減衰性が大きいが
、比重が大きいという共通の欠点を有し、機器の軽量化
を計ろうとする場合には不適当である。一方Ｍｇ、Ｍｇ
−Ｚｒ系の鋳造材も大きい振動減衰性を示し、しかも比
重が小さいという長所を有するが、冷間加工が全くでき
ないという欠点があった。
！系、Ｎｉ−Ｔｉ系などの合金は振動減衰性が大きいが
、比重が大きいという共通の欠点を有し、機器の軽量化
を計ろうとする場合には不適当である。一方Ｍｇ、Ｍｇ
−Ｚｒ系の鋳造材も大きい振動減衰性を示し、しかも比
重が小さいという長所を有するが、冷間加工が全くでき
ないという欠点があった。
〔課題を解決するための手段］
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、比重が小さくしか
も冷間加工が容易なアルミ合金制振材料およびその製造
方法を開発したものである。
も冷間加工が容易なアルミ合金制振材料およびその製造
方法を開発したものである。
即ち請求項１の発明は、Ｍｎ０．５〜２０ｉ１Ｌ％を含
み、残部Ａｌと不可避的不純物からなり損失係数Ｉが０
．００６以上であることを特徴とするアルミニウム合金
制振材料であり、請求項２の発明は、Ｍｎ０１５〜２０
１１【％を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなるＡ
ｌ合金に、少なくとも加工率３０％以上の冷間加工を加
え、損失係数ηが０．００６以上となることを特徴とす
るアルミニウム合金制振材料の製造方法であり、さらに
請求項３の発明は、Ｍｎｏ、５〜２０ｗ ｔ％を含み、
残部Ａｌと不可避的不純物からなる。！合金を熱間加工
終了直後、または冷間加工を行った後に、２００〜５２
０’Ｃ７−１時間以上の析出処理をおこない、さらに少
なくとも加工率３０％以上の冷間加工を加え、損失係数
ηが０．００６以上となることを特徴とするアルミニウ
ム合金制振材料の製造方法である。
み、残部Ａｌと不可避的不純物からなり損失係数Ｉが０
．００６以上であることを特徴とするアルミニウム合金
制振材料であり、請求項２の発明は、Ｍｎ０１５〜２０
１１【％を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなるＡ
ｌ合金に、少なくとも加工率３０％以上の冷間加工を加
え、損失係数ηが０．００６以上となることを特徴とす
るアルミニウム合金制振材料の製造方法であり、さらに
請求項３の発明は、Ｍｎｏ、５〜２０ｗ ｔ％を含み、
残部Ａｌと不可避的不純物からなる。！合金を熱間加工
終了直後、または冷間加工を行った後に、２００〜５２
０’Ｃ７−１時間以上の析出処理をおこない、さらに少
なくとも加工率３０％以上の冷間加工を加え、損失係数
ηが０．００６以上となることを特徴とするアルミニウ
ム合金制振材料の製造方法である。
制振材料はその振動減衰メカニズムにより、転位型、複
合型、強磁性型、双晶型に分類され、本発明になる制振
材料は転位型に該当する。即ち合金内部に分布するＡｌ
−Ｍｎ系の微細な金属間化合物と、冷間加工により導入
された転位の相互作用により振動減衰制を発揮せしめた
ものである。
合型、強磁性型、双晶型に分類され、本発明になる制振
材料は転位型に該当する。即ち合金内部に分布するＡｌ
−Ｍｎ系の微細な金属間化合物と、冷間加工により導入
された転位の相互作用により振動減衰制を発揮せしめた
ものである。
ＭｎはＡ７！に添加することにより、Ａｌ２−Ｍｎ系の
微細でかつマトリックス中に均一に分布する金属間化合
物を形成する。このＡｌ−Ｍｎ系の金属間化合物は冷間
加工により導入された転位との相互作用、即ち運動転位
の一時的固着と離脱の操り返しにより、振動を与えた際
の振動エネルギーを速やかに消耗し、極めて高い振動減
衰性が得られる。
微細でかつマトリックス中に均一に分布する金属間化合
物を形成する。このＡｌ−Ｍｎ系の金属間化合物は冷間
加工により導入された転位との相互作用、即ち運動転位
の一時的固着と離脱の操り返しにより、振動を与えた際
の振動エネルギーを速やかに消耗し、極めて高い振動減
衰性が得られる。
上記の如＜Ｍｎは振動減衰性の向上に極めて有効なＡ／
！−Ｍｎ系の金属間化合物を形成させるために添加する
するもので、その含有量を０．５〜２０ｗｔ％と限定し
たのは、Ｑ、５ Ｈｔ％ｔ％ではＡｌ−Ｍｎ系の金属間
化合物の形成量が少なく振動減衰性が劣り、２０−ｔ％
を超えると効果が飽和するうえ、冷間加工が不可能とな
る。
！−Ｍｎ系の金属間化合物を形成させるために添加する
するもので、その含有量を０．５〜２０ｗｔ％と限定し
たのは、Ｑ、５ Ｈｔ％ｔ％ではＡｌ−Ｍｎ系の金属間
化合物の形成量が少なく振動減衰性が劣り、２０−ｔ％
を超えると効果が飽和するうえ、冷間加工が不可能とな
る。
なお鋳造組織の微細化剤として通常添加されるＴｉ、Ｂ
はそれぞれ０．０５ｗｔ％以下の範囲で添加することが
好ましい、またＦｅはＭｎと共にＡｊ！−−Ｆｅ−Ｍｎ
系の金属間化合物を形成し、より振動減衰性が向上する
ので５％以下の範囲で添加することか好ましい、その他
、Ｓｔ、Ｃｕ等通常のＡｌ地金に含まれる不純物はＱ、
５ｗｔ％以下ならば特に本発明の効果を撰なうことはな
い、一方、Ｍｇの添加は材料の振動減衰性を低下させる
ため０゜５ｗｔ％以下にすることが望ましい。
はそれぞれ０．０５ｗｔ％以下の範囲で添加することが
好ましい、またＦｅはＭｎと共にＡｊ！−−Ｆｅ−Ｍｎ
系の金属間化合物を形成し、より振動減衰性が向上する
ので５％以下の範囲で添加することか好ましい、その他
、Ｓｔ、Ｃｕ等通常のＡｌ地金に含まれる不純物はＱ、
５ｗｔ％以下ならば特に本発明の効果を撰なうことはな
い、一方、Ｍｇの添加は材料の振動減衰性を低下させる
ため０゜５ｗｔ％以下にすることが望ましい。
以上のような組成のＡｌ合金は、通常の方法で溶解、鋳
造し、必要に応じて均質化処理を施した後、熱間加工、
冷間加工或いは冷間加工の前または途中に中間焼鈍を施
して所定のサイズに仕上げられる。その際！ｌ終冷間加
工率ば３０％以上とする必要がある。これは前述の転位
とＡ／！−Ｍｎ系の金属間化合物の相互作用に基づく振
動減衰性を得るために、冷間加工により転位を導入する
ためであり、３０％未満の加工では効果が得られない。
造し、必要に応じて均質化処理を施した後、熱間加工、
冷間加工或いは冷間加工の前または途中に中間焼鈍を施
して所定のサイズに仕上げられる。その際！ｌ終冷間加
工率ば３０％以上とする必要がある。これは前述の転位
とＡ／！−Ｍｎ系の金属間化合物の相互作用に基づく振
動減衰性を得るために、冷間加工により転位を導入する
ためであり、３０％未満の加工では効果が得られない。
また、最終の冷間加工を行う前に金属間化合物を積極的
に析出させる処理を行ってもよい。この析出処理として
２００〜５２０°Ｃで１時間以上としたのは、２００℃
以下ではＡＮ−Ｍｎ系の金属間化合物が析出せず、５２
０℃以上ではＡｌ−Ｍｎ系の金属間化合物が再固溶して
いくためである。また、熱処理時間が１時間未満では析
出量が不十分であるため、さらに、析出処理後に少なく
とも３０％以上の冷間加工を行うのは、前述の理由によ
る。
に析出させる処理を行ってもよい。この析出処理として
２００〜５２０°Ｃで１時間以上としたのは、２００℃
以下ではＡＮ−Ｍｎ系の金属間化合物が析出せず、５２
０℃以上ではＡｌ−Ｍｎ系の金属間化合物が再固溶して
いくためである。また、熱処理時間が１時間未満では析
出量が不十分であるため、さらに、析出処理後に少なく
とも３０％以上の冷間加工を行うのは、前述の理由によ
る。
〔実施例］
以下本発明の実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１
第１表に示す組成のへ２合金を溶解、鋳造し、厚さ５０
０ａ＊、幅１２００ｍ、長さ３０００ｍｍの鋳塊とした
。
０ａ＊、幅１２００ｍ、長さ３０００ｍｍの鋳塊とした
。
これを開削後、５６０°Ｃで１０時間均質化処理を施し
、しかる後第１表に示す各種板厚に熱間圧延し、続いて
冷間圧延を行って最終板厚２＋＋ａの板材とした。
、しかる後第１表に示す各種板厚に熱間圧延し、続いて
冷間圧延を行って最終板厚２＋＋ａの板材とした。
これより厚さ２ｕ、幅１０ｍ＋、長さ２５０ａ＊の試験
片を切り出し、片持振動法により振動減衰性（損失係数
７７）を評価した。即ち試験片の片側端部をチャフキン
グして発振器で強制的に振動を与え、共振周波数「ｒで
の損失係数ηを（１）式により求めた。その結果を第１
表に併記した。
片を切り出し、片持振動法により振動減衰性（損失係数
７７）を評価した。即ち試験片の片側端部をチャフキン
グして発振器で強制的に振動を与え、共振周波数「ｒで
の損失係数ηを（１）式により求めた。その結果を第１
表に併記した。
η冨Δｒ ／ ｆ ｒ・・・・・・・・・・・・・・・
（１）但しΔｆは３ｄＢ値幅 第１表より明らかなように、本発明法によるＡｌ合金制
振材（Ｎｎｌ−５）はいずれも０．００６以上の損失係
数ηを示し、優れた振動減衰性を有することが判る。
（１）但しΔｆは３ｄＢ値幅 第１表より明らかなように、本発明法によるＡｌ合金制
振材（Ｎｎｌ−５）はいずれも０．００６以上の損失係
数ηを示し、優れた振動減衰性を有することが判る。
