JP4412594B2 - Aluminum alloy, rod-shaped material, forged molded product, machined molded product, wear-resistant aluminum alloy having excellent anodized film hardness using the same, sliding component, and production method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、自動車他に用いる摺動部品であって、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる耐摩耗性が要求される部品を提供することができるアルミニウム合金、棒状材、鍛造成形品、機械加工成形品、それを用いた陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金、摺動部品、及びそれらの製造方法に関する。 The present invention is a sliding part used for automobiles and the like, and does not generate film cracks, and satisfies preferable values of film hardness and base material hardness, and can easily achieve smooth surface roughness in the polishing process. Aluminum alloy, rod-shaped material, forged molded product, machined molded product, wear-resistant aluminum alloy with excellent hardness of anodic oxide film, and sliding component that can provide parts that require wear resistance And a manufacturing method thereof.
従来より、自動車部品の中でも特にＡＤＣ１２、ＡＣ４Ｃ、Ａ３９０、Ａｌ−Ｓｉ系の鋳物材や、Ａ４０３２合金のＡｌ−Ｓｉ系展伸材用の合金では、押出材、鍛造材をＴ６処理後機械加工後、陽極酸化処理を施した後、部品として使用されている。 Conventionally, among automotive parts, in particular, ADC12, AC4C, A390, Al-Si casting materials, and A4032 alloy for Al-Si wrought materials, extruded materials and forged materials are processed after T6 processing. After being anodized, it is used as a part.
Ａｌ−Ｓｉ系の鋳物材及びＡｌ−Ｓｉ系展伸材用の合金では、耐摩耗性、強度向上のためＣｕ、Ｍｇの含有量を調整している。
上記の合金材は耐摩耗性及び強度向上を目的とし、Ｃｕが多く含まれているが、陽極酸化処理皮膜の厚さ及び硬さを出す事が難しいとされている。
In the Al-Si casting material and the Al-Si wrought alloy, the contents of Cu and Mg are adjusted to improve wear resistance and strength.
The above alloy material is intended to improve wear resistance and strength and contains a large amount of Cu, but it is difficult to obtain the thickness and hardness of the anodized film.
また、不純物としてＮｉを０．０５％未満に制限した提案もなされている（特許文献１など）。
特許文献１はＳｉ：６〜１２％（重量％以下同じ）、Ｆｅ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：１．０〜５．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｍｇ：０．４〜２．０％、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｓｒ：０．００５〜０．２％を含有し、不純物としてＮｉを０．０５％未満に制限し、残部Ａｌ及び不純物からなり、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の平均粒径が１．５〜５．０μmであり、該平均粒径の共晶Ｓｉ粒子が５０００個／mm2以上１００００個／mm2未満存在していることを特徴としている。
In Patent Document 1, Si: 6 to 12% (same as weight percent or less), Fe: 0.1 to 1.0%, Cu: 1.0 to 5.0%, Mn: 0.1 to 1.0%, Mg: 0.4-2.0%, Ti: 0.01-0.3%, Sr: 0.005-0.2% is contained, Ni is limited to less than 0.05% as an impurity, and the balance The average particle diameter of the eutectic Si particles composed of Al and impurities and dispersed in the matrix is 1.5 to 5.0 μm, and the eutectic Si particles having the average particle diameter are 5000 particles / mm 2 or more and 10,000 particles / mm. It is characterized by being less than 2 .
しかしながら、前記特許文献１に記載の材料は陽極酸化処理時の皮膜の硬さが低く、具体的にはＨｖ３１０〜３７０程度に過ぎないものであった。
したがって、従来のＡｌ−Ｓｉ系合金では、陽極酸化処理をせずに使用する部品が主力であり、陽極酸化皮膜を必要とする部品では、皮膜が形成されることができれば皮膜硬さを要求されないような部品（箇所）に適用されており、著しく適用に制限があり、市場の要求に応えることが困難とされていた。
尚、陽極酸化処理性の良い６０００系合金及び５０００系合金においては、皮膜を３０μm以上施した場合、皮膜にクラックが発生し、使用に適さない状態となる。
そこで、本発明は、自動車他に用いる摺動部品であって陽極酸化皮膜の硬さ及び厚さを必要とされ、且つクラックが発生せず、耐摩耗性が要求される部品を提供することができるアルミニウム合金、棒状材、鍛造成形品、機械加工成形品、それを用いた陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金、摺動部品、及びそれらの製造方法を提案することを目的とする。
However, the material described in Patent Document 1 has a low hardness at the time of anodizing, specifically, only about Hv 310 to 370.
Therefore, in the conventional Al-Si alloy, the main component is the component used without anodizing treatment, and the component hardness is not required if the coating can be formed in the component requiring an anodized coating. It has been applied to such parts (locations), and the application is remarkably limited, making it difficult to meet market demands.
In addition, in the 6000 series alloy and 5000 series alloy having good anodizing property, when the coating is applied to 30 μm or more, the coating is cracked and is not suitable for use.
Therefore, the present invention provides a sliding part used for automobiles and the like, which requires the hardness and thickness of an anodized film, does not generate cracks, and requires wear resistance. The purpose is to propose an aluminum alloy, rod-shaped material, forged molded product, machined molded product, wear-resistant aluminum alloy excellent in hardness of anodized film using the same, sliding parts, and methods for producing them To do.
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金とその表面に形成される陽極酸化皮膜の特性について鋭意研究をおこないその知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
１）本発明の第１の発明は、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μmの幅で存在し、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在し、陽極酸化処理すると形成される陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上となり、陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有することを特徴とするアルミニウム合金である。
The present invention has been proposed in view of the above, and has intensively studied the characteristics of the Al—Si-based aluminum alloy and the anodized film formed on the surface thereof, and has completed the present invention based on the findings.
1) In the first invention of the present invention, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.00. 60 percent or more by the size of 8～2.4Myuemu, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2, co in the anodic oxide film formed with the anodizing Crystal Si particles are present in a particle size range of 0.4 to 5.5 μm, Cu amount is 1.2 mass% or less, film thickness is 30 μm or more, film hardness is
２）本発明の第２の発明は、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μmの幅で存在し、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在し、陽極酸化処理すると形成される陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上となり、陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有することを特徴とするアルミニウム合金である。
2) According to the second aspect of the present invention, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.00. 60 percent or more by the size of 8～2.4Myuemu, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2, co in the anodic oxide film formed with the anodizing The crystal Si particles are present in an average particle size of 1.4 to 2.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
３）本発明の第３の発明は、陽極酸化処理すると形成される陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、皮膜厚さ４０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上となる２）のアルミニウム合金である。 3) According to the third aspect of the present invention, eutectic Si particles are present in a width of 0.4 to 5.5 μm in the anodized film formed by anodizing, and the film thickness is 40 μm or more. 2) Aluminum alloy having a hardness of Hv400 or higher.
４）本発明の第４の発明は、Ｓｉ：５〜１２％（質量％以下同じ）、Ｆｅ：０．１〜１％、Ｃｕ：１％未満、Ｍｇ：０．３〜１．５％を含有し、残部Ａｌ及び不純物からなる１）〜３）の何れか一項に記載のアルミニウム合金である。
この４）並びに後述する５）〜８）は、前記１）〜３）の陽極酸化皮膜構成を実現するための具体的な母材（鋳塊）の組成並びに性状である。
4) 4th invention of this invention is Si: 5-12% (mass% or less is the same), Fe: 0.1-1%, Cu: less than 1%, Mg: 0.3-1.5% containing, aluminum alloy according to any one of 1) to 3) the balance being Al and impurities.
4) and 5) to 8) to be described later are specific compositions and properties of the base material (ingot) for realizing the anodic oxide film configuration of 1) to 3).
５）本発明の第５の発明は、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：０．０４〜０．３％、Ｚｒ：０．０４〜０．３％、Ｖ：０．０１〜０．１％、のうちの１種又は２種以上を含有する１）〜４）の何れか一項に記載のアルミニウム合金である。 5) 5th invention of this invention is Mn: 0.1-1%, Cr: 0.04-0.3%, Zr: 0.04-0.3%, V: 0.01-0. It is an aluminum alloy as described in any one of 1) -4) containing 1 type or 2 types or more of 1%.
６）本発明の第６の発明は、Ｓｉ：９〜１２％の場合に共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで８０％以上を占める１）〜５）の何れか一項に記載のアルミニウム合金である。
6) According to a sixth aspect of the present invention, in the case of Si: 9 to 12%, the particle diameter of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and
７）本発明の第７の発明は、Ｃｕを実質的に含有しない１）乃至６）の何れか一項に記載のアルミニウム合金である。 7) 7th invention of this invention is an aluminum alloy as described in any one of 1) thru | or 6) which does not contain Cu substantially.
８）本発明の第８の発明は、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００１〜０．０５%、Ｓｒ：０．００１〜０．１％のうち１種又は２種以上を含有する１）乃至７）の何れか一項に記載のアルミニウム合金である。 8) The eighth invention of the present invention is one or two of Ti: 0.01 to 0.3%, B: 0.0001 to 0.05%, and Sr: 0.001 to 0.1%. It is an aluminum alloy as described in any one of 1) thru | or 7) containing the above.
９）本発明の第９の発明は、連続鋳造法で鋳造された棒状材である１）乃至８）の何れか一項に記載のアルミニウム合金である。 9) A ninth invention of the present invention is the aluminum alloy according to any one of 1) to 8), which is a rod-shaped material cast by a continuous casting method.
１０）本発明の第１０の発明は、連続鋳造法で鋳造された棒状材をさらに押出し加工又は押出し、引抜き加工した棒状材である１）乃至９）の何れか一項に記載のアルミニウム合金である。 10) The tenth invention of the present invention is the aluminum alloy according to any one of 1) to 9), which is a rod-shaped material obtained by further extruding or extruding a rod-shaped material cast by a continuous casting method and drawing the rod-shaped material. is there.
１１）本発明の第１１の発明は、１）乃至１０）の何れか一項に記載のアルミニウム合金からなる棒状材である。 11) The eleventh invention of the present invention is a rod-shaped material made of the aluminum alloy according to any one of 1) to 10).
１２）本発明の第１２の発明は、棒状材の用途が摺動部品である１１）に記載の棒状材である。 12) The twelfth aspect of the present invention is the rod-shaped material according to 11), wherein the use of the rod-shaped material is a sliding part.
１３）本発明の第１３の発明は、１１）又は１２）に記載の棒状材に鍛造加工を施した鍛造成形品である。 13) A thirteenth invention of the present invention is a forged product obtained by subjecting the rod-shaped material according to 11) or 12) to forging.
１４）本発明の第１４の発明は、１１）又は１２）に記載の棒状材に、もしくは１３）に記載の鍛造成形品に機械加工を施した機械加工成形品である。 14) A fourteenth aspect of the present invention is a machined molded article obtained by machining the bar-shaped material according to 11) or 12) or the forged molded article according to 13).
１５）本発明の第１５の発明は、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μmの幅で存在し、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在し、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上であり、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有してなる陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金である。
15) In the fifteenth aspect of the present invention, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.00. 60 percent or more by the size of 8～2.4Myuemu, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2, particle size 0 eutectic Si particles in the anodized film It exists in a width of 4 to 5.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
１６）本発明の第１６の発明は、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μmの幅で存在し、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在し、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上であり、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有してなる陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金である。
16) In the sixteenth aspect of the present invention, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.00. 60 percent or more by the size of 8～2.4Myuemu, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2, an average particle diameter of the eutectic Si particles in the anodized film It exists in a width of 1.4 to 2.5 μm, the amount of Cu is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
１７）本発明の第１７の発明は、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、皮膜厚さ４０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上である１６）に記載の陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金である。 17) In the seventeenth aspect of the present invention, the eutectic Si particles are present in the anodized film in a width of 0.4 to 5.5 μm, the film thickness is 40 μm or more, and the film hardness is Hv400 or more. The wear-resistant aluminum alloy having an excellent anodized film hardness described in (1).
１８）本発明の第１８の発明は、陽極酸化処理後の熱処理を温度（Tem）と時間（Tim）が２．５≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦５を満足する条件にて行う１５）乃至１７）の何れか一項に記載の陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金である。 18) According to an eighteenth aspect of the present invention, the temperature (Tem) and time (Tim) of the heat treatment after the anodizing treatment are 2.5 ≦ ((Tem [° C.]) 3 × (Tim [min])) / 10 The wear-resistant aluminum alloy having excellent anodic oxide film hardness according to any one of 15) to 17), which is performed under a condition satisfying 8 ≦ 5.
１９）本発明の第１９の発明は、陽極酸化処理後の熱処理を１７０〜２５０℃で１５〜１６０分の条件で行う１５）乃至１７）の何れか一項に記載の陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金である。 19) According to a nineteenth aspect of the present invention, the heat treatment after the anodizing treatment is performed at 170 to 250 ° C. for 15 to 160 minutes. The hardness of the anodized film according to any one of 15) to 17) It is an excellent wear resistant aluminum alloy.
２０）本発明の第２０の発明は、１４）に記載の機械加工成形品に陽極酸化皮膜処理を施した陽極酸化皮膜硬さに優れた摺動部品である。 20) A twentieth aspect of the present invention is a sliding component excellent in hardness of an anodized film obtained by subjecting the machined molded article according to 14) to an anodized film treatment.
２１）本発明の第２１の発明は、４）乃至８）の何れか一項に記載の組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在させ、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とし、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させ、皮膜表面を平滑な面粗さとした陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金の製造方法である。
21) According to a twenty-first aspect of the present invention, the aluminum alloy having the composition according to any one of 4) to 8) is cast by a continuous casting method, and the ingot is homogenized and then extruded. And / or forging and / or machining, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0. Occupying 60% or more with a size of 0.8 to 2.4 μm, and eutectic Si particles are present in an amount of 4000 / mm 2 or more and less than 40000 / mm 2 , and anodized to form an anodized film. The particle diameter of the eutectic Si particles is present in the range of 0.4 to 5.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
２２）本発明の第２２の発明は、４）乃至８）の何れか一項に記載の組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在させ、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子を平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在させ、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とし、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させ、皮膜表面を平滑な面粗さとした陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金の製造方法である。
22) According to a twenty-second aspect of the present invention, an aluminum alloy having the composition according to any one of 4) to 8) is cast by a continuous casting method, and the ingot is homogenized and then extruded. And / or forging and / or machining, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0. Occupying 60% or more with a size of 0.8 to 2.4 μm, and eutectic Si particles are present in an amount of 4000 / mm 2 or more and less than 40000 / mm 2 , and anodized to form an anodized film. The eutectic Si particles are present in an average particle diameter of 1.4 to 2.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, and the film hardness is
２３）本発明の第２３の発明は、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、皮膜厚さ４０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上である２２）の陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金の製造方法である。
23) According to a twenty-third aspect of the present invention, the eutectic Si particles are present in the anodic oxide film in a width of 0.4 to 5.5 μm, the film thickness is 40 μm or more, and the film hardness is
２４）本発明の第２４の発明は、４）乃至８）の何れか一項に記載の組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在させ、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とし、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させ、皮膜表面を平滑な面粗さとした陽極酸化皮膜硬さに優れた摺動部品の製造方法である。
24) According to a twenty-fourth aspect of the present invention, the aluminum alloy having the composition according to any one of 4) to 8) is cast by a continuous casting method, and the ingot is homogenized and then extruded. And / or forging and / or machining, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0. Occupying 60% or more with a size of 0.8 to 2.4 μm, and eutectic Si particles are present in an amount of 4000 / mm 2 or more and less than 40000 / mm 2 , and anodized to form an anodized film. The particle diameter of the eutectic Si particles is present in the range of 0.4 to 5.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
２５）本発明の第２５の発明は、４）乃至８）の何れか一項に記載の組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在させ、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子を平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在させ、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とし、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させ、皮膜表面を平滑な面粗さとした陽極酸化皮膜硬さに優れた摺動部品の製造方法である。
25) According to a twenty-fifth aspect of the present invention, the aluminum alloy having the composition according to any one of 4) to 8) is cast by a continuous casting method, and the ingot is homogenized and then extruded. And / or forging and / or machining, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0. Occupying 60% or more with a size of 0.8 to 2.4 μm, and eutectic Si particles are present in an amount of 4000 / mm 2 or more and less than 40000 / mm 2 , and anodized to form an anodized film. The eutectic Si particles are present in an average particle diameter of 1.4 to 2.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, and the film hardness is
２６）本発明の第２６の発明は、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、皮膜厚さ４０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上である２５）の陽極酸化皮膜硬さに優れた摺動部品の製造方法である。
勿論このような１）〜２６）における陽極酸化皮膜はクラックを発生することがない。尚、上記皮膜厚さや皮膜硬さは、単なる目標品質などではなく、陽極酸化皮膜中の共晶Ｓｉ粒子の粒径分布とＣｕ量の制限に着目し、且つ制御することにより、達成し得るものである。
26) According to a twenty-sixth aspect of the present invention, the eutectic Si particles are present in the anodic oxide film with a particle size of 0.4 to 5.5 μm, the film thickness is 40 μm or more, and the film hardness is
Of course, such an anodized film in 1) to 26) does not generate cracks. The film thickness and film hardness can be achieved by focusing on and controlling the particle size distribution of the eutectic Si particles in the anodic oxide film and the amount of Cu, not just the target quality. It is.
本発明の第１の発明は、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μmの幅で存在し、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在し、陽極酸化処理すると形成される陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上となり、陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有するアルミニウム合金であって、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性を有するアルミニウム合金製品を製造することができる。
そのため、自動車の部品やその他陽極酸化皮膜の硬さ及び厚さを必要とされ、且つクラックが発生せず、耐摩耗性が要求される部品に好適に利用することができる硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を製造することができる。
また、このアルミニウム合金は、特殊な陽極酸化処理をしなくても十分な硬さが得られるので、陽極酸化処理をせずに使用する部品にも適用できる。
In the first aspect of the present invention, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.8 to The size of 2.4 μm occupies 60% or more, and eutectic Si particles exist in an amount of 4000 / mm 2 or more and less than 40000 / mm 2 , and eutectic Si is formed in the anodized film formed by anodizing treatment. The particles are present in a width of 0.4 to 5.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
Therefore, the hardness and thickness of automobile parts and other anodic oxide coatings are required, and cracks do not occur, and the hardness and wear resistance can be suitably used for parts that require wear resistance. Sliding parts and other wear-resistant aluminum alloy products having an anodic oxide film having properties can be manufactured.
Moreover, since this aluminum alloy can obtain sufficient hardness without special anodizing treatment, it can also be applied to parts used without anodizing treatment.
本発明の第２の発明は、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μmの幅で存在し、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在し、陽極酸化処理により形成される陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上となり、陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有するアルミニウム合金であって、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性を有するアルミニウム合金製品を製造することができる。
In the second aspect of the present invention, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.8 to The size of 2.4 μm occupies 60% or more, and eutectic Si particles are present in an amount of 4000 / mm 2 or more and less than 40000 / mm 2 , and the eutectic Si is formed in the anodized film formed by anodizing treatment. The particles are present in a width of an average particle size of 1.4 to 2.5 μm, the amount of Cu is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
陽極酸化処理により形成される陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で、且つ平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在する本発明の第３の発明では、より硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を製造することができる。 In the present invention, the eutectic Si particles are present in an anodized film formed by anodizing treatment with a particle size of 0.4 to 5.5 μm and an average particle size of 1.4 to 2.5 μm. According to the invention of 3, it is possible to manufacture sliding parts and other wear-resistant aluminum alloy products having an anodic oxide film that is superior in hardness and wear resistance.
Ｓｉ：５〜１２％（質量％以下同じ）、Ｆｅ：０．１〜１％、Ｃｕ：１％未満、Ｍｇ：０．３〜１．５％含有し、残部Ａｌ及び不純物からなる本発明の第４の発明では、さらにより硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を製造することができる。 Si: 5-12% (mass% or less the same), Fe: 0.1-1%, Cu: less than 1%, Mg: 0.3-1.5%, the balance of the present invention consisting of Al and impurities In the fourth aspect of the invention, it is possible to manufacture sliding parts and other wear-resistant aluminum alloy products that are provided with an anodized film having excellent hardness and wear resistance.
Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：０．０４〜０．３％、Ｚｒ：０．０４〜０．３％、Ｖ：０．０１〜０．１％、のうちの１種又は２種以上を含有する本発明の第５の発明では、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖの含有により、Ａｌ−Ｍｎ系やＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系，Ａｌ−Ｃｒ系やＡｌ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓｉ系，Ａｌ−Ｚｒ系，Ａｌ−Ｖ系の粒子を析出して再結晶粒を微細化し、加工性を向上させるので、複雑な形状の摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を成形できる。また、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖの含有は、Ａｌ−Ｍｎ系やＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系，Ａｌ−Ｃｒ系やＡｌ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓｉ系，Ａｌ−Ｚｒ系，Ａｌ−Ｖ系の粒子を析出し、摺動部品の成形後の熱処理での再結晶を抑制し、摺動部品の延性、靭性を向上する。 One or two of Mn: 0.1 to 1%, Cr: 0.04 to 0.3%, Zr: 0.04 to 0.3%, V: 0.01 to 0.1% In the fifth invention of the present invention containing the above, by containing Mn, Cr, Zr, V, Al—Mn, Al—Mn—Fe—Si, Al—Cr, and Al—Cr—Fe—Si are included. , Al-Zr-based, Al-V-based particles are precipitated and the recrystallized grains are refined to improve workability, so that it is possible to form sliding parts with complex shapes and other wear-resistant aluminum alloy products. . Further, the contents of Mn, Cr, Zr, and V include Al—Mn, Al—Mn—Fe—Si, Al—Cr, Al—Cr—Fe—Si, Al—Zr, and Al—V. The particles are precipitated, the recrystallization in the heat treatment after forming the sliding part is suppressed, and the ductility and toughness of the sliding part are improved.
Ｓｉ：９〜１２％の場合に共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで８０％以上を占める本発明の第６の発明では、さらにより硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を製造することができる。 In the sixth aspect of the present invention in which the particle size of eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and occupies 80% or more when Si is 9 to 12%, the hardness is further excellent in hardness and wear resistance. Sliding parts and other wear-resistant aluminum alloy products having an anodic oxide film having properties can be manufactured.
Ｃｕを実質的に含有しない本発明の第７の発明では、さらに陽極酸化処理性が向上し、さらにより硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を提供することができる。 In the seventh invention of the present invention which does not substantially contain Cu, the anodizing treatment property is further improved, and further, sliding parts and other wear resistances having an anodized film having excellent hardness and wear resistance. Aluminum alloy products can be provided.
Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００１〜０．０５%、Ｓｒ：０．００１〜０．１％のうち１種又は２種以上を含有する本発明の第８の発明は、Ｔｉ，Ｂを含有する場合には、鋳塊の組織を微細化し、鋳造時の鋳塊割れを防止するので、本発明のアルミニウム合金を安定して鋳造することができ、さらに、鋳塊の加工性を向上させるので、複雑な形状の摺動部品を成形することができる。Ｓｒを含有する場合には、共晶Ｓｉ粒子の微細化し、本発明のアルミニウム合金の延性、靭性を向上することができる。 The eighth invention of the present invention containing one or more of Ti: 0.01-0.3%, B: 0.0001-0.05%, Sr: 0.001-0.1% When Ti and B are contained, the structure of the ingot is refined and the ingot cracking at the time of casting is prevented, so that the aluminum alloy of the present invention can be stably cast. Therefore, it is possible to form a sliding part having a complicated shape. In the case of containing Sr, the eutectic Si particles can be refined and the ductility and toughness of the aluminum alloy of the present invention can be improved.
連続鋳造法で鋳造された棒状材である本発明の第９の発明では、このアルミニウム合金から硬さに優れ耐摩耗性を有する摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を製造することができる。 In the ninth aspect of the present invention, which is a rod-shaped material cast by a continuous casting method, a sliding part having excellent hardness and wear resistance and other wear-resistant aluminum alloy products can be produced from this aluminum alloy. it can.
連続鋳造法で鋳造された棒状材をさらに押出し加工又は押出し、引抜き加工した棒状材である本発明の第１０の発明では、後工程が、鍛造工程を省略または加工率の小さな鍛造工程であっても、充分な加工率が得られるので、本発明のアルミニウム合金の延性、靭性を向上する。また、連続鋳造法では得られにくいφ２０以下の棒材などが得られやすい。 In the tenth invention of the present invention, which is a rod-shaped material obtained by further extruding or extruding a rod-shaped material cast by the continuous casting method and drawing, the forging process is omitted or the forging process with a small processing rate is performed. However, since a sufficient working rate is obtained, the ductility and toughness of the aluminum alloy of the present invention are improved. Further, it is easy to obtain a rod of φ20 or less that is difficult to obtain by the continuous casting method.
前記アルミニウム合金からなる本発明の第１１の発明では、その棒状材を用いた成形品が、硬さに優れ耐摩耗性を有する成形品となる。 In the eleventh aspect of the present invention comprising the aluminum alloy, the molded article using the rod-shaped material is a molded article having excellent hardness and wear resistance.
棒状材の用途が摺動部品である本発明の第１２の発明は、硬さに優れた陽極酸化皮膜を有する耐摩耗性に優れた摺動部品となる。 The twelfth aspect of the present invention, in which the rod-shaped material is used for sliding parts, is a sliding part having excellent wear resistance having an anodized film having excellent hardness.
前記棒状材に鍛造加工を施した本発明の第１３の発明は、この鍛造成形品から硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を有する摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を製造できる。 According to a thirteenth aspect of the present invention in which the bar-like material is forged, sliding parts having an anodized film having excellent hardness and wear resistance and other wear-resistant aluminum alloy products are produced from the forged product. Can be manufactured.
前記棒状材に、もしくは前記鍛造成形品に機械加工を施した本発明の第１４の発明は、この機械加工成形品から硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を有する摺動部品やその他の耐摩耗性アルミニウム合金製品を製造できる。 The fourteenth aspect of the present invention, in which the rod-shaped material or the forged molded product is machined, is a sliding component having an anodized film having excellent hardness and wear resistance from the machined molded product, and others. The wear-resistant aluminum alloy product can be manufactured.
本発明の第１５の発明は、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μmの幅で存在し、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在し、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子の粒径が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上であり、さらに陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有してなり、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性を有するアルミニウム合金製品となる。
即ち本発明では陽極酸化処理後に適宜条件にて熱処理しているので、より硬度バラツキを抑え、安定した硬度上昇を得ることも可能である。また、熱処理を施すと、陽極酸化処理皮膜の表皮層（数ミクロン程度）の表面突起部の脆性化をもたらし、研磨効果を大きくすることが可能である。要するに陽極酸化皮膜全体の硬度は上がるため、全体としての摩耗量は少なくなり、表面粗さの突起部のみが取れ易くなる。その結果、研磨工程として、従来用いられる荒、中、仕上げ工程の工数の削減ができる。例えば３工程を２工程にすることが可能となる。
In the fifteenth aspect of the present invention, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.8 to 60 percent or more by the size of 2.4 [mu] m, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2, the particle size of the eutectic Si particles particle size in the anodized film It exists in a width of 0.4 to 5.5 μm, the amount of Cu is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
That is, in the present invention, the heat treatment is performed under appropriate conditions after the anodizing treatment, so that it is possible to suppress hardness variation and obtain a stable increase in hardness. Further, when heat treatment is performed, the surface protrusion of the skin layer (about several microns) of the anodized film is made brittle, and the polishing effect can be increased. In short, since the hardness of the entire anodized film is increased, the amount of wear as a whole is reduced, and only the protrusions with surface roughness can be easily removed. As a result, it is possible to reduce the man-hours of the roughing, medium and finishing steps used conventionally as the polishing step. For example, three processes can be changed to two processes.
本発明の第１６の発明は、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μmの幅で存在し、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在し、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上であり、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有してなり、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性を有するアルミニウム合金製品となる。 In the sixteenth aspect of the present invention, the particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix is present in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.8 to 60 percent or more by the size of 2.4 [mu] m, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2, an average particle diameter of 1 eutectic Si particles in the anodized film. It exists in a width of 4 to 2.5 μm, the amount of Cu is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness Hv is 400 or more, and then the temperature (Tem) and time (Tim) are 1.2 ≦ ((Tem [° C.]) 3 × (Tim [min])) / 10 8 ≦ 9 is satisfied, and heat treatment is performed under conditions that cause embrittlement of the surface protrusion of the skin layer of the anodized film. improved film hardness is 10% or more by, becomes a a smooth surface roughness film surface, it does not occur film crack, film hardness, matrix hardness It shall satisfy the preferable values, the aluminum alloy product having a sliding component and other abrasion resistance with an easy smooth anodized film the surface roughness can be realized in the polishing step.
陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で、且つ平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在する本発明の第１７の発明では、より硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を備える耐摩耗性アルミニウム合金製品となる。 In the seventeenth invention of the present invention in which the eutectic Si particles are present in the anodized film with a particle size of 0.4 to 5.5 μm and an average particle size of 1.4 to 2.5 μm, It becomes a wear-resistant aluminum alloy product having an anodic oxide film having excellent wear resistance.
陽極酸化処理後の熱処理を温度（Tem）と時間（Tim）が２．５≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦５を満足する条件にて行う本発明の第１８の発明は、前記第１５〜１７の発明の効果がより確実なものとなる。 The heat treatment after the anodizing treatment is performed under the condition that the temperature (Tem) and time (Tim) satisfy 2.5 ≦ ((Tem [° C.]) 3 × (Tim [min])) / 10 8 ≦ 5. In the eighteenth aspect of the invention, the effects of the fifteenth to seventeenth aspects of the invention are more certain.
陽極酸化処理後の熱処理を１７０〜２５０℃で１５〜１６０分の条件で行う本発明の第１９の発明は、前記第１５〜１７の発明の効果がより確実なものとなる。 In the nineteenth invention of the present invention in which the heat treatment after the anodizing treatment is performed at 170 to 250 ° C. for 15 to 160 minutes, the effects of the fifteenth to seventeenth inventions are more certain.
前記機械加工成形品に陽極酸化皮膜処理を施した本発明の第２０の発明は、硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を有する摺動部品となる。 According to a twentieth aspect of the present invention in which the machined molded article is subjected to an anodized film treatment, a sliding part having an anodized film having excellent hardness and wear resistance is obtained.
前記組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在させ、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子を粒径０．４〜５．５μmの幅で存在させ、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とし、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させ、皮膜表面を平滑な面粗さとした本発明の第２１の発明は、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金製品を容易に製造することができる。
The aluminum alloy having the above composition is cast by a continuous casting method, the ingot is homogenized, and then extruded and / or forged and / or machined to form particles of eutectic Si particles dispersed in the matrix. The diameter of the eutectic Si particles is 0.4 to 5.5 μm, and the particle size of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and occupies 60% or more. By making it exist at 4000 pieces / mm 2 or more and less than 40000 pieces / mm 2 and anodizing, eutectic Si particles are present in the anodized film in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the amount of Cu is 1.2 mass% or less,
前記組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在させ、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子を平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在させ、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とし、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させ、皮膜表面を平滑な面粗さとした本発明の第２２の発明は、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金製品を容易に製造することができる。
The aluminum alloy having the above composition is cast by a continuous casting method, the ingot is homogenized, and then extruded and / or forged and / or machined to form particles of eutectic Si particles dispersed in the matrix. The diameter of the eutectic Si particles is 0.4 to 5.5 μm, and the particle size of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and occupies 60% or more. 4000 / mm 2 or more 40000 is present below / mm 2, by anodizing, the eutectic Si particles are present in the width of the average particle size 1.4~2.5μm in the anodized film, Cu amount Is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で、且つ平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在する本発明の第２３の発明では、より硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を備える耐摩耗性アルミニウム合金製品を容易に製造することができる。 In the twenty-third aspect of the present invention in which the eutectic Si particles are present in the anodized film with a particle size of 0.4 to 5.5 μm and an average particle size of 1.4 to 2.5 μm, A wear-resistant aluminum alloy product having an anodic oxide film having excellent wear resistance can be easily produced.
前記組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在させ、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子を粒径０．４〜５．５μmの幅で存在させ、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とし、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させ、皮膜表面を平滑な面粗さとした本発明の第２４の発明は、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜硬さに優れた摺動部品を容易に製造することができる。
The aluminum alloy having the above composition is cast by a continuous casting method, the ingot is homogenized, and then extruded and / or forged and / or machined to form particles of eutectic Si particles dispersed in the matrix. The diameter of the eutectic Si particles is 0.4 to 5.5 μm, and the particle size of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and occupies 60% or more. By making it exist at 4000 pieces / mm 2 or more and less than 40000 pieces / mm 2 and anodizing, eutectic Si particles are present in the anodized film in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the amount of Cu is 1.2 mass% or less,
前記組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子の粒径を０．４〜５．５μmの幅で存在させ、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占め、尚かつ共晶Ｓｉ粒子が４０００個／mm 2 以上４００００個／mm 2 未満存在させ、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子を平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在させ、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とし、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させ、皮膜表面を平滑な面粗さとした本発明の第２５の発明は、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜硬さに優れた摺動部品を容易に製造することができる。
The aluminum alloy having the above composition is cast by a continuous casting method, the ingot is homogenized, and then extruded and / or forged and / or machined to form particles of eutectic Si particles dispersed in the matrix. The diameter of the eutectic Si particles is 0.4 to 5.5 μm, and the particle size of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and occupies 60% or more. 4000 / mm 2 or more 40000 is present below / mm 2, by anodizing, the eutectic Si particles are present in the width of the average particle size 1.4~2.5μm in the anodized film, Cu amount Is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で、且つ平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在する本発明の第２６の発明では、より硬さに優れ耐摩耗性を有する陽極酸化皮膜を備える摺動部品を容易に製造することができる。 In the twenty-sixth aspect of the present invention in which the eutectic Si particles are present in the anodized film with a particle size of 0.4 to 5.5 μm and an average particle size of 1.4 to 2.5 μm, It is possible to easily manufacture a sliding component including an anodized film having excellent wear resistance.
Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：０．０４〜０．３％、Ｚｒ：０．０４〜０．３％、Ｖ：０．０１〜０．１％、のうちの１種又は２種以上を含有し、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００１〜０．０５%、Ｓｒ：０．００１〜０．１％のうち１種又は２種以上を含有するアルミニウム合金を、連続鋳造方式で鋳造を行ない、この鋳塊を均質化処理した後、押出し加工及び／又は鍛造加工及び／又は機械加工し、陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在するか、平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在するか、或いは両方を兼ねるかし、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上であり、さらにその後、温度（Tem）と時間（Tim）が２．５≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦５を満足する条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させた摺動部品を製造する。
One or two of Mn: 0.1 to 1%, Cr: 0.04 to 0.3%, Zr: 0.04 to 0.3%, V: 0.01 to 0.1% An aluminum alloy containing one or more of Ti: 0.01 to 0.3%, B: 0.0001 to 0.05%, and Sr: 0.001 to 0.1% The eutectic Si particles in the anodized film are cast by a continuous casting method, and the ingot is homogenized, and then extruded and / or forged and / or machined and anodized. Exists in a width of 0.4 to 5.5 μm in particle size, exists in a width of 1.4 to 2.5 μm in average particle size, or serves as both, and the amount of Cu is 1.2 mass% or less The film thickness is 30 μm or more, the film hardness is
まず、本発明に用いるアルミニウム合金について説明する。本発明に好適に用いられるアルミニウム合金の組成は、Ｓｉ：５〜１２％（質量％、以下同じ，好ましくは５〜１１％）、Ｆｅ：０．１〜１％、Ｃｕ：１％未満（好ましくは０．５％未満、より好ましくは実質含有しない）、Ｍｇ：０．３〜１．５％（好ましくは０．４〜１％）、残部Ａｌ及び不純物である。
また、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：０．０４〜０．３％、Ｚｒ：０．０４〜０．３％、Ｖ：０．０１〜０．１％、のうちの１種又は２種以上を含有することが好ましい。
さらに、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｂ：０．０００１〜０．０５%、Ｓｒ：０．００１〜０．１％のうち１種又は２種以上を含有することが好ましい。
このような組成のアルミニウム合金は、加工性や陽極酸化処理性に優れ、前述の陽極酸化皮膜の硬さ（Ｈｖ４００以上）を保持することが可能となる。
また、特殊な陽極酸化処理をしなくても十分な硬さが得られるので、陽極酸化処理をせずに使用する部品にも適用できる点からも好ましい。
First, the aluminum alloy used in the present invention will be described. The composition of the aluminum alloy suitably used in the present invention is as follows: Si: 5 to 12% (mass%, the same below, preferably 5 to 11%), Fe: 0.1 to 1%, Cu: less than 1% (preferably Is less than 0.5%, more preferably substantially not contained), Mg: 0.3 to 1.5% (preferably 0.4 to 1%), the balance Al and impurities.
Also, one of Mn: 0.1 to 1%, Cr: 0.04 to 0.3%, Zr: 0.04 to 0.3%, V: 0.01 to 0.1%, or It is preferable to contain 2 or more types.
Furthermore, it is preferable to contain one or more of Ti: 0.01 to 0.3%, B: 0.0001 to 0.05%, and Sr: 0.001 to 0.1%.
An aluminum alloy having such a composition is excellent in workability and anodizing property and can maintain the hardness (Hv400 or more) of the anodized film described above.
Moreover, since sufficient hardness is obtained even if it does not perform a special anodizing process, it is preferable also from the point which can be applied also to the components used without anodizing.
特にＳｉは、Ｍｇと共存してＭｇ2Ｓｉ粒子を析出してアルミニウム合金の強度を向上させ、共晶Ｓｉの分布により強度、耐摩耗性を高める。このＳｉの含有範囲は５〜１２％、好ましい含有範囲は５〜１１％であり、５％未満ではその効果が小さく１２％を超えると、初晶Ｓｉが析出して陽極酸化処理性に悪い影響が表われる。 In particular, Si coexists with Mg to precipitate Mg 2 Si particles to improve the strength of the aluminum alloy, and the strength and wear resistance are enhanced by the distribution of eutectic Si. The Si content range is 5 to 12%, and the preferred content range is 5 to 11%. If the content is less than 5%, the effect is small, and if it exceeds 12%, primary Si precipitates and adversely affects the anodizing property. Appears.
Ｆｅは、０．１〜１％（好ましくは０．１〜０．５％，より好ましくは０．２１〜０．３％）を含有するのが好ましい。Ａｌ−Ｆｅ系やＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粒子を析出させ、摺動部品の成形後の熱処理処理での再結晶を抑制し、摺動部品の延性、靭性を向上するからである。また、押出材では押出加工時に再結晶粒を微細化し、後工程の鍛造加工性を向上させるので、複雑な形状の摺動部品を加工することができる。Ｆｅの含有量が０．１％未満ではこの効果が小さく、１％を超えるとＡｌ−Ｆｅ系やＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系粗大晶出物が増加して陽極酸化処理性に悪い影響が表われ、アルミニウム合金の延性、靭性を低下させる。 Fe preferably contains 0.1 to 1% (preferably 0.1 to 0.5%, more preferably 0.21 to 0.3%). This is because Al-Fe-based or Al-Fe-Si-based particles are precipitated to suppress recrystallization in the heat treatment after molding of the sliding part, thereby improving the ductility and toughness of the sliding part. Further, in the extruded material, the recrystallized grains are refined at the time of extrusion and the forging processability in the subsequent process is improved, so that a sliding part having a complicated shape can be processed. If the Fe content is less than 0.1%, this effect is small, and if it exceeds 1%, Al—Fe and Al—Fe—Si coarse crystals are increased, which adversely affects the anodizing property. Reduce the ductility and toughness of aluminum alloys.
Ｃｕは、１．２％以下（より好ましくは１％以下，さらに好ましくは０．５％未満）含有させるか、或いは実質的に含有させないことが好ましい。
このＣｕの含有は、ＣｕＡｌ2粒子を析出してアルミニウム合金の強度と硬さに寄与するが、Ｃｕの含有量が１．２％を越えると、陽極酸化皮膜の硬さが低下する。より皮膜の硬さを増加するのに好ましくは０．５％未満、より好ましくは実質的に含有させない。
Ｃｕは陽極酸化処理の際に溶解するが、溶解したＣｕイオンは貴な金属イオンのため再びアルミニウム合金母材の表面にＣｕが析出し、陽極酸化皮膜が形成し難く皮膜の緻密性も低下する。Ｃｕ量を抑制することで、陽極酸化皮膜の成形性と緻密性を向上し、皮膜硬さを向上することができる。
Cu is preferably contained in an amount of 1.2% or less (more preferably 1% or less, and even more preferably less than 0.5%) or substantially no Cu.
The Cu content precipitates CuAl 2 particles and contributes to the strength and hardness of the aluminum alloy. However, when the Cu content exceeds 1.2%, the hardness of the anodized film decreases. In order to increase the hardness of the film, it is preferably less than 0.5%, more preferably not substantially contained.
Cu dissolves during the anodic oxidation treatment, but the dissolved Cu ions are noble metal ions, so that Cu precipitates again on the surface of the aluminum alloy base material, making it difficult to form an anodic oxide film and reducing the denseness of the film. . By suppressing the amount of Cu, the moldability and denseness of the anodized film can be improved, and the film hardness can be improved.
Ｍｎの含有は、Ａｌ−Ｍｎ系やＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粒子を析出して再結晶粒を微細化し、加工性を向上させる。このＭｎの含有範囲は０．１〜１％、好ましくは０．５〜０．８％であり、０．１％未満ではその効果が小さく、１％を超えると粗大晶出物が増加して陽極酸化処理性に悪い影響が表われる。 The inclusion of Mn precipitates Al—Mn or Al—Mn—Fe—Si based particles, refines the recrystallized grains, and improves workability. The content range of Mn is 0.1 to 1%, preferably 0.5 to 0.8%. If it is less than 0.1%, the effect is small, and if it exceeds 1%, coarse crystals are increased. A negative effect on the anodic oxidation processability appears.
Ｍｇの含有は、Ｓｉと共存してＭｇ2Ｓｉ粒子を析出してアルミニウム合金の強度に寄与し、このＭｇの好ましい含有範囲は０．３〜１．５％、好ましくは０．４〜１％であり、０．３％未満では効果が小さく、１．５％を越えると加工性が低下する。 The Mg content coexists with Si and precipitates Mg 2 Si particles to contribute to the strength of the aluminum alloy. The preferred Mg content range is 0.3 to 1.5%, preferably 0.4 to 1%. If it is less than 0.3%, the effect is small, and if it exceeds 1.5%, the workability deteriorates.
Ｍｎ：０．１〜１％（好ましくは０．２〜０．４％）、Ｃｒ：０．０４〜０．３％（好ましくは０．１５〜０．２５％）、Ｚｒ：０．０４〜０．３％（好ましくは０．１〜０．２％）、Ｖ：０．０１〜０．１％（好ましくは０．０５〜０．１％）、のうちの１種又は２種以上を含有することは、Ａｌ−Ｍｎ系やＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系，Ａｌ−Ｃｒ系やＡｌ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓｉ系，Ａｌ−Ｚｒ系，Ａｌ−Ｖ系の粒子を析出し、摺動部品の成形後の熱処理処理での再結晶を抑制し、摺動部品の延性、靭性を向上する。また、押出材では押出し加工時に再結晶粒を微細化し、後工程の鍛造加工性を向上させるので、複雑な形状の摺動部品を加工することができる。Ｍｎの含有量が０．１％未満、Ｃｒが０．０４％未満、Ｚｒが０．０４％未満、Ｖが０．０１％未満ではその効果が小さく、Ｍｎの含有量が１％を超え、Ｃｒが０．３％を超え、Ｚｒが０．３％を超え、Ｖが０．１％を越えると粗大な晶出物が増加して陽極酸化処理性に悪い影響が表われ、アルミニウム合金の延性、靭性を低下せさる。 Mn: 0.1 to 1% (preferably 0.2 to 0.4%), Cr: 0.04 to 0.3% (preferably 0.15 to 0.25%), Zr: 0.04 to One or more of 0.3% (preferably 0.1 to 0.2%), V: 0.01 to 0.1% (preferably 0.05 to 0.1%) The inclusion of Al-Mn, Al-Mn-Fe-Si, Al-Cr, Al-Cr-Fe-Si, Al-Zr, and Al-V-based particles causes sliding. Suppresses recrystallization during heat treatment after molding of the parts, and improves the ductility and toughness of the sliding parts. Further, in the extruded material, the recrystallized grains are refined at the time of extrusion and the forging processability in the subsequent process is improved, so that a sliding part having a complicated shape can be processed. If the Mn content is less than 0.1%, Cr is less than 0.04%, Zr is less than 0.04%, and V is less than 0.01%, the effect is small, and the Mn content exceeds 1%. When Cr exceeds 0.3%, Zr exceeds 0.3%, and V exceeds 0.1%, coarse crystallized substances increase, which adversely affects the anodizing property. Reduces ductility and toughness.
Ｔｉ：０．０１〜０．３％（好ましくは０．０１〜０．２％，より好ましくは０．００２〜０．１％）、Ｂ：０．０００１〜０．０５%（好ましくは０．００５〜０．１％）、Ｓｒ：０．００１〜０．２％（好ましくは０．００５〜０．１％，より好ましくは０．００５〜０．０５％）のうち１種又は２種以上を含有することは以下の理由で望ましい。即ちＴｉ，Ｂの含有は鋳塊の組織を微細化し、鋳造時の鋳塊割れを防止し、さらに鋳塊の加工性を向上させるので、複雑な形状の摺動部品を成形することができる。０．０１％未満ではその効果が小さく、０．３％を超えると巨大な金属間化合物が晶出して加工性や陽極酸化処理性に悪い影響が表われる。また、Ｓｒの含有は共晶Ｓｉを微細化し、加工性及び陽極酸化処理性を向上する。０．００１％未満ではその効果が小さく、０．２％を超えても効果が低下する。
Ｎｉは、０．１％以下であることが好ましい。
Ti: 0.01 to 0.3% (preferably 0.01 to 0.2%, more preferably 0.002 to 0.1%), B: 0.0001 to 0.05% (preferably 0.00. 005-0.1%), Sr: 0.001-0.2% (preferably 0.005-0.1%, more preferably 0.005-0.05%) It is desirable to contain for the following reasons. That is, the inclusion of Ti and B refines the structure of the ingot, prevents ingot cracking during casting, and further improves the workability of the ingot, so that it is possible to form a sliding part having a complicated shape. If it is less than 0.01%, the effect is small, and if it exceeds 0.3%, a huge intermetallic compound is crystallized, which adversely affects workability and anodizing property. Further, the inclusion of Sr makes eutectic Si finer and improves workability and anodizing property. If it is less than 0.001%, the effect is small, and if it exceeds 0.2%, the effect is lowered.
Ni is preferably 0.1% or less.
本発明においては、陽極酸化皮膜中における共晶Ｓｉ粒子の分布を制御することにより、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上とすることができ、更に陽極酸化処理後、特定の条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できることを見出した。
In the present invention, by controlling the distribution of the eutectic Si particles in the anodic oxide film, the film thickness can be 30 μm or more and the
まず、陽極酸化皮膜中における共晶Ｓｉ粒子の分布を制御するために、合金マトリックス中における共晶Ｓｉの分散状態を均一に特定することが重要であり、具体的には合金マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子を粒径０．４〜５．５μmの幅で存在させるか、平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在させるか、或いは両方を兼ねるようにする。また、その内の共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上（好ましくは８０％以上）を占め、尚かつマトリックス中に４０００個／mm2以上４００００個／mm2未満（より好ましくは１００００個／mm2以上３８０００個／mm2未満）存在させることが好ましくは必要である。尚、「共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．４〜５．５μm」とは、実質的な粒径分布が０．４〜５．５μmということであり、例えば９５％以上、好ましくは９８％以上が０．４〜５．５μmの範囲ということである。陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子を存在させ、皮膜硬さに優れ、皮膜厚さを厚くしてもクラックが発生しないものとなる。 First, in order to control the distribution of the eutectic Si particles in the anodic oxide film, it is important to uniformly specify the dispersion state of the eutectic Si in the alloy matrix. Specifically, it is dispersed in the alloy matrix. The eutectic Si particles are present with a particle size of 0.4 to 5.5 μm, or the average particle size of 1.4 to 2.5 μm, or both. Further, the particle size of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and occupies 60% or more (preferably 80% or more), and 4000 / mm 2 or more and 40000 in the matrix. / Mm 2 (preferably 10000 / mm 2 or more and less than 38000 / mm 2 ) is preferably required. Note that “the particle size of the eutectic Si particles is 0.4 to 5.5 μm” means that the substantial particle size distribution is 0.4 to 5.5 μm, for example, 95% or more, preferably 98%. The above is the range of 0.4 to 5.5 μm. When eutectic Si particles are present in the anodized film, the film hardness is excellent, and even if the film thickness is increased, cracks do not occur.
前述のように陽極酸化皮膜中における共晶Ｓｉ粒子は、粒径０．４〜５．５μm（より好ましくは粒径０．６〜５．５μm）の幅で存在させるか、平均粒径１．４〜２．５μm（より好ましくは平均粒径１．６〜２．３μm）の幅で存在させるか、或いはその両方を兼ねるようにするが、粒径が０．４μm、特に０．３μm未満の粒径では陽極酸化処理時浴電圧が高くなり、陽極酸化に対する抵抗が大きくなり、電流が流れにくくなって皮膜形成が困難となり、粒径が５．６μm、特に６．０μmを越えると、陽極酸化処理性が低下する原因となり、皮膜の面粗度が悪くなる。
また、前述のように共晶Ｓｉ粒子の粒径の大きさが０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上を占めることが好ましくは必要であるが、６０％未満、特に５０％以下の場合には陽極酸化処理時に電流の流れやすい部分と流れにくい部分の差が大きくなって電流の流れが一定でないため皮膜厚さが不均一となる。特に工業的に利用用途が広いＳｉ：９〜１２％（特に１０．５±０．５％）の場合には８０％以上が好ましい。
さらに、前述のように共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさのものが合金マトリックス中に４０００個／mm2以上４００００個／mm2未満存在することも好ましくは必要であるが、陽極酸化処理時に電流の流れが一定となるので、皮膜厚さは均一となる。アルミニウム合金マトリックス中に分散する共晶Ｓｉ粒子はマトリックスより電流が流れ難いが、これを抑えることができるため、陽極酸化皮膜が均一に形成することができる。さらに、共晶Ｓｉが陽極酸化皮膜処理の際に溶解せずに皮膜中に残留するのを低減させ、皮膜中に残留した共晶Ｓｉ粒子の周囲の皮膜の緻密性が低下するのを抑えることができるので、皮膜硬度の低下を抑えることができる。
As described above, the eutectic Si particles in the anodic oxide film are present in a width of 0.4 to 5.5 μm (more preferably, 0.6 to 5.5 μm), or an average particle size of 1. It should be present in a width of 4 to 2.5 μm (more preferably an average particle size of 1.6 to 2.3 μm) or both, but the particle size should be 0.4 μm, especially less than 0.3 μm With a particle size, the bath voltage during anodization increases, resistance to anodization increases, current does not flow easily, and film formation becomes difficult. When the particle size exceeds 5.6 μm, particularly 6.0 μm, anodization is performed. It causes the processability to deteriorate, and the surface roughness of the film is deteriorated.
Further, as described above, it is preferable that the size of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and occupy 60% or more, but less than 60%, particularly 50% or less. In this case, the difference between the portion where the current easily flows and the portion where the current does not easily flow becomes large during the anodizing process, and the current flow is not constant, so that the film thickness becomes non-uniform. In particular, when Si is 9 to 12% (particularly 10.5 ± 0.5%), which is widely used industrially, 80% or more is preferable.
Further, as described above, it is also necessary that eutectic Si particles having a particle size of 0.8 to 2.4 μm should be present in the alloy matrix at 4000 / mm 2 or more and less than 40000 / mm 2. However, since the current flow is constant during the anodizing process, the film thickness is uniform. The eutectic Si particles dispersed in the aluminum alloy matrix are less likely to flow current than the matrix, but this can be suppressed, so that an anodized film can be formed uniformly. Furthermore, the eutectic Si is not dissolved in the anodic oxide film treatment, but remains in the film, and the denseness of the film around the eutectic Si particles remaining in the film is suppressed from being lowered. Therefore, a decrease in film hardness can be suppressed.
また、陽極酸化処理した後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足する条件にて熱処理することにより皮膜硬度を１０％以上向上させる。
好ましくは、陽極酸化処理後の熱処理を温度（Tem）と時間（Tim）が２．５≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦５を満足する条件にて行う。
より好ましくは、陽極酸化処理後の熱処理を１７０〜２５０℃で１５〜１６０分の条件で行う。
即ち熱処理における温度と時間とを上記範囲以外に設定して熱処理しても、効果が得られなかったり、合金母材そのものの硬度が低下してしまうが、上述の適正な範囲とすることにより母材硬度を下げることなく皮膜を硬くすることができる。したがって、特殊な皮膜処理を施すことなく、硬度の良好な皮膜を得ることができる。
Further, after the anodizing treatment, the heat treatment is performed under the condition that the temperature (Tem) and the time (Tim) satisfy 1.2 ≦ ((Tem [° C.]) 3 × (Tim [min])) / 10 8 ≦ 9. This improves the film hardness by 10% or more.
Preferably, the heat treatment after the anodizing treatment is performed so that the temperature (Tem) and the time (Tim) satisfy 2.5 ≦ ((Tem [° C.]) 3 × (Tim [min])) / 10 8 ≦ 5. Do it.
More preferably, the heat treatment after the anodizing treatment is performed at 170 to 250 ° C. for 15 to 160 minutes.
In other words, even if the heat treatment temperature and time are set outside the above ranges, no effect is obtained or the hardness of the alloy base material itself is lowered. The film can be hardened without lowering the material hardness. Therefore, a film having good hardness can be obtained without performing a special film treatment.
図１に、温度×時間と、皮膜強度、母材強度の関係を示した。
この図１は、加熱処理後の皮膜強度［Ｈｖ］及び母材硬度［ＨＲＢ］を縦軸に、加熱条件から算出した温度×時間を横軸にとり、温度×時間をパラメータにして各試料のそれぞれの硬度をプロットしたものである。温度×時間の値が１．２未満である、例えば、低温度、短時間の加熱処理をした試料では、皮膜硬度Ｈｖ４００以上を得ることが難しくなっている。また、高温度、長時間の熱処理をした試料では、母材硬度が急激に低下するが、温度×時間の値が９以下とすることによりＨＲＢ５５以上の好ましい硬度となっている。
FIG. 1 shows the relationship between temperature × time, film strength, and base material strength.
In FIG. 1, the film strength [Hv] and the base material hardness [HRB] after heat treatment are plotted on the vertical axis, the temperature x time calculated from the heating conditions is plotted on the horizontal axis, and the temperature x time is taken as a parameter. Is a plot of hardness. For a sample having a temperature x time value of less than 1.2, for example, a low-temperature, short-time heat treatment, it is difficult to obtain a coating hardness of Hv400 or higher. Further, in the sample subjected to the heat treatment for a long time at a high temperature, the base material hardness rapidly decreases, but by setting the value of temperature × time to 9 or less, the hardness becomes a preferable hardness of HRB55 or more.
前記組成のアルミニウム合金を、連続鋳造方式例えば気体加圧ホットトップ連続鋳造方式で鋳造した鋳塊を、均質化処理した後、そのまま機械加工するか、或いは押出し加工、鍛造加工、機械加工等の加工を適宜に選択して行う。連続鋳造方式の他の例としては、水平連続鋳造方式を挙げることができる。さらに陽極酸化処理を行った後、熱処理することにより、皮膜クラックが発生せず、皮膜硬度、母材硬度が好ましい値を満足するものとなり、研磨工程で容易に平滑な面粗さを実現できる陽極酸化皮膜を備える摺動部品やその他の耐摩耗性を有するアルミニウム合金製品を製造することができる。
尚、合金中の共晶Ｓｉ粒子の発生状態は、所定の組成の合金溶湯を連続鋳造方式で凝固させる時に、溶湯温度や鋳造速度の影響を受ける。
そこで、共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在するか、平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在するか、或いはその両方を兼ねるように、溶湯温度や鋳造速度を制御することにより本発明のアルミニウム合金を得ることができる。また、共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上となるように、溶湯温度や鋳造速度を制御することにより本発明のアルミニウム合金を得ることができる。
但し、本発明のアルミニウム合金ではＣｕが少なく、凝固時の固液共存領域が少なくなり、凝固しやすくなるため、凝固速度を従来より速めに制御する必要がある。例えば鋳造径φ７２mmの場合の凝固速度は２００〜３５０［mm／分］とすることが望ましい。
気体加圧ホットトップ連続鋳造方式は溶湯とモールド間を気体加圧しているため鋳造速度を速くすることができるので、共晶Ｓｉの粒径を所定の状態に制御した本発明のアルミニウム合金を容易に製造することができるので好ましい。
An ingot obtained by casting an aluminum alloy having the above composition by a continuous casting method, for example, a gas pressure hot top continuous casting method, is homogenized and then machined as it is, or processing such as extrusion, forging, and machining. Is selected as appropriate. Another example of the continuous casting method is a horizontal continuous casting method. Further, by performing heat treatment after anodizing treatment, the coating crack does not occur, the coating hardness and the base material hardness satisfy the preferable values, and an anode that can easily realize smooth surface roughness in the polishing process Sliding parts having an oxide film and other wear-resistant aluminum alloy products can be manufactured.
It should be noted that the generation state of eutectic Si particles in the alloy is affected by the molten metal temperature and casting speed when the molten alloy having a predetermined composition is solidified by the continuous casting method.
Therefore, the melt temperature is such that the eutectic Si particles are present in a width range of 0.4 to 5.5 μm, the average particle size is present in a range of 1.4 to 2.5 μm, or both. Further, the aluminum alloy of the present invention can be obtained by controlling the casting speed. Further, the aluminum alloy of the present invention can be obtained by controlling the melt temperature and the casting speed so that the particle diameter of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and 60% or more.
However, in the aluminum alloy of the present invention, the amount of Cu is small, the solid-liquid coexistence region at the time of solidification is small, and the solidification easily occurs. For example, when the casting diameter is 72 mm, the solidification rate is desirably 200 to 350 [mm / min].
The gas pressurized hot top continuous casting method can increase the casting speed because the gas is pressurized between the molten metal and the mold, making it easy to use the aluminum alloy of the present invention in which the grain size of the eutectic Si is controlled to a predetermined state. It is preferable because it can be manufactured.
また、合金中の共晶Ｓｉ粒子の発生状態は、均質化処理時に、均質化温度や均質化時間の影響を受け、共晶Ｓｉ粒子の粒径を制御すると共に共晶Ｓｉ粒子の形状も制御する。
そこで、共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在するか、平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在するか、或いはその両方を兼ねるようにし、共晶Ｓｉ粒子が粒状となるように、均質化温度や均質化時間を制御することにより本発明のアルミニウム合金を得ることができる。また、共晶Ｓｉ粒子の粒径が０．８〜２．４μmの大きさで６０％以上で共晶Ｓｉ粒子が粒状となるように、均質化温度や均質化時間を制御することにより本発明のアルミニウム合金を得ることができる。
共晶Ｓｉ粒子が粒状となることで、均質化処理前の針状形状より鋳塊の加工性が向上する。さらに陽極酸化処理性も向上する。
均質化処理は、上記条件を満足する範囲で特に限定するものではないが、例えば４５０℃以上５００℃未満（より好ましくは４８０℃以上）の温度で４時間以上行えば良い。
The generation state of eutectic Si particles in the alloy is affected by the homogenization temperature and homogenization time during the homogenization process, and controls the particle size of the eutectic Si particles and the shape of the eutectic Si particles. To do.
Therefore, the eutectic Si particles are present in the width range of 0.4 to 5.5 μm, the average particle size is present in the range of 1.4 to 2.5 μm, or both. The aluminum alloy of the present invention can be obtained by controlling the homogenization temperature and the homogenization time so that the Si particles become granular. Further, the present invention can be achieved by controlling the homogenization temperature and the homogenization time so that the eutectic Si particles are granulated when the particle size of the eutectic Si particles is 0.8 to 2.4 μm and 60% or more. An aluminum alloy can be obtained.
By forming the eutectic Si particles in a granular form, the workability of the ingot is improved compared to the needle shape before the homogenization treatment. Furthermore, the anodic oxidation processability is also improved.
The homogenization treatment is not particularly limited as long as the above conditions are satisfied. For example, the homogenization treatment may be performed at a temperature of 450 ° C. or higher and lower than 500 ° C. (more preferably 480 ° C. or higher) for 4 hours or longer.
初晶Ｓｉは、以下のような状態（粒子分布位置，平均粒径，面積占有率）であるか、或いは陽極酸化処理を施し、摺動部となる鋳塊の外周部に実質的に存在しないことが好ましい。陽極酸化処理する部分に初晶Ｓｉが存在すると、陽極酸化処理時に電流の流れが一定とならず、皮膜厚さ不均一となり、皮膜に緻密性の低下し、皮膜硬度が低下する。
初晶Ｓｉの粒子分布位置：鋳塊の外周から鋳造径の半径の２０％以下の位置までに初晶Ｓｉがないこと（面積占有率０．２％以下）。
初晶Ｓｉの平均粒径：３０μｍ以下。
初晶Ｓｉの面積占有率：０．８％以下。
例えばＳｉ量を１２％以下とし、気体加圧ホットトップ連続鋳造時、気体加圧量や鋳造速度や溶湯温度の条件を制御すれば初晶Ｓｉの上記の状態を得ることができるため好ましい。
Primary crystal Si is in the following state (particle distribution position, average particle size, area occupancy), or is subjected to anodization and substantially does not exist in the outer periphery of the ingot that becomes the sliding portion. It is preferable. When primary crystal Si is present in the portion to be anodized, the current flow is not constant during the anodizing treatment, the film thickness becomes nonuniform, the film becomes less dense, and the film hardness decreases.
Primary crystal Si particle distribution position: There is no primary crystal Si from the outer periphery of the ingot to a position of 20% or less of the radius of the casting diameter (area occupation ratio 0.2% or less).
Average grain size of primary crystal Si: 30 μm or less.
Primary Si area occupancy: 0.8% or less.
For example, if the amount of Si is set to 12% or less and the conditions of the gas pressurization amount, the casting speed, and the molten metal temperature are controlled at the time of gas pressure hot top continuous casting, the above-mentioned state of primary Si can be obtained.
前記アルミニウム合金を連続鋳造方式で鋳造したビレット鋳塊を均質化処理した後、そのまま機械加工するか、或いは押出し加工、鍛造加工、機械加工等の加工を適宜に選択して行うが、棒状材を作製した後、その棒状材からさらに所定の形状を有する成形品を作製するようにしてもよい。
棒状材から成形品を作製するには、機械加工、鍛造加工などを適宜に組み合わせて施すことができるが、鍛造加工の前又は機械加工の前に、押出し加工又は引抜き加工を施すことが好ましい。押出し加工又は引抜き加工を施されたものは、延性が向上し、加工性や製品の延性の点で好ましい。また、直径２０mm以下の丸棒は連続鋳造方式では得られにくいが、押出し又は引抜き加工では容易に得られる。
押出し加工は、特に限定するものではないが、例えば２５００ｔ押出機を用いて押出し速度を最高８m／minで行えば良い。
The billet ingot obtained by casting the aluminum alloy by a continuous casting method is homogenized and then machined as it is or by appropriately selecting processes such as extrusion, forging, and machining. After the production, a molded product having a predetermined shape may be produced from the rod-shaped material.
In order to produce a molded product from a rod-shaped material, machining, forging, or the like can be performed in an appropriate combination, but it is preferable to perform extrusion or drawing before forging or before machining. Those subjected to extrusion processing or drawing processing are preferable in terms of workability and product ductility because of improved ductility. Further, although a round bar having a diameter of 20 mm or less is difficult to obtain by the continuous casting method, it can be easily obtained by extrusion or drawing.
Extrusion processing is not particularly limited, but may be performed at a maximum extrusion speed of 8 m / min using, for example, a 2500 t extruder.
成形品に施す陽極酸化処理は、特に限定するものではないが、例えば電解浴として１５wt％硫酸を使用して行えば良い。
皮膜厚さは、浴温、電圧、時間を調整することにより、所定の厚さのものを得ることができる。
The anodizing treatment applied to the molded article is not particularly limited, but may be performed using, for example, 15 wt% sulfuric acid as an electrolytic bath.
The film thickness can be obtained to a predetermined thickness by adjusting the bath temperature, voltage, and time.
本発明のアルミニウム合金及びそれを用いて作製した摺動部品は、母材部分が硬く皮膜の耐摩耗性が向上しているので、より厳しい摺動箇所に用いることができ、例えば以下の用途を挙げることができる。
（ａ）スクロール、ピストンなどの空調機器用コンプレッサー部品
（ｂ）自動車のエアサスペンション用コンプレッサーピストン
（ｃ）スプール，スリーブなどの自動車のエンジン，トランスミッション，ＡＢＳ用油圧部品
（ｄ）自動車のブレーキマスターシリンダーピストン／キャリパーピストン
（ｅ）自動車のクラッチシリンダーピストン
（ｆ）自転車のブレーキキャリパーボディ
そして、得られた耐摩耗性アルミニウム合金は、その用途を限定するものではないが、自動車部品の中でも、ブレーキキャリパーピストン及びエアサスペンション用コンプレッサーピストン、その他皮膜硬さを必要とし、クラックのない皮膜を望む部品に好適に利用することができる。
The aluminum alloy of the present invention and a sliding part produced using the same can be used in more severe sliding locations because the base material portion is hard and the wear resistance of the film is improved. Can be mentioned.
(A) Compressor parts for air conditioners such as scrolls and pistons (b) Compressor pistons for automobile air suspensions (c) Hydraulic parts for automobile engines, transmissions and ABS such as spools and sleeves (d) Brake master cylinder pistons for automobiles / Caliper piston (e) Automotive clutch cylinder piston (f) Bicycle brake caliper body And the obtained wear-resistant aluminum alloy does not limit its application, but among the automotive parts, the brake caliper piston and It can be suitably used for air suspension compressor pistons and other parts that require coating hardness and desire a coating without cracks.
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明するが、これらに限定されるものではない。
＜試験１＞（実施例１〜１３，比較例１〜９）
１）製造条件
（１）合金成分
アルミニウム合金の成分組成は、表１に示すとおりである。
（２）鋳造
アルミニウム合金を気体加圧ホットトップ連続鋳造方式でビレット（直径８インチ）に鋳造した。
（３）押出／引抜
その後このビレット鋳塊を４９０℃で４時間均質化処理した。その後、鋳塊を３５０℃に加熱後、間接押出機を用いて押出し加工を行ない、直径４４mmの押出棒を作製した。同押出棒から直径４３．２mmに引抜いた。
（４）焼鈍〜ボンデ処理
引抜棒を所定の長さに切断し、焼鈍処理し、ボンデ処理した。
（５）鍛造
ボンデ処理品を外径４３．４mm、内径２７mm、高さ３６mm、底厚８mmのカップ状に鍛造し、Ｔ７処理（５００〜５１０℃、２〜３時間の溶体化処理、その後水冷した。さらに１９０〜２００℃、５〜６時間の時効処理）を施した。また、試験材断面中の共晶Ｓｉ粒径の大きさ、個数について画像解析装置を用いて以下に示す条件にて測定した。
測定サンプル：試験材を任意の大きさに切断し、樹脂に埋め込みミクロ研磨を実施。
測定方法：サンプルのミクロ組織を光学顕微鏡から画像処理装置ルーゼックスに取込み、画像処理によって共晶Ｓｉの大きさ、個数を測定。
測定条件：１サンプル、ルーゼックス画像上の倍率を１２４０倍で２０視野連続測定。共晶Ｓｉの大きさのパラメータとして水平方向等分径（Ｍartin Ｄiameter Ｈ）を使用。
（６）機械加工
カップ状鍛造品の外周部を切削加工にて表面粗さを一定にした平滑な面とした。
（７）陽極酸化処理（熱処理）
陽極酸化処理条件として、電解浴として２７wt％硫酸を使用し、サンプル表面に目標４０μm厚さで、陽極酸化皮膜が形成されるように、浴温、電圧、時間を設定して陽極酸化処理を行なった。陽極酸化処理後、恒温槽を用いて表のように１９０〜２００℃に加熱し、２０〜６０分維持後、室温で放置した。
（８）研磨
製品の摺動面を研磨し、面性状を仕上げた。センターレスバフ研磨機に、サイザルバフ、綿バフを取付け、それに通すことで研磨した。バフの押付け力は、負荷電流値で管理している。判定方法は、面粗さ測定値で判定した。
また、陽極酸化皮膜厚さは研磨後、３５〜４５μmに調整されており、陽極酸化皮膜断面中の共晶Ｓｉ粒径の大きさ、個数について画像解析装置を用いて以下に示す条件にて測定した。
測定サンプル：試験材を任意の大きさに切断し、樹脂に埋め込みミクロ研磨を実施。
測定方法：サンプルのミクロ組織を光学顕微鏡から画像処理装置ルーゼックスに取込み、画像処理によって共晶Ｓｉの大きさ、個数を測定。
測定条件：１サンプル、ルーゼックス画像上の倍率を１２４０倍で２０視野連続測定。共晶Ｓｉの大きさのパラメータとして水平方向等分径（Ｍartin Ｄiameter Ｈ）を使用。
Examples of the present invention will be described below in comparison with comparative examples, but are not limited thereto.
<Test 1> (Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 9)
1) Manufacturing conditions (1) Alloy components The composition of the aluminum alloy is as shown in Table 1.
(2) Casting An aluminum alloy was cast into a billet (diameter 8 inches) by a gas pressure hot top continuous casting method.
(3) Extrusion / Drawing Thereafter, this billet ingot was homogenized at 490 ° C. for 4 hours. Thereafter, the ingot was heated to 350 ° C. and then extruded using an indirect extruder to produce an extruded rod having a diameter of 44 mm. The extruded bar was drawn to a diameter of 43.2 mm.
(4) Annealing to Bonding The drawn rod was cut into a predetermined length, annealed, and bonded.
(5) Forging Bonded product is forged into cup shape with outer diameter 43.4mm, inner diameter 27mm, height 36mm, bottom thickness 8mm, T7 treatment (500-510 ° C, solution treatment for 2-3 hours, then water cooling Further aging treatment at 190 to 200 ° C. for 5 to 6 hours was performed. Further, the size and number of eutectic Si particles in the cross section of the test material were measured under the following conditions using an image analyzer.
Measurement sample: Test material is cut to an arbitrary size, embedded in resin and micro-polished.
Measuring method: The microstructure of the sample is taken from an optical microscope into an image processing apparatus Luzex, and the size and number of eutectic Si are measured by image processing.
Measurement conditions: 1 sample, 20 field continuous measurements at a magnification of 1240x on a Luzex image. The horizontal direction equally divided diameter (Martin Diameter H) is used as a parameter of the size of the eutectic Si.
(6) Machining The outer peripheral part of the cup-shaped forged product was made into a smooth surface with a constant surface roughness by cutting.
(7) Anodizing treatment (heat treatment)
As anodizing conditions, 27 wt% sulfuric acid is used as an electrolytic bath, and the bath temperature, voltage, and time are set so that an anodized film is formed on the sample surface with a target thickness of 40 μm. It was. After the anodizing treatment, it was heated to 190 to 200 ° C. as shown in the table using a thermostatic bath, maintained for 20 to 60 minutes, and allowed to stand at room temperature.
(8) Polishing The sliding surface of the product was polished to finish the surface properties. A centerless buffing machine was equipped with a sisal buff and cotton buff and polished by passing it through. The pressing force of the buff is managed by the load current value. The determination method was determined by the measured surface roughness.
The thickness of the anodized film is adjusted to 35 to 45 μm after polishing, and the size and number of eutectic Si particle sizes in the cross section of the anodized film are measured under the following conditions using an image analyzer. did.
Measurement sample: The test material is cut to an arbitrary size, embedded in resin, and micropolished.
Measuring method: The microstructure of the sample is taken from an optical microscope into an image processing apparatus Luzex, and the size and number of eutectic Si are measured by image processing.
Measurement conditions: 1 sample, 20 fields of continuous measurement at a magnification of 1240x on a Luzex image. The horizontal direction equally divided diameter (Martin Diameter H) is used as a parameter of the size of the eutectic Si.
２）評価条件
（１）クラック発生
陽極酸化処理をした評価サンプルを１００倍以上の拡大鏡を通して目視で表面状態を観察し、クラックの有無を確認し評価した。
○ ： 皮膜にクラック無し
× ： 皮膜にクラック有り
2) Evaluation conditions (1) Crack generation An evaluation sample subjected to an anodizing treatment was visually observed through a magnifying glass of 100 times or more, and the presence or absence of cracks was confirmed and evaluated.
○: No crack in film ×: Crack in film
（２）皮膜硬度
測定部位は、外径摺動部を切断し、破片を樹脂埋めする。研磨後、マクロビッカース試験機を使用し、試験荷重２５ｇで測定する。測定は５点行い、上位３点の平均値を皮膜硬度とする。ビッカース圧子の打点位置は、皮膜母材側より１０μの部分を測定する。
◎ ： Ｈｖ４２０以上
○ ： Ｈｖ４００以上
△ ： Ｈｖ３８０以上
× ： Ｈｖ３８０未満
(2) Film hardness The measurement part cuts an outer diameter sliding part, and embeds a piece with resin. After polishing, measurement is performed using a Macro Vickers tester with a test load of 25 g. The measurement is performed at 5 points, and the average value of the top 3 points is defined as the film hardness. For the striking position of the Vickers indenter, the 10 μm portion is measured from the coating base material side.
