JPH0651895B2 - 耐熱アルミニウム粉末冶金合金 - Google Patents
耐熱アルミニウム粉末冶金合金Info
- Publication number
- JPH0651895B2 JPH0651895B2 JP60188125A JP18812585A JPH0651895B2 JP H0651895 B2 JPH0651895 B2 JP H0651895B2 JP 60188125 A JP60188125 A JP 60188125A JP 18812585 A JP18812585 A JP 18812585A JP H0651895 B2 JPH0651895 B2 JP H0651895B2
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- JP
- Japan
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- powder metallurgy
- alloy
- aluminum powder
- elongation
- heat
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、耐熱アルミニウム粉末冶金合金に関する。本
発明による合金製品は、高温における長時間使用後にも
強度及び伸びの低下が少ないので、航空機部材、自動車
用エンジン部品、電気機器部品、油圧及び空気圧機器部
品、さらには高温用構造材料としても有用である。
発明による合金製品は、高温における長時間使用後にも
強度及び伸びの低下が少ないので、航空機部材、自動車
用エンジン部品、電気機器部品、油圧及び空気圧機器部
品、さらには高温用構造材料としても有用である。
従来技術及びその問題点 アルミニウム及びその合金は、一般に高温での強度が低
く、特に室温での強度が高い、いわゆる高力アルミニウ
ム合金の高温における強度低下は、甚だしい。又、一般
に耐熱用とされているアルミニウム合金（ＡＡ２０１
８、２２１８、２６１８、４０３２等）においても、２
００℃を越える場合には、その強度は著しく低下する。
熱安定性についても、例えば１５０℃以上の温度に長時
間暴露した後には、室温での強度が大巾に低下すること
は避け難い。
く、特に室温での強度が高い、いわゆる高力アルミニウ
ム合金の高温における強度低下は、甚だしい。又、一般
に耐熱用とされているアルミニウム合金（ＡＡ２０１
８、２２１８、２６１８、４０３２等）においても、２
００℃を越える場合には、その強度は著しく低下する。
熱安定性についても、例えば１５０℃以上の温度に長時
間暴露した後には、室温での強度が大巾に低下すること
は避け難い。
アルミニウム中にアルミニウム酸化物を均一に分散させ
たＳＡＰの場合にも、耐焼鈍軟化性には優れてはいるも
のの、強度、じん性等の点で満足すべきものとは言い難
く、実用性にとぼしい。
たＳＡＰの場合にも、耐焼鈍軟化性には優れてはいるも
のの、強度、じん性等の点で満足すべきものとは言い難
く、実用性にとぼしい。
近年アルミニウム中に種々の遷移元素を固溶限を上回る
量添加し、溶湯を冷却速度１０５℃／秒以上で超急速凝
固させ、得られる粉末又はリボン状薄帯を粉末冶金法に
より成形してアルミニウム合金とする方法が提案されて
いる（米国特許第４３４７０７６号及び４４６４１９９
号）。この様にして得られたアルミニウム粉末冶金合金
は、たしかに高温における強度及び熱安定性には優れて
いるが、伸びが低く、延性に欠けるのが大きな欠点であ
る。
量添加し、溶湯を冷却速度１０５℃／秒以上で超急速凝
固させ、得られる粉末又はリボン状薄帯を粉末冶金法に
より成形してアルミニウム合金とする方法が提案されて
いる（米国特許第４３４７０７６号及び４４６４１９９
号）。この様にして得られたアルミニウム粉末冶金合金
は、たしかに高温における強度及び熱安定性には優れて
いるが、伸びが低く、延性に欠けるのが大きな欠点であ
る。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記の如き技術の現状に鑑みて種々研究を重
ねた結果、ニツケルを主な添加元素とするアルミニウム
合金に更に特定の添加元素を配合し、且つ溶湯の冷却を
特定の条件下に行なつて得たアルミニウム粉末冶金合金
が、高温における強度に優れているのみならず、高温暴
露後における強度及び伸びの低下が極めて小さいという
特異な性質を備えていることを見出した。即ち、本発明
は、下記の耐熱アルミニウム粉末冶金合金を提供するも
のである； 耐熱アルミニウム粉末冶金合金であって、 (1)第１添加元素としてＮｉ１３〜３０重量％、 (2)第２添加元素としてＺｒ１〜１０重量％、 および (3)第３添加元素としてＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｗ、Ｃｏ、
ＭｏおよびＴｉの少なくとも１種１〜１０重量％ を含み、残部はＡｌおよび不可避的不純物からなり、引
張強度が５０kg/mm2以上で且つ伸びが５％以上であるこ
とを特徴とする合金。
ねた結果、ニツケルを主な添加元素とするアルミニウム
合金に更に特定の添加元素を配合し、且つ溶湯の冷却を
特定の条件下に行なつて得たアルミニウム粉末冶金合金
が、高温における強度に優れているのみならず、高温暴
露後における強度及び伸びの低下が極めて小さいという
特異な性質を備えていることを見出した。即ち、本発明
は、下記の耐熱アルミニウム粉末冶金合金を提供するも
のである； 耐熱アルミニウム粉末冶金合金であって、 (1)第１添加元素としてＮｉ１３〜３０重量％、 (2)第２添加元素としてＺｒ１〜１０重量％、 および (3)第３添加元素としてＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｗ、Ｃｏ、
ＭｏおよびＴｉの少なくとも１種１〜１０重量％ を含み、残部はＡｌおよび不可避的不純物からなり、引
張強度が５０kg/mm2以上で且つ伸びが５％以上であるこ
とを特徴とする合金。
本発明においては、アルミニウム中に第１添加元素とし
てのＮｉ１３〜３０重量％、第２添加元素としてのＺｒ
１〜１０重量％及び第３添加元素としてのＦｅ、Ｍｎ、
Ｃｒ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ及びＴｉの少なくとも１種１〜１
０重量％を含有させること及び第１添加元素の含有量を
第２及び第３の添加元素の夫々の含有量よりも大とする
ことを必須とする。若しこれ等の条件のいずれかが充足
されない場合には、後記実施例及び比較例からも明らか
な如く、所望の効果は得られない。
てのＮｉ１３〜３０重量％、第２添加元素としてのＺｒ
１〜１０重量％及び第３添加元素としてのＦｅ、Ｍｎ、
Ｃｒ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ及びＴｉの少なくとも１種１〜１
０重量％を含有させること及び第１添加元素の含有量を
第２及び第３の添加元素の夫々の含有量よりも大とする
ことを必須とする。若しこれ等の条件のいずれかが充足
されない場合には、後記実施例及び比較例からも明らか
な如く、所望の効果は得られない。
本発明では、これら３成分の相乗的な作用によってはじ
めて本発明の効果を発揮し得るものであるから各元素の
作用を明確に区別することはできないが、各元素の作用
の一応の目安を示すと以下の通りである。
めて本発明の効果を発揮し得るものであるから各元素の
作用を明確に区別することはできないが、各元素の作用
の一応の目安を示すと以下の通りである。
第１添加元素は、主としてＡｌ３Ｎｉの析出により、本
発明合金の伸びを維持しつつ、耐熱性を高めることがで
きる。従って、その添加量が１３重量％未満の場合には
耐熱性の向上が不十分となり、３０重量％を超える場合
には伸び等の低下を招くおそれがあるので好ましくな
い。
発明合金の伸びを維持しつつ、耐熱性を高めることがで
きる。従って、その添加量が１３重量％未満の場合には
耐熱性の向上が不十分となり、３０重量％を超える場合
には伸び等の低下を招くおそれがあるので好ましくな
い。
第２添加元素は、主として立方晶Ａｌ９Ｚｒの析出によ
り、本発明合金の伸びを損なうことなく、耐熱性を向上
させることができる。従って、その添加量が１重量％未
満の場合には耐熱性の向上に寄与できず、１０重量％を
超える場合には伸び等が低下するおそれがあるので好ま
しくない。
り、本発明合金の伸びを損なうことなく、耐熱性を向上
させることができる。従って、その添加量が１重量％未
満の場合には耐熱性の向上に寄与できず、１０重量％を
超える場合には伸び等が低下するおそれがあるので好ま
しくない。
第３添加元素は、主として上記の第１及び第２添加元素
の添加による耐熱性の向上を補助する役割をもつ。この
添加量が１％を下回る場合には耐熱性向上に寄与するこ
とができず、１０重量％を上回る場合には伸び等が低下
するおそれがあるので好ましくない。
の添加による耐熱性の向上を補助する役割をもつ。この
添加量が１％を下回る場合には耐熱性向上に寄与するこ
とができず、１０重量％を上回る場合には伸び等が低下
するおそれがあるので好ましくない。
本発明のアルミニウム粉末冶金合金は、例えば、以下の
様にして製造される。第１、第２及び第３添加元素を所
定の割合で含むアルミニウム合金溶湯を１０５℃／秒未
満の冷却速度で凝固させて得た材料を常法に従つて冷間
予備成形した後、熱間加工することにより、密度ほぼ１
００％の製品とする。冷却速度は、１０２℃／秒を下限
とすることが好ましい。溶湯の冷却方法は、特に限定さ
れないが、アトマイズ法が代表的なものとして例示され
る。又、超急冷凝固法に属するメルトスピニング法、メ
ルトエキストラクシヨン法等によつても、形成されるリ
ボン状薄帯物、細線状物又はフレーク状物の厚さ又は径
を大きくする条件を採用することにより、１０５℃／秒
未満の冷却速度とし、所望の特性を有する材料を得るこ
とが可能である。この場合には必要ならば、引続く成形
加工に先立ち、リボン状薄帯物等の生成物を破砕する。
更に、双ロール法或いは回転するドラムにアトマイズ粒
子を衝突させて急冷凝固材を得る噴霧ロール法において
も、ロールやドラムの材質、ロール間距離、アトマイズ
粒子の大きさ等を調整することにより、所定の冷却速度
として所望の特性を有するフレーク状物を得ることがで
きる。尚、これ等の製法により得られた材料中には極微
細な粒子も含まれており、これ等の極微細粒子の冷却速
度は１０５℃／秒以上となつている場合もあり得る。し
かしながら、本発明においては、この様な粒子が多少含
まれていても所期の効果を奏することが出来る。
様にして製造される。第１、第２及び第３添加元素を所
定の割合で含むアルミニウム合金溶湯を１０５℃／秒未
満の冷却速度で凝固させて得た材料を常法に従つて冷間
予備成形した後、熱間加工することにより、密度ほぼ１
００％の製品とする。冷却速度は、１０２℃／秒を下限
とすることが好ましい。溶湯の冷却方法は、特に限定さ
れないが、アトマイズ法が代表的なものとして例示され
る。又、超急冷凝固法に属するメルトスピニング法、メ
ルトエキストラクシヨン法等によつても、形成されるリ
ボン状薄帯物、細線状物又はフレーク状物の厚さ又は径
を大きくする条件を採用することにより、１０５℃／秒
未満の冷却速度とし、所望の特性を有する材料を得るこ
とが可能である。この場合には必要ならば、引続く成形
加工に先立ち、リボン状薄帯物等の生成物を破砕する。
更に、双ロール法或いは回転するドラムにアトマイズ粒
子を衝突させて急冷凝固材を得る噴霧ロール法において
も、ロールやドラムの材質、ロール間距離、アトマイズ
粒子の大きさ等を調整することにより、所定の冷却速度
として所望の特性を有するフレーク状物を得ることがで
きる。尚、これ等の製法により得られた材料中には極微
細な粒子も含まれており、これ等の極微細粒子の冷却速
度は１０５℃／秒以上となつている場合もあり得る。し
かしながら、本発明においては、この様な粒子が多少含
まれていても所期の効果を奏することが出来る。
成形加工に際しての冷間予備成形及び熱間加工条件は、
特に限定されないが、通常粒度４０メツシユ以下程度の
材料を７００kg/cm2・Ｇ以上で成形した後、温度２００
℃程度で熱間加工すれば良い。冷間予備成形は、引続く
熱間加工工程に移行する際にハンドリング可能な成形体
が得られる方法であれば良く、例えば、機械的プレス、
静水圧プレス等により、行なわれる。熱間加工法として
は、熱間押出し、熱間圧延、熱間鍛造、ホツトプレス、
熱間静水圧プレス等の方法が例示される。又、成形加工
は、冷間予備成形工程を経ることなく直接押出しを行な
うコンフオーム法によつても良く、この場合にも、密度
ほぼ１００％の成形体を得ることが可能である。
特に限定されないが、通常粒度４０メツシユ以下程度の
材料を７００kg/cm2・Ｇ以上で成形した後、温度２００
℃程度で熱間加工すれば良い。冷間予備成形は、引続く
熱間加工工程に移行する際にハンドリング可能な成形体
が得られる方法であれば良く、例えば、機械的プレス、
静水圧プレス等により、行なわれる。熱間加工法として
は、熱間押出し、熱間圧延、熱間鍛造、ホツトプレス、
熱間静水圧プレス等の方法が例示される。又、成形加工
は、冷間予備成形工程を経ることなく直接押出しを行な
うコンフオーム法によつても良く、この場合にも、密度
ほぼ１００％の成形体を得ることが可能である。
発明の効果 本発明のアルミニウム粉末冶金合金は、常温においての
みならず高温においても強度、伸び等の各種の特性に優
れており、又長時間高温に暴露した後にもその優れた特
性をほとんど損うことなく維持することができる。
みならず高温においても強度、伸び等の各種の特性に優
れており、又長時間高温に暴露した後にもその優れた特
性をほとんど損うことなく維持することができる。
実施例 以下、実施例及び比較例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。
ころをより一層明らかにする。
実施例１ 第１表に示す添加元素を含む溶湯をアトマイズ法により
噴霧して、冷却速度約１０４℃／秒で１００メツシユ程
度以下の粉体を得た。
噴霧して、冷却速度約１０４℃／秒で１００メツシユ程
度以下の粉体を得た。
注：試料NO.１，２，９，１３および１４は、本発明の
範囲外の組成を有するものである。
範囲外の組成を有するものである。
上記で得られた粉体を圧力２８３０kg/cm2で冷間予備成
形して直径３cm×高さ７．６cmの成形体とした後、押出
比９で４００℃で圧力０．６×１０４〜１．２×１０４
kg/cm2で押出材を得た。第２表に該押出材そのもの（条
件−１）ならびに該押出材を３５０℃で１００時間焼鈍
した場合（条件−２）および該押出材を４００℃で６４
時間焼鈍した場合（条件−２）のそれぞれについて、室
温における引張強度 (kg/mm2)および伸び（％）を示す。なお、試料NO.１４
については、直径３cm×高さ７．６cmの鋳塊を押出して
試料とした。
形して直径３cm×高さ７．６cmの成形体とした後、押出
比９で４００℃で圧力０．６×１０４〜１．２×１０４
kg/cm2で押出材を得た。第２表に該押出材そのもの（条
件−１）ならびに該押出材を３５０℃で１００時間焼鈍
した場合（条件−２）および該押出材を４００℃で６４
時間焼鈍した場合（条件−２）のそれぞれについて、室
温における引張強度 (kg/mm2)および伸び（％）を示す。なお、試料NO.１４
については、直径３cm×高さ７．６cmの鋳塊を押出して
試料とした。
第２表に示す結果から明らかな如く、本発明の範囲外の
組成を有する合金は、伸びが小さく、熱間押出しが困難
であり、利用分野が限定される。又、合金の融点が非常
に高くなるので、アトマイズ法による粉体の調製も困難
となる。
組成を有する合金は、伸びが小さく、熱間押出しが困難
であり、利用分野が限定される。又、合金の融点が非常
に高くなるので、アトマイズ法による粉体の調製も困難
となる。
更に、試料ＮＯ．５と１２との対比からも明らかな如
く、本発明の組成範囲内にあつても粉体製造時の冷却速
度が１０５℃／秒を上回る場合には、押出材の伸びが小
さい。
く、本発明の組成範囲内にあつても粉体製造時の冷却速
度が１０５℃／秒を上回る場合には、押出材の伸びが小
さい。
これに対し、本発明のアルミニウム粉末冶金合金は、ア
トマイズ法による原料粉体の調製も容易で、熱間押出し
等による加工も容易に行なうことが出来、更に高温に長
時間暴露後にも優れた強度及び伸び特性を維持し続け
る。
トマイズ法による原料粉体の調製も容易で、熱間押出し
等による加工も容易に行なうことが出来、更に高温に長
時間暴露後にも優れた強度及び伸び特性を維持し続け
る。
Claims (1)
- 【請求項１】耐熱アルミニウム粉末冶金合金であって、 (1)第１添加元素としてＮｉ１３〜３０重量％、 (2)第２添加元素としてＺｒ１〜１０重量％、 および (3)第３添加元素としてＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｗ、Ｃｏ、
ＭｏおよびＴｉの少なくとも１種１〜１０重量％ を含み、残部はＡｌおよび不可避的不純物からなり、引
張強度が５０kg/mm2以上で且つ伸びが５％以上であるこ
とを特徴とする合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60188125A JPH0651895B2 (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 耐熱アルミニウム粉末冶金合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60188125A JPH0651895B2 (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 耐熱アルミニウム粉末冶金合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247449A JPS6247449A (ja) | 1987-03-02 |
| JPH0651895B2 true JPH0651895B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=16218150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60188125A Expired - Lifetime JPH0651895B2 (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 耐熱アルミニウム粉末冶金合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0651895B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12492453B2 (en) | 2018-06-20 | 2025-12-09 | NanoAL LLC | High-performance Al—Zn—Mg—Zr base aluminum alloys for welding and additive manufacturing |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2572832B2 (ja) * | 1989-01-21 | 1997-01-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 焼結用Ａｌ基合金粉末 |
| JPH02217666A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-08-30 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関用ピストンリング |
| JP2538692B2 (ja) * | 1990-03-06 | 1996-09-25 | ワイケイケイ株式会社 | 高力、耐熱性アルミニウム基合金 |
| KR100432448B1 (ko) * | 2001-08-16 | 2004-05-24 | (주)진일금속 | 크롬, 니켈을 포함하는 알루미늄 합금판 제조방법 |
| CN105970030B (zh) * | 2016-07-04 | 2018-03-13 | 江阴恩特莱特镀膜科技有限公司 | 一种用于喷涂硅铝靶材打底层的合金及其制备方法 |
| FR3083478B1 (fr) * | 2018-07-09 | 2021-08-13 | C Tec Constellium Tech Center | Procede de fabrication d'une piece en alliage d'aluminium |
| FR3083479B1 (fr) * | 2018-07-09 | 2021-08-13 | C Tec Constellium Tech Center | Procede de fabrication d'une piece en alliage d'aluminium |
| FR3110095B1 (fr) * | 2020-05-13 | 2022-11-11 | C Tec Constellium Tech Center | Procédé de fabrication d'une pièce en alliage d'aluminium |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60234936A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-21 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 高温強度に優れたアルミニウム合金成形材 |
| JPS6223952A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-31 | Alum Funmatsu Yakin Gijutsu Kenkyu Kumiai | 靭性の高いＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系耐熱合金およびその製造法 |
-
1985
- 1985-08-26 JP JP60188125A patent/JPH0651895B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12492453B2 (en) | 2018-06-20 | 2025-12-09 | NanoAL LLC | High-performance Al—Zn—Mg—Zr base aluminum alloys for welding and additive manufacturing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6247449A (ja) | 1987-03-02 |
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