JPS63286290A - アルミニウム合金溶加材 - Google Patents
アルミニウム合金溶加材Info
- Publication number
- JPS63286290A JPS63286290A JP62122084A JP12208487A JPS63286290A JP S63286290 A JPS63286290 A JP S63286290A JP 62122084 A JP62122084 A JP 62122084A JP 12208487 A JP12208487 A JP 12208487A JP S63286290 A JPS63286290 A JP S63286290A
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- JP
- Japan
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- aluminum
- filler material
- alloy
- welding
- resistance
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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
この発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金材料
（以下アルミニウム材料という）を各種ピストン、シュ
ーディスク、ロータ等の耐熱・耐摩耗性機械部品へ適用
可能なものとなすべく、アルミニウム材料の表面を耐熱
・耐摩耗性に優れたものに改質するために用いる材料、
特にアルミニウム合金溶加材に関する。
（以下アルミニウム材料という）を各種ピストン、シュ
ーディスク、ロータ等の耐熱・耐摩耗性機械部品へ適用
可能なものとなすべく、アルミニウム材料の表面を耐熱
・耐摩耗性に優れたものに改質するために用いる材料、
特にアルミニウム合金溶加材に関する。
従来の技術
アルミニウム材料は、鉄系材料に較べ軽量で熱伝導特性
、耐食性に優れていることから、近時、軽量性、耐食性
の要求される各種機械部品に広く使用されるに至ってい
る。反面、アルミニウム材料は鉄系材料に較べ耐熱性、
耐摩耗性に劣るた吟、耐熱部品、摺動部品としての適用
には自ずと限界があった。
、耐食性に優れていることから、近時、軽量性、耐食性
の要求される各種機械部品に広く使用されるに至ってい
る。反面、アルミニウム材料は鉄系材料に較べ耐熱性、
耐摩耗性に劣るた吟、耐熱部品、摺動部品としての適用
には自ずと限界があった。
そこで、アルミニウム材料の耐熱性、耐摩耗性部品への
適用を図るため、アルミニウム材料表面の必要部位に耐
熱性、耐摩耗性に優れた表面改質層を一体に形成する、
いわゆる表面改質法が種々試みられている。
適用を図るため、アルミニウム材料表面の必要部位に耐
熱性、耐摩耗性に優れた表面改質層を一体に形成する、
いわゆる表面改質法が種々試みられている。
このような表面改質層の形成法として、従来、アルミニ
ウム材料表面に耐熱性、耐摩耗性に優゛れた金属である
Ｎｉ等をメッキ法、陽極酸化処理法、溶射法等で被覆す
る方法が知られている。
ウム材料表面に耐熱性、耐摩耗性に優゛れた金属である
Ｎｉ等をメッキ法、陽極酸化処理法、溶射法等で被覆す
る方法が知られている。
しかしこの方法で１は、アルミニウム材料と表面改質層
との密着性が不十分なため、その後の研磨加工や切削加
工において、表面改質層のはがれ、クラック等が発生し
１．このためてルミニウム材料の加工や使用条件に制約
を受けるというような欠点があった。
との密着性が不十分なため、その後の研磨加工や切削加
工において、表面改質層のはがれ、クラック等が発生し
１．このためてルミニウム材料の加工や使用条件に制約
を受けるというような欠点があった。
また他の方法として、アルミニウム材料の表面に、純Ｎ
１５Ｎｉ−Ｃｒ合金を容射法、メッキ法、スラリー塗布
法等の手段で被覆したのち、ＴＩＧアーク等の高密度エ
ネルギーを照射してＮｉ等を合金化することにより、所
定のＮｉ濃度を有する表面改質層を形成する方法が知ら
れている（例えば特開昭６１−１６６９８２号、同６１
−１１６９８４号）。しかしこの方法では、表面改質層
にはＡＱ−Ｎｉの合金層はほとんど形成されず、Ｎ１−
ＡＱの金属間化合物が支配的に存在するものとなり、こ
の高硬度ではあるが極めて脆弱なＮ ｉ −ＡＱ金属間
化合物の存在のため、その後の加工が困難となるという
ような欠点があった。
１５Ｎｉ−Ｃｒ合金を容射法、メッキ法、スラリー塗布
法等の手段で被覆したのち、ＴＩＧアーク等の高密度エ
ネルギーを照射してＮｉ等を合金化することにより、所
定のＮｉ濃度を有する表面改質層を形成する方法が知ら
れている（例えば特開昭６１−１６６９８２号、同６１
−１１６９８４号）。しかしこの方法では、表面改質層
にはＡＱ−Ｎｉの合金層はほとんど形成されず、Ｎ１−
ＡＱの金属間化合物が支配的に存在するものとなり、こ
の高硬度ではあるが極めて脆弱なＮ ｉ −ＡＱ金属間
化合物の存在のため、その後の加工が困難となるという
ような欠点があった。
この発明は、かかる技術的背景のもとになされたもので
あって、耐熱性、耐摩耗性に優れ、 ５かつ密着性、加
工性にも優れた表面喀質層、を形□成し、もってアルミ
ニウム材料の耐熱・・耐摩耗性部品への適用範囲を拡大
することを目的とし、そのための表面改質層形成用の材
料を提供せんとするものである。
あって、耐熱性、耐摩耗性に優れ、 ５かつ密着性、加
工性にも優れた表面喀質層、を形□成し、もってアルミ
ニウム材料の耐熱・・耐摩耗性部品への適用範囲を拡大
することを目的とし、そのための表面改質層形成用の材
料を提供せんとするものである。
問題点を解決するための手段
而してこの発明は、Ｎｉ ： １〜４０ｗｔ％今含有し
、あるいはさらにＭｇ ： ０． ０５〜２ｗｔ％、Ｍ
ｎ ： ０． ０５〜１． ５ｗｔ％、Ｃｒ：Ｑ、Ｑｌ
〜０．５ｗｔ％、Ｆｅ ： ０． ０１〜２ｗｔ％、Ｔ
ｉ：０、 ００５〜０． ２ｗｔ％、Ｂｈｏ、００１＝
０． ′０１ｗｔ％、Ｚ ｒ ： ０． ０１〜０．
５ｗｔ％、■＝０．０１〜０．５ｗｔ％の一種または
二種以上を 〜含有し、残部がアルミニウム及び不可
避不純物からなることを特徴とするアルミニウム合金溶
加材を要旨とするものであり、該溶加材をアルミニラム
材料の表面に溶接して表面改質層を形成することで上記
目的を達成せんとするものである。
、あるいはさらにＭｇ ： ０． ０５〜２ｗｔ％、Ｍ
ｎ ： ０． ０５〜１． ５ｗｔ％、Ｃｒ：Ｑ、Ｑｌ
〜０．５ｗｔ％、Ｆｅ ： ０． ０１〜２ｗｔ％、Ｔ
ｉ：０、 ００５〜０． ２ｗｔ％、Ｂｈｏ、００１＝
０． ′０１ｗｔ％、Ｚ ｒ ： ０． ０１〜０．
５ｗｔ％、■＝０．０１〜０．５ｗｔ％の一種または
二種以上を 〜含有し、残部がアルミニウム及び不可
避不純物からなることを特徴とするアルミニウム合金溶
加材を要旨とするものであり、該溶加材をアルミニラム
材料の表面に溶接して表面改質層を形成することで上記
目的を達成せんとするものである。
この発明に係るアルミニウム合金溶加材の各元素の添加
意義と限定理由について説明すると、必須元素としての
Ｎｉはアルミニウム材料を、耐熱性、耐摩耗性に優れた
ものに表面改質するために必要な元素である。しかしそ
の含有量がｌｗｔ％未満では上記効果に乏しい。逆に４
０ｗｔ％を超えて過多に含有されると溶加材の脆化が著
しく加工困難となる。また表面改質層においても、ＡＱ
−Ｎｉ金属間化合物が支配的となり、仕上加工に耐えら
れない脆い層となる。好ましいＮｉの含有範囲は１５〜
３０ｗｔ％である。
意義と限定理由について説明すると、必須元素としての
Ｎｉはアルミニウム材料を、耐熱性、耐摩耗性に優れた
ものに表面改質するために必要な元素である。しかしそ
の含有量がｌｗｔ％未満では上記効果に乏しい。逆に４
０ｗｔ％を超えて過多に含有されると溶加材の脆化が著
しく加工困難となる。また表面改質層においても、ＡＱ
−Ｎｉ金属間化合物が支配的となり、仕上加工に耐えら
れない脆い層となる。好ましいＮｉの含有範囲は１５〜
３０ｗｔ％である。
ＭｇＳＭｎ、 Ｃｒ、、 Ｆ ｅｓ Ｔ ｉｓ Ｂｓ
Ｚ ｒｓＶは、その一種または二種以上が任意的に含有
されることにより、上記Ｎｉの添加効果を損うことなく
、溶加材ひいては表面改質層の主として機械的諸性質の
向上に寄与するものである。
Ｚ ｒｓＶは、その一種または二種以上が任意的に含有
されることにより、上記Ｎｉの添加効果を損うことなく
、溶加材ひいては表面改質層の主として機械的諸性質の
向上に寄与するものである。
なかでも特にＭｇ、Ｍｎ、、Ｃｒ、は強度向上及び耐食
性あ向上に、Ｆｅは耐熱強度の向上に、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ
、Ｖは結晶粒の微細化にそれぞれ寄与するものである。
性あ向上に、Ｆｅは耐熱強度の向上に、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒ
、Ｖは結晶粒の微細化にそれぞれ寄与するものである。
しかしこれらの元素が下限値未満では該効果に乏しく、
逆に上限値を超えて過多に含有されると粗大な金属間化
合物を生成する欠点を派生する。
逆に上限値を超えて過多に含有されると粗大な金属間化
合物を生成する欠点を派生する。
上記組成のアルミニウム合金溶加材を用いてアルミニウ
ム材料の表面改質を行うには、アルミニウム材料表面の
全体あるいは所定部位に該溶加材を溶接する。溶接は電
子ビーム溶接、レーザー溶接、アーク溶接、プラズマア
ーク溶接等任意の方法を採用しうる。この溶接によりア
ルミニウム材料に一体に形成された表面改質層はＡＱ−
Ｎｉ合金層からなり、また表面改質層とアルミニウム材
料との界面部分は合金化されたものとなる。
ム材料の表面改質を行うには、アルミニウム材料表面の
全体あるいは所定部位に該溶加材を溶接する。溶接は電
子ビーム溶接、レーザー溶接、アーク溶接、プラズマア
ーク溶接等任意の方法を採用しうる。この溶接によりア
ルミニウム材料に一体に形成された表面改質層はＡＱ−
Ｎｉ合金層からなり、また表面改質層とアルミニウム材
料との界面部分は合金化されたものとなる。
発明の効果
この発明に係るアルミニウム合金溶加材は、Ｎｉ：１〜
４０ｗｔ％を含有するＡＱ−Ｎｉ系合金であるから、該
溶加材をアルミニウム材料の被表面改質部位に溶接する
ことにより、耐熱性、耐摩耗性に優れた表面改質層を形
成することができる。しかも該表面改質層はＡｐ−Ｎｉ
層であって純Ｎｉを被覆状態に合金化した場合のような
Ｎ１−Ａρ金属間化合物が支配的に存在するものではな
く、その加工を支障なく容易に行いうるとともに、表面
改質層とアルミニウム材料との界面部分は合金化されて
密着性に優れたものとなる。従って本発明に係る溶加材
を用いることにより、耐熱性、耐摩耗性に優れかつ加工
性の良好なアルミニウム材料を提供することができ、該
材料の耐熱・耐摩耗性機械部品への適用範囲を拡大しう
る。
４０ｗｔ％を含有するＡＱ−Ｎｉ系合金であるから、該
溶加材をアルミニウム材料の被表面改質部位に溶接する
ことにより、耐熱性、耐摩耗性に優れた表面改質層を形
成することができる。しかも該表面改質層はＡｐ−Ｎｉ
層であって純Ｎｉを被覆状態に合金化した場合のような
Ｎ１−Ａρ金属間化合物が支配的に存在するものではな
く、その加工を支障なく容易に行いうるとともに、表面
改質層とアルミニウム材料との界面部分は合金化されて
密着性に優れたものとなる。従って本発明に係る溶加材
を用いることにより、耐熱性、耐摩耗性に優れかつ加工
性の良好なアルミニウム材料を提供することができ、該
材料の耐熱・耐摩耗性機械部品への適用範囲を拡大しう
る。
実施例
次にこの発明の詳細な説明する。
［以下余白］
上記第１表に示す各種組成のＡｐ−Ｎｉ系合金溶加材（
直径４ｍｍ＞を、／ｌ−ｔｏｗｔ％５ｉ−０，８ｗｔ％
Ｍ ｇ −０，５ｗｔ％Ｃｕ合金からなる母板（縦、横
：各１００＃Ｉ＃Ｉ、厚さ１０ｍｍ＞上に載置したのち
、電子ビーム溶接にて該溶加材を母板に溶接した。電子
ビーム溶接は、 加速電圧：３４ｋｖ ビーム電流：５２ｍＡ 溶接速度： ８００ｍｍ／ｍ ｉ ｎ 真空度：ｌＸ１０’Ｔｏｒｒ の条件で行った。
直径４ｍｍ＞を、／ｌ−ｔｏｗｔ％５ｉ−０，８ｗｔ％
Ｍ ｇ −０，５ｗｔ％Ｃｕ合金からなる母板（縦、横
：各１００＃Ｉ＃Ｉ、厚さ１０ｍｍ＞上に載置したのち
、電子ビーム溶接にて該溶加材を母板に溶接した。電子
ビーム溶接は、 加速電圧：３４ｋｖ ビーム電流：５２ｍＡ 溶接速度： ８００ｍｍ／ｍ ｉ ｎ 真空度：ｌＸ１０’Ｔｏｒｒ の条件で行った。
次に上記により得た各供試片につき、母板の厚さ＋１ｍ
ｍの厚さまでセーバー加工及び研磨加工（１２００＃）
を行った。このセーバー加工、研磨加工による表面改質
層のはがれ、クラック等はいずれの供試片にも認められ
なかった。そしてその後各供試片における表面改質層部
分の硬度を室温（２０℃）及び３００℃雰囲気にて測定
するとともに、耐摩耗性試験を実施した。耐摩耗性試験
は、 試験方法：大越式回転円盤試験、 相手材：鋳鉄 荷重Ｐ：２．ＩＫｇ 摩耗速度１．５ｍ／Ｓ の条件で行った。それらの結果を第２表に示す。
ｍの厚さまでセーバー加工及び研磨加工（１２００＃）
を行った。このセーバー加工、研磨加工による表面改質
層のはがれ、クラック等はいずれの供試片にも認められ
なかった。そしてその後各供試片における表面改質層部
分の硬度を室温（２０℃）及び３００℃雰囲気にて測定
するとともに、耐摩耗性試験を実施した。耐摩耗性試験
は、 試験方法：大越式回転円盤試験、 相手材：鋳鉄 荷重Ｐ：２．ＩＫｇ 摩耗速度１．５ｍ／Ｓ の条件で行った。それらの結果を第２表に示す。
第２表
＝ １０−
第２表の結果において、比較品（供試片Ｎ０１及び９）
の場合３００℃での硬度は室温に較べ大幅に低下するが
、本発明実施品では低下の度合が小さく、従って耐熱性
に優れていることがわかる。また本発明実施品は耐摩耗
性に優れていることもわかる。さらにまた硬度、耐摩耗
性はＮｉ含有量の多い程優れていることもわかる。
の場合３００℃での硬度は室温に較べ大幅に低下するが
、本発明実施品では低下の度合が小さく、従って耐熱性
に優れていることがわかる。また本発明実施品は耐摩耗
性に優れていることもわかる。さらにまた硬度、耐摩耗
性はＮｉ含有量の多い程優れていることもわかる。
以上
Claims (2)
- （１）Ｎｉ：１〜４０ｗｔ％を含有し、残部がアルミニ
ウム及び不可避不純物からなることを特徴とするアルミ
ニウム合金溶加材。 - （２）Ｎｉ：１〜４０ｗｔ％を含有し、さらにＭｇ：０
．０５〜２ｗｔ％、Ｍｎ：０．０５〜１０５ｗｔ％、Ｃ
ｒ：０．０１〜０．５ｗｔ％、Ｆｅ：０．０１〜２ｗｔ
％、Ｔｉ：０．００５〜０．２ｗｔ％、Ｂ：０．００１
〜０．０１ｗｔ％、Ｚｒ：０．０１〜０．５ｗｔ％、Ｖ
：０．０１〜０．５ｗｔ％の一種または二種以上を含有
し、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなること
を特徴とするアルミニウム合金溶加材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62122084A JPS63286290A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | アルミニウム合金溶加材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62122084A JPS63286290A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | アルミニウム合金溶加材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286290A true JPS63286290A (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=14827258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62122084A Pending JPS63286290A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | アルミニウム合金溶加材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63286290A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04105790A (ja) * | 1990-08-21 | 1992-04-07 | Showa Alum Corp | アルミニウム材の表面改質用溶加材 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54868B2 (ja) * | 1975-05-01 | 1979-01-17 | ||
| JPS5665960A (en) * | 1979-10-01 | 1981-06-04 | Showa Denko Kk | Aluminum alloy filler metal with high toughness at low temperature |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP62122084A patent/JPS63286290A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54868B2 (ja) * | 1975-05-01 | 1979-01-17 | ||
| JPS5665960A (en) * | 1979-10-01 | 1981-06-04 | Showa Denko Kk | Aluminum alloy filler metal with high toughness at low temperature |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04105790A (ja) * | 1990-08-21 | 1992-04-07 | Showa Alum Corp | アルミニウム材の表面改質用溶加材 |
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