JPH0931567A - 高強度アルミニウム合金の製造方法 - Google Patents
高強度アルミニウム合金の製造方法Info
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- JPH0931567A JPH0931567A JP7201582A JP20158295A JPH0931567A JP H0931567 A JPH0931567 A JP H0931567A JP 7201582 A JP7201582 A JP 7201582A JP 20158295 A JP20158295 A JP 20158295A JP H0931567 A JPH0931567 A JP H0931567A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より少ない工程数で、製造工程中に生成した
微細な酸化アルミニウムの粒子が均一に分散した高強度
アルミニウム合金を得る。 【解決手段】 純アルミニウム粉末またはアルミニウム
合金粉末、あるいは、それに、セラミックス粉と、金属
間化合物粉と、該金属間化合物の前駆複合体粉末とから
なる群から選ばれる少なくとも一の補助強化粒子粉末を
混合した混合物に、メカニカルアロイング処理を少なく
とも１回行い、該処理中または該処理後に純アルミニウ
ム粉またはアルミニウム合金粉の少なくとも一部を酸化
させ、生成する酸化物を強化粒子として分散させること
を含む高強度アルミニウム合金の製造方法において、該
メカニカルアロイング処理において用いる分散剤として
水溶性有機溶剤と水の混合物を用いることを特徴とする
方法。
微細な酸化アルミニウムの粒子が均一に分散した高強度
アルミニウム合金を得る。 【解決手段】 純アルミニウム粉末またはアルミニウム
合金粉末、あるいは、それに、セラミックス粉と、金属
間化合物粉と、該金属間化合物の前駆複合体粉末とから
なる群から選ばれる少なくとも一の補助強化粒子粉末を
混合した混合物に、メカニカルアロイング処理を少なく
とも１回行い、該処理中または該処理後に純アルミニウ
ム粉またはアルミニウム合金粉の少なくとも一部を酸化
させ、生成する酸化物を強化粒子として分散させること
を含む高強度アルミニウム合金の製造方法において、該
メカニカルアロイング処理において用いる分散剤として
水溶性有機溶剤と水の混合物を用いることを特徴とする
方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粒径がμｍのオー
ダー以下のＡｌ2 Ｏ3 粉末を原料として用いることな
く、メカニカルアロイング法を利用して微細なＡｌ2 Ｏ
3 粒子を均一に分散させたアルミニウム合金の製造方法
に関する。
ダー以下のＡｌ2 Ｏ3 粉末を原料として用いることな
く、メカニカルアロイング法を利用して微細なＡｌ2 Ｏ
3 粒子を均一に分散させたアルミニウム合金の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム酸化物の微粒子を分散させ
たアルミニウム合金は、軽量でかつ強度が高いことで知
られている。このようなアルミニウム合金の製造方法と
しては、現在、０．１〜３μｍのサイズのＡｌ2 Ｏ3 粉
末をＡｌ粉末と共にメカニカルアロイングして、マトリ
ックス中に当該Ａｌ2 Ｏ3 粒子を均一に分散させる方法
が主流である。
たアルミニウム合金は、軽量でかつ強度が高いことで知
られている。このようなアルミニウム合金の製造方法と
しては、現在、０．１〜３μｍのサイズのＡｌ2 Ｏ3 粉
末をＡｌ粉末と共にメカニカルアロイングして、マトリ
ックス中に当該Ａｌ2 Ｏ3 粒子を均一に分散させる方法
が主流である。
【０００３】しかし、出発原料の段階からサブミクロン
に近い粒径の酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粒子を用
いてメカニカルアロイング法により複合化しようとする
と、粒子の凝集が生じやすく、均一性が低下しやすい。
また、このような酸化アルミニウムの微粉末は、取り扱
いが難しく、コスト的にも無駄が多い。
