JPH0327620B2 - - Google Patents
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- JPH0327620B2 JPH0327620B2 JP2367987A JP2367987A JPH0327620B2 JP H0327620 B2 JPH0327620 B2 JP H0327620B2 JP 2367987 A JP2367987 A JP 2367987A JP 2367987 A JP2367987 A JP 2367987A JP H0327620 B2 JPH0327620 B2 JP H0327620B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Hard Magnetic Materials (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は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−Ni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
あるという欠点を有する。 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
いアルミニウムを基としてこれに重量比で0.1〜
20％のニツケルを加えた合金に融点以下250℃以
上の温度で均質固溶化熱処理を施した後、冷間加
工率５％以上の加工を施して転位を増加させ、必
要に応じて250℃以下の温度で熱処理し、その履
歴現象によつて大きな減衰能をもたせると同時に
高い強度をもつ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250℃以上の温度で
５分間以上100時間以下（好ましくは30分間以
上）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％以上の加工を施したもの
を250℃以下の温度で１分間以上（好ましくは
30分以上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。 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Mg、Beなどの全量
0.5％以下を加えてもよい。 工程(A)において均質溶体化処理するのは溶湯の
凝固の際の鋳塊各部の温度差や固液両相の比較差
に基づいて鋳塊に成分の不均質が起るときがある
から、その成分を均質にするためである。そして
加熱温度が高ければ加熱時間を短くすることがで
き、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、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。 溶体化処理工程(A)続いて(B)工程の冷間加工をす
るのは加工歪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だけで充分そ
の目的が達せられるが、冷間加工率が70〜95％如
く大きい場合及びNi量を多く加えた合金によつ
ては曲げ、深絞り、打抜きなどの成形が困難なも
のがある。このために、工程(B)において冷間加工
後ものを次の工程(C)で250℃以下の温度に加熱す
ると、減衰能および強度が格別低下せず常温にお
いて曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形加工が容
易になる。この場合の加熱温度を250℃以上とす
ると伸びは24％以上に急激に増加するが、減衰能
Q-1が４×10-3以下に低下するので好ましくな
い。 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
ナ坩堝中で表面にアルゴン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500℃で５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
逆吊り捩れ振子法により振動数約１Hz、最大歪み
振幅γn＝10×10-6で行なつた。 Al基合金の減衰能Q-1ならびに引張強度は冷間
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−50％Ni合金を500℃で５時間加熱
後、徐冷して冷間スエージングおよび引抜きによ
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おり、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−Ni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は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−Ni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
あるという欠点を有する。 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
いアルミニウムを基としてこれに重量比で0.1〜
20％のニツケルを加えた合金に融点以下250℃以
上の温度で均質固溶化熱処理を施した後、冷間加
工率５％以上の加工を施して転位を増加させ、必
要に応じて250℃以下の温度で熱処理し、その履
歴現象によつて大きな減衰能をもたせると同時に
高い強度をもつ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250℃以上の温度で
５分間以上100時間以下（好ましくは30分間以
上）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％以上の加工を施したもの
を250℃以下の温度で１分間以上（好ましくは
30分以上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。 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Mg、Beなどの全量
0.5％以下を加えてもよい。 工程(A)において均質溶体化処理するのは溶湯の
凝固の際の鋳塊各部の温度差や固液両相の比較差
に基づいて鋳塊に成分の不均質が起るときがある
から、その成分を均質にするためである。そして
加熱温度が高ければ加熱時間を短くすることがで
き、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、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。 溶体化処理工程(A)続いて(B)工程の冷間加工をす
るのは加工歪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だけで充分そ
の目的が達せられるが、冷間加工率が70〜95％如
く大きい場合及びNi量を多く加えた合金によつ
ては曲げ、深絞り、打抜きなどの成形が困難なも
のがある。このために、工程(B)において冷間加工
後ものを次の工程(C)で250℃以下の温度に加熱す
ると、減衰能および強度が格別低下せず常温にお
いて曲げ、深絞り、打ち抜きなどの成形加工が容
易になる。この場合の加熱温度を250℃以上とす
ると伸びは24％以上に急激に増加するが、減衰能
Q-1が４×10-3以下に低下するので好ましくな
い。 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
ナ坩堝中で表面にアルゴン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500℃で５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
逆吊り捩れ振子法により振動数約１Hz、最大歪み
振幅γn＝10×10-6で行なつた。 Al基合金の減衰能Q-1ならびに引張強度は冷間
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−50％Ni合金を500℃で５時間加熱
後、徐冷して冷間スエージングおよび引抜きによ
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おり、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−Ni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％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％以上のニツケルを添加する
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
金属の減衰能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％迄大きい程減衰能は高くなるが、伸
びが小さくなり脆く加工性が減少するので、250
℃以下の温度で焼鈍する必要がある。250℃以下
の温度で焼鈍すると伸びが大きくなり加工し易く
なり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250℃にあげると伸びは25％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.１はσt＝19
Kg／mm2、ρ＝2.8ｇ／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。まず本発明のAl−Ni吸振合金におい
てNiは減衰能Q-1の向上に寄与するばかりでな
く、合金を強化する。Niを重量比で0.1〜20％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減衰能が悪くな
り、また冷間加工が不可能となるからである。 なお、均質溶体化処理のために250℃以上融点
以下の温度で100時間以下の長時間加熱し、充分
な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、転位密度を増大させること
により減衰能を増大させることに絶対必要な条件
である。 合金の成形体をアルミニウムの融点以下250℃
以上の高温で長時間加熱により均質固溶化処理を
すると、アルミのマトリツクス中のNi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、Ni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、捩り、圧縮、引張り等）は
熱エネルギーその他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、250℃
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％の如く高めた場合お
よびNiを多く加えた合金の組成によつては曲げ、
深絞り、打ち抜きなどの成形が困難なものがあ
る。このために、250℃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は
250℃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、自動車用内燃機
関、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構造材
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。
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％以上のニツケルを添加する
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
金属の減衰能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％迄大きい程減衰能は高くなるが、伸
びが小さくなり脆く加工性が減少するので、250
℃以下の温度で焼鈍する必要がある。250℃以下
の温度で焼鈍すると伸びが大きくなり加工し易く
なり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250℃にあげると伸びは25％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.１はσt＝19
Kg／mm2、ρ＝2.8ｇ／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。まず本発明のAl−Ni吸振合金におい
てNiは減衰能Q-1の向上に寄与するばかりでな
く、合金を強化する。Niを重量比で0.1〜20％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減衰能が悪くな
り、また冷間加工が不可能となるからである。 なお、均質溶体化処理のために250℃以上融点
以下の温度で100時間以下の長時間加熱し、充分
な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、転位密度を増大させること
により減衰能を増大させることに絶対必要な条件
である。 合金の成形体をアルミニウムの融点以下250℃
以上の高温で長時間加熱により均質固溶化処理を
すると、アルミのマトリツクス中のNi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、Ni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、捩り、圧縮、引張り等）は
熱エネルギーその他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、250℃
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％の如く高めた場合お
よびNiを多く加えた合金の組成によつては曲げ、
深絞り、打ち抜きなどの成形が困難なものがあ
る。このために、250℃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は
250℃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、自動車用内燃機
関、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構造材
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−５％Ni合金につき500℃で５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、ニツケル0.1〜20％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−Ni吸振
合金。 ２ 重量比にて、ニツケル0.1〜20％および残部
アルミニウムから成る合金に、 (A) 合金の融点以下250℃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が６×10-3以上とすることを特徴と
するAl−Ni吸振合金の製造方法。 ３ 重量比にて、ニツケル0.1〜20％および残部
アルミニウムよりなる合金に、 (A) 合金の融点以下250℃以上の温度で５分間以
上100時間以下加熱し、急冷又は毎秒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250℃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 の順序で熱処理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−Ni吸振
合金の製造方法。 ４ 溶解に際し、遮断剤としてMgCl2、硼砂、
CaF2、KClより選ばれた全量５％以上のフラツ
クスを加える特許請求の範囲第２項および第３項
の何れかに記載のAl−Ni吸振合金の製造方法。 ５ 溶解に際し、Mg、Beより選ばれた全量0.5
％以下の脱酸剤を添加する特許請求の範囲第２項
および第３項の何れかに記載のAl−Ni吸振合金
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2367987A JPS62188763A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ―Ｎｉ吸振合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2367987A JPS62188763A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ―Ｎｉ吸振合金およびその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11720479A Division JPS5641346A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | A -ni damping alloy and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188763A JPS62188763A (ja) | 1987-08-18 |
| JPH0327620B2 true JPH0327620B2 (ja) | 1991-04-16 |
Family
ID=12117154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2367987A Granted JPS62188763A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Ａｌ―Ｎｉ吸振合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188763A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5641346A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-18 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | A -ni damping alloy and its manufacture |
| JP7329966B2 (ja) * | 2019-05-23 | 2023-08-21 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金材 |
-
1987
- 1987-02-05 JP JP2367987A patent/JPS62188763A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62188763A (ja) | 1987-08-18 |
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