JPH03264636A - 相手部材に対する攻撃性の少ないＡｌ‐Ｓｉ系合金粉末鍛造部材 - Google Patents
相手部材に対する攻撃性の少ないＡｌ‐Ｓｉ系合金粉末鍛造部材Info
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- JPH03264636A JPH03264636A JP6224890A JP6224890A JPH03264636A JP H03264636 A JPH03264636 A JP H03264636A JP 6224890 A JP6224890 A JP 6224890A JP 6224890 A JP6224890 A JP 6224890A JP H03264636 A JPH03264636 A JP H03264636A
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- forged
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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〕
この発明は、エンジン、コンプレッサー等の各種機械部
品、特に摺動機械部品として使用した場合に優れた特性
を発揮する低熱膨張係数を有し、耐摩耗性に優れ、かつ
相手部材に対する攻撃性（以下、相手攻撃性という）の
少ないＡｌ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材に関するものであ
る〔従来の技術〕 急冷凝固法により多量のＳｉを含有したＡｌ５ｉ系合金
粉末を原料粉末とし、粉末冶金法により得られるＡＮ−
５ｉ系合金部材は知られており、このＡｌ２−Ｓｉ系合
金部材を用いて各種機械部品を製造することは広く行わ
れている。このＡｌ５ｉ系合金部祠は、Ｓ ｉ：１２−
３５％、Ｃｕ：１０％以下、Ｍｇ：３％以下、残部：Ａ
ｌおよび不可避不純物から成り（以上、％は、重量％）
、微細な初晶Ｓｉと平均粒径：３〜６０ｔｕｒｌのアル
ミナの硬質粒子二３〜２５重量％が均一に分散した押出
部材の組織を有しく特開昭５９−１８２２４２号公報参
照）、上記均一に分散しているアルミナの硬質粒子は、
耐摩耗性を向上せしめかつ低熱膨脹係数をもたらす作用
があることも知られている。
品、特に摺動機械部品として使用した場合に優れた特性
を発揮する低熱膨張係数を有し、耐摩耗性に優れ、かつ
相手部材に対する攻撃性（以下、相手攻撃性という）の
少ないＡｌ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材に関するものであ
る〔従来の技術〕 急冷凝固法により多量のＳｉを含有したＡｌ５ｉ系合金
粉末を原料粉末とし、粉末冶金法により得られるＡＮ−
５ｉ系合金部材は知られており、このＡｌ２−Ｓｉ系合
金部材を用いて各種機械部品を製造することは広く行わ
れている。このＡｌ５ｉ系合金部祠は、Ｓ ｉ：１２−
３５％、Ｃｕ：１０％以下、Ｍｇ：３％以下、残部：Ａ
ｌおよび不可避不純物から成り（以上、％は、重量％）
、微細な初晶Ｓｉと平均粒径：３〜６０ｔｕｒｌのアル
ミナの硬質粒子二３〜２５重量％が均一に分散した押出
部材の組織を有しく特開昭５９−１８２２４２号公報参
照）、上記均一に分散しているアルミナの硬質粒子は、
耐摩耗性を向上せしめかつ低熱膨脹係数をもたらす作用
があることも知られている。
しかしながら、上記従来のアルミナの硬質粒子が素地中
に均一に分散しているＡＩ−Ｓｉ系合金部材は、耐摩耗
性がすぐれかつ低熱膨脹係数を有するが、アルミナの硬
質粒子は素地から脱落しやすいために脱落した硬質粒子
が摺動する相手部材を摩耗し、相手攻撃性が高くなると
いう問題点があった。
に均一に分散しているＡＩ−Ｓｉ系合金部材は、耐摩耗
性がすぐれかつ低熱膨脹係数を有するが、アルミナの硬
質粒子は素地から脱落しやすいために脱落した硬質粒子
が摺動する相手部材を摩耗し、相手攻撃性が高くなると
いう問題点があった。
そこで、本発明者らは、アルミナの硬質粒子が素地から
脱落するのを防止すべく研究を行った結果、 硬質粒子をＡＩの複合酸化物の形でＡＩ−Ｓｉ系合金素
地中に均一に分散せしめると、素地から脱落するのを防
止することができるという知見を得たのである。
脱落するのを防止すべく研究を行った結果、 硬質粒子をＡＩの複合酸化物の形でＡＩ−Ｓｉ系合金素
地中に均一に分散せしめると、素地から脱落するのを防
止することができるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 Ｓ ｉ：１５〜４０％、Ｃｕ：０．５〜５％、Ｍｇ：０
．５〜３％、Ｆｅ 、Ｎｉ 、Ｍｎのうち１種または２
種以上：０．５〜５％（以上、％は、重量％）を含有し
、ＡＩ：残部から成るＡＩ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材の
素地中にアルミニウム複合酸化物の１種または２種以上
＝５〜２０容量％が均一に分散した組織を有する相手攻
撃性の少ないＡｌ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材に特徴を有
するものである。
って、 Ｓ ｉ：１５〜４０％、Ｃｕ：０．５〜５％、Ｍｇ：０
．５〜３％、Ｆｅ 、Ｎｉ 、Ｍｎのうち１種または２
種以上：０．５〜５％（以上、％は、重量％）を含有し
、ＡＩ：残部から成るＡＩ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材の
素地中にアルミニウム複合酸化物の１種または２種以上
＝５〜２０容量％が均一に分散した組織を有する相手攻
撃性の少ないＡｌ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材に特徴を有
するものである。
上記アルミニウム複合酸化物は、コージェライ）
（２ＭｇＯ・ ２ Ａｐ ２ ０３ ・ ５ Ｓ ｉ
Ｏ２） 、 アルミニウム・ケイ酸塩（Ａｌ２０３
・Ｓ ｉＯ２）、リチウム・アルミニウム・ケイ酸塩（
ＬｉＯ・Ａ Ｉ） ２０ ａ Φ２ＳｉＯ２）、チタン
酸アルミニウム（Ａｌ２０３ψＴ ｉＯ２）のうちのい
ずれかであることが好ましい。
（２ＭｇＯ・ ２ Ａｐ ２ ０３ ・ ５ Ｓ ｉ
Ｏ２） 、 アルミニウム・ケイ酸塩（Ａｌ２０３
・Ｓ ｉＯ２）、リチウム・アルミニウム・ケイ酸塩（
ＬｉＯ・Ａ Ｉ） ２０ ａ Φ２ＳｉＯ２）、チタン
酸アルミニウム（Ａｌ２０３ψＴ ｉＯ２）のうちのい
ずれかであることが好ましい。
つぎに、この発明のＡＩ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材の成
分組成およびアルミニウム複合酸化物の分散割合いを限
定した理由を説明する。
分組成およびアルミニウム複合酸化物の分散割合いを限
定した理由を説明する。
（ａ） ５ｔ
Ｓｔ酸成分、初晶Ｓｔを析出させてＡｎ）−Ｓｉ系合金
の耐摩耗性を向上せしめ、熱膨脹係数を低下させる効果
があるが、その含有量が１０重量％未満では十分な効果
は得られず、一方、４０重量％を越えて含有すると脆化
するので好ましくない。したがって、Ｓｉ成分含有量は
、１０〜４０重量％に定めた。
の耐摩耗性を向上せしめ、熱膨脹係数を低下させる効果
があるが、その含有量が１０重量％未満では十分な効果
は得られず、一方、４０重量％を越えて含有すると脆化
するので好ましくない。したがって、Ｓｉ成分含有量は
、１０〜４０重量％に定めた。
（ｂ） ＣｕおよびＭｇ
ＣｕおよびＭｇ成分は、共に、熱処理時に微細な金属間
化合物として析出し、ＡＲ−Ｓｉ系合金に時効硬化性を
付与する成分であるが、その含有量がそれぞれＣｕ：０
．５重量％未満、Ｍｇ：０゜５重量％未満では十分な時
効硬化が得られず、一方、Ｃｕが５重量％を越えるかま
たはＭｇが３重量％を越えると脆化し、熱間加工性の低
下を来たすので好ましくない。したがって、Ｃｕおよび
Ｍｇの含有量は、それぞれＣｕ：０．５〜５重量％、Ｍ
ｇ：０．５〜３重量％に定めた。
化合物として析出し、ＡＲ−Ｓｉ系合金に時効硬化性を
付与する成分であるが、その含有量がそれぞれＣｕ：０
．５重量％未満、Ｍｇ：０゜５重量％未満では十分な時
効硬化が得られず、一方、Ｃｕが５重量％を越えるかま
たはＭｇが３重量％を越えると脆化し、熱間加工性の低
下を来たすので好ましくない。したがって、Ｃｕおよび
Ｍｇの含有量は、それぞれＣｕ：０．５〜５重量％、Ｍ
ｇ：０．５〜３重量％に定めた。
（ｃ） Ｆｅ 、 Ｎｉ 、 Ｍｎ
Ｆｅ、ＮｉおよびＭｎ成分は、共に、Ａｌ５ｔ系合金に
含まれて素地の熱膨脹係数を低下させかつ高温における
強度を向上させる効果があるが、それら含有量が０．５
重量％未満では所望の効果が得られず、一方、それら含
有量が５重量％を越えると脆化するので好ましくない。
含まれて素地の熱膨脹係数を低下させかつ高温における
強度を向上させる効果があるが、それら含有量が０．５
重量％未満では所望の効果が得られず、一方、それら含
有量が５重量％を越えると脆化するので好ましくない。
したがって、Ｆｅ、ＮｊおよびＭｎの含有量は０．５〜
５重量％に定めた。
５重量％に定めた。
（ｄ） アルミニウム複合酸化物
アルミニウム複合酸化物は、ＡＩ−Ｓｉ系合金素地中に
分散して耐摩耗性を向上せしめ、熱膨脹係数を低下させ
る効果があるが、その含有量が５容量％未満では所望の
効果が得られず、一方、その含有量が２０容量％を越え
ると脆化が著しく鍛造することが困難になるので好まし
くない。したがって、アルミナ複合酸化物の含有量は５
〜２０容量％に定めた。
分散して耐摩耗性を向上せしめ、熱膨脹係数を低下させ
る効果があるが、その含有量が５容量％未満では所望の
効果が得られず、一方、その含有量が２０容量％を越え
ると脆化が著しく鍛造することが困難になるので好まし
くない。したがって、アルミナ複合酸化物の含有量は５
〜２０容量％に定めた。
ら
〔実 施 例〕
つぎに、この発明を実施例に基づいて具体的に説明する
。
。
第１表に示される成分組成を有するＡｌ−Ｓｉ系合金溶
湯を空気アトマイズして調製した平均粒径：４５祠のＡ
ｐ−Ｓｉ系合金粉末、 平均粒径：１３虜のコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ
２０３・５ＳｉＯ２）粉末、 平均粒径：１０虜のアルミニウム・ケイ酸塩（Ａｌ２０
３・５ｉＯ２）粉末、 平均粒径：１５庫のリチウム・アルミニウム・ケイ酸塩
（ＬｉＯ−Ａｌ ０ ・２ Ｓ ｉＯ２）粉末、３ 平均粒径：１２ｔ１ｍのチタン酸アルミニウム（ＡＦ
Ｏ−Ｔ ｉＯ２）粉末、 ３ 平均粒径：ｉＯ廂のアルミナ（Ａｌ２０３）粉末、をそ
れぞれ原料粉末として用意し、これら原料粉末を所定の
割合いで配合し、室温において圧力＝５ｔｏｎ／ｃ−で
金型成形し、たて：８Ｂｍｍｓ横：８ｍｍ５高さ： １
７．４ｍｍの寸法を有しかつ密度比：８０％を有する成
形体を作製した。ついて、この成形体を窒素雰囲気中、
温度＝４００℃、１時間保持の条件で熱処理を施して脱
ガスしたのち、引続きこの成形体を窒素雰囲気中、温度
：５００℃に１５分間加熱保持したのち、８ｔｏｎ／ｃ
Ｉｌｌの圧力で熱間鍛造を施し、密度比がほぼ１００％
でたて： ４０ｍｍ、横：ｉＯ祁、高さ：１０ｍｍの寸
法を有する熱間鍛造体を製造した。
湯を空気アトマイズして調製した平均粒径：４５祠のＡ
ｐ−Ｓｉ系合金粉末、 平均粒径：１３虜のコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ
２０３・５ＳｉＯ２）粉末、 平均粒径：１０虜のアルミニウム・ケイ酸塩（Ａｌ２０
３・５ｉＯ２）粉末、 平均粒径：１５庫のリチウム・アルミニウム・ケイ酸塩
（ＬｉＯ−Ａｌ ０ ・２ Ｓ ｉＯ２）粉末、３ 平均粒径：１２ｔ１ｍのチタン酸アルミニウム（ＡＦ
Ｏ−Ｔ ｉＯ２）粉末、 ３ 平均粒径：ｉＯ廂のアルミナ（Ａｌ２０３）粉末、をそ
れぞれ原料粉末として用意し、これら原料粉末を所定の
割合いで配合し、室温において圧力＝５ｔｏｎ／ｃ−で
金型成形し、たて：８Ｂｍｍｓ横：８ｍｍ５高さ： １
７．４ｍｍの寸法を有しかつ密度比：８０％を有する成
形体を作製した。ついて、この成形体を窒素雰囲気中、
温度＝４００℃、１時間保持の条件で熱処理を施して脱
ガスしたのち、引続きこの成形体を窒素雰囲気中、温度
：５００℃に１５分間加熱保持したのち、８ｔｏｎ／ｃ
Ｉｌｌの圧力で熱間鍛造を施し、密度比がほぼ１００％
でたて： ４０ｍｍ、横：ｉＯ祁、高さ：１０ｍｍの寸
法を有する熱間鍛造体を製造した。
この熱間鍛造体は直ちに水冷の溶体化処理したのち、最
終的に温度１７０℃、６時間保持の時効処理し、第１表
に示される成分組成の素地にアルミニウム複合酸化物が
第１表に示される割合いで均一分散した本発明Ａρ−ｓ
ｉ系合金粉末鍛造部材１〜２０および比較Ａｌ−８ｔ系 １〜８、並びにアルミナが第１表に示される割合いで均
一分散した従来Ａρ−８ｊ系合金粉末鍛造部材１を作製
した。
終的に温度１７０℃、６時間保持の時効処理し、第１表
に示される成分組成の素地にアルミニウム複合酸化物が
第１表に示される割合いで均一分散した本発明Ａρ−ｓ
ｉ系合金粉末鍛造部材１〜２０および比較Ａｌ−８ｔ系 １〜８、並びにアルミナが第１表に示される割合いで均
一分散した従来Ａρ−８ｊ系合金粉末鍛造部材１を作製
した。
これら本発明Ａｌ−３ｔ系
１〜２０、比較ＡＮ−８ｔ系合金粉末鍛造部Ｊｒ１１〜
８および従来Ａ．ｌ！−８ｊ系合金粉末鍛造部材１を第
１図のブロック１として用い、一方、相手部材として外
径：４０ｍＡｌｌｓ内径： ３０ｍｍ５幅：ｌ５ｍｍの
寸法特開平３ ２６４６３６ （５） を有し、５４５Ｃ（ＨＲＣ： ３（１，焼入れ焼戻し）
鋼材で作製したリング２を用意し、第１図に示されるよ
うに、ブロック１をリング２の外周に接するように組合
わせ、ブロック１に荷重： １０ｋｇをかけ、冷凍機油
を潤滑油３としてリング２の外周に供給しながらリング
２を周速度２５ｍ７秒、１時間回転せしめる試験法によ
りブロック１の耐摩耗性および相手攻撃性を測定した。
８および従来Ａ．ｌ！−８ｊ系合金粉末鍛造部材１を第
１図のブロック１として用い、一方、相手部材として外
径：４０ｍＡｌｌｓ内径： ３０ｍｍ５幅：ｌ５ｍｍの
寸法特開平３ ２６４６３６ （５） を有し、５４５Ｃ（ＨＲＣ： ３（１，焼入れ焼戻し）
鋼材で作製したリング２を用意し、第１図に示されるよ
うに、ブロック１をリング２の外周に接するように組合
わせ、ブロック１に荷重： １０ｋｇをかけ、冷凍機油
を潤滑油３としてリング２の外周に供給しながらリング
２を周速度２５ｍ７秒、１時間回転せしめる試験法によ
りブロック１の耐摩耗性および相手攻撃性を測定した。
耐摩耗性は、摺動回転するリング２によって第１図の点
線４で示されるようにブロック１が摩耗した時の摩耗幅
ａを測定し、その測定結果を第１表に示して評価し、相
手攻撃性は、リング２の外周表面に形成された表面粗さ
Ｒ値を測定し、ａｘ その測定結果を第１表に示して評価した。
線４で示されるようにブロック１が摩耗した時の摩耗幅
ａを測定し、その測定結果を第１表に示して評価し、相
手攻撃性は、リング２の外周表面に形成された表面粗さ
Ｒ値を測定し、ａｘ その測定結果を第１表に示して評価した。
第１表の結果から、本発明のＡΩ−Ｓｉ系合金粉末鍛造
部材１〜２０は、従来ＡΩ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材１
に比べて相手攻撃性が格段に小さく、また、この発明の
条件から外れている比較ＡΩ−８１系合金粉末鍛造部材
１〜８（この発明の条件から外れている値に※印を付し
て第１表に示した）は、耐摩耗性が劣るかまたは相手攻
撃性が大きくなることがわかる。
部材１〜２０は、従来ＡΩ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材１
に比べて相手攻撃性が格段に小さく、また、この発明の
条件から外れている比較ＡΩ−８１系合金粉末鍛造部材
１〜８（この発明の条件から外れている値に※印を付し
て第１表に示した）は、耐摩耗性が劣るかまたは相手攻
撃性が大きくなることがわかる。
この発明によると、従来のＡｌ−８Ｉ系合金粉末鍛造部
材よりも特に相手攻撃性が格段に小さいＡｌ−８Ｉ系合
金粉末鍛造部材を提供することができ、機械部品などの
寿命を延ばすことができるなどの優れた効果を奏するも
のである。
材よりも特に相手攻撃性が格段に小さいＡｌ−８Ｉ系合
金粉末鍛造部材を提供することができ、機械部品などの
寿命を延ばすことができるなどの優れた効果を奏するも
のである。
第１図は、Ａｌｌ−８Ｉ系合金粉末鍛造部祠の耐摩耗性
および相手攻撃性をハＩｌｊ定するための装置の概略図
である。
および相手攻撃性をハＩｌｊ定するための装置の概略図
である。
Claims (2)
