JPH0541690B2 - - Google Patents

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JPH0541690B2
JPH0541690B2 JP25337488A JP25337488A JPH0541690B2 JP H0541690 B2 JPH0541690 B2 JP H0541690B2 JP 25337488 A JP25337488 A JP 25337488A JP 25337488 A JP25337488 A JP 25337488A JP H0541690 B2 JPH0541690 B2 JP H0541690B2
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Haruo Shiina
Masami Hoshi
Naoyoshi Hayashi
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
A 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は機械構造部材用高強度アルミニウム合
金に関する。 (2) 従来の技術 従来、粉末冶金法の適用により大量のSi、Fe、
Mn等を添加した高強度アルミニウム合金が提案
されている。 (3) 発明が解決しようとする課題 アルミニウム合金より機械構造部材を構成し、
それを高温下で使用する場合には、鋼製機械構造
部材との組合せ使用は避けられないが、従来合金
は、それに析出する初晶Si、共晶Si、金属間化合
物等が非常に微細であるため、摺動摩耗量が比較
的多く、その結果、高面圧および高速摺動下では
耐久性に乏しいといつた問題がある。 本発明は前記に鑑み、特に、耐摩耗性を向上さ
せた前記高強度アルミニウム合金を提供すること
を目的とする。 B 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 本発明に係る機械構造部材用高強度アルミニウ
ム合金は、 12.0重量%≦Si≦28.0重量%、 0.8重量%≦Cu≦5.0重量%、 0.3重量%≦Mg≦3.5重量%、 2.0重量%≦Fe≦10.0重量%、 0.5重量%≦Mn≦2.9重量% および不可避不純物を含むアルミニウム合金マ
トリツクスに、Al2O3粒子、SiC粒子、Si3N4
子、ZrO2粒子、SiO2粒子、TiO2粒子および金属
Si粒子から選択される少なくとも一種の硬質粒子
を前記アルミニウム合金マトリツクスに対して
0.5重量%以上、15.0重量%以下分散させること
により、前記硬質粒子の面積率を1%以上、6%
以下に設定したことを特徴とする。 (2) 作用 硬質粒子の添加量および面積率を前記のように
特定すると、アルミニウム合金マトリツクスにお
ける硬質粒子の分散状態が、そのアルミニウム合
金の耐摩耗性を向上させる上で最適になる。また
硬質粒子は、アルミニウム合金マトリツクスの結
晶転位を固着してクリープ特性および耐応力腐食
割れ特性の改善、熱膨脹係数の低下、ヤング率お
よび疲労強度の向上等の諸効果を有する。 たゞし、アルミニウム合金マトリツクスに対す
る硬質粒子の含有量が0.5重量%を下回ると、耐
摩耗性が改善されず、またヤング率の向上および
熱膨脹係数の減少の程度も低くなり、一方、15.0
重量%を上回ると、相手材の摩耗が増大する。 また硬質粒子の面積率が1%を下回ると、耐摩
耗性が不足し、一方、6%を上回ると、耐応力腐
食割れ特性の劣化および疲労強度の低下を招来
し、その上相手材の摩耗が増大する。 他の成分の含有理由および含有量の限定理由は
以下の通りである。 (a) Siについて Siは、耐摩耗性、ヤング率および熱伝導率を向
上し、また熱膨脹係数を低下する効果を有する。
ただし、12.0重量%を下回ると前記効果を得るこ
とができず、一方、28.0重量%を上回ると、押出
し加工および鍛造加工において成形性が悪化し、
割れを生じ易くなる。 (b) Cuについて Cuは、熱処理においてアルミニウム合金マト
リツクスを強化する効果を有する。ただし、0.8
重量%を下回ると前記効果を得ることができず、
一方、5.0重量%を上回ると、耐応力腐食割れ特
性が悪化し、熱間鍛造加工性が低下する。 (c) Mgについて Mgは、Cuと同様に熱処理においてアルミニウ
ム合金マトリツクスを強化する効果を有する。た
だし、0.3重量%を下回ると前記効果を得ること
