JPH0328499B2 - - Google Patents
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- JPH0328499B2 JPH0328499B2 JP59170754A JP17075484A JPH0328499B2 JP H0328499 B2 JPH0328499 B2 JP H0328499B2 JP 59170754 A JP59170754 A JP 59170754A JP 17075484 A JP17075484 A JP 17075484A JP H0328499 B2 JPH0328499 B2 JP H0328499B2
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- JP
- Japan
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- particles
- alloy
- less
- wear resistance
- primary
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- Extrusion Of Metal (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は、例えばVTRシリンダー、コンピ
レツサーベーン、斜板式コンプレツサ等の斜板あ
るいはスリツパ、テープガイド、コネクテイング
ロツド等の高度の耐摩耗性を要求される各種機械
部品等に使用される耐摩耗性に優れたアルミニウ
ム合金押出材に関する。 従来の技術及び問題点 従来、この種の耐摩耗性アルミニウム合金材料
としては、Siを10〜24％程度含有したAl−Si系
の例えばAC3A、AC8A〜Ｃ、AC9A〜Ｂ等アル
ミニウム合金鋳物がよく知られている。ところが
これらのアルミニウム合金材料は、鋳造されるも
のであるために、耐摩耗性の向上に寄与するSiの
初晶粒子が粒径略150μｍにも達する大きなもの
を含んで全体的に粗大であり、かつその分散が不
均一なものであるために、材料としての耐摩耗性
のばらつきが大きいという欠点があつた。 この発明は、上記のような欠点の派生が、合金
鋳物であるが故に不可避であることに鑑み、展伸
材として、それ自体が耐摩耗性に優れ、しかも耐
熱強度に優れたものであるようなアルミニウム合
金を提供することを目的としてなされたものであ
り、種々実験と研究の結果、特定の合金組成をも
つてそれを押出材とすることにより、従来のアル
ミニウム合金鋳物に匹敵し、あるいはそれより更
に卓越した耐摩耗性を有し、加えて特に耐熱強度
特性にも優れた材料を得ることに成功したもので
ある。 問題点を解決するための手段 即ち、この発明に係るアルミニウム合金押出材
は、Si：14wt％を超え25wt％以下、Cu：7.0wt
％を超え10wt％以下、Mg0.3wt％以上2.0wt％以
下を含み、かつSr：0.005〜0.1wt％、Ｐ：0.005
〜0.1wt％のうちの１種または２種を含有し、あ
るいは更に、Ni、Fe、Mn：各々0.5〜3wt％の１
種または２種以上を含有し、残部がアルミニウム
及び不可避不純物からなるものである。 この発明に係る合金押出材は、上記組成の合金
を鋳造して鋳塊に作製したのち、次いでこの鋳塊
を更に熱間で押出すことにより製造されるもので
あつて、斯る製造工程により、所期する優れた性
質を具現するものである。 先ず、上記合金成分の添加有意義及び組成範囲
の限定理由について説明すれば次のとおりであ
る。 Siは、周知のとおり耐摩耗性の向上成分として
有効なものであり、これが14wt％以下では耐摩
耗性の向上に不可欠な初晶Siが少ないものとなる
一方、逆に25wt％をこえて過多に含有されると、
鋳造が困難になる。 Cu及びMgは、いずれも合金の強度の向上に寄
与するものであるが、Cuが7.0wt％以下ではマト
リツクスの硬度上昇効果に乏しく、逆に10wt％
を超えるときは、鋳造が困難となる。またMgが
0.3wt％未満の場合及び2wt％を超える場合には
いずれもマトリツクスの硬度上昇効果を期待でき
ないものとなる。 SrおよびＰは、いずれも鋳造時に初晶Si粒子を
微細化する微細化剤として機能するものである点
で均等物であり、いずれか少なくとも一方を含有
すれば足るが、それぞれ0.005wt％未満では上記
効果に乏しく、0.1wt％をこえても格別効果の増
大を望めない。 Ni、Fe、Mnは、いずれも合金の耐熱性の向上
に有効に寄与するものであり、この作用の面から
いずれも均等物であつて、少なくとも１種または
２種以上を含有すれば足りるが、各成分0.5wt％
未満では上記の効果の実現性に乏しく、逆に3wt
％をこえると切削性が著しく悪くなる欠点を派生
する。 上記のような成分範囲をもつこの発明に係る合
金押出材は、その組織を特定範囲に制御するため
に、鋳造後押出し工程を経て押出材に製造される
ものである。即ち、先ず、上記のアルミニウム合
金を従来の常法に従う溶解鋳造によりアルミニウ
ム合金鋳塊に製作する。この鋳造工程によつて得
られる鋳塊に含まれる初晶Si粒子は、上記Srおよ
び（または）Ｐの添加によりある程度微細化され
たものとなしうるが、それでもなおその粒径は、
100μｍにも達するるものを含んで全体として未
だ相当に大きいものである。また、共晶Si粒子
も、粒径30μｍ程度のものを含む全体としてかな
り大きいものであり、かつその形態も針状を呈す
るものである。 そこで、これらの比較的粗大な初晶及び共晶Si
粒子を含む鋳塊を更に350〜420℃程度の熱間にて
押出し加工する。そして、この熱間押出しによ
り、合金中に含む粗大な初晶Si粒子の一部を破壊
し、そのほとんどすべての粒径が10〜80μｍの範
囲で、かつ40μｍ以上の粒子が全初晶Si粒子面積
に対し60％以上の面積比を占める範囲に微細化
し、かつその分布を均一化せしめると共に、共晶
Si粒子も、針状結晶を長さ方向に分断して形状を
粒状化し、またこれをほとんどすべてが粒径15μ
ｍ以下の範囲で、かつ10μｍ以下の粒子が全共晶
Si粒子面積に対し60％以上の面積比を占める範囲
に微細化せしめたものとする。上記に、ほとんど
すべてというのは、極めて稀に上記粒径範囲を逸
脱するものを含むことを許容する趣旨であるが、
好ましい製造条件が採用される場合には、上記粒
径範囲を逸脱するような初晶Si粒子及び共晶Si粒
子は実際上全く含まないものとすることができ
る。 このような好ましい製造条件は、殊に押出し条
件として、ビレツト温度：350〜420℃、ラム速
度：0.03〜0.2ｍ／min、押比：10〜40に設定する
ことであり、さらに好ましくは押出ダイスにベア
リング長さ５〜15mmのものを用いること等が挙げ
られる。 ところで、合金組織中における初晶Si粒子の粒
径が上記のように40〜80μｍの範囲において60％
以上の面積比を占めるべきものとされるのは、
40μ未満のものを多く含む場合には所期する優れ
た耐摩耗性が得られず、逆に80μをこえる粗大な
ものを多く含む場合には、その分布が不均一かつ
粗いのとなつて耐摩耗性のばらつきを大きくし、
かつ切削性を低下させることになるためである。
また、共晶Si粒子が粒径15μ以下でかつ10μ以下
のものを面積比60％以上含むべきものとされるの
は、初晶Si粒子の粒径を上記のような範囲にコン
トロールすることによつて必然的に上記範囲に微
細化されることになるためであり、あえてその効
果を挙げるとすれば、少なくとも共晶Si粒子が
15μをこえる粗大なものとして多く残存するとき
は、少なくとも切削性に欠陥が派生してくるもの
と予想され、従つてその反面効果として、切削性
向上の効果を挙げることができる。 発明の効果 この発明に係るアルミニウム合金押出材は、該
材料中に前記初晶Si粒子及び共晶Si粒子が微細か
つ均一に分布するものとなり、従来の展伸材のそ
のままのものでは到底期待することができなかつ
たような、更にはまたアルミニウム合金鋳物に較
べてもそれに匹敵しあいは更に一層卓越した耐摩
耗性を保有したものとなすことができる。殊に、
耐摩耗性のばらつきのないものとすることができ
る。かつまた、もとより押出材であることによ
り、合金鋳物と違つて自由な製品形状を自由に求
めることができると共に、強度、特に耐熱強度に
優れ、材料の伸びも比較的よく、成形性はもちろ
ん、切削性にも優れていて、種々の形状の製品を
任意の加工によつて容易に製作することができる
ものとなしうる。 実施例 第１表に示す本発明合金及び比較合金のそれぞ
れについて、半連続鋳造により６インチビレツト
を作製し、495℃×８時間の均質化処理を行つた
後、長さ300mmに切断し、押出温度420℃、押出し
ラム速度0.04ｍ／minの条件で、ベアリング長さ
11mmの押出ダイスを用いて直径40mmの丸棒に押出
した。
レツサーベーン、斜板式コンプレツサ等の斜板あ
るいはスリツパ、テープガイド、コネクテイング
ロツド等の高度の耐摩耗性を要求される各種機械
部品等に使用される耐摩耗性に優れたアルミニウ
ム合金押出材に関する。 従来の技術及び問題点 従来、この種の耐摩耗性アルミニウム合金材料
としては、Siを10〜24％程度含有したAl−Si系
の例えばAC3A、AC8A〜Ｃ、AC9A〜Ｂ等アル
ミニウム合金鋳物がよく知られている。ところが
これらのアルミニウム合金材料は、鋳造されるも
のであるために、耐摩耗性の向上に寄与するSiの
初晶粒子が粒径略150μｍにも達する大きなもの
を含んで全体的に粗大であり、かつその分散が不
均一なものであるために、材料としての耐摩耗性
のばらつきが大きいという欠点があつた。 この発明は、上記のような欠点の派生が、合金
鋳物であるが故に不可避であることに鑑み、展伸
材として、それ自体が耐摩耗性に優れ、しかも耐
熱強度に優れたものであるようなアルミニウム合
金を提供することを目的としてなされたものであ
り、種々実験と研究の結果、特定の合金組成をも
つてそれを押出材とすることにより、従来のアル
ミニウム合金鋳物に匹敵し、あるいはそれより更
に卓越した耐摩耗性を有し、加えて特に耐熱強度
特性にも優れた材料を得ることに成功したもので
ある。 問題点を解決するための手段 即ち、この発明に係るアルミニウム合金押出材
は、Si：14wt％を超え25wt％以下、Cu：7.0wt
％を超え10wt％以下、Mg0.3wt％以上2.0wt％以
下を含み、かつSr：0.005〜0.1wt％、Ｐ：0.005
〜0.1wt％のうちの１種または２種を含有し、あ
るいは更に、Ni、Fe、Mn：各々0.5〜3wt％の１
種または２種以上を含有し、残部がアルミニウム
及び不可避不純物からなるものである。 この発明に係る合金押出材は、上記組成の合金
を鋳造して鋳塊に作製したのち、次いでこの鋳塊
を更に熱間で押出すことにより製造されるもので
あつて、斯る製造工程により、所期する優れた性
質を具現するものである。 先ず、上記合金成分の添加有意義及び組成範囲
の限定理由について説明すれば次のとおりであ
る。 Siは、周知のとおり耐摩耗性の向上成分として
有効なものであり、これが14wt％以下では耐摩
耗性の向上に不可欠な初晶Siが少ないものとなる
一方、逆に25wt％をこえて過多に含有されると、
鋳造が困難になる。 Cu及びMgは、いずれも合金の強度の向上に寄
与するものであるが、Cuが7.0wt％以下ではマト
リツクスの硬度上昇効果に乏しく、逆に10wt％
を超えるときは、鋳造が困難となる。またMgが
0.3wt％未満の場合及び2wt％を超える場合には
いずれもマトリツクスの硬度上昇効果を期待でき
ないものとなる。 SrおよびＰは、いずれも鋳造時に初晶Si粒子を
微細化する微細化剤として機能するものである点
で均等物であり、いずれか少なくとも一方を含有
すれば足るが、それぞれ0.005wt％未満では上記
効果に乏しく、0.1wt％をこえても格別効果の増
大を望めない。 Ni、Fe、Mnは、いずれも合金の耐熱性の向上
に有効に寄与するものであり、この作用の面から
いずれも均等物であつて、少なくとも１種または
２種以上を含有すれば足りるが、各成分0.5wt％
未満では上記の効果の実現性に乏しく、逆に3wt
％をこえると切削性が著しく悪くなる欠点を派生
する。 上記のような成分範囲をもつこの発明に係る合
金押出材は、その組織を特定範囲に制御するため
に、鋳造後押出し工程を経て押出材に製造される
ものである。即ち、先ず、上記のアルミニウム合
金を従来の常法に従う溶解鋳造によりアルミニウ
ム合金鋳塊に製作する。この鋳造工程によつて得
られる鋳塊に含まれる初晶Si粒子は、上記Srおよ
び（または）Ｐの添加によりある程度微細化され
たものとなしうるが、それでもなおその粒径は、
100μｍにも達するるものを含んで全体として未
だ相当に大きいものである。また、共晶Si粒子
も、粒径30μｍ程度のものを含む全体としてかな
り大きいものであり、かつその形態も針状を呈す
るものである。 そこで、これらの比較的粗大な初晶及び共晶Si
粒子を含む鋳塊を更に350〜420℃程度の熱間にて
押出し加工する。そして、この熱間押出しによ
り、合金中に含む粗大な初晶Si粒子の一部を破壊
し、そのほとんどすべての粒径が10〜80μｍの範
囲で、かつ40μｍ以上の粒子が全初晶Si粒子面積
に対し60％以上の面積比を占める範囲に微細化
し、かつその分布を均一化せしめると共に、共晶
Si粒子も、針状結晶を長さ方向に分断して形状を
粒状化し、またこれをほとんどすべてが粒径15μ
ｍ以下の範囲で、かつ10μｍ以下の粒子が全共晶
Si粒子面積に対し60％以上の面積比を占める範囲
に微細化せしめたものとする。上記に、ほとんど
すべてというのは、極めて稀に上記粒径範囲を逸
脱するものを含むことを許容する趣旨であるが、
好ましい製造条件が採用される場合には、上記粒
径範囲を逸脱するような初晶Si粒子及び共晶Si粒
子は実際上全く含まないものとすることができ
る。 このような好ましい製造条件は、殊に押出し条
件として、ビレツト温度：350〜420℃、ラム速
度：0.03〜0.2ｍ／min、押比：10〜40に設定する
ことであり、さらに好ましくは押出ダイスにベア
リング長さ５〜15mmのものを用いること等が挙げ
られる。 ところで、合金組織中における初晶Si粒子の粒
径が上記のように40〜80μｍの範囲において60％
以上の面積比を占めるべきものとされるのは、
40μ未満のものを多く含む場合には所期する優れ
た耐摩耗性が得られず、逆に80μをこえる粗大な
ものを多く含む場合には、その分布が不均一かつ
粗いのとなつて耐摩耗性のばらつきを大きくし、
かつ切削性を低下させることになるためである。
また、共晶Si粒子が粒径15μ以下でかつ10μ以下
のものを面積比60％以上含むべきものとされるの
は、初晶Si粒子の粒径を上記のような範囲にコン
トロールすることによつて必然的に上記範囲に微
細化されることになるためであり、あえてその効
果を挙げるとすれば、少なくとも共晶Si粒子が
15μをこえる粗大なものとして多く残存するとき
は、少なくとも切削性に欠陥が派生してくるもの
と予想され、従つてその反面効果として、切削性
向上の効果を挙げることができる。 発明の効果 この発明に係るアルミニウム合金押出材は、該
材料中に前記初晶Si粒子及び共晶Si粒子が微細か
つ均一に分布するものとなり、従来の展伸材のそ
のままのものでは到底期待することができなかつ
たような、更にはまたアルミニウム合金鋳物に較
べてもそれに匹敵しあいは更に一層卓越した耐摩
耗性を保有したものとなすことができる。殊に、
耐摩耗性のばらつきのないものとすることができ
る。かつまた、もとより押出材であることによ
り、合金鋳物と違つて自由な製品形状を自由に求
めることができると共に、強度、特に耐熱強度に
優れ、材料の伸びも比較的よく、成形性はもちろ
ん、切削性にも優れていて、種々の形状の製品を
任意の加工によつて容易に製作することができる
ものとなしうる。 実施例 第１表に示す本発明合金及び比較合金のそれぞ
れについて、半連続鋳造により６インチビレツト
を作製し、495℃×８時間の均質化処理を行つた
後、長さ300mmに切断し、押出温度420℃、押出し
ラム速度0.04ｍ／minの条件で、ベアリング長さ
11mmの押出ダイスを用いて直径40mmの丸棒に押出
した。
【表】
次に、この押出材を60mm×20mm×10mmの形状に
切り出し、495℃×４時間の加熱後、水冷による
溶体化処理を行つた後、170℃×８時間の人工時
効処理を行つて供試片とした。 そして、各供試片につき組織中の初晶Si粒径、
硬さ、耐熱強度及び耐摩耗性を調べた。その結果
を第２表に示す。 なお、耐摩耗性試験は回転円板による大越式摩
耗試験機を用いて、摩耗距離：600ｍ、摩擦速
度：1.97ｍ／sec、相手材FC−30（JIS）、潤滑な
しの試験条件で実施した。
切り出し、495℃×４時間の加熱後、水冷による
溶体化処理を行つた後、170℃×８時間の人工時
効処理を行つて供試片とした。 そして、各供試片につき組織中の初晶Si粒径、
硬さ、耐熱強度及び耐摩耗性を調べた。その結果
を第２表に示す。 なお、耐摩耗性試験は回転円板による大越式摩
耗試験機を用いて、摩耗距離：600ｍ、摩擦速
度：1.97ｍ／sec、相手材FC−30（JIS）、潤滑な
しの試験条件で実施した。
【表】
この第２表の結果から明らかなように、Siを
15wt％を超えて含有する本発明合金材料は、比
較合金試料No.10の共晶Si合金よりも耐摩耗性に優
れていることがわかる。また、同じ過共晶Si合金
でもCuを7wt％を超えて含有し、かつMgとゝも
にSrまたは（および）Ｐを含有し、あるいは更
にNi、Fe、Mnの１種または２種以上を含有する
本発明合金は、マトリツクスの硬度が上昇し、併
せて耐摩耗性が向上することがわかる。 従つて、本発明合金押出材は、比較合金押出材
に較べて、硬さが良好で、耐摩耗性の点でも更に
一層改善されたものである。
15wt％を超えて含有する本発明合金材料は、比
較合金試料No.10の共晶Si合金よりも耐摩耗性に優
れていることがわかる。また、同じ過共晶Si合金
でもCuを7wt％を超えて含有し、かつMgとゝも
にSrまたは（および）Ｐを含有し、あるいは更
にNi、Fe、Mnの１種または２種以上を含有する
本発明合金は、マトリツクスの硬度が上昇し、併
せて耐摩耗性が向上することがわかる。 従つて、本発明合金押出材は、比較合金押出材
に較べて、硬さが良好で、耐摩耗性の点でも更に
一層改善されたものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Si：14wt％を超え25wt％以下、 Cu：7.0wt％を超え10wt％以下、 Mg0.3wt％以上2.0wt％以下 を含み、かつ Sr：0.005〜0.1wt％ Ｐ：0.005〜0.1wt％ のうちの１種または２種を含有し、残部がアルミ
ニウム及び不可避不純物よりなる耐摩耗性に優れ
たアルミニウム合金押出材。 ２ Si：14wt％を超え25wt％以下、 Cu：7.0wt％を超え10wt％以下、 Mg0.3wt％以上2.0wt％以下 を含み、かつ Sr：0.005〜0.1wt％、 Ｐ：0.005〜0.1wt％ のうちの１種または２種を含有し、更に、 Ni、Fe、Mn：各々0.5〜3wt％ の１種または２種以上を含有し、残部がアルミニ
ウム及び不可避不純物からなる耐摩耗性に優れた
アルミニウム合金押出材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17075484A JPS6148555A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金押出材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17075484A JPS6148555A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金押出材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148555A JPS6148555A (ja) | 1986-03-10 |
| JPH0328499B2 true JPH0328499B2 (ja) | 1991-04-19 |
Family
ID=15910767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17075484A Granted JPS6148555A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金押出材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148555A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342342A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-23 | Alum Funmatsu Yakin Gijutsu Kenkyu Kumiai | 摺動部材用アルミニウム合金材料 |
| JP5164548B2 (ja) * | 2007-12-12 | 2013-03-21 | 昭和電工株式会社 | 連続鋳造用アルミニウム合金及び該合金からなる鍛造成形品 |
| CN106521256A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-03-22 | 广西大学 | 一种过共晶铝硅合金及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS516806A (ja) * | 1974-07-09 | 1976-01-20 | Hitachi Funmatsu Yakin Kk | Taimamoseishoketsugokin |
| JPS5267461A (en) * | 1975-12-02 | 1977-06-03 | Tokyo Buhin Kougiyou Kk | Brake device |
| JPS57198237A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-04 | Riken Corp | Sliding member made of aluminum alloy and its manufacture |
| JPS59162242A (ja) * | 1983-03-05 | 1984-09-13 | Riken Corp | 耐摩耗性アルミニウム・珪素押出成形体およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-08-15 JP JP17075484A patent/JPS6148555A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6148555A (ja) | 1986-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |