JPS6233738A - 耐熱アルミニウム粉末冶金合金及びその製造方法 - Google Patents
耐熱アルミニウム粉末冶金合金及びその製造方法Info
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- JPS6233738A JPS6233738A JP60173695A JP17369585A JPS6233738A JP S6233738 A JPS6233738 A JP S6233738A JP 60173695 A JP60173695 A JP 60173695A JP 17369585 A JP17369585 A JP 17369585A JP S6233738 A JPS6233738 A JP S6233738A
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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。
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
本発明は、耐熱アルミニウム粉末冶金合金に関する。本
発明による合金製品は、高温における長時間使用後にも
強度及び伸びの低下が少ないので、航空機部材、自動車
用エンジン部品、電気機器部品、油圧及び空気圧機器部
品、さらには高温用構造材料としても有用でおる。
発明による合金製品は、高温における長時間使用後にも
強度及び伸びの低下が少ないので、航空機部材、自動車
用エンジン部品、電気機器部品、油圧及び空気圧機器部
品、さらには高温用構造材料としても有用でおる。
従 技術及びその間 点
アルミニウム及−びその合金は、一般に高温での強度が
低く、特に室温での強度が高い、いわゆる高力アルミニ
ウム合金の高温における強度低下は、甚だしい。又、一
般に耐熱用とされているアルミニウム合金（ＡＡ２０１
８．２２１８．２６１８．４０３２等）においても、２
００℃を越える場合には、その強度は著しく低下する。
低く、特に室温での強度が高い、いわゆる高力アルミニ
ウム合金の高温における強度低下は、甚だしい。又、一
般に耐熱用とされているアルミニウム合金（ＡＡ２０１
８．２２１８．２６１８．４０３２等）においても、２
００℃を越える場合には、その強度は著しく低下する。
熱安定性についても、例えば１５０℃以上の温度に長時
間暴露した後には、室温での強度が大巾に低下すること
は避は難い。
間暴露した後には、室温での強度が大巾に低下すること
は避は難い。
アルミニウム中にアルミニウム酸化物を均一に分散させ
たＳＡＰの場合にも、耐焼鈍軟化性には優れてはいるも
のの、強度、じん性等の点で満足すべきものとは言い難
く、実用性にとぼしい。
たＳＡＰの場合にも、耐焼鈍軟化性には優れてはいるも
のの、強度、じん性等の点で満足すべきものとは言い難
く、実用性にとぼしい。
近年アルミニウム中に種々の遷移元素を固溶限を上回る
間添加し、溶湯を冷却速度１０５℃／秒以上で超急速凝
固させ、得られる粉末又はリボン状薄帯を粉末冶金法に
より成形してアルミニウム合金とする方法が提案されて
いる（米国特許第４３４７０７６号及び４４６４１９９
号）。この様にして得られたアルミニウム粉末冶金合金
は、たしかに高温にあける強度及び熱安定性には優れて
いるが、伸びが低く、延性に欠けるのが大きな欠点であ
る。
間添加し、溶湯を冷却速度１０５℃／秒以上で超急速凝
固させ、得られる粉末又はリボン状薄帯を粉末冶金法に
より成形してアルミニウム合金とする方法が提案されて
いる（米国特許第４３４７０７６号及び４４６４１９９
号）。この様にして得られたアルミニウム粉末冶金合金
は、たしかに高温にあける強度及び熱安定性には優れて
いるが、伸びが低く、延性に欠けるのが大きな欠点であ
る。
旦匪瓜ｉ算抜工支互及匁工且
本発明は、上記の如き技術の現状に鑑みて種々研究を重
ねた結果、鉄を主な添加元素とするアルミニウム合金に
更に特定の添加元素を配合し、且つ溶湯の冷却を特定の
条件下に行なって得たアルミニウム粉末冶金合金が、高
温における強度に優れているのみならず、高温暴露後に
おける強度及び伸びの低下が極めて小さいという特異な
性質を備えていることを見出した。即ち、本発明は、下
記の合金及びその製造方法を提供するものである。
ねた結果、鉄を主な添加元素とするアルミニウム合金に
更に特定の添加元素を配合し、且つ溶湯の冷却を特定の
条件下に行なって得たアルミニウム粉末冶金合金が、高
温における強度に優れているのみならず、高温暴露後に
おける強度及び伸びの低下が極めて小さいという特異な
性質を備えていることを見出した。即ち、本発明は、下
記の合金及びその製造方法を提供するものである。
■（ｉ）第１添加元素としてＦｅ５〜１７重量％、（ｉ
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、及び （ｉｉｉ ＞第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくと
も１種１〜７重量％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物がらなり、第１
添加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含
有量よりも大であり、引張強度が４０ ｋＭ ｍｍ２以
上で且つ伸びが５％以上であることを特徴とする耐熱ア
ルミニウム粉末冶金合金。
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、及び （ｉｉｉ ＞第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくと
も１種１〜７重量％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物がらなり、第１
添加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含
有量よりも大であり、引張強度が４０ ｋＭ ｍｍ２以
上で且つ伸びが５％以上であることを特徴とする耐熱ア
ルミニウム粉末冶金合金。
■（ｉ）第１添加元素としてＦｅ５〜１７重量％、（ｉ
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、及び （ｉｉｉ ）第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくと
も１種１〜７重量％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含
有量よりも大であるＡｌ合金溶湯から、実質的に１０５
℃／ ＳｅＣ未満の冷却速度で粒子状物、フレーク状物
、細線状物又はリボン状薄帯状物を形成し、これをその
まま又は必要に応じてさらに細片化したものを成形加工
することを特徴とする耐熱アルミニウム粉末冶金合金の
製造方法。
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、及び （ｉｉｉ ）第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくと
も１種１〜７重量％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含
有量よりも大であるＡｌ合金溶湯から、実質的に１０５
℃／ ＳｅＣ未満の冷却速度で粒子状物、フレーク状物
、細線状物又はリボン状薄帯状物を形成し、これをその
まま又は必要に応じてさらに細片化したものを成形加工
することを特徴とする耐熱アルミニウム粉末冶金合金の
製造方法。
■（ｉ）第１添加元素としてＦｅ５〜１７重量％、（ｉ
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、（ｉｉｉ
）第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくとも１種１〜
７重量％、及び （ｉｖ）第４添加元素として５重量％を越えないＭｎ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は第２、第３及び第、４添加元素の夫
々の含有量よりも大であり、引張強度が４０ ｋＭｍｍ
２以上で且つ伸びが５％以上であることを特徴とする耐
熱アルミニウム粉末冶金合金。
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、（ｉｉｉ
）第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくとも１種１〜
７重量％、及び （ｉｖ）第４添加元素として５重量％を越えないＭｎ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は第２、第３及び第、４添加元素の夫
々の含有量よりも大であり、引張強度が４０ ｋＭｍｍ
２以上で且つ伸びが５％以上であることを特徴とする耐
熱アルミニウム粉末冶金合金。
■（＋）第１添加元素としてＦｅ５〜１７重量％、（ｉ
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重問％、（ｉｉｉ
＞第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくとも１種１〜
７重回％、及び （ｉｖ）第４添加元素として５重量％を越えないＭｎ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は第２、第３及び第４添加元素の夫々
の含有間よりも大であるＡｌ合金溶湯から、実質的に１
０５℃／ ＳｅＣ未満の冷却速度で粒子状物、フレーク
状物、細線状物又はリボン状薄帯状物を形成し、これを
そのまま又は必要に応じてさらに細片化したものを成形
加工することを特徴とする耐熱アルミニウム粉末冶金合
金の製造方法。
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重問％、（ｉｉｉ
＞第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくとも１種１〜
７重回％、及び （ｉｖ）第４添加元素として５重量％を越えないＭｎ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は第２、第３及び第４添加元素の夫々
の含有間よりも大であるＡｌ合金溶湯から、実質的に１
０５℃／ ＳｅＣ未満の冷却速度で粒子状物、フレーク
状物、細線状物又はリボン状薄帯状物を形成し、これを
そのまま又は必要に応じてさらに細片化したものを成形
加工することを特徴とする耐熱アルミニウム粉末冶金合
金の製造方法。
本発明においては、アルミニウム中に第１添加元素とし
てのＦｅ ５〜１７重問％、第２添加元素としてのＺｒ
１〜７重量％及び第３添加元素としてのＭｏ及びＷの少
なくとも１種１〜７重間％を含有させること及び第１添
加元素の含有量を第２及び第３の添加元素の夫々の含有
Ｉよりも大とすることを必須とする。若しこれ等の条件
のいずれかが充足されない場合には、後記実施例及び比
較例からも明らかな如く、所望の効果は１ｑられない。
てのＦｅ ５〜１７重問％、第２添加元素としてのＺｒ
１〜７重量％及び第３添加元素としてのＭｏ及びＷの少
なくとも１種１〜７重間％を含有させること及び第１添
加元素の含有量を第２及び第３の添加元素の夫々の含有
Ｉよりも大とすることを必須とする。若しこれ等の条件
のいずれかが充足されない場合には、後記実施例及び比
較例からも明らかな如く、所望の効果は１ｑられない。
又、本発明においては、更に第４添加元素として５重量
％を越えない伍で且つ第１添加元素よりは少ない量のＭ
ｎを添加することにより、伸びは若干減少するものの引
張強度を向上させることが出来る。
％を越えない伍で且つ第１添加元素よりは少ない量のＭ
ｎを添加することにより、伸びは若干減少するものの引
張強度を向上させることが出来る。
本発明のアルミニウム粉末冶金合金は、例えば、以下の
様にして製造される。Ｆｅ、Ｚｒ、Ｍｏ及び／又はＷを
所定の割合で含むか、或いは更にＭｎを含むアルミニウ
ム合金溶湯を１０５℃／秒未満の冷却速度で凝固させて
得た材料を常法に従って冷間予備成形した後、熱間加工
することにより、密度はぼ１００％の製品とする。冷却
速度は、１０５°Ｃ／秒を下限とすることが好ましい。
様にして製造される。Ｆｅ、Ｚｒ、Ｍｏ及び／又はＷを
所定の割合で含むか、或いは更にＭｎを含むアルミニウ
ム合金溶湯を１０５℃／秒未満の冷却速度で凝固させて
得た材料を常法に従って冷間予備成形した後、熱間加工
することにより、密度はぼ１００％の製品とする。冷却
速度は、１０５°Ｃ／秒を下限とすることが好ましい。
溶湯の冷却方法は、特に限定されないが、アトマイズ法
が代表的なものとして例示される。又、超急冷凝固法に
属するメルトスピニング法、メルトエキストラクション
法等によっても、形成されるリボン状薄帯物、細線状物
又はフレーク状物の厚さ又は径を大きくする条件を採用
することにより、１０５℃／秒未満の冷却速度とし、所
望の特性を有する材料を得ることが可能である。この場
合には必要ならば、引続く成形加工に先立ち、リボン状
薄帯物等の生成物を破砕する。更に、双ロール法或いは
回転するドラムにアトマイズ粒子を衝突させて急冷凝固
材を得る噴霧ロール法においても、ロールやドラムの材
質、ロール間距離、アトマイズ粒子の大きさ等を調整す
ることにより、所定の冷却速度として所望の特性を有す
るフレーク状物を得ることができる。尚、これ等の製法
により得られた材料中には極微細な粒子も含まれており
、これ等の極微細粒子の冷却速度は１０５℃／秒以上と
なっている場合もあり得る。しかしながら、本発明にお
いては、この様な粒子が多少含まれていても所期の効果
を奏することが出来る。
が代表的なものとして例示される。又、超急冷凝固法に
属するメルトスピニング法、メルトエキストラクション
法等によっても、形成されるリボン状薄帯物、細線状物
又はフレーク状物の厚さ又は径を大きくする条件を採用
することにより、１０５℃／秒未満の冷却速度とし、所
望の特性を有する材料を得ることが可能である。この場
合には必要ならば、引続く成形加工に先立ち、リボン状
薄帯物等の生成物を破砕する。更に、双ロール法或いは
回転するドラムにアトマイズ粒子を衝突させて急冷凝固
材を得る噴霧ロール法においても、ロールやドラムの材
質、ロール間距離、アトマイズ粒子の大きさ等を調整す
ることにより、所定の冷却速度として所望の特性を有す
るフレーク状物を得ることができる。尚、これ等の製法
により得られた材料中には極微細な粒子も含まれており
、これ等の極微細粒子の冷却速度は１０５℃／秒以上と
なっている場合もあり得る。しかしながら、本発明にお
いては、この様な粒子が多少含まれていても所期の効果
を奏することが出来る。
成形加工に際しての冷間予備成形及び熱間加工条件は、
特に限定されないが、通常粒度４０メツシュ以下程度の
材料を７００ ｋＭ ｃｍ２ ・Ｇ以上で成形した後、
温度２００℃程度で熱間加工すれば良い。冷間予備成形
は、引続く熱間加工工程に移行する際にハンドリング可
能な成形体が得られる方法でおれば良く、例えば、機械
的プレス、静水圧プレス等により、行なわれる。熱間加
工法としては、熱間押出し、熱間圧延、熱間鍛造、ホッ
トプレス、熱間静水圧プレス等の方法が例示される。
特に限定されないが、通常粒度４０メツシュ以下程度の
材料を７００ ｋＭ ｃｍ２ ・Ｇ以上で成形した後、
温度２００℃程度で熱間加工すれば良い。冷間予備成形
は、引続く熱間加工工程に移行する際にハンドリング可
能な成形体が得られる方法でおれば良く、例えば、機械
的プレス、静水圧プレス等により、行なわれる。熱間加
工法としては、熱間押出し、熱間圧延、熱間鍛造、ホッ
トプレス、熱間静水圧プレス等の方法が例示される。
又、成形加工は、冷間予備成形工程を経ることなく直接
冷間又は熱間で押出しを行なうコンフォーム法によって
も良く、この場合にも、密度はぼ１００％の成形体を得
ることが可能でおる。
冷間又は熱間で押出しを行なうコンフォーム法によって
も良く、この場合にも、密度はぼ１００％の成形体を得
ることが可能でおる。
及１五四里
本発明のアルミニウム粉末冶金合金は、常温においての
みならず高温においても強度、伸び等の各種の特性に優
れており、又長時間高温に暴露した後にもその優れた特
性をほとんど損うことなく維持することができる。
みならず高温においても強度、伸び等の各種の特性に優
れており、又長時間高温に暴露した後にもその優れた特
性をほとんど損うことなく維持することができる。
実 施 例
以下、実施例及び比較例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。
ころをより一層明らかにする。
実施例１
第１表に示す添加元素を含む溶湯をアトマイズ法により
噴霧して、冷却速度約１０’℃／秒で１００メツシユ程
度以下の粉体を得た。
噴霧して、冷却速度約１０’℃／秒で１００メツシユ程
度以下の粉体を得た。
第 １ 表
注：試料Ｎｏ、６．８．１０．１２．１４及び１６は、
本発明の範囲外の組成を有するものであり、Ｎｏ、１５
は、Ｎｏ、２と同一組成を有するが冷却速度１０５〜１
０７℃／秒のメルトスピニング法により得られたもので
ある。
本発明の範囲外の組成を有するものであり、Ｎｏ、１５
は、Ｎｏ、２と同一組成を有するが冷却速度１０５〜１
０７℃／秒のメルトスピニング法により得られたもので
ある。
上記で得られた粉体を圧力２８３０ｋｇ／ｃｍ２で冷間
予備成形して直径３ ｃｍｘ高さ７．６ｃｍの成形体と
した後、押出比９で４００″Ｃで圧力０．６Ｘ１０’
〜１ 、２Ｘ １０’ ｋＭｃｍ”で押出材を得た。
予備成形して直径３ ｃｍｘ高さ７．６ｃｍの成形体と
した後、押出比９で４００″Ｃで圧力０．６Ｘ１０’
〜１ 、２Ｘ １０’ ｋＭｃｍ”で押出材を得た。
第２表に該押出材並びに該押出材を３５０’Ｃで１００
時間及び４００℃で６４時間焼鈍した場合の室温におけ
る引張強度及び伸びを示す。尚、試料Ｎ０．１６につい
ては、直径３ ｃｍｘ高さ７．６ｃｍの鋳塊を押出した
。
時間及び４００℃で６４時間焼鈍した場合の室温におけ
る引張強度及び伸びを示す。尚、試料Ｎ０．１６につい
ては、直径３ ｃｍｘ高さ７．６ｃｍの鋳塊を押出した
。
第 ２ 表
第２表に示す結果から明らかな如く、本発明の範囲外の
組成を有する合金は、伸びが小さく、熱間押出しが困難
であり、利用分野が限定される。
組成を有する合金は、伸びが小さく、熱間押出しが困難
であり、利用分野が限定される。
又、合金の融点が非常に高くなるので、アトマイズ法に
よる粉体の調製も困難となる。
よる粉体の調製も困難となる。
更に、試料Ｎｏ、２と１５との対比からも明らかな如く
、本発明の組成範囲内にあっても粉体製造時の冷却速度
が１０５℃／秒を上回る場合には、押出材の伸びが小さ
い。
、本発明の組成範囲内にあっても粉体製造時の冷却速度
が１０５℃／秒を上回る場合には、押出材の伸びが小さ
い。
これに対し、本発明のアルミニウム粉末冶金合金は、ア
トマイズ法による原料粉体の調製も容易で、熱間押出し
等による加工も容易に行なうことが出来、更に高温に長
時間暴露後にも優れた強度及び伸び特性を維持し続ける
。
トマイズ法による原料粉体の調製も容易で、熱間押出し
等による加工も容易に行なうことが出来、更に高温に長
時間暴露後にも優れた強度及び伸び特性を維持し続ける
。
（以 上）
手続補正書く自利
１ 事件の表示
昭和６０年特許願第１７３６９５号
２ 発明の名称
耐熱アルミニウム粉末冶金合金及び
その製造方法
３ 補正をする者
事件との関係 特許出願人
東洋アルミニウム株式会社
４ 代 理 人
大阪市東区平野町２の１０ 沢の鶴ビル自 発
６ 補正の対象
明細書中「発明の詳細な説明」の項
７ 補正の内容
補正の内容
１ 明細書第１２頁第８行「直接冷間又は熱間で押出し
」とあるのを［直接押出しｊと訂正する。
」とあるのを［直接押出しｊと訂正する。
（以 上）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］（ｉ）第１添加元素としてＦｅ５〜１７重量％、
（ｉｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、及び （ｉｉｉ）第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくとも
１種１〜７重量％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含
有量よりも大であり、引張強度が４０ｋｇ／ｍｍ＾２以
上で且つ伸びが５％以上であることを特徴とする耐熱ア
ルミニウム粉末冶金合金。 ［２］（ｉ）第１添加元素としてＦｅ５〜１７重量％、
（ｉｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、及び （ｉｉｉ）第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくとも
１種１〜７重量％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含
有量よりも大であるＡｌ合金溶湯から、実質的に１０＾
５℃／ｓｅｃ未満の冷却速度で粒子状物、フレーク状物
、細線状物又はリボン状薄帯状物を形成し、これをその
まま又は必要に応じてさらに細片化したものを成形加工
することを特徴とする耐熱アルミニウム粉末冶金合金の
製造方法。 ［３］（ｉ）第１添加元素としてＦｅ５〜１７重量％、
（ｉｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、（ｉｉ
ｉ）第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくとも１種１
〜７重量％、及び （ｉｖ）第４添加元素として５重量％を越えないＭｎ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は第２、第３及び第４添加元素の夫々
の含有量よりも大であり、引張強度が４０ｋｇ／ｍｍ＾
２以上で且つ伸びが５％以上であることを特徴とする耐
熱アルミニウム粉末冶金合金。 ［４］（ｉ）第１添加元素としてＦｅ５〜１７重量％、
（ｉｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜７重量％、（ｉｉ
ｉ）第３添加元素としてＭｏ及びＷの少なくとも１種１
〜７重量％、及び （ｉｖ）第４添加元素として５重量％を越えないＭｎ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は第２、第３及び第４添加元素の夫々
の含有量よりも大であるＡｌ合金溶湯から、実質的に１
０＾５℃／ｓｅｃ未満の冷却速度で粒子状物、フレーク
状物、細線状物又はリボン状薄帯状物を形成し、これを
そのまま又は必要に応じてさらに細片化したものを成形
加工することを特徴とする耐熱アルミニウム粉末冶金合
金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173695A JPS6233738A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 耐熱アルミニウム粉末冶金合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173695A JPS6233738A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 耐熱アルミニウム粉末冶金合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233738A true JPS6233738A (ja) | 1987-02-13 |
Family
ID=15965396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60173695A Pending JPS6233738A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 耐熱アルミニウム粉末冶金合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233738A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06172907A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-21 | Kubota Corp | 高温強度に優れたアルミニウム合金及びその成形体 |
-
1985
- 1985-08-07 JP JP60173695A patent/JPS6233738A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06172907A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-21 | Kubota Corp | 高温強度に優れたアルミニウム合金及びその成形体 |
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