JPS63128145A - 切削性に優れた耐摩耗性鍛造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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、各種ピストンやＶＴＲ用ヘッド等に使用され
る切削性に優れた耐摩耗性鍛造用アルミニウム合金に関
するものである。

（従来の技術〉 代表的な鍛造用アルミニウム合金として、Ａｌ−Ｃｕ−
Ｍｇ−旧糸の＾Ａ規規格２ニ１８−Ｍｇ−旧糸のＡＡ規
規格４０ツ２ ２２１８合金は、バイト寿命は長いが、耐摩耗性が充分
でな（　、４０３２合金は２２１８合金よりは＃４９耗
性に優れるがまだ充分ではなく、かつまた鍛造性が充分
でなく、バイト寿命が短い。

このため切削性に優れ、耐摩耗性鍛造用アルミニウム合
金の開発が望まれているものの、これら諸性質を同時に
具備する合金は開発されていないのが現状である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は上述しｔこように鍛造用アルミニウム合金の種
々の問題点を解決し、切削性に優れた耐摩純性鍛造用ア
ルミニウム合金を提供せんとするものである。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明では上記問題解決のために、耐摩耗性向上を目的
としてＳｉを多量に含みながら初晶Ｓｉが晶出しないよ
うに比較的多くのＭｇと改良元素（Ｎａなと）を添加す
る事により、バイト摩耗が小さく、鍛造性に優れ、しか
もＭｇの添加により、耐摩耗性をさらに向上せしめたの
であり、その要旨は５１９０〜１３．０重量％、Ｍｇ１
．５〜２．５重量％。

Ｃｕ　２．　（１−４，０重量％、　Ｔｉ　Ｏ，Ｏ１〜
０．２重量％。

８０．０１重量％以下と、Ｎａ　Ｏ，００１〜０．０１
重量％。

Ｓｒ　０．００５〜０．０７重重景、　Ｃａ　Ｏ，０１
〜０．０５重量％。

ｓｂｏ、ｏｓ〜０．２５重量％のいずれか１種を含有し
、残部が＾ｌ及び不可避不純物から成る切削性に優れた
＃４摩耗性鍛造用アルミニウム合金（以下第１発明とい
う）、並びに上記第１発明に、更にＰｂ０．１〜１．０
重量％、　Ｓｎ　０．１〜１．０重量％、Ｂｉ’０．１
〜１０重量％の中の２種以上を含有せしめたアルミニウ
ム合金（以下第２発明という）である。

〈実施例並びに作用〉 以下本発明の実施例並びに比較の為に行なった実験及び
その結果を述べながら、本発明を詳述する。

第１表に本発明の切削性に優れた耐摩耗性鍛造用アルミ
ニウム合金（本発明合金）、比較合金。

従来合金の化学成分と各種特性を示す。評価方法は以下
の通りである。

バイト摩耗：切削条件−回転数１２００ｒ、　ｐ、＃　
ｐ切や込み量０．５ｍｍ、送り速度０．１６ｍｍ／ｒｅ
ｖ。

高速度鋼バイト、材料−Ｔ６材 切り粉：切削条件−回転数１２００ｒ、　ｐ、　ｍ、　
、切り込み量０．５＋ａｍ、送り速度０．１６ｍｍ／ｒ
ｅｖ。

超硬合金バイト、材料−Ｔ６材 切り粉の数が１０００個／ｇ以上な０゜７００〜１００
０個／ｇｊｅ０，４００〜７００個／ｇをΔ、４００個
／ｇ以下を×とした。

耐摩耗性：大越式摩耗試験機を使用、負荷荷重２．１ｋ
ｇ、ｌ；Ｉｆ擦距ｇ１６００ｆｆ＋、摩擦速度３ｍ１ｓ
、但し従来合金Ｎｏ、１７は摩擦速度１　ｍ／ｓのデー
タを（）に示す、その他の合金は摩擦速度にあまり影響
を 受けなかった。

相手材ＦＣ−２０で試験し、比摩耗量 （−，２／ｋｇ　）で示した。材料−Ｔ６材鍛造性：所
定の直径、高さの試料を鍛造して割れの発生する限界鍛
造率を示した。

材料−溶体化処理後４００℃Ｘ２ｈｒの熱処理を行ない
、炉冷を行なりたも 第１表から明らかな如く、従来合金Ｎｏ、１６は、バイ
ト寿命、耐摩耗性、鍛造性に劣す、ｋ１７はバイト寿命
に優れているものの、切り粉が長く高速連続加工に不都
合であり、耐摩耗性に劣る。比較合金Ｎｏ、　１１〜Ｎ
ａ１３は耐摩耗性に優れるものの、バイト寿命が短く、
鍛造性も劣る。比較合金１ｋ１４は鍛造性は優れている
ものの、バイト寿命、耐摩耗性が劣る。Ｎｏ、　１５は
鍛造性は優れているものの、耐摩耗性が劣る。

一方本発明合金は鍛造性、耐摩耗性、切削性いずれも優
れている。

次に第１表の結果を参酌し、各種成分の限定理由を述べ
る。

まず第１発明、第２発明共に含有する成分から述べると
、Ｓｉは耐摩耗性向上のために９重量％以上添加するが
、１３．０重量％を越えると初晶Ｓｉが晶出し、バイト
寿命、鍛造性が低下するので１３重量％以下とする。

同じ（Ｃｕは強度を高め、切り粉の状態を改善するため
に２，０重量％以上添加するが、４重量％を越えると初
晶Ｓｉが晶出し、バイト寿命、鍛造性を低下させるので
４重量％９下とする。

Ｍｇは改良元素（Ｎａ、　Ｓｒ、　Ｃａ、　Ｓｂ）と相
俟ッテ、Ｓｉを多量に含みながらも、初晶Ｓｉが晶出を
抑えて、バイト寿命を長くし、耐摩耗性を向上させる性
質があるために、１．５重量％以上添加するが、２．５
重量％を越えると鍛造性が低下するので、２５重重景以
下とする。

Ｔｉは鍛造組織を微細化し、機械的性質、鍛造性を向上
させるために、００１重量％以上添加するが、０．２重
量％を越えると粗大な化合物を晶出して機械的性質、鍛
造性を低下させるので０２重量％以下とする。

ＢはＴｉと相俟って鋳造組織をさらに微細化するために
、通常はｏ、　ｏｏｉ重量％以上添加するが、０．０１
重量％を越えてもその効果の向上は望めないので０．０
１重量％以下とする。

Ｎａ、　Ｓｒ、　Ｃａ、　Ｓｂは初晶Ｓｉの晶出を抑え
、共晶Ｓｉを細かくして機械的性質、鍛造性、バイト寿
命を向上させるために、添加するがその量が多すぎても
その効果の向上は望めないので、それぞれ０．００１〜
０．０１重量％、　０．００５〜０．０７重量％、０．
０１〜０．０５重量％、００５〜０．２５重量％とする
。

次に第２発明に於いて含有せしめるＰｂ、　Ｓｎ、　Ｂ
ｉはそれらを複合添加する事により、切り粉を細かくす
る効果があるが、その量が多すぎると、機械的性質が劣
化するので各々０．１〜１．０重量％とする。

なお本合金は２００℃以上の高温で使用されても優れた
高温強度を示すが、１．５重量％以下の８重を添加する
事は効果的である。またＦｅは延性を低下させるので０
３重量％以下が望ましいが、耐摩耗性を向上させるため
に延性をや一犠牲にしてもよい場合では、０５重量％以
下添加することは効果的である。

〈発明の効果〉 以上性べて来た如く、本発明のアルミニウム合金は、耐
摩耗性では従来の４０３２合金よりも優れ、切削性及び
鍛造性では従来の４０３２合金、　２２１８合金よりも
優れており、耐摩耗性を具備しているにも拘らず切削性
と鍛造性に優れた合金である為に各種工業製品への用途
が望める極めて有用な材料である事が出来る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．Ｓｉ９．０〜１３．０重量％，Ｍｇ１．５〜２．５
   重量％，Ｃｕ２．０〜４．０重量％，Ｔｉ０．０１〜０
   ．２重量％，Ｂ０．０１重量％以下と、Ｎａ０．００１
   〜０．０１重量％，Ｓｒ０．００５〜０．０７重量％，
   Ｃａ０．０１〜０．０５重量％，Ｓｂ０．０５〜０．２
   ５重量％のいずれか１種を含有し、残部がＡｌ及び不可
   避不純物から成る切削性に優れた耐摩耗性鍛造用アルミ
   ニウム合金。
2. ２．Ｓｉ９．０〜１３．０重量％，Ｍｇ１．５〜２．５
   重量％，Ｃｕ２．０〜４．０重量％，Ｔｉ０．０１〜０
   ．２重量％，Ｂ０．０１重量％以下と、Ｎａ０．００１
   〜０．０１重量％，Ｓｒ０．００５〜０．０７重量％，
   Ｃａ０．０１〜０．０５重量％，Ｓｂ０．０５〜０．２
   ５重量％のいずれか１種と、更にＰｂ０．１〜１．０重
   量％，Ｓｎ０．１〜１．０重量％，Ｂｉ０．１〜１．０
   重量％の中の２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避
   不純物から成る切削性に優れた耐摩耗性鍛造用アルミニ
   ウム合金。