JPS6043454A - Ｖｔｒシリンダ−用アルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＶ　Ｔ　Ｒシリジグ−用アルミニウム合金に関
し、さらに詳しくは、切削性および耐摩耗性に優れたＶ
ＴＲシリンダ用アルミニウム合金に関するものである。

現在、＼ｌＴＲシリンダー用アルミニウム合金として使
用されているものに、Ａ　ＨＳ合金（Ａ１−１０．８１
１１ｔ％５ｉ−２，１＋ｕｔ％Ｃｕ　Ｏ，４ｗＬ％Ｍｇ
）および２２１８合金（ＡＩ−４ｕ＋Ｌ％Ｃｕ−１，５
ｕ＋ｔ％Ｍｇ−２，０ＩＩＩＬ％Ｎｉ）等がある。

しかして、ＡＨ３合金は耐摩耗性には優れているけれど
も鍛造性に劣り、特に、穴あけ等の機械加工の際にＳｉ
等の硬い金属間化合物や酸化物等のためドリルが折れる
という問題があって槻（威加工性が劣っている。

このようにＡ　Ｉ−Ｉ　Ｓ合金には問題点があるため、
適度の耐）Ｉ／：耗性と優れた鍛造性を有する２２１８
系統の合金が多く使用される傾向にある。しかしながら
、２２１８合金は熱処理後最終＼Ｉ　Ｔ　Ｒシリンダ一
部品として、外周の旋盤による切削加］二を行なう際に
切屑処理性の問題があり、さらに、その後の多数の穴あ
けを行なう際に切削性が劣っているので穴あけ時にパ□
すが発生する。そして、このバリ除去のために多数の人
手および時間がかかり生産能率を著しく悪くする。

本発明は上記に説明した現在使用されているＶＴＲシリ
ンダー用アルミニウム合金のＡ　）ｌ　Ｓ合金および２
２１８合金の種々の問題点に鑑みなされたものであり、
即ち、２２１８合金と同程度の強度および鍛造性を有し
ながら２２１８合金より優れた耐摩耗性を有し、かつ、
切削時の切屑処理性が良好で、さらに、穴あけ加工時に
パリの発生がなく、極めて切削性の優れたＮｉ　ｉ’　
Ｒシリンダー用アルミニウム合金を提供するものである
。

本発明に係るＶＴＲシリンダーアルミニウム合金の特徴
とするところは、Ｃｕ’４〜１０１ＩＩＬ％、Ｍｎ０．
３−１．７ｕ＋Ｌ％、Ｆｅ　Ｏ’、２−’１．５ｕ＋Ｌ
％、Ｎｉ　Ｏ，５−３，Ｏｕ＋ｔ％、ＰｌｙＯ，１〜］
、５＋ｕｔ％、Ｓｈｏ、１〜２．０田ｔ％を含有し、Ｍ
ｇを０．７ｗｔ％以下に抑制し、Ｚ＋１３．０ｗｔ％以
下、Ｓｉ　３．Ｏｕ＋Ｌ％以゛下、Ｃｒ　０．３ｗＬ％
以下、ＺｒＯ，３ＩＩＩＬ％以下、Ｂｉ　１．Ｏ＋ｕＬ
％以下のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、
さらに、Ｔｉ０．３ψｔ％以下、Ｂ　Ｏ，ｈｔ％以下の
１種または２種を含有し、残部が実質的にＡ１からなる
ことにある。

本発明に係るＶＴＲシリンダー用アルミニウム合金はこ
のような構成であるから、主として、ＣｕＡｌ２、Ａｌ
−Ｃｕ−Ｎｉ系化合物の析出硬化、さらに、Ｍｎ、Ｆｅ
の固溶により充分な強度を保持させ、かつ、ＭＩＩＡＩ
６、Ｍｎ（Ｆｅ）Ａ１６、Ａｌ−Ｃｕ−Ｎ１系化合物に
より充分な耐摩耗性を保持させ、切削性は上記化合物の
他にＰｂ−３ｎ或いはＰｌ）−３ｎ−Ｂｉ系化合物か含
有されるので驚くへた改善効果を発揮するものである。

本発明に係るＶＴＲシリンダー用アルミニウム合金につ
いて前用に説明する。

先ず、含有成分および成分割合について説明する。

Ｃｕは強度を高める元素であり、含有量が４＋ｌｌＬ％
未′Ｔ８もでは効果か充分でなく、また、Ｈ）ｕ＋ｔ％
を越える含有量では鍛造性が低下する。よって、Ｃｕ含
有量は４〜１０田Ｌ％とする。

Ｍｎは固溶することにより若干強度を高めるが、大部分
はＭｎＡｌ６、Ｍｎ（Ｆｅ）Ａ１６の金属間化合物を作
って、面ｌ摩耗性および切削性をｆ」与腰含有量が０．
３ｕ＋Ｌ％未満ではこれらの効果はなく、また、］、７
ｖＩｔ％を越える含有量では巨大な初晶化合物を作りＶ
ＴＲシリンダーとしての性能に欠陥を生じる。よって、
Ｍｎ含有量は０．３〜１．７ｕ＋ｔ％とする。

Ｆｅ１．ｔＭｎ或いはＳｉと結合してＭｎ（Ｆｅ）Ａ１
．。

ノ＼１−ＦｅＮｉ系化合物、ノ＼１−ＦｅＳｉ系化合物
を作り、Ｍｎ同様に切削性および耐摩耗性を付与し、含
有量が０．２ｕ＋ｔ％未満ではこれらの効果が充分でな
く、１．５１％を越える含有量ではＭｎ同様にＭｎ（Ｆ
　ｅｌｌＡ　１．の巨大初晶化合物を晶出する。よって
、Ｆｅ含有量は０，２〜１．５１％とする。

Ｎ１はＡｌ−Ｃｕ−Ｎｉ系化合物を作り、耐摩耗性、強
度、切削性を改善する元素であり、含有量が０．５ｕ＋
Ｌ％未満ではこのような効果は充分でなく、３．０ｕ１
１％を越える含有量では粗大な化合物を作り鍛造性を害
する。よって、Ｎ１含有量は０．５〜３．ＯｗＬ％とす
る。

円）、ＳＬｌの低融点金属は夫々マトリックスに固溶せ
ず微細に分散して存在し、そして、Ｐｌｙ、Ｓｎは同時
に含有されることにより極めて大きな切削性改善の効果
を発揮腰夫々単独の含有ではこの効果は小さく、Ｐｂ、
Ｓｎの含有量か０．１ｕ＋Ｌ％未７μＪでは切削性改善
の効果は充分でなく、円ｒ　］、、５＋ｕＬ％、５１１
２、Ｏ…ｔ％を越えて含有されると鍛造性、表面仕上り
性を害する。よって、円〕含有量は０．１１１１１％−
１，５ｗＬ％とし、Ｓｎ含有量は０．１−２．Ｏｕ＋ｔ
％とする。

Ｍ、は切削性に効果を有する円〕、Ｓ１１と結合してＭ
ｇ２Ｐｂ、　Ｍｇ２Ｓｎ化合物を作り切削性を害するの
で、ｈ話合有量は０，７ｕ＋Ｌ％以下に規制しなければ
ならない。

Ｚｎは切削性を改善する効果を有するが、表面性」二〇
性を害するので含有量は３，０…ｔ％以下とする。

Ｓｉは耐摩耗性および切削性を伺与する効果をもつが、
耐蝕性、鍛造性を害するので耐摩耗性および鍛造性の兼
合いを考慮して含有させるのがよいが、含有量が３．０
…１％を越えると鍛造性、表面仕上り性を害する。よっ
て、Ｓｉ含有量は３．Ｏｕ＋Ｌ％以下とする。

Ｃｒ、Ｚｒは夫々Ａｌ−Ｃｒ系、Ａｌ−Ｚｒ系の晶出物
を作って耐摩耗性および切削性を向上させるが、０．３
ＩＩＩＬ％を越える含有量では鍛造性、表面仕上り性を
害する。よって、Ｃｒ、Ｚｒの含有量は夫々０．３ｗＬ
％以下とする。

Ｂ１は切削性をさらに改善するためＰｂ、Ｓｎに加えて
含有させることができるが、含有量は１．Ｏｕ＋ｔ％以
下とする。

Ｔ１、Ｂは鋳塊の結晶粒を微細化して晶出物或いは低融
点金属を均一分散させ、かつ、表面仕上り性を改善する
効果があり、含有量がＴｉ　Ｏ，３ｕ＋１％およびＢ　
、０．１１１１１％を夫々越えるとＡ１との間に巨大な
金属間化合物を晶出して、鍛造性、表面仕上Ｉ）性を害
する。よって、Ｔｉ含有量は０．３ｕ＋ｔ％以下、Ｂ含
有量は０．１１％以下とする。

次に、本発明に係るＶＴＲシリング−用アルミニウム合
金の実施例を説明する。

実施例 第１表に示す含有成分および成分割合のアルミニウム合
金を常法に従って）８解鋳造して１９５φのビレットに
鋳造した後、４７５°ＣＸ８Ｈｒの均熱処理を行なった
後に押出温度４００℃で６３φの丸棒に押出し、ロール
矯正後４５０℃Ｘ　２　ＨｒのＯ材処理して切断してＶ
ＴＲシリング−形状に冷間鍛造した。熱処理は５２０℃
Ｘ６０分溶体化後水焼入れしてから焼戻し、１８０　’
Ｃ’Ｘ　８’　ＨｒのＴ６処理を施した。

外周切削により切削テストを行ない、ｌ］ｖ硬度を４１
１１定した。

＼＋゛ｒＲシリンダ一部品については鋭面切削加工後穴
あけを行ないパリの発生状況をみた。

また、Ｖ　Ｔ　Ｒシリンダ一部品として従来の２２１８
合金材と耐摩耗性のテープ走行テストを実施した。

これらの調査結果を第２表に示す。

第２表（２） 硬度：１２０以上合格 この第２表（１）＜２）よりわかるよう１こ、本発明に
係るＶＴＲシリンダ用アルミニウム合金によれば、従来
の２２１８合金に比較して切削性が著しく改善され、穴
あけ後のパリの発生もみられず、耐摩耗性も良好であっ
た。なお、テープ走行性ら良好であった。

以上説明したように、本発明に係るＶ　Ｔ　Ｒシリンダ
ー用アルミニウム合金は上記の構成を有しているもので
あるから、切削性に優れ、かつ、耐摩耗性にも優れてい
るＶＴＲシリンダー用アルミニウム合金として好適なも
のである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃｕ　４−４−１Ｏ％、Ｍｎ　０．３−１，７ｕ＋ｔ％
   、ＦｅＯ，２〜１．５Ｉｌｌｔ％、Ｎｉ０．５〜３，０
   ｉｕｔ％、Ｐｂ０．１〜１．５＋ｕｔ％、Ｓｎ０．１〜
   ２．０１ｌｌＬ％を含有し、Ｍｇを０．７ｕ＋Ｌ％以下
   に抑制し、Ｚｎ３．Ｏ切ｔ％以下、Ｓｉ　３．０ｕｌｔ
   ％以下、Ｃｒ　Ｏ，３ｗＬ％以下、Ｚｒ　０．３ｕ＋ｔ
   ％以下、Ｂｉ　１．０ＬｌｌＬ％以下 のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、さらに
   、 ′ｌ’ｉ　０．３＋ｕＬ％以下、Ｂ　Ｏ，ｈｔ％以下の
   １種または２種を含有し、残部が実質的にＡ１からなる
   ことを特徴とする切削性と耐摩耗性に優れたＶＴＲシリ
   ンダー用アルミニウム合金。