JPS63183148A - 耐摩耗性Al−Si−Mn系焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性Al−Si−Mn系焼結合金Info
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- JPS63183148A JPS63183148A JP1378387A JP1378387A JPS63183148A JP S63183148 A JPS63183148 A JP S63183148A JP 1378387 A JP1378387 A JP 1378387A JP 1378387 A JP1378387 A JP 1378387A JP S63183148 A JPS63183148 A JP S63183148A
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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、耐摩耗性に優れたAl−Si−Mn系焼結合
金に関する。
金に関する。
従来から耐摩耗性のアルミニウム合金としては、例えば
アルミニウムハンドブック第3 版12〜13頁(軽金
属協会刊)に記載されているように、A!合金の耐摩耗
性を向上させる効果が大きいケイ素(Si)を添加する
ことによって、4032又はAC8AやAC9A等の各
種のAl−8i系合金が溶解鋳造法により製造されてき
た。
アルミニウムハンドブック第3 版12〜13頁(軽金
属協会刊)に記載されているように、A!合金の耐摩耗
性を向上させる効果が大きいケイ素(Si)を添加する
ことによって、4032又はAC8AやAC9A等の各
種のAl−8i系合金が溶解鋳造法により製造されてき
た。
しかし、溶解鋳造法では高Si含有量のA4−Si系合
金を製造することは難しく、Siを12重量%以上添添
加ると粗大な初晶S1が析出し、弾車が著しく低下する
欠点があった。特に、小型、軽量で高性能化が望まれる
現在においては、この低い強度の改善が問題であった。
金を製造することは難しく、Siを12重量%以上添添
加ると粗大な初晶S1が析出し、弾車が著しく低下する
欠点があった。特に、小型、軽量で高性能化が望まれる
現在においては、この低い強度の改善が問題であった。
そこで最近では、粉末冶金法を用いることによって、高
い強度を具えた耐摩耗性のAl−Si−Fe系焼結合金
が開発されている。即ち、所定の合金組成の金属溶湯を
ガスアトマイズ法等の粉末製造技術により急速冷却して
合金粉末とし、この粉末を焼結して合金を製造する。こ
の様に102rjsec以上の冷却速度で急速冷却する
と、合金粉末中で初晶S1が微細化され且つ均一に分散
されるので、従来の溶解鋳造法に比べ高い強度が得られ
るものである。
い強度を具えた耐摩耗性のAl−Si−Fe系焼結合金
が開発されている。即ち、所定の合金組成の金属溶湯を
ガスアトマイズ法等の粉末製造技術により急速冷却して
合金粉末とし、この粉末を焼結して合金を製造する。こ
の様に102rjsec以上の冷却速度で急速冷却する
と、合金粉末中で初晶S1が微細化され且つ均一に分散
されるので、従来の溶解鋳造法に比べ高い強度が得られ
るものである。
しかし、か\る粉末焼結法により製造したAt−31−
Fe系焼結合金では、高い強度が得られるものの、その
靭性は極めて低く、シャルピー衝撃値で0、2〜0.5
kg−m膚程度でアッタ。
Fe系焼結合金では、高い強度が得られるものの、その
靭性は極めて低く、シャルピー衝撃値で0、2〜0.5
kg−m膚程度でアッタ。
この様に、従来のA4−5i−Fe系焼結合金は高い強
度を有するものの、その靭性は極めて低く、大きな衝撃
力が加わる部材としては使用できない等の問題点があっ
た。
度を有するものの、その靭性は極めて低く、大きな衝撃
力が加わる部材としては使用できない等の問題点があっ
た。
本発明はか\る従来の事情に鑑み、高強度であって且つ
優れた靭性を有する耐摩耗性のA4−Si、系焼結合金
を提供することを目的とする。
優れた靭性を有する耐摩耗性のA4−Si、系焼結合金
を提供することを目的とする。
本発明の耐摩耗性1−Si系焼結合金は、12〜30重
量%のSiと、2〜15重量%のMn (但し、Siと
Mnの合計は40重量%を超えない)と、必要に応じて
各元素当り4重量%以下のW、、 Orz 00%Zr
、M(+、V、 Ti、Ll、Ce及びHfからなる群
から選ばれた少なくとも一種の元素(但し、この場合に
は、これらの元素とSi及びMnとの合計は40重量%
を超えない)と、及び0.5〜8重量%のCuと、0.
1〜3重量%のMgと、残部のAlとからなる耐摩耗性
AlAl−Si−系焼結合金である。
量%のSiと、2〜15重量%のMn (但し、Siと
Mnの合計は40重量%を超えない)と、必要に応じて
各元素当り4重量%以下のW、、 Orz 00%Zr
、M(+、V、 Ti、Ll、Ce及びHfからなる群
から選ばれた少なくとも一種の元素(但し、この場合に
は、これらの元素とSi及びMnとの合計は40重量%
を超えない)と、及び0.5〜8重量%のCuと、0.
1〜3重量%のMgと、残部のAlとからなる耐摩耗性
AlAl−Si−系焼結合金である。
この耐摩耗性AlAl−Si−系焼結合金の製造は、通
常の粉末冶金法によって行ない、その場合に金属溶湯は
102r/sea以上の冷却速度で急速冷却する必要が
あることは前記の通りである。
常の粉末冶金法によって行ない、その場合に金属溶湯は
102r/sea以上の冷却速度で急速冷却する必要が
あることは前記の通りである。
(作用〕
本発明者等は、従来(p Al−Si−Fe系焼結合金
について靭性低下の原因を調査した結果、靭性の低下は
生成した金属間化合物AI Feに起因することが判っ
た。
について靭性低下の原因を調査した結果、靭性の低下は
生成した金属間化合物AI Feに起因することが判っ
た。
そこで、本発明者等はAl−Si−Fe系焼結合金のF
eをN1、Mn、(:!0又はCr等の元素で置換する
ことを検討した結果、これらの元素のなかでMnが靭性
の改善に最も有効であることを見出し、本発明を達成し
たものである。
eをN1、Mn、(:!0又はCr等の元素で置換する
ことを検討した結果、これらの元素のなかでMnが靭性
の改善に最も有効であることを見出し、本発明を達成し
たものである。
本発明の耐摩耗性A7−Si−Mn系焼結合金において
、Siは耐摩耗性を向上させるが、12重量%未満では
この効果が十分ではなく、逆に30重量%を超えると強
度の低下が大きくミる。
、Siは耐摩耗性を向上させるが、12重量%未満では
この効果が十分ではなく、逆に30重量%を超えると強
度の低下が大きくミる。
Mnは上記の如く靭性の向上に有効であるが、2〜15
重量%の範囲外では靭性の向上効果が不充分である。又
、slとMnの合計は40重量%以下が好ましく、40
重量%を超えると合金の塑性加工性が著しく低下するが
らである。
重量%の範囲外では靭性の向上効果が不充分である。又
、slとMnの合計は40重量%以下が好ましく、40
重量%を超えると合金の塑性加工性が著しく低下するが
らである。
又、CuとMgは時効析出により強度を補強する為の時
効硬化性元素として添加するものであり、Cuが0.5
〜8重量%及びMgが0.1〜3重量%の範囲とするこ
とにより、合金のマトリックス硬度を上げ、強度を向上
させると共に耐摩耗性を改善できる。しかし、cu及び
Mgの少なくとも片方が上記の範囲より少ない場合には
合金強度の向上効果が小さく、又上記範囲を超える場合
には合金の靭性が低下する。
効硬化性元素として添加するものであり、Cuが0.5
〜8重量%及びMgが0.1〜3重量%の範囲とするこ
とにより、合金のマトリックス硬度を上げ、強度を向上
させると共に耐摩耗性を改善できる。しかし、cu及び
Mgの少なくとも片方が上記の範囲より少ない場合には
合金強度の向上効果が小さく、又上記範囲を超える場合
には合金の靭性が低下する。
更に、本発明の耐摩耗性AlAl−5i−系焼結合金の
強度及び耐熱性を補強するために、必要に応じてW、
CrCrSC01Zr1、VSTi、Li、Oe及びH
fからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含有
することができる。これらの元素は結晶粒の微細化によ
り合金強度を補強すると同時に、Alと化合物を生成し
て合金の耐熱性を向上させる。但し、これらの各元素は
4重量%以下でなければならず、4重量%を超えると合
金の脆化をきたす。
強度及び耐熱性を補強するために、必要に応じてW、
CrCrSC01Zr1、VSTi、Li、Oe及びH
fからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含有
することができる。これらの元素は結晶粒の微細化によ
り合金強度を補強すると同時に、Alと化合物を生成し
て合金の耐熱性を向上させる。但し、これらの各元素は
4重量%以下でなければならず、4重量%を超えると合
金の脆化をきたす。
又、これらの元素を含有する場合には、これらの元素と
上記したSi及びMnの合計が40重量%以下である必
要がある。これらの元素とSi及びMnとの合計が40
重量%を超えると合金の塑性加工性が著しく劣化するた
めである。
上記したSi及びMnの合計が40重量%以下である必
要がある。これらの元素とSi及びMnとの合計が40
重量%を超えると合金の塑性加工性が著しく劣化するた
めである。
ガスアトマイズ法により金属溶湯を急速冷却して、下記
第1表に示す各組成の合金粉末を夫々製造した。100
メツシユ以下の合金粉末を篩分けした後、各々について
450Cにて押出比2oで粉末押出を行ない本発明の6
種のA4A4−8i−系焼結合金を製造した。
第1表に示す各組成の合金粉末を夫々製造した。100
メツシユ以下の合金粉末を篩分けした後、各々について
450Cにて押出比2oで粉末押出を行ない本発明の6
種のA4A4−8i−系焼結合金を製造した。
尚、比較例として第1表黒7〜9に示す従来の3種のA
l−Si−Fe系焼結合金を準備した。
l−Si−Fe系焼結合金を準備した。
I AI−1Al−17Si−3,5Cu−IMg
−1,5M。
−1,5M。
2 AI−2051−8Mn−3,50u−IMg
−IW3 AI−2051−5Mn−3,50u−
1Mg4 A4−2A4−20Si−5,5Cu−
IMg−2Zr5 Al−2Al−20Si−5,
5Cu−IMg−2W6 Al−2Al−25Si
−5,50u−IMg−IOr7 AI−17
Si−5Fe 8 AI−20Si−5Fe 9 Al−20Si−8Fe (註)試料屋7〜9は比較例である。
−IW3 AI−2051−5Mn−3,50u−
1Mg4 A4−2A4−20Si−5,5Cu−
IMg−2Zr5 Al−2Al−20Si−5,
5Cu−IMg−2W6 Al−2Al−25Si
−5,50u−IMg−IOr7 AI−17
Si−5Fe 8 AI−20Si−5Fe 9 Al−20Si−8Fe (註)試料屋7〜9は比較例である。
得られた各AlAl−5i−系焼結合金を夫々引張試験
用及び衝撃試験用のテストピースに加工し、これを47
0Cで2時間加熱後水中で急冷し、更に175Cで10
時間の時効処理を行なった。その後、各テストピースに
ついて引張試験及び5kgシャルピー衝撃試験を実施し
た。比較例のAl−8i−Fe系焼結合金のテストピー
スについても引張試験及びシャルピー衝撃試験を行ない
、これらの試験結果を下記第2表に併せて示した。
用及び衝撃試験用のテストピースに加工し、これを47
0Cで2時間加熱後水中で急冷し、更に175Cで10
時間の時効処理を行なった。その後、各テストピースに
ついて引張試験及び5kgシャルピー衝撃試験を実施し
た。比較例のAl−8i−Fe系焼結合金のテストピー
スについても引張試験及びシャルピー衝撃試験を行ない
、これらの試験結果を下記第2表に併せて示した。
1 49 1.1
2 46 0.68
3 46 0.84
4 48 0.92
5 52 0.98
6 48 0.72
7 46 0.38
8 45 0.32
9 43 0.2)
(註)試料屋7〜9は比較例である。
上記の結、果から判るように、本発明のAlAl−5i
−系焼結合金は従来のAl−Si−Fe系焼結合金と比
較して同等又はそれ以上の強度を有し、しかも約二倍以
上の靭性を具えている。
−系焼結合金は従来のAl−Si−Fe系焼結合金と比
較して同等又はそれ以上の強度を有し、しかも約二倍以
上の靭性を具えている。
本発明によれば、高強度であって且つ優れた靭性を有す
る耐摩耗性AlAl−Si−系焼結合金を提供できる。
る耐摩耗性AlAl−Si−系焼結合金を提供できる。
従って、従来のAl−Si−Fe系焼結合金では構成で
きなかった大きな衝撃力が加わるような部材にも軽量な
アルミニウム合金の適用が可能となった。
きなかった大きな衝撃力が加わるような部材にも軽量な
アルミニウム合金の適用が可能となった。
手続補正書(自発)
昭和62年10月16日
昭和62 年 特 許 II第第01378彎3、 補
正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市東区北浜5丁目15番地氏 名(名称
)(2 1 3)住友電気工業株式会社4、代理人 住 所 東京都新宿区新宿1丁目12−156、 補
正により増加する発明の数 (1)明細書の第7頁、第1行〜第14行を下記の通り
に変更する。
正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市東区北浜5丁目15番地氏 名(名称
)(2 1 3)住友電気工業株式会社4、代理人 住 所 東京都新宿区新宿1丁目12−156、 補
正により増加する発明の数 (1)明細書の第7頁、第1行〜第14行を下記の通り
に変更する。
「尚、比較例として第1表屋7〜12に示す従来の6種
のA4−Si−Fe系焼結合金を準備した。
のA4−Si−Fe系焼結合金を準備した。
第 1 表
I A4−1A4−17Si−3,5(!u−IMg
−1.5M。
−1.5M。
2 Al−2Al−20Si−8,5Cu−IMg−
IW3 Al−2Al−20Si−5,5C!u−I
Mg、 4 A)−20Si−5Mn−3,50u−
IMg−2Zr5 Al−2Al−20Si−5,5
Cu−IMg−2W5 A4−2A4−25Si−5
,50u−IMg−IOr7 Al−17Si−5F
e 8 A4−20Si−5Fe 9 A4−20Si−8Fe 10 A4−17Si−3Fe−3,5C!u−IM
gll Al−20Si−5Fe−3,50u−1M
g12 A4−26Si−8Fe−3,50u−IM
g(註)試料罵7〜12は比較例である。 」(2
)明細書の第8頁、第4行〜第15行を下記の通り変更
する。
IW3 Al−2Al−20Si−5,5C!u−I
Mg、 4 A)−20Si−5Mn−3,50u−
IMg−2Zr5 Al−2Al−20Si−5,5
Cu−IMg−2W5 A4−2A4−25Si−5
,50u−IMg−IOr7 Al−17Si−5F
e 8 A4−20Si−5Fe 9 A4−20Si−8Fe 10 A4−17Si−3Fe−3,5C!u−IM
gll Al−20Si−5Fe−3,50u−1M
g12 A4−26Si−8Fe−3,50u−IM
g(註)試料罵7〜12は比較例である。 」(2
)明細書の第8頁、第4行〜第15行を下記の通り変更
する。
[第 2 表
1 49 1.1
2 46 0.68
3 46 0.84
4 48 0.92
5 、52 0.98
6 48 0.72
7 46 0.38
8 45 0.32
9 43 0.2)
1O510,27
11490,25
12530,18
Claims (2)
- (1) 12〜30重量%のSiと、2〜15重量%の
Mn(但し、SiとMnの合計は40重量%を超えない
)と、0.5〜8重量%のCuと、0.1〜3重量%の
Mgと、残部のAlとからなる耐摩耗性Al−Si−M
n系焼結合金。 - (2) 12〜30重量%のSiと、2〜15重量%の
Mnと、各元素当り4重量%以下のW、Cr、Co、Z
r、Mo、V、Ti、Li、Ce及びHfからなる群か
ら選ばれた少なくとも一種の元素(但し、これらの元素
とSi及びMnとの合計は40重量%を超えない)と、
0.5〜8重量%のCuと、0.1〜3重量%のMgと
、残部のAlとからなる耐摩耗性Al−Si−Mn系焼
結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62013783A JP2542603B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 耐摩耗性Al−Si−Mn系焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62013783A JP2542603B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 耐摩耗性Al−Si−Mn系焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63183148A true JPS63183148A (ja) | 1988-07-28 |
| JP2542603B2 JP2542603B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=11842846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62013783A Expired - Fee Related JP2542603B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 耐摩耗性Al−Si−Mn系焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542603B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387272A (en) * | 1991-04-12 | 1995-02-07 | Hitachi, Ltd. | Highly ductile sintered aluminum alloy, method for production thereof and use thereof |
| CN102876935A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-16 | 无锡宏昌五金制造有限公司 | 耐磨铝合金 |
| CN102876936A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-16 | 无锡宏昌五金制造有限公司 | 耐蚀铝合金 |
| CN103882268A (zh) * | 2014-02-25 | 2014-06-25 | 安徽祈艾特电子科技有限公司 | 一种三角阀用铝合金材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913041A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-23 | Showa Denko Kk | 耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成形体およびその製造方法 |
| JPS627827A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Riken Corp | ボ−ル弁 |
| JPS62224602A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-02 | Showa Denko Kk | アルミニウム合金焼結鍛造品の製造方法 |
| JPS62287026A (ja) * | 1986-06-04 | 1987-12-12 | Showa Denko Kk | アルミニウム合金焼結鍛造品の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP62013783A patent/JP2542603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5913041A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-23 | Showa Denko Kk | 耐熱耐摩耗性高力アルミニウム合金粉末成形体およびその製造方法 |
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| CN103882268A (zh) * | 2014-02-25 | 2014-06-25 | 安徽祈艾特电子科技有限公司 | 一种三角阀用铝合金材料及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2542603B2 (ja) | 1996-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |