JPS6296603A - 耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法 - Google Patents
耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法Info
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- JPS6296603A JPS6296603A JP60234503A JP23450385A JPS6296603A JP S6296603 A JPS6296603 A JP S6296603A JP 60234503 A JP60234503 A JP 60234503A JP 23450385 A JP23450385 A JP 23450385A JP S6296603 A JPS6296603 A JP S6296603A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
- B21J5/08—Upsetting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/76—Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
- B21K1/766—Connecting rods
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
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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】
Ｌ１上五皿■旦１
本発明は、熱間塑性加工が困難な組成範ｖ（１のＡＪ）
合金粉末から耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材（例
、内燃機関用］ンロツド）を製造する方法に関するもの
である。
合金粉末から耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材（例
、内燃機関用］ンロツド）を製造する方法に関するもの
である。
【米五ｌ
内燃機関の運動部品をへ１合金等の軽合金材料で形成す
ることは慣性力を低減化し、内燃エンジン客の軽量化を
計る上で極めて有効である。とりわけ、粉末冶金法によ
り、大きな自由度をもって各種合金元素を添加して耐熱
性、強度、ヤング率の向上を企図したＡｊ合金製内燃機
関用部品は、ｔｌＩＩｌ性能の向上に大きく貢献してい
る。
ることは慣性力を低減化し、内燃エンジン客の軽量化を
計る上で極めて有効である。とりわけ、粉末冶金法によ
り、大きな自由度をもって各種合金元素を添加して耐熱
性、強度、ヤング率の向上を企図したＡｊ合金製内燃機
関用部品は、ｔｌＩＩｌ性能の向上に大きく貢献してい
る。
° し と 。
ところで、ＦｅおよびＳＬを多量に含む耐熱高強度Ａｌ
焼結合金製焼結部品は、通常、圧粉によるビレット成形
→熱問押出し加工によって丸棒に成形→熱間鍛造加工、
なる工程で成形されているが、予め加熱された熱間鍛造
加工用素材を鍛造用金型に装入すると、金型によって素
材が冷却され、その展延性が低下して鍛造加工時に割れ
が生ずる不具合がある。その対策としては、金型を加熱
して行う恒Ｆａｌａ造加工法を採用するのが有効である
が、金型および素ｌを目標温度に維持するには、複雑、
かつ大規模な設備を必要とし、製品価格の上昇を招く。
焼結合金製焼結部品は、通常、圧粉によるビレット成形
→熱問押出し加工によって丸棒に成形→熱間鍛造加工、
なる工程で成形されているが、予め加熱された熱間鍛造
加工用素材を鍛造用金型に装入すると、金型によって素
材が冷却され、その展延性が低下して鍛造加工時に割れ
が生ずる不具合がある。その対策としては、金型を加熱
して行う恒Ｆａｌａ造加工法を採用するのが有効である
が、金型および素ｌを目標温度に維持するには、複雑、
かつ大規模な設備を必要とし、製品価格の上昇を招く。
Ｕ −° （るた のニー およ
本発明の目的は、熱間塑性加工が困難なる組成Ｖ！囲の
Ａｌ合金粉末で形成された熱間押出し棒材の加工を、割
れ発生なく容易に行う点にある。
Ａｌ合金粉末で形成された熱間押出し棒材の加工を、割
れ発生なく容易に行う点にある。
この目的は、熱間塑性加工が困難なる組成範囲のＡｌ合
金粉末で形成された熱間押出し棒材を、通電によるジュ
ール熱にて加熱しながら塑性変形させることによって達
成される。
金粉末で形成された熱間押出し棒材を、通電によるジュ
ール熱にて加熱しながら塑性変形させることによって達
成される。
本発明方法が適用されるΔｇ焼結合金材としては、Ｓ＝
、ＣＩＪ、Ｍ（Ｊ、Ｆｅ、Ｍｎを、それぞれ、８．０≦
ＳＬ≦３０．０重量％、０．８≦ＣＵ≦１．５重ｍ％、
０．３≦Ｍｏ≦３．５重軒％、２．０≦Ｆｅ≦１０．０
１借％、０．５≦Ｍｎ≦５．０重量％なる組成範囲で含
有し、残部が、不可避不純物とＡｇより成るもの、ある
いは、ＳＬ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎの他に、Ｚｎ、ｌ
Ｌ、Ｃｏなる群より選択される少なくとも一種の元素を
、それぞれ、８．０≦Ｓλ≦３０．０ｔｌ１％、０８≦
Ｃｕ≦７５川け％、０．３≦Ｍｇ≦３．５Ｗ ｌｆｉ％
、２．０≦Ｆｅ≦１０．０ｍ１１％。
、ＣＩＪ、Ｍ（Ｊ、Ｆｅ、Ｍｎを、それぞれ、８．０≦
ＳＬ≦３０．０重量％、０．８≦ＣＵ≦１．５重ｍ％、
０．３≦Ｍｏ≦３．５重軒％、２．０≦Ｆｅ≦１０．０
１借％、０．５≦Ｍｎ≦５．０重量％なる組成範囲で含
有し、残部が、不可避不純物とＡｇより成るもの、ある
いは、ＳＬ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎの他に、Ｚｎ、ｌ
Ｌ、Ｃｏなる群より選択される少なくとも一種の元素を
、それぞれ、８．０≦Ｓλ≦３０．０ｔｌ１％、０８≦
Ｃｕ≦７５川け％、０．３≦Ｍｇ≦３．５Ｗ ｌｆｉ％
、２．０≦Ｆｅ≦１０．０ｍ１１％。
０．５≦１ｙｌｎ≦ ５．０重量％、０．５≦Ｚｎ≦１
０．０重酊％、１．０≦ＬＬ≦５．０重量％、０．５≦
ＣＯ≦３．０重量％なる組成範囲で含有し、残部が、不
可避不純物と八１より成るものを挙げることができる。
０．０重酊％、１．０≦ＬＬ≦５．０重量％、０．５≦
ＣＯ≦３．０重量％なる組成範囲で含有し、残部が、不
可避不純物と八１より成るものを挙げることができる。
へρ中にＦｅおよびＳＬを添加すると、高温強度、ヤン
グ率の向上を企図し得゛るが、針状のＡｆｌ ｓ ｌ：
ｅ、 Ａｌｌ １２Ｆｅｓ Ｓ＝等の金属間化合物が析
出して、熱間鍛造加工性が阻害され、焼結性、耐応力腐
蝕割れ特性が悪化する。そこで、ＣｕおよびＭｇを添加
することによりＡｌｌマトリックスの熱処理強化を計り
つつＦｅｎを減らし、かっＭｎを添加して熱間鍛造加工
性を向上させ、耐応力腐蝕割れ特性を改善するのが有効
な手段となる。
グ率の向上を企図し得゛るが、針状のＡｆｌ ｓ ｌ：
ｅ、 Ａｌｌ １２Ｆｅｓ Ｓ＝等の金属間化合物が析
出して、熱間鍛造加工性が阻害され、焼結性、耐応力腐
蝕割れ特性が悪化する。そこで、ＣｕおよびＭｇを添加
することによりＡｌｌマトリックスの熱処理強化を計り
つつＦｅｎを減らし、かっＭｎを添加して熱間鍛造加工
性を向上させ、耐応力腐蝕割れ特性を改善するのが有効
な手段となる。
また、Ｚｎを添加することによって時効硬化現象を促進
させ、ＬＬを添加することによって合金密度の上昇を抑
え、ＣＯを添加することによりＦｅｉの減少を補って高
温強度を改善することが可能である。
させ、ＬＬを添加することによって合金密度の上昇を抑
え、ＣＯを添加することによりＦｅｉの減少を補って高
温強度を改善することが可能である。
本発明方法が適用されるＡｌ合金では、下記の理由で、
各元素が添加される。
各元素が添加される。
（１）Ｆｅについて（２，０≦Ｆｅ≦１０．０重信％）
；Ｆｅは、高温強度、ヤング率を向上させるために必要
である。但し、２．０重量％未満では、高温強度の向上
が期待できず、１０．０重Ｍ％を越えると、高速熱間鍛
造加工が事実上不可能である。
；Ｆｅは、高温強度、ヤング率を向上させるために必要
である。但し、２．０重量％未満では、高温強度の向上
が期待できず、１０．０重Ｍ％を越えると、高速熱間鍛
造加工が事実上不可能である。
（２）ＳＬについて（８，０≦ＳＬ≦３０．０重量％）
：ＳＬは、耐摩耗性およびヤング率の向上に寄与し、熱
膨張率を低く抑え、熱伝導率を向上させ得る。但し、８
．０重社％以上の添加が必要であり、３０．０重（６）
％を超えると、押出し加工時および鍛造加工時に成形性
が悪化し、構造部材に割れが生じ易い。
：ＳＬは、耐摩耗性およびヤング率の向上に寄与し、熱
膨張率を低く抑え、熱伝導率を向上させ得る。但し、８
．０重社％以上の添加が必要であり、３０．０重（６）
％を超えると、押出し加工時および鍛造加工時に成形性
が悪化し、構造部材に割れが生じ易い。
（３）Ｃｕについて（０，８≦ＣＵ≦ ７．５ｔｌ［％
）：ＣＬＪは、熱処理によるＡｌｌマトリックスの強化
に有効である。但し、０．８重量％未満では、添加効果
がなく、７．５重」％を超えると、耐応力腐蝕割れ特性
が悪化し、熱間鍛造加工性が低′Ｔ−する。
