JPS59219444A - Dispersion strengthened aluminum alloy - Google Patents
Dispersion strengthened aluminum alloyInfo
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- JPS59219444A JPS59219444A JP9132783A JP9132783A JPS59219444A JP S59219444 A JPS59219444 A JP S59219444A JP 9132783 A JP9132783 A JP 9132783A JP 9132783 A JP9132783 A JP 9132783A JP S59219444 A JPS59219444 A JP S59219444A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は分散強化型アルミニウム合金に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to dispersion strengthened aluminum alloys.
金属マトリックス中に高温でも安定な硬（微細な粒子を
分散・複合させた分散強化型合金は公知である。例えば
、アルミニウムをマトリックスとするものではＳΔＰ
（Ｓｉｎｔｅｒｅｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｐｏｗｄｅｒ
）がよ（知られている。この分散強化型合金は分散微粒
子の量が多いほど、また粒子間隔が狭いほど強度が向上
する。Dispersion-strengthened alloys in which hard (fine particles) are dispersed and composited in a metal matrix are known to be stable even at high temperatures.
(Sintered Aluminum Powder
) is known. The strength of this dispersion-strengthened alloy increases as the amount of dispersed fine particles increases and as the particle spacing becomes narrower.
一方、アルミニウム合金（以下、Ａ１合金と略す）には
、デンドライトが晶出し、このデンドライトの形状、大
きさが合金の強度に影響することがよく知られている。On the other hand, it is well known that dendrites crystallize in aluminum alloys (hereinafter abbreviated as A1 alloys), and the shape and size of these dendrites affect the strength of the alloy.
しかしながら、従来の分散強化型合金は一般に強化用の
微粒子の粒径が大きく、十分な強度・耐摩耗性を得るに
は至っていない。また、Ａ１合金のデンドライトも大き
なものがほとんどで、十分な強度が得られていない。However, in conventional dispersion-strengthened alloys, the particle size of reinforcing particles is generally large, and sufficient strength and wear resistance have not been achieved. Furthermore, most of the dendrites of the A1 alloy are large and do not have sufficient strength.
特に、■合金を強化用の微粒子を分散させることにより
強化する場合には、微粒子はデンドライトとアルミニウ
ムマトリックスの界面に集まり、デンドライトの中には
充分入っていなかったため十分な強度を得ることは困難
であった。In particular, when strengthening an alloy by dispersing reinforcing fine particles, it is difficult to obtain sufficient strength because the fine particles gather at the interface between the dendrite and the aluminum matrix and do not enter the dendrite sufficiently. there were.
本発明は、上記従来技術の不具合を解消するためになさ
れたもので、強度および靭性に優れた分散強化型Ａ１合
金を提供することを目的とする。The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a dispersion-strengthened A1 alloy having excellent strength and toughness.
かかる目的は、本発明の＾１合金によれば９、アルミニ
ウムの７１−リソラス中に強化用の微粒子を分散させ、
この微粒子を微細なデンドライトの中にも分散さゼると
ともに、アルミニウムのマトリックス中に熱処理により
析出物を析出させることによって達成される。ここで、
プントライ１〜の大きさば２０ ｔｔ以下とし、強化用
の微粒子はその粒径が０．５μ以下で粒子間距離１０μ
以下、体積比２０％以下とする必要がある。このように
、プントライ１−が微細化されるとともに、強化用の微
粒子が微細とされ、かつ、デンドライトにも分散してい
ることにより、強化用微粒子の分散強化が有効に機能し
、転移の移動が妨げられる。また、熱処理によって析出
した析出物をによっても転移の移動が妨げられる。この
強化用微粒子の分散強化と熱処理析出物の析出効果の相
乗効果として、Ａ１合金の強度が大幅に向上する。According to the ^1 alloy of the present invention, 9, reinforcing fine particles are dispersed in the 71-litholath of aluminum,
This is achieved by dispersing the fine particles in fine dendrites and precipitating the precipitates in the aluminum matrix by heat treatment. here,
The size of Puntorai 1~ is 20 tt or less, and the reinforcing fine particles have a particle size of 0.5μ or less and a distance between particles of 10μ.
Below, the volume ratio needs to be 20% or less. In this way, as Puntorai 1- is made finer and the reinforcing fine particles are made finer and also dispersed in the dendrites, the dispersion strengthening of the reinforcing fine particles functions effectively, and the movement of dislocations. is hindered. In addition, the movement of dislocation is also hindered by precipitates deposited by heat treatment. As a synergistic effect of the dispersion strengthening of the reinforcing fine particles and the precipitation effect of the heat treatment precipitates, the strength of the A1 alloy is significantly improved.
次に、本発明の詳細な説明する。Next, the present invention will be explained in detail.
本発明を適用できるアルミニウム合金は、熱処理により
強度をあげることができるものであればどんなものでも
よい。例えば、ＪＩＳ 八Ｃ１，Ａ。Any aluminum alloy to which the present invention can be applied may be used as long as its strength can be increased by heat treatment. For example, JIS 8C1,A.
ＡＣ２ＡＸＡ０２Ｂ、ＡＣ４ＡＸＡＣ４Ｃ，へＣ８Ａ等
に適用できる。Applicable to AC2AXA02B, AC4AXAC4C, C8A, etc.
本発明において、デンドライトの大きさは小さい程強度
、靭性が向上するため望ましく、少なくとも２０μ以下
であることが必要である。また、１８μ以下であれば更
に望ましい。In the present invention, the smaller the size of the dendrite, the better the strength and toughness, so it is preferable that the size of the dendrite is at least 20 μm or less. Further, it is more desirable that the thickness be 18μ or less.
強化用の微粒子としては、高温でアルミニウムマドワッ
クス中に安定に存在し、強度低下の原因となる成長や粗
大化が生じないことが必要である。The reinforcing fine particles must stably exist in the aluminum mudwax at high temperatures and do not grow or coarsen, which would cause a decrease in strength.
この条件を備える微粒子とし７ては金属酸化物・セラミ
ック等がある。具体的には、ＳｉＣ、Ｔｉｃ、ＺｒＣ，
、ＷＣ，、ＮｂＣ，、ＴｉＮ−Ｂ Ｎ、、、Ｓｉ ｓ
Ｎ ４、八Ｉ２０＋ 、 ＭｇＯ１ＳｉＯ２、ＺｒＯ
２、Ｆｅ、０ ３ 、ＣｕＯ２黒鉛等を使用することが
できる。Examples of fine particles 7 that meet this condition include metal oxides and ceramics. Specifically, SiC, Tic, ZrC,
,WC,,NbC,,TiN-B N,,,Si s
N4, 8I20+, MgO1SiO2, ZrO
2, Fe, 0 3 , CuO2 graphite, etc. can be used.
この微粒子の粒径は、十分な分散強化を得るためには０
．５μ以下であることが必要であり、０．０５μ以下で
あればより望ましい。The particle size of these fine particles must be 0 to obtain sufficient dispersion strengthening.
．． It is necessary that the thickness is 5μ or less, and more preferably 0.05μ or less.
微粒子の粒子間距離は小さい程よい。本発明においては
１０μ以下であることが必要であり、５μ以下であれば
更に望ましい。The smaller the distance between the fine particles, the better. In the present invention, it is necessary that the thickness be 10μ or less, and more preferably 5μ or less.
この微粒子の量は多い程よく、体積比で２０％までは十
分な分散強化が期待できる。The larger the amount of these fine particles, the better, and sufficient dispersion reinforcement can be expected up to 20% by volume.
また、本発明においては、アルミニウムのマトリックス
中に熱処理による析出物が析出している。Further, in the present invention, precipitates are deposited in the aluminum matrix due to heat treatment.
この析出物は、アルミニウム合金の化学組成により異な
る。例えば、Ａｌ−Ｍｇ−３ｔ系合金ではＭｇ２Ｓｉが
析出する。This precipitate varies depending on the chemical composition of the aluminum alloy. For example, in an Al-Mg-3t alloy, Mg2Si precipitates.
本発明の分散強化型Ａ１合金を製造するには、強化用微
粒子をＡＩ合金熔溶湯攪拌等の適宜手段により均一に分
散させた後、加圧しかつ急冷することが必要である。こ
こで、冷却速度としては１００〜ｂ
その後、熱処理を施すことにより本発明の分散強化型Ａ
１合金が得られる。この熱処理としては、Ｔ６処理が一
般的である。In order to manufacture the dispersion-strengthened A1 alloy of the present invention, it is necessary to uniformly disperse the reinforcing fine particles by an appropriate means such as stirring the molten AI alloy, and then pressurize and rapidly cool it. Here, the cooling rate is 100~b. Then, by performing heat treatment, the dispersion strengthened type A of the present invention
1 alloy is obtained. This heat treatment is generally T6 treatment.
次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例
本実施例においては、マトリックス合金とじてアルミニ
ウム合金（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ；重量％でＣｕ：０．９
％、Ｓｉ：１１．５％、Ｍｇ：１．２％、Ｆｅ：０゜２
％、Ｎｉ：１．３％、Δｌ：残部）を用い、分散強化用
の微粒子として平均粒径０．０５μのＳｉＣを使用して
ロッカーアームを製造した。このとき、鋳造法として、
溶湯の急冷が可能で、溶湯への圧力伝達のよい竪型加圧
鋳造法を用いた。Example In this example, the matrix alloy was an aluminum alloy (JIS AC8A; Cu: 0.9% by weight).
%, Si: 11.5%, Mg: 1.2%, Fe: 0°2
%, Ni: 1.3%, Δl: remainder), and SiC with an average particle size of 0.05 μm was used as fine particles for dispersion reinforcement to manufacture a rocker arm. At this time, as a casting method,
We used a vertical pressure casting method that allows rapid cooling of the molten metal and good pressure transmission to the molten metal.
最初に、アルミニウム合金原料を溶解炉に投入して溶融
させた後、溶湯を攪拌しつつＳｉＣ微粒子を不活性ガス
をキャリヤとして溶湯中に混入した。First, an aluminum alloy raw material was put into a melting furnace and melted, and then SiC fine particles were mixed into the molten metal using an inert gas as a carrier while stirring the molten metal.
このようにして調整した溶湯を、図面に示す竪型加圧鋳
造装置に注ぎロッカーアームを製造した。The molten metal thus prepared was poured into a vertical pressure casting apparatus shown in the drawings to manufacture a rocker arm.
図は竪型加圧鋳造装置の要部…ｉ面図であり、１は上型
、２ば下型である。この」二型１と下型２によりロッカ
ーアーム形状の製品ギャビテイ３が郭定される。型１．
２の中央にはプランジャスリーブ４が設けられており、
このプランジャスリーブ４内には加圧プランジャ５とカ
ウンクプランジャ６が摺動自在に嵌挿されている。この
両方のプランジャ５．６の先端には、それぞれ加圧チン
プ７とカウンタチップ８が装着されている。また、製品
キャビティ３とプランジャスリーブ４はゲート９を介し
て連通されている。なお、１０ば注湯口であり、１１は
押出しピンである。The figure is an i-side view of the main parts of a vertical pressure casting apparatus, where 1 is an upper mold and 2 is a lower mold. A rocker arm-shaped product gap 3 is defined by the second mold 1 and the lower mold 2. Type 1.
A plunger sleeve 4 is provided in the center of 2,
A pressure plunger 5 and a counter plunger 6 are slidably inserted into the plunger sleeve 4. A pressure chimp 7 and a counter tip 8 are attached to the tips of both plungers 5.6, respectively. Further, the product cavity 3 and the plunger sleeve 4 are communicated via a gate 9. Note that numeral 10 is a spout, and numeral 11 is an ejector pin.
次に作動を説明する。Next, the operation will be explained.
型締めを行い、カウンタチップ８によりゲート９を閉じ
、加圧プランジャ５を引き上げて図に示す状態とした。The mold was clamped, the gate 9 was closed by the counter chip 8, and the pressure plunger 5 was pulled up to the state shown in the figure.
次いで、注湯口１ｏがらＳｉＣ微粒子を混入したアルミ
ニウム合金溶湯１２を注いだ。Next, molten aluminum alloy 12 mixed with SiC fine particles was poured through pouring port 1o.
その後、カウンタチップ８を徐々に下げ、静かに溶湯１
２を製品キャビティ３に導入した６製品キャビティ内に
１／４〜１／３溶湯が導入されたとき、加圧プランジャ
５により溶湯１２を加圧し、急速に溶湯１２を製品キャ
ビティ３に充填した。After that, gradually lower the counter chip 8 and gently lower the molten metal 1.
When 1/4 to 1/3 of the molten metal was introduced into the product cavity 3, the molten metal 12 was pressurized by the pressure plunger 5, and the molten metal 12 was rapidly filled into the product cavity 3.
凝固後、型を開き、押出しピン１１により製品を取り出
した。After solidification, the mold was opened and the product was taken out using the extrusion pins 11.
その後、この製品に熱処理を施した。ずなわら、この製
品を約５１５℃の温度に８時間維持した後、８０℃の水
中に投入して焼入れし、次いで約１７０℃で１５時間焼
もどずことによりＴ６処理を行った。This product was then subjected to heat treatment. After maintaining this product at a temperature of about 515° C. for 8 hours, it was quenched by being placed in water at 80° C., and then subjected to T6 treatment by tempering at about 170° C. for 15 hours.
このロッカーアームの製造をＳｉＣの分散量をかえて行
った。This rocker arm was manufactured by changing the amount of SiC dispersed.
この結果、ロッカーアームの表面部近傍のデンドライト
の大きさは２μ、中心部で１２μ程度であった。また、
ＳｉＣの微粒子がデンドライト内に混在しているのが確
かめられた。As a result, the size of dendrites near the surface of the rocker arm was 2 μm, and the size of the dendrites at the center was about 12 μm. Also,
It was confirmed that SiC fine particles were mixed within the dendrite.
本実施例において、強度を調べるために引張り試験を行
った。この結果を第１表に示す。In this example, a tensile test was conducted to examine the strength. The results are shown in Table 1.
第１表
第１表より、本発明の分散強化型Ａ１合金は強度が著し
く向上しているのが判る。From Table 1, it can be seen that the strength of the dispersion strengthened A1 alloy of the present invention is significantly improved.
また、本発明の分散強化型Ａ１合金は、靭性も向上して
いることが確認された。Furthermore, it was confirmed that the dispersion-strengthened A1 alloy of the present invention also has improved toughness.
以上述べた如く、本発明に係る分散強化型Ａ１合金は、
従来のＡ１合金に比べ強度が格段に向上するため、軽量
で強度を要求される部品、例えば、コンロッド、ホイー
ル、ナックルアーム等の自動車部品に適用することがで
きる。As mentioned above, the dispersion strengthened A1 alloy according to the present invention is
Since the strength is significantly improved compared to the conventional A1 alloy, it can be applied to parts that require light weight and strength, such as automobile parts such as connecting rods, wheels, and knuckle arms.
図面は本発明の実施例に使用した竪型加圧鋳造装置の要
部断面図である。
■−・−上型
２−−−−−一下型
３−−−−−一製品キャビティ
４−−−−−プランジャスリーブ
５−−−−−加圧プランジャ
６−−カウンタプランジヤ
７−−−−−加圧チツプ
８−−−一カウンタチップ
９・・−−−−ゲート
１０−・−・注湯口
１１−一一一・−押出しピン
１２−−−−−一溶湯
出願人 Ｉ・ヨタ自動車株入会社The drawing is a sectional view of a main part of a vertical pressure casting apparatus used in an embodiment of the present invention. ■-・- Upper mold 2 --- Lower mold 3 --- Product cavity 4 --- Plunger sleeve 5 --- Pressurizing plunger 6 --- Counter plunger 7 --- - Pressure chip 8 - - - Counter chip 9 - - Gate 10 - - - Pour spout 11 - - Push pin 12 - - Molten metal applicant I. Yota Automotive Co., Ltd. Joining the company
Claims (1)
が分散され、かつ、デンドライトが晶出している分散強
化型アルミニウム合金であって、前記微粒子ば粒径０．
５μ以下で粒子間距離１０μ以下であり、体積比で２０
％以下分散されており、かつ、デンドライトの大きさは
２０μ以下であり、このデンドライトの中にも前記微粒
子が分散しており、更に、アルミニウムのマトリックス
中に熱処理析出物が析出していることを特徴とする分散
強化型アルミニウム合金。(A dispersion-strengthened aluminum alloy in which reinforcing fine particles are dispersed in a matrix of aluminum 11 and dendrites are crystallized, and the fine particles have a particle size of 0.
The distance between particles is 5 μ or less, the distance between particles is 10 μ or less, and the volume ratio is 20
% or less, and the size of the dendrites is 20μ or less, and the above-mentioned fine particles are also dispersed in the dendrites, and furthermore, heat treatment precipitates are precipitated in the aluminum matrix. A dispersion-strengthened aluminum alloy with special features.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9132783A JPS59219444A (en) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | Dispersion strengthened aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9132783A JPS59219444A (en) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | Dispersion strengthened aluminum alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59219444A true JPS59219444A (en) | 1984-12-10 |
Family
ID=14023353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9132783A Pending JPS59219444A (en) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | Dispersion strengthened aluminum alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59219444A (en) |
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-
1983
- 1983-05-24 JP JP9132783A patent/JPS59219444A/en active Pending
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