に近い粒径の酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）粒子を用
いてメカニカルアロイング法により複合化しようとする
と、粒子の凝集が生じやすく、均一性が低下しやすい。
また、このような酸化アルミニウムの微粉末は、取り扱
いが難しく、コスト的にも無駄が多い。
【０００４】そのため、本発明者らは、特願平６−８４
０１０号において、上述のような酸化アルミニウムの微
粉末を使用しない方法として、不活性ガス雰囲気中でメ
カニカルアロイングしたアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の粉末を大気中に排出する工程を複数回繰り返す
ことで、主に排出時に粉末表面に形成された酸化被膜を
破砕し、同時にこれをアルミニウム・マトリックス中へ
複合化することを特徴とする酸化物分散強化アルミニウ
ム合金粉末の製造方法を開示した。この特願平６−８４
０１０号の方法においては、メカニカルアロイングの際
に粉末の分散性の向上と潤滑効果を考慮して、分散剤と
して、メタノールまたはエタノールを用いる。
０１０号において、上述のような酸化アルミニウムの微
粉末を使用しない方法として、不活性ガス雰囲気中でメ
カニカルアロイングしたアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の粉末を大気中に排出する工程を複数回繰り返す
ことで、主に排出時に粉末表面に形成された酸化被膜を
破砕し、同時にこれをアルミニウム・マトリックス中へ
複合化することを特徴とする酸化物分散強化アルミニウ
ム合金粉末の製造方法を開示した。この特願平６−８４
０１０号の方法においては、メカニカルアロイングの際
に粉末の分散性の向上と潤滑効果を考慮して、分散剤と
して、メタノールまたはエタノールを用いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この特願平６−８４０
１０号に記載された方法においては、酸化とメカニカル
アロイングの工程を複数回繰り返す必要があり、十分な
酸化アルミニウムの量を合金に分散させるためには、繰
り返しの回数が大きくなる傾向があった。したがって、
この繰り返しの回数を低減することができる方法が望ま
れていた。本発明の目的は、上記のような技術的背景に
鑑み、出発原料として、酸化アルミニウム粒子を使用す
ることなく、工程数を減らしつつ、微粒の酸化アルミニ
ウム粒子がアルミニウム・マトリクス中に均一に分散し
たアルミニウム合金粉末を得る方法を提供することにあ
る。
１０号に記載された方法においては、酸化とメカニカル
アロイングの工程を複数回繰り返す必要があり、十分な
酸化アルミニウムの量を合金に分散させるためには、繰
り返しの回数が大きくなる傾向があった。したがって、
この繰り返しの回数を低減することができる方法が望ま
れていた。本発明の目的は、上記のような技術的背景に
鑑み、出発原料として、酸化アルミニウム粒子を使用す
ることなく、工程数を減らしつつ、微粒の酸化アルミニ
ウム粒子がアルミニウム・マトリクス中に均一に分散し
たアルミニウム合金粉末を得る方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らのさらなる研
究により、メカニカルアロイングの際に添加する分散剤
として、水溶性有機溶剤と水の混合物を使用すると、工
程数を増大させずに、生成される合金粉末中の酸化アル
ミニウムの量を増大させ得ることが分かった。すなわ
ち、本発明は、純アルミニウム粉末とアルミニウム合金
粉末とからなる群から選ばれた少なくとも一のアルミニ
ウム含有粉末、あるいは、セラミックス粉と、金属間化
合物粉と、該金属間化合物の前駆複合体粉末とからなる
群から選ばれる少なくとも一の補助強化粒子粉末を該ア
ルミニウム含有粉末に混合した混合物に、メカニカルア
ロイング処理を少なくとも１回行い、該処理中または該
処理後に純アルミニウム粉またはアルミニウム合金粉の
少なくとも一部を酸化させ、生成する酸化物を強化粒子
として分散させることを含む高強度アルミニウム合金の
製造方法において、該メカニカルアロイング処理におい
て用いる分散剤として水溶性有機溶剤と水の混合物を用
いることを特徴とする高強度アルミニウム合金の製造方
法を提供する。
究により、メカニカルアロイングの際に添加する分散剤
として、水溶性有機溶剤と水の混合物を使用すると、工
程数を増大させずに、生成される合金粉末中の酸化アル
ミニウムの量を増大させ得ることが分かった。すなわ
ち、本発明は、純アルミニウム粉末とアルミニウム合金
粉末とからなる群から選ばれた少なくとも一のアルミニ
ウム含有粉末、あるいは、セラミックス粉と、金属間化
合物粉と、該金属間化合物の前駆複合体粉末とからなる
群から選ばれる少なくとも一の補助強化粒子粉末を該ア
ルミニウム含有粉末に混合した混合物に、メカニカルア
ロイング処理を少なくとも１回行い、該処理中または該
処理後に純アルミニウム粉またはアルミニウム合金粉の
少なくとも一部を酸化させ、生成する酸化物を強化粒子
として分散させることを含む高強度アルミニウム合金の
製造方法において、該メカニカルアロイング処理におい
て用いる分散剤として水溶性有機溶剤と水の混合物を用
いることを特徴とする高強度アルミニウム合金の製造方
法を提供する。
【０００７】本発明方法においては、メカニカルアロイ
ング中に添加する分散剤として、水溶性有機溶剤と水の
混合液を使用する。この水溶性有機溶剤としては、水に
溶ける有機溶剤であれば広く利用できるものと考えられ
るが、メタノールやエタノールを含むアルコール類が好
適に用いられる。炭素量が大きくなると好ましくないの
で、炭素数は２以下の有機溶剤が最も好ましく、炭素数
が４またはそれ以上の化合物は好ましくない。したがっ
て、本発明に最も適した有機溶剤としては、メタノール
が挙げられる。
ング中に添加する分散剤として、水溶性有機溶剤と水の
混合液を使用する。この水溶性有機溶剤としては、水に
溶ける有機溶剤であれば広く利用できるものと考えられ
るが、メタノールやエタノールを含むアルコール類が好
適に用いられる。炭素量が大きくなると好ましくないの
で、炭素数は２以下の有機溶剤が最も好ましく、炭素数
が４またはそれ以上の化合物は好ましくない。したがっ
て、本発明に最も適した有機溶剤としては、メタノール
が挙げられる。
【０００８】この分散剤として利用される水溶性有機溶
剤と水の体積混合比（Ｘ）は、次の式で定義されるが、
その値は、０より大きく、２以下であること（０＜Ｘ≦
２）が望ましい。
剤と水の体積混合比（Ｘ）は、次の式で定義されるが、
その値は、０より大きく、２以下であること（０＜Ｘ≦
２）が望ましい。
【０００９】
【数１】Ｘ＝水量（ｃｃ）／水溶性有機溶剤量（ｃｃ）
【００１０】Ｘが２以上であっても、得られる製品の引
張強さは向上しない。また、処理されるアルミニウム等
の粉末の総量に対する、分散剤の添加量は、次の式で定
義されるが、その値は、１以上、１５以下（１≦Ｙ≦１
５）が望ましい。
張強さは向上しない。また、処理されるアルミニウム等
の粉末の総量に対する、分散剤の添加量は、次の式で定
義されるが、その値は、１以上、１５以下（１≦Ｙ≦１
５）が望ましい。
【００１１】
【数２】Ｙ＝［分散剤量（ｃｃ）／処理される粉末の総
重量（ｇ）］×１００
重量（ｇ）］×１００
【００１２】Ｙの値が１５より大きくなると、分散剤に
よる炭素添加量が大きくなり、生成される合金の性質に
悪影響を及ぼす可能性がある。また、Ｙが１未満では、
分散剤の効果が小さくなるため、得られた合金の均一性
があまりよくない。
よる炭素添加量が大きくなり、生成される合金の性質に
悪影響を及ぼす可能性がある。また、Ｙが１未満では、
分散剤の効果が小さくなるため、得られた合金の均一性
があまりよくない。
【００１３】なお、このような割合で調製され、分散剤
として添加される水溶性有機溶剤に主として由来する、
メカニカルアロイング後の粉末中の炭素量は、全重量の
１重量％以下であることが望ましい。合金中の残留炭素
量が１重量％程度を越えるなど、一般的に多すぎると、
極端な脆化が生じるおそれがあるため、注意を要する。
として添加される水溶性有機溶剤に主として由来する、
メカニカルアロイング後の粉末中の炭素量は、全重量の
１重量％以下であることが望ましい。合金中の残留炭素