）：ＣＬＪは、熱処理によるＡｌｌマトリックスの強化
に有効である。但し、０．８重量％未満では、添加効果
がなく、７．５重」％を超えると、耐応力腐蝕割れ特性
が悪化し、熱間鍛造加工性が低′Ｔ−する。
（４） ＭＱニツイＴ（０，３≦ＭＯ≦３．５ｆｆｌｉ
ｌｎ％）・Ｍｇは、Ｃｕと同じく、熱処理によるｌマト
リックスの強化に有効である。但し、０．３重量％未満
では、添加効果がなく、３．５ｍｍ％を超えると、耐応
力腐蝕割れ特性が悪化し、熱間鍛造加工性が低）する。
ｌｎ％）・Ｍｇは、Ｃｕと同じく、熱処理によるｌマト
リックスの強化に有効である。但し、０．３重量％未満
では、添加効果がなく、３．５ｍｍ％を超えると、耐応
力腐蝕割れ特性が悪化し、熱間鍛造加工性が低）する。
（５）Ｍｎにツイて（０５≦Ｍｎ≦５０重貫％）・Ｍｎ
は、徂要成分であり、特にＦｅ４４重量％の範囲におい
て、高温強度の改善、熱間鍛造加工性の向上および耐応
力腐蝕割れ特性の改善に寄与する。但し、０．５重量％
未満では、添加効果がなく、５．０重量を超えると、却
って熱間鍛造加工性が悪化し、悪影響が生ずる。
は、徂要成分であり、特にＦｅ４４重量％の範囲におい
て、高温強度の改善、熱間鍛造加工性の向上および耐応
力腐蝕割れ特性の改善に寄与する。但し、０．５重量％
未満では、添加効果がなく、５．０重量を超えると、却
って熱間鍛造加工性が悪化し、悪影響が生ずる。
（６）Ｚｎにツイて（０５≦Ｚｎ≦１０．０重量％）・
２００℃以下の温度条件下で使用される部材の強度を向
上させるためには、その部材に７６（溶体化竣時効）処
理を施して、Ｓ、、、ＣＵ、ＭＯの添加で生じる金属間
化合物の析出による硬化現象を利用することが有効であ
るが、Ｚｎは、その時効析出を促進させる機能を有する
。但し、０．５１ｆｆｉ％未満では、前記効果が得られ
ず、１０重量％を超えると、熱間変形抵抗が増大し、高
速熱間鍛造加工が困難となる。
２００℃以下の温度条件下で使用される部材の強度を向
上させるためには、その部材に７６（溶体化竣時効）処
理を施して、Ｓ、、、ＣＵ、ＭＯの添加で生じる金属間
化合物の析出による硬化現象を利用することが有効であ
るが、Ｚｎは、その時効析出を促進させる機能を有する
。但し、０．５１ｆｆｉ％未満では、前記効果が得られ
ず、１０重量％を超えると、熱間変形抵抗が増大し、高
速熱間鍛造加工が困難となる。
従来、Ｚｎを有効元素として添加する場合は、ＡｆＪ合
金に含まれるＳ＝は不純物として扱われるが、粉末冶金
法を採用することによってＺｎと３＝とを積極的に共存
させ、初晶Ｓ＝による耐摩耗性の向上および熱膨張率の
低下を計り、またＺｎ化合物の析出による硬化現象を利
用して材料強度を向上させることが可能である。
金に含まれるＳ＝は不純物として扱われるが、粉末冶金
法を採用することによってＺｎと３＝とを積極的に共存
させ、初晶Ｓ＝による耐摩耗性の向上および熱膨張率の
低下を計り、またＺｎ化合物の析出による硬化現象を利
用して材料強度を向上させることが可能である。
このように、ｚｎを添加することによって、Ｔ６処理後
における構造部材の強度を向上させることができるので
、Ｆｅの添加１を抑えて構造部材の密度を小さくし、か
つ熱間鍛造加工性を良好にすることが可能となる。
における構造部材の強度を向上させることができるので
、Ｆｅの添加１を抑えて構造部材の密度を小さくし、か
つ熱間鍛造加工性を良好にすることが可能となる。
（７）ＬＬについて（１，０≦ＬＬ≦５．０重性％）：
ＬＬは、Ｆｅ添加による合金密度の上昇を抑えるために
用いられ、その抑制効果はＬＬの添加量の増加に応じて
向上する。また、ＬＬは、ヤング率を向上させて高い剛
性を付与する効果をも有する。但し、１．０重量％未満
では、密度の上昇効果が少なく、５，０重Ｍ％を超える
と、ＬＬが活性であることから、製造工程が枚雑になる
といった問題がある。
ＬＬは、Ｆｅ添加による合金密度の上昇を抑えるために
用いられ、その抑制効果はＬＬの添加量の増加に応じて
向上する。また、ＬＬは、ヤング率を向上させて高い剛
性を付与する効果をも有する。但し、１．０重量％未満
では、密度の上昇効果が少なく、５，０重Ｍ％を超える
と、ＬＬが活性であることから、製造工程が枚雑になる
といった問題がある。
（８１Ｃｏについて（０，５≦ＣＯ≦３．０１潰％）：
ＣＯは、鍛造加工性を改善するために、Ｆｅ含有ｍを減
少させた場合の高温強度改善に有効であり、伸び特性を
損することなく、引張り強さ、耐力、疲労強度を向上さ
せることができ、耐応力腐蝕割れ特性と鍛造加工性を悪
化させることなく、高温強度を向上させることが可能で
ある。但し、０．５重量％未満では、効果が少なく、３
．０重量％を超えると、改善効果が、添加量の増加はど
には顕著ではなくなり、しかも、ＣＯは高価であること
から、３．０重量％以下に制限される。
ＣＯは、鍛造加工性を改善するために、Ｆｅ含有ｍを減
少させた場合の高温強度改善に有効であり、伸び特性を
損することなく、引張り強さ、耐力、疲労強度を向上さ
せることができ、耐応力腐蝕割れ特性と鍛造加工性を悪
化させることなく、高温強度を向上させることが可能で
ある。但し、０．５重量％未満では、効果が少なく、３
．０重量％を超えると、改善効果が、添加量の増加はど
には顕著ではなくなり、しかも、ＣＯは高価であること
から、３．０重量％以下に制限される。
次に、本発明方法で用いるＡＩＪ合金の好適な組成例を
、手記に示す。
、手記に示す。
■１４≦ＳＬ≦１８重量％、２．０≦ＣＵ≦ ５，０重
Ｗ％、０．３≦Ｍｇ≦１．５ｆｆｌｆｆｉ％、３．０≦
Ｆｅ≦６．０重量％、０．５≦Ｍｎ≦２．５重け％：こ
の例では、Ｆｅを６重量％以下に抑えて耐応力腐蝕割れ
特性を改善し、熱間鍛造加工性を確保するとともに、Ｍ
ｎを添加することにより高温強度を改善している。また
、Ｃｕ、ｆＶＩｇは、熱処理によるＡｌマトリックスの
強度改善に有効であり、１５０℃程度の環境で使用され
る部材として有効である。
Ｗ％、０．３≦Ｍｇ≦１．５ｆｆｌｆｆｉ％、３．０≦
Ｆｅ≦６．０重量％、０．５≦Ｍｎ≦２．５重け％：こ
の例では、Ｆｅを６重量％以下に抑えて耐応力腐蝕割れ
特性を改善し、熱間鍛造加工性を確保するとともに、Ｍ
ｎを添加することにより高温強度を改善している。また
、Ｃｕ、ｆＶＩｇは、熱処理によるＡｌマトリックスの
強度改善に有効であり、１５０℃程度の環境で使用され
る部材として有効である。
■１４≦Ｓ、Ｌ≦１８重量％、２．０≦Ｃｕ≦５．０重
量％、 ０．３≦ｔｖｌ≦ １．５重量％、 ３．
０≦ｌ： ｅ≦ ６．０重量％、０．５≦Ｍｎ≦ ２．
５重Ｍ％、 １．０≦Ｇｏ≦２．０重量％： この組成範囲のｃｏは、Ｆｅ添加吊を耐応力腐蝕割れ特
性、成形性に悪影響を及ぼさない範囲に抑えた場合にお
ける高温強度の改善に有効である。
量％、 ０．３≦ｔｖｌ≦ １．５重量％、 ３．
０≦ｌ： ｅ≦ ６．０重量％、０．５≦Ｍｎ≦ ２．
５重Ｍ％、 １．０≦Ｇｏ≦２．０重量％： この組成範囲のｃｏは、Ｆｅ添加吊を耐応力腐蝕割れ特
性、成形性に悪影響を及ぼさない範囲に抑えた場合にお
ける高温強度の改善に有効である。
■１４≦ＳＬ≦１８重間％、２．０≦Ｃｕ≦ ５．０重
量％、０．３≦Ｍｇ≦ １．５重ω％、３．０≦Ｆｅ≦
６．０重量％、０．５≦１ｙｊｎ≦２．５１ｉｉ’１
％、２．０≦し尤≦４．０重量％： この組成範囲のＬＬは、Ｆｅ添加に伴う合金密度の上昇
を抑ｉｔ、（Ｉすることができる。
量％、０．３≦Ｍｇ≦ １．５重ω％、３．０≦Ｆｅ≦
６．０重量％、０．５≦１ｙｊｎ≦２．５１ｉｉ’１
％、２．０≦し尤≦４．０重量％： この組成範囲のＬＬは、Ｆｅ添加に伴う合金密度の上昇
を抑ｉｔ、（Ｉすることができる。
■１４≦８＝≦１８重量％、２．０≦Ｃｕ≦５．０重量
％、 ０．３≦Ｍ ｇ≦１，５重量％、３．０≦Ｆｅ
≦（３，０重量％、０．５≦１ｙｌｎ≦２．５重量％、
２．０≦７ｎ≦４．０重Ｍ％： この組成範囲のＺｎは、熱処理を行うことにより、２０
０℃以下における強度を向上させることができる。
％、 ０．３≦Ｍ ｇ≦１，５重量％、３．０≦Ｆｅ
≦（３，０重量％、０．５≦１ｙｌｎ≦２．５重量％、
２．０≦７ｎ≦４．０重Ｍ％： この組成範囲のＺｎは、熱処理を行うことにより、２０
０℃以下における強度を向上させることができる。
斯かる組成のＡＪ焼結合金製構造用部材は、下記の工程
に従って、これを得ることができ、特に、内燃機関用連
接棒を有利に製造することができる。
に従って、これを得ることができ、特に、内燃機関用連
接棒を有利に製造することができる。
（１）粉末製造工程：
目標組成のＡＩ合金溶溶湯ら、例えばアトマイジング法
（ａｔｏｍｉｚｉｒ＋ｇ）により合金粉末を得る。その
際、溶湯の冷却速度が１０３℃／秒未満であると、Ａｊ
ｓ Ｆｅ、ＡＮ ｌ２Ｆｅ３ＳＬ、ＡＮ ｓ Ｆｅ２５
Ｌ２等の金属間化合物が粗大に析出して、製品である構
造用部材の強度低下要因となる。析出物の大きさは、１
０μ瓦以下が好ましく、その目安となる溶湯冷却速度が
１０３℃／秒である。析出物の大きさが１０μｍを上回
ると、疲労強度の向上を期し難く、成形性が悪化する不
具合もある。
（ａｔｏｍｉｚｉｒ＋ｇ）により合金粉末を得る。その
際、溶湯の冷却速度が１０３℃／秒未満であると、Ａｊ
ｓ Ｆｅ、ＡＮ ｌ２Ｆｅ３ＳＬ、ＡＮ ｓ Ｆｅ２５
Ｌ２等の金属間化合物が粗大に析出して、製品である構
造用部材の強度低下要因となる。析出物の大きさは、１
０μ瓦以下が好ましく、その目安となる溶湯冷却速度が
１０３℃／秒である。析出物の大きさが１０μｍを上回
ると、疲労強度の向上を期し難く、成形性が悪化する不
具合もある。
（２）圧粉工程：
大気中において、成形温度３５０℃以下、成形圧力１．
５ｔｏｎ／Ｃｌ１１で成形を行い、密度比１０％以上の
圧粉体を得る。その理由は、成形温度が３５０℃を越え
ると、粉末表面の酸化が進行し、次の押出し工程におけ
る焼結性が悪化するからである。酸化を防ぐには、不活
性雰囲気を選択すれば良いが、生産性、紅済性が低下す
るため、人気中での成形が推奨される。また、成形圧力
が１．５ｔｏｎ／ＣＩｉ未満であると、圧粉体を破損さ
せない様にする取扱いが困難であり、量産性に欠け、５
．０ｔｏｎ／ＣＩｉを越えると、金型寿命が低下し、設
備が大型化して量産性に欠ける不具合がある。密度比は
、成形圧力によって決定されるのであるが、これが、７
０％未満であると、圧粉体の取扱いが困難になって生産
性が低下し、製品である構造用部材の強度低下要因どな
る。一方、事後の工程（主として押出し工程）における
成形性を考慮するならば、密度比を８５％以下にするの
が好ましい。
５ｔｏｎ／Ｃｌ１１で成形を行い、密度比１０％以上の
圧粉体を得る。その理由は、成形温度が３５０℃を越え
ると、粉末表面の酸化が進行し、次の押出し工程におけ
る焼結性が悪化するからである。酸化を防ぐには、不活
性雰囲気を選択すれば良いが、生産性、紅済性が低下す
るため、人気中での成形が推奨される。また、成形圧力
が１．５ｔｏｎ／ＣＩｉ未満であると、圧粉体を破損さ
せない様にする取扱いが困難であり、量産性に欠け、５
．０ｔｏｎ／ＣＩｉを越えると、金型寿命が低下し、設
備が大型化して量産性に欠ける不具合がある。密度比は
、成形圧力によって決定されるのであるが、これが、７
０％未満であると、圧粉体の取扱いが困難になって生産
性が低下し、製品である構造用部材の強度低下要因どな
る。一方、事後の工程（主として押出し工程）における
成形性を考慮するならば、密度比を８５％以下にするの
が好ましい。
（３）押出し工程：
温度３００〜４５０℃の範囲で、押出し用素材としての
圧粉体を押出し加工する。加工温度が３００℃未満であ
ると、木材の変形抵抗が大きく、加工が困難になり、特
に材料中のＦｅ倦が増すと、粉末硬度が上界して焼結性
が１０なわれるため、３００℃以上で加工すべきである
。また、加工温度が４５０℃を上回ると、結晶粒および
金属間化合物が成長して粗大化が起り、製品としての構
造用部材に要求される機械的特性が得られなくなる。特
に、添加元素量が増大すると、共晶温度が低下してバー
ニング（ｂｕｒｎ、１ｎａ）を起し易く、焼結性が悪化
するため、４５０℃以下で加工を行わなければならない
。
圧粉体を押出し加工する。加工温度が３００℃未満であ
ると、木材の変形抵抗が大きく、加工が困難になり、特
に材料中のＦｅ倦が増すと、粉末硬度が上界して焼結性
が１０なわれるため、３００℃以上で加工すべきである
。また、加工温度が４５０℃を上回ると、結晶粒および
金属間化合物が成長して粗大化が起り、製品としての構
造用部材に要求される機械的特性が得られなくなる。特
に、添加元素量が増大すると、共晶温度が低下してバー
ニング（ｂｕｒｎ、１ｎａ）を起し易く、焼結性が悪化
するため、４５０℃以下で加工を行わなければならない
。
なお、成形品の酸化防止を考慮するならば、アルゴン・
ガス、窒素ガス等の非酸化性雰囲気中で加工を行うのが
好ましい。
ガス、窒素ガス等の非酸化性雰囲気中で加工を行うのが
好ましい。
（４）鍛造工程（第１図ないし第５図参照）：５０℃に
加熱した予備成形用金型１０（内壁に、断熱用および電
気絶縁用セラミック被覆（例、Ｓλ！Ｎ４）１２が付さ
れている）、ポンチ１４および案内部材１６に対して、
前工程で得た熱間押出し棒材２２を設定し、電極１８．
２０をもって、棒材２２に対し通電を行いながら、ボン
デ１４の前進による据込み鍛造加工を行う（以上、予備
鍛造加工）。但し、通電による棒材２２の加熱は、温度
３００〜４９５℃の範囲に維持する必要がある。その理
由は、鍛造加工温度が３００℃未満であると、変形抵抗
が増大して鍛造加工性が悪化し、４９５℃を上回ると、
製品の機械的特性が劣化するかうである。
加熱した予備成形用金型１０（内壁に、断熱用および電
気絶縁用セラミック被覆（例、Ｓλ！Ｎ４）１２が付さ
れている）、ポンチ１４および案内部材１６に対して、
前工程で得た熱間押出し棒材２２を設定し、電極１８．
２０をもって、棒材２２に対し通電を行いながら、ボン
デ１４の前進による据込み鍛造加工を行う（以上、予備
鍛造加工）。但し、通電による棒材２２の加熱は、温度
３００〜４９５℃の範囲に維持する必要がある。その理
