JPH07207380A - アルミニウム基複合材 - Google Patents
アルミニウム基複合材Info
- Publication number
- JPH07207380A JPH07207380A JP205994A JP205994A JPH07207380A JP H07207380 A JPH07207380 A JP H07207380A JP 205994 A JP205994 A JP 205994A JP 205994 A JP205994 A JP 205994A JP H07207380 A JPH07207380 A JP H07207380A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intermetallic compound
- composite material
- aluminum
- fine particles
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】軽量で、慴動特性、耐摩耗性及び剛性が向上さ
れたアルミニウム基複合材を提供することを目的とす
る。 【構成】アルミニウム又はアルミニウム合金中にＴｉ−
Ａｌ金属間化合物からなる微細な粒子又は微細な繊維を
均一に分散させたことを特徴とする。
れたアルミニウム基複合材を提供することを目的とす
る。 【構成】アルミニウム又はアルミニウム合金中にＴｉ−
Ａｌ金属間化合物からなる微細な粒子又は微細な繊維を
均一に分散させたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は今後の慴動材に好適なア
ルミニウム基複合材に関するものである。
ルミニウム基複合材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば内燃機関の軸受，ピストン，シリ
ンダ材などの慴動材は、従来より鉄鋼材料、カーボン複
合材、アルミニウム合金中に例えば炭化硅素，酸化アル
ミニウム，窒化硅素などのセラミックスの微粒子からな
る強化材が均一に分散された粒子強化アルミニウム基複
合材により形成されている。しかしながら、これらの材
料には次のような問題点があった。
ンダ材などの慴動材は、従来より鉄鋼材料、カーボン複
合材、アルミニウム合金中に例えば炭化硅素，酸化アル
ミニウム，窒化硅素などのセラミックスの微粒子からな
る強化材が均一に分散された粒子強化アルミニウム基複
合材により形成されている。しかしながら、これらの材
料には次のような問題点があった。
【０００３】すなわち、前記鉄鋼材料からなる慴動材は
軽量化が困難であった。
軽量化が困難であった。
【０００４】前記カーボン複合材からなる慴動材は、高
温酸化により慴動特性がばらつき、更に耐摩耗性が劣る
ために摩耗減肉量が多く、摩耗寿命が短くなる。
温酸化により慴動特性がばらつき、更に耐摩耗性が劣る
ために摩耗減肉量が多く、摩耗寿命が短くなる。
【０００５】前記粒子強化アルミニウム基複合材からな
る慴動材は、軽量化が可能で、剛性が高く、摩耗寿命が
長いという特徴を有する。しかしながら、前記セラミッ
クス微粒子は前記アルミニウム合金との密着性（ぬれ
性）が劣るため、前記セラミックス微粒子が脱落し、摩
擦係数などの摩擦特性や、慴動特性がばらつくという問
題点があった。また、前記慴動材を構成する複合材に分
散されたセラミックス微粒子はそれ自体が非常に硬いた
め、前記慴動材に接触される金属製の相手慴動材の表面
に損傷を与えるという問題点があった。
る慴動材は、軽量化が可能で、剛性が高く、摩耗寿命が
長いという特徴を有する。しかしながら、前記セラミッ
クス微粒子は前記アルミニウム合金との密着性（ぬれ
性）が劣るため、前記セラミックス微粒子が脱落し、摩
擦係数などの摩擦特性や、慴動特性がばらつくという問
題点があった。また、前記慴動材を構成する複合材に分
散されたセラミックス微粒子はそれ自体が非常に硬いた
め、前記慴動材に接触される金属製の相手慴動材の表面
に損傷を与えるという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の問題を
解決するためになされたもので、軽量で、慴動特性、耐
摩耗性及び剛性が向上されたアルミニウム基複合材を提
供しようとするものである。
解決するためになされたもので、軽量で、慴動特性、耐
摩耗性及び剛性が向上されたアルミニウム基複合材を提
供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
又はアルミニウム合金中にＴｉ−Ａｌ金属間化合物から
なる微細な粒子又は微細な繊維を均一に分散させたこと
を特徴とするアルミニウム基複合材である。
又はアルミニウム合金中にＴｉ−Ａｌ金属間化合物から
なる微細な粒子又は微細な繊維を均一に分散させたこと
を特徴とするアルミニウム基複合材である。
【０００８】前記アルミニウム合金は、耐熱性及び高い
引張特性を有することが望ましい。具体的には、ＪＩＳ
−Ａ２６１８合金を挙げることができる。
引張特性を有することが望ましい。具体的には、ＪＩＳ
−Ａ２６１８合金を挙げることができる。
【０００９】前記Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物としては、例
えばＴｉＡｌ、Ｔｉ3 Ａｌ等を挙げることができる。か
かるＴｉ−Ａｌ金属間化合物は、油潤滑及び乾燥摩擦の
いずれの条件でも耐焼付性に優れ、かつ磨耗が少ない。
えばＴｉＡｌ、Ｔｉ3 Ａｌ等を挙げることができる。か
かるＴｉ−Ａｌ金属間化合物は、油潤滑及び乾燥摩擦の
いずれの条件でも耐焼付性に優れ、かつ磨耗が少ない。
【００１０】前記Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物からなる微細
な粒子の粒径は、２０μｍ以下にすることが望ましい。
これは次のような理由によるものである。前記粒径が２
０μｍを越えると、前記アルミニウム基複合材の延性及
び靭性が著しく低下し、脆性破壊を生じる恐れがあると
共に耐磨耗性が低下する恐れがある。
な粒子の粒径は、２０μｍ以下にすることが望ましい。
これは次のような理由によるものである。前記粒径が２
０μｍを越えると、前記アルミニウム基複合材の延性及
び靭性が著しく低下し、脆性破壊を生じる恐れがあると
共に耐磨耗性が低下する恐れがある。
【００１１】前記Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物からなる微細
な繊維の太さは１０μｍ以下にすることが望ましい。こ
れは次のような理由によるものである。前記太さが１０
μｍを越えると、前記アルミニウム基複合材の延性及び
靭性が著しく低下し、脆性破壊を生じる恐れがあると共
に耐磨耗性が低下する恐れがある。
な繊維の太さは１０μｍ以下にすることが望ましい。こ
れは次のような理由によるものである。前記太さが１０
μｍを越えると、前記アルミニウム基複合材の延性及び
靭性が著しく低下し、脆性破壊を生じる恐れがあると共
に耐磨耗性が低下する恐れがある。
【００１２】前記Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物からなる微細
な繊維の長さは３０μｍ以下にすることが望ましい。こ
れは次のような理由によるものである。前記長さが３０
μｍを越えると、前記アルミニウム基複合材の延性及び
靭性が著しく低下し、脆性破壊を生じる恐れがあると共
に耐磨耗性が低下する恐れがある。
な繊維の長さは３０μｍ以下にすることが望ましい。こ
れは次のような理由によるものである。前記長さが３０
μｍを越えると、前記アルミニウム基複合材の延性及び
靭性が著しく低下し、脆性破壊を生じる恐れがあると共
に耐磨耗性が低下する恐れがある。
【００１３】前記Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物の添加量は、
体積含有量で２ｖｏｌ％〜２５ｖｏｌ％の範囲にするこ
とが望ましい。これは次のような理由によるものであ
る。前記添加量が体積含有量で２ｖｏｌ％未満になる
と、前記アルミニウム基複合材の耐磨耗性が低下する恐
れがある。一方、前記添加量が体積含有量で２５ｖｏｌ
％を越えると、前記アルミニウム基複合材の延性及び靭
性が著しく低下し、脆性破壊を生じる恐れがある。
体積含有量で２ｖｏｌ％〜２５ｖｏｌ％の範囲にするこ
とが望ましい。これは次のような理由によるものであ
る。前記添加量が体積含有量で２ｖｏｌ％未満になる
と、前記アルミニウム基複合材の耐磨耗性が低下する恐
れがある。一方、前記添加量が体積含有量で２５ｖｏｌ
％を越えると、前記アルミニウム基複合材の延性及び靭
性が著しく低下し、脆性破壊を生じる恐れがある。
【００１４】
【作用】本発明に用いる強化材としてのＴｉ−Ａｌ金属
間化合物からなる微細な粒子又は微細な繊維は、従来法
の強化材として用いられるセラミックスの微粒子に比べ
てアルミニウムや、アルミニウム合金との密着性が良好
で、かつその硬度が前記セラミックス微粒子と金属材料
との中間に位置する。このため、前記Ｔｉ−Ａｌ金属間
化合物からなる微細な粒子又は微細な繊維をアルミニウ
ムもしくはアルミニウム合金に均一に分散させることに
よって、軽量で、優れた慴動特性、高い剛性及び優れた
耐摩耗性を有するアルミニウム基複合材を実現できる。
その結果、前記複合材からなる慴動材は摩耗寿命が長
く、かつ使用時における前記アルミニウムもしくは前記
アルミニウム合金からの前記Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物か
らなる微細な粒子又は微細な繊維の脱落がなく、更に相
手慴動材表面への損傷を防止することができる。
間化合物からなる微細な粒子又は微細な繊維は、従来法
の強化材として用いられるセラミックスの微粒子に比べ
てアルミニウムや、アルミニウム合金との密着性が良好
で、かつその硬度が前記セラミックス微粒子と金属材料
との中間に位置する。このため、前記Ｔｉ−Ａｌ金属間
化合物からなる微細な粒子又は微細な繊維をアルミニウ
ムもしくはアルミニウム合金に均一に分散させることに
よって、軽量で、優れた慴動特性、高い剛性及び優れた
耐摩耗性を有するアルミニウム基複合材を実現できる。
その結果、前記複合材からなる慴動材は摩耗寿命が長
く、かつ使用時における前記アルミニウムもしくは前記
アルミニウム合金からの前記Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物か
らなる微細な粒子又は微細な繊維の脱落がなく、更に相
手慴動材表面への損傷を防止することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】実施例 粒径が４４μｍ以下のＪＩＳ−Ａ２６１８合金粉末に、
粒径が１５μｍ以下のＴｉＡｌ（Ｔｉ：６４ｗｔ％，Ａ
ｌ：３５ｗｔ％，その他：１ｗｔ％）の微粒子を体積含
有量で２０ｖｏｌ％になるように添加した。この粉末を
直径が１０ｍｍのジルコニア製のボールと共に酸化アル
ミニウム製容器に投入し、約２４時間混練した。ひきつ
づき、この混合粉末を乾燥した後、外径１００ｍｍ、内
径９０ｍｍ、高さ８０ｍｍの純アルミニウム製容器に加
圧充填して真空封止し、５００℃，１２００ｋｇ／ｃｍ
2 で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）を２時間行って焼結す
ることによりアルミニウム基複合材を製造した。
粒径が１５μｍ以下のＴｉＡｌ（Ｔｉ：６４ｗｔ％，Ａ
ｌ：３５ｗｔ％，その他：１ｗｔ％）の微粒子を体積含
有量で２０ｖｏｌ％になるように添加した。この粉末を
直径が１０ｍｍのジルコニア製のボールと共に酸化アル
ミニウム製容器に投入し、約２４時間混練した。ひきつ
づき、この混合粉末を乾燥した後、外径１００ｍｍ、内
径９０ｍｍ、高さ８０ｍｍの純アルミニウム製容器に加
圧充填して真空封止し、５００℃，１２００ｋｇ／ｃｍ
2 で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）を２時間行って焼結す
ることによりアルミニウム基複合材を製造した。
【００１７】得られたアルミニウム基複合材のブリネル
硬さを測定したところ、母材である前記ＪＩＳ−Ａ２６
１８合金が約１３０であるのに対し、約２６０と約２倍
に強度が向上することが確認された。また、前記アルミ
ニウム基複合材からなる慴動材は、軽量で、優れた慴動
特性及び高い剛性を示し、摩耗減肉量が少ないために摩
耗寿命が長く、前記ＪＩＳ−Ａ２６１８合金からの前記
ＴｉＡｌの微粒子の脱落がなく、更に相手慴動材に与え
る損傷が少なかった。
硬さを測定したところ、母材である前記ＪＩＳ−Ａ２６
１８合金が約１３０であるのに対し、約２６０と約２倍
に強度が向上することが確認された。また、前記アルミ
ニウム基複合材からなる慴動材は、軽量で、優れた慴動
特性及び高い剛性を示し、摩耗減肉量が少ないために摩
耗寿命が長く、前記ＪＩＳ−Ａ２６１８合金からの前記
ＴｉＡｌの微粒子の脱落がなく、更に相手慴動材に与え
る損傷が少なかった。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るアルミ
ニウム基複合材によれば、軽量で、優れた慴動特性、高
い剛性及び優れた耐摩耗性を有し、ひいては摩耗寿命が
長く、アルミニウム又はアルミニウム合金からのＴｉ−
Ａｌ金属間化合物からなる微細な粒子又は微細な繊維の
脱落がなく、相手慴動材への損傷を防止し得る内燃機関
の軸受、ピストン、シリンダなどの慴動材に適用できる
等顕著な効果を奏する。
ニウム基複合材によれば、軽量で、優れた慴動特性、高
い剛性及び優れた耐摩耗性を有し、ひいては摩耗寿命が
長く、アルミニウム又はアルミニウム合金からのＴｉ−
Ａｌ金属間化合物からなる微細な粒子又は微細な繊維の
脱落がなく、相手慴動材への損傷を防止し得る内燃機関
の軸受、ピストン、シリンダなどの慴動材に適用できる
等顕著な効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 3/00 Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金中に
Ｔｉ−Ａｌ金属間化合物からなる微細な粒子又は微細な
繊維を均一に分散させたことを特徴とするアルミニウム
基複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP205994A JPH07207380A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | アルミニウム基複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP205994A JPH07207380A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | アルミニウム基複合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07207380A true JPH07207380A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11518772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP205994A Withdrawn JPH07207380A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | アルミニウム基複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07207380A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021063443A (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | Ｔｐｒ株式会社 | 内燃機関用ピストンとピストンリングとの組み合わせ |
-
1994
- 1994-01-13 JP JP205994A patent/JPH07207380A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021063443A (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | Ｔｐｒ株式会社 | 内燃機関用ピストンとピストンリングとの組み合わせ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |