JPH0717973B2 - 炭化ケイ素強化アルミニウム合金複合部材の鋳造方法 - Google Patents
炭化ケイ素強化アルミニウム合金複合部材の鋳造方法Info
- Publication number
- JPH0717973B2 JPH0717973B2 JP63275511A JP27551188A JPH0717973B2 JP H0717973 B2 JPH0717973 B2 JP H0717973B2 JP 63275511 A JP63275511 A JP 63275511A JP 27551188 A JP27551188 A JP 27551188A JP H0717973 B2 JPH0717973 B2 JP H0717973B2
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- Japan
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- aluminum alloy
- silicon carbide
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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 本発明は炭化ケイ素強化アルミニウム合金複合部材、特
に、不純物としての遊離SiO2を含む炭化ケイ素ウイスカ
および炭化ケイ素粒子の少なくとも一方を強化材とし、
またMgを含むアルミニウム合金をマトリックスとした複
合部材の鋳造方法に関する。
に、不純物としての遊離SiO2を含む炭化ケイ素ウイスカ
および炭化ケイ素粒子の少なくとも一方を強化材とし、
またMgを含むアルミニウム合金をマトリックスとした複
合部材の鋳造方法に関する。
（２）従来の技術 従来、この種鋳造方法において、複合部材の被削性を向
上すべく、鋳造原料におけるSiO2含有量とMg含有量との
関係について積極的な考察を行った事例はない。
上すべく、鋳造原料におけるSiO2含有量とMg含有量との
関係について積極的な考察を行った事例はない。
（３）発明が解決しようとする課題 前記複合部材の鋳造過程で、アルミニウム合金に含まれ
たMgと強化材に含まれたSiO2が反応すると、Mg2Si金属
間化合物が生成され、この金属間化合物は高硬度である
ため、複合部材の切削加工時、工具の摩耗を助長してそ
の寿命を早めるという問題を生じる。また複合部材の切
削メカニズムは、工具によってマトリックスから強化材
を脱落させつゝ、マトリックスを切削するものである
が、前記金属間化合物が強化材に密着しているときに
は、その金属間化合物が強化材をマトリックス内に止め
るというアンカ効果を発揮するため、工具の短命化ばか
りでなく、加工能率が低下するといった問題も生じる。
たMgと強化材に含まれたSiO2が反応すると、Mg2Si金属
間化合物が生成され、この金属間化合物は高硬度である
ため、複合部材の切削加工時、工具の摩耗を助長してそ
の寿命を早めるという問題を生じる。また複合部材の切
削メカニズムは、工具によってマトリックスから強化材
を脱落させつゝ、マトリックスを切削するものである
が、前記金属間化合物が強化材に密着しているときに
は、その金属間化合物が強化材をマトリックス内に止め
るというアンカ効果を発揮するため、工具の短命化ばか
りでなく、加工能率が低下するといった問題も生じる。
本発明は前記に鑑み、鋳造原料において、強化材のSiO2
含有量とアルミニウム合金のMg含有量との関係を特定す
ることによりMg2Si金属間化合物の生成を抑制し、これ
により良好な被削性を備えた複合部材を得ることのでき
る前記鋳造方法を提供することを目的とする。
含有量とアルミニウム合金のMg含有量との関係を特定す
ることによりMg2Si金属間化合物の生成を抑制し、これ
により良好な被削性を備えた複合部材を得ることのでき
る前記鋳造方法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 本発明は、SiO2を含む炭化ケイ素ウイスカおよび炭化ケ
イ素粒子の少なくとも一方を強化材とし、またMgを含む
アルミニウム合金をマトリックスとした炭化ケイ素強化
アルミニウム合金複合部材を鋳造するに当り、その鋳造
原料において、ｘ軸にSiO2含有量（重量％）を、またｙ
軸にMg含有量（重量％）をそれぞれとったとき、４座標
（0.05重量％、０）、（5.0重量％、０）、（0.05重量
％、0.5重量％）、（5.0重量％、0.3重量％）により囲
まれる範囲（但し、Mg含有量＝０を除く）内に、前記強
化材のSiO2含有量および前記アルミニウム合金のMg含有
量をそれぞれ設定することを特徴とする。
イ素粒子の少なくとも一方を強化材とし、またMgを含む
アルミニウム合金をマトリックスとした炭化ケイ素強化
アルミニウム合金複合部材を鋳造するに当り、その鋳造
原料において、ｘ軸にSiO2含有量（重量％）を、またｙ
軸にMg含有量（重量％）をそれぞれとったとき、４座標
（0.05重量％、０）、（5.0重量％、０）、（0.05重量
％、0.5重量％）、（5.0重量％、0.3重量％）により囲
まれる範囲（但し、Mg含有量＝０を除く）内に、前記強
化材のSiO2含有量および前記アルミニウム合金のMg含有
量をそれぞれ設定することを特徴とする。
（２）作用 鋳造原料において、強化材のSiO2含有量およびアルミニ
ウム合金のMg含有量をそれぞれ前記のように特定する
と、Mg2Si金属間化合物の生成が抑制されるので複合部
材の被削性が向上し、また十分な強度も確保される。こ
の強度向上およびその安定化には、アルミニウム合金に
対して濡れ性向上作用を発揮するSiO2も寄与する。
ウム合金のMg含有量をそれぞれ前記のように特定する
と、Mg2Si金属間化合物の生成が抑制されるので複合部
材の被削性が向上し、また十分な強度も確保される。こ
の強度向上およびその安定化には、アルミニウム合金に
対して濡れ性向上作用を発揮するSiO2も寄与する。
たゞし、SiO2含有量が0.05重量％を下回ると、その濡れ
性向上作用が減退するので、強化材とアルミニウム合金
との濡れ性の悪化に伴い複合部材の強度低下およびその
大きなばらつきを生じ、一方、5.0重量％を上回ると、S
iO2量が過剰になって強化材の強度不足を来たし、またS
iO2がマトリックスのクラック起点となるため複合部材
の強度が低下する。
性向上作用が減退するので、強化材とアルミニウム合金
との濡れ性の悪化に伴い複合部材の強度低下およびその
大きなばらつきを生じ、一方、5.0重量％を上回ると、S
iO2量が過剰になって強化材の強度不足を来たし、またS
iO2がマトリックスのクラック起点となるため複合部材
の強度が低下する。
一方、Mg含有量が0.5重量％を上回ると、SiO2量を0.05
重量％と低く設定しても前記金属間化合物の生成量が増
加して複合部材の被削性が低下し、したがってMg含有量
の上限は0.5重量％に設定される。
重量％と低く設定しても前記金属間化合物の生成量が増
加して複合部材の被削性が低下し、したがってMg含有量
の上限は0.5重量％に設定される。
（３）実施例 第１図は炭化ケイ素強化アルミニウム合金複合部材の鋳
造原料において、強化材である炭化ケイ素ウイスカのSi
O2含有量と、マトリックスであるアルミニウム合金のMg
含有量との関係を示す。
造原料において、強化材である炭化ケイ素ウイスカのSi
O2含有量と、マトリックスであるアルミニウム合金のMg
含有量との関係を示す。
鋳造材料におけるSiO2含有量およびMg含有量は、第１図
において、ｘ軸にSiO2含有量を、またｙ軸にMg含有量を
それぞれとったとき、４座標（0.05重量％、０）、（5.
0重量％、０）、（0.05重量％、0.5重量％）、（5.0重
量％、0.3重量％）により囲まれる範囲（但し、Mg含有
量＝０を除く）内に設定される。
において、ｘ軸にSiO2含有量を、またｙ軸にMg含有量を
それぞれとったとき、４座標（0.05重量％、０）、（5.
0重量％、０）、（0.05重量％、0.5重量％）、（5.0重
量％、0.3重量％）により囲まれる範囲（但し、Mg含有
量＝０を除く）内に設定される。
SiO2含有量とMg含有量との関係において、好適な例は第
１図線ａで示すように２次曲線状となる。
１図線ａで示すように２次曲線状となる。
前記範囲内においては、Mg2Si金属間化合物の生成が抑
制されるので複合部材の被削性が向上し、また十分な強
度も確保される。
制されるので複合部材の被削性が向上し、また十分な強
度も確保される。
複合部材の強度面に重点を置いた場合には、炭化ケイ素
ウイスカよりなる強化用成形体の強度を確保する必要が
あり、そのためには炭化ケイ素ウイスカ表層部に存する
SiO2のバインダ作用を得べく、SiO2量を0.1〜2.0重量％
に設定するのが良い。
ウイスカよりなる強化用成形体の強度を確保する必要が
あり、そのためには炭化ケイ素ウイスカ表層部に存する
SiO2のバインダ作用を得べく、SiO2量を0.1〜2.0重量％
に設定するのが良い。
また複合部材の被削性に重点を置いた場合には、Mg含有
量は0.15重量％以下に設定される。
量は0.15重量％以下に設定される。
SiO2含有量とMg含有量との最も好ましい組合せ例は、Si
O2含有量を0.1〜2.0重量％に、またMg含有量を0.15重量
％以上にそれぞれ設定した場合である。このように構成
することによって、複合部材の被削性および強度を最適
状態に保つことができる。
O2含有量を0.1〜2.0重量％に、またMg含有量を0.15重量
％以上にそれぞれ設定した場合である。このように構成
することによって、複合部材の被削性および強度を最適
状態に保つことができる。
次に、工具の摩耗試験を行うべく、以下に述べる手法に
よって各種複合部材を製造した。
よって各種複合部材を製造した。
先ず、SiO2含有量をそれぞれ0.05,0.5,1.2,2.0,5.0重量
％に設定された５種の炭化ケイ素ウイスカを用意し、各
炭化ケイ素ウイスカを蒸留水中に分散させた各成形材料
を用い真空成形法の適用下にて５種の円板状強化用成形
体を成形した。各強化用成形体の寸法は直径80mm、厚さ
50mmで、また繊維体積率（Vf）は20％である。
％に設定された５種の炭化ケイ素ウイスカを用意し、各
炭化ケイ素ウイスカを蒸留水中に分散させた各成形材料
を用い真空成形法の適用下にて５種の円板状強化用成形
体を成形した。各強化用成形体の寸法は直径80mm、厚さ
50mmで、また繊維体積率（Vf）は20％である。
アルミニウム合金として、Mg含有量を種々変えたAl−Mg
系合金を調製し、各強化用成形体の予熱処理700℃にて2
0分間加熱、金型温度320℃、湯温750℃、加圧力1000kg/
cm2の条件下で加圧鋳造を行い、各種複合部材を得た。
系合金を調製し、各強化用成形体の予熱処理700℃にて2
0分間加熱、金型温度320℃、湯温750℃、加圧力1000kg/
cm2の条件下で加圧鋳造を行い、各種複合部材を得た。
第２図は各種複合部材について行われた工具の摩耗試験
結果を示す。摩耗量は、各種複合部材にバイトにて切削
加工を施し、その切削加工長さが1000mに達したときの
バイト切先の摩耗量として示されている。
結果を示す。摩耗量は、各種複合部材にバイトにて切削
加工を施し、その切削加工長さが1000mに達したときの
バイト切先の摩耗量として示されている。
図中、線a1〜a5は、それぞれ鋳造原料におけるSiO2含有
量が5.0,2.0,1.2,0.5,0.05重量％の場合に該当する。ま
た線b1は切削加工許容レベルを、また線b2は、切削性を
より向上させた量産レベルをそれぞれ示す。
量が5.0,2.0,1.2,0.5,0.05重量％の場合に該当する。ま
た線b1は切削加工許容レベルを、また線b2は、切削性を
より向上させた量産レベルをそれぞれ示す。
第２図から明らかなように、各種鋳造原料において、Mg
含有量を0.5重量％以下に設定し、またSiO2含有量を0.0
5〜5.0重量％に設定することによって、線b1の切削加工
許容レベルを満足する複合部材を得ることができる。さ
らにMg含有量を0.15重量％以下に設定することによって
線b2の量産レベルを容易に満足することができる。
含有量を0.5重量％以下に設定し、またSiO2含有量を0.0
5〜5.0重量％に設定することによって、線b1の切削加工
許容レベルを満足する複合部材を得ることができる。さ
らにMg含有量を0.15重量％以下に設定することによって
線b2の量産レベルを容易に満足することができる。
なお、強化材として炭化ケイ素粒子を使用することも可
能である。
能である。
C.発明の効果 本発明によれば、鋳造原料において、炭化ケイ素ウイス
カ等のSiO2含有量およびアルミニウム合金のMg含有量を
前記のように特定することによって、被削性を向上さ
せ、また十分な強度を備えた炭化ケイ素強化アルミニウ
ム合金複合部材を得ることができる。この複合部材の強
度向上およびその安定化には、SiO2の濡れ性向上作用に
より炭化ケイ素ウイスカ等とアルミニウム合金との結合
力が高められている、ということも寄与している。
カ等のSiO2含有量およびアルミニウム合金のMg含有量を
前記のように特定することによって、被削性を向上さ
せ、また十分な強度を備えた炭化ケイ素強化アルミニウ
ム合金複合部材を得ることができる。この複合部材の強
度向上およびその安定化には、SiO2の濡れ性向上作用に
より炭化ケイ素ウイスカ等とアルミニウム合金との結合
力が高められている、ということも寄与している。
第１図は炭化ケイ素ウイスカのSiO2含有量とアルミニウ
ム合金のMg含有量との関係を示すグラフ、第２図は鋳造
原料におけるアルミニウム合金のMg含有量とバイト切先
の摩耗量との関係を示すグラフである。
ム合金のMg含有量との関係を示すグラフ、第２図は鋳造
原料におけるアルミニウム合金のMg含有量とバイト切先
の摩耗量との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−259830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−238968（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−40409（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (4)
- 【請求項１】SiO2を含む炭化ケイ素ウイスカおよび炭化
ケイ素粒子の少なくとも一方を強化材とし、またMgを含
むアルミニウム合金をマトリックスとした炭化ケイ素強
化アルミニウム合金複合部材を鋳造するに当り、その鋳
造原料において、ｘ軸にSiO2含有量（重量％）を、また
ｙ軸にMg含有量（重量％）をそれぞれとったとき、４座
標（0.05重量％、０）、（5.0重量％、０）、（0.05重
量％、0.5重量％）、（5.0重量％、0.3重量％）により
囲まれる範囲（但し、Mg含有量＝０を除く）内に、前記
強化材のSiO2含有量および前記アルミニウム合金のMg含
有量をそれぞれ設定することを特徴とする炭化ケイ素強
化アルミニウム合金複合部材の鋳造方法。 - 【請求項２】前記強化材のSiO2含有量を0.1〜2.0重量％
に設定する、第（１）項記載の炭化ケイ素強化アルミニ
ウム合金複合部材の鋳造方法。 - 【請求項３】前記アルミニウム合金のMg含有量を0.15重
量％以下に設定する、第（１）または第（２）項記載の
炭化ケイ素強化アルミニウム合金複合部材の鋳造方法。 - 【請求項４】前記強化材のSiO2含有量を0.1〜2.0重量％
に、また前記アルミニウム合金のMg含有量を0.15重量％
以上にそれぞれ設定する、第（１）項記載の炭化ケイ素
強化アルミニウム合金複合部材の鋳造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275511A JPH0717973B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 炭化ケイ素強化アルミニウム合金複合部材の鋳造方法 |
| DE68922572T DE68922572T2 (de) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Mit Siliziumkarbid verstärkter Verbundwerkstoff aus einer Leichtmetallegierung. |
| EP89310860A EP0365365B1 (en) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
| CA002001137A CA2001137C (en) | 1988-10-21 | 1989-10-20 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
| US07/425,729 US5168014A (en) | 1988-10-21 | 1989-10-23 | Silicon carbide-reinforced light alloy composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275511A JPH0717973B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 炭化ケイ素強化アルミニウム合金複合部材の鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122046A JPH02122046A (ja) | 1990-05-09 |
| JPH0717973B2 true JPH0717973B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=17556498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63275511A Expired - Lifetime JPH0717973B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-31 | 炭化ケイ素強化アルミニウム合金複合部材の鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717973B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0488973U (ja) * | 1990-06-06 | 1992-08-03 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61259830A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-18 | Showa Alum Corp | 切削性に優れた耐摩耗性アルミニウム合金押出材の製造法 |
| JPS6240409A (ja) * | 1985-08-17 | 1987-02-21 | Hitachi Ltd | 自動合焦装置 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP63275511A patent/JPH0717973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02122046A (ja) | 1990-05-09 |
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