由は、鍛造加工温度が３００℃未満であると、変形抵抗
が増大して鍛造加工性が悪化し、４９５℃を上回ると、
製品の機械的特性が劣化するかうである。
斯くして得られた粗成形品２４、あるいは粗成形品２５
を、上、上分割金型をもって、温度３００〜４９５℃で
仕上げ鍛造加工を行い、仕上げ成形品２６を得ることが
できる。この仕上げ成形品２６には、必要な癲械加工を
施して最終製品とする。
を、上、上分割金型をもって、温度３００〜４９５℃で
仕上げ鍛造加工を行い、仕上げ成形品２６を得ることが
できる。この仕上げ成形品２６には、必要な癲械加工を
施して最終製品とする。
なお、粗成形品２５は、成形用金型を四角形にすること
によって得られ、仕上げ成形品２６の形状に近いため、
次工程の仕上げａ造加工における圧下率を小さくして、
割れ発生等の不良化率を低減することができる。
によって得られ、仕上げ成形品２６の形状に近いため、
次工程の仕上げａ造加工における圧下率を小さくして、
割れ発生等の不良化率を低減することができる。
以上の様な鍛造加工方法によれば、径に比して長さの十
分大きな素材の据込み鍛造加工を無ｌ！Ｉ！なく行うこ
とができ、割れのない健全なる成形品を１７ることか可
能である。
分大きな素材の据込み鍛造加工を無ｌ！Ｉ！なく行うこ
とができ、割れのない健全なる成形品を１７ることか可
能である。
ん」Ｌ贋
第一段階：表１に示す組成の各へρ合金粉末を冷却速度
１０３〜１０”Ｑ／秒にて７１−マイズ法により製造し
く試ＷＡ材１．ｆｆ・・・■）、各合金粉末を用いて、
冷間静水圧プレス成形法（ＣＩＰ法）または金型圧縮成
形法により、密度比７５％の押出し用素材を圧粉成形す
る。
１０３〜１０”Ｑ／秒にて７１−マイズ法により製造し
く試ＷＡ材１．ｆｆ・・・■）、各合金粉末を用いて、
冷間静水圧プレス成形法（ＣＩＰ法）または金型圧縮成
形法により、密度比７５％の押出し用素材を圧粉成形す
る。
冷間静水圧プレス成形法においては、ゴム製チューブ内
に合金粉末を入れ、１．５〜３．０ｔｏｎ／ｃＩ）ｉ程
度の静水圧下で成形を行い、金型圧縮成形においては、
金型内に合金粉末を入れて、常温大気中で、１．５〜３
．０ｔｏｎ／ｃｉ程度の圧力下で成形を行う。
に合金粉末を入れ、１．５〜３．０ｔｏｎ／ｃＩ）ｉ程
度の静水圧下で成形を行い、金型圧縮成形においては、
金型内に合金粉末を入れて、常温大気中で、１．５〜３
．０ｔｏｎ／ｃｉ程度の圧力下で成形を行う。
第二段階：各押出し用素材を、炉内温度４００℃の均熱
炉内に設置して４時間保持し、次いで、各押出し用素材
に熱間押出し加工を施して鍛造用素材（１８φ×４５０
履）を製造する。
炉内に設置して４時間保持し、次いで、各押出し用素材
に熱間押出し加工を施して鍛造用素材（１８φ×４５０
履）を製造する。
この場合の押出し方法は、直接押出しく前方押出し）、
間接押出しく後方押出し）のいずれでもよいが押出し比
は５以上を必要とする。押出し比が５以下では、強度の
ばらつきが大きくなるので好ましくない。
間接押出しく後方押出し）のいずれでもよいが押出し比
は５以上を必要とする。押出し比が５以下では、強度の
ばらつきが大きくなるので好ましくない。
第三段階二次に、本発明方法により、各鍛造用素材（棒
材）に対し、第１図、第２図に示す前述の据込み鍛造加
工装置を用いて、２００ＶＸ １５０Ａの通電を行い、
加圧力１トン、加工速度１６ｍｍ／秒、金型温度５０℃
なる条件で、据込み鍛造加工を施した。得られた粗成形
品の大径部寸法は４４φ×７０Ｍであった。
材）に対し、第１図、第２図に示す前述の据込み鍛造加
工装置を用いて、２００ＶＸ １５０Ａの通電を行い、
加圧力１トン、加工速度１６ｍｍ／秒、金型温度５０℃
なる条件で、据込み鍛造加工を施した。得られた粗成形
品の大径部寸法は４４φ×７０Ｍであった。
表１
一方、試験材ＬＩ［・・・■について、第二段階で得た
各鍛造用素材（棒材）を、４９０℃の電気炉中で一時間
加熱した後、加圧力１２トン、押込み速度７５ｍｍ／秒
、金型温度８０℃なる条件で、金型３０、ポンチ３２を
用いて、従来方法により、据込みＷＩＬ造加工を行った
（第６図、第７図参照）。
各鍛造用素材（棒材）を、４９０℃の電気炉中で一時間
加熱した後、加圧力１２トン、押込み速度７５ｍｍ／秒
、金型温度８０℃なる条件で、金型３０、ポンチ３２を
用いて、従来方法により、据込みＷＩＬ造加工を行った
（第６図、第７図参照）。
表２
以上、本発明方法および従来方法によって得た各鍛造粗
成形品につき、割れの有無を調べたところ、従来方法に
よる粗成形品には、割れが存在したが、本発明方法によ
る粗成形品には、割れは存在しなかった（表２参照）。
成形品につき、割れの有無を調べたところ、従来方法に
よる粗成形品には、割れが存在したが、本発明方法によ
る粗成形品には、割れは存在しなかった（表２参照）。
ｌ胛五１皿
以上の説明から明らかな様に、通電によるジュール熱に
て加熱しながら加圧、成形する本発明方法により、熱間
塑性加工が困難なる組成範囲のＡｆＪ合金粉末で形成さ
れた熱間押出し棒材を、割れ発生なく容易に成形するこ
とが可能であり、複雑な成形装置を使用することなく廉
価な耐熱高強度Ａｊ焼結合金製構造部材を得ることがで
きる。
て加熱しながら加圧、成形する本発明方法により、熱間
塑性加工が困難なる組成範囲のＡｆＪ合金粉末で形成さ
れた熱間押出し棒材を、割れ発生なく容易に成形するこ
とが可能であり、複雑な成形装置を使用することなく廉
価な耐熱高強度Ａｊ焼結合金製構造部材を得ることがで
きる。
第１図、第２図は本発明による据込み鍛造加工方法例を
示す概略図、第３図は該加工方法で得られた粗成形品の
斜視図、第４図は該粗成形品を加工して得た仕上げ成形
品の斜視図、第５図は第４図に示す粗成形品を仕上げ鍛
造加工して得た仕上げ成形品の斜視図、第６図、第７図
は公知に係る据込み鍛造加工方法を示す概略図である。 １０・・・金型、１２・・・セラミック被覆、１４・・
・ポンチ、１６・・・案内部材、１８・・・電極、２０
・・・電極、２２・・・棒材、２４・・・粗成形品、２
６・・・仕上げ成形品、３０・・・金型、３２・・・ポ
ンチ。
示す概略図、第３図は該加工方法で得られた粗成形品の
斜視図、第４図は該粗成形品を加工して得た仕上げ成形
品の斜視図、第５図は第４図に示す粗成形品を仕上げ鍛
造加工して得た仕上げ成形品の斜視図、第６図、第７図
は公知に係る据込み鍛造加工方法を示す概略図である。 １０・・・金型、１２・・・セラミック被覆、１４・・
・ポンチ、１６・・・案内部材、１８・・・電極、２０
・・・電極、２２・・・棒材、２４・・・粗成形品、２
６・・・仕上げ成形品、３０・・・金型、３２・・・ポ
ンチ。
Claims (1)
- 熱間塑性加工が困難なる組成範囲のＡｌ合金粉末で形成
された熱間押出し棒材を、通電によるジュール熱にて加
熱しながら加圧、成形することを特徴とする耐熱高強度
Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234503A JPS6296603A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法 |
| US06/921,999 US4853179A (en) | 1985-10-22 | 1986-10-22 | Method of manufacturing heat resistant, high-strength structural members of sintered aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234503A JPS6296603A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296603A true JPS6296603A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0480081B2 JPH0480081B2 (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=16972047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60234503A Granted JPS6296603A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4853179A (ja) |
| JP (1) | JPS6296603A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115464140A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-13 | 天蔚蓝电驱动科技(江苏)有限公司 | 一种电机石墨烯导条及其制备方法和应用 |
| CN117300116A (zh) * | 2023-10-13 | 2023-12-29 | 合肥工业大学 | 一种高耐热铝铁合金的制备方法 |
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| JPH0625782A (ja) * | 1991-04-12 | 1994-02-01 | Hitachi Ltd | 高延性アルミニウム焼結合金とその製造法及びその用途 |
| JPH0593205A (ja) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Hitachi Ltd | アルミニウム焼結合金部品の製造方法 |
| JPH07179909A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末鍛造法 |
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| US5965829A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-12 | Reynolds Metals Company | Radiation absorbing refractory composition |
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| US6732701B2 (en) | 2002-07-01 | 2004-05-11 | Kohler Co. | Oil circuit for twin cam internal combustion engine |
| US6684846B1 (en) | 2002-07-18 | 2004-02-03 | Kohler Co. | Crankshaft oil circuit |
| US6837206B2 (en) | 2002-07-11 | 2005-01-04 | Kohler Co. | Crankcase cover with oil passages |
| US6752846B2 (en) * | 2002-07-18 | 2004-06-22 | Kohler Co. | Panel type air filter element with integral baffle |
| US6837207B2 (en) | 2002-07-18 | 2005-01-04 | Kohler Co. | Inverted crankcase with attachments for an internal combustion engine |
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| US6978751B2 (en) | 2002-07-18 | 2005-12-27 | Kohler Co. | Cam follower arm for an internal combustion engine |
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Citations (2)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4335494A (en) * | 1966-07-26 | 1982-06-22 | Lemelson Jerome H | Method of roll forming a composite |
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-
1985
- 1985-10-22 JP JP60234503A patent/JPS6296603A/ja active Granted
-
1986
- 1986-10-22 US US06/921,999 patent/US4853179A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| CN115464140A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-13 | 天蔚蓝电驱动科技(江苏)有限公司 | 一种电机石墨烯导条及其制备方法和应用 |
| CN115464140B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-06-27 | 天蔚蓝电驱动科技(江苏)有限公司 | 一种电机石墨烯导条及其制备方法和应用 |
| CN117300116A (zh) * | 2023-10-13 | 2023-12-29 | 合肥工业大学 | 一种高耐热铝铁合金的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0480081B2 (ja) | 1992-12-17 |
| US4853179A (en) | 1989-08-01 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |