JPS61166931A - Ａｌ−Ｓｉ系粉末合金の成形方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、Ａｌ−Ｓｉ系粉末合金の成形方法、特に急
冷凝固粉末冶金を利用したＡ１−Ｓｉ系合金の耐摩耗性
を更に改善した粉末合金の成形方法に関する。

従来の技術 内燃機関のシリンダーブロック、シリンダーライナ、シ
リンダースリーブ、ピストンや動弁部品（バルブリフタ
ー、バルブスプリングリティナー、バルブシートリング
、ロッカーアーム等）、自動車のシンクロナイザリング
、コンプレッサーのベーン、ＶＴＲシリンダなどにおい
ては摺動部における耐摩耗性、低熱膨張性、耐熱性など
の特性が必要とされる。

これらの特性を有する合金として過共晶Ａ＋−Ｓｉ合金
が提案されているが、この合金の場合Ｓｉが多くなると
耐摩耗性は向上するが、Ｓｉ粒子径が大きくなるために
切削性、加工性等が劣る。

これを解決するために合金中にＰを添加してＳｉ粒子の
細粒化をはかつても３０〜４０μｍ・以下にすることが
できず、上記問題を解決していなかった。

発明が解決しようとする問題点 最近、急冷凝固法によった粉末合金が用いられているが
、この粉末を常法によって成形すると初晶Ｓｉの粒子径
が小さいために＃４１１！耗性がやや劣るのが問題であ
った。

問題点を解決するための手段 結局、耐摩耗性を優れたものとするには、Ｓｉ粒子の平
均径を５〜１５μｍ、最大径を１０〜３０μｍとする必
要があることを見出し、この発明は、粉末合金を用いて
、Ｓｉの粒子径をある程度大きくするような加熱方法を
見出したものである。すなわち、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末
を成形する場合に、Ａｌ−Ｓｉ系合金を下記の式、すな
わら、 Ｔ　＋　４０　　ｆｏｏｔ≧５２０・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（１）（ただし、Ｔ：温度°Ｃ，ｔ
　：時間１−１ｒ）を満たす温度（ただし固相線未満の
温度）お・よび時間、すなわち第１図に示す条件で加熱
することを包含する工程によって、Ｓｉ粒子の平均粒径
を５〜１５μｍ、最大径を１０〜３０μｍにするＡｌ−
Ｓｉ系粉末合金の成形方法である。

粉末冶金法では通常、次のような工程で成形される。

（△）粉末の製造−冷間圧縮−焼結 （Ｂ）粉末の製造−冷間圧縮一缶封入一真空脱ガスーＨ
Ｉ　Ｐ　（Ｈｏｔ　　Ｉ　ｓｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓ
ｉｎｇ＞ （、Ｃ，）粉末の製造−缶封入一真空脱ガスーＩＰ （Ｄ）粉末の製造−冷間圧縮一缶封入一真空脱ガスー押
出 （Ｅ）粉末の製造−冷間圧縮一缶封入一真空脱ガスーホ
ットブレスー脱缶−押出（または鍛造、圧延）。

これらのいずれかの工程で、この発明は材料を上記の（
１）式の条件で加熱し、Ｓｉ粒子を成長させて平均粒径
を５〜１５μｍ、最大径を１０〜３０μｍとする。

これに対して、上記（１）式を満足しない条件で加熱処
理を行なうと８１粒子の成長が十分ではなく、耐摩耗性
が改善されない。

また融点（固相線）以上の温度に加熱するとＳｉ粒子が
大きくなりすぎるので、この発明では温度を固相線未満
にする必要がある。

なお、加熱時間は上記＋１３式に従うものであるが、経
済性の理由から最大１００Ｈｒ程度にするのが通常であ
る。

上記加熱処理は原料粉末または冷間圧縮物に対して行な
ってもよく、また、焼結、真空脱ガス、ＨＩＰ、押出、
ホットプレス等の工程で加熱する際に所定の上記条件に
あう加熱処理を行なってもよい。

更に、成形体にしてから加熱処理をしてもよく、成形体
の熱処理（溶体化処理）の際に行ってもよい。・ なお、粉末またはその冷間圧縮物について加熱処理を行
う場合は、粉末表面の酸化を避けるために非酸化性雰囲
気で行うことが望ましい。

この発明の成形方法に適する合金は、過共晶Ａｌ−Ｓｉ
系合金であり、−８１を１５〜３５重量％含むものであ
る。更に時効硬化性を付与するためのＣｕ、Ｍｇ、ｚｎ
など、耐熱性を付与するためのＦｅ　、Ｍｎ　、Ｎｉな
どを含んでもさしつかえない。

急冷凝固法による粉末製造方法としては、通常、アトマ
イズ法、ロール法（シングルロール法、ツインロール法
）、オよびこれらを組合せたアトマイズロール法、遠心
噴霧法などが用いられる。

実施例 以下、実施例およびそれに対する比較例によって、この
発明を具体的に説明する。

実施例１ ＡＩ　−２０Ｓｉ　−２，５Ｃｕ　−＋ＭＯ合金のアト
イズ粉末を用い、上記（Ａ）の工程により成形した。

焼結条件を（１）式に従って５４０℃、１）−１ｒとし
た例では添付図面筒２−ａ図に示すように、Ｓｉ粒子の
平均径は５．８μｍ、最大径＋５ｕｍとなる。

比較例１ 実施例１と同じ原料を同じ工程により成形した。ただし
焼結条件は５００℃、１）−１ｒにした。

その結果は第２−ｂ図に示すように８１の平均径は１．
８μｍ、最大径は８．５μｍであり、小さすぎる状態で
あった。

実施例２ ＡＩ　−２５Ｓｉ　−３Ｃｕ　−０，５Ｍａ　−２μＩ
−ｌＦｅ　−２Ｎｉ合金のアトマイズ粉末を上記（Ｂ）
の工程により成形した。その際、真空脱ガスを（１）式
に合うように、５００℃、１０）−１ｒ行なったときに
は第３−ａ図に示すように、成形物の８１粒子の平均径
は５．３μｍ、最大径は１５μｍになった。

比較例２ 上記実施例２の方法において、真空脱ガス処理の際の熱
処理条件を５００℃、２Ｈｒ行なったときは、第３−１
１図に示すようにＳｉ粒子の平均径は２．３μｍ、最大
径は９．６μｍであった。

実施例３ ＡＩ　−３０Ｓｉ　−０，５μＩ　−４Ｆｅ合金のロー
ル法によるフレークを用い、上記（Ｄ）の工程により成
形体をつくった。

成形後４７５℃で５０Ｈｒ加熱処理をしたところ、第４
−ａ図に示すように、平均径は９．４μＩ、最大径は２
０μｍとなった。

比較例３ 上記実施例３の方法において、成形後に上記加熱処理を
行なわないときは、第４−１１図に示すように８１粒子
の平均径は２．４μｍ、最大径９．４μｍであった。

発明の効果 この発明の方法によれば、急冷凝固粉末を用いて成形し
たＡｌ−＄１系合金の耐摩耗性を改善し、かつ、加工性
、被切削性が浸れた材料を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における加熱処理条件を示す温度、保
持時間の関係を示すグラフ、第２−ａ図は実施例１の成
形体の金属組織を示す顕微鏡写真、 第２−ｂ図は比較例１の成形体の金属組織を示す顕微鏡
写真、 第３−ａ図は実施例２の成形体の金属組織を示す顕微鏡
写真、 第３−ｂ図は比較例２の成形体の金属組織を示す顕微鏡
写真、 第４−ａ図は実施例３の成形体の金属組織を示す顕微鏡
写真、 第４−ｂ図は比較例３の成形体の金属組織を示す顕微鏡
写真である。 特許出願人　住友軽金属工業株式会社 代理人　弁理士　小　松　秀　岳 代理人　弁理士　旭　　　　　宏 才　１　図 保持時ｆｍ（Ｈｒ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を成形する場合に、 Ａｌ−Ｓｉ系合金を、Ｔ＋４０ｌｏｇｔ≧５２０（ただ
   し、Ｔ：温度℃、ｔ：時間Ｈｒ） を満たす温度（ただし固相線未満の温度）および時間で
   加熱することを包含する工程によって、Ｓｉ粒子の平均
   粒径を５〜１５μｍ、最大径を１０〜３０μｍにするこ
   とを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系粉末合金の成形方法。