一方、本発明合金組成を外れる比較法石６及び冷間加工
率が３０％未満の比較法Ｎα７．８によるものは損失係
数ηΦ値が低い。
率が３０％未満の比較法Ｎα７．８によるものは損失係
数ηΦ値が低い。
実施例２
第２表に示す組成の合金を溶解、鋳造し、厚さ５００謡
、幅１２００閣、長さ３０００閣の鋳塊とした。これを
開削後、５６０℃で１０時間均質化処理を施し、厚さ５
ａに熱間圧延し、第２表に示す条件での析出処理を行い
、続いて冷間圧延を行って最終板厚２鑓の板材とした。
、幅１２００閣、長さ３０００閣の鋳塊とした。これを
開削後、５６０℃で１０時間均質化処理を施し、厚さ５
ａに熱間圧延し、第２表に示す条件での析出処理を行い
、続いて冷間圧延を行って最終板厚２鑓の板材とした。
これより実施例１と同様に厚さ２１、輻１ＯａＩ１１、
長さ２５０閣の試験片を切り出し、共振周波数「「での
損失係数ηを求めた。その結果を第２表に併記した。
長さ２５０閣の試験片を切り出し、共振周波数「「での
損失係数ηを求めた。その結果を第２表に併記した。
第２表より明らかなように、本発明法によるＡｌ合金制
振材（ｋｌ〜５）はいずれも、本発明法を外れる比較Ａ
ｌ合金制振材（Ｎ１１６〜８）よりも高い損失係数ηを
示し、優れた振動減衰性を有することが判る。
振材（ｋｌ〜５）はいずれも、本発明法を外れる比較Ａ
ｌ合金制振材（Ｎ１１６〜８）よりも高い損失係数ηを
示し、優れた振動減衰性を有することが判る。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、アルミをヘースとす
るため、軽量で冷間加工性に優れ、しかも優れた振動減
衰性を有するアルミニウム合金制振材料を得ることがで
きるもので、工業上顕著な効果を奏するものである。
るため、軽量で冷間加工性に優れ、しかも優れた振動減
衰性を有するアルミニウム合金制振材料を得ることがで
きるもので、工業上顕著な効果を奏するものである。
第１図は振動の共鳴曲線である。
Claims (3)
- （１）Ｍｎ０．５〜２０ｗｔ％を含み、残部Ａｌと不可
避的不純物からなり損失係数ηが０．００６以上である
ことを特徴とするアルミニウム合金制振材料。 - （２）Ｍｎ０．５〜２０ｗｔ％を含み、残部Ａｌと不可
避的不純物からなるＡｌ合金に、少なくとも加工率３０
％以上の冷間加工を加え、損失係数ηが０．００６以上
となることを特徴とするアルミニウム合金制振材料の製
造方法。 - （３）Ｍｎ０．５〜２０ｗｔ％を含み、残部Ａｌと不可
避的不純物からなるＡｌ合金を熱間加工終了直後、また
は冷間加工を行った後に、２００〜５２０℃で１時間以
上の析出処理をおこない、さらに少なくとも加工率３０
％以上の冷間加工を加え、損失係数ηが０．００６以上
となることを特徴とするアルミニウム合金制振材料の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25465989A JPH03120331A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | アルミニウム合金制振材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25465989A JPH03120331A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | アルミニウム合金制振材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120331A true JPH03120331A (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=17268081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25465989A Pending JPH03120331A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | アルミニウム合金制振材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03120331A (ja) |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25465989A patent/JPH03120331A/ja active Pending
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