◎: Hv420 or more ○: Hv400 or more △: Hv380 or more ×: Hv380 or less
（３）母材硬度
陽極酸化処理後の熱処理前後でのアルミニウム合金の硬度をロックウェル硬度計で測定した。サンプル半分は、アルマイト皮膜硬度測定用に使用し、残り半分で母材硬度測定。母材硬度測定面は面削によって、アルマイト層を除去してロックウェル硬度計（ＨＲＢ）で３点測定。
◎ ： ＨＲＢ６５以上。
○ ： ＨＲＢ５５以上。
× ： ＨＲＢ５５未満。または、熱処理処理後硬度低下。
(3) Base material hardness The hardness of the aluminum alloy before and after the heat treatment after the anodizing treatment was measured with a Rockwell hardness meter. Half of the sample is used to measure the hardness of the anodized film, and the other half is used to measure the base metal hardness. The base material hardness measurement surface was chamfered, the anodized layer was removed, and three points were measured with a Rockwell hardness meter (HRB).
A: HRB65 or higher.
○: HRB55 or higher.
X: Less than HRB55. Or the hardness decreases after heat treatment.
＜試験２＞（実施例１４）
１）製造条件
（１）合金成分
合金成分は前記＜試験１＞と同じとした。
（２）鋳造
鋳造方法はアルミニウム合金を特公昭５４−４２８２７号公報にて開示されている気体加圧ホットトップ連続鋳造方式で、φ５０mm棒材を鋳造し、その後、棒材を４９０℃で４時間均質化処理した。さらに、φ５０mmの外径をφ４３．２mmまで切削した。
尚（３）以降は、前記＜試験１＞の（４）〜（８）と同様に処理をした。（３）は省略した。また、２）評価条件についても前記＜試験１＞と同様である。
<Test 2> (Example 14)
1) Manufacturing conditions (1) Alloy components The alloy components were the same as in the above <Test 1>.
(2) Casting As for the casting method, an aluminum alloy is cast by a gas pressure hot top continuous casting method disclosed in JP-B-54-42827, and a φ50 mm bar is cast, and then the bar is cast at 490 ° C. for 4 hours. Homogenized. Further, the outer diameter of φ50 mm was cut to φ43.2 mm.
In addition, after (3), it processed like (4)-(8) of said <test 1>. (3) is omitted. 2) Evaluation conditions are the same as in the above <Test 1>.
＜試験３＞（実施例１５）
１）製造条件
（１）合金成分
合金成分は前記＜試験１＞と同じとした。
（２）鋳造
鋳造方法はアルミニウム合金を特開昭６１−３３７３５号公報にて開示されている水平連続鋳造方式により、φ５０mm棒材を鋳造し、その後、棒材を４９０℃で４時間均質化処理した。さらに、φ５０mmの外径をφ４３．２mmまで切削した。
尚（３）以降は、前記＜試験１＞の（４）〜（８）と同様に処理をした。（３）は省略した。また、２）評価条件についても前記＜試験１＞と同様である。
<Test 3> (Example 15)
1) Manufacturing conditions (1) Alloy components The alloy components were the same as in the above <Test 1>.
(2) Casting As for the casting method, a 50 mm bar is cast from an aluminum alloy by the horizontal continuous casting method disclosed in JP-A-61-33735, and then the bar is homogenized at 490 ° C. for 4 hours. did. Further, the outer diameter of φ50 mm was cut to φ43.2 mm.
In addition, after (3), it processed like (4)-(8) of said <test 1>. (3) is omitted. 2) Evaluation conditions are the same as in the above <Test 1>.
３）結果
表１より以下のことがわかる。
比較例５に示すように、２７％濃度の硫酸で処理し、熱処理を施さない場合は、Ｈｖ３７０程度である。一方、本発明の実施例では、熱処理を施しているので、熱処理をしない比較例５を基準として１０％以上皮膜強度が向上している。比較例８はＳｉ粒が存在していないためクラックが発生するので好ましくない。実施例３，４，５，６，７，２，１，９，８の順に温度×時間が大きくなると共に皮膜硬度が好ましい４００以上であって、増加傾向が見られる。実施例９の処理温度は高めの３００℃であるが、温度×時間は範囲内とすることで良好な皮膜処理の結果を得ることができている。ところが、さらに温度×時間を増加させていくと、比較例２，３，４に見られるように、皮膜強度は改善されず、むしろ急激な母材強度の低下が発生し、好ましい５５ＨＲＢ未満となってしまう。熱処理を施さない比較例５，７ではやはり皮膜は好ましい４００未満となってしまう。
Table 1 shows the following.
As shown in Comparative Example 5, when treated with 27% sulfuric acid and not subjected to heat treatment, it is about Hv370. On the other hand, in the Example of this invention, since heat processing is performed, the film | membrane intensity | strength is improving 10% or more on the basis of the comparative example 5 which does not heat-process. Since the comparative example 8 does not have Si grains and cracks are generated, it is not preferable. In the order of Examples 3, 4, 5, 6, 7, 2, 1, 9, and 8, the temperature x time increases and the film hardness is preferably 400 or more, and an increasing tendency is observed. Although the processing temperature of Example 9 is 300 ° C., which is a high temperature, satisfactory film processing results can be obtained by setting the temperature × time within the range. However, when the temperature × time is further increased, as seen in Comparative Examples 2, 3, and 4, the film strength is not improved, but rather a sharp decrease in the base material strength occurs, which is less than the preferred 55 HRB. End up. In Comparative Examples 5 and 7 where heat treatment is not performed, the film is still less than 400, which is preferable.
（ａ）スクロール、ピストンなどの空調機器用コンプレッサー部品
（ｂ）自動車のエアサスペンション用コンプレッサーピストン
（ｃ）スプール，スリーブなどの自動車のエンジン，トランスミッション，ＡＢＳ用油圧部品
（ｄ）自動車のブレーキマスターシリンダーピストン／キャリパーピストン
（ｅ）自動車のクラッチシリンダーピストン
（ｆ）自転車のブレーキキャリパーボディ
等、に用いることができ、特にブレーキキャリパーピストン及びエアサスペンション用コンプレッサーピストン、その他皮膜硬さを必要とし、クラックのない皮膜を望む部品に好適に利用することができる。
(A) Compressor parts for air conditioners such as scrolls and pistons (b) Compressor pistons for automobile air suspensions (c) Hydraulic parts for automobile engines, transmissions and ABS such as spools and sleeves (d) Brake master cylinder pistons for automobiles / Caliper piston (e) Clutch cylinder piston of automobile (f) Brake caliper body of bicycle etc. Especially brake caliper piston and compressor piston for air suspension, etc. Can be suitably used for a part that desires.
Claims (26)
陽極酸化処理すると形成される陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上となり、陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有することを特徴とするアルミニウム合金。 The particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix exists in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.8 to 2.4 μm and 60%. accounted for more than, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2,
In the anodized film formed by anodizing treatment, eutectic Si particles are present in a width of 0.4 to 5.5 μm in particle size, the amount of Cu is 1.2% by mass or less, and the film thickness is 30 μm or more. becomes film hardness Hv400 or more, after the anodic oxidation treatment, the temperature (Tem) and time (Tim) is 1.2 ≦ ((Tem [℃] ) 3 × (Tim [min])) / 10 8 ≦ 9 satisfied An aluminum alloy characterized in that the film hardness is improved by 10% or more and the film surface has a smooth surface roughness by heat treatment under conditions that cause brittleness of the surface protrusions of the skin layer of the anodized film .
陽極酸化処理すると形成される陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上となり、陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有することを特徴とするアルミニウム合金。 The particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix exists in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.8 to 2.4 μm and 60%. accounted for more than, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2,
In the anodized film formed by anodizing, eutectic Si particles are present in an average particle size of 1.4 to 2.5 μm in width, the Cu amount is 1.2% by mass or less, and the film thickness is 30 μm or more. The film hardness is Hv400 or more, and after anodizing, the temperature (Tem) and time (Tim) satisfy 1.2 ≦ ((Tem [° C]) 3 × (Tim [min])) / 10 8 ≦ 9 The film hardness is improved by 10% or more by heat treatment under conditions that cause the surface protrusions of the skin layer of the anodized film to become brittle, and the film surface has a smooth surface roughness. alloy.
陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が粒径０．４〜５．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上であり、さらに陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有してなることを特徴とする陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金。 The particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix exists in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.8 to 2.4 μm and 60%. accounted for more than, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2,
In the anodic oxide film, eutectic Si particles are present in a width of 0.4 to 5.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, and the film hardness is Hv 400 or more. Furthermore, after anodizing, the temperature (Tem) and time (Tim) satisfy 1.2 ≦ ((Tem [° C.]) 3 × (Tim [min])) / 10 8 ≦ 9, and the anodized film Anodized film hardness is characterized in that the film hardness is improved by 10% or more by heat treatment under conditions that cause brittleness of the surface protrusions of the skin layer, and the film surface has a smooth surface roughness. Excellent wear-resistant aluminum alloy.
陽極酸化皮膜中に共晶Ｓｉ粒子が平均粒径１．４〜２．５μmの幅で存在し、Ｃｕ量が１．２質量％以下であり、皮膜厚さ３０μm以上、皮膜硬さＨｖ４００以上であり、さらに陽極酸化処理後、温度（Tem）と時間（Tim）が１．２≦（(Tem[℃])3×(Tim[min])）／１０8≦９を満足し、陽極酸化処理皮膜の表皮層の表面突起部の脆性化をもたらす条件にて熱処理することにより皮膜硬度が１０％以上向上し、皮膜表面が平滑な面粗さを有してなることを特徴とする陽極酸化皮膜硬さに優れた耐摩耗性アルミニウム合金。 The particle diameter of the eutectic Si particles dispersed in the matrix exists in a width of 0.4 to 5.5 μm, and the particle diameter of the eutectic Si particles therein is 0.8 to 2.4 μm and 60%. accounted for more than, Note and eutectic Si particles are present less than 4000 / mm 2 or more 40000 / mm 2,
In the anodic oxide film, eutectic Si particles are present in an average particle size of 1.4 to 2.5 μm, the Cu amount is 1.2 mass% or less, the film thickness is 30 μm or more, and the film hardness is Hv 400 or more. In addition, after anodizing, the temperature (Tem) and time (Tim) satisfy 1.2 ≦ ((Tem [° C.]) 3 × (Tim [min])) / 10 8 ≦ 9, and anodizing Anodized film characterized in that the film hardness is improved by 10% or more by heat treatment under conditions that cause brittleness of the surface protrusions of the skin layer of the film, and the film surface has a smooth surface roughness Wear-resistant aluminum alloy with excellent hardness.
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