ができず、一方、3.5重量%を上回ると、耐応力
腐食割れ特性が悪化し、熱間鍛造加工性が低下す
る。 (d) Feについて Feは、高温強度およびヤング率を向上させる
効果を有する。ただし、2.0重量%を下回ると、
高温強度の向上を期待することができず、一方、
10.0重量%を上回ると高速熱間鍛造加工が事実上
不可能となる。 (e) Mnについて Mnは、特にFe≧4重量%の範囲において、高
温強度および耐応力腐食割れ特性を改善し、また
熱間鍛造加工性を向上させる効果を有する。ただ
し、0.5重量%を下回ると、前記効果を得ること
ができず、一方、2.9重量%を上回ると、却つて
熱間鍛造加工性が悪化する時、悪影響が現れる。 (3) 実施例 本発明合金におけるアルミニウム合金マトリツ
クス粉末として、Si14.5重量%、Cu2.5重量%、
Mg0.6重量%、Fe4.6重量%、Mn2.1重量%およ
び残部が不可避不純物を含むAlである粉末を、
アトマイズ法を適用して製造した。 硬質粒子として、Al2O3粒子、SiC粒子、Si3N4
粒子、ZrO2粒子、SiO2粒子、TiO2粒子および金
属Si粒子を用意し、これらの粒子から下記のもの
を選択して混合硬質粒子を調製した。 Al2O3粒子 48.5重量% ZrO2粒子 30.2重量% SiO2粒子 20.0重量% TiO2粒子 1.3重量% アルミニウム合金マトリツクス粉末に、表に
示す添加量にて混合硬質粒子を配合し、以下に述
べる各工程を経て、表に示す混合硬質粒子の面
積率を持つ本発明合金,を製造した。 即ち、アルミニウム合金マトリツクス粉末と混
合硬質粒子とをV型ブレンダにて混合した後、各
混合粉末に冷間静水圧プレス成形法(CIP法)を
適用して圧粉体を得、次いで各圧粉体を、均熱炉
内に設置して所定時間保持し、その後各圧粉体に
熱間押出し加工を施して直径35mm、長さ800mmの
丸棒状に成形された本発明合金,を得た。
【表】 比較のため、前記と同一組成のアルミニウム合
金粉末に、表に示す添加量にて混合硬質粒子を
配合し、前記各工程と同一工程を経て、表に示
す混合硬質粒子の面積率を持つ比較例合金,
を製造した。
【表】 本発明合金,および比較例合金,より
テストピースを切出し、各テストピースについて
摺動摩耗試験を行つたところ表の結果が得られ
た。 摺動摩耗試験は、縦10mm、横10mm、厚さ5mmの
テストピースを、速度2.5m/secで回転する直径
135mmのクロムバナジウム鋼(JISSWOCV)より
なる円盤に圧力200Kg/cm2を以て押圧し、また潤
滑油を5cc/minの条件で滴下し、摺動距離18Km
に亘つて行われたもので、摩耗量はテストピース
および円盤における試験前後の重量差(g)を求
めることにより測定された。
【表】 表から明らかなように、本発明合金,
は、優れた耐摩耗性を有する。また円盤の摩耗量
も、本発明合金との組合せにおいて、0.0002
g、また本発明合金との組合せにおいて、
0.0003gと抑制されていることが判明した。これ
により本発明合金,が鋼製相手材との組合せ
において優秀な摺動特性を示すことが明らかとな
つた。比較例合金は、混合硬質粒子の添加量が
少なく、また面積率も低いため摩耗が増大する。
比較例合金は、混合硬質粒子の添加量が多く、
また面積率が高いため、良好な耐摩耗性を有する
が、相手材である円盤の摩耗が増大し、その摩耗
量は0.0007gであつた。 なお、前記クロムバナジウム鋼は内燃機関用バ
ルブスプリング構成材料として用いられているも
のである。 前記のように本発明合金は鉄合金との組合せに
おいて優秀な摺動特性を示すが、この場合の鉄合
金の硬さはHv400以上であることが望ましい。鉄
合金の硬さがHv400を下回ると、その摩耗量が増
大する。 次に、各テストピースについて応力腐食割れ試
験(JIS H8711)を行つたところ表の結果が得
られた。 応力腐食割れ試験は、縦100mm、横20mm、厚さ
3mmのテストピースを、それに対する負荷応力を
σ0.2×0.9(たゞし、σ0.2は、各合金の0.2%耐力)
として、液温30℃、濃度3.5%のNaCl水溶液中に
28日間浸漬することにより行われ、耐応力腐食割
れ特性の優秀なテストピースにおけるクラツクの
発生の有無により判断した。
【表】 表から明らかなように、本発明合金,お
よび比較例合金は、優れた耐応力腐食割れ特性
を有する。比較例合金はその混合硬質粒子の面
積率が高いため耐応力腐食割れ特性が劣化する。 さらに、各テストピースについて、試験温度
150℃にて繰返し回数107回の圧縮−引張り疲労試
験を行つたところ表Vの結果が得られた。
【表】 表Vから明らかように、本発明合金,およ
び比較例合金は比較的大きな疲労強度を有す
る。比較例合金はその混合硬質粒子の面積率が
高いため疲労強度が小さい。 前記の各テスト結果より、本発明合金,は
耐摩耗性および耐応力腐食割れ特性において優
れ、また比較的大きな疲労強度を有することが明
らかである。 したがつて、本発明合金は、高温、高面圧およ
び高速摺動下で使用される機械構造部材用構成材
料、例えば内燃機関用摺動部材、特に、動弁系に
用いられるスプリングリテーナ用構成材料として
最適である。 図面は、本発明合金より前記スプリングリテー
ナを構成した場合において、硬質粒子の添加量お
よび面積率と、硬質粒子の平均粒径と、スプリン
グリテーナおよびバブルスプリングの性状との関
係を示す。スプリングリテーナおよびバルブスプ
リングの組合せにおいて、最適範囲は図面中Aで
示す領域である。 C 発明の効果 本発明によれば、前記のように各成分の含有量
および硬質粒子の面積率を特定することにより、
特に、耐摩耗性を向上させた高強度アルミニウム
合金を提供することができる。また前記面積率の
上限値の特定は、アルミニウム合金に、優れた耐
応力腐食割れ特性と比較的大きな疲労強度を持た
せる上に有効である。
【図面の簡単な説明】
図面は硬質粒子の添加量等と、スプリングリテ
ーナおよびバルブスプリングの性状との関係を示
すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 12.0重量%≦Si≦28.0重量%、 0.8重量%≦Cu≦5.0重量%、 0.3重量%≦Mg≦3.5重量%、 2.0重量%≦Fe≦10.0重量%、 0.5重量%≦Mn≦2.9重量% および不可避不純物を含むアルミニウム合金マ
    トリツクスに、Al2O3粒子、SiC粒子、Si3N4
    子、ZrO2粒子、SiO2粒子、TiO2粒子および金属
    Si粒子から選択される少なくとも一種の硬質粒子
    を前記アルミニウム合金マトリツクスに対して
    0.5重量%以上、15.0重量%以下分散させること
    により、前記硬質粒子の面積率を1%以上、6%
    以下に設定したことを特徴とする機械構造部材用
    高強度アルミニウム合金。
JP25337488A 1988-10-07 1988-10-07 機械構造部材用高強度アルミニウム合金 Granted JPH02101141A (ja)

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JP25337488A JPH02101141A (ja) 1988-10-07 1988-10-07 機械構造部材用高強度アルミニウム合金
US07/414,692 US4989556A (en) 1988-10-07 1989-09-28 Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine
CA000614165A CA1327153C (en) 1988-10-07 1989-09-28 Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine
EP89310285A EP0363225B1 (en) 1988-10-07 1989-10-06 Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine
DE68915924T DE68915924T2 (de) 1988-10-07 1989-10-06 Ventilfederteller für eine Ventilantriebsvorrichtung für eine innere Brennkraftmaschine.

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PL1887128T3 (pl) * 2006-08-09 2010-03-31 Hornschuch Ag K Sposób wytwarzania oddychającej wielowarstwowej skóry sztucznej oraz oddychająca wielowarstwowa skóra sztuczna

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