JPH09279319A - 耐摩耗性及び靭性に優れたコンプレッサー部品用アルミ合金の製造方法 - Google Patents
耐摩耗性及び靭性に優れたコンプレッサー部品用アルミ合金の製造方法Info
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- JPH09279319A JPH09279319A JP34070096A JP34070096A JPH09279319A JP H09279319 A JPH09279319 A JP H09279319A JP 34070096 A JP34070096 A JP 34070096A JP 34070096 A JP34070096 A JP 34070096A JP H09279319 A JPH09279319 A JP H09279319A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性及び靭性に優れたコンプレッサー部
品用Ａｌ合金を得る。 【解決手段】 Ｓｉ：６．５〜７．５％，Ｃｕ：１．５
〜４．５％，Ｍｇ：０．２〜０．８％，Ｍｎ：０．１〜
０．８％，Ｓｂ：０．０５〜０．２５％を含み、Ｆｅ含
有量が０．２５％未満に規制されたアルミニウム合金
を、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３〜５μｍで、長さ５μ
ｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の７５％以上となる鋳
造組織が得られるように、外径３００〜６００ｍｍの鋳
塊を水冷式半連続鋳造法で鋳造し、均質化処理後、減面
率で５０％以上の押出し加工により外径１０〜１３０ｍ
ｍの押出し材を製造し、熱間鍛造し、鍛造材を５００℃
以上の温度で溶体化処理した後、水焼入れ及び焼戻し処
理を施す。
品用Ａｌ合金を得る。 【解決手段】 Ｓｉ：６．５〜７．５％，Ｃｕ：１．５
〜４．５％，Ｍｇ：０．２〜０．８％，Ｍｎ：０．１〜
０．８％，Ｓｂ：０．０５〜０．２５％を含み、Ｆｅ含
有量が０．２５％未満に規制されたアルミニウム合金
を、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３〜５μｍで、長さ５μ
ｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の７５％以上となる鋳
造組織が得られるように、外径３００〜６００ｍｍの鋳
塊を水冷式半連続鋳造法で鋳造し、均質化処理後、減面
率で５０％以上の押出し加工により外径１０〜１３０ｍ
ｍの押出し材を製造し、熱間鍛造し、鍛造材を５００℃
以上の温度で溶体化処理した後、水焼入れ及び焼戻し処
理を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性及び靭性に優
れたコンプレッサー部品用アルミ合金を製造する方法に
関する。
れたコンプレッサー部品用アルミ合金を製造する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用，家庭用，産業用等のコンプレッ
サー部品は、耐摩耗性は勿論、安全性と過酷な使用に耐
えるため靭性に優れていることが要求される。このよう
な部品の材料としてＡ４０３２合金（Ａｌ−Ｓｉ共晶合
金）が使用されてきたが、Ａ４０３２合金は強度，伸び
共に低く、靭性に劣っている。そこで、特開昭６０−１
９７８３８号公報では、Ｃｕ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ等の合
金元素を調整した合金が提案されている。
サー部品は、耐摩耗性は勿論、安全性と過酷な使用に耐
えるため靭性に優れていることが要求される。このよう
な部品の材料としてＡ４０３２合金（Ａｌ−Ｓｉ共晶合
金）が使用されてきたが、Ａ４０３２合金は強度，伸び
共に低く、靭性に劣っている。そこで、特開昭６０−１
９７８３８号公報では、Ｃｕ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ等の合
金元素を調整した合金が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ａ４０３２合金、或い
はＡｌ−Ｓｉ共晶系合金にＣｕ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ等の
元素を調整した合金のＴ６処理材は、強度の高いもので
も３８〜３９ｋｇｆ／ｍｍ2 程度、伸びも８〜１０％程
度に止まり、靭性に劣っている。また、亜共晶系Ａｌ−
Ｓｉ合金は、強度，伸び共に改善され、靭性も向上して
いるが、コンプレッサー部品に要求される十分な特性を
備えていない。本発明は、コンプレッサー部品としての
要求特性を満足すべく調査・研究した結果完成されたも
のであり、鋳造組織における共晶Ｓｉのサイズ及び分布
を調整することにより、耐摩耗性及び被削性に優れ、熱
間鍛造材のＴ６処理後の引張強さが４３ｋｇｆ／ｍｍ2
以上，伸びが１５％以上，切欠き靭性が１３ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以上と優れた機械的性質及び靭性をもつアルミ合金
製コンプレッサー用部品の製造方法を提供することを目
的とする。
はＡｌ−Ｓｉ共晶系合金にＣｕ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ等の
元素を調整した合金のＴ６処理材は、強度の高いもので
も３８〜３９ｋｇｆ／ｍｍ2 程度、伸びも８〜１０％程
度に止まり、靭性に劣っている。また、亜共晶系Ａｌ−
Ｓｉ合金は、強度，伸び共に改善され、靭性も向上して
いるが、コンプレッサー部品に要求される十分な特性を
備えていない。本発明は、コンプレッサー部品としての
要求特性を満足すべく調査・研究した結果完成されたも
のであり、鋳造組織における共晶Ｓｉのサイズ及び分布
を調整することにより、耐摩耗性及び被削性に優れ、熱
間鍛造材のＴ６処理後の引張強さが４３ｋｇｆ／ｍｍ2
以上，伸びが１５％以上，切欠き靭性が１３ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以上と優れた機械的性質及び靭性をもつアルミ合金
製コンプレッサー用部品の製造方法を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、そ
の目的を達成するため、Ｓｉ：６．５〜７．５重量％，
Ｃｕ：１．５〜４．５重量％，Ｍｇ：０．２〜０．８重
量％，Ｍｎ：０．１〜０．８重量％，Ｓｂ：０．０５〜
０．２５重量％，残部がＡｌ及び不純物からなる組成を
もち、Ｆｅ含有量が０．２５重量％未満に規制されたア
ルミニウム合金を溶製し、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３
〜５μｍで、長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体
の７５％以上となる鋳造組織が得られるように、外径３
００〜６００ｍｍの鋳塊を水冷式半連続鋳造法で鋳造
し、該鋳塊を均質化処理した後、減面率で５０％以上の
押出し加工により外径１０〜１３０ｍｍの押出し材を製
造し、該押出し材を熱間鍛造し、鍛造材を５００℃以上
の温度で溶体化処理した後、水焼入れ及び焼戻し処理を
施すことを特徴とする。使用するアルミニウム合金は、
更にＴｉ：０．１重量％以下又はＴｉ：０．１重量％以
下とＢ：０．０２重量％以下を含むことができる。
の目的を達成するため、Ｓｉ：６．５〜７．５重量％，
Ｃｕ：１．５〜４．５重量％，Ｍｇ：０．２〜０．８重
量％，Ｍｎ：０．１〜０．８重量％，Ｓｂ：０．０５〜
０．２５重量％，残部がＡｌ及び不純物からなる組成を
もち、Ｆｅ含有量が０．２５重量％未満に規制されたア
ルミニウム合金を溶製し、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３
〜５μｍで、長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体
の７５％以上となる鋳造組織が得られるように、外径３
００〜６００ｍｍの鋳塊を水冷式半連続鋳造法で鋳造
し、該鋳塊を均質化処理した後、減面率で５０％以上の
押出し加工により外径１０〜１３０ｍｍの押出し材を製
造し、該押出し材を熱間鍛造し、鍛造材を５００℃以上
の温度で溶体化処理した後、水焼入れ及び焼戻し処理を
施すことを特徴とする。使用するアルミニウム合金は、
更にＴｉ：０．１重量％以下又はＴｉ：０．１重量％以
下とＢ：０．０２重量％以下を含むことができる。
【０００５】
【作用】本発明者等は、合金元素及びその含有量が特定
された亜共晶系のＡｌ−Ｓｉ合金にＳｂを添加した合金
溶湯を水冷式半連続鋳造法で鋳造したとき、大径のビレ
ットにおいても共晶Ｓｉが十分に微細化されることを見
い出した。このように共晶Ｓｉが微細化された鋳塊は、
急冷法で共晶Ｓｉを微細化した鋳造体及びその塑性加工
体と比較して共晶Ｓｉが過度に微細化されないため、耐
摩耗性が確保される。
された亜共晶系のＡｌ−Ｓｉ合金にＳｂを添加した合金
溶湯を水冷式半連続鋳造法で鋳造したとき、大径のビレ
ットにおいても共晶Ｓｉが十分に微細化されることを見
い出した。このように共晶Ｓｉが微細化された鋳塊は、
急冷法で共晶Ｓｉを微細化した鋳造体及びその塑性加工
体と比較して共晶Ｓｉが過度に微細化されないため、耐
摩耗性が確保される。
【０００６】本発明で使用するアルミニウム合金の合金
成分，含有量等を説明する。 Ｓｉ：６．５〜７．５重量％ 共晶Ｓｉを形成し、耐摩耗性を付与する上で有効な合金
元素である。耐摩耗性改善作用は、６．５重量％以上の
Ｓｉ含有で顕著になる。しかし、７．５重量％を超える
多量のＳｉが含まれると、伸びが著しく低下し、靭性が
損なわれる。 Ｃｕ：１．５〜４．５重量％ Ｔ６処理後の強度及び伸びを改善する合金元素であり、
１．５重量％以上の含有量でＣｕの作用が顕著になる。
しかし、４．５重量％を超えるＣｕ含有量では、伸びが
低下し、耐食性が劣化する。
成分，含有量等を説明する。 Ｓｉ：６．５〜７．５重量％ 共晶Ｓｉを形成し、耐摩耗性を付与する上で有効な合金
元素である。耐摩耗性改善作用は、６．５重量％以上の
Ｓｉ含有で顕著になる。しかし、７．５重量％を超える
多量のＳｉが含まれると、伸びが著しく低下し、靭性が
損なわれる。 Ｃｕ：１．５〜４．５重量％ Ｔ６処理後の強度及び伸びを改善する合金元素であり、
１．５重量％以上の含有量でＣｕの作用が顕著になる。
しかし、４．５重量％を超えるＣｕ含有量では、伸びが
低下し、耐食性が劣化する。
【０００７】Ｍｇ：０．２〜０．８重量％ Ｍｇ2 Ｓｉの析出物を生成して強度を付与する合金成分
であり、０．２重量％以上の含有量で強度改善効果が顕
著になる。しかし、０．８重量％を超える多量のＭｇが
含まれると、伸びが低下し、鋳造、押出性等の塑性加工
性が劣化する。 Ｍｎ：０．１〜０．８重量％ Ｆｅの存在により生成するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系晶出物を
微粒な丸みを帯びたＡｌ−Ｓｉ−Ｍｎ（Ｆｅ）系晶出物
とし、靭性を向上すると共に、晶出物によって耐摩耗性
を付与する作用を呈する。このような作用は、Ｍｎ含有
量が０．１重量％以上になると顕著に現れる。しかし、
０．８重量％を超える多量のＭｎが含まれると、却って
靭性が低下する。
であり、０．２重量％以上の含有量で強度改善効果が顕
著になる。しかし、０．８重量％を超える多量のＭｇが
含まれると、伸びが低下し、鋳造、押出性等の塑性加工
性が劣化する。 Ｍｎ：０．１〜０．８重量％ Ｆｅの存在により生成するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系晶出物を
微粒な丸みを帯びたＡｌ−Ｓｉ−Ｍｎ（Ｆｅ）系晶出物
とし、靭性を向上すると共に、晶出物によって耐摩耗性
を付与する作用を呈する。このような作用は、Ｍｎ含有
量が０．１重量％以上になると顕著に現れる。しかし、
０．８重量％を超える多量のＭｎが含まれると、却って
靭性が低下する。
【０００８】Ｓｂ：０．０５〜０．２５重量％ 共晶Ｓｉを微細化し、被削性，靭性及び塑性加工性を改
善する有効な合金元素である。Ｓｂの作用・効果は、
０．０５重量％以上の含有量で顕著に発揮される。しか
し、０．２５重量％を超えるＳｂ含有量では、Ｍｇ3 Ｓ
ｂ化合物の晶出により靭性が低下し、またＭｇの強度向
上作用を低下させる。このようなＳｂの添加効果は、Ｎ
ａ，Ｓｒ等の他の共晶Ｓｉ微細化剤では得られない。こ
れは、次の理由によるものと推察される。すなわち、Ｓ
ｂ添加による場合、共晶Ｓｉが細かく均一に分布してい
る。他方、Ｎａ又はＳｒを添加した場合、鋳造体の箇所
によって共晶Ｓｉの微細化の程度が異なり、細かな部分
とより微細な部分が生じる。そのため、このような鋳造
体を押出し加工して押出し棒としたとき、細かな部分と
より微細な部分が顕著に現れ、その組織の違いが特性の
差となるものと考えられる。また、Ｎａ，Ｓｒを添加す
ると、溶湯表面のガス吸収が激しく、水冷半連続鋳造に
際してディップチューブの閉塞により鋳込み不可能にな
る等の好ましくない現象が発生する。これに対し、Ｓｂ
を含有させると、特に早い速度で溶湯を凝固させる必要
がないため、大径のビレットが得られ、結果として押出
し生産性が高められる。具体的には、直径３００〜６０
０ｍｍのビレットで共晶Ｓｉを均一且つ適度に微細化で
きる。このような大径のビレットであっても、すなわち
条件的には緩冷却に近い鋳造であっても、粒径が制御さ
れた共晶Ｓｉが晶出し、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３〜
５μｍで、長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の
７５％以上となる鋳造組織が得られる。
善する有効な合金元素である。Ｓｂの作用・効果は、
０．０５重量％以上の含有量で顕著に発揮される。しか
し、０．２５重量％を超えるＳｂ含有量では、Ｍｇ3 Ｓ
ｂ化合物の晶出により靭性が低下し、またＭｇの強度向
上作用を低下させる。このようなＳｂの添加効果は、Ｎ
ａ，Ｓｒ等の他の共晶Ｓｉ微細化剤では得られない。こ
れは、次の理由によるものと推察される。すなわち、Ｓ
ｂ添加による場合、共晶Ｓｉが細かく均一に分布してい
る。他方、Ｎａ又はＳｒを添加した場合、鋳造体の箇所
によって共晶Ｓｉの微細化の程度が異なり、細かな部分
とより微細な部分が生じる。そのため、このような鋳造
体を押出し加工して押出し棒としたとき、細かな部分と
より微細な部分が顕著に現れ、その組織の違いが特性の
差となるものと考えられる。また、Ｎａ，Ｓｒを添加す
ると、溶湯表面のガス吸収が激しく、水冷半連続鋳造に
際してディップチューブの閉塞により鋳込み不可能にな
る等の好ましくない現象が発生する。これに対し、Ｓｂ
を含有させると、特に早い速度で溶湯を凝固させる必要
がないため、大径のビレットが得られ、結果として押出
し生産性が高められる。具体的には、直径３００〜６０
０ｍｍのビレットで共晶Ｓｉを均一且つ適度に微細化で
きる。このような大径のビレットであっても、すなわち
条件的には緩冷却に近い鋳造であっても、粒径が制御さ
れた共晶Ｓｉが晶出し、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３〜
５μｍで、長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の
７５％以上となる鋳造組織が得られる。
【０００９】Ｔｉ：０．１重量％以下， Ｂ：０．０
２重量％以下 Ｔｉ及びＢは、必要に応じ添加される合金元素であり、
鋳造割れを防止する作用を呈する。しかし、０．１重量
％を超えるＴｉや０．０２重量％を超えるＢを添加する
と、Ｔｉ又はＢの金属間化合物が生成し、後続する押出
し・鍛造工程において加工性を劣化させる。本発明で使
用するアルミニウム合金は、溶製工程で返材等から混入
してくる不純物を含むこともある。このような不純物の
代表的なものとしてＦｅがある。Ｆｅは、Ｍｎ共存下で
微細な晶出物を形成して耐摩耗性を向上させる作用を奏
するが、含有量が多くなるとＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系
晶出物が多量に発生して靭性が損なわれる。そのため、
返材等の配合量を調整することにより、Ｆｅ含有量を
０．２５重量％未満，好ましくは０．１重量％未満に規
制する。Ｆｅ以外のＺｎ，Ｃｒ等も靭性を低下させる原
因となるので、それぞれ０．０５重量％以下に規制する
ことが好ましい。
２重量％以下 Ｔｉ及びＢは、必要に応じ添加される合金元素であり、
鋳造割れを防止する作用を呈する。しかし、０．１重量
％を超えるＴｉや０．０２重量％を超えるＢを添加する
と、Ｔｉ又はＢの金属間化合物が生成し、後続する押出
し・鍛造工程において加工性を劣化させる。本発明で使
用するアルミニウム合金は、溶製工程で返材等から混入
してくる不純物を含むこともある。このような不純物の
代表的なものとしてＦｅがある。Ｆｅは、Ｍｎ共存下で
微細な晶出物を形成して耐摩耗性を向上させる作用を奏
するが、含有量が多くなるとＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系
晶出物が多量に発生して靭性が損なわれる。そのため、
返材等の配合量を調整することにより、Ｆｅ含有量を
０．２５重量％未満，好ましくは０．１重量％未満に規
制する。Ｆｅ以外のＺｎ，Ｃｒ等も靭性を低下させる原
因となるので、それぞれ０．０５重量％以下に規制する
ことが好ましい。
【００１０】鋳造組織：共晶Ｓｉの平均粒子長さが３〜
５μｍ 長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の７５％以上 共晶Ｓｉの平均粒子長さ及び面積率は、アルミニウム合
金材の物性に影響を与える要因である。本発明者等によ
る多数の実験から本発明で規定した合金系においては、
共晶Ｓｉの平均粒子長さ３〜５μｍ及び長さ５μｍ以下
の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の７５％以上であることが、
鋳造後の押出し，鍛造により製造されるコンプレッサー
部品に要求される物性を満足する上で必要なことが本発
明者等による多数の実験から見い出された。共晶Ｓｉの
平均粒子長さが５μｍ以上になると、合金材の被削性及
び靭性が低下する。逆に、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３
μｍより小さくなると、後工程における塑性加工により
共晶Ｓｉが過度に分断・微細化し、必要とする耐摩耗性
が得られない。また、長さが５μｍを超える共晶Ｓｉの
量が面積率で共晶Ｓｉ全体量の２５％を超えると、合金
材の伸び及び靭性が低下する。共晶Ｓｉの平均粒子長さ
及び面積率は、画像解析法で測定できる。
５μｍ 長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の７５％以上 共晶Ｓｉの平均粒子長さ及び面積率は、アルミニウム合
金材の物性に影響を与える要因である。本発明者等によ
る多数の実験から本発明で規定した合金系においては、
共晶Ｓｉの平均粒子長さ３〜５μｍ及び長さ５μｍ以下
の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の７５％以上であることが、
