JPH03253537A - 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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- JPH03253537A JPH03253537A JP5147890A JP5147890A JPH03253537A JP H03253537 A JPH03253537 A JP H03253537A JP 5147890 A JP5147890 A JP 5147890A JP 5147890 A JP5147890 A JP 5147890A JP H03253537 A JPH03253537 A JP H03253537A
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- vibration damping
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- damping material
- earth elements
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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性を有し、音１ｉｉ′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に関するもＱである。
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に関するもＱである。
一般に物体を振動させると、ある周波数Ｃｆｒ ）で振
幅が大きくなる（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八〇とすると、こ
のエネルギーに対し１／２となるのは振幅がＡｏ ／１
２ （ｄＢ表示では一３ｄＢ）となる周波数である。
幅が大きくなる（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八〇とすると、こ
のエネルギーに対し１／２となるのは振幅がＡｏ ／１
２ （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、３ｄＢ値幅）をΔｆとすると、
損失係数ηは次式で表される。
損失係数ηは次式で表される。
η＝Δｆ／ｆｒ
この損失係数ηの値が大きい材料はど振動減衰性に優れ
、外力が除去された場合には振動が急速に減衰する。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。通
常の金属材料の損失係数ηは０．００１以下である。
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−Ｔｉ系な
どの合金が知られている。
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−Ｔｉ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として知られ
ている。
ている。
しかしＦｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｃｕ系、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｎ
ｉ−Ｔ ｉ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、冷間加工が全く出来な
いという欠点があった。また現在までアルミニウム系合
金の制振材料は開発されていない。
ｉ−Ｔ ｉ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、冷間加工が全く出来な
いという欠点があった。また現在までアルミニウム系合
金の制振材料は開発されていない。
本発明は、これらを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ニウム合金制振材料およ
びその製造方法を開発したものである。
しかも冷間加工が容易なアルミニウム合金制振材料およ
びその製造方法を開発したものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、希
土類元素０．１〜３０ｗ １％を含有し残部Ａｌと不可
避的不純物とからなるアルミニウム合金制振材料であり
、また希土類元素０．１〜３Ｑｗ １％を含有し残部Ａ
ｌと不可避的不純物とからなるアルミニウム合金鋳塊に
２０％以上の減面率で塑性加工を施すことを特徴とする
アルミニウム合金制振材料の製造方法である。
土類元素０．１〜３０ｗ １％を含有し残部Ａｌと不可
避的不純物とからなるアルミニウム合金制振材料であり
、また希土類元素０．１〜３Ｑｗ １％を含有し残部Ａ
ｌと不可避的不純物とからなるアルミニウム合金鋳塊に
２０％以上の減面率で塑性加工を施すことを特徴とする
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
合相型、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。
合相型、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。
アルミに希土類元素を添加すると微細な希土類元素化合
物がアルミマトリックス中に均一に分布する。このよう
な材料に振動を加えると、塑性加工により導入された転
位が希土類元素化合物への一時的な固着／Ｍ脱を繰り返
し、振動エネルギーを吸収する（転位型としての効果）
。このような効果により、材料に与えられた振動を極め
て速やかに減衰せしめるものである。
物がアルミマトリックス中に均一に分布する。このよう
な材料に振動を加えると、塑性加工により導入された転
位が希土類元素化合物への一時的な固着／Ｍ脱を繰り返
し、振動エネルギーを吸収する（転位型としての効果）
。このような効果により、材料に与えられた振動を極め
て速やかに減衰せしめるものである。
上記の如く希土類元素は振動減衰性の向上に極めて有効
な化合物を形成させるために添加するもので、０．１〜
３０−１％を含有することと限定したのは０．１ｗｔ％
未満ではマトリックス中に分布する化合物量が少なく振
動減衰効果が不充分である。３〇ｗｔ％を越えると効果
が飽和し、化合物の分布が不均一となるうえ、冷間加工
が困難となる。希土類元素は、その種類が特に限定され
るものではないが、具体的には例えばＹ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｐｒ５Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ及びその混合物を使用すること
ができる。
な化合物を形成させるために添加するもので、０．１〜
３０−１％を含有することと限定したのは０．１ｗｔ％
未満ではマトリックス中に分布する化合物量が少なく振
動減衰効果が不充分である。３〇ｗｔ％を越えると効果
が飽和し、化合物の分布が不均一となるうえ、冷間加工
が困難となる。希土類元素は、その種類が特に限定され
るものではないが、具体的には例えばＹ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｐｒ５Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ及びその混合物を使用すること
ができる。
なお鋳造組織の微細化剤として通常添加されるＴｉ、Ｂ
は０．０５ｗｔ％以下の範囲で添加することが好ましい
。また、Ｓｔ、Ｃｕ等通常のＡｆｆｉ地金に含まれる不
純物は０．５ｉｅｔ％以下ならば特に本発明の効果を損
なうことはない。さらに、Ｆｅ、Ｍｎは振動減衰性向上
に有効なＡｊ！−Ｆｅ−Ｍｎ系化合物を形成するため、
それぞれ２ｗｔ％以下範囲での添加が好ましい。一方、
Ｍｇの添加は材料の振動減衰性を低下させるためＱ、５
ｗｔ％以下にすることが好ましい。
は０．０５ｗｔ％以下の範囲で添加することが好ましい
。また、Ｓｔ、Ｃｕ等通常のＡｆｆｉ地金に含まれる不
純物は０．５ｉｅｔ％以下ならば特に本発明の効果を損
なうことはない。さらに、Ｆｅ、Ｍｎは振動減衰性向上
に有効なＡｊ！−Ｆｅ−Ｍｎ系化合物を形成するため、
それぞれ２ｗｔ％以下範囲での添加が好ましい。一方、
Ｍｇの添加は材料の振動減衰性を低下させるためＱ、５
ｗｔ％以下にすることが好ましい。
以上のような組成のＡｎ地金は、常法により溶解、鋳造
しＡ１合金鋳塊とする。このアルミニウム合金鋳塊を必
要に応して均質化処理を施す。この均質化処理は添加元
素の分布状態をより均一にするためにおこなうが、１５
０〜６００°Ｃの温度で数時間加熱すればよい。この状
態のＡ１合金鋳塊は、通常のＡ２地金に比べれば損失係
数ηが０．００６以上の優れた振動減衰性を有している
が、さらに振動減衰性を向上するためにこのＡ１合金鋳
塊に減面率２０％以上の塑性加工を加えることにより振
動減衰性は大きく向上する。即ち塑性加工を加えること
により転位密度が増大し、前述のように転位の化合物へ
の一時的な固着／離脱の繰り返しによる振動エネルギー
の吸収効果が発揮され、振動減衰性が向上する。塑性加
工としては熱間加工または冷間加工、あるいは熱間加工
後冷間加工を施せば良く例えば圧延、押し出し、引き抜
き、鍛造などいずれの手段で行っても良いが、減面率２
０％以上とし、損失係数ηが０．００６以上になるよう
にする。損失係数ηが０．００６未満では振動減衰性が
不充分であり、制振材としての必要な特性が得られない
。塑性加工量は大きくすればするほど損失係数は向上し
、また熱間加工より冷間加工の方がより高い損失係数が
得られるが、好ましくは鋳塊から最終加工品までの減面
率が３０％以上になるようにすれば熱間加工、冷間加工
にかかわらず損失係数η０．００６以上得られ、制振材
としては充分な振動減衰性が得られる。
しＡ１合金鋳塊とする。このアルミニウム合金鋳塊を必
要に応して均質化処理を施す。この均質化処理は添加元
素の分布状態をより均一にするためにおこなうが、１５
０〜６００°Ｃの温度で数時間加熱すればよい。この状
態のＡ１合金鋳塊は、通常のＡ２地金に比べれば損失係
数ηが０．００６以上の優れた振動減衰性を有している
が、さらに振動減衰性を向上するためにこのＡ１合金鋳
塊に減面率２０％以上の塑性加工を加えることにより振
動減衰性は大きく向上する。即ち塑性加工を加えること
により転位密度が増大し、前述のように転位の化合物へ
の一時的な固着／離脱の繰り返しによる振動エネルギー
の吸収効果が発揮され、振動減衰性が向上する。塑性加
工としては熱間加工または冷間加工、あるいは熱間加工
後冷間加工を施せば良く例えば圧延、押し出し、引き抜
き、鍛造などいずれの手段で行っても良いが、減面率２
０％以上とし、損失係数ηが０．００６以上になるよう
にする。損失係数ηが０．００６未満では振動減衰性が
不充分であり、制振材としての必要な特性が得られない
。塑性加工量は大きくすればするほど損失係数は向上し
、また熱間加工より冷間加工の方がより高い損失係数が
得られるが、好ましくは鋳塊から最終加工品までの減面
率が３０％以上になるようにすれば熱間加工、冷間加工
にかかわらず損失係数η０．００６以上得られ、制振材
としては充分な振動減衰性が得られる。
なお、強度と伸びの調整のために通例おこなわれる焼鈍
は、熱間加工終了後、または冷間加工の途中に施しても
本発明の効果を損なうことはない。
は、熱間加工終了後、または冷間加工の途中に施しても
本発明の効果を損なうことはない。
また、同しく強度と伸びの調整のために最終加工品に対
して施される調質焼鈍は、塑性加工により導入された転
位を減少させるので振動減衰性を劣化させる傾向がある
が、４００°Ｃ以下の温度で２４時間程度以下ならば特
に問題ない。
して施される調質焼鈍は、塑性加工により導入された転
位を減少させるので振動減衰性を劣化させる傾向がある
が、４００°Ｃ以下の温度で２４時間程度以下ならば特
に問題ない。
以下に本発明の一実施例について説明する。
実施例１
第１表に示す組成のＡ１合金を溶解、鋳造し厚さ５０ｍ
、幅１２０ｍ＋、長さ３００ｍの鋳塊とした。これを面
側後、５００°Ｃで１０時間の均質化処理をおこなった
もの（Ｆｋｔ２． ４． ６ ：鋳造材）、およびさら
に熱間圧延・冷間圧延により板厚５閣の板材とした（塑
性加工による減面率は９０％）ものを製造した。これよ
り厚さ２ｍ、幅１０■、長さ２５０閣の試験片を切り出
し、片持ち梁振動法により振動減衰性（損失係数η）を
評価した。
、幅１２０ｍ＋、長さ３００ｍの鋳塊とした。これを面
側後、５００°Ｃで１０時間の均質化処理をおこなった
もの（Ｆｋｔ２． ４． ６ ：鋳造材）、およびさら
に熱間圧延・冷間圧延により板厚５閣の板材とした（塑
性加工による減面率は９０％）ものを製造した。これよ
り厚さ２ｍ、幅１０■、長さ２５０閣の試験片を切り出
し、片持ち梁振動法により振動減衰性（損失係数η）を
評価した。
即ち試験片の片側端部をチャッキングして発振器で強制
的にランダム振動を与え、試験片の振動を検出する。こ
の入力振動と検出（出力）振動とを２チヤンネル高速フ
ーリエ変換器（２ｃｈ、 ＦＦＴ）により周波数領域で
の入出力振幅比を求める。
的にランダム振動を与え、試験片の振動を検出する。こ
の入力振動と検出（出力）振動とを２チヤンネル高速フ
ーリエ変換器（２ｃｈ、 ＦＦＴ）により周波数領域で
の入出力振幅比を求める。
最大の振幅比を示す共振周波数（ｆｒ）、および最大振
幅比より３ｄＢ低下する周波数幅（Δｆ）を測定し、損
失係数ηを次式により求めた。
幅比より３ｄＢ低下する周波数幅（Δｆ）を測定し、損
失係数ηを次式により求めた。
η＝Δｆ ／ ｆ ｒ
この損失係数ηの値を第１表に併記する。
第１表より明らかなように、本発明合金組成の弘１〜８
は塑性加工の有無にかかわらず損失係数４０．００６以
上の値が得られ、優れた振動減衰性を有する。一方、本
発明合金組成を外れる隘９は損失係数ηの値が低く、恥
１０は塑性加工がおこなえなかった。
は塑性加工の有無にかかわらず損失係数４０．００６以
上の値が得られ、優れた振動減衰性を有する。一方、本
発明合金組成を外れる隘９は損失係数ηの値が低く、恥
１０は塑性加工がおこなえなかった。
実施例２
第１表に示す阻４に示す希土類元素２．８ｗｔ％を含有
し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるＡｆ金合金溶解
、鋳造し直径３００ＩｌｌＩ、長さ４００閣の鋳塊とし
た。これを、５００″Ｃで１０時間の均質化処理をおこ
なった。これを第２表に示すように減面率が異なる種々
の直径の丸棒に押し出しをおこなった。これより実施例
１同様に厚さ２閣、輻１０＋ａ＋、長さ２５０ａｗの短
冊状試験片を切り出し、片持ち梁振動法により振動減衰
性（損失係数η）を評価した。結果を第２表に併記した
。
し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるＡｆ金合金溶解
、鋳造し直径３００ＩｌｌＩ、長さ４００閣の鋳塊とし
た。これを、５００″Ｃで１０時間の均質化処理をおこ
なった。これを第２表に示すように減面率が異なる種々
の直径の丸棒に押し出しをおこなった。これより実施例
１同様に厚さ２閣、輻１０＋ａ＋、長さ２５０ａｗの短
冊状試験片を切り出し、片持ち梁振動法により振動減衰
性（損失係数η）を評価した。結果を第２表に併記した
。
第２表
第２表より明らかなように、本発明法による随１１〜１
４は損失係数ηが大きく、優れた振動減衰性を有する。
４は損失係数ηが大きく、優れた振動減衰性を有する。
これに対し、減面率の低い比較法ｌ！１ｌｉｓ。
１６は損失係数ηの値が低い。
このように本発明によればアルミニウムをへ一スとする
ため、軽量で塑性加工性に優れ、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。
ため、軽量で塑性加工性に優れ、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を示す図である。
Claims (2)
- （１）希土類元素０．１〜３０ｗｔ％を含有し残部Ａｌ
と不可避的不純物とからなるアルミニウム合金制振材料
。 - （２）希土類元素０．１〜３０ｗｔ％を含有し残部Ａｌ
と不可避的不純物とからなるアルミニウム合金鋳塊に２
０％以上の減面率で塑性加工を施す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 |
|---|---|---|---|
| JP5147890A JPH03253537A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP5147890A JPH03253537A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 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 |
|---|---|
| JPH03253537A true JPH03253537A (ja) | 1991-11-12 |
Family
ID=12888062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5147890A Pending JPH03253537A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 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) | JPH03253537A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121088A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 高純度アルミニウム合金材 |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP5147890A patent/JPH03253537A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121088A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 高純度アルミニウム合金材 |
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