JPH075936B2 - アルミニウム合金製複合構造体の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製複合構造体の製造方法Info
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- JPH075936B2 JPH075936B2 JP61053161A JP5316186A JPH075936B2 JP H075936 B2 JPH075936 B2 JP H075936B2 JP 61053161 A JP61053161 A JP 61053161A JP 5316186 A JP5316186 A JP 5316186A JP H075936 B2 JPH075936 B2 JP H075936B2
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、部分的に耐摩耗性、靭性を要求されるアル
ミニウム合金製複合構造体の製造方法に係り、詳しくの
べると、少なくとも一部分が鉄系合金あるいはセラミッ
クスで複合されているアルミニウム合金製複合構造体の
製造方法に関するものである。
ミニウム合金製複合構造体の製造方法に係り、詳しくの
べると、少なくとも一部分が鉄系合金あるいはセラミッ
クスで複合されているアルミニウム合金製複合構造体の
製造方法に関するものである。
＜従来の技術＞ 従来、部分的に耐摩耗性、靭性を要求される部品は全体
を鉄系合金で製造する場合が主である。
を鉄系合金で製造する場合が主である。
しかし、軽量化等の要求に応ずるために幾つかのアルミ
ニウム合金製複合構造体が実用化されている。
ニウム合金製複合構造体が実用化されている。
そのようなアルミニウム合金製複合構造体の製造技術と
しては、 （１） 予め複合化される鉄系合金あるいはセラミック
スを型の中の所定位置にセットした後、アルミニウム合
金の溶湯を注入する方法（鋳造法）。
しては、 （１） 予め複合化される鉄系合金あるいはセラミック
スを型の中の所定位置にセットした後、アルミニウム合
金の溶湯を注入する方法（鋳造法）。
（２） 複合化される鉄系合金あるいはセラミックスを
アルミニウム合金の所定位置に圧入する方法（圧入
法）。
アルミニウム合金の所定位置に圧入する方法（圧入
法）。
（３） 複合化される鉄系合金あるいはセラミックスを
アルミニウム合金の所定位置に接着剤により接着させる
方法（接着法）。
アルミニウム合金の所定位置に接着剤により接着させる
方法（接着法）。
（４） 複合化される鉄系合金あるいはセラミックスを
アルミニウム合金の所定位置にろう剤を用いて接合させ
る方法（接合法）。
アルミニウム合金の所定位置にろう剤を用いて接合させ
る方法（接合法）。
などが知られている。
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、これらの方法には夫々次のような問題点
が指摘されている。
が指摘されている。
即ち、（１） 鋳造法にて製造された複合構造体はアル
ミニウム合金の組成に制約があるため、高強度材が得ら
れない。アルミニウム合金と鉄系合金あるいはセラミッ
クスとの熱膨脹率の差で両者の界面に空隙が生じ、引け
巣などの欠陥ができる。
ミニウム合金の組成に制約があるため、高強度材が得ら
れない。アルミニウム合金と鉄系合金あるいはセラミッ
クスとの熱膨脹率の差で両者の界面に空隙が生じ、引け
巣などの欠陥ができる。
（２） 圧入法による場合、一定の圧入代をもった精度
の高い加工が必要となるが、圧入面（界面）の清浄を維
持しておくことが難しく、圧入面が汚れる。
の高い加工が必要となるが、圧入面（界面）の清浄を維
持しておくことが難しく、圧入面が汚れる。
（３） 接着法では充分な接着強度が得られないうえ、
高温での使用が難しい。
高温での使用が難しい。
（４） 接合法ではアルミニウム合金と鉄系合金、ある
いはアルミニウム合金とセラミックスを充分な強度をも
たせて接合できるろう剤がなく、熱膨脹の差によって剥
離が起る。
いはアルミニウム合金とセラミックスを充分な強度をも
たせて接合できるろう剤がなく、熱膨脹の差によって剥
離が起る。
このため、これらの方法で製造された複合構造体は内燃
機関などの苛酷な条件下では被複合材の脱離などの欠点
があった。
機関などの苛酷な条件下では被複合材の脱離などの欠点
があった。
＜問題点を解決するための手段＞ この発明は上記した従来の欠点を解消しうるアルミニウ
ム合金製複合構造体を得るべく検討の結果、なし得たも
のである。
ム合金製複合構造体を得るべく検討の結果、なし得たも
のである。
即ち、この発明は、耐摩耗性、靭性にすぐれた鉄系合金
またはセラミックスと結晶粒および析出粒サイズが20μ
ｍ以下であり、常温における引張強度が40kg/mm2以上、
ヤング率9000kg/mm2以上、熱膨脹率が19×10-6/℃以下
であるアルミニウム合金からなる複合構造体の製造方法
において、鉄系合金またはセラミックスの被複合材を予
め充填した金型内にアルミニウム合金粉末を供給した
後、圧縮成形鍛造加工と複合化を同時に行なうことを特
徴とするアルミニウム合金製複合構造体の製造方法であ
る。
またはセラミックスと結晶粒および析出粒サイズが20μ
ｍ以下であり、常温における引張強度が40kg/mm2以上、
ヤング率9000kg/mm2以上、熱膨脹率が19×10-6/℃以下
であるアルミニウム合金からなる複合構造体の製造方法
において、鉄系合金またはセラミックスの被複合材を予
め充填した金型内にアルミニウム合金粉末を供給した
後、圧縮成形鍛造加工と複合化を同時に行なうことを特
徴とするアルミニウム合金製複合構造体の製造方法であ
る。
＜作用＞ 複合される鉄系合金あるいはセラミックスとアルミニウ
ム合金とを用いて複合構造体を得る場合、鍛造法によれ
ば塑性変形によりアルミニウム合金の新しくあらわれた
活性面が被複合材に直接に接することになり、他の接合
法に比べて密着性の点ですぐれている。
ム合金とを用いて複合構造体を得る場合、鍛造法によれ
ば塑性変形によりアルミニウム合金の新しくあらわれた
活性面が被複合材に直接に接することになり、他の接合
法に比べて密着性の点ですぐれている。
アルミニウム合金の必要特性としては、外部から摩擦衡
撃を受ける被複合体の緩みや脱離またはアルミニウム合
金自体の変形が生じないとう必要性から、ある程度以上
の強度や剛性および被複合材との熱膨脹率の差が少ない
ことが必要である。
撃を受ける被複合体の緩みや脱離またはアルミニウム合
金自体の変形が生じないとう必要性から、ある程度以上
の強度や剛性および被複合材との熱膨脹率の差が少ない
ことが必要である。
特にこのようなアルミニウム合金製複合構造体が内燃機
関の部品等に用いられる場合、従来法の鋳造等によって
製造されるアルミニウム合金では強度が不足する。そこ
で急冷法によって過飽和に合金元素を添加することが可
能であり、その結果急冷による結晶粒の微細化、偏析の
ない均一組織を有する粉末治金法により製造した高強度
アルミニウム合金が必要となるのである。
関の部品等に用いられる場合、従来法の鋳造等によって
製造されるアルミニウム合金では強度が不足する。そこ
で急冷法によって過飽和に合金元素を添加することが可
能であり、その結果急冷による結晶粒の微細化、偏析の
ない均一組織を有する粉末治金法により製造した高強度
アルミニウム合金が必要となるのである。
この場合、高強度アルミニウム合金の原料粉末の冷却速
度は102℃/sec、好ましくは103℃/sec以上が望ましい。
これは102℃/sec以下では充分な急冷の効果が得られ
ず、結晶の微細化や固溶強化がはかれないためである。
度は102℃/sec、好ましくは103℃/sec以上が望ましい。
これは102℃/sec以下では充分な急冷の効果が得られ
ず、結晶の微細化や固溶強化がはかれないためである。
またアルミニウム合金の常温における引張強度を40kg/m
m2以上とするのは、被複合材の受ける摩擦力、衝撃に耐
えるため、従来の鋳造アルミニウム合金では達成できな
かった鋳鉄レベルが必要となるからである。
m2以上とするのは、被複合材の受ける摩擦力、衝撃に耐
えるため、従来の鋳造アルミニウム合金では達成できな
かった鋳鉄レベルが必要となるからである。
さらにアルミニウム合金のヤング率を9000kg/mm2以上と
したのは、この発明による複合構造体を断続的あるいは
連続的な衝撃荷重あるいは引張り、圧縮応力を受けるよ
うな部品として適用しようとする場合、ヤング率が9000
kg/mm2より低い部品形状によっては本体を構成するアル
ミニウム合金部に変形、ヘタリが生じる恐れがあるため
である。
したのは、この発明による複合構造体を断続的あるいは
連続的な衝撃荷重あるいは引張り、圧縮応力を受けるよ
うな部品として適用しようとする場合、ヤング率が9000
kg/mm2より低い部品形状によっては本体を構成するアル
ミニウム合金部に変形、ヘタリが生じる恐れがあるため
である。
熱膨脹率は、被複合材のそれとあまり差が大きいと、熱
サイクルを受けたとき、脱離するためである。実質的に
は鋳造アルミニウム合金の限界である19×10-6/℃であ
れば問題はなく、従って19×10-6/℃以下としたもので
ある。
サイクルを受けたとき、脱離するためである。実質的に
は鋳造アルミニウム合金の限界である19×10-6/℃であ
れば問題はなく、従って19×10-6/℃以下としたもので
ある。
＜実施例＞ 以下、実施例によりこの発明を説明する。
下記第１表に示すような特性を有するアルミニウム合金
１とSCr材２とを用いて夫々第１図に示すような複合構
造体Ａを第２表に示す方法で製造した。
１とSCr材２とを用いて夫々第１図に示すような複合構
造体Ａを第２表に示す方法で製造した。
上記で製造した複合構造体を試料として常温から250℃
までの加熱、冷却の200サイクルの熱履歴を各試料に与
えた。
までの加熱、冷却の200サイクルの熱履歴を各試料に与
えた。
その後これらの試料Ａ′について、第２図に示す方法で
耐衝撃テストを実施し、被複合材の脱離、緩みの生じな
かったものについては第３図に示す要領で耐摩擦テスト
を行なった。
耐衝撃テストを実施し、被複合材の脱離、緩みの生じな
かったものについては第３図に示す要領で耐摩擦テスト
を行なった。
その結果は第３表に示した。
上表からこの発明の鍛造加工による複合構造体がすぐれ
ていることが認められた。
ていることが認められた。
また、他の実施例としてAl−25Si−4Cu−1Mgの組成を有
するアルミニウム合金粉末の圧粉体３および成形体（押
出体）４を用いてSCr材２との複合化をこの発明の方法
により実施して第４図乃至第７図に示すような種々の形
状の複合構造体を得た。
するアルミニウム合金粉末の圧粉体３および成形体（押
出体）４を用いてSCr材２との複合化をこの発明の方法
により実施して第４図乃至第７図に示すような種々の形
状の複合構造体を得た。
なお第８図は第４図に示す形状の複合構造体を得る際の
工程図、第９図は第５図の形状の複合構造体を得る場合
の工程図を示したものであり、５は上型、６は下型であ
る。
工程図、第９図は第５図の形状の複合構造体を得る場合
の工程図を示したものであり、５は上型、６は下型であ
る。
＜発明の効果＞ この発明は上述したように部分的に耐摩耗性、靭性など
を必要とするアルミニウム合金製複合構造体を鍛造法に
て複合化することにより、従来法では得られなかった複
合強度を持たせることができ、粉末治金法により製造さ
れた高強度アルミニウム合金を用いることと併せて苛酷
な条件下での使用に耐えうる従来にない複合構造体を得
ることができたのである。
を必要とするアルミニウム合金製複合構造体を鍛造法に
て複合化することにより、従来法では得られなかった複
合強度を持たせることができ、粉末治金法により製造さ
れた高強度アルミニウム合金を用いることと併せて苛酷
な条件下での使用に耐えうる従来にない複合構造体を得
ることができたのである。
第１図はこの発明の複合構造体の一例を示す説明図、第
２図は複合構造体の衝撃テストの状態を示す説明図、第
３図は同じく耐摩擦テストの状態を示す説明図、第４図
乃至第７図は夫々この発明の方法で得た複合構造体の他
の実施例を示す形状状態図、第８図は第４図に示す形状
の複合構造体を得る工程図、第９図は第５図に示す形状
の複合構造体を得る工程図である。
２図は複合構造体の衝撃テストの状態を示す説明図、第
３図は同じく耐摩擦テストの状態を示す説明図、第４図
乃至第７図は夫々この発明の方法で得た複合構造体の他
の実施例を示す形状状態図、第８図は第４図に示す形状
の複合構造体を得る工程図、第９図は第５図に示す形状
の複合構造体を得る工程図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−157202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−145349（ＪＰ，Ａ) 堂山昌男，山本良一編「材料テクノロジ ー17，複合材料」東京大学出版会，昭59− 10−１発行，Ｐ．92
Claims (1)
- 【請求項１】耐摩耗性、靭性にすぐれた鉄系合金または
セラミックスと結晶粒および析出粒サイズが20μｍ以下
であり、常温における引張強度が40kg/mm2以上、ヤング
率9000kg/mm2以上、熱膨脹率が19×10-6/℃以下である
アルミニウム合金からなる複合構造体の製造方法におい
て、鉄系合金またはセラミックスの被複合材を予め充填
した金型内にアルミニウム合金粉末を供給した後、圧縮
成形鍛造加工と複合化を同時に行なうことを特徴とする
アルミニウム合金製複合構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053161A JPH075936B2 (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | アルミニウム合金製複合構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053161A JPH075936B2 (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | アルミニウム合金製複合構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62211305A JPS62211305A (ja) | 1987-09-17 |
| JPH075936B2 true JPH075936B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=12935129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61053161A Expired - Lifetime JPH075936B2 (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | アルミニウム合金製複合構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075936B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01100210A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-18 | Fuji Heavy Ind Ltd | アルミニウム鍛造品の製造方法 |
| CN114516200B (zh) * | 2020-11-18 | 2025-10-21 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种电力连接金具用叠层铝基复合板材及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59157202A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ａｌ合金機械部品の製造法 |
| JPS60145349A (ja) * | 1984-01-07 | 1985-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高耐熱，耐摩耗性アルミニウム合金の製造方法 |
-
1986
- 1986-03-11 JP JP61053161A patent/JPH075936B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 堂山昌男，山本良一編「材料テクノロジー１７，複合材料」東京大学出版会，昭５９−１０−１発行，Ｐ．９２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62211305A (ja) | 1987-09-17 |
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