鋳造後の押出し，鍛造により製造されるコンプレッサー
部品に要求される物性を満足する上で必要なことが本発
明者等による多数の実験から見い出された。共晶Ｓｉの
平均粒子長さが５μｍ以上になると、合金材の被削性及
び靭性が低下する。逆に、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３
μｍより小さくなると、後工程における塑性加工により
共晶Ｓｉが過度に分断・微細化し、必要とする耐摩耗性
が得られない。また、長さが５μｍを超える共晶Ｓｉの
量が面積率で共晶Ｓｉ全体量の２５％を超えると、合金
材の伸び及び靭性が低下する。共晶Ｓｉの平均粒子長さ
及び面積率は、画像解析法で測定できる。
【００１１】水冷式半連続鋳造法 前述した鋳造組織をもつ鋳塊を得るために、水冷鋳型を
使用した水冷式半連続鋳造法で外径３００〜６００ｍｍ
のビレットを鋳造する。ビレットの外径が３００ｍｍ未
満では、質量効果による影響が小さく、急冷した場合と
同様に共晶Ｓｉが過度に微細化される。そのため、後工
程の押出し・鍛造で共晶Ｓｉが微細になりすぎ、必要と
する耐摩耗性が得られない。逆に外径６００ｍｍを超え
るビレットを鋳造すると、質量効果が大きすぎて緩冷却
状態で鋳造されるため、結晶粒及び共晶Ｓｉが粗大化し
た鋳造組織となり、靭性の劣化につながる。
使用した水冷式半連続鋳造法で外径３００〜６００ｍｍ
のビレットを鋳造する。ビレットの外径が３００ｍｍ未
満では、質量効果による影響が小さく、急冷した場合と
同様に共晶Ｓｉが過度に微細化される。そのため、後工
程の押出し・鍛造で共晶Ｓｉが微細になりすぎ、必要と
する耐摩耗性が得られない。逆に外径６００ｍｍを超え
るビレットを鋳造すると、質量効果が大きすぎて緩冷却
状態で鋳造されるため、結晶粒及び共晶Ｓｉが粗大化し
た鋳造組織となり、靭性の劣化につながる。
【００１２】押出し加工：減面率５０％以上，外径１０
〜１３０ｍｍの押出し材 制御された鋳造組織をもつ鋳塊は、減面率５０％以上の
押出し加工により外径１０〜１３０ｍｍの押出し材に製
造する。押出し材としては、中実材，形材等がある。押
出し加工により共晶Ｓｉが分断されるが、外径１０ｍｍ
に達しないまでの高加工率で押出し加工すると鋳造時に
得られた共晶Ｓｉが塑性加工によって過度に分断されて
微細化し、耐摩耗性が劣化する。逆に１３０ｍｍより大
きな押出し材とする場合には、塑性加工による共晶Ｓｉ
の分断・微細化が容易に進まず、被削性及び靭性が低下
する。同様に５０％に達しない減面率の押出し加工で
は、共晶Ｓｉの分断・微細化が容易に進まず、被削性及
び靭性が低下する。 熱処理 押出し材は、熱間鍛造後に５００℃以上，好ましくは５
１０〜５３０℃の温度で溶体化処理され、次いで水焼入
れ及び焼戻し処理が施され、必要強度が付与される。
〜１３０ｍｍの押出し材 制御された鋳造組織をもつ鋳塊は、減面率５０％以上の
押出し加工により外径１０〜１３０ｍｍの押出し材に製
造する。押出し材としては、中実材，形材等がある。押
出し加工により共晶Ｓｉが分断されるが、外径１０ｍｍ
に達しないまでの高加工率で押出し加工すると鋳造時に
得られた共晶Ｓｉが塑性加工によって過度に分断されて
微細化し、耐摩耗性が劣化する。逆に１３０ｍｍより大
きな押出し材とする場合には、塑性加工による共晶Ｓｉ
の分断・微細化が容易に進まず、被削性及び靭性が低下
する。同様に５０％に達しない減面率の押出し加工で
は、共晶Ｓｉの分断・微細化が容易に進まず、被削性及
び靭性が低下する。 熱処理 押出し材は、熱間鍛造後に５００℃以上，好ましくは５
１０〜５３０℃の温度で溶体化処理され、次いで水焼入
れ及び焼戻し処理が施され、必要強度が付与される。
【００１３】
【実施例】表１に示した成分組成をもつアルミニウム合
金を常法に従って溶製した後、水冷鋳型を用いた水冷式
半連続鋳造法で外径３２５ｍｍのビレットに鋳造した。
得られたビレットに５１０℃×６時間の均質化処理を施
し、間接押出し機で外径４５ｍｍの押出し棒を製造し
た。
金を常法に従って溶製した後、水冷鋳型を用いた水冷式
半連続鋳造法で外径３２５ｍｍのビレットに鋳造した。
得られたビレットに５１０℃×６時間の均質化処理を施
し、間接押出し機で外径４５ｍｍの押出し棒を製造し
た。
【００１４】
【００１５】押出後の資料番号２及び４を顕微鏡観察し
たところ、それぞれ図１及び図２に示す組織をもってい
た。Ｓｂを添加した資料番号４では、図２にみられるよ
うに、共晶Ｓｉ（黒い点）が微細均一に分布した組織に
なっていた。他方、Ｓｂ添加のない試料番号２では、図
１にみられるように、共晶Ｓｉが分断しきれず比較的大
きな状態で残存している部分が観察された。資料番号２
及び４の切削面を光学顕微鏡の拡大視野で観察したとこ
ろ、それぞれ図３及び図４に示す組織をもっていた。Ｓ
ｂ添加により共晶Ｓｉを微細均一に分布させた資料番号
４では、図４にみられるように、切削面の傷が小さかっ
た。このことから、資料番号４は被削性に優れているこ
とが判る。他方、試料番号２では、図３にみられるよう
に大きな疵が切削面に発生していた。
たところ、それぞれ図１及び図２に示す組織をもってい
た。Ｓｂを添加した資料番号４では、図２にみられるよ
うに、共晶Ｓｉ（黒い点）が微細均一に分布した組織に
なっていた。他方、Ｓｂ添加のない試料番号２では、図
１にみられるように、共晶Ｓｉが分断しきれず比較的大
きな状態で残存している部分が観察された。資料番号２
及び４の切削面を光学顕微鏡の拡大視野で観察したとこ
ろ、それぞれ図３及び図４に示す組織をもっていた。Ｓ
ｂ添加により共晶Ｓｉを微細均一に分布させた資料番号
４では、図４にみられるように、切削面の傷が小さかっ
た。このことから、資料番号４は被削性に優れているこ
とが判る。他方、試料番号２では、図３にみられるよう
に大きな疵が切削面に発生していた。
【００１６】次いで、鋳造材の共晶Ｓｉの平均粒子長さ
と、粒子長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉ量を画像解析法で測
定した。共晶Ｓｉの平均粒子長さは、粒子の最大長さの
平均値とした。また、直径４５ｍｍの押出材を所定長さ
に切断し、４００℃の温度で減面率５０％の圧縮熱間鋳
造を施した。鍛造品にＴ６処理（５１０℃×４時間の溶
体化処理→水焼入→１７０℃×１０時間の焼戻し処理）
を施したのち、機械的性質、切欠き靭性、耐摩耗性を測
定した。切欠き靭性は、軸方向に直角に角度４５度の切
欠きを入れ、静的引張荷重をかけて測定した。耐摩耗性
は、大越式耐摩耗試験機を使用し、荷重２１ｋｇ，回転
摩耗子ＦＣ２８，摩耗速度１〜３ｍ／秒，摩耗距離６０
０ｍの条件で測定した。
と、粒子長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉ量を画像解析法で測
定した。共晶Ｓｉの平均粒子長さは、粒子の最大長さの
平均値とした。また、直径４５ｍｍの押出材を所定長さ
に切断し、４００℃の温度で減面率５０％の圧縮熱間鋳
造を施した。鍛造品にＴ６処理（５１０℃×４時間の溶
体化処理→水焼入→１７０℃×１０時間の焼戻し処理）
を施したのち、機械的性質、切欠き靭性、耐摩耗性を測
定した。切欠き靭性は、軸方向に直角に角度４５度の切
欠きを入れ、静的引張荷重をかけて測定した。耐摩耗性
は、大越式耐摩耗試験機を使用し、荷重２１ｋｇ，回転
摩耗子ＦＣ２８，摩耗速度１〜３ｍ／秒，摩耗距離６０
０ｍの条件で測定した。
【００１７】
【００１８】表２の結果にみられるように、本発明に従
った場合には、鋳造組織における共晶Ｓｉの平均粒子長
さが小さく、しかも粒子長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが多
量に存在しているので、Ｔ６処理後の機械的性質が引張
強さ４３ｋｇｆ／ｍｍ2 以上，伸び１５％以上，切欠き
靭性１３ｋｇｆ／ｍｍ2 以上と靭性に優れた製品が得ら
れる。これに対し、試料番号１，２，７，８の比較例及
びＡ４０３２合金は、何れかの性質において劣り、コン
プレッサー部品に要求される特性を満足していない。
った場合には、鋳造組織における共晶Ｓｉの平均粒子長
さが小さく、しかも粒子長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが多
量に存在しているので、Ｔ６処理後の機械的性質が引張
強さ４３ｋｇｆ／ｍｍ2 以上，伸び１５％以上，切欠き
靭性１３ｋｇｆ／ｍｍ2 以上と靭性に優れた製品が得ら
れる。これに対し、試料番号１，２，７，８の比較例及
びＡ４０３２合金は、何れかの性質において劣り、コン
プレッサー部品に要求される特性を満足していない。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、成分及び含有量が特定された過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合
金を水冷式半連続鋳造法で鋳造し、共晶Ｓｉの平均粒子
長さが３〜５μｍで、長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶
Ｓｉ全体の７５％以上となる鋳造組織に調整している。
この鋳造組織をもつ鋳塊を押出し及び熱間鍛造で最終製
品であるコンプレッサー部品に製造するとき、押出し及
び鍛造時の塑性変形で共晶Ｓｉが適度に分断・微細化さ
れ、耐摩耗性に寄与する共晶Ｓｉの作用を確保しなが
ら、靭性の改善を図ることが可能となる。また、前述し
た鋳造組織に起因して鍛造性も優れていることから、加
工度の高い塑性加工を施しても割れが発生することがな
く、鍛造用素材として有効に使用でき、被削性もよいこ
とから高寸法精度の加工が可能となる。このようにし
て、靭性や耐摩耗性が高く、安全性に優れたコンプレッ
サー部品が製造される。
は、成分及び含有量が特定された過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合
金を水冷式半連続鋳造法で鋳造し、共晶Ｓｉの平均粒子
長さが３〜５μｍで、長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶
Ｓｉ全体の７５％以上となる鋳造組織に調整している。
この鋳造組織をもつ鋳塊を押出し及び熱間鍛造で最終製
品であるコンプレッサー部品に製造するとき、押出し及
び鍛造時の塑性変形で共晶Ｓｉが適度に分断・微細化さ
れ、耐摩耗性に寄与する共晶Ｓｉの作用を確保しなが
ら、靭性の改善を図ることが可能となる。また、前述し
た鋳造組織に起因して鍛造性も優れていることから、加
工度の高い塑性加工を施しても割れが発生することがな
く、鍛造用素材として有効に使用でき、被削性もよいこ
とから高寸法精度の加工が可能となる。このようにし
て、靭性や耐摩耗性が高く、安全性に優れたコンプレッ
サー部品が製造される。
【図１】 Ｓｂ無添加の鋳塊の金属組織を示す顕微鏡写
真
真
【図２】 本発明に従ってＳｂを添加した鋳塊の金属組
織を示す顕微鏡写真
織を示す顕微鏡写真
【図３】 Ｓｂ無添加の鋳塊の切削面を光学顕微鏡の拡
大視野で観察したときの金属組織を示す顕微鏡写真
大視野で観察したときの金属組織を示す顕微鏡写真
【図４】 本発明に従ってＳｂを添加した鋳塊の切削面
を光学顕微鏡の拡大視野で観察したときの金属組織を示
す顕微鏡写真
を光学顕微鏡の拡大視野で観察したときの金属組織を示
す顕微鏡写真
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１２ 8719−4Ｋ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１２ ６３０ 8719−4Ｋ ６３０Ｂ 8719−4Ｋ ６３０Ｄ ６３１ 8719−4Ｋ ６３１Ｚ ６８３ 8719−4Ｋ ６８３ ６９１ 8719−4Ｋ ６９１Ｂ ６９４ 8719−4Ｋ ６９４Ａ (72)発明者 小林 重幸 東京都品川区東品川二丁目２番20号 日本 軽金属株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉ：６．５〜７．５重量％，Ｃｕ：
１．５〜４．５重量％，Ｍｇ：０．２〜０．８重量％，
Ｍｎ：０．１〜０．８重量％，Ｓｂ：０．０５〜０．２
５重量％，残部がＡｌ及び不純物からなる組成をもち、
Ｆｅ含有量が０．２５重量％未満に規制されたアルミニ
ウム合金を溶製し、共晶Ｓｉの平均粒子長さが３〜５μ
ｍで、長さ５μｍ以下の共晶Ｓｉが共晶Ｓｉ全体の７５
％以上となる鋳造組織が得られるように、外径３００〜
６００ｍｍの鋳塊を水冷式半連続鋳造法で鋳造し、該鋳
塊を均質化処理した後、減面率で５０％以上の押出し加
工により外径１０〜１３０ｍｍの押出し材を製造し、該
押出し材を熱間鍛造し、鍛造材を５００℃以上の温度で
溶体化処理した後、水焼入れ及び焼戻し処理を施すこと
を特徴とする耐摩耗性及び靭性に優れたコンプレッサー
部品用アルミ合金の製造方法。 - 【請求項２】 更にＴｉ：０．１重量％以下又はＴｉ：
０．１重量％以下とＢ：０．０２重量％以下を含むアル
ミニウム合金を使用する請求項１記載のコンプレッサー
部品用アルミ合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34070096A JP2848368B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 耐摩耗性及び靭性に優れたコンプレッサー部品用アルミ合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34070096A JP2848368B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 耐摩耗性及び靭性に優れたコンプレッサー部品用アルミ合金の製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63260462A Division JP2907389B2 (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | 靭性に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09279319A true JPH09279319A (ja) | 1997-10-28 |
| JP2848368B2 JP2848368B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=18339484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34070096A Expired - Lifetime JP2848368B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 耐摩耗性及び靭性に優れたコンプレッサー部品用アルミ合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848368B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999050556A1 (en) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Swash plate of swash plate compressor |
| JP2001049376A (ja) * | 1999-05-12 | 2001-02-20 | Daiki Aluminium Industry Co Ltd | 高強度加圧鋳造用アルミニウム合金及び同アルミニウム合金鋳物 |
| CN100392129C (zh) * | 2004-11-18 | 2008-06-04 | 东北大学 | 一种大尺寸过共晶高硅铝合金坯料及其制备方法 |
| CN106563704A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-04-19 | 银邦金属复合材料股份有限公司 | 一种钎焊用铝合金板、制成的复合板以及制备方法 |
| CN112805397A (zh) * | 2018-10-10 | 2021-05-14 | 伊苏瓦尔肯联铝业 | 用于飞机机身的高性能2xxx合金板 |
| CN113174515A (zh) * | 2021-04-03 | 2021-07-27 | 北京冬曦既驾科技咨询有限公司 | 一种高韧性铝合金及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109500552B (zh) * | 2018-12-21 | 2020-04-24 | 昆山市长盈铝业有限公司 | 一种车用行李架型材及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6135261B2 (ja) | 2013-04-05 | 2017-05-31 | 新日鐵住金株式会社 | ホットスタンプ成形品の溶融金属脆化割れの発生を判定する方法及びホットスタンプ成形品 |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34070096A patent/JP2848368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999050556A1 (en) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Swash plate of swash plate compressor |
| US6344280B1 (en) | 1998-03-27 | 2002-02-05 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Swash-plate of swash-plate type compressor |
| JP2001049376A (ja) * | 1999-05-12 | 2001-02-20 | Daiki Aluminium Industry Co Ltd | 高強度加圧鋳造用アルミニウム合金及び同アルミニウム合金鋳物 |
| CN100392129C (zh) * | 2004-11-18 | 2008-06-04 | 东北大学 | 一种大尺寸过共晶高硅铝合金坯料及其制备方法 |
| CN106563704A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-04-19 | 银邦金属复合材料股份有限公司 | 一种钎焊用铝合金板、制成的复合板以及制备方法 |
| CN112805397A (zh) * | 2018-10-10 | 2021-05-14 | 伊苏瓦尔肯联铝业 | 用于飞机机身的高性能2xxx合金板 |
| CN113174515A (zh) * | 2021-04-03 | 2021-07-27 | 北京冬曦既驾科技咨询有限公司 | 一种高韧性铝合金及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2848368B2 (ja) | 1999-01-20 |
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|---|---|---|---|
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