JPS63203742A - Ｄａｔのドラム用アルミニウム合金 - Google Patents
Ｄａｔのドラム用アルミニウム合金Info
- Publication number
- JPS63203742A JPS63203742A JP3442187A JP3442187A JPS63203742A JP S63203742 A JPS63203742 A JP S63203742A JP 3442187 A JP3442187 A JP 3442187A JP 3442187 A JP3442187 A JP 3442187A JP S63203742 A JPS63203742 A JP S63203742A
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- Japan
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- drum
- alloy
- friction
- machinability
- particles
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- Pending
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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ＤＡＴ （ディジタル オーディオテープレコ
ーダー）のドラムに用いられる高度なｒＩ４摩耗性、摩
擦特性とすぐれた切削性および鍛造性を有するアルミニ
ウム合金に関する。
ーダー）のドラムに用いられる高度なｒＩ４摩耗性、摩
擦特性とすぐれた切削性および鍛造性を有するアルミニ
ウム合金に関する。
［従来の技術］
ＤＡＴにおいては磁気テープがドラムの周囲を回転、走
行し、記録、再生が行われる。したがって、そのドラム
材料には次のような特性が要求される。
行し、記録、再生が行われる。したがって、そのドラム
材料には次のような特性が要求される。
（ａ）非磁性・・・磁気テープが接触するので非磁性で
あることが必要である。
あることが必要である。
（ｂ）導電性・・・帯電を防止するために導電性が必要
である。
である。
（Ｃ）軽但・・・高速回転するため軽伍であることが必
要である。
要である。
（ｄ）耐摩耗性・・・ドラムが摩耗すると正確な記録再
生ができないので耐摩耗性が必要で ある。特にＤＡＴではメタルテープや 蒸着テープが使われるので、高度の耐 摩耗性が必要である。
生ができないので耐摩耗性が必要で ある。特にＤＡＴではメタルテープや 蒸着テープが使われるので、高度の耐 摩耗性が必要である。
（ｅ）摩擦係数が小さく、安定していること・・・テー
プとの摩擦係数が大きいと、テープ にかかる張力が大きくなり、正確な記 録再生ができない。したがって、摩擦 係数は小さく安定していなければなら ない。特にＤＡＴの場合、メタルテー プヤ蒸着テープが使われ、これらのテ ープの場合、酸化鉄テープと比較して、摩擦係数が大き
く、また走行時間とと もに、摩擦係数が増大しやすいので、 ドラム材料には高度な摩擦特性が要求 される。
プとの摩擦係数が大きいと、テープ にかかる張力が大きくなり、正確な記 録再生ができない。したがって、摩擦 係数は小さく安定していなければなら ない。特にＤＡＴの場合、メタルテー プヤ蒸着テープが使われ、これらのテ ープの場合、酸化鉄テープと比較して、摩擦係数が大き
く、また走行時間とと もに、摩擦係数が増大しやすいので、 ドラム材料には高度な摩擦特性が要求 される。
Ｃｆ）切削性・・・ドラムを高精度に仕上げるため、切
削性がよく、仕上げ面粗度が小さく なければならない。
削性がよく、仕上げ面粗度が小さく なければならない。
（（Ｊ） １１１造性・・・冷間鍛造により成形するこ
とがあり、その場合には鍛造性が要求される。
とがあり、その場合には鍛造性が要求される。
従来、これらの諸要求に応えるべく、各種アルミニウム
合金（２２１Ｂ、４０３２、Ａ ３９０等）の適用テス
トが行われている。
合金（２２１Ｂ、４０３２、Ａ ３９０等）の適用テス
トが行われている。
［発明が解決しようとする問題点］
上記従来の材料で、前述のすべての特性を満足する材料
はない。特に耐摩耗性、摩擦係数の安定性、切削性の３
特性を同時に満たす材料はない。すなわち、２２１８合
金の場合、切削性は良好でおるが、耐摩耗性が劣り、ま
た摩擦係数もやや大きい。Ｓｉを約１２％添加した４０
３２合金の場合、耐摩耗性はかなり向上し、摩擦係数、
切削性は良好であるものの、やはりＤＡＴ用材料として
は十分でない。Ｓｌを約１７％添加したＡ ３９０合金
の場合、耐摩耗性は良好となるが、Ｓｉ粒子が粗大であ
るため切削バイトのチッピングや摩耗が発生したり、仕
上げ面粗度が粗くなるなど、切削性が悪く、また摩擦係
数も大きく不安定となる。
はない。特に耐摩耗性、摩擦係数の安定性、切削性の３
特性を同時に満たす材料はない。すなわち、２２１８合
金の場合、切削性は良好でおるが、耐摩耗性が劣り、ま
た摩擦係数もやや大きい。Ｓｉを約１２％添加した４０
３２合金の場合、耐摩耗性はかなり向上し、摩擦係数、
切削性は良好であるものの、やはりＤＡＴ用材料として
は十分でない。Ｓｌを約１７％添加したＡ ３９０合金
の場合、耐摩耗性は良好となるが、Ｓｉ粒子が粗大であ
るため切削バイトのチッピングや摩耗が発生したり、仕
上げ面粗度が粗くなるなど、切削性が悪く、また摩擦係
数も大きく不安定となる。
本発明は前述の特性を満足するＤＡＴのドラムに好適な
材料を提供するものでおる。
材料を提供するものでおる。
［問題点を解決するための手段］
本発明は重信基準でＳｉ：１４〜２５％、Ｃｕ：０．５
〜５．０％、Ｍｇ：０．３〜３．０％を含み、あるいは
さらに３ｎ ： ０．２〜２．０％、Ｐｂ：０．２〜
２．０％および［Ｓｉ：０．２〜２．０％のうちの一種
以上を含み、残り不可避不純物とＡｌよりなる合金であ
って、Ｓｉ粒子の平均粒径が０．３〜３．５μｍ１平均
粒子間距離が１０μｍ以下であることを特徴とするＤＡ
Ｔのドラム用アルミニウム合金である。
〜５．０％、Ｍｇ：０．３〜３．０％を含み、あるいは
さらに３ｎ ： ０．２〜２．０％、Ｐｂ：０．２〜
２．０％および［Ｓｉ：０．２〜２．０％のうちの一種
以上を含み、残り不可避不純物とＡｌよりなる合金であ
って、Ｓｉ粒子の平均粒径が０．３〜３．５μｍ１平均
粒子間距離が１０μｍ以下であることを特徴とするＤＡ
Ｔのドラム用アルミニウム合金である。
上記組成中各成分の添加理由は下記のとおりである。
Ｓｉ：耐摩耗性を向上させる。この耐摩耗性は後述する
ようにＳｉ粒子径が適切な大ぎさの場合に発揮される。
ようにＳｉ粒子径が適切な大ぎさの場合に発揮される。
また、Ｓｉは摩擦係数を下げる効果も有する。Ｓｉ最が
１４％未満では耐摩耗性が不足する。一方５ｉｆｆｌが
２５％を越えると、８１粒子が大きくなりやすく、この
ため摩擦係数が大きくなり、また、不安定（走行時間と
ともに摩擦係数が増大する）になる。さらに冷間鍛造性
が不良になる。
１４％未満では耐摩耗性が不足する。一方５ｉｆｆｌが
２５％を越えると、８１粒子が大きくなりやすく、この
ため摩擦係数が大きくなり、また、不安定（走行時間と
ともに摩擦係数が増大する）になる。さらに冷間鍛造性
が不良になる。
Ｃｕ：ＣｕはＭＣＩと共存して時効硬化性を付与し、硬
度、耐摩耗性を向上させる。下限未満ではこの効果が十
分でなく、上限を越えると加工性や延性が低下する。
度、耐摩耗性を向上させる。下限未満ではこの効果が十
分でなく、上限を越えると加工性や延性が低下する。
Ｍｇ：Ｃｕと共存して時効硬化性を付与し、硬度、耐摩
耗性を向上させる。下限未満ではこの効果が十分でなく
、上限を越えると加工性や延性が低下する。
耗性を向上させる。下限未満ではこの効果が十分でなく
、上限を越えると加工性や延性が低下する。
３ｎ、Ｐｂ、Ｂ ｉ ：切削性（切屑処理性）を向上さ
せ、精密加工に適するようにする。下限未満では効果が
十分でなく、上限を越えると鍛造性や延性が低下する。
せ、精密加工に適するようにする。下限未満では効果が
十分でなく、上限を越えると鍛造性や延性が低下する。
父、Ｓｉ粒子の平均粒径や粒子間距離の限定については
下記のとありである。
下記のとありである。
Ｓｉ粒子の平均粒径：０．３μｍ未満では耐摩耗性が劣
る。３．５μｍを越えると摩擦係数が大きくなり、また
、走行時間とともに摩１察係数が増大するようになる。
る。３．５μｍを越えると摩擦係数が大きくなり、また
、走行時間とともに摩１察係数が増大するようになる。
Ｓｉ粒子の平均粒子間距離＝１０μｍを越えると切削後
の面粗度が粗く、不均一になり、テ−プとの摩擦係数が
大きくなる。
の面粗度が粗く、不均一になり、テ−プとの摩擦係数が
大きくなる。
本発明に従うアルミニウム合金材は、前述の合金組成に
おいて、上記規定されたＳｉ粒子の平均粒径および平均
粒子間距離を与えるために、各種の製造方法に従って製
造することが可能でおるが、一般に以下のような方法で
ＷＡ造することが望ましい。
おいて、上記規定されたＳｉ粒子の平均粒径および平均
粒子間距離を与えるために、各種の製造方法に従って製
造することが可能でおるが、一般に以下のような方法で
ＷＡ造することが望ましい。
すなわち、まず発明合金組成のアルミニウム合金を溶解
後、得られた溶湯を急冷凝固させる。
後、得られた溶湯を急冷凝固させる。
この際の冷却速度は、Ｓｉ粒子の平均粒径を微細にする
ために１０２℃／Ｓ以上とする。一般には冷却速度が１
０２〜ｂ を用いれば、適切な８１粒子の平均粒径および平均粒子
間距離となる。また冷却速度が１０４℃／Ｓを越える粉
末製造方法、例えば単ロール法、双ロール法、スプラッ
トクーリング法などを用いることも可能であるが、この
場合はＳｉ粒子の平均粒径が小さくなりすぎるので、粉
末の成形工程のいずれかく例えば真空脱気工程、ホット
プレス工程、押出工程必るいはＨＩＰ工程〉あるいは熱
処理工程において、３５０〜５５０’Ｃに加熱しＳｉ粒
子を平均０．３μｍ以上に成長させることが必要である
。
ために１０２℃／Ｓ以上とする。一般には冷却速度が１
０２〜ｂ を用いれば、適切な８１粒子の平均粒径および平均粒子
間距離となる。また冷却速度が１０４℃／Ｓを越える粉
末製造方法、例えば単ロール法、双ロール法、スプラッ
トクーリング法などを用いることも可能であるが、この
場合はＳｉ粒子の平均粒径が小さくなりすぎるので、粉
末の成形工程のいずれかく例えば真空脱気工程、ホット
プレス工程、押出工程必るいはＨＩＰ工程〉あるいは熱
処理工程において、３５０〜５５０’Ｃに加熱しＳｉ粒
子を平均０．３μｍ以上に成長させることが必要である
。
このようにして１ｑられた粉末を成形してドラム用アル
ミニウム合金材とする。具体的には（ａ）予備圧縮−容
器封入−加熱真空脱ガスー押出、（ｂ）予備圧縮−容器
封入−加熱真空脱ガスーホットプレス、（Ｃ）予備圧縮
−容器封入−加熱真空脱ガスーホットプレスー容器除去
−押出、（ｄ）予備圧縮−容器封入一加熱真空脱ガス−
ＨＩＰ（高温等方圧圧縮）、（ｅ）予備圧縮−加熱−押
出等の工程により、成形が行われる。更に具体的には前
記（ａ）の工程にあっては、アルミニウム合金粉末を真
密度の６０〜９０％程度まで予備圧縮した後に所定の容
器に封入して３００〜５５０℃、望ましくは３５０〜５
２０℃に加熱し真空排気を行い、脱ガスを行う。脱ガス
時の加熱温度が３００℃未満の場合、脱ガスが不十分と
なり最終製品に膨れが生じたり、ガスに起因する欠陥が
残留し問題となる。加熱温度が５５０℃を越えるとＳｉ
粒子が成長し、粗大になるので避ける必要がある。また
、５２０℃を越えるとＳｉ粒子が成長し粗大化する傾向
を有するので、加熱時間を必まり長時間としない様注意
を要する。
ミニウム合金材とする。具体的には（ａ）予備圧縮−容
器封入−加熱真空脱ガスー押出、（ｂ）予備圧縮−容器
封入−加熱真空脱ガスーホットプレス、（Ｃ）予備圧縮
−容器封入−加熱真空脱ガスーホットプレスー容器除去
−押出、（ｄ）予備圧縮−容器封入一加熱真空脱ガス−
ＨＩＰ（高温等方圧圧縮）、（ｅ）予備圧縮−加熱−押
出等の工程により、成形が行われる。更に具体的には前
記（ａ）の工程にあっては、アルミニウム合金粉末を真
密度の６０〜９０％程度まで予備圧縮した後に所定の容
器に封入して３００〜５５０℃、望ましくは３５０〜５
２０℃に加熱し真空排気を行い、脱ガスを行う。脱ガス
時の加熱温度が３００℃未満の場合、脱ガスが不十分と
なり最終製品に膨れが生じたり、ガスに起因する欠陥が
残留し問題となる。加熱温度が５５０℃を越えるとＳｉ
粒子が成長し、粗大になるので避ける必要がある。また
、５２０℃を越えるとＳｉ粒子が成長し粗大化する傾向
を有するので、加熱時間を必まり長時間としない様注意
を要する。
次に脱ガス処理が施された予備圧検品（ビレット）を３
００〜５２０℃の温度に加熱し、押出を行う。押出温度
が５２０℃を越えるとＳｉ粒子が粗大になりやすく、ま
た５５０℃を越えると押出割れを生じやすいので避けた
方がよい。
００〜５２０℃の温度に加熱し、押出を行う。押出温度
が５２０℃を越えるとＳｉ粒子が粗大になりやすく、ま
た５５０℃を越えると押出割れを生じやすいので避けた
方がよい。
また、前記手法（ｂ）は押出に替えてホットプレスによ
りアルミニウム合金材としたもの、（Ｃ）はホットプレ
スの後容器を切削除去し押出したもの、（ｄ）は押出に
替えてＨ’ Ｉ Ｐ処理によりアルミニウム合金材を得
るもの、更に（ｅ）は予備圧縮後学気中、真空中または
Ｎ ２ 、Ａ ｒ等のガス中で加熱して脱ガスし、その
後押出するものである。
りアルミニウム合金材としたもの、（Ｃ）はホットプレ
スの後容器を切削除去し押出したもの、（ｄ）は押出に
替えてＨ’ Ｉ Ｐ処理によりアルミニウム合金材を得
るもの、更に（ｅ）は予備圧縮後学気中、真空中または
Ｎ ２ 、Ａ ｒ等のガス中で加熱して脱ガスし、その
後押出するものである。
［実施例］
表１のＮｏ、１〜Ｎ ０．１３の合金を溶解し、急冷凝
固粉末を作成した。ここでＮｏ、１２のみ単ロール法（
冷却速度１０５〜１０６℃／Ｓ）によりリボンとし、粉
砕を行った。その他はガスアトマイズ（冷却速度１０２
〜１０４℃／Ｓ）により粉末とし、粒径２９７μ以下に
分級した。
固粉末を作成した。ここでＮｏ、１２のみ単ロール法（
冷却速度１０５〜１０６℃／Ｓ）によりリボンとし、粉
砕を行った。その他はガスアトマイズ（冷却速度１０２
〜１０４℃／Ｓ）により粉末とし、粒径２９７μ以下に
分級した。
表１
真密度の７０〜７５％まで予備圧縮し、Ａｌ容器に封入
して加熱しながら真空脱気を行った。加熱温度はＮｏ、
１２の場合Ｓｉ粒子を成長させないように３００℃とし
、Ｎ Ｏ，１３は逆にＳｉ粒子を成長させるために５３
０’Ｃとした。その他の加熱温度は一５００℃とした。
して加熱しながら真空脱気を行った。加熱温度はＮｏ、
１２の場合Ｓｉ粒子を成長させないように３００℃とし
、Ｎ Ｏ，１３は逆にＳｉ粒子を成長させるために５３
０’Ｃとした。その他の加熱温度は一５００℃とした。
こうして封入したビレットを３５０℃に加熱し、押出比
１４にて押出し、外径４０ｍｍの棒を得た。
１４にて押出し、外径４０ｍｍの棒を得た。
Ｎ ｏ、 １４〜Ｎ ｏ、 １６の合金は溶解後外径１
５０ｍｍの鋳塊を作成し、これを上記と同条件で押出し
た。
５０ｍｍの鋳塊を作成し、これを上記と同条件で押出し
た。
以上Ｎｏ、 ’ｌ 〜Ｎ０．１６の押出棒に４９５°Ｃ
Ｘ ２ｈｒ→水冷→１７５℃Ｘ １０ｈｒの熱処理を行
った。この材料についてＳｉ粒子の平均粒子径、平均粒
子間距離、ビッカース硬さを測定した。またダイヤモン
ドバイトを用いて切削試験を行い、切削性（バイト摩耗
およびチッピング、切削処理性、仕上げ面平均粗さ）を
評価した。更にメタルテープを１５００ｈｒ走行させた
時のドラムの摩耗量、メタルテープを摺動させたときの
摩擦係数（摺動回数５回目、５００回目１００回目に測
定）を評価した。
Ｘ ２ｈｒ→水冷→１７５℃Ｘ １０ｈｒの熱処理を行
った。この材料についてＳｉ粒子の平均粒子径、平均粒
子間距離、ビッカース硬さを測定した。またダイヤモン
ドバイトを用いて切削試験を行い、切削性（バイト摩耗
およびチッピング、切削処理性、仕上げ面平均粗さ）を
評価した。更にメタルテープを１５００ｈｒ走行させた
時のドラムの摩耗量、メタルテープを摺動させたときの
摩擦係数（摺動回数５回目、５００回目１００回目に測
定）を評価した。
以上の評価結果を表２に示す。
表２
本発明合金Ｎｏ、１〜Ｎｏ、９はＳｉ粒子径、粒子間距
離が所定の範囲内にあり、耐摩耗性にすぐれ、摩１寮係
数は低く安定しており、切削性も良好である。これに対
し、Ｎ Ｏ，１０はＳｉ量が少ないため摩耗量が大きく
、Ｎ ０．１１はＳｉ量が多くＳｉ粒子径が大きいため
摩擦係数が増大傾向を示している。Ｎ Ｏ，１２はＳｉ
粒子径が小さいため摩耗量が大きく、Ｎｏ、１３はＳｉ
粒子径が大きいために摩擦係数が大きく、増大傾向を示
す。
離が所定の範囲内にあり、耐摩耗性にすぐれ、摩１寮係
数は低く安定しており、切削性も良好である。これに対
し、Ｎ Ｏ，１０はＳｉ量が少ないため摩耗量が大きく
、Ｎ ０．１１はＳｉ量が多くＳｉ粒子径が大きいため
摩擦係数が増大傾向を示している。Ｎ Ｏ，１２はＳｉ
粒子径が小さいため摩耗量が大きく、Ｎｏ、１３はＳｉ
粒子径が大きいために摩擦係数が大きく、増大傾向を示
す。
Ｎ ０．１４はＳｉ量が少ないため摩耗量が大きい。
Ｎ ｏ、 １５はＳｉ粒子径および粒子間距離が大きい
ため摩擦係数が大きく、増大傾向を示す。また切削性も
不良である。Ｎｏ、１６はＳｉ量が少ないため摩耗量が
大きい。
ため摩擦係数が大きく、増大傾向を示す。また切削性も
不良である。Ｎｏ、１６はＳｉ量が少ないため摩耗量が
大きい。
［発明の効果］
本発明合金は、高度な耐摩耗性、摩擦特性とすぐれた切
削性を有し、ＤＡＴのドラムに好適な材料である。
削性を有し、ＤＡＴのドラムに好適な材料である。
Claims (2)
- （１）重量基準でＳｉ：１４〜２５％、Ｃｕ：０．５〜
５．０％、Ｍｇ：０．３〜３．０％、残り不可避不純物
とＡｌよりなる合金であつて、Ｓｉ粒子の平均粒径が０
．３〜３．５μｍ、平均粒子間距離が１０μｍ以下であ
ることを特徴とする ＤＡＴのドラム用アルミニウム合金。 - （２）重量基準でＳｉ：１４〜２５％、Ｃｕ：０．５〜
５．０％、Ｍｇ：０．３〜３．０％を含み、さらにＳｎ
：０．２〜２．０％、Ｐｂ：０．２〜２．０％およびＢ
１：０．２〜２．０％のうちの一種以上を含み、残り不
可避不純物とＡｌよりなる合金であって、Ｓｉ粒子の平
均粒径が０．３〜３．５μｍ、平均粒子間距離が１０μ
ｍ以下であることを特徴とするＤＡＴのドラム用アルミ
ニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3442187A JPS63203742A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Ｄａｔのドラム用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3442187A JPS63203742A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Ｄａｔのドラム用アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63203742A true JPS63203742A (ja) | 1988-08-23 |
Family
ID=12413739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3442187A Pending JPS63203742A (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Ｄａｔのドラム用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63203742A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02115338A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Showa Alum Corp | 耐摩耗性及び切削性に優れたアルミニウム合金 |
| JPH03250418A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-08 | Hitachi Ltd | 回転ドラム装置 |
-
1987
- 1987-02-19 JP JP3442187A patent/JPS63203742A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02115338A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Showa Alum Corp | 耐摩耗性及び切削性に優れたアルミニウム合金 |
| JPH03250418A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-08 | Hitachi Ltd | 回転ドラム装置 |
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