JPS63183159A - 快削耐摩耗性アルミニウム合金展伸材の製造方法 - Google Patents
快削耐摩耗性アルミニウム合金展伸材の製造方法Info
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- JPS63183159A JPS63183159A JP1220287A JP1220287A JPS63183159A JP S63183159 A JPS63183159 A JP S63183159A JP 1220287 A JP1220287 A JP 1220287A JP 1220287 A JP1220287 A JP 1220287A JP S63183159 A JPS63183159 A JP S63183159A
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Landscapes
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は耐摩耗性を有し、かつ切削加工性の優れたアル
ミニウム合金展伸材の製造方法に関するものである。
ミニウム合金展伸材の製造方法に関するものである。
従来よりVTR用部品には軽量化のために種々のへ1合
金が使用されており、特にシリンダーなどのテープ摺動
部部品には耐摩耗性を有するA、e−s;系合金が用い
られている。ところでVTR機器の最近の進歩により、
従来の機種に加えて、新たに8馴ムービータイプなどの
ような軽量小型高性能化への移行が検討されているため
、このような用途におけるAJt合金材料の特性の向上
が求められており、最終形状を切削加工によって得るよ
うな上記部品等についてはAl合金材料として耐摩耗性
とともに良好な切削加工性が重要視されるようになって
きている。
金が使用されており、特にシリンダーなどのテープ摺動
部部品には耐摩耗性を有するA、e−s;系合金が用い
られている。ところでVTR機器の最近の進歩により、
従来の機種に加えて、新たに8馴ムービータイプなどの
ような軽量小型高性能化への移行が検討されているため
、このような用途におけるAJt合金材料の特性の向上
が求められており、最終形状を切削加工によって得るよ
うな上記部品等についてはAl合金材料として耐摩耗性
とともに良好な切削加工性が重要視されるようになって
きている。
(発明が解決しようとする問題点)
上記Al−3i系合金としてはJIS 4032(S
i 11.0〜13.5%、 Cu0.50〜1.3%
、Mg0.8〜1.3%、Nio、5〜1.3%、残部
Ai)が代表的合金として用いられるが、該合金は耐摩
耗性が比較的良好であるものの切削加工性、特に切粉処
理性で劣っている。即ち切粉が微細化せずリボン状又は
つる巻状となり脱落し難いため加工材と切削工具との間
に溜り、加工材に傷をつける等仕上り面の面粗度を著し
く悪化させるという問題が生じる。
i 11.0〜13.5%、 Cu0.50〜1.3%
、Mg0.8〜1.3%、Nio、5〜1.3%、残部
Ai)が代表的合金として用いられるが、該合金は耐摩
耗性が比較的良好であるものの切削加工性、特に切粉処
理性で劣っている。即ち切粉が微細化せずリボン状又は
つる巻状となり脱落し難いため加工材と切削工具との間
に溜り、加工材に傷をつける等仕上り面の面粗度を著し
く悪化させるという問題が生じる。
上記Al合金の切削加工性を向上させるため、従来Aj
!−3i系合金をベースとしてPb。
!−3i系合金をベースとしてPb。
3n、3iなどの低融点金属を添加する方法が知られて
いる。これはA、f2合金中に固溶せずに球状に分散し
ている低融点金属が加工時に加工材に加わる加工応力及
び加工材と切削工具間に発生する加工熱のため容易に軟
化して破断する。
いる。これはA、f2合金中に固溶せずに球状に分散し
ている低融点金属が加工時に加工材に加わる加工応力及
び加工材と切削工具間に発生する加工熱のため容易に軟
化して破断する。
従って切粉は連続せずに分断され微細化するので脱落し
易くなり加工材を傷つけることがないからである。しか
し低融点金属はそれ自体が腐食し易く、また切削面に露
出した低融点金属粒子のため切削面に微小な凹凸が残る
。このため低融点金属を添加したAl合金は他の合金組
成が同一で低融点金属を添加しないAl合金に比較して
、耐食性及び切削表面の面粗度が劣るという問題が新た
に発生する。
易くなり加工材を傷つけることがないからである。しか
し低融点金属はそれ自体が腐食し易く、また切削面に露
出した低融点金属粒子のため切削面に微小な凹凸が残る
。このため低融点金属を添加したAl合金は他の合金組
成が同一で低融点金属を添加しないAl合金に比較して
、耐食性及び切削表面の面粗度が劣るという問題が新た
に発生する。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、耐食性及び切削表
面の面粗度の劣化をもたらすPb。
面の面粗度の劣化をもたらすPb。
Sn、Biなど低融点金属の快削成分を添加することな
しに切削加工性を改善した耐摩耗性アルミニウム合金展
伸材の製造方法を開発したものである。
しに切削加工性を改善した耐摩耗性アルミニウム合金展
伸材の製造方法を開発したものである。
即ち本発明製造法の一つはSi6〜14wt%。
F e0.1〜1.0wt%、 Cuo、i 〜3.0
wt%。
wt%。
M n0.05〜0.2 wt%、 Mgo、2〜1.
5 wt%。
5 wt%。
Cro、05〜0.5 wt%、 N ! 0.05〜
1.OWi%を含み、残部Alと通常の不純物からなる
アルミニウム合金鋳塊を450〜520℃の温度で4時
間以上の均熱処理を施した後、300〜500℃の温度
で押出加工を施し、その後470〜525℃の温度で溶
体化処理を施し、しかる後加工率3〜30%の冷間引恢
きを施すことを特徴とするものである。
1.OWi%を含み、残部Alと通常の不純物からなる
アルミニウム合金鋳塊を450〜520℃の温度で4時
間以上の均熱処理を施した後、300〜500℃の温度
で押出加工を施し、その後470〜525℃の温度で溶
体化処理を施し、しかる後加工率3〜30%の冷間引恢
きを施すことを特徴とするものである。
また本発明製造法の他の一つはSi6〜14wt%、
F eo、1〜1.0wt%、 Cu0.1〜3.0w
t%、 Mn0.05〜0.2 wt%、 Mg0.2
〜1.5wt%、 Cro、05〜0.5 wt%、
N i 0.05〜1.0wt%を含み、残部Alと通
常の不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を450〜5
20℃の温度で4時間以上の均熱処理を施した後、30
0〜500℃の温度で押出加工を施し、その後470〜
525℃の温度で溶体化処理を施し、しかる後加工率3
〜30%の冷間引抜きを施してから150〜200℃の
温度で6〜12時間の人工時効処理を施すことを特徴と
するものである。
F eo、1〜1.0wt%、 Cu0.1〜3.0w
t%、 Mn0.05〜0.2 wt%、 Mg0.2
〜1.5wt%、 Cro、05〜0.5 wt%、
N i 0.05〜1.0wt%を含み、残部Alと通
常の不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を450〜5
20℃の温度で4時間以上の均熱処理を施した後、30
0〜500℃の温度で押出加工を施し、その後470〜
525℃の温度で溶体化処理を施し、しかる後加工率3
〜30%の冷間引抜きを施してから150〜200℃の
温度で6〜12時間の人工時効処理を施すことを特徴と
するものである。
本発明においてアルミニウム合金組成を上記の如く限定
したのは次の理由による。本発明では3iとl’V1g
を共存させることによりMgz3i化合物を形成し、強
度を大きくすると共にMgzSi化合物の形成に必要な
Sitよりも過剰に3iを添加して共晶3iを形成させ
耐摩耗性を向上させたもので、Si含有量を6〜14w
t%(以下単に%と略記)と限定したのは6%未満では
耐摩耗性が不足し、14%を超えると冷間加工性と切削
を低下させるためである。Feの添加は耐摩耗性を向上
させるためであ゛す、Feの含有量を0.1〜1.0%
と限定したのは0.1%未満では上記効果が認められず
、1.0%を超えると耐食性を低下させるためである。
したのは次の理由による。本発明では3iとl’V1g
を共存させることによりMgz3i化合物を形成し、強
度を大きくすると共にMgzSi化合物の形成に必要な
Sitよりも過剰に3iを添加して共晶3iを形成させ
耐摩耗性を向上させたもので、Si含有量を6〜14w
t%(以下単に%と略記)と限定したのは6%未満では
耐摩耗性が不足し、14%を超えると冷間加工性と切削
を低下させるためである。Feの添加は耐摩耗性を向上
させるためであ゛す、Feの含有量を0.1〜1.0%
と限定したのは0.1%未満では上記効果が認められず
、1.0%を超えると耐食性を低下させるためである。
Cuの添加は基地の強度を高める効果がおり、共晶3i
による耐摩耗性改善の補助的役割を果すもので、CUの
含有量を1.0〜3.0%と限定したのは1.0%未満
では上記効果が十分に得られず、3.0%を超えると冷
間加工性を低下させるためである。Mn及びCrの添加
は耐摩耗性を改善するためでありMnの含有量を0.0
5〜0.2%及びCrの含有量を0.05〜0.5%と
限定したのはそれぞれ0.05%未満では上記効果が不
十分であり、Mnが0.2%あるいはCrが0.5%を
超えると熱間及び冷間加工性を悪化させるためである。
による耐摩耗性改善の補助的役割を果すもので、CUの
含有量を1.0〜3.0%と限定したのは1.0%未満
では上記効果が十分に得られず、3.0%を超えると冷
間加工性を低下させるためである。Mn及びCrの添加
は耐摩耗性を改善するためでありMnの含有量を0.0
5〜0.2%及びCrの含有量を0.05〜0.5%と
限定したのはそれぞれ0.05%未満では上記効果が不
十分であり、Mnが0.2%あるいはCrが0.5%を
超えると熱間及び冷間加工性を悪化させるためである。
Mgの添加は上記のように3iとMgz S i化合物
を形成して強度を高めるためであり、1.5%を超える
と冷間加工性を低下させるためである。Niの添加は温
度上昇時において耐摩耗性を維持させるためであり、N
iの含有量を0.05〜1.0%と限定したのは0.0
5%未満では上記効果が小さく、1.0%を超えると上
記効果は飽和してしまうからである。
を形成して強度を高めるためであり、1.5%を超える
と冷間加工性を低下させるためである。Niの添加は温
度上昇時において耐摩耗性を維持させるためであり、N
iの含有量を0.05〜1.0%と限定したのは0.0
5%未満では上記効果が小さく、1.0%を超えると上
記効果は飽和してしまうからである。
次に上記Al合金鋳塊を均熱処理するのは一般の押出用
ビレットと同様に鋳塊のミクロ偏析を均一化し、かつ熱
歪を除去して押出性を改善し、さらに共晶Siを球状化
して耐摩耗性及び切削加工性を向上させるためである。
ビレットと同様に鋳塊のミクロ偏析を均一化し、かつ熱
歪を除去して押出性を改善し、さらに共晶Siを球状化
して耐摩耗性及び切削加工性を向上させるためである。
しかして該均熱温度を450〜520℃と限定したのは
450℃未満の温度では上記効果が不十分であり、52
0℃を超える温度ではAl合金鋳塊の局部溶 。
450℃未満の温度では上記効果が不十分であり、52
0℃を超える温度ではAl合金鋳塊の局部溶 。
融を生じるためである。ざらに均熱処理時間を4時間以
上としたのは、4時間未満では共晶3iの球状化が不十
分なためである。なお4時間以上できるだけ長時間均熱
処理をするのが切削加工性と耐摩耗性の向上には望まし
い。均熱処理後の鋳塊を300〜500℃の温度で押出
加工するのは、300℃未満の温度では本発明による上
記成分のAl合金鋳塊の押出性が極めて悪く、500℃
を超える温度では押出しによりAl合金の局部溶融を引
き起し押出材表面を悪化させるからである。その後、押
出し材に施す溶体化処理の温度を470〜525℃と限
定したのは470℃未満の温度では溶体化が不十分であ
り、525℃を超える温度ではAl合金の局部溶融を引
き起すためである。溶体化処理後の冷間引抜きはAl合
金内部に加工歪を蓄積させるためであり、該加工歪の一
部はAl合金にすべり線を形成するが他の大部分は非塑
性の共晶3i粒子の周辺に微小なボイドを多数形成させ
る。従ってこの引抜き材を切削加工する場合にはこうし
たボイドの存在によって切粉が該ボイドで分断され、切
粉は微細となり切削加工性、特に切粉処理性が向上する
ことになる。この場合冷間引抜きの加工率を3〜30%
に限定したのは、3%未満の加工率では微小ボイドを形
成するには歪量が不十分で切粉の微細化効果が得られな
いからであり、30%を超える加工率では冷間引抜時に
材料の破断が発生してしまい製造不可能となるからであ
る。
上としたのは、4時間未満では共晶3iの球状化が不十
分なためである。なお4時間以上できるだけ長時間均熱
処理をするのが切削加工性と耐摩耗性の向上には望まし
い。均熱処理後の鋳塊を300〜500℃の温度で押出
加工するのは、300℃未満の温度では本発明による上
記成分のAl合金鋳塊の押出性が極めて悪く、500℃
を超える温度では押出しによりAl合金の局部溶融を引
き起し押出材表面を悪化させるからである。その後、押
出し材に施す溶体化処理の温度を470〜525℃と限
定したのは470℃未満の温度では溶体化が不十分であ
り、525℃を超える温度ではAl合金の局部溶融を引
き起すためである。溶体化処理後の冷間引抜きはAl合
金内部に加工歪を蓄積させるためであり、該加工歪の一
部はAl合金にすべり線を形成するが他の大部分は非塑
性の共晶3i粒子の周辺に微小なボイドを多数形成させ
る。従ってこの引抜き材を切削加工する場合にはこうし
たボイドの存在によって切粉が該ボイドで分断され、切
粉は微細となり切削加工性、特に切粉処理性が向上する
ことになる。この場合冷間引抜きの加工率を3〜30%
に限定したのは、3%未満の加工率では微小ボイドを形
成するには歪量が不十分で切粉の微細化効果が得られな
いからであり、30%を超える加工率では冷間引抜時に
材料の破断が発生してしまい製造不可能となるからであ
る。
次に冷間引抜き後に、人工時効処理を行なうのは材料の
硬さく機械的性質)を増大させることにより耐摩耗性を
向上させるためであり人工時効を150〜200℃の温
度範囲で6〜12時間に限定したのは150℃未満の温
度で6時間未満の処理では時効がほとんど進行しないた
めに効果−がなく、200℃を超える温度で12時間を
超える処理では逆に過時効のために耐摩耗性が低下して
しまうからである。尚上記Al合金は良好な耐摩耗性及
び切削加工性を得るため通常用いられるように鋳造時に
Na、3b、3rなどを微量添加して共晶3iを微細化
させることは有効である。
硬さく機械的性質)を増大させることにより耐摩耗性を
向上させるためであり人工時効を150〜200℃の温
度範囲で6〜12時間に限定したのは150℃未満の温
度で6時間未満の処理では時効がほとんど進行しないた
めに効果−がなく、200℃を超える温度で12時間を
超える処理では逆に過時効のために耐摩耗性が低下して
しまうからである。尚上記Al合金は良好な耐摩耗性及
び切削加工性を得るため通常用いられるように鋳造時に
Na、3b、3rなどを微量添加して共晶3iを微細化
させることは有効である。
次に本発明の実施例を詳細に説明する。
第1表に示す9種類の組成のAl合金を常法に従って溶
解、鋳造し得られた鋳塊を第2表に示す処理を施した後
冷間引抜棒を作成し、これを供試材として切削加工性、
切削面粗度、耐摩耗性及び耐食性について、それぞれ次
のような評価試験を実施し、得られた結果を従来の溶体
化処理後に人工時効処理を施したT6処理材と比較して
第2表に示す。
解、鋳造し得られた鋳塊を第2表に示す処理を施した後
冷間引抜棒を作成し、これを供試材として切削加工性、
切削面粗度、耐摩耗性及び耐食性について、それぞれ次
のような評価試験を実施し、得られた結果を従来の溶体
化処理後に人工時効処理を施したT6処理材と比較して
第2表に示す。
切削加工性は超硬バイトにより切削速度300m/mi
n、切込み量0.2m及び送り速度0.025〜0.1
1M1/revの切削条件にて、切削油を使用せずに切
削した場合の切粉100個当りの重量で評価した。切削
面粗度はダイヤモンドバイトで鏡面仕上げした面につい
て最大表面粗ざRmaxで評価した。耐摩耗性は鏡面仕
上げした試験材を用い、VTR用磁気テープによる走行
テスト1000時間の重量変化で評価した。また耐食性
は塩水噴霧試験500時間における重量変化で評価した
。
n、切込み量0.2m及び送り速度0.025〜0.1
1M1/revの切削条件にて、切削油を使用せずに切
削した場合の切粉100個当りの重量で評価した。切削
面粗度はダイヤモンドバイトで鏡面仕上げした面につい
て最大表面粗ざRmaxで評価した。耐摩耗性は鏡面仕
上げした試験材を用い、VTR用磁気テープによる走行
テスト1000時間の重量変化で評価した。また耐食性
は塩水噴霧試験500時間における重量変化で評価した
。
それぞれの試験項目についての結果及びそれらの総合評
価については次のように3種類にランク分けして第2表
に併記する。
価については次のように3種類にランク分けして第2表
に併記する。
◎:すべでの試験項目について良好なもの。
Δ:いずれかの試験項目が劣っているもの。
X:1又は複数の試験項目が著しく劣っているもの。
第1表及び第2表から明らかなように本発明法による冷
間引抜棒(Nα1〜Nα7)はすべての試験項目につい
て優れた値を示していることが判る。−六本発明による
合金を従来法であるT6処理を施した比較材(Nα8.
Nα9)は切削加工において切粉処理性が劣っている。
間引抜棒(Nα1〜Nα7)はすべての試験項目につい
て優れた値を示していることが判る。−六本発明による
合金を従来法であるT6処理を施した比較材(Nα8.
Nα9)は切削加工において切粉処理性が劣っている。
また比較合金としてAi中に固溶しない低融点金属を基
地中に分散させた比較材(Nα10. Nα11)は切
削面粗度及び耐食性が著しく劣っており、従来合金(J
IS 221B相当組成及びJIS 4032相当組成
)を従来法で処理した従来材(Nα12.Nα13)は
切削加工性、耐食性及び耐摩耗性について大きく劣って
いることが判る。
地中に分散させた比較材(Nα10. Nα11)は切
削面粗度及び耐食性が著しく劣っており、従来合金(J
IS 221B相当組成及びJIS 4032相当組成
)を従来法で処理した従来材(Nα12.Nα13)は
切削加工性、耐食性及び耐摩耗性について大きく劣って
いることが判る。
(発明の効果〕
このように本発明によれば良好な切削面粗度と耐食性を
有し、さらに切削切粉処理性を向上させ、切削加工性に
優れた耐摩耗性アルミニウム合金を提供することができ
、切削加工のみによって最終形状を得るような部品及び
製品などに対し広く適用できうる等工業上顕著な効果を
奏するものである。
有し、さらに切削切粉処理性を向上させ、切削加工性に
優れた耐摩耗性アルミニウム合金を提供することができ
、切削加工のみによって最終形状を得るような部品及び
製品などに対し広く適用できうる等工業上顕著な効果を
奏するものである。
Claims (2)
- (1)Si6〜14wt%、Fe0.1〜1.0wt%
、Cu1.0〜3.0wt%、Mn0.05〜0.2w
t%、Mg0.2〜1.5wt%、Cr0.05〜0.
5wt%、Ni0.05〜1.0wt%を含み、残部A
lと通常の不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を45
0〜520℃の温度で4時間以上の均熱処理を施した後
、300〜500℃の温度で押出加工を施し、その後4
70〜525℃の温度で溶体化処理を施し、しかる後加
工率3〜30%の冷間引抜きを施すことを特徴とする快
削耐摩耗性アルミニウム合金展伸材の製造方法。 - (2)Si6〜14wt%、Fe0.1〜1.0wt%
、Cu1.0〜3.0wt%、Mn0.05〜0.2w
t%、Mg0.2〜1.5wt%、Cr0.05〜0.
5wt%、Ni0.05〜1.0wt%を含み、残部A
lと通常の不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を45
0〜520℃の温度で4時間以上の均熱処理を施した後
、300〜500℃の温度で押出加工を施し、その後4
70〜525℃の温度で溶体化処理を施し、しかる後加
工率3〜30%の冷間引抜きを施してから150〜20
0℃の温度で6〜12時間の人工時効処理を施すことを
特徴とする快削耐摩耗性アルミニウム合金展伸材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1220287A JPS63183159A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 快削耐摩耗性アルミニウム合金展伸材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1220287A JPS63183159A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 快削耐摩耗性アルミニウム合金展伸材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63183159A true JPS63183159A (ja) | 1988-07-28 |
| JPS6410587B2 JPS6410587B2 (ja) | 1989-02-22 |
Family
ID=11798813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1220287A Granted JPS63183159A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 快削耐摩耗性アルミニウム合金展伸材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63183159A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0465874U (ja) * | 1990-10-16 | 1992-06-09 |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP1220287A patent/JPS63183159A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6410587B2 (ja) | 1989-02-22 |
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