JPS63219554A - 耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の製造法 - Google Patents
耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の製造法Info
- Publication number
- JPS63219554A JPS63219554A JP5273687A JP5273687A JPS63219554A JP S63219554 A JPS63219554 A JP S63219554A JP 5273687 A JP5273687 A JP 5273687A JP 5273687 A JP5273687 A JP 5273687A JP S63219554 A JPS63219554 A JP S63219554A
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- particles
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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系合金部材の製造
法に関するものである。
法に関するものである。
従来よりＡ１合金は軽量で成形性・耐食性に優れ外観も
好ましいことから、各種のＡ１合金が実用に供され、グ
イキャスト鋳造品として種々のＡ１合金製部材が使用さ
れている。
好ましいことから、各種のＡ１合金が実用に供され、グ
イキャスト鋳造品として種々のＡ１合金製部材が使用さ
れている。
Ａ１合金のうち過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金は最も耐摩耗性
に優れたものであるが、Ａｌ母相中に分散晶出する初晶
Ｓｉは粗大な硬質粒子であるためＡ１合金の耐摩耗性を
向上させるけれども、Ａ１合金の塑性変形能の低下原因
となる。
に優れたものであるが、Ａｌ母相中に分散晶出する初晶
Ｓｉは粗大な硬質粒子であるためＡ１合金の耐摩耗性を
向上させるけれども、Ａ１合金の塑性変形能の低下原因
となる。
そのため、この種Ａｌ−Ｓｉ系合金は鋳造により成形さ
れるのが一般的で、その鋳造品では十分な強度（特に靭
性）が得られないという欠点がある。
れるのが一般的で、その鋳造品では十分な強度（特に靭
性）が得られないという欠点がある。
一方、最近の粉末冶金技術の発展により、急冷凝固によ
り製造したＡｌ−Ｓｉ系合金粉末を押出し成形してから
所定形状に鍛造成形する技術は既、 に実用化されてい
る。
り製造したＡｌ−Ｓｉ系合金粉末を押出し成形してから
所定形状に鍛造成形する技術は既、 に実用化されてい
る。
上記急冷凝固により製造したＡｌ−Ｓｉ系合金では、初
晶Ｓｉが極めて微細になるため塑性変形能が高く、複雑
な形状のＡ１合金部品に鍛造成形することが出来る。
晶Ｓｉが極めて微細になるため塑性変形能が高く、複雑
な形状のＡ１合金部品に鍛造成形することが出来る。
上記Ａｌ−Ｓｉ系合金の鋳造品においては初晶Ｓｉの粒
径が数１０μｍになるのに対し、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系
合金粉末の鍛造成形品においては初晶Ｓｉの粒径が約１
μｍ程度になる。従って、後者のものでは初晶Ｓｉが硬
質粒子として余り有効に作用せず、Ｓｉ含有量が高いに
も拘らず耐摩耗性に欠けるという問題がある。
径が数１０μｍになるのに対し、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系
合金粉末の鍛造成形品においては初晶Ｓｉの粒径が約１
μｍ程度になる。従って、後者のものでは初晶Ｓｉが硬
質粒子として余り有効に作用せず、Ｓｉ含有量が高いに
も拘らず耐摩耗性に欠けるという問題がある。
本発明に係る耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の
製造法は、急冷凝固により製造したＡｔ−Ｓｉ系合金粉
末を所定形状に鍛造成形し、次にその鍛造成形品のうち
の少なくとも耐摩耗要求部分を５３５〜５６０℃の温度
で１−１０時間加熱してＳｉ粒子を凝集粗大化させるも
のである。
製造法は、急冷凝固により製造したＡｔ−Ｓｉ系合金粉
末を所定形状に鍛造成形し、次にその鍛造成形品のうち
の少なくとも耐摩耗要求部分を５３５〜５６０℃の温度
で１−１０時間加熱してＳｉ粒子を凝集粗大化させるも
のである。
本発明に係る耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の
製造法においては、急冷凝固により製造したＡｌ−Ｓｉ
系合金粉末を用い、それを所定形状に鍛造成形するので
、合金中の初晶Ｓｉが微細化しており塑性変形能が大き
いため鍛造成形により安定した品質の合金部材とするこ
とが可能である。
製造法においては、急冷凝固により製造したＡｌ−Ｓｉ
系合金粉末を用い、それを所定形状に鍛造成形するので
、合金中の初晶Ｓｉが微細化しており塑性変形能が大き
いため鍛造成形により安定した品質の合金部材とするこ
とが可能である。
そして、その鍛造成形品のうちの耐摩耗要求部分を５３
５〜５６０℃の温度で１〜１０時間加熱してＳｉ粒子を
凝集粗大化させるので、耐摩耗要求部分に硬質の粗大Ｓ
ｉ粒子が形成される。
５〜５６０℃の温度で１〜１０時間加熱してＳｉ粒子を
凝集粗大化させるので、耐摩耗要求部分に硬質の粗大Ｓ
ｉ粒子が形成される。
上記５３５“Ｃ未満の温度で加熱する場合には、Ｓｉ粒
子の凝集粗大化に長時間を要し、また５６０℃よりも高
温で加熱すると合金が軟化し始めるので成形品の形状が
くずれることになる。更に、５６０℃で少なくとも１時
間以上加熱しないとＳｉ粒子を凝集粗大化させることは
難しく、また５３５℃で１０時間加熱するとＳｉ粒子の
凝集粗大化は飽和しそれ以上加熱しても凝集粗大化は進
行しない。
子の凝集粗大化に長時間を要し、また５６０℃よりも高
温で加熱すると合金が軟化し始めるので成形品の形状が
くずれることになる。更に、５６０℃で少なくとも１時
間以上加熱しないとＳｉ粒子を凝集粗大化させることは
難しく、また５３５℃で１０時間加熱するとＳｉ粒子の
凝集粗大化は飽和しそれ以上加熱しても凝集粗大化は進
行しない。
本発明に係る耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の
製造法によれば、以上説明したように、初晶Ｓｉが微細
化している急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を用いること
により鍛造成形性を確保しながら、鍛造成形品のうちの
少なくとも耐摩耗要求部分を熱処理することによりＳｉ
粒子を凝集粗大化させて耐摩耗性を大幅に高めることが
出来る。
製造法によれば、以上説明したように、初晶Ｓｉが微細
化している急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を用いること
により鍛造成形性を確保しながら、鍛造成形品のうちの
少なくとも耐摩耗要求部分を熱処理することによりＳｉ
粒子を凝集粗大化させて耐摩耗性を大幅に高めることが
出来る。
〔実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
本実施例は、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を用いて自動車用エ
ンジンのバルブアッパシートを製造する場合の実施例で
、自動車用エンジンの高性能化に伴なってバルブアッパ
シートの軽量化と耐摩耗性向上の要請が高まっているこ
とに鑑み、Ａｌ−Ｓｉ系合金製のバルブアッパシートの
実用化について研究したときの実施例である。
ンジンのバルブアッパシートを製造する場合の実施例で
、自動車用エンジンの高性能化に伴なってバルブアッパ
シートの軽量化と耐摩耗性向上の要請が高まっているこ
とに鑑み、Ａｌ−Ｓｉ系合金製のバルブアッパシートの
実用化について研究したときの実施例である。
第１図の製造工程図に示すように、先ず急冷凝固により
製造したＡｌ−Ｓｉ系合金粉末として、Ａｌ−２５％Ｓ
ｉ−２％Ｃｕ−１％Ｍｇの組成を有する合金粉末を選定
した。但し、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末としては上記組成の
ものに限らないが１２％以上のＳｔを含んだＡｌ−Ｓｉ
系合金粉末を用いることが望ましい。上記急冷凝固に製
造された過共晶のＡｌ−Ｓｉ系合金では、Ａｌ母相中に
分散晶出している初晶Ｓｔが約１μｍ位に微細化してい
るので鍛造成形性に優れている。
製造したＡｌ−Ｓｉ系合金粉末として、Ａｌ−２５％Ｓ
ｉ−２％Ｃｕ−１％Ｍｇの組成を有する合金粉末を選定
した。但し、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末としては上記組成の
ものに限らないが１２％以上のＳｔを含んだＡｌ−Ｓｉ
系合金粉末を用いることが望ましい。上記急冷凝固に製
造された過共晶のＡｌ−Ｓｉ系合金では、Ａｌ母相中に
分散晶出している初晶Ｓｔが約１μｍ位に微細化してい
るので鍛造成形性に優れている。
次に上記Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を押出し成形機により押
出し成形し、その成形品を切断して第２図に示すような
環状の鍛造素材ＩＡを製造した。
出し成形し、その成形品を切断して第２図に示すような
環状の鍛造素材ＩＡを製造した。
、次に、鍛造素材ＩＡを鍛造成形機に供給し、第３図・
第４図に示すように鍛造成形機の下型２と上型３とでバ
ルブアッパシート１に鍛造成形した。
第４図に示すように鍛造成形機の下型２と上型３とでバ
ルブアッパシート１に鍛造成形した。
次に、その鍛造成形品１を熱処理炉へ投入し、５５０℃
で３時間加熱し、Ａｌ−Ｓｉ系合金中のＳｉ粒子を凝集
粗大化させた。このように熱処理すると、微細なＳｉ粒
子が凝集して数１０μｍ位に粗大化し、その粗大化し高
硬度のＳｉ粒子により成形品の耐摩耗性が著しく向上す
る。
で３時間加熱し、Ａｌ−Ｓｉ系合金中のＳｉ粒子を凝集
粗大化させた。このように熱処理すると、微細なＳｉ粒
子が凝集して数１０μｍ位に粗大化し、その粗大化し高
硬度のＳｉ粒子により成形品の耐摩耗性が著しく向上す
る。
尚、上記熱処理の条件は、（５３５〜５６０）℃の温度
で（１〜１０）時間処理することが必要である。
で（１〜１０）時間処理することが必要である。
即ち、上記５３５℃未満の温度で加熱する場合には、Ｓ
ｉ粒子の凝集粗大化に長時間を要し、また５６０℃より
も高温で加熱すると合金が軟化し始めるので成形品の形
状がくずれることになる。
ｉ粒子の凝集粗大化に長時間を要し、また５６０℃より
も高温で加熱すると合金が軟化し始めるので成形品の形
状がくずれることになる。
更に、５６０℃で少なくとも１時間以上加熱しないとＳ
ｉ粒子を凝集粗大化させることは難しく、また５３５℃
で１０時間加熱するとＳｉ粒子の凝集粗大化は飽和しそ
れ以上加熱しても凝集粗大化は進行しない。
ｉ粒子を凝集粗大化させることは難しく、また５３５℃
で１０時間加熱するとＳｉ粒子の凝集粗大化は飽和しそ
れ以上加熱しても凝集粗大化は進行しない。
尚、バルブアッパシート１では、主にコツター嵌合孔１
ａの内周面の耐摩耗性が重要なので、この耐摩耗性が要
求される部分のみをレーザ光線などにより熱処理しても
よい。
ａの内周面の耐摩耗性が重要なので、この耐摩耗性が要
求される部分のみをレーザ光線などにより熱処理しても
よい。
ここで、上記のように製造したバルブアッパシート１の
耐摩耗性を評価するため、上記同様のＡｌ−Ｓｉ系合金
粉末を用いて上記同様にピン・ディスク摩耗テスト用の
テストピースを複数個製造し、上記同様の熱処理を施し
たテストピースと、熱処理を施さないテストピースとに
ついてピン・ディスク摩耗テストを行なった結果は次の
第１表のようになった。
耐摩耗性を評価するため、上記同様のＡｌ−Ｓｉ系合金
粉末を用いて上記同様にピン・ディスク摩耗テスト用の
テストピースを複数個製造し、上記同様の熱処理を施し
たテストピースと、熱処理を施さないテストピースとに
ついてピン・ディスク摩耗テストを行なった結果は次の
第１表のようになった。
（不買以下余白）
第 １ 表
備考二合金組成 Ａｌ−２５％Ｓｉ−２％Ｃｕ−１％Ｍ
ｇ 熱処理 ５５０℃Ｘ３時間 また、上記ピン・ディスク摩耗テストの条件は次のとお
りである。
ｇ 熱処理 ５５０℃Ｘ３時間 また、上記ピン・ディスク摩耗テストの条件は次のとお
りである。
ディスク材質 ：Ｆｅ１２ （ねずみ鋳鉄）テストピ
ース寸法：厚さ×高さＸ幅＝３ｘｇｘ１０（■ｌ） 摺動速度 ：５ｍ／ｓｅｃ 摺動距離 ：３０００ｍ 潤滑 ： なし 上記摩耗テストからも判るように、本実施例の製造方法
により製造したＡ Ｉ −Ｓ ｉ系合金部材では、熱処
理によってＳｉ粒子を凝集粗大化させたので耐摩耗性が
著しく改善されている。
ース寸法：厚さ×高さＸ幅＝３ｘｇｘ１０（■ｌ） 摺動速度 ：５ｍ／ｓｅｃ 摺動距離 ：３０００ｍ 潤滑 ： なし 上記摩耗テストからも判るように、本実施例の製造方法
により製造したＡ Ｉ −Ｓ ｉ系合金部材では、熱処
理によってＳｉ粒子を凝集粗大化させたので耐摩耗性が
著しく改善されている。
次に、上記実施例と同様の材料を用い同様に鍛造成形し
熱処理を施さなかったもの（比較例）と各種の条件で熱
処理を施したものの４００倍拡大金属組織は第５図〜第
１１図に示すとおりであり、各図のものと熱処理条件は
次の第２表のとおりである。
熱処理を施さなかったもの（比較例）と各種の条件で熱
処理を施したものの４００倍拡大金属組織は第５図〜第
１１図に示すとおりであり、各図のものと熱処理条件は
次の第２表のとおりである。
第２表
第５図〜第１１図において、白色のＡＩの基地中に黒色
のＳｉ粒子が見られ、第５図の比較例ではＳｉ粒子が微
細であり、本案のものではＳｉ粒子が粗大になっている
ことが判る。そして、熱処理時間が長くなる程Ｓｔ粒子
の粗大化が進行し、また温度が高い程Ｓｉ粒子の粗大化
が進行していくことが判る。
のＳｉ粒子が見られ、第５図の比較例ではＳｉ粒子が微
細であり、本案のものではＳｉ粒子が粗大になっている
ことが判る。そして、熱処理時間が長くなる程Ｓｔ粒子
の粗大化が進行し、また温度が高い程Ｓｉ粒子の粗大化
が進行していくことが判る。
以上説明したように上記実施例のＡｌ−Ｓｉ系合金部材
の製造法によれば、急冷凝固により製造されたＡｌ−Ｓ
ｉ系合金粉末を用いることで鍛造成形性を確保しながら
、鍛造成形品を熱処理してＳｉ粒子を粗大化させること
により上記合金部材の耐摩耗性を高めることが出来る。
の製造法によれば、急冷凝固により製造されたＡｌ−Ｓ
ｉ系合金粉末を用いることで鍛造成形性を確保しながら
、鍛造成形品を熱処理してＳｉ粒子を粗大化させること
により上記合金部材の耐摩耗性を高めることが出来る。
尚、このＡｌ−Ｓｉ系合金部材の製造法は、バルブアッ
パシート１以外に変速機のシンクロナイザリングやその
他種々の機械部品などを製造するのにも適用し得ること
は勿論である。
パシート１以外に変速機のシンクロナイザリングやその
他種々の機械部品などを製造するのにも適用し得ること
は勿論である。
図面は本発明の実施例に係るもので、第１図はバルブア
ッパシートの製造工程説明図、第２図は鍛造素材の斜視
図、第３図・第４図は夫々鍛造成形するときの各段階に
おける下型と上型の要部断面図、第５図〜第１１図は夫
々熱処理条件の異なるＡｌ−Ｓｉ系合金の金属組織の４
００倍拡大写真である。 １・・バルブアッパシート、 ２・・下型、３・・上
型。 特 許 出 願 人 マツダ株式会社第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
ッパシートの製造工程説明図、第２図は鍛造素材の斜視
図、第３図・第４図は夫々鍛造成形するときの各段階に
おける下型と上型の要部断面図、第５図〜第１１図は夫
々熱処理条件の異なるＡｌ−Ｓｉ系合金の金属組織の４
００倍拡大写真である。 １・・バルブアッパシート、 ２・・下型、３・・上
型。 特 許 出 願 人 マツダ株式会社第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- （１）急冷凝固により製造したＡｌ−Ｓｉ系合金粉末を
所定形状に鍛造成形し、次にその鍛造成形品のうちの少
なくとも耐摩耗要求部分を５３５〜５６０℃の温度で１
〜１０時間加熱してＳｉ粒子を凝集粗大化させることを
特徴とする耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273687A JPS63219554A (ja) | 1987-03-07 | 1987-03-07 | 耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273687A JPS63219554A (ja) | 1987-03-07 | 1987-03-07 | 耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63219554A true JPS63219554A (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=12923214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5273687A Pending JPS63219554A (ja) | 1987-03-07 | 1987-03-07 | 耐摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金部材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63219554A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61166931A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-28 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ａｌ−Ｓｉ系粉末合金の成形方法 |
-
1987
- 1987-03-07 JP JP5273687A patent/JPS63219554A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61166931A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-28 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ａｌ−Ｓｉ系粉末合金の成形方法 |
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