JPH0353378B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0353378B2 JPH0353378B2 JP59098376A JP9837684A JPH0353378B2 JP H0353378 B2 JPH0353378 B2 JP H0353378B2 JP 59098376 A JP59098376 A JP 59098376A JP 9837684 A JP9837684 A JP 9837684A JP H0353378 B2 JPH0353378 B2 JP H0353378B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear resistance
- alloy
- alloys
- aluminum
- machinability
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は、例えばVTRシリンダー、コンプ
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、更に詳しくは、溶解鋳造工程を含む製造
プロセスによつて、鋳造あるいは押出材として製
造されるAl−共晶Si系の耐摩耗性アルミニウム
合金に関する。 従来の技術及び問題点 従来、耐摩耗性アルミニウム合金としては、Si
を11.0〜13.5wt％程度含有したA4032アルミニウ
ム合金展伸材や、Siを8.5〜13.0wt％程度含有し
たAC8A〜Ｃアルミニウム合金鋳物等が一般に使
用されている。 しかし、これらの合金は耐摩耗性に優れている
とはいえ、VTRシリンダー、コンプレツサーベ
ーン等前記例示したような機械部品に使用される
場合には、いまだ要求される耐摩耗性を充分に満
足すべきものではなかつた。 一方、上記合金よりも耐摩耗性に優れたものと
して、過共晶域にSiを含有したAl−Siアルミニ
ウム合金が既知であるが、かかる合金はSiの含有
量が多ため組織中に粗大な初晶シリコン粒子を多
く含み、このため切削性が悪く、複雑な形状の部
品加工等が困難であるというような欠点を有する
ものであつた。 発明の目的 この発明は、このような事情に鑑み、A4032，
AC8A〜Ｃアルミニウム合金等の従来のAl−共晶
Si系合金の保有する比較的良好な切削性を保持し
ながら、耐摩耗性の一層の向上を図ることを目的
としてなされたものである。 問題点を解決するための手段 而して、この発明は、鋭意研究の結果、アルミ
ニウムに、ほぼ共晶領域にSiを含有するAl−共
晶Si系合金に、更にCu及Mgを所定量含有せし
め、かつ製造工程のコントロールによつて特にSi
粒子の粒径分布状態を規制することにより、切削
性を損うことなく、耐摩耗性の更なる改善をはか
りうることを見出し、かかる知見に基いて完成さ
れたものである。 即ち、この発明は、溶解鋳造工程を含む製造プ
ロセスで製造されるアルミニウム合金であつて、
Si10〜14wt％、Cu6.0〜8.0wt％、Mg0.3〜2.0wt
％を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物
よりなり、かつ合金組織においてSi粒径が20μm
以下に制御されていることを特徴とする耐摩耗性
に優れたアルミニウム合金を要旨とする。 構成の具体的な説明と作用 まず、上記合金成分の添加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10wt％未満では耐摩
耗性に劣るものとなる一方、逆に14wt％をこえ
て過多に含有されると、粒径の大きな初晶Si粒子
が形成されて切削性が劣化する。 Cuは、合金の耐摩耗性の向上をはかる上から
主要な元素であり、その含有量が6.0wt％未満で
は所期する十分な耐摩耗性の向上効果を得ること
ができない。しかしながら、8.0％をこえて過多
に含有するときは、合金の鋳造が困難となり、ま
た耐食性も劣化する。Cuの6.0〜8.0％の含有によ
つて、Al−共晶Si系合金の耐摩耗性を向上しう
るのは、鋳造工程含む製造プロセスによる合金製
造により、粒径10μm以下のAl−Cu金属間化合物
が全体に均一に析出し、この金属間化合物が耐摩
耗性の向上に貢献しているものと考えられる。 Mgは合金の強度の向上に寄与するものである
が、0.3wt％未満ではその効果が不十分であり、
逆に2.0wt％を起えるときは鋳造が困難となる。 ところで、この発明に合金の製造は、溶解鋳造
を含む製造プロセスによつて行われるものであ
り、金型鋳造だけでなく、連続鋳造を行つたビレ
ツトを押出して製造するものとしても良い。 しかしながら、この発明に係るアルミニウム合
金は、上記のような製造によつて得られる合金組
織において、Si粒径が20μm以下となるように制
御されなければならない。これによつて、合金の
耐摩耗性を良好に保ちつつ、切削性も良好なもの
とすることができる。このようなSi粒径の制御
は、とくに鋳造工程における溶湯の冷却速度をコ
ントロールすることによつて容易に行いうるもの
であり、たとえば後述の実施例に示すように、冷
却速度を約50℃／sec以上に設定することにより、
析出するSi粒子の粒径を充分に微細なものとして
得ることができる。 発明の効果 この発明に係るアルミニウム合金は、Siと共に
Cu及びMgを所定範囲内で含有すること、および
合金組織においてSi粒径が20μm以下に制御され
ていることが相俟つて、従来のAl−共晶Si系合
金、たとえばA4032，AC8A〜Ｃアルミニウム合
金等の従来合金と同程度以上の良好な切削性を保
持しつつも、下記の実施例の参酌によつて明らか
なように、その合金組成の限定事項の範囲から逸
脱する比較合金に較べて耐摩耗性を更に向上する
効果を実現し得る。従つて、この発明に係る合金
は高度な耐摩耗性が要求される機械部品等に一層
好適に使用し得るものとなしうる。 実施例 以下、この発明の実施例を示す。 下記第１表のNo.１〜５に示す合金のそれぞれに
ついて、冷却速度約50℃／sec以上を有する水冷
金型により直径50mm×長さ100mmの鋳塊に鋳造し、
500℃×４時間の溶体化処理を行つた後、170℃×
８時間の人工時効処理を行い供試材とした。一
方、第１表のNo.６の合金については冷却速度１
℃／secの砂型鋳物材として製作し、同様の溶体
化処理、人工時効処理を行い供試材とした。 そして、この各供試材につき組織中のSi粒径、
硬さ、耐摩耗性及び切削性を調べた。その結果を
第１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、摩擦距離：600m、摩擦速
度：1.97m／sec、相手材：FC−30（JIS）、潤滑：
なし、供試片寸法：60×20×10mmの試験条件で実
施した。また、切削性は、前すくい角：0゜、横す
くい角：10゜、前逃げ角：7゜、横逃げ角：7゜、前切
刃角：8゜、横切刃角：0゜、ノーズ半径：0゜の刃先
諸元を有する高速度鋼バイト（SKH−４）を使
用し、自動切削機にて、切削速度：322m／分、
送り速度：0.2mm／／rev、切削距離：564mの切
削条件で各試料の切削を行つたのちのバイトの逃
げ面の摩耗幅を測定することによつて評価した。
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、更に詳しくは、溶解鋳造工程を含む製造
プロセスによつて、鋳造あるいは押出材として製
造されるAl−共晶Si系の耐摩耗性アルミニウム
合金に関する。 従来の技術及び問題点 従来、耐摩耗性アルミニウム合金としては、Si
を11.0〜13.5wt％程度含有したA4032アルミニウ
ム合金展伸材や、Siを8.5〜13.0wt％程度含有し
たAC8A〜Ｃアルミニウム合金鋳物等が一般に使
用されている。 しかし、これらの合金は耐摩耗性に優れている
とはいえ、VTRシリンダー、コンプレツサーベ
ーン等前記例示したような機械部品に使用される
場合には、いまだ要求される耐摩耗性を充分に満
足すべきものではなかつた。 一方、上記合金よりも耐摩耗性に優れたものと
して、過共晶域にSiを含有したAl−Siアルミニ
ウム合金が既知であるが、かかる合金はSiの含有
量が多ため組織中に粗大な初晶シリコン粒子を多
く含み、このため切削性が悪く、複雑な形状の部
品加工等が困難であるというような欠点を有する
ものであつた。 発明の目的 この発明は、このような事情に鑑み、A4032，
AC8A〜Ｃアルミニウム合金等の従来のAl−共晶
Si系合金の保有する比較的良好な切削性を保持し
ながら、耐摩耗性の一層の向上を図ることを目的
としてなされたものである。 問題点を解決するための手段 而して、この発明は、鋭意研究の結果、アルミ
ニウムに、ほぼ共晶領域にSiを含有するAl−共
晶Si系合金に、更にCu及Mgを所定量含有せし
め、かつ製造工程のコントロールによつて特にSi
粒子の粒径分布状態を規制することにより、切削
性を損うことなく、耐摩耗性の更なる改善をはか
りうることを見出し、かかる知見に基いて完成さ
れたものである。 即ち、この発明は、溶解鋳造工程を含む製造プ
ロセスで製造されるアルミニウム合金であつて、
Si10〜14wt％、Cu6.0〜8.0wt％、Mg0.3〜2.0wt
％を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物
よりなり、かつ合金組織においてSi粒径が20μm
以下に制御されていることを特徴とする耐摩耗性
に優れたアルミニウム合金を要旨とする。 構成の具体的な説明と作用 まず、上記合金成分の添加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10wt％未満では耐摩
耗性に劣るものとなる一方、逆に14wt％をこえ
て過多に含有されると、粒径の大きな初晶Si粒子
が形成されて切削性が劣化する。 Cuは、合金の耐摩耗性の向上をはかる上から
主要な元素であり、その含有量が6.0wt％未満で
は所期する十分な耐摩耗性の向上効果を得ること
ができない。しかしながら、8.0％をこえて過多
に含有するときは、合金の鋳造が困難となり、ま
た耐食性も劣化する。Cuの6.0〜8.0％の含有によ
つて、Al−共晶Si系合金の耐摩耗性を向上しう
るのは、鋳造工程含む製造プロセスによる合金製
造により、粒径10μm以下のAl−Cu金属間化合物
が全体に均一に析出し、この金属間化合物が耐摩
耗性の向上に貢献しているものと考えられる。 Mgは合金の強度の向上に寄与するものである
が、0.3wt％未満ではその効果が不十分であり、
逆に2.0wt％を起えるときは鋳造が困難となる。 ところで、この発明に合金の製造は、溶解鋳造
を含む製造プロセスによつて行われるものであ
り、金型鋳造だけでなく、連続鋳造を行つたビレ
ツトを押出して製造するものとしても良い。 しかしながら、この発明に係るアルミニウム合
金は、上記のような製造によつて得られる合金組
織において、Si粒径が20μm以下となるように制
御されなければならない。これによつて、合金の
耐摩耗性を良好に保ちつつ、切削性も良好なもの
とすることができる。このようなSi粒径の制御
は、とくに鋳造工程における溶湯の冷却速度をコ
ントロールすることによつて容易に行いうるもの
であり、たとえば後述の実施例に示すように、冷
却速度を約50℃／sec以上に設定することにより、
析出するSi粒子の粒径を充分に微細なものとして
得ることができる。 発明の効果 この発明に係るアルミニウム合金は、Siと共に
Cu及びMgを所定範囲内で含有すること、および
合金組織においてSi粒径が20μm以下に制御され
ていることが相俟つて、従来のAl−共晶Si系合
金、たとえばA4032，AC8A〜Ｃアルミニウム合
金等の従来合金と同程度以上の良好な切削性を保
持しつつも、下記の実施例の参酌によつて明らか
なように、その合金組成の限定事項の範囲から逸
脱する比較合金に較べて耐摩耗性を更に向上する
効果を実現し得る。従つて、この発明に係る合金
は高度な耐摩耗性が要求される機械部品等に一層
好適に使用し得るものとなしうる。 実施例 以下、この発明の実施例を示す。 下記第１表のNo.１〜５に示す合金のそれぞれに
ついて、冷却速度約50℃／sec以上を有する水冷
金型により直径50mm×長さ100mmの鋳塊に鋳造し、
500℃×４時間の溶体化処理を行つた後、170℃×
８時間の人工時効処理を行い供試材とした。一
方、第１表のNo.６の合金については冷却速度１
℃／secの砂型鋳物材として製作し、同様の溶体
化処理、人工時効処理を行い供試材とした。 そして、この各供試材につき組織中のSi粒径、
硬さ、耐摩耗性及び切削性を調べた。その結果を
第１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、摩擦距離：600m、摩擦速
度：1.97m／sec、相手材：FC−30（JIS）、潤滑：
なし、供試片寸法：60×20×10mmの試験条件で実
施した。また、切削性は、前すくい角：0゜、横す
くい角：10゜、前逃げ角：7゜、横逃げ角：7゜、前切
刃角：8゜、横切刃角：0゜、ノーズ半径：0゜の刃先
諸元を有する高速度鋼バイト（SKH−４）を使
用し、自動切削機にて、切削速度：322m／分、
送り速度：0.2mm／／rev、切削距離：564mの切
削条件で各試料の切削を行つたのちのバイトの逃
げ面の摩耗幅を測定することによつて評価した。
【表】
この第１表の結果から明らかなように、本発明
合金は、比較合金に較べて、硬さも良好で、耐摩
耗性、切削性の点でも更に一層改善されたもので
あることを確認し得た。
合金は、比較合金に較べて、硬さも良好で、耐摩
耗性、切削性の点でも更に一層改善されたもので
あることを確認し得た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶解鋳造工程を含む製造プロセスで製造され
るアルミニウム合金であつて、 Si10〜14wt％、Cu6.0〜8.0wt％、Mg0.3〜
2.0wt％を含み、残部がアルミニウム及び不可避
不純物よりなり、 かつ合金組織においてSi粒径が20μm以下に制
御されていることを特徴とする耐摩耗性に優れた
アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9837684A JPS60243241A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9837684A JPS60243241A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60243241A JPS60243241A (ja) | 1985-12-03 |
| JPH0353378B2 true JPH0353378B2 (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=14218157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9837684A Granted JPS60243241A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60243241A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02217434A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-30 | Showa Alum Corp | アルミニウム合金製ロッドブッシュ |
| JPH03111531A (ja) * | 1989-09-25 | 1991-05-13 | Riken Corp | アルミニウム合金製ローター |
| JP2002155327A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-31 | Oiles Ind Co Ltd | 摺動部材用アルミニウム合金 |
| JP2002155329A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-31 | Oiles Ind Co Ltd | 摺動部材用アルミニウム合金 |
| JP5048996B2 (ja) * | 2006-11-10 | 2012-10-17 | 昭和電工株式会社 | 加工性に優れた耐摩耗性アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5131121B2 (ja) * | 1971-08-24 | 1976-09-04 |
-
1984
- 1984-05-15 JP JP9837684A patent/JPS60243241A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60243241A (ja) | 1985-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |