JPH03264633A - 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
- Publication number
- JPH03264633A JPH03264633A JP6203990A JP6203990A JPH03264633A JP H03264633 A JPH03264633 A JP H03264633A JP 6203990 A JP6203990 A JP 6203990A JP 6203990 A JP6203990 A JP 6203990A JP H03264633 A JPH03264633 A JP H03264633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration damping
- aluminum alloy
- damping material
- alloy
- plastic working
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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およびその製造方法に関するも
のである。
、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およびその製造方法に関するも
のである。
〔従来の技術］
一般に物体を振動させると、ある周波数（ｆｒ ）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Ａｏ とすると、
このエネルギーに対し１／２となるのは振幅がＡ。／１
２ （ｄｎ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Ａｏ とすると、
このエネルギーに対し１／２となるのは振幅がＡ。／１
２ （ｄｎ表示では一３ｄＢ）となる周波数である。
この周波数幅（半値幅、３ｄｌ’ｌ値幅）をΔｒとする
と、損失係数ηは次式で表される。
と、損失係数ηは次式で表される。
η−Δｆ ／ ｆ ｒ
この損失係数ηの値が大きい材料はど振動城衰性に優れ
、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、所謂制振材料としては、Ｆｅ−Ｃｒ
系、Ｍ ｎ −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。
造部材の金属材料、所謂制振材料としては、Ｆｅ−Ｃｒ
系、Ｍ ｎ −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。
［発明が解決しようとする課題〕
しかし、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｃｕ系、ＺｎＡｌ系、Ｎ
ｉ−Ｔｉ系などの合金は振動減衰性は大きいが、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
の割振材料は開発されていない。
ｉ−Ｔｉ系などの合金は振動減衰性は大きいが、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
の割振材料は開発されていない。
即ち本発明は、Ｈｆ０．１〜２０ｗｔ％を含有し、残部
Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴とするアルミ
ニウム合金制振材料を請求項１とし、Ｈｆ０１１〜２０
ｉｖｔ％を含有し、残部ＡＩ！、と不可避的不純物から
なるアルミニウム合金鋳塊に３０％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
の製造方法を請求項２とし、Ｈｆ ０．１〜２０ｉｙｔ
％を含有し、さらにＭｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ％希土類
元素より選ばれる１種もしくは２種以上を合計で０．１
〜１５−ｔ％を含有し、残部Ａｊ２と不可避的不純物か
らなることを特徴とするアルミニウム合金制振材料を請
求項３とし、Ｈｆｏ、１〜２０ｗｔ％を含有し、さらに
Ｍｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ、希土類元素より選ばれる１
種もしくは２種以上を合計で０．１〜１５−ｔ％を含有
し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム台
金鋳塊に３０％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力を請求項４
とするものである。
Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴とするアルミ
ニウム合金制振材料を請求項１とし、Ｈｆ０１１〜２０
ｉｖｔ％を含有し、残部ＡＩ！、と不可避的不純物から
なるアルミニウム合金鋳塊に３０％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
の製造方法を請求項２とし、Ｈｆ ０．１〜２０ｉｙｔ
％を含有し、さらにＭｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ％希土類
元素より選ばれる１種もしくは２種以上を合計で０．１
〜１５−ｔ％を含有し、残部Ａｊ２と不可避的不純物か
らなることを特徴とするアルミニウム合金制振材料を請
求項３とし、Ｈｆｏ、１〜２０ｗｔ％を含有し、さらに
Ｍｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ、希土類元素より選ばれる１
種もしくは２種以上を合計で０．１〜１５−ｔ％を含有
し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム台
金鋳塊に３０％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力を請求項４
とするものである。
ここにおいて減面率とは圧延、押出等の塑性加工におい
て素材の断面積（Ｓ（１）と製品の断面積（Ｓ）とから
次式で示される値である。
て素材の断面積（Ｓ（１）と製品の断面積（Ｓ）とから
次式で示される値である。
０
〔作用〕
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Ｈｆを添加すると微細なＡＩ！、−Ｈｆ系化合
物がアルミマトリックス中に均一に分布する。
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Ａ１．−Ｈｆ系化合物への一時的な固着／
離脱を繰り返し、振動エネルギーを吸収する。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。
された転位がＡ１．−Ｈｆ系化合物への一時的な固着／
離脱を繰り返し、振動エネルギーを吸収する。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。
この効果を発揮させるにはＨｆの添加のみでも充分であ
るが、さらにＭｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、、Ｗ、希土類元素
より選ばれる１種もしくは２種以上を添加するよ、これ
らもまた各々の微細化合物相を形成し、これら化合物へ
の転位が一時的な固着／離脱を繰り返し、振動エネルギ
ーが吸収されるため、振動減衰性をさらに向上させるこ
とができる。
るが、さらにＭｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、、Ｗ、希土類元素
より選ばれる１種もしくは２種以上を添加するよ、これ
らもまた各々の微細化合物相を形成し、これら化合物へ
の転位が一時的な固着／離脱を繰り返し、振動エネルギ
ーが吸収されるため、振動減衰性をさらに向上させるこ
とができる。
上記の如＜Ｈｆ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０．１〜２０ｗｔ
％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。２０ｉ＜ｔ％を超えると効果が飽
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。
物を形成させるために添加するもので０．１〜２０ｗｔ
％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。２０ｉ＜ｔ％を超えると効果が飽
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。
振動減衰性をより向上させるためにＭｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｗ、希土類元素より選ばれる１種もしくは２種以上
を添加するが、０．１〜１５ｗｔ％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性向上効果が不充分で
あり、１５ｗｔ％を超えると効果が飽和し、加工性が低
下するためである。希土類元素とはその種類が特に限定
されるものでばないが、具体的にはＹＸＬａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ等を使用することができる。
ｒ、Ｗ、希土類元素より選ばれる１種もしくは２種以上
を添加するが、０．１〜１５ｗｔ％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性向上効果が不充分で
あり、１５ｗｔ％を超えると効果が飽和し、加工性が低
下するためである。希土類元素とはその種類が特に限定
されるものでばないが、具体的にはＹＸＬａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ等を使用することができる。
なお鋳塊組織の微細化剤として通常添加されるＢなどは
０．０５ｗｔ％以下の範囲で添加することが好ましい。
０．０５ｗｔ％以下の範囲で添加することが好ましい。
またＳｉ、、Ｆｅ等通常のＡＩ！地金に含まれる不純物
は０．５ｗｔ％以下ならば特に本発明の効果を損なうこ
とはない。
は０．５ｗｔ％以下ならば特に本発明の効果を損なうこ
とはない。
以上のような組成のＡｌ合金は、常法により溶解・鋳造
しＡｆｆ合金鋳塊とすることができるが、金属間化合物
等を微細化し振動減衰性を向上させるために、急冷凝固
粉末法やメカニカルアロイング法などを用いることがで
きる。このアルミニウム台金鋳塊を必要に応じて均質化
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、１５０〜６００°Ｃの
温度で数時間加熱すればよい。この状態のＡ！合金鋳塊
は、通常のＡｆｉ地金に比べれば損失係数４０．００６
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Ａｌ合金鋳塊に減面率３０％
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。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が向上し
、制振材としては充分な振動減衰性が得られる。
しＡｆｆ合金鋳塊とすることができるが、金属間化合物
等を微細化し振動減衰性を向上させるために、急冷凝固
粉末法やメカニカルアロイング法などを用いることがで
きる。このアルミニウム台金鋳塊を必要に応じて均質化
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、１５０〜６００°Ｃの
温度で数時間加熱すればよい。この状態のＡ！合金鋳塊
は、通常のＡｆｉ地金に比べれば損失係数４０．００６
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Ａｌ合金鋳塊に減面率３０％
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。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が向上し
、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、同じ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Ａｆｆｉ合金を溶解、鋳造し厚さ５
０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ３００ｍｍの鋳塊とした。
０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ３００ｍｍの鋳塊とした。
これを固剤後、５００°Ｃで１０時間の均質化処理をお
こなったもの（Ｎｏ、２． ５． ８ ：鋳造材）、お
よびさらに熱間圧延・冷間圧延により板厚５Ｍの板材と
したもの（塑性加工による減面率は９０％）を製造した
。これより厚さ２ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ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。
こなったもの（Ｎｏ、２． ５． ８ ：鋳造材）、お
よびさらに熱間圧延・冷間圧延により板厚５Ｍの板材と
したもの（塑性加工による減面率は９０％）を製造した
。これより厚さ２ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ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。
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（八ｆ）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（八ｆ）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Ｎｏ、
１〜１０は塑性加工の有無にかかわらず損失係数４０．
００６以上が得られ、優れた振動減衰性を存する。一方
、本発明合金組成を外れる比較合金Ｎｏ、 １１１２は
損失係数ηの値が０．００６より低く、比較合金Ｎｏ、
１３．１４は塑性加工がおこなえなかった。
１〜１０は塑性加工の有無にかかわらず損失係数４０．
００６以上が得られ、優れた振動減衰性を存する。一方
、本発明合金組成を外れる比較合金Ｎｏ、 １１１２は
損失係数ηの値が０．００６より低く、比較合金Ｎｏ、
１３．１４は塑性加工がおこなえなかった。
実施例２
第１表のＮｏ、 ５に示す組成のＡ２合金を溶解、鋳造
し直径３００Ｍ、長さ４００ｍｍの鋳塊とし、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を変えた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２ｍｍ、
幅１０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ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。
し直径３００Ｍ、長さ４００ｍｍの鋳塊とし、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を変えた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２ｍｍ、
幅１０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ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
表
２
第１図は振動の共鳴曲線を示す図である。
第２表より明らかなように、本発明法によりＮ。
２１〜２４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Ｎｏ、２５は
損失係数ηの値が加工しないＮｏ、２６に比較して差が
少ない。 〔発明の効果〕 このように本発明によればアルミニウムをヘースとする
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。
有する。これに対し、減面率の低い比較法Ｎｏ、２５は
損失係数ηの値が加工しないＮｏ、２６に比較して差が
少ない。 〔発明の効果〕 このように本発明によればアルミニウムをヘースとする
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。
Claims (4)
- （１）Ｈｆ０．１〜２０ｗｔ％を含有し、残部Ａｌと不
可避的不純物からなることを特徴とするアルミニウム合
金制振材料。 - （２）Ｈｆ０．１〜２０ｗｔ％を含有し、残部Ａｌと不
可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に３０％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。 - （３）Ｈｆ０．１〜２０ｗｔ％を含有し、さらにＭｎ、
Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ、希土類元素より選ばれる１種もし
くは２種以上を合計で０．１〜１５ｗｔ％を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴とするアル
ミニウム合金制振材料。 - （４）Ｈｆ０．１〜２０ｗｔ％を含有し、さらにＭｎ、
Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ、希土類元素より選ばれる１種もし
くは２種以上を合計で０．１〜１５ｗｔ％を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊
に３０％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 |
|---|---|---|---|
| JP6203990A JPH03264633A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP6203990A JPH03264633A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 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 |
|---|---|
| JPH03264633A true JPH03264633A (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=13188628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6203990A Pending JPH03264633A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 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) | JPH03264633A (ja) |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP6203990A patent/JPH03264633A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4650528A (en) | High damping capacity aluminum alloy | |
| KR100612538B1 (ko) | 마그네슘기 합금 와이어 및 그 제조방법 | |
| US4859252A (en) | High damping capacity alloy and a process for producing the same | |
| JP2004523654A (ja) | 高強度および良好な圧延性を有するアルミニウム合金箔の製造方法 | |
| JP7494847B2 (ja) | Ｆｅ－Ａｌ系合金制振部品およびその製造方法 | |
| JPH04120237A (ja) | アルミニウム基制振材料とその製造方法 | |
| JPH0693396A (ja) | 強度および箔圧延性に優れるアルミニウム箔地の製造方法 | |
| JPH01255654A (ja) | 防振性アルミニウム合金部材の製造法 | |
| JPH042747A (ja) | アルミニウム合金制振材料の製造方法 | |
| JPH06101004A (ja) | 強度および箔圧延性に優れるアルミニウム箔地の製造方法 | |
| JPH03253535A (ja) | アルミニウム合金制振材料およびその製造方法 | |
| JPH0417637A (ja) | アルミニウム合金制振材料およびその製造方法 | |
| JPH04347A (ja) | マルミニウム合金制振材料とその製造方法 | |
| JPH03232949A (ja) | アルミニウム合金制振材料の製造方法 | |
| JPH03253537A (ja) | アルミニウム合金制振材料およびその製造方法 | |
| JPH03223446A (ja) | アルミニウム合金制振材料の製造方法 | |
| JPH03264637A (ja) | アルミニウム合金制振材料とその製造方法 | |
| JPH0247237A (ja) | Ｍｇ合金制振材とその製造方法 | |
| JPH04344A (ja) | アルミニウム合金制振材料 | |
| JPH01255653A (ja) | 防振性アルミニウム合金部材の製造方法 | |
| JPS5945748B2 (ja) | 加工用制振鋼板およびその製造法 | |
| JPH03170645A (ja) | アルミニウム合金制振材料の製造方法 | |
| JPH03221450A (ja) | 高強度アルミニウム合金制振材 | |
| JPH04345A (ja) | アルミニウム合金制振材料 | |
| JPH04351A (ja) | アルミニウム合金制振材料の製造方法 |