- （１）Ｓｉ：１５〜４０％、Ｃｕ：０．５〜５％、Ｍｇ
：０．５〜３％、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎのうち１種または２
種以上：０．５〜５％（以上、％は、重量％）を含有し
、Ａｌ：残部から成るＡｌ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材の
素地中にアルミニウム複合酸化物：５〜２０容量％が均
一に分散した組織を有することを特徴とする相手部材に
対する攻撃性の少ないＡｌ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材。 - （２）上記アルミニウム複合酸化物は、コージェライト
、アルミニウムケイ酸塩、リチウムアルミニウムケイ酸
塩、チタン酸アルミニウムのうちの１種または２種以上
であることを特徴とする請求項１記載の相手部材に対す
る攻撃性の少ないＡｌ−Ｓｉ系合金粉末鍛造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224890A JPH03264636A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 相手部材に対する攻撃性の少ないＡｌ‐Ｓｉ系合金粉末鍛造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224890A JPH03264636A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 相手部材に対する攻撃性の少ないＡｌ‐Ｓｉ系合金粉末鍛造部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264636A true JPH03264636A (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=13194652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6224890A Pending JPH03264636A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 相手部材に対する攻撃性の少ないＡｌ‐Ｓｉ系合金粉末鍛造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03264636A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013227658A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-11-07 | Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd | 摺動部材、及び摺動部材の製造方法 |
| CN103540810A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-29 | 常熟市良益金属材料有限公司 | 一种铝硅合金 |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP6224890A patent/JPH03264636A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013227658A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-11-07 | Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd | 摺動部材、及び摺動部材の製造方法 |
| CN103540810A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-29 | 常熟市良益金属材料有限公司 | 一种铝硅合金 |
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