量が１重量％程度を越えるなど、一般的に多すぎると、
極端な脆化が生じるおそれがあるため、注意を要する。
【００１４】本発明における純アルミニウム粉末として
は、純度が９９．５％以上、好ましくは９９．９％以上
の粉末状のアルミニウムが用いられる。アルミニウム合
金粉末としては、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｚｒのうち少なくとも１種類以
上の元素を合計で１０重量％以上含有し、残りはアルミ
ニウムと不可避不純物からなる組成の合金が用いられ
る。いずれも、平均粒径が約１５０μｍ以下のものが好
ましい。
は、純度が９９．５％以上、好ましくは９９．９％以上
の粉末状のアルミニウムが用いられる。アルミニウム合
金粉末としては、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｚｒのうち少なくとも１種類以
上の元素を合計で１０重量％以上含有し、残りはアルミ
ニウムと不可避不純物からなる組成の合金が用いられ
る。いずれも、平均粒径が約１５０μｍ以下のものが好
ましい。
【００１５】補助強化粒子を併用する場合には、好まし
い補助強化粒子としては、たとえば、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｔｉ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、ＭｇＯ等の酸化物、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔｉ
Ｎ、ＡｌＮ等の窒化物、ＴｉＢ2 等のほう化物、および
／または、Ｍｇ2 Ｓｉ、Ａｌ3 Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｔｉ3
Ａｌ、Ｆｅ3 Ａｌ、Ｎｉ3 Ａｌ、Ａｌ3 Ｎｉ等の金属間
化合物粉末、あるいは、これらの金属間化合物の前駆複
合体粉末を用いることができる。これらは、例示にすぎ
ず、当業者に知られているアルミニウム合金用補助強化
粒子であれば、いずれのものでも本発明において利用で
きるものであると考えられる。
い補助強化粒子としては、たとえば、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｔｉ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、ＭｇＯ等の酸化物、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔｉ
Ｎ、ＡｌＮ等の窒化物、ＴｉＢ2 等のほう化物、および
／または、Ｍｇ2 Ｓｉ、Ａｌ3 Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｔｉ3
Ａｌ、Ｆｅ3 Ａｌ、Ｎｉ3 Ａｌ、Ａｌ3 Ｎｉ等の金属間
化合物粉末、あるいは、これらの金属間化合物の前駆複
合体粉末を用いることができる。これらは、例示にすぎ
ず、当業者に知られているアルミニウム合金用補助強化
粒子であれば、いずれのものでも本発明において利用で
きるものであると考えられる。
【００１６】前記のセラミック粉末を使用する場合に
は、その粒子サイズは、１μｍ以下のものが好ましい。
金属間化合物またはその前駆複合体の粉末であるなら
ば、メカニカルアロイングの進行につれて、経時的に破
砕が生じるので、１０６μｍ以下程度のサイズであれば
よい。
は、その粒子サイズは、１μｍ以下のものが好ましい。
金属間化合物またはその前駆複合体の粉末であるなら
ば、メカニカルアロイングの進行につれて、経時的に破
砕が生じるので、１０６μｍ以下程度のサイズであれば
よい。
【００１７】補助強化粒子を用いる場合には、純アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金の粉末に混合する補助強
化粒子の比率は、総粉末重量の４０重量％以下が好まし
い。４０重量％以上では、靱性が極端に低下してしま
い、実用的ではない。
ニウムまたはアルミニウム合金の粉末に混合する補助強
化粒子の比率は、総粉末重量の４０重量％以下が好まし
い。４０重量％以上では、靱性が極端に低下してしま
い、実用的ではない。
【００１８】メカニカルアロイングは、上記の粉末を高
エネルギー型ボールミルなどのメカニカルアロイング装
置の容器内に投入し、アルゴン等の非酸化性雰囲気中で
行う。粉末の分散性の向上および潤滑効果のために、分
散剤を添加する。酸化アルミニウムの生成量を増大させ
るために、非酸化性ガスに空気を混入させた適度な酸化
性を有する雰囲気中でメカニカルアロイングを行うこと
もできるが、通常、空気の添加は必要ない。また、メカ
ニカルアロイング処理は、本発明においては、通常１回
で十分であるが、場合によっては、大気にさらす等の工
程を間に挟んで、複数回行うことも可能である。
エネルギー型ボールミルなどのメカニカルアロイング装
置の容器内に投入し、アルゴン等の非酸化性雰囲気中で
行う。粉末の分散性の向上および潤滑効果のために、分
散剤を添加する。酸化アルミニウムの生成量を増大させ
るために、非酸化性ガスに空気を混入させた適度な酸化
性を有する雰囲気中でメカニカルアロイングを行うこと
もできるが、通常、空気の添加は必要ない。また、メカ
ニカルアロイング処理は、本発明においては、通常１回
で十分であるが、場合によっては、大気にさらす等の工
程を間に挟んで、複数回行うことも可能である。
【００１９】メカニカルアロイング後の排出は、通常、
大気中へ行うことができる。メカニカルアロイング処理
された粉末の微細化が著しく進行していると（平均粒径
１５μｍ以下）、排出された粉末が瞬間発火するケース
があるため、処理された粉末および容器内部が十分冷え
てから排出を行うのが望ましい。回収容器も冷却機能を
有するものが好ましい。
大気中へ行うことができる。メカニカルアロイング処理
された粉末の微細化が著しく進行していると（平均粒径
１５μｍ以下）、排出された粉末が瞬間発火するケース
があるため、処理された粉末および容器内部が十分冷え
てから排出を行うのが望ましい。回収容器も冷却機能を
有するものが好ましい。
【００２０】得られたメカニカルアロイング処理後の粉
末のうち、粒径が約３００μｍ以下のものを選別して、
以後の工程において用いることが好ましい。もちろん場
合によっては、たとえば、１０６μｍ以下などのより細
かい粉末を選別して使用することがより好ましい場合も
ある。ふるいなどを用いて分級することができる。
末のうち、粒径が約３００μｍ以下のものを選別して、
以後の工程において用いることが好ましい。もちろん場
合によっては、たとえば、１０６μｍ以下などのより細
かい粉末を選別して使用することがより好ましい場合も
ある。ふるいなどを用いて分級することができる。
【００２１】このようにして製造されたアルミニウム合
金粉末は、金型プレス等により加圧成形して、ビレット
またはブロック体に成形することができる。形状は、特
に限定されないが、たとえば、円柱状とする。このビレ
ットまたはブロック体をアルミニウム缶へ封入して（キ
ャンニング）、その後に脱ガスすることができるが、こ
の工程は必ずしも必要ではない。キャンニングの有無に
関わらず、ビレットまたはブロック体を、４００〜５０
０℃で、３時間以上、真空中で加熱し、脱ガスする。
金粉末は、金型プレス等により加圧成形して、ビレット
またはブロック体に成形することができる。形状は、特
に限定されないが、たとえば、円柱状とする。このビレ
ットまたはブロック体をアルミニウム缶へ封入して（キ
ャンニング）、その後に脱ガスすることができるが、こ
の工程は必ずしも必要ではない。キャンニングの有無に
関わらず、ビレットまたはブロック体を、４００〜５０
０℃で、３時間以上、真空中で加熱し、脱ガスする。
【００２２】上述の脱ガスが済んだビレットまたは缶
を、熱間塑性加工することにより、粉末の圧粉体から製
品としての合金素材を得る。一般的な手法として、たと
えば、熱間押出し法、粉末鍛造法、熱間静水圧プレス
（ＨＩＰ）等が考えられる。熱間押出し法の場合、押出
し比は、約１０以上、押出し温度は、４００〜５００℃
が特に好ましい。
を、熱間塑性加工することにより、粉末の圧粉体から製
品としての合金素材を得る。一般的な手法として、たと
えば、熱間押出し法、粉末鍛造法、熱間静水圧プレス
