JPS62149839A - 強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金 - Google Patents
強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金Info
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- JPS62149839A JPS62149839A JP28791185A JP28791185A JPS62149839A JP S62149839 A JPS62149839 A JP S62149839A JP 28791185 A JP28791185 A JP 28791185A JP 28791185 A JP28791185 A JP 28791185A JP S62149839 A JPS62149839 A JP S62149839A
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- Japan
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- alloy
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- aluminum alloy
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「発明の目的」
本発明は強度に浸れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金
の創案に係り、塑性加工し熱処理を抱すことによって製
品に優れた強度と耐摩耗性を付与することのできる加工
用アルミニウム合金を提供しようとするものである。
の創案に係り、塑性加工し熱処理を抱すことによって製
品に優れた強度と耐摩耗性を付与することのできる加工
用アルミニウム合金を提供しようとするものである。
産業上の利用分野
塑性加工された熱処理を施して強度および耐摩耗性に優
れたアルミニウム合金。
れたアルミニウム合金。
従来の技術
車幅や産業用機械などに2いてピストンやシリンダー等
の摺動部品に耐摩耗性、強度と共に伸び1こ慶れたもの
が求められており、このような性質を満すものとして、
Al −SL共晶系合金が使用されており、代表的な規
格合金としてば41− Stの共晶合金にCus ”i
、Nlを添加したJIS A 4032がある。
の摺動部品に耐摩耗性、強度と共に伸び1こ慶れたもの
が求められており、このような性質を満すものとして、
Al −SL共晶系合金が使用されており、代表的な規
格合金としてば41− Stの共晶合金にCus ”i
、Nlを添加したJIS A 4032がある。
発明が解決しようとする問題点
近時このようなピストン、シリンダーなどのアルミニウ
ム系製品に関する技術分野において、その製品により高
性能が要求され、特に製品の強度は安全性の見地から一
段じ高いことが強く求められるようになり、上記のよう
なアルミニウム合金ではこのような要請に適切tて即応
することができない。
ム系製品に関する技術分野において、その製品により高
性能が要求され、特に製品の強度は安全性の見地から一
段じ高いことが強く求められるようになり、上記のよう
なアルミニウム合金ではこのような要請に適切tて即応
することができない。
「発明の構成」
問題点を解決するための手段
Sj:8〜12wt%、 Cu : 1.5〜3.
0wt%、Mn : 0. 1 〜1. 5
wt % 、 Alg : 0.2 − 1
. 5 wt % 、Sb: 0.05〜1.0w
t% を基本元素として含有すると共に任意元素として、 Fi<、 ]、 5 wt 4、 Ni (2,0wt
%、の1撞または2随を含有し、残部が、4I!および
不純物からなることを特徴とする強度に浸れた耐摩耗性
加工用アルミニウム合金。
0wt%、Mn : 0. 1 〜1. 5
wt % 、 Alg : 0.2 − 1
. 5 wt % 、Sb: 0.05〜1.0w
t% を基本元素として含有すると共に任意元素として、 Fi<、 ]、 5 wt 4、 Ni (2,0wt
%、の1撞または2随を含有し、残部が、4I!および
不純物からなることを特徴とする強度に浸れた耐摩耗性
加工用アルミニウム合金。
作用
wt%(以下単に俤という)で、Siを8%以上とする
ことにより耐摩耗性が得られ、又Mn011%以上、s
bを0.05%以上を含有させることによって耐摩耗性
と共に引張強度を高め得、Cuが1.5%以上、均を0
.24以上含有させることによって引張強度を高め得る
。SLを12%以下とすることで強度低下を避け、Cu
を3.0係以下、Mn:l、5L4以下、Mg:1.5
%以下およびsb:i、o%以下とすることによって加
工性劣化を避けしめる。
ことにより耐摩耗性が得られ、又Mn011%以上、s
bを0.05%以上を含有させることによって耐摩耗性
と共に引張強度を高め得、Cuが1.5%以上、均を0
.24以上含有させることによって引張強度を高め得る
。SLを12%以下とすることで強度低下を避け、Cu
を3.0係以下、Mn:l、5L4以下、Mg:1.5
%以下およびsb:i、o%以下とすることによって加
工性劣化を避けしめる。
hを03〜15係含有させることに4Lつで耐摩耗性を
高め且つ加工性劣化をなからしめ、Niを2.0φ以下
含有させることによっても同様の作用が得られる。
高め且つ加工性劣化をなからしめ、Niを2.0φ以下
含有させることによっても同様の作用が得られる。
実施例
上記したような本発明について更に説明すると、本発明
1耳は上記したような高性能要求に即応するように検討
を重ねた結果、前記Al −SL共晶系合金のCu含有
量を増加することによって共晶SLが粗くなり、又初晶
Siが晶出し易く、強度が増加するにも拘わらず耐摩耗
性が増加しないこととなるが、これにsbを添加した合
金は塑性加工と熱処理を抱すことによって耐摩耗性を有
しながら強度的に優れたものであることを確認した。
1耳は上記したような高性能要求に即応するように検討
を重ねた結果、前記Al −SL共晶系合金のCu含有
量を増加することによって共晶SLが粗くなり、又初晶
Siが晶出し易く、強度が増加するにも拘わらず耐摩耗
性が増加しないこととなるが、これにsbを添加した合
金は塑性加工と熱処理を抱すことによって耐摩耗性を有
しながら強度的に優れたものであることを確認した。
上記したような本発明の含有成分範囲限定理由について
説明すると以下の如くである。
説明すると以下の如くである。
&:8〜12%。
Stは、合金に耐摩耗性を附与するものであって、8%
未満ではその効果が乏しく、また12%を超えるとsb
を添加し凝固速度を高めたとしても初晶Siが生成して
加工を困難とし、又強度を低下させる。
未満ではその効果が乏しく、また12%を超えるとsb
を添加し凝固速度を高めたとしても初晶Siが生成して
加工を困難とし、又強度を低下させる。
Co : 1.5〜3.0%。
Cuはアルミニウム合金に引張強度を付与するもので、
その含有量が下限値以下ではその効果が不光分であり、
また上限値以上ではsbを添加したとしても初晶Siお
よび共晶Scが粗大化して加工が困難となり、更に耐食
性も低下し、応力腐食割れを発生し易くなる。
その含有量が下限値以下ではその効果が不光分であり、
また上限値以上ではsbを添加したとしても初晶Siお
よび共晶Scが粗大化して加工が困難となり、更に耐食
性も低下し、応力腐食割れを発生し易くなる。
Mn : 0.1〜1.5%。
アルミニウム合金にMnを添加すると引張強度および耐
摩耗性を付与することができ、0.1%未満ではそれら
の効果が少く、−万上限値以上ではMn f含む金属間
化合物が粗大に晶出(−易くなって加工性を妨げる。
摩耗性を付与することができ、0.1%未満ではそれら
の効果が少く、−万上限値以上ではMn f含む金属間
化合物が粗大に晶出(−易くなって加工性を妨げる。
、t〜;0.2〜15憾。
埼は引張強度を付与すめために添加するものであって、
その含有量が下限値以下ではその効果が乏しく、また上
限値以上では焼鈍軟化し難くなると共に加工硬化し易く
なり、何れにしても加工性を妨げる。
その含有量が下限値以下ではその効果が乏しく、また上
限値以上では焼鈍軟化し難くなると共に加工硬化し易く
なり、何れにしても加工性を妨げる。
Sb:0.05〜1.0チ。
sbは、Cuの影響を受けて粗大化し易い初晶SLと共
晶SLの微細化を図り、引張強度と耐摩耗性とを向上し
、加工性を良好とするものであって、下限匝以下ではこ
のような効果が不光分である。また上限値を超えるとs
bを含む金属間化合物が晶出し易くなって加工性を低下
する。
晶SLの微細化を図り、引張強度と耐摩耗性とを向上し
、加工性を良好とするものであって、下限匝以下ではこ
のような効果が不光分である。また上限値を超えるとs
bを含む金属間化合物が晶出し易くなって加工性を低下
する。
上記のような必須成分の他に本発明においては次の合金
成分の1塊または21重を添加することができる。
成分の1塊または21重を添加することができる。
几:]55%以下
几をアルミニウム合金に含有させると、金7鳩間化合物
を晶出して、eJJfb性を付与するものであって、こ
のためには不純物範囲(0,3%)を超、えてよ有させ
ることが好−ましく、−万上限愼以上ではFAを含む粗
大化合物を晶出して加工性を低下する。
を晶出して、eJJfb性を付与するものであって、こ
のためには不純物範囲(0,3%)を超、えてよ有させ
ることが好−ましく、−万上限愼以上ではFAを含む粗
大化合物を晶出して加工性を低下する。
Ni (2,0%。
Niはアルミニラl、合金にNiを含有した金属間化合
物を晶出して耐摩耗性を付与するものであって、その効
果は含有量に比例してalられるが、上限値以上ではN
iを含む粗大化合物を晶出して加工性を劣化することと
なる。
物を晶出して耐摩耗性を付与するものであって、その効
果は含有量に比例してalられるが、上限値以上ではN
iを含む粗大化合物を晶出して加工性を劣化することと
なる。
なお本発明においては上記灰分以外に4000系合金に
通常含有される程度の不純物)よその性質を低下させる
ものでないから不都合はない。
通常含有される程度の不純物)よその性質を低下させる
ものでないから不都合はない。
又切削性を補う意味でZnを1.0チ以下@有させても
よい。史に本発明合金を水冷鋳型を用いて半連続鋳造す
るに際してキー、1造割れを防止するために一般的に添
加されるTL : 0.2 %以下、B:1)、02%
以下の1種または2徨を含有さ−(+:でもよい。
よい。史に本発明合金を水冷鋳型を用いて半連続鋳造す
るに際してキー、1造割れを防止するために一般的に添
加されるTL : 0.2 %以下、B:1)、02%
以下の1種または2徨を含有さ−(+:でもよい。
然して本発明合金は、その凝固速度を金型を用いた場合
の冷却速度より速めることによって合金組織を微細化し
、それによって力0工性を付与すると共に熱処理を施す
ことによって強度2よび1針犀耗性を向上するものであ
る。即ち金型鋳造における凝固速度は一般的に0.3〜
b程度−Cあり、この場付にVよ組織が粗大化しN J
jD工性が悲く、耐Jモ耗性、伸びにおいて劣る。これ
に7・1し凝し1速度を7℃/sec以上とすることl
こよつ″C,組織が微細化され、加工性が良好となるも
ので、水冷鋳型を用いた子連@、鋳造法lこよれば、上
限で150℃/see程度の冷却速度を得ることができ
、そnによって金属間化合物の大傘さを平均で5〜70
踊以]、α−M相の大きさも平均で15〜70μm1特
に40師 以下、共晶S6の大きさを平均で1.5〜5
.5μmとでき、加工性を良好とすると共に機械的性質
を一層改善することができる。
の冷却速度より速めることによって合金組織を微細化し
、それによって力0工性を付与すると共に熱処理を施す
ことによって強度2よび1針犀耗性を向上するものであ
る。即ち金型鋳造における凝固速度は一般的に0.3〜
b程度−Cあり、この場付にVよ組織が粗大化しN J
jD工性が悲く、耐Jモ耗性、伸びにおいて劣る。これ
に7・1し凝し1速度を7℃/sec以上とすることl
こよつ″C,組織が微細化され、加工性が良好となるも
ので、水冷鋳型を用いた子連@、鋳造法lこよれば、上
限で150℃/see程度の冷却速度を得ることができ
、そnによって金属間化合物の大傘さを平均で5〜70
踊以]、α−M相の大きさも平均で15〜70μm1特
に40師 以下、共晶S6の大きさを平均で1.5〜5
.5μmとでき、加工性を良好とすると共に機械的性質
を一層改善することができる。
鋳造後の塑性加工および熱処理条件の1例を示すと、上
記のように凝固速度7℃/l1ec以上で鋳造されたビ
レットは450〜540℃に48時間程度均質化処理さ
れる。この均質化処理されたビレットは450℃以上に
予熱されて押出され、この押出材は冷間〜熱間において
用途により引抜加工あるいは鍛造などの塑性加工を受け
、引抜力U工された引抜材は更に鍛造することもできる
。この場合均質化処理されたビレットを鍛造〃0工する
こともできる。然して上記のように塑性加工された材料
は480〜540℃に10分〜48時間程度の溶体化処
理を受け、水焼入れし、以後150〜220℃に10時
間以内で人工時効さn1下発明分金の特性がr)られる
。
記のように凝固速度7℃/l1ec以上で鋳造されたビ
レットは450〜540℃に48時間程度均質化処理さ
れる。この均質化処理されたビレットは450℃以上に
予熱されて押出され、この押出材は冷間〜熱間において
用途により引抜加工あるいは鍛造などの塑性加工を受け
、引抜力U工された引抜材は更に鍛造することもできる
。この場合均質化処理されたビレットを鍛造〃0工する
こともできる。然して上記のように塑性加工された材料
は480〜540℃に10分〜48時間程度の溶体化処
理を受け、水焼入れし、以後150〜220℃に10時
間以内で人工時効さn1下発明分金の特性がr)られる
。
不発明によるものの具体的な製造タリについて説明する
と、以下の如くである。
と、以下の如くである。
矢の第1表に示す組成の谷アルミニウノ、合金X′r:
′lK法eこよって溶製した後、水冷鋳型と用いた牛運
絖崎逍法によって203醪φのビレットに速度eこより
V:1造した。Nα1〜3は一本発明合金であり、Nl
14はsb無添加、N[15は規格合金である。
′lK法eこよって溶製した後、水冷鋳型と用いた牛運
絖崎逍法によって203醪φのビレットに速度eこより
V:1造した。Nα1〜3は一本発明合金であり、Nl
14はsb無添加、N[15は規格合金である。
第 1 表
なお上記とは別にN[Llの組成をもった冷却速度を1
℃/secで金型鋳造した。
℃/secで金型鋳造した。
このようにして鋳造した各ビレットの半径万一μ相、共
晶Siの大きさおよびその面積率は矢の第2表に示す通
りであるが、水冷鋳型を用いて鋳造したビレットの組織
は金型を用いて鋳造したものより微細化されている。但
しN[L 、iの合金はsbが添加されていないので初
晶Sjが太さいものとして存在している。
晶Siの大きさおよびその面積率は矢の第2表に示す通
りであるが、水冷鋳型を用いて鋳造したビレットの組織
は金型を用いて鋳造したものより微細化されている。但
しN[L 、iの合金はsbが添加されていないので初
晶Sjが太さいものとして存在している。
更にこのようにして鋳造したものについての各種特性を
求めた結果についても第2表に併せて示したが、このよ
うな各種特性についての試験測足は以下の通りである。
求めた結果についても第2表に併せて示したが、このよ
うな各種特性についての試験測足は以下の通りである。
冷間引抜率
上記203Mφのビレットを510℃×4時間の均質化
熱処理を椎した後、33+Lmφの押出棒とし、この押
出棒を390〜b 間のO材処理を施し、引抜加工した。このときの破断の
生じない最大の引抜率で、この引抜率とは面積減少率を
あられす。
熱処理を椎した後、33+Lmφの押出棒とし、この押
出棒を390〜b 間のO材処理を施し、引抜加工した。このときの破断の
生じない最大の引抜率で、この引抜率とは面積減少率を
あられす。
なお金型で鋳造したものは引抜加工が不可能であって実
残しなかった。
残しなかった。
冷間据込率。
0材処理した上記押出棒(33無φ)および金型鋳造し
たもの′f:33 rrasφに切削加工しO材処理し
たものを30wφX25n+mtに面削力0工し、無潤
滑で400トン油圧プレスを用い据込み鍛造(厚さ方向
にプレス)し、割れ発生の生じない最大据込率で示す。
たもの′f:33 rrasφに切削加工しO材処理し
たものを30wφX25n+mtに面削力0工し、無潤
滑で400トン油圧プレスを用い据込み鍛造(厚さ方向
にプレス)し、割れ発生の生じない最大据込率で示す。
而す摩耗性
大連式摩耗試験機を用い、乾式耐摩耗試験した。摩耗子
はFC28、条件は荷m2.IKp、*擦速度3.8m
/seeである。供試材は上記33門φ押出棒のF材お
よびT6材(51O℃×4時間→水焼入→170℃XI
O時間)で、金型鋳造したものは33醜φに切削加工し
たF材およびT6材(510℃×4時間→水焼入→17
0℃xio時間)である。
はFC28、条件は荷m2.IKp、*擦速度3.8m
/seeである。供試材は上記33門φ押出棒のF材お
よびT6材(51O℃×4時間→水焼入→170℃XI
O時間)で、金型鋳造したものは33醜φに切削加工し
たF材およびT6材(510℃×4時間→水焼入→17
0℃xio時間)である。
機械的性質
供試材は上記33−φ押出棒のT6材および33會φに
切削加工したで6材を用い、T6処理は510℃×4時
間→水焼入→170℃XIO時間、である 即ち第2表の結果によれば本発明合金は初晶Stがなく
、α−M相が40μm以下であってJIS 4032
材より低目であり、共晶Sc I平均粒径)は40
以下、5μm以下の共晶Si、が占める面積率は80係
以上で、これらはJISi032 材と同等であって、
その他の比較材よりは光分に微細化されている。
切削加工したで6材を用い、T6処理は510℃×4時
間→水焼入→170℃XIO時間、である 即ち第2表の結果によれば本発明合金は初晶Stがなく
、α−M相が40μm以下であってJIS 4032
材より低目であり、共晶Sc I平均粒径)は40
以下、5μm以下の共晶Si、が占める面積率は80係
以上で、これらはJISi032 材と同等であって、
その他の比較材よりは光分に微細化されている。
又加工性においては本発明のものが比較合金4.5と同
等であるが、耐摩耗性および引張強度においては規格合
金(JIS 40321よりも浸れており、その他の
比較材に対しても同等ないしそれ以上である。又本発明
のものはh%Nlを含有させたものにおいても適切な伸
びを有しているのでピストン、シリンダーなどに充分に
利用することのできることが確認された。
等であるが、耐摩耗性および引張強度においては規格合
金(JIS 40321よりも浸れており、その他の
比較材に対しても同等ないしそれ以上である。又本発明
のものはh%Nlを含有させたものにおいても適切な伸
びを有しているのでピストン、シリンダーなどに充分に
利用することのできることが確認された。
「発明の効果」
以上説明したような本発明アルミニウム合金は、規格合
金よりも耐摩耗性および強度において浸れ、1%N1を
含有させたものにおいても光分な伸びを有していて車輛
や各糧産業機械などにおけるピストン、/リンターなど
の摺!Eh !31i材に採用することによりアルミニ
ウム合金としての軽量性七ゾ」他の特性を具tiii
L、なが;・)tハj性や安全性に優れた製品を提供す
ることができるものであって、工業11すにその効果の
犬さい発明である。
金よりも耐摩耗性および強度において浸れ、1%N1を
含有させたものにおいても光分な伸びを有していて車輛
や各糧産業機械などにおけるピストン、/リンターなど
の摺!Eh !31i材に採用することによりアルミニ
ウム合金としての軽量性七ゾ」他の特性を具tiii
L、なが;・)tハj性や安全性に優れた製品を提供す
ることができるものであって、工業11すにその効果の
犬さい発明である。
特許出願人 日本j経金@株式会社
発 明 者 神 尾 −同
北 岡 山 治同
山 1)
透間 岩 本 明
美ゝ、;L−・1
北 岡 山 治同
山 1)
透間 岩 本 明
美ゝ、;L−・1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Si:8〜12wt%、Cu:1.5〜3.0wt%、
Mn:0.1〜1.5wt%、Mg:0.2〜1.5w
t%、Sb:0.05〜1.0wt% を基本元素として含有すると共に任意元素として、 F_4<1.5wt%、Ni<2.0wt%、の1種ま
たは2種を含有し、残部がAlおよび不純物からなるこ
とを特徴とする強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウ
ム合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28791185A JPS62149839A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28791185A JPS62149839A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62149839A true JPS62149839A (ja) | 1987-07-03 |
JPH0457738B2 JPH0457738B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=17723319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28791185A Granted JPS62149839A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 強度に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62149839A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01268839A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | 加工用アルミニウム合金 |
JPH02107738A (ja) * | 1988-10-18 | 1990-04-19 | Nippon Light Metal Co Ltd | 靭性に優れた耐摩耗性加工用アルミニウム合金材 |
JPH02285042A (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | 鍛造用アルミニウム合金 |
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JPH03166333A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-18 | Showa Denko Kk | 鍛造用アルミニウム合金 |
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JP2020067078A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | 昭和電工株式会社 | スクロール |
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JPS59116354A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Nippon Light Metal Co Ltd | ピストン用アルミニウム鋳物合金 |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP28791185A patent/JPS62149839A/ja active Granted
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