JPS62112747A - 高温強度に優れたアルミニウム合金材の製造法 - 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】 本発明は高温強度に優ｎたアルだニウム付合に係り、高
温条件下における強度および耐疲労強度に優れたアルミ
ニウム合金金提共しようとするものである。

産業上の利用分野 車輛や産業用機械における熱機関などの高温条件下で用
いられるアルミニウム合金。

従来の技術 各橋車輛や産業用機械の熱機関におけるコンロンドやシ
リンダーなどにアルミニウム合金が広く便用されており
、このような用途に用いられるアルミニウム合金に求め
らｎる特性としては高温における高い強度である。

即ち斯様な目的において従来採用されているものは、＃
ーＣｕー崎系合金にＮ１を添加したＪＩＳ　ＡＡ　２６
１８である。

発明が解決しようとする問題点 ところが近時においては＠紀分野のアルミニウム系製品
に対します１す高性能が要求されるようになり、時Ｖｃ
台金材料の高温条件下での強度および疲労強度において
高いことがより強く求めらｎるようになり、上記し念よ
うな従来のアルミニウム台金ではこのような要請に充分
即応できない。

「発明の構成」 問題点を解決するための手段 ＳＬ　：　１．０〜１．５　ｗｔ％、　　Ｆａ　：　１
．２〜２．　Ｏｗｔ　％。

Ｃｕ：　３．０〜５．５　ｗｔ％、　　Ａ４：　０．５
〜２．５ｗｔ％。

Ｎｉ：０．５〜２，５ｗｔ％ 全必須元素として含有すると共に任意元素として、 Ｚｒ　：　０．０１〜０．３０　ｗｔ％を含有し、残部
がＭおよび不可避的不純物からなることｔ−％徴とする
高温強度に優ｎｔアルミニウム会合。

作用 Ｓｉ　：　１．　Ｏｗｔ％以上、ｐｇ　：　１，２　ｗ
ｔ％以上、Ｃｕ：３．３ｗｔ３以上、Ｍｇ：　０．５　
ｗｔ％以上、Ｎｉ：０．５ｗｔ％以上を含有することに
よシアル、−１ニウム合金の高温における引張強度、耐
力および疲労強度を増大する。

Ｓｉ　：　１．５％以下、Ｆａ：２．０％以下とするこ
とにより延性低下を回避し、ＣＬｌｉ５．５％以下、Ａ
４を２．５％以下とすることにより鋳造割れや押出し性
能の低下ないし加工性劣化を避けしめ、Ｎｉ１２．ｓ％
以下とすることにより冷間鍛造性や切削性の低下をなか
らしめ、高温下の疲労強度を高く維持する。

ｚｒ　：　ｏ、ｏ　ｉ〜０．３％を適宜に添加すること
によシ再結晶粒微細化を図らしめる。

実施例 上記し几ような本発明について更に説明すると、本発明
者等は前記のように従来から広く使用されているＡＡ２
６１８合金の高温強度よりも更に優れた高温強度を有す
るアルミニウム会合を得ることについて開発研究を重ね
次結果、このＡＡ２６１８合金に対してそのＣｕ添加量
を増大し、しかもＳＬ、Ｆｎの添加量を適度に増すこと
くより高温強度に優れた特性が得られることを確認した
。

即ち未発８Ａ会金における各成分の添加およびその組成
ｗｔ％（以下単に％という）範囲限定理由について説明
すると以下の如くである。

、Ｓｊ：１．０〜１．５％ 均の存在のもとで＆はアルミニウム会合の時効硬化能を
助長し、高温における引張強度、耐力および疲労強度の
増加に寄与するもので、１．０％未満ではこれらの効果
が不充分であシ、一方１．５％を超えると著しく延性を
低下せしめるので好ましくない。

Ｆｅ：１．２〜２．０％ ｈは、アルミニウム合金の高温における引張強度、耐力
および疲労強度の増加に寄与する。

即ち１．２％未満ではこれらの効果に乏しく、又２．０
％を超えると室温における引張強度、耐力および延性を
低下するので、１．２〜２．０％とした。

Ｃｕ　：　３．０〜５．５％ アルミニウム合金の時効硬化能を助長し、高温における
引張強度、耐力および疲労強度の増加に寄与する元素で
あって、３．０％未満ではこれらの効果を適切に得るこ
とができず、又５．５％を超えるとＤＣ鋳造時に割れが
発生し易くなり、展伸素材または鋳造素材の加工性を低
下するので５．５％を上限とする。

ｋｉＩ：ｏ、ｓ〜２．５％ Ｍｌは、＆の存在のもとて合金の時効硬化能を助長し、
高温における引張強度、耐力および疲労強度の増加に寄
与する。０．５％未満ではこれらの効果が少なく、一方
２．５％を超えるとＤＣ鋳造あるいは金製鋳造時におけ
る鋳造割れ発生や押出性能の低下を米すのでこれを上限
とすべきである。

Ｎｉ：ｏ、ｓ〜２．５％ アルミニウム合金の高温における引張強度、耐力および
疲労強度を増加し、又りの存在のもとでＭ−１？、−１
１Ｊｉ系金属間化会物を形成し合金の耐摩耗性を向上さ
せる元素であって、０．５％未満ではこｎらの効果が不
充分である。又２．５％を超えると冷間鍛造性を低下し
且つ切削性をも低下せしめるので好ましくなく、更にル
ーＦａ−Ｎｉ系の粗大化付物を生じ易くなってこれが疲
労亀裂の起点ないし疲労亀裂伝播経路となって高温下で
の疲労強度を低下させるので２．５％以下とすべきであ
る。

なお本発明においては適宜にｚｒを０．０１〜０．３０
％の範囲で添加する。即ちｚｒＶｉ鋳造組織を微細化す
ると共に鋳造割れ防止効果を有し。

又展伸加工においても再結晶粒を微細化する。

０．０１％未満ではそれらの効果が殆んど期待できず、
一方０．３０％ｔ−４えるならば、これらの効果が飽和
し、より以上の効果を期待できない。

又不純物として血、ｚｎ、　ｃｒ、　ｖ等が含有される
場曾もあるが、Ｍｓ、Ｚｎについては０．３％以下、Ｃ
ｒおよびＶについては０．２％以下の含有は差支えがな
い。

更に鋳塊組織の微細化剤として、Ｔｉ：０．００３〜０
．０５％又はこれと同時にＢ　：　０．０００５〜０．
０１％を含有させても差支えがなく、本発明の特質を損
うものでない。

上記したような本発明による合金は常法によって溶製し
、水冷鋳ａｔ用い九半連続鋳造法で押出し用あるいは圧
延用鋳塊とされる。この鋳塊は４５０〜５５０℃で２〜
４８時間の均質化熱処理を受けてから押出し、鍛造ある
いは引抜きなどの加工を受け、更に熱処理されて製品と
される。

本発明によるものの具体的な製造例について説明すると
以下の如くである。

次の第１表に示すような組成を有する本発明付会１．２
および比較合金としての従来のＡＡ２６１８曾金全溶製
した。

上記した谷合金は水冷＃型を用いた手連続鋳造法により
２０３１１１１ビレツト（８吋ビレット）に鋳造し、こ
れらのビレットは４８０℃×６時間の均質化熱処理金層
してから、４３０〜４５０、℃に予熱し、４２履φの丸
棒に押出した。

上記のようにして得られ几ものは５２０℃×２時間の溶
体化処理後水焼入れし、次いで１８０℃ＸＩＯ時間の人
工時効処理を施し念。

上記のような処理を経たものからそれぞれ供試材の得、
室温および２００℃における引張強Ｉｆ、０．２％耐力
、伸びおよび１５０℃における疲労強ｆを夫々試験測定
し友。疲労試験はクラウゼ型回転曲げ疲労試験機（３０
００ｒｐｍ　）　ｋ用い、１０７サイクルの試験を行つ
几が、これらの試験結果は次の第２表に示す過多である
。

第２表 即ち第２我によるときは本発明会合が比較合金（ＡＡ２
６１８　）に比較し、２００℃における引張強度および
耐力において相当に優れていることが明らかであり、又
１５０℃における疲れ強さにおいても高いことが確認さ
れた。

「発明の効果」 以上説明したような本発明会合によるときは、高ｍＫお
ける引張強度、耐力お工び疲労強度において優れており
、各檀車輛や産業用機械などにおける熱機関部材その他
として好ましい利用を広範囲に図９得るものであって、
工業的にその効果の大きい発明である。

特許出願人　　日本軽金属株式会社 発　　明　　者　　　神　　尾　　　　　　　−同　　
　　　　　　　　北　　　岡　　　山　　　治同　　　
　　　　　　　岩　　本　　　明　　美同　　　　　　
　　　　山　　　１）　　　　　　　達し−士ゴ乎

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｓｉ：１．０〜１．５ｗｔ％、Ｆｅ：１．２〜２．０ｗ
   ｔ％、Ｃｕ：３．０〜５．５ｗｔ％、Ｍｇ：０．５〜２
   ．５ｗｔ％、Ｎｉ：０．５〜２．５ｗｔ％ を必須元素として含有すると共に任意元素として Ｚｒ：０．０１〜０．３０ｗｔ％ を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるこ
   とを特徴とする高温強度に優れたアルミニウム合金。