JPH0327619B2 - - Google Patents
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- JPH0327619B2 JPH0327619B2 JP2367887A JP2367887A JPH0327619B2 JP H0327619 B2 JPH0327619 B2 JP H0327619B2 JP 2367887 A JP2367887 A JP 2367887A JP 2367887 A JP2367887 A JP 2367887A JP H0327619 B2 JPH0327619 B2 JP H0327619B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
本発明は各種の交通機関、大型機械の振動およ
び騒音による公害、各種精密機械、電子機器の振
動による性能劣化また生活環境に存在する種々な
振動や騒音の害を防止するのに最適な振動減衰能
の大きなAl−Sn吸振合金に関するものである。 一般に減衰能力を比較するために用いる減衰能
Q-1は振動のサイクル中に失われる振動エネルギ
ーΔEおよび全振動エネルギーＥと次式のような
関係にある。 Q-1＝１／2π・ΔE／Ｅ つまり減衰能Q-1の値が大きいほど短時間で振
幅が小さくなつて減衰効果が大きいことになる。 従来知られている吸振合金としては、ジエンタ
ロイなどのFe基合金やMn−Cu系合金、Al−Cu
−Ni系合金およびNi−Ti系合金などがある。ジ
エンタロイなどのFe基吸振合金およびMn−Cu系
合金は減衰能は大きいが比重が８ｇ／cm3前後で大
きく、機器の軽量化を条件とする場合には不適当
で、またAl−Cu−Ni系合金およびNi−Ti系合金
は冷間加工性が悪く、冷間加工が全く不可能であ
るという欠点があつた。 本発明は従来の吸振合金に比較して軽量な吸振
合金を得るために比重が2.7ｇ／cm3で非常に小さ
いAlを基としてこれに重量比で0.1〜60％の錫を
加えた合金に冷間加工率５％以上の加工を施して
転移を増加させ、必要に応じ150℃以下で焼鈍し
その履歴現象によつて大きな減衰能と高い強度を
もたせた吸振合金を提供することにある。 次に本発明合金の製造方法について説明する。 まず上記の組成範囲の合金を空気中もしくは不
活性ガス中または真空中において通常の溶解炉に
よつて溶解した後十分に撹拌して均一な溶湯と
し、砂型や金型などに鋳込んで鋳塊を造る。 次にこの鋳塊に次のごとき熱処理を施す。 (A) 均質溶体化処理のためなるべく高温において
例えばその合金の融点以下150℃以上の温度で
５分間以上できるだけ長時間（好ましくは５分
間以上100時間以内）加熱した後、急冷するか
あるいは毎秒１℃以下の速度で徐冷する。 (B) つづいて常温において鍛造、圧延、押出、ス
エージングあるいは引き抜きなどによつて、本
発明の目的とする大きな減衰能を得るために冷
間加工率５％以上の冷間加工を施す。 (C) (B)の冷間加工率５％以上の加工をぼとこした
ものを150℃以下の温度で１分間以上（好まし
くは１分間以上500時間以内）加熱して急冷す
るか毎秒１℃以下の速度で徐冷する。 なお、溶解する際には遮断剤としてMgCl2、硼
砂、CaF2、KClなどの全量５％以下のフラツク
スを添加し、脱酸剤としてマグネシウム、ベリリ
ウムなどの全量0.5％以下を加えてもよい。 均質溶体化処理工程(A)において加熱温度が高け
れば加熱時間を短くする必要があり、加熱温度が
低ければ加熱時間を長くしなければならない。一
方、成形体の重量が大きければ、加熱温度を上
げ、加熱時間を長くする必要があるが、成形体の
重量が小さければ比較的低温で短時間加熱しても
よい。この理由は均質溶体化処理を十分に行わな
ければ、減衰能などの製品の性能を均一にするこ
とができないからである。 均質溶体化処理工程(A)につづいて工程(B)で冷間
加工するのは加工によつて転位密度を増大させ、
その履歴現象によつて大きな減衰能を得るために
必須な工程であり、また該成形体の引張強度を高
めるためにも必要である。なお減衰能を大きくす
るためには５％以上の冷間加工を施すことだけで
充分その目的が達せられるが、強度の加工状態、
即ち冷間加工率が70〜95％と大きい時、または
Snを多く加えた合金によつては、伸びが極めて
小さいので曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形が
困難なものがある。したがつて、工程(B)の冷間加
工後に工程(C)で150℃以下の温度に加熱すると、
伸びが大きくなり、常温において曲げ、深絞り、
打ち抜きなどの成形が容易になる。工程(C)で150
℃以下とした理由は150℃以上で加熱すると伸び
が急に大きくなり加工性はよくなるが減衰能４×
10-3以下にが低下し所期の目的を達せられないた
めである。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 第１表に示す組成の金属の全量100ｇをアルミ
ナ坩堝中で表面にArガスを通じながら高周波誘
導電気炉により溶解し、鉄型に鋳込んで直径10mm
の鋳塊を得た。次にこれを200℃で10時間加熱し
て徐冷した後、冷間スエージングおよび引抜きに
よつて1.1mmの線にし、これから長さ150mmの線を
切りとつて試料とした。減衰能Q-1の測定は逆吊
り捩り振子法によつて振動数約１Hz、最大歪み振
幅γn＝10×10-6で行つた。 Al基合金の減衰能Q-1ならびに強度は冷間加工
率に依存する。第１図および第２図にはその一例
としてAl−40％Sn合金を200℃で10時間加熱後、
徐冷して冷間スエージングおよび引き抜きによつ
て加工したときの減衰能Q-1および引張強度σtと
冷間加工率との関係がそれぞれ示してある。減衰
能Q-1および引張強度σtはいずれも冷間加工率の
増加とともに大きくなつている。これは加工歪み
の増加とともに転位密度が増大した結果である。
これによつて本発明の目的とする減衰能Q-1＝６
×10-3以上（γn＝10×10-6）を得るには５％以上
の冷間加工を施す必要があることがわかる。 次にAl−Sn二元合金について冷間加工率と減
衰能Q-1の関係を示すと第１表のとおりである。
び騒音による公害、各種精密機械、電子機器の振
動による性能劣化また生活環境に存在する種々な
振動や騒音の害を防止するのに最適な振動減衰能
の大きなAl−Sn吸振合金に関するものである。 一般に減衰能力を比較するために用いる減衰能
Q-1は振動のサイクル中に失われる振動エネルギ
ーΔEおよび全振動エネルギーＥと次式のような
関係にある。 Q-1＝１／2π・ΔE／Ｅ つまり減衰能Q-1の値が大きいほど短時間で振
幅が小さくなつて減衰効果が大きいことになる。 従来知られている吸振合金としては、ジエンタ
ロイなどのFe基合金やMn−Cu系合金、Al−Cu
−Ni系合金およびNi−Ti系合金などがある。ジ
エンタロイなどのFe基吸振合金およびMn−Cu系
合金は減衰能は大きいが比重が８ｇ／cm3前後で大
きく、機器の軽量化を条件とする場合には不適当
で、またAl−Cu−Ni系合金およびNi−Ti系合金
は冷間加工性が悪く、冷間加工が全く不可能であ
るという欠点があつた。 本発明は従来の吸振合金に比較して軽量な吸振
合金を得るために比重が2.7ｇ／cm3で非常に小さ
いAlを基としてこれに重量比で0.1〜60％の錫を
加えた合金に冷間加工率５％以上の加工を施して
転移を増加させ、必要に応じ150℃以下で焼鈍し
その履歴現象によつて大きな減衰能と高い強度を
もたせた吸振合金を提供することにある。 次に本発明合金の製造方法について説明する。 まず上記の組成範囲の合金を空気中もしくは不
活性ガス中または真空中において通常の溶解炉に
よつて溶解した後十分に撹拌して均一な溶湯と
し、砂型や金型などに鋳込んで鋳塊を造る。 次にこの鋳塊に次のごとき熱処理を施す。 (A) 均質溶体化処理のためなるべく高温において
例えばその合金の融点以下150℃以上の温度で
５分間以上できるだけ長時間（好ましくは５分
間以上100時間以内）加熱した後、急冷するか
あるいは毎秒１℃以下の速度で徐冷する。 (B) つづいて常温において鍛造、圧延、押出、ス
エージングあるいは引き抜きなどによつて、本
発明の目的とする大きな減衰能を得るために冷
間加工率５％以上の冷間加工を施す。 (C) (B)の冷間加工率５％以上の加工をぼとこした
ものを150℃以下の温度で１分間以上（好まし
くは１分間以上500時間以内）加熱して急冷す
るか毎秒１℃以下の速度で徐冷する。 なお、溶解する際には遮断剤としてMgCl2、硼
砂、CaF2、KClなどの全量５％以下のフラツク
スを添加し、脱酸剤としてマグネシウム、ベリリ
ウムなどの全量0.5％以下を加えてもよい。 均質溶体化処理工程(A)において加熱温度が高け
れば加熱時間を短くする必要があり、加熱温度が
低ければ加熱時間を長くしなければならない。一
方、成形体の重量が大きければ、加熱温度を上
げ、加熱時間を長くする必要があるが、成形体の
重量が小さければ比較的低温で短時間加熱しても
よい。この理由は均質溶体化処理を十分に行わな
ければ、減衰能などの製品の性能を均一にするこ
とができないからである。 均質溶体化処理工程(A)につづいて工程(B)で冷間
加工するのは加工によつて転位密度を増大させ、
その履歴現象によつて大きな減衰能を得るために
必須な工程であり、また該成形体の引張強度を高
めるためにも必要である。なお減衰能を大きくす
るためには５％以上の冷間加工を施すことだけで
充分その目的が達せられるが、強度の加工状態、
即ち冷間加工率が70〜95％と大きい時、または
Snを多く加えた合金によつては、伸びが極めて
小さいので曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形が
困難なものがある。したがつて、工程(B)の冷間加
工後に工程(C)で150℃以下の温度に加熱すると、
伸びが大きくなり、常温において曲げ、深絞り、
打ち抜きなどの成形が容易になる。工程(C)で150
℃以下とした理由は150℃以上で加熱すると伸び
が急に大きくなり加工性はよくなるが減衰能４×
10-3以下にが低下し所期の目的を達せられないた
めである。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 第１表に示す組成の金属の全量100ｇをアルミ
ナ坩堝中で表面にArガスを通じながら高周波誘
導電気炉により溶解し、鉄型に鋳込んで直径10mm
の鋳塊を得た。次にこれを200℃で10時間加熱し
て徐冷した後、冷間スエージングおよび引抜きに
よつて1.1mmの線にし、これから長さ150mmの線を
切りとつて試料とした。減衰能Q-1の測定は逆吊
り捩り振子法によつて振動数約１Hz、最大歪み振
幅γn＝10×10-6で行つた。 Al基合金の減衰能Q-1ならびに強度は冷間加工
率に依存する。第１図および第２図にはその一例
としてAl−40％Sn合金を200℃で10時間加熱後、
徐冷して冷間スエージングおよび引き抜きによつ
て加工したときの減衰能Q-1および引張強度σtと
冷間加工率との関係がそれぞれ示してある。減衰
能Q-1および引張強度σtはいずれも冷間加工率の
増加とともに大きくなつている。これは加工歪み
の増加とともに転位密度が増大した結果である。
これによつて本発明の目的とする減衰能Q-1＝６
×10-3以上（γn＝10×10-6）を得るには５％以上
の冷間加工を施す必要があることがわかる。 次にAl−Sn二元合金について冷間加工率と減
衰能Q-1の関係を示すと第１表のとおりである。
【表】
第１表から明らかなように冷間加工率95％の冷
間加工を施したアルミニウムは減衰能Q-1が４×
10-3で本発明の目的とする吸振材料として不適当
であるが、アルミニウムに0.1％以上の錫を添加
すると本発明の目的とするQ-1＝６×10-3以上の
大きい値が得られることがわかる。 要するに本発明合金の減衰能Q-1の値は一般の
金属のQ-1＝１×10-3程度の値に比較して数十倍
大きい。 以上のように本発明においては、冷間加工率は
５％以上95％迄大きい程減衰は高くなるが、伸び
が小さくなり、脆く加工性が減少するので、150
℃以下の温度で焼鈍する必要がある。150℃以下
の温度で焼鈍すると伸びが大きくなり加工し易く
なるが、減衰能が若干落ちるが支障ない。これは
加工により転位を増加させたものが、焼鈍により
なまされ、転位が少なくなるからである。なお、
焼鈍温度を150℃以上にあげると、伸びは35％以
上に急激に増大するが、減衰能Q-1が４×10-3以
下となり本発明の目的とするものが得られない。 さらに本発明合金の比重ρも一般の金属の７〜
９ｇ／cm3に比べてかなり小さく、引張強度σtは冷
間加工したアルミニウムの10Kg／mm2に比較してか
なり大きい。例えば実施例の試料No.５はσt＝19
Kg／mm2、ρ＝3.3ｇ／cm3を示している。 最後に本発明合金の組成を限定した理由につい
て述べる。減衰能Q-1の向上に錫を重量比で0.1〜
60％と限定したのは組成の下限に満たないときに
は本発明の目的とする十分な減衰能が得られない
し、上記の組成の上限を越えるときには強度が小
さくなるからである。 均質溶体化処理のために150℃以上合金の融点
以下の温度で長時間加熱し、充分均質溶体化処理
をすることは所要とする減衰能、強度および加工
性を得るために絶対必要である。 なお、ここで冷間加工率５％以上の冷間加工を
施すことは加工歪みおよび転位密度を増大させる
ことにより減衰能を増大させるために絶対必要な
条件である。 アルミニウムに錫を添加して溶解すると、アル
ミニウムと錫とは固溶しないで、錫は微細な粒子
としてアルミニウムのマトリツクス中に分散した
ような状態となる。このような合金の成形体を合
金の融点以下150℃以上の高温で長時間加熱して
均質固溶化処理をすると、アルミのマトリツクス
中の錫の粒子の分散の状態が均質となる。これに
冷間加工率５％以上の冷間加工を施すと、錫粒子
が微細に分散し、転位密度が大となる。この転位
密度が大きくなると、外部より振動が加えられた
ときに、加えられた外力（振動、衝撃、捩じり、
圧縮、引張り等）は熱エネルギーとなつて消滅す
るために振動の減衰が生ずるのである。 従つて、減衰能を大きくするためには、150℃
以上の高温における長時間加熱と５％以上の冷間
加工を施すことだけで充分その目的が達せられる
が、冷間加工率を70〜95％と大きくした場合又
は、Snを多く加えた合金の組成によつては曲げ、
深絞り、打き抜きなどの成形が困難なものがあ
る。このために、150℃以下の低温で長時間再加
熱処理をすると、減衰能および強度が格別低下せ
ず、曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形加工が極
めて容易となるのである。この場合の再加熱処理
温度を150℃以上とすると減衰能が低下するので
好ましくない。 本発明合金の特徴は上述のように減衰能が大き
いこと、軽量であること、冷間加工性が良好で強
度が高い上に、非強磁性であることである。従つ
て本発明合成は各種の交通機関や大型機械、電子
機器の可動部、磁界で作動する部品、各種家庭用
品ならびに建築などの材料に応用し、振動および
騒音の防止、軽量化を計るのに非常に適してい
る。
間加工を施したアルミニウムは減衰能Q-1が４×
10-3で本発明の目的とする吸振材料として不適当
であるが、アルミニウムに0.1％以上の錫を添加
すると本発明の目的とするQ-1＝６×10-3以上の
大きい値が得られることがわかる。 要するに本発明合金の減衰能Q-1の値は一般の
金属のQ-1＝１×10-3程度の値に比較して数十倍
大きい。 以上のように本発明においては、冷間加工率は
５％以上95％迄大きい程減衰は高くなるが、伸び
が小さくなり、脆く加工性が減少するので、150
℃以下の温度で焼鈍する必要がある。150℃以下
の温度で焼鈍すると伸びが大きくなり加工し易く
なるが、減衰能が若干落ちるが支障ない。これは
加工により転位を増加させたものが、焼鈍により
なまされ、転位が少なくなるからである。なお、
焼鈍温度を150℃以上にあげると、伸びは35％以
上に急激に増大するが、減衰能Q-1が４×10-3以
下となり本発明の目的とするものが得られない。 さらに本発明合金の比重ρも一般の金属の７〜
９ｇ／cm3に比べてかなり小さく、引張強度σtは冷
間加工したアルミニウムの10Kg／mm2に比較してか
なり大きい。例えば実施例の試料No.５はσt＝19
Kg／mm2、ρ＝3.3ｇ／cm3を示している。 最後に本発明合金の組成を限定した理由につい
て述べる。減衰能Q-1の向上に錫を重量比で0.1〜
60％と限定したのは組成の下限に満たないときに
は本発明の目的とする十分な減衰能が得られない
し、上記の組成の上限を越えるときには強度が小
さくなるからである。 均質溶体化処理のために150℃以上合金の融点
以下の温度で長時間加熱し、充分均質溶体化処理
をすることは所要とする減衰能、強度および加工
性を得るために絶対必要である。 なお、ここで冷間加工率５％以上の冷間加工を
施すことは加工歪みおよび転位密度を増大させる
ことにより減衰能を増大させるために絶対必要な
条件である。 アルミニウムに錫を添加して溶解すると、アル
ミニウムと錫とは固溶しないで、錫は微細な粒子
としてアルミニウムのマトリツクス中に分散した
ような状態となる。このような合金の成形体を合
金の融点以下150℃以上の高温で長時間加熱して
均質固溶化処理をすると、アルミのマトリツクス
中の錫の粒子の分散の状態が均質となる。これに
冷間加工率５％以上の冷間加工を施すと、錫粒子
が微細に分散し、転位密度が大となる。この転位
密度が大きくなると、外部より振動が加えられた
ときに、加えられた外力（振動、衝撃、捩じり、
圧縮、引張り等）は熱エネルギーとなつて消滅す
るために振動の減衰が生ずるのである。 従つて、減衰能を大きくするためには、150℃
以上の高温における長時間加熱と５％以上の冷間
加工を施すことだけで充分その目的が達せられる
が、冷間加工率を70〜95％と大きくした場合又
は、Snを多く加えた合金の組成によつては曲げ、
深絞り、打き抜きなどの成形が困難なものがあ
る。このために、150℃以下の低温で長時間再加
熱処理をすると、減衰能および強度が格別低下せ
ず、曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形加工が極
めて容易となるのである。この場合の再加熱処理
温度を150℃以上とすると減衰能が低下するので
好ましくない。 本発明合金の特徴は上述のように減衰能が大き
いこと、軽量であること、冷間加工性が良好で強
度が高い上に、非強磁性であることである。従つ
て本発明合成は各種の交通機関や大型機械、電子
機器の可動部、磁界で作動する部品、各種家庭用
品ならびに建築などの材料に応用し、振動および
騒音の防止、軽量化を計るのに非常に適してい
る。
第１図はAl−40％Sn合金につき200℃で10時間
加熱して徐冷後、冷間加工したときの減衰能Q-1
と冷間加工率との関係を示す特性曲線図、第２図
は第１図と同じ合金の引張強度σtの冷間加工率と
の関係を示す特性曲線図である。
加熱して徐冷後、冷間加工したときの減衰能Q-1
と冷間加工率との関係を示す特性曲線図、第２図
は第１図と同じ合金の引張強度σtの冷間加工率と
の関係を示す特性曲線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比にて、錫0.1〜60％および残部アルミ
ニウムからなり、冷間加工率５％以上の冷間加工
により転位密度の増大した減衰能Q-1が６×10-3
以上であることを特徴とするAl−Sn吸振合金。 ２ 重量比にて、錫0.1〜60％と残部アルミニウ
ムから成る合金について、 (A) 合金の融点以下150℃以上の温度で５分間以
上100時間以下加熱後、急冷するかあるいは毎
秒１℃以下の速度で徐冷した後、 (B) 冷間加工率５％以上の加工を施すことにより
減衰能Q-1を６×10-3以上とすることを特徴と
するAl−Sn吸振合金の製造方法。 ３ 重量比にて、錫0.1〜60％と残部アルミニウ
ムよりなる合金について、 (A) 合金の融点以下、150℃以上の温度で５分間
以上100時間以下加熱後、急冷するかあるいは
毎秒１℃以下の速度で徐冷した後 (B) 冷間加工率５％以上の加工を施す (C) (B)の冷間加工率５％以上の加工を施したもの
を150℃以下の温度で１分間以上500時間以下加
熱して急冷するか毎秒１℃以下の速度で徐冷す
る の順序の工程を施すことにより減衰能Q-1を６×
10-3以上とすることを特徴とするAl−Sn吸振合
金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2367887A JPS62188762A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ―Ｓｎ吸振合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2367887A JPS62188762A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ―Ｓｎ吸振合金およびその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11276179A Division JPS5638442A (en) | 1979-09-05 | 1979-09-05 | A -sn based vibration absorbing alloy and preparation of the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188762A JPS62188762A (ja) | 1987-08-18 |
| JPH0327619B2 true JPH0327619B2 (ja) | 1991-04-16 |
Family
ID=12117128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2367887A Granted JPS62188762A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ―Ｓｎ吸振合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188762A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638442A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-13 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | A -sn based vibration absorbing alloy and preparation of the same |
| JPWO2022270483A1 (ja) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 |
-
1987
- 1987-02-05 JP JP2367887A patent/JPS62188762A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62188762A (ja) | 1987-08-18 |
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