（ＨＩＰ）等が考えられる。熱間押出し法の場合、押出
し比は、約１０以上、押出し温度は、４００〜５００℃
が特に好ましい。
【００２３】
（実験例１）以下にまとめた条件で、異なる分散剤を用
いて得られた合金の試料１（実施例）および試料２（比
較例）を作成し、炭素量および酸化アルミニウム量、引
張強さ、硬さを測定した。
いて得られた合金の試料１（実施例）および試料２（比
較例）を作成し、炭素量および酸化アルミニウム量、引
張強さ、硬さを測定した。
【００２４】マトリックス：純アルミニウム（純度９
９．９９％、平均粒径３０μｍ） 補助強化粒子：Ｍｇ2 Ｓｉ粉末（最大粒径５μｍ） 分散剤 試料１用： メタノール：水＝１：１（体積比） 試料２用： メタノール 分散剤の添加量：メタノールを基準として、粉末３００
ｇに対して９ｃｃ（メタノール量はいずれの試料に対し
ても同じとした。） メカニカルアロイングの条件 アジテータ回転数： ２５０ｒｐｍ ５時間メカニカルアロイングを行った後、排出した。 メカニカルアロイング仕込み時の目標組成 Ａｌ−２０重量％Ｍｇ2 Ｓｉ ここで、補助強化粒子として用いられたＭｇ2 Ｓｉ粉末
は、Ｍｇ粉とＳｉ粉をＭｇ−３８重量％Ｓｉとなるよう
に混合し、熱間塑性加工中にＭｇ2 Ｓｉとなったもので
ある。実験結果を表１から３にまとめる。
９．９９％、平均粒径３０μｍ） 補助強化粒子：Ｍｇ2 Ｓｉ粉末（最大粒径５μｍ） 分散剤 試料１用： メタノール：水＝１：１（体積比） 試料２用： メタノール 分散剤の添加量：メタノールを基準として、粉末３００
ｇに対して９ｃｃ（メタノール量はいずれの試料に対し
ても同じとした。） メカニカルアロイングの条件 アジテータ回転数： ２５０ｒｐｍ ５時間メカニカルアロイングを行った後、排出した。 メカニカルアロイング仕込み時の目標組成 Ａｌ−２０重量％Ｍｇ2 Ｓｉ ここで、補助強化粒子として用いられたＭｇ2 Ｓｉ粉末
は、Ｍｇ粉とＳｉ粉をＭｇ−３８重量％Ｓｉとなるよう
に混合し、熱間塑性加工中にＭｇ2 Ｓｉとなったもので
ある。実験結果を表１から３にまとめる。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】図２および図３には、上記の試料１および
２の金属組織の顕微鏡写真（１０００倍）を示す。この
図２と図３の写真において、白いバックグラウンドは、
アルミニウムのマトリックスであり、その中に比較大き
く中心が白く見えるシリコン粒子が見え、細かく黒い点
がＭｇ2 ＳｉまたはＡｌ2 Ｏ3 の粒子である。本発明の
実施例である試料１の方が、比較例である試料２に較
べ、１μｍ以下の微細な酸化アルミニウム粒子が多く分
散していることが、細かい黒点が多いことから分かる。
２の金属組織の顕微鏡写真（１０００倍）を示す。この
図２と図３の写真において、白いバックグラウンドは、
アルミニウムのマトリックスであり、その中に比較大き
く中心が白く見えるシリコン粒子が見え、細かく黒い点
がＭｇ2 ＳｉまたはＡｌ2 Ｏ3 の粒子である。本発明の
実施例である試料１の方が、比較例である試料２に較
べ、１μｍ以下の微細な酸化アルミニウム粒子が多く分
散していることが、細かい黒点が多いことから分かる。
【００２９】（実験例２） マトリックス：純アルミニウム（純度９９．９９％、平
均粒径３０μｍ） 補助強化粒子：Ｍｇ2 Ｓｉ粉末（最大粒径５μｍ） 分散剤 試料３用： メタノール：水＝１：１（体積比） 試料４用： メタノール：水＝１：２（体積比） 試料５用： メタノール（比較例） 分散剤の添加量：メタノールを基準として、粉末２００
ｇに対して６ｃｃ（メタノール量はいずれの試料に対し
ても同じとした。） メカニカルアロイングの条件 アジテータ回転数： ２５０ｒｐｍ ５時間メカニカルアロイングを行った後、排出した。 メカニカルアロイング仕込み時の目標組成 Ａｌ−１０重量％Ｍｇ2 Ｓｉ ここで、補助強化粒子として用いられたＭｇ2 Ｓｉ粉末
は、Ｍｇ粉とＳｉ分をＭｇ−３８重量％Ｓｉとなるよう
に混合し、熱間塑性加工中にＭｇ2 Ｓｉとなったもので
ある。実験結果を表４と５にまとめる。
均粒径３０μｍ） 補助強化粒子：Ｍｇ2 Ｓｉ粉末（最大粒径５μｍ） 分散剤 試料３用： メタノール：水＝１：１（体積比） 試料４用： メタノール：水＝１：２（体積比） 試料５用： メタノール（比較例） 分散剤の添加量：メタノールを基準として、粉末２００
ｇに対して６ｃｃ（メタノール量はいずれの試料に対し
ても同じとした。） メカニカルアロイングの条件 アジテータ回転数： ２５０ｒｐｍ ５時間メカニカルアロイングを行った後、排出した。 メカニカルアロイング仕込み時の目標組成 Ａｌ−１０重量％Ｍｇ2 Ｓｉ ここで、補助強化粒子として用いられたＭｇ2 Ｓｉ粉末
は、Ｍｇ粉とＳｉ分をＭｇ−３８重量％Ｓｉとなるよう
に混合し、熱間塑性加工中にＭｇ2 Ｓｉとなったもので
ある。実験結果を表４と５にまとめる。
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】上記の実験例より、有機溶剤を水で希釈し
た分散剤を使用することにより、引張強さが上昇するこ
とが分かる。ただし、水とメタノールの量の比を１から
２にしても、引張強さは上昇していないため、これ以上
の希釈は無意味であるようである。
た分散剤を使用することにより、引張強さが上昇するこ
とが分かる。ただし、水とメタノールの量の比を１から
２にしても、引張強さは上昇していないため、これ以上
の希釈は無意味であるようである。
【００３３】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、酸化ア
ルミニウムの粉末を原料として使用しなくても済むの
で、製造工程の簡易化およびコストの面で有利である。
また、製造工程中に生成され、製品として得られるアル
ミニウム合金中に分散している酸化アルミニウム粒子の
サイズがきわめて微細であるため、合金の強度および硬
さが向上する。そして、酸化アルミニウム粒子が均一に
分散し、凝集体ができないので、製品として得られる合
金素材の信頼性が高くなる。また、本発明者らが既に開
発した上述の酸化アルミニウムの粉末を原料としない強
化アルミニウム合金の製造方法と比較しても、工程数が
削減できるなど、その効果は大きい。さらに、本発明方
法により製造されたアルミニウム合金は、軽量・高強度
で耐熱性にも優れるため、車両用エンジン部品等に応用
できる。
ルミニウムの粉末を原料として使用しなくても済むの
で、製造工程の簡易化およびコストの面で有利である。
また、製造工程中に生成され、製品として得られるアル
ミニウム合金中に分散している酸化アルミニウム粒子の
サイズがきわめて微細であるため、合金の強度および硬
さが向上する。そして、酸化アルミニウム粒子が均一に
分散し、凝集体ができないので、製品として得られる合
金素材の信頼性が高くなる。また、本発明者らが既に開
発した上述の酸化アルミニウムの粉末を原料としない強
化アルミニウム合金の製造方法と比較しても、工程数が
削減できるなど、その効果は大きい。さらに、本発明方
法により製造されたアルミニウム合金は、軽量・高強度
で耐熱性にも優れるため、車両用エンジン部品等に応用
できる。
【図１】本発明による高強度アルミニウム合金粉末の製
造方法のフローを示す。
造方法のフローを示す。
【図２】実験例１における試料１の金属組織の顕微鏡写
真（１０００倍）を示す。
真（１０００倍）を示す。
【図３】実験例１における試料２の金属組織の顕微鏡写
真（１０００倍）を示す。
真（１０００倍）を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 純アルミニウム粉末とアルミニウム合金
粉末とからなる群から選ばれた少なくとも一の粉末から
なるアルミニウム含有粉末、あるいは、セラミックス粉
と、金属間化合物粉と、該金属間化合物の前駆複合体粉
末とからなる群から選ばれる少なくとも一の粉末からな
る補助強化粒子粉末を該アルミニウム含有粉末に混合し
た混合物に、メカニカルアロイング処理を少なくとも１
回行い、該処理中または該処理後に純アルミニウム粉ま
たはアルミニウム合金粉の少なくとも一部を酸化させ、
生成する酸化物を強化粒子として分散させることを含む
高強度アルミニウム合金の製造方法において、該メカニ
カルアロイング処理において用いる分散剤として水溶性
有機溶剤と水の混合物を用いることを特徴とする高強度
アルミニウム合金の製造方法。 - 【請求項２】 分散剤として利用される上記混合物の水
溶性有機溶剤と水の体積混合比が、０より大きく、２以
下であり、上記分散剤の体積量と上記粉末混合物の総重
量の％比が１以上、１５以下である、請求項１記載の高
強度アルミニウム合金の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の高強度アルミニ
ウム合金の製造方法により製造された高強度アルミニウ
ム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7201582A JPH0931567A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7201582A JPH0931567A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0931567A true JPH0931567A (ja) | 1997-02-04 |
Family
ID=16443452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7201582A Pending JPH0931567A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0931567A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022212A1 (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | 酸化物分散型合金の製造方法 |
| WO2008123258A1 (ja) | 2007-03-26 | 2008-10-16 | National Institute For Materials Science | 二元系アルミニウム合金粉末焼結材とその製造方法 |
| CN109909491A (zh) * | 2017-12-13 | 2019-06-21 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 铝基复合材料及其制造方法 |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP7201582A patent/JPH0931567A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022212A1 (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | 酸化物分散型合金の製造方法 |
| KR100829648B1 (ko) * | 2004-08-23 | 2008-05-16 | 다나까 기낀조꾸 고교 가부시끼가이샤 | 산화물분산형합금의 제조방법 |
| CN100434551C (zh) * | 2004-08-23 | 2008-11-19 | 田中贵金属工业株式会社 | 氧化物分散型合金的制造方法 |
| US7776131B2 (en) | 2004-08-23 | 2010-08-17 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Manufacturing method for oxide dispersed alloy |
| WO2008123258A1 (ja) | 2007-03-26 | 2008-10-16 | National Institute For Materials Science | 二元系アルミニウム合金粉末焼結材とその製造方法 |
| CN109909491A (zh) * | 2017-12-13 | 2019-06-21 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 铝基复合材料及其制造方法 |
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