JPH06228697A - 高温特性のすぐれた急冷凝固Ａｌ合金 - Google Patents
高温特性のすぐれた急冷凝固Ａｌ合金Info
- Publication number
- JPH06228697A JPH06228697A JP3456393A JP3456393A JPH06228697A JP H06228697 A JPH06228697 A JP H06228697A JP 3456393 A JP3456393 A JP 3456393A JP 3456393 A JP3456393 A JP 3456393A JP H06228697 A JPH06228697 A JP H06228697A
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- JP
- Japan
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- rapidly solidified
- high temperature
- allay
- eutectic
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温特性のすぐれた低熱膨脹係数の急冷凝固
Ａｌ合金を提供する。 【構成】 急冷凝固Ａｌ合金が、重量％で、Ｆｅ：５〜
１２％、Ｓｉ：５〜９％、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＮｂのう
ちの１種または２種以上：０．２〜５％、Ｂｅ：０．０
２〜１％を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる
組成、並びに共晶ＳｉとＡｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ）−Ｓｉ系金属間化合物が素地に分散した組織を有す
る。
Ａｌ合金を提供する。 【構成】 急冷凝固Ａｌ合金が、重量％で、Ｆｅ：５〜
１２％、Ｓｉ：５〜９％、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＮｂのう
ちの１種または２種以上：０．２〜５％、Ｂｅ：０．０
２〜１％を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる
組成、並びに共晶ＳｉとＡｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ）−Ｓｉ系金属間化合物が素地に分散した組織を有す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粉末やフレーク、あ
るいはリボンなどに急冷凝固され、粉末冶金法にて各種
構造部品に成形されて実用に供される高温特性のすぐれ
た急冷凝固Ａｌ合金に関するものである。
るいはリボンなどに急冷凝固され、粉末冶金法にて各種
構造部品に成形されて実用に供される高温特性のすぐれ
た急冷凝固Ａｌ合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭６１−９６０５１号
公報に記載される通り、各種の急冷凝固Ａｌ合金が提案
され、これらの急冷凝固Ａｌ合金は、軽量にして、熱膨
脹係数が低く、かつ耐摩耗性にすぐれていることから、
これらの特性が要求されるコンロッドやピストン、バル
ブなどのエンジン部品、さらにコンプレッサのスクロー
ルやオイルポンプギアなど、自動車、航空機、家電、お
よび事務機器などの各種構造部品として注目されてい
る。
公報に記載される通り、各種の急冷凝固Ａｌ合金が提案
され、これらの急冷凝固Ａｌ合金は、軽量にして、熱膨
脹係数が低く、かつ耐摩耗性にすぐれていることから、
これらの特性が要求されるコンロッドやピストン、バル
ブなどのエンジン部品、さらにコンプレッサのスクロー
ルやオイルポンプギアなど、自動車、航空機、家電、お
よび事務機器などの各種構造部品として注目されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の自動車
や航空機、さらに各種電気電子機器などの高性能化はめ
ざましく、これに伴ない、これらの構造部品の使用条件
も一段と苛酷になり、特に高温環境下での使用を予儀な
くされるばかりでなく、より一層の軽量化および小型化
のために薄肉化が強く望まれる傾向にあるが、多くの従
来急冷凝固Ａｌ合金の場合、特に十分な高温特性（高温
強度および高温硬さ）を具備するものでないため、これ
らの要求に満足に対応することができない。
や航空機、さらに各種電気電子機器などの高性能化はめ
ざましく、これに伴ない、これらの構造部品の使用条件
も一段と苛酷になり、特に高温環境下での使用を予儀な
くされるばかりでなく、より一層の軽量化および小型化
のために薄肉化が強く望まれる傾向にあるが、多くの従
来急冷凝固Ａｌ合金の場合、特に十分な高温特性（高温
強度および高温硬さ）を具備するものでないため、これ
らの要求に満足に対応することができない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、高温特性のすぐれた急冷凝固Ａ
ｌ合金を開発すべく研究を行なった結果、重量％で（以
下、％は重量％を示す）、Ｆｅ：５〜１２％、 Ｓ
ｉ：５〜９％、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＮｂのうちの１種ま
たは２種以上：０．２〜５％、Ｂｅ：０．０２〜１％、
を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有
するＡｌ合金溶湯を、アトマイズ法やメルトスピン法な
どの周知の急冷凝固手段にて粉末やフレーク、あるいは
リボンなどに急冷凝固すると、これらは素地に共晶Ｓｉ
とＡｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ）−Ｓｉ系金属間化
合物が分散した組織をもつようになり、したがってこれ
を所定粒度の粉末に調整した状態で原料粉末として用
い、粉末冶金法にて所定の構造部品に成形すると、この
結果の構造部品はすぐれた高温特性を有し、かつ熱膨脹
係数も低く、苛酷な条件下での実用でもすぐれた特性を
長期に亘って発揮するという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、高温特性のすぐれた急冷凝固Ａ
ｌ合金を開発すべく研究を行なった結果、重量％で（以
下、％は重量％を示す）、Ｆｅ：５〜１２％、 Ｓ
ｉ：５〜９％、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＮｂのうちの１種ま
たは２種以上：０．２〜５％、Ｂｅ：０．０２〜１％、
を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有
するＡｌ合金溶湯を、アトマイズ法やメルトスピン法な
どの周知の急冷凝固手段にて粉末やフレーク、あるいは
リボンなどに急冷凝固すると、これらは素地に共晶Ｓｉ
とＡｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ）−Ｓｉ系金属間化
合物が分散した組織をもつようになり、したがってこれ
を所定粒度の粉末に調整した状態で原料粉末として用
い、粉末冶金法にて所定の構造部品に成形すると、この
結果の構造部品はすぐれた高温特性を有し、かつ熱膨脹
係数も低く、苛酷な条件下での実用でもすぐれた特性を
長期に亘って発揮するという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Ｆｅ：５〜１２％、 Ｓｉ：
５〜９％、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＮｂのうちの１種または
２種以上：０．２〜５％、Ｂｅ：０．０２〜１％、を含
有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成、並びに
素地に共晶ＳｉとＡｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ）−
Ｓｉ系金属間化合物が分散した組織を有する高温特性の
すぐれた急冷凝固Ａｌ合金に特徴を有するものである。
なされたものであって、Ｆｅ：５〜１２％、 Ｓｉ：
５〜９％、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＮｂのうちの１種または
２種以上：０．２〜５％、Ｂｅ：０．０２〜１％、を含
有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成、並びに
素地に共晶ＳｉとＡｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ）−
Ｓｉ系金属間化合物が分散した組織を有する高温特性の
すぐれた急冷凝固Ａｌ合金に特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明のＡｌ合金において、成
分組成を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） Ｆｅ Ｆｅ成分には、Ａｌ、Ｓｉ、さらにＣｒ、Ｍｏ、および
Ｎｂと共に、Ａｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ）−Ｓｉ
系金属間化合物を形成し、この金属間化合物の形成によ
って高温強度および高温硬さの高温特性が向上するよう
になる作用があるが、その含有量が５％未満では前記金
属間化合物の形成が不十分で、所望の高温特性を確保す
ることができず、一方その含有量が１２％を越えると靭
性が低下するようになることから、その含有量を５〜１
２％と定めた。
分組成を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） Ｆｅ Ｆｅ成分には、Ａｌ、Ｓｉ、さらにＣｒ、Ｍｏ、および
Ｎｂと共に、Ａｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ）−Ｓｉ
系金属間化合物を形成し、この金属間化合物の形成によ
って高温強度および高温硬さの高温特性が向上するよう
になる作用があるが、その含有量が５％未満では前記金
属間化合物の形成が不十分で、所望の高温特性を確保す
ることができず、一方その含有量が１２％を越えると靭
性が低下するようになることから、その含有量を５〜１
２％と定めた。
【０００７】（ｂ） Ｓｉ Ｓｉ成分には、上記の通り金属間化合物を形成して高温
特性を向上させるほか、共晶Ｓｉとして素地に分散分布
して熱膨脹係数を低い状態に保持する作用があるが、そ
の含有量が５％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が９％を越えると、粗大な初晶Ｓｉ
が晶出するようになって靭性が低下することから、その
含有量を５〜９％と定めた。
特性を向上させるほか、共晶Ｓｉとして素地に分散分布
して熱膨脹係数を低い状態に保持する作用があるが、そ
の含有量が５％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が９％を越えると、粗大な初晶Ｓｉ
が晶出するようになって靭性が低下することから、その
含有量を５〜９％と定めた。
【０００８】（ｃ） Ｃｒ、Ｍｏ、およびＮｂ これらの成分には、上記の通り金属間化合物を形成して
高温特性を向上させるほか、前記金属間化合物自体を球
状化して靭性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．２％未満では上記の高温特性の向上に寄与する金属
間化合物の形成が不十分であり（この場合、Ａｌ−Ｆｅ
−Ｓｉ系金属間化合物が主体となる）、一方その含有量
が５％を越えると靭性が低下するようになることから、
その含有量を０．２〜５％と定めた。
高温特性を向上させるほか、前記金属間化合物自体を球
状化して靭性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．２％未満では上記の高温特性の向上に寄与する金属
間化合物の形成が不十分であり（この場合、Ａｌ−Ｆｅ
−Ｓｉ系金属間化合物が主体となる）、一方その含有量
が５％を越えると靭性が低下するようになることから、
その含有量を０．２〜５％と定めた。
【０００９】（ｄ） Ｂｅ Ｂｅ成分には、急冷凝固時の非平衡相の生成を抑制する
ほか、上記金属間化合物および共晶Ｓｉを含め組織を微
細化し、もって高温特性を一段と向上させると共に、熱
膨脹係数をより小さなものとする作用があるが、その含
有量が０．０２％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方１％を越えて含有させても前記の作用により
一層の向上効果は現われないことから、その含有量を
０．０２〜１％と定めた。
ほか、上記金属間化合物および共晶Ｓｉを含め組織を微
細化し、もって高温特性を一段と向上させると共に、熱
膨脹係数をより小さなものとする作用があるが、その含
有量が０．０２％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方１％を越えて含有させても前記の作用により
一層の向上効果は現われないことから、その含有量を
０．０２〜１％と定めた。
【００１０】
【実施例】つぎに、この発明の急冷凝固Ａｌ合金を実施
例により具体的に説明する。通常の溶解炉で、それぞれ
表１，２に示される成分組成をもったＡｌ合金溶湯を調
製し、これをガスアトマイズ法、水冷ロール凝固法、お
よびメルトスピン法のうちのいずれかの方法を用い、１
０3 〜１０5 ℃／sec の範囲内の所定の冷却速度で、そ
れぞれ表１，２に示される通り粉末、フレーク、あるい
はリボンに急冷凝固することにより本発明急冷凝固Ａｌ
合金（以下、本発明Ａｌ合金という）１〜１２および比
較急冷凝固Ａｌ合金（以下、比較Ａｌ合金という）１〜
４をそれぞれ製造した。
例により具体的に説明する。通常の溶解炉で、それぞれ
表１，２に示される成分組成をもったＡｌ合金溶湯を調
製し、これをガスアトマイズ法、水冷ロール凝固法、お
よびメルトスピン法のうちのいずれかの方法を用い、１
０3 〜１０5 ℃／sec の範囲内の所定の冷却速度で、そ
れぞれ表１，２に示される通り粉末、フレーク、あるい
はリボンに急冷凝固することにより本発明急冷凝固Ａｌ
合金（以下、本発明Ａｌ合金という）１〜１２および比
較急冷凝固Ａｌ合金（以下、比較Ａｌ合金という）１〜
４をそれぞれ製造した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】ついで、この結果得られた各種のＡｌ合金
を、いずれも３０〜８０μｍの範囲内の所定の平均粒径
に調製した後、６ton ／cm2 の圧力で１０mm×２０mm×
５５mmの寸法をもった圧粉体にプレス成形し、この圧粉
体に、いずれも５００℃に加熱した状態で、密閉型を用
い、８ton ／cm2 の圧力で熱間鍛造を施すことにより１
４mm×１０mm×６０mmの寸法をもったＡｌ合金焼結鍛造
部品を製造した。これらのＡｌ合金焼結鍛造部品の２０
０℃での高温引張強さと高温硬さ（マイクロビッカース
硬さ）を測定し、この測定結果を表１，２に示した。ま
た、表１，２には熱膨脹係数（３０〜２００℃）の測定
結果も示した。
を、いずれも３０〜８０μｍの範囲内の所定の平均粒径
に調製した後、６ton ／cm2 の圧力で１０mm×２０mm×
５５mmの寸法をもった圧粉体にプレス成形し、この圧粉
体に、いずれも５００℃に加熱した状態で、密閉型を用
い、８ton ／cm2 の圧力で熱間鍛造を施すことにより１
４mm×１０mm×６０mmの寸法をもったＡｌ合金焼結鍛造
部品を製造した。これらのＡｌ合金焼結鍛造部品の２０
０℃での高温引張強さと高温硬さ（マイクロビッカース
硬さ）を測定し、この測定結果を表１，２に示した。ま
た、表１，２には熱膨脹係数（３０〜２００℃）の測定
結果も示した。
【００１４】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明Ａ
ｌ合金１〜１２は、いずれも微細な共晶ＳｉとＡｌ−Ｆ
ｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ）−Ｓｉ系金属間化合物が素地
に均一に分散した組織を有し、低い熱膨脹係数を保持し
た状態で、すぐれた高温特性を示すのに対して、比較Ａ
ｌ合金１〜４に見られるように、構成成分のうちのいず
れかの成分含有量がこの発明の範囲から外れて低い場合
や、これを含有しない場合（表２に＊印を付す）には、
高温特性および熱膨脹係数のうちの少なくともいずれか
の特性が劣ったものになることが明らかである。上述の
ように、この発明の急冷凝固Ａｌ合金は、低い熱膨脹係
数を保持すると共に、すぐれた高温特性を有するので、
苛酷な条件下での実用に際しても薄肉化を可能とした状
態で、すぐれた性能を長期に亘って発揮するなど工業上
有用な特性を有するのである。
ｌ合金１〜１２は、いずれも微細な共晶ＳｉとＡｌ−Ｆ
ｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ）−Ｓｉ系金属間化合物が素地
に均一に分散した組織を有し、低い熱膨脹係数を保持し
た状態で、すぐれた高温特性を示すのに対して、比較Ａ
ｌ合金１〜４に見られるように、構成成分のうちのいず
れかの成分含有量がこの発明の範囲から外れて低い場合
や、これを含有しない場合（表２に＊印を付す）には、
高温特性および熱膨脹係数のうちの少なくともいずれか
の特性が劣ったものになることが明らかである。上述の
ように、この発明の急冷凝固Ａｌ合金は、低い熱膨脹係
数を保持すると共に、すぐれた高温特性を有するので、
苛酷な条件下での実用に際しても薄肉化を可能とした状
態で、すぐれた性能を長期に亘って発揮するなど工業上
有用な特性を有するのである。
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正孝 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 (72)発明者 河野 通 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｆｅ：５〜１２％、 Ｓｉ：５〜９％、 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂのうちの１種または２種以上：０．２
〜５％、 Ｂｅ：０．０２〜１％、 を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成、並
びに素地に共晶ＳｉとＡｌ−Ｆｅ−（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ）−Ｓｉ系金属間化合物が分散した組織を有すること
を特徴とする高温特性のすぐれた急冷凝固Ａｌ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3456393A JPH06228697A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 高温特性のすぐれた急冷凝固Ａｌ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3456393A JPH06228697A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 高温特性のすぐれた急冷凝固Ａｌ合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06228697A true JPH06228697A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=12417789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3456393A Pending JPH06228697A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 高温特性のすぐれた急冷凝固Ａｌ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06228697A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433475A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-05-02 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 一种高强高硬铝合金及其制备方法 |
| CN102433473A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-05-02 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 掺杂WB及NaBH4的高强度铝合金及其制备方法 |
| JP2015098871A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | 弁装置用の弁、その製造方法、及びそれを備えた内燃機関 |
| CN111826556A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-27 | 宣城建永精密金属有限公司 | 高压电气***导体及其铸造工艺 |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP3456393A patent/JPH06228697A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433475A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-05-02 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 一种高强高硬铝合金及其制备方法 |
| CN102433473A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-05-02 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 掺杂WB及NaBH4的高强度铝合金及其制备方法 |
| JP2015098871A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ | 弁装置用の弁、その製造方法、及びそれを備えた内燃機関 |
| CN111826556A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-27 | 宣城建永精密金属有限公司 | 高压电气***导体及其铸造工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010508 |