JPH07188701A - Al3Ti dispersion strengthened aluminum alloy, powder thereof, and methods for producing the same - Google Patents
Al3Ti dispersion strengthened aluminum alloy, powder thereof, and methods for producing the sameInfo
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- JPH07188701A JPH07188701A JP5348768A JP34876893A JPH07188701A JP H07188701 A JPH07188701 A JP H07188701A JP 5348768 A JP5348768 A JP 5348768A JP 34876893 A JP34876893 A JP 34876893A JP H07188701 A JPH07188701 A JP H07188701A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Alマトリックス中にAl3 Tiを均一に分
散させた耐熱強化アルミニウム合金と、その合金用の粉
末並びにこれらの製造方法を提供する。
【構成】 本発明は純Al粉末またはAl合金粉末に、
Al3 Ti粉末を混合し、該混合粉末をメカニカルアロ
イング処理することを特徴とするAl3 Ti分散強化ア
ルミニウム合金粉末の製造方法と、その合金,並びにそ
の合金の製造方法である。(57) [Summary] [Object] To provide a heat-resistant strengthened aluminum alloy in which Al 3 Ti is uniformly dispersed in an Al matrix, a powder for the alloy, and a method for producing the same. [Structure] The present invention provides pure Al powder or Al alloy powder,
A method for producing an Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy powder, which comprises mixing Al 3 Ti powder and subjecting the mixed powder to mechanical alloying, an alloy thereof, and a method for producing the alloy.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム(又はAl
とする)をマトリックスとし、これに金属間化合物、特
にAl3 Tiを均一に分散させてなる耐熱強化アルミニ
ウム合金と、該合金を製造するための粉末と、該合金並
びに該粉末の製造方法に関する。The present invention relates to aluminum (or Al
To a matrix, and an intermetallic compound, in particular Al 3 Ti, dispersed uniformly therein, a heat-resistant strengthened aluminum alloy, a powder for producing the alloy, the alloy, and a method for producing the powder.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、量産向けのアルミニウム合金強化
方法としては次の各方法がある。 (i) 繊維強化法(FRM) (ii) セラミックス粒子分散強化法 (iii) 急冷凝固粉末と熱間押し出し法 (iv) 通常のT4,T5,T6等の熱処理の応用(析
出強化) この方法は、高温と室温における溶質原子の溶解度差を
利用し、溶体化後の時効析出を利用している。2. Description of the Related Art Conventionally, there have been the following methods for strengthening aluminum alloys for mass production. (I) Fiber Reinforcement Method (FRM) (ii) Ceramic Particle Dispersion Reinforcement Method (iii) Rapidly Solidified Powder and Hot Extrusion Method (iv) Application of Ordinary T4, T5, T6 Heat Treatment (Precipitation Strengthening) This method , The solubility difference of solute atoms at high temperature and room temperature is used, and the aging precipitation after solution treatment is used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術のう
ち、本発明では、粒子分散強化法を対象とし、この技術
分野における課題を解消しようとするものである。すな
わち、たとえばAlのマトリックス中に、セラミックス
粒子を分散して強化したものでは、Alとセラミックス
粒子との硬さが違いすぎ、そのため強化した材料の被切
削性が著しく悪くなるという欠点があった。またAlマ
トリックスと強化粒子との間の濡れ性に問題があり、そ
のため粒子の凝集が多く、強度のバラつきが大きくなり
十分な強化効果が得られないおそれもあった。その他、
硬さ,引張強さ等は向上するが、伸びは激減し、衝撃値
や破壊じん性値も低下し、その結果、材料としての信頼
性も損なわれるおそれがあった。また熱間押し出しなど
の熱間加工が難しいという問題もあった。そして、マト
リックスには純Alを用いたものが多く、300℃以上
の高温域では十分な強度を示さないものが多い。Among the above-mentioned conventional techniques, the present invention is directed to a particle dispersion strengthening method and is intended to solve the problems in this technical field. That is, for example, in a case where ceramic particles are dispersed and reinforced in a matrix of Al, the hardness of Al and the ceramic particles is too different, and therefore, the machinability of the reinforced material is significantly deteriorated. In addition, there is a problem in the wettability between the Al matrix and the reinforcing particles, so that the particles are often aggregated and the strength is greatly varied, so that the sufficient reinforcing effect may not be obtained. Other,
Although hardness, tensile strength, etc. are improved, elongation is drastically reduced, impact value and fracture toughness value are also lowered, and as a result, reliability as a material may be impaired. There is also a problem that hot working such as hot extrusion is difficult. Many of the matrices use pure Al, and many do not show sufficient strength in a high temperature range of 300 ° C. or higher.
【0004】一方、Mg2 Si粉末(又は金属間化合物
粉末)を強化材に用いるものでは、それ自体が高価であ
るためコスト的に負担が大きいという欠点があった。ま
た、Mg2 Siに限らず、強化材に用いる金属間化合物
が高融点元素を含むものからなる場合には、アトマイズ
も難しく、目的とする成分組成が得られないばかりか、
金属間化合物を均一に分散させることが困難であった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、Alをマ
トリックスとして、このマトリックス中に微細な金属間
化合物Al3 Tiを均一に分散させることで、室温付近
の強度を向上させ、また高温域(300〜500℃)で
も優れた強度を示すAl3 Ti分散強化アルミニウム合
金と、該合金用の粉末並びに、それらの製造方法を提供
することを目的とする。On the other hand, the one using Mg 2 Si powder (or intermetallic compound powder) as a reinforcing material has a drawback that the cost is heavy because it itself is expensive. In addition to Mg 2 Si, when the intermetallic compound used for the reinforcing material is a material containing a high melting point element, atomization is difficult and not only the intended component composition cannot be obtained.
It was difficult to uniformly disperse the intermetallic compound.
The present invention has been made in view of the above circumstances, in which Al is used as a matrix, and the fine intermetallic compound Al 3 Ti is uniformly dispersed in the matrix to improve the strength near room temperature and also in a high temperature range. An object of the present invention is to provide an Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy showing excellent strength even at (300 to 500 ° C.), a powder for the alloy, and a method for producing them.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的に添い、本発明
は純Al粉末またはAl合金粉末に、Al3 Ti粉末を
混合し、該混合粉末をメカニカルアロイング処理するA
l3 Ti分散強化アルミニウム合金粉末の製造方法によ
って前記課題を解消した。また本発明は純Al粉末と純
Ti粉末とを混合し、該混合粉末をメカニカルアロイン
グ処理して、Al3 Ti系の前駆複合体粉末を作製し、
該前駆複合体粉末に、さらに純Al粉末を混合して、再
度、メカニカルアロイング処理するAl3Ti系前駆複
合体を複合したアルミニウム合金粉末の製造方法によっ
て前記課題を解消した。さらに本発明は請求項1ないし
3のいずれかに記載の方法で製造したAl3 Ti分散強
化アルミニウム合金粉末を用いて、ビレット成形後、熱
間加工するAl3 Ti分散強化アルミニウム合金の製造
方法によって前記課題を解消した。また本発明は請求項
4ないし7のいずれかに記載の方法で製造したAl3 T
i系前駆複合体を複合したアルミニウム合金粉末を用
い、ビレットの成形から熱間加工に到る工程で主にAl
3 Tiを反応生成して、Alマトリックス中にAl3T
iを分散させたAl3 Ti分散強化アルミニウム合金の
製造方法によって前記課題を解消した。さらに本発明は
請求項8の方法によって製造したAl3 Ti分散強化ア
ルミニウム合金によって前記課題を解消した。また本発
明は請求項9の方法によって製造したAl3 Ti分散強
化アルミニウム合金によって前記課題を解消した。また
本発明は請求項15ないし17のいずれかに記載の方法
で製造した(Al,X)3 Ti系前駆複合体を複合した
アルミニウム合金粉末を用い、ビレット成形から熱間加
工に到る工程で(Al,X)3 Ti系(ここで、X=N
p,V,Y,Mo,Zr,Si,Mn,Fe,Co,N
i,Hf,Cr等)の金属間化合物を反応生成して、A
lマトリックス中に該金属間化合物を分散させた金属間
化合物分散強化アルミニウム合金の製造方法によって前
記課題を解消した。さらに本発明は請求項19の方法に
よって製造した(Al,X)3 Ti系金属間化合物分散
強度アルミニウム合金によって前記課題を解消した。ま
た、本発明は請求項20の方法によって製造した(A
l,X)3 Ti系金属間化合物分散強化アルミニウム合
金によって前記課題を解消した。According to the present invention, in accordance with the above object, pure Al powder or Al alloy powder is mixed with Al 3 Ti powder, and the mixed powder is mechanically alloyed.
The above-mentioned problems have been solved by the method for producing l 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy powder. Further, in the present invention, pure Al powder and pure Ti powder are mixed, and the mixed powder is mechanically alloyed to produce an Al 3 Ti-based precursor composite powder,
The above problems were solved by a method for producing an aluminum alloy powder in which a pure Al powder was further mixed with the precursor composite powder and the Al 3 Ti based precursor composite was subjected to mechanical alloying again. The present invention uses Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy powder produced by the method according to any one of claims 1 to 3, after the billet molding, the manufacturing method of hot working for Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloys The above problems have been resolved. The present invention also relates to Al 3 T produced by the method according to any one of claims 4 to 7.
Using an aluminum alloy powder compounded with an i-based precursor composite, Al is mainly used in the steps from billet forming to hot working.
3 Ti is produced by reaction to form Al 3 T in the Al matrix.
The above problem was solved by a method for producing an Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy in which i was dispersed. Further, the present invention has solved the above-mentioned problems by an Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy produced by the method of claim 8. Further, the present invention has solved the above-mentioned problems by an Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy produced by the method of claim 9. Further, the present invention uses the aluminum alloy powder compounded with the (Al, X) 3 Ti-based precursor composite produced by the method according to any one of claims 15 to 17, in the steps from billet forming to hot working. (Al, X) 3 Ti system (where X = N
p, V, Y, Mo, Zr, Si, Mn, Fe, Co, N
i, Hf, Cr, etc.) to produce an intermetallic compound,
The above problem was solved by a method for producing an intermetallic compound dispersion-strengthened aluminum alloy in which the intermetallic compound is dispersed in an l matrix. Further, the present invention has solved the above-mentioned problems by the (Al, X) 3 Ti-based intermetallic compound dispersion strength aluminum alloy produced by the method of claim 19. Further, the present invention is manufactured by the method of claim 20 (A
The above-mentioned problems have been solved by using an (I, X) 3 Ti-based intermetallic compound dispersion strengthened aluminum alloy.
【0006】以下、本発明について図1に示す製造プロ
セス(これをプロセスAとする)を参照しながら説明す
る。まず、使用する純Al粉の粒径は250〜20μm
、好ましくは44μm 以下とし、その純度は99%以
上、好ましくは99.9%以上のものを用いる。250
μm 以上のものを用いると処理に長時間を要し、平均粒
径20μm 以下のものでは原料コストが上昇する。ま
た、使用するAl3 Ti粉は、150メッシュ〜250
メッシュ以下、好ましくは平均粒径20μm 以下の細か
い粉末を用いる。これ以上大きい粉末では目的とする効
果が充分得られない。このAl3 Tiの混合比は全体の
5〜45重量%とする。Al3 Tiは熱間でも塑性変形
能が低く、これがマトリックスのAl中に分散した場合
には、熱間の塑性加工を阻害する。従ってAl3 Tiの
混合比が45重量%を超えるとこの傾向が顕著となり、
衝撃値,伸びが小さくなり、Al合金特有の延性が消失
し、逆に脆化する傾向が強くなる。また、混合比が大き
くなると比重が大きくなり、またAl3 Tiは高価なた
めコストの上昇をもたらす。一方、Al3 Tiの混合比
が5重量%未満では、強化材としての効果が認められな
い。なお、前記純Al粉末に代って、Cu,Ni,M
g,Si,Zn,Feなどの元素のうち、少なくとも2
種以上の元素を、合計で7重量%以下含んだAl合金粉
末を用いてもよい。The present invention will be described below with reference to the manufacturing process shown in FIG. 1 (referred to as process A). First, the particle size of the pure Al powder used is 250 to 20 μm.
It is preferably 44 μm or less, and the purity thereof is 99% or more, preferably 99.9% or more. 250
If the average particle size is 20 μm or less, the raw material cost is increased. The Al 3 Ti powder used is 150 mesh to 250 mesh.
A fine powder having a mesh size or less, preferably an average particle size of 20 μm or less is used. If the powder is larger than this, the desired effect cannot be sufficiently obtained. The mixing ratio of Al 3 Ti is 5 to 45% by weight of the whole. Al 3 Ti has a low plastic deformability even during hot work, and when it is dispersed in Al of the matrix, it hinders hot plastic work. Therefore, when the mixing ratio of Al 3 Ti exceeds 45% by weight, this tendency becomes remarkable,
The impact value and the elongation become small, the ductility peculiar to the Al alloy disappears, and conversely the tendency of embrittlement becomes stronger. Further, when the mixing ratio becomes large, the specific gravity becomes large, and since Al 3 Ti is expensive, the cost increases. On the other hand, when the mixing ratio of Al 3 Ti is less than 5% by weight, the effect as a reinforcing material is not recognized. Incidentally, instead of the pure Al powder, Cu, Ni, M
At least 2 elements out of g, Si, Zn, Fe, etc.
You may use the Al alloy powder which contains a total of 7 weight% or less of one or more elements.
【0007】前記条件に適合するように、Al粉末とA
l3 Ti粉末とを秤量し、これを混合したあと、メカニ
カルアロイング法によって処理する。すなわち、混合粉
を高エネルギー型ボールミル、即ち、アトライタ中へ投
入して処理する。図3にその装置構造を示す。アトライ
タ1では、シャフト2の回転によってアジテータアーム
3を回転させ、これによってボール4を運動させる。こ
のボール4の運動によって原料を混合する。混合操作
中、ガス流入口からガスを流入させ、混合雰囲気を一定
に保つ。また、水流入口6から冷却水を流入させ温度を
一定に保つ。なお、図3で7はガス排出口、8は冷却水
の排出口である。In order to meet the above conditions, Al powder and A
l 3 Ti powder is weighed and mixed, and then treated by a mechanical alloying method. That is, the mixed powder is put into a high energy type ball mill, that is, an attritor and processed. FIG. 3 shows the device structure. In the attritor 1, the rotation of the shaft 2 causes the agitator arm 3 to rotate, which causes the ball 4 to move. The raw materials are mixed by the movement of the balls 4. During the mixing operation, gas is introduced through the gas inlet to keep the mixed atmosphere constant. Further, cooling water is introduced from the water inlet 6 to keep the temperature constant. In FIG. 3, 7 is a gas outlet and 8 is a cooling water outlet.
【0008】上記ボール4は最大1インチ好ましくは3
/8インチの鋼球であることが好ましい。ボールと投入
粉末全重量の比率は、ボールの全重量と粉末の全重量の
比率が=150:1ないし20:1好ましくは140:
1ないし40:1である。シャフト2の回転数は好まし
くは250rpmである。混合雰囲気としてはArある
いはHe等を使用することができる。アジテータ3の先
端の周速度は、3.0m/秒以内とし、1〜10時間で
処理する。処理に時間がかかると、製造コストが上昇
し、さらにボールや容器壁の摩耗のためにFeが混入
し、完成品の伸びを低下させてしまうので好ましくな
い。前記処理には、粉末の分散と潤滑効果を考慮して、
主にメタノール,エタノールなどの有機溶剤を添加して
おこなう。この有機溶剤の添加量は次のように規制す
る。すなわち、その添加量は、 [ 分散剤量(ml)/粉末総重量(g)] ×100=1〜5 ………(1) とする。なお、メタノールで1〜5、エタノールで1〜
3.5が好適な範囲となる。分散剤の量が少ないと純A
lがアトライタ内のボール表面に付着し、十分なメカニ
カルアロイングができない。逆に多すぎると残さとして
残る炭素がAlと反応し、アルミニウム炭化物を形成し
て素材を脆化させる。なお、アルコールの残さから混入
する炭素量が1重量%以下であれば好適である。Al中
に混入した炭素は、Al4 C3 の形で存在し、これは、
セラミックスのような物性を示す。このため、炭素が多
量に混入したアルミニウム合金は、伸びや衝撃値が低下
し靭性が劣るからである。The ball 4 has a maximum size of 1 inch, preferably 3
/ 8 inch steel balls are preferred. The ratio of the total weight of the balls to the total amount of powder added is such that the ratio of the total weight of the balls to the total weight of the powder is 150: 1 to 20: 1, preferably 140 :.
1 to 40: 1. The rotation speed of the shaft 2 is preferably 250 rpm. Ar or He or the like can be used as the mixed atmosphere. The peripheral speed of the tip of the agitator 3 is set to 3.0 m / sec or less and the processing is performed for 1 to 10 hours. If the treatment takes a long time, the manufacturing cost is increased, and Fe is mixed due to the abrasion of the balls and the container wall, which lowers the elongation of the finished product, which is not preferable. In the treatment, considering the dispersion of the powder and the lubricating effect,
This is mainly done by adding an organic solvent such as methanol or ethanol. The amount of this organic solvent added is regulated as follows. That is, the amount added is [dispersant amount (ml) / total powder weight (g)] × 100 = 1 to 5 (1). In addition, 1-5 with methanol and 1-with ethanol
3.5 is a suitable range. Pure A when the amount of dispersant is small
l adheres to the ball surface in the attritor and mechanical alloying cannot be performed sufficiently. On the other hand, if the amount is too large, the carbon that remains as a residue reacts with Al to form aluminum carbide and embrittle the material. It is preferable that the amount of carbon mixed from the residue of alcohol is 1% by weight or less. The carbon incorporated in Al exists in the form of Al 4 C 3 , which is
It has physical properties similar to ceramics. For this reason, an aluminum alloy containing a large amount of carbon has a low elongation and impact value and a poor toughness.
【0009】前記処理後、アトライタ容器より粉末を排
出し、これを分級する。粉末は300μm 以下、好まし
くは104μm 以下の細かい粉末を以後用いる。これに
よってブリケット中の空隙欠陥,押し出し後の内部欠陥
を少なくすることができる。なお、300μm を超える
粉末は廃棄又は再度メカニカルアロイング処理して粉砕
すればよい。次に金型内に前記メカニカルアロイング粉
を収容し、これを圧縮成形し、特定のビレットを作り、
このビレットを真空雰囲気中で加熱して脱ガスをおこな
う。すなわち真空度10-3 Torr 以下で、温度400〜
500℃の加熱を3〜5時間おこなう。この脱ガスの完
了したビレットは押出し温度400〜500℃,押出比
10以上の条件で熱間押出しをおこない、押出棒を作れ
ばよい。なお、アトライタ容器にてAl3 Tiを先に粉
砕処理してから、これを容器から排出せずに、所定量の
純Al又はAl合金を混合して処理することもできる。
この場合、Al3 Tiの処理に前記メタノールの添加量
((1)式参照)は、2.5〜5とし、5時間以内で処
理するのが好ましい。After the above treatment, the powder is discharged from the attritor container and classified. As the powder, a fine powder having a particle size of 300 μm or less, preferably 104 μm or less is used hereinafter. This can reduce void defects in the briquette and internal defects after extrusion. The powder having a particle size of more than 300 μm may be discarded or mechanically alloyed again and pulverized. Next, the mechanical alloying powder is housed in a mold, and this is compression molded to make a specific billet,
This billet is heated in a vacuum atmosphere for degassing. That is, the degree of vacuum is 10 -3 Torr or less, and the temperature is 400 to
Heating at 500 ° C. is performed for 3 to 5 hours. The degassed billet may be hot extruded under the conditions of an extrusion temperature of 400 to 500 ° C. and an extrusion ratio of 10 or more to form an extrusion rod. It is also possible to grind Al 3 Ti in an attritor container first, and then mix a predetermined amount of pure Al or Al alloy for processing without discharging this from the container.
In this case, it is preferable that the amount of methanol added (see the formula (1)) is 2.5 to 5 in the treatment of Al 3 Ti and the treatment is performed within 5 hours.
【0010】次に、本発明に係る他の方法として、純A
l粉末と、純Ti粉末とを用いる方法について、図2に
示す製造ブロセス(これをプロセスBとする)を参照し
ながら説明する。純Al粉は前記プロセスAと同じ仕様
のものを用いる。純Ti粉は250メッシュ以下、好ま
しくは400メッシュより細かい粉末を用いる。Tiの
混合比については、重量%で25〜45%、好ましくは
35〜39%、残部をAlとする。これはAl3 Tiの
化学量論組成がAl−37wt%Tiであることから、
Tiの組成比を35〜39%としたものである。なお化
学量論組成とは構造式で示される化学組成(原子の構成
比)をいう。Next, as another method according to the present invention, pure A
The method of using 1 powder and pure Ti powder will be described with reference to the manufacturing process shown in FIG. 2 (this will be referred to as process B). As the pure Al powder, one having the same specifications as the process A is used. As the pure Ti powder, a powder having a fineness of 250 mesh or less, preferably finer than 400 mesh is used. The mixing ratio of Ti is 25 to 45% by weight, preferably 35 to 39%, and the balance is Al. This is because the stoichiometric composition of Al 3 Ti is Al-37 wt% Ti,
The composition ratio of Ti is 35 to 39%. The stoichiometric composition means the chemical composition (atomic composition ratio) represented by the structural formula.
【0011】以上の条件に適合するように 秤量した純
Al粉と純Ti粉とを混合したあと、前記アトライタの
容器に投入し、前記プロセスAと同条件でメカニカルア
ロイング処理(I)をおこなう。ここでは、後の工程で
Al3 Tiを反応生成させるためのAlとTiとは、前
駆複合体の粉末を作る。この場合、AlとTiとは、と
もに粘着性が強く、破砕性が悪いため、分散剤を用い
る。たとえばメタノールを用い、その添加量は前記
(1)式で2.5〜5となるように添加し、20時間以
内で処理する。After mixing the pure Al powder and the pure Ti powder which are weighed so as to meet the above conditions, the pure Al powder and the pure Ti powder are put into the container of the attritor, and the mechanical alloying treatment (I) is carried out under the same conditions as in the process A. . Here, Al and Ti for reacting and producing Al 3 Ti in a later step form a precursor composite powder. In this case, since Al and Ti both have strong adhesiveness and poor crushability, a dispersant is used. For example, methanol is used, and the addition amount is 2.5 to 5 in the formula (1), and the treatment is performed within 20 hours.
【0012】処理後、アトライタ容器より、機械的に合
金化したAlとTiの前駆複合体の粉末を排出し、これ
を分級する。分級後に用いる前駆複合体粉末は104μ
m (150メッシュ)以下、好ましくは250メッシュ
より細かいものを用いる。また、ここでは必要に応じ
て、好ましい粒度とするため更に粉砕処理の工程を加え
る。なお、アトライタ容器より前駆複合体の粉末を排
出,分級せずに次の工程に進めることも可能である(図
2のルートa参照)。次にAl3 Tiの前記前駆複合体
粉末に、純Al粉を混合する。この場合の前駆複合体粉
末の混合比は重量%(wt%)で、5〜45%とする。After the treatment, the powder of the mechanically alloyed precursor composite of Al and Ti is discharged from the attritor container and classified. The precursor composite powder used after classification is 104μ
m (150 mesh) or less, preferably finer than 250 mesh is used. Further, here, if necessary, a step of pulverization treatment is further added to obtain a preferable particle size. It is also possible to proceed to the next step without discharging and classifying the powder of the precursor complex from the attritor container (see route a in FIG. 2). Next, pure Al powder is mixed with the precursor composite powder of Al 3 Ti. The mixing ratio of the precursor composite powder in this case is 5 to 45% by weight (wt%).
【0013】次に、この前駆複合体粉末を純Ti粉末と
の混合粉をアトライタ容器に投入し、再度メカニカルア
ロイング処理(II) をおこなう。処理条件は、原則とし
て前記メカニカルアロイング処理の場合と同様とする
が、この工程では前駆複合体をAl中に均一に分散させ
ることを目的とするため、処理時間は短くてよく、5時
間以内とする。なお、ここで使用する純Al粉の代りに
プロセスAの項の最初で述べたAl合金粉末を用いても
よい。前記処理が終了したあと、アトライタ容器より粉
末を排出し、この粉末を、前記プロセスAと同じ要領で
ビレットを成形し、脱ガス,熱間加工を経て押出棒を作
成すればよい。なお、合金粉末の酸化量に依存した熱間
加工後の全酸素量が(酸化物Al2 O3 として存在する
ので、Al2 O3 の存在比(重量%)として表記して)
5重量%以下であるようにする。酸化量がこれを超える
と伸びが低下し、押出し性が悪くなり、後の形状付与の
ための熱間加工が難しくなる。Next, a powder mixture of the precursor composite powder and pure Ti powder is put into an attritor container, and the mechanical alloying treatment (II) is performed again. The treatment conditions are basically the same as in the case of the mechanical alloying treatment, but in this step, since the purpose is to uniformly disperse the precursor composite in Al, the treatment time may be short and within 5 hours. And The Al alloy powder described at the beginning of the process A may be used instead of the pure Al powder used here. After the treatment is completed, the powder may be discharged from the attritor container, the powder may be molded into a billet in the same manner as in the process A, and the extrusion rod may be formed through degassing and hot working. The total oxygen content after hot working depending on the oxidation amount of the alloy powder (Since it exists as oxide Al 2 O 3 , it is expressed as the abundance ratio (wt%) of Al 2 O 3 )
It should be 5% by weight or less. If the amount of oxidation exceeds this, the elongation decreases, the extrudability deteriorates, and it becomes difficult to perform hot working for imparting shape later.
【0014】以上は、Al3 Tiの前駆複合体を製造す
る際、Al3 Tiの化学量論組成(Al−37wt%T
i)に従って、前駆複合体の粉末を製造しておこなった
ものである。しかし、この前駆複合体は、必ずしもAl
3 Ti単相の組成値である必要はなく、Al+Al3 T
i、又はAl3 Ti+TiAl2 (又はTiAl)の組
成域であってもよい。Al−Ti元素の状態図は図11
に示す通りであるが、Al3 Tiはダルトナイド(Dalt
onide)型と呼ばれるもので、殆ど組成幅を持たないもの
である。従って、前駆複合体の組成値をAl3 Tiの化
学量論組成を中心に、左右拡大することができる。[0014] The above, when manufacturing the precursor complex of Al 3 Ti, Al 3 Ti stoichiometry (Al-37wt% T
According to i), the precursor composite powder was manufactured. However, this precursor complex is not always Al
The composition value of 3 Ti single phase does not have to be Al + Al 3 T
It may be i or Al 3 Ti + TiAl 2 (or TiAl) composition region. The state diagram of the Al-Ti element is shown in FIG.
As shown in Figure 3 , Al 3 Ti is
Onide) type, which has almost no composition width. Therefore, the composition value of the precursor composite can be laterally expanded centering on the stoichiometric composition of Al 3 Ti.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明について実施例1〜3について
詳細に説明する。EXAMPLES Examples 1 to 3 of the present invention will be described in detail below.
【0016】実施例1 プロセスAによって実施した。重量%でTi=33.6
%,Al2 O3 =0.48%,残部Al及びその他の不
純物からなる組成を有し、粒度400メッシュ以下の金
属間化合物Al3 Tiを用いた。この粉末68.8gを
図3に示すアトライタ容器へ投入して粉砕した。アジテ
ータ回転数250rpm,粉砕時間2Hr,分散剤とし
てメタノール2ccを添加した。粉砕が終了したあと、
Al−30vol%Al3 Tiの組成比となるように、
純Al粉(純度99.99%,粒度44μm 以下が90
%のもの)の131.2gを、アトライタ容器の上部よ
り投入し、アジテータ回転数115rpmで10分間、
2ccのメタノールを添加して低速で回転し、既に粉砕
されているAl3Ti粉と純Al粉とを十分に混合した
あと、回転数を250rpmにあげ、そのまま2時間、
処理を続けた。冷却をまって粉末を容器外へ排出した。Example 1 Performed according to Process A. Ti = 33.6 in wt%
%, Al 2 O 3 = 0.48%, the balance Al and other impurities, and an intermetallic compound Al 3 Ti having a grain size of 400 mesh or less was used. 68.8 g of this powder was put into the attritor container shown in FIG. 3 and pulverized. The agitator rotation speed was 250 rpm, the grinding time was 2 hours, and 2 cc of methanol was added as a dispersant. After crushing is completed,
So that the composition ratio of Al-30 vol% Al 3 Ti is
Pure Al powder (purity 99.99%, particle size 44μm or less is 90
%) 131.2 g from the upper part of the attritor container, and the agitator rotation speed is 115 rpm for 10 minutes.
After adding 2 cc of methanol and rotating at a low speed to sufficiently mix Al 3 Ti powder that has already been pulverized and pure Al powder, increase the number of revolutions to 250 rpm and continue for 2 hours.
Processing continued. After cooling, the powder was discharged out of the container.
【0017】このようにして得られた粉末はAlマトリ
ックス中にAl3 Ti粒が微細に取り込まれた混合粉と
なる。図4に、この混合粉の構造を拡大して示す。次
に、この粉末を圧縮荷重100トンのプレスにて、直径
32mmのビレットに成形したあと、500℃で5時
間、6×10-3 Torr の真空雰囲気中で脱ガスの処理を
施した。このビレットを押出比10、450℃で熱間押
出しをおこない素材をえた。図5は、この素材断面を拡
大して示す金属組織である。また、同様の方法でAl−
20vol%Al3 Ti,Al−10vol%Al3 T
iの素材をえて、以下のように評価をおこなった。The powder thus obtained becomes a mixed powder in which Al 3 Ti particles are finely incorporated in the Al matrix. FIG. 4 shows an enlarged structure of this mixed powder. Next, this powder was molded into a billet having a diameter of 32 mm by a press having a compression load of 100 tons, and then degassed at 500 ° C. for 5 hours in a vacuum atmosphere of 6 × 10 −3 Torr. This billet was hot extruded at an extrusion ratio of 10, 450 ° C. to obtain a raw material. FIG. 5 is a metal structure showing an enlarged cross section of this material. In addition, Al-
20 vol% Al 3 Ti, Al-10 vol% Al 3 T
The material of i was evaluated and evaluated as follows.
【0018】まず前記各素材についてテストピースを採
取し、高温引張試験を実施し、その引張強さと伸びを調
査した。なお、各温度で試験したテストピース(試料
1,2,3とした)は、予め、当該試験温度に100時
間保持し、熱履歴を施した。なお、各試料は次の仕様の
混合比のものである。 試料No. 混合比(vol%) 混合比(wt%) 試料1 : Al−10vol%Al3 Ti Al−12.0wt%Al3 Ti 試料2 : Al−20vol%Al3 Ti Al−23.4wt%Al3 Ti 試料3 : Al−30vol%Al3 Ti Al−34.4wt%Al3 Ti 試験結果を次の表1,表2に示す。First, a test piece was sampled from each of the above materials, a high temperature tensile test was carried out, and its tensile strength and elongation were investigated. The test pieces tested at each temperature (samples 1, 2, and 3) were previously held at the test temperature for 100 hours and subjected to a heat history. Each sample has the following mixing ratio. Sample No. mixing ratio (vol%) mixture ratio (wt%) Sample 1: Al-10vol% Al 3 Ti Al-12.0wt% Al 3 Ti Sample 2: Al-20vol% Al 3 Ti Al-23.4wt% Al 3 Ti sample 3: shows the Al-30vol% Al 3 Ti Al -34.4wt% Al 3 Ti test results the following Table 1 and Table 2.
【0019】[0019]
【表1】 [Table 1]
【0020】[0020]
【表2】 [Table 2]
【0021】試料1,2は全体的に強度は低いが、マト
リックスに純Alでなく、JIS規格の例えば、A20
24,A2017,A6061,A7075などの合金
粉末(押し出し可能)を用いれば、室温(R. T)付近
の強度のみならず、300℃以上でも効果がある。但
し、混合比が5wt%以下では効果は期待できない。ま
た30vol%Al3 Ti以上ではマトリックスに純A
lを使う方が押出性,靭性を確保するうえで有効であ
る。以上のように試料3のものでは室温強度は、市販の
高強度アルミ合金の水準にあり、500℃では従来のア
ルミ合金では達成不能な100MPaの値が得られる。Samples 1 and 2 are low in strength as a whole, but the matrix is not pure Al, and the JIS standard, for example, A20.
When alloy powders such as 24, A2017, A6061 and A7075 (which can be extruded) are used, not only the strength near room temperature (RT) but also 300 ° C. or higher is effective. However, if the mixing ratio is 5 wt% or less, no effect can be expected. Further, when the content is 30 vol% Al 3 Ti or more, pure A is contained in the matrix.
It is more effective to use l for ensuring extrudability and toughness. As described above, in the case of Sample 3, the room temperature strength is at the level of commercially available high-strength aluminum alloys, and at 500 ° C., a value of 100 MPa, which cannot be achieved by conventional aluminum alloys, is obtained.
【0022】実施例2 プロセスBによっておこなう。使用した純Al粉末は2
50〜20μm ,純度99%以上、純Ti粉末は粒径4
5〜10μm ,純度99.5%以上のものを用いた。A
l3 Tiの前駆複合体(化学量論組成のもの)を作るた
め、純Al粉189g,純Ti粉111gの合計300
gを秤量した。これをアトライタ容器に投入し、メカニ
カルアロイング処理を施した。メタノール添加量8c
c,処理時間15時間とし、其他の条件は前記実施例1
と同様とした。このようにして得たAl3 Tiの前駆複
合体の粉末を容器から排出後、分級した。分級により1
06μm 以下のものを以後使用した。このAl3 Ti前
駆複合体粉末の構造を図6に拡大して示す。Example 2 Process B is carried out. The pure Al powder used is 2
50 to 20 μm, purity 99% or more, pure Ti powder has a particle size of 4
Those having a thickness of 5 to 10 μm and a purity of 99.5% or more were used. A
In order to prepare a precursor composite of l 3 Ti (having a stoichiometric composition), a total of 300 g of pure Al powder 189 g and pure Ti powder 111 g
g was weighed. This was put into an attritor container and subjected to mechanical alloying treatment. Amount of methanol added 8c
c, the processing time is 15 hours, and other conditions are the same as those in the first embodiment.
Same as. The Al 3 Ti precursor composite powder thus obtained was discharged from the container and classified. 1 by classification
Those having a size of 06 μm or less were used thereafter. The structure of this Al 3 Ti precursor composite powder is shown enlarged in FIG.
【0023】次に前記Al3 Ti前駆複合体粉70.2
gをアトライタ容器に入れメタノール4ccを添加し、
アジテータ回転数250rpmで2時間粉砕をおこなっ
た。次に処理済の前記粉末をアトライタ容器に入れたま
ま、容器上部より、純Al粉を229.8g投入し、ア
ジテータ回転数115rpmの低速で、約10分間混合
処理した。この混合粉の組成はAl−20vol%Al
3 Tiを目標組成としたものである。純Al中に前記の
Al3 Ti前駆複合体を複合化すべく再度メカニカルア
ロイング処理を施した。アジテータ回転数250rp
m、処理時間4時間、処理開始時と開始2時間後に、メ
タノールをそれぞれ2ccと1cc,合計3ccを添加
した。図7に、このAl3 Ti前駆体を複合化した粉末
の構造を示す。次に、容器内で前記処理粉末を冷却した
あと、大気中に排出し、分級した。この分級で104μ
m 以下の粉末を以後の工程で用いた。以後、実施例1と
同じ処理を施して素材をえた。図8にこの素材断面を拡
大した金属組織を示す。Next, the Al 3 Ti precursor composite powder 70.2
g in an attritor container, add 4 cc of methanol,
Grinding was carried out at an agitator rotation speed of 250 rpm for 2 hours. Next, with the treated powder still in the attritor container, 229.8 g of pure Al powder was charged from the upper part of the container, and the mixture was mixed at a low speed of 115 rpm for agitator for about 10 minutes. The composition of this mixed powder is Al-20 vol% Al.
3 Ti has a target composition. The mechanical alloying process was performed again in order to form the above Al 3 Ti precursor composite in pure Al. Agitator rotation speed 250 rp
m, the treatment time was 4 hours, and 2 cc and 1 cc of methanol were added at the start of the treatment and 2 hours after the start, respectively, to add a total of 3 cc. FIG. 7 shows the structure of powder in which this Al 3 Ti precursor is compounded. Next, after the treated powder was cooled in the container, it was discharged into the atmosphere and classified. 104μ in this classification
Powders of m or less were used in the subsequent steps. Thereafter, the same treatment as in Example 1 was performed to obtain a material. FIG. 8 shows a metal structure in which the cross section of this material is enlarged.
【0024】なお以上の処理において、熱間押出し工程
以前では、得られた粉末にはAl3Tiが生成されてな
いことが図9のX線回析チャートにより確認された。ま
た熱間押出し後に、この前駆複合体が金属間化合物のA
l3 Tiに変化していることが図10のX線回析チャー
トにより確認できた。これによって、本発明のプロセス
Bはメカニカルアロイング時に強化粒子(例えばセラミ
ックスや金属間化合物)を複合化させる従来の方法とは
全く異なる方法であることが判る。すなわち図8の熱間
押出し後の素材の金属組織によれば、最大5μm 、他は
サブミクロン大のAl3 Tiが均一、微細に分散してい
ることが判る。In the above treatment, it was confirmed from the X-ray diffraction chart of FIG. 9 that Al 3 Ti was not formed in the obtained powder before the hot extrusion step. Further, after hot extrusion, the precursor composite is
It can be confirmed from the X-ray diffraction chart in FIG. 10 that it has changed to l 3 Ti. From this, it is understood that the process B of the present invention is a method completely different from the conventional method in which the reinforcing particles (for example, ceramics or intermetallic compound) are compounded during mechanical alloying. That is, according to the metallographic structure of the material after hot extrusion in FIG. 8, it is found that Al 3 Ti having a maximum size of 5 μm and other submicron size are uniformly and finely dispersed.
【0025】次に、前記実施例1と同じように評価をお
こなった。なお、サンプルはAl−20vol%Al3
Tiの前記処理材(試料4とする)と、比較のため、A
2018−T6 鍛造棒(比較例1とする)を用いた。Next, the same evaluation as in Example 1 was performed. The sample is Al-20 vol% Al 3
For comparison with the above-mentioned treated material of Ti (sample 4), A
The 2018-T 6 forged bars (and Comparative Example 1) was used.
【0026】[0026]
【表3】 [Table 3]
【0027】[0027]
【表4】 [Table 4]
【0028】以上から試料4はマトリックスが純Alに
もかかわらず、市販の耐熱アルミニウム合金中では最強
の部類に入る比較例1(A2018−T6 材)と比較し
て、250℃以上の温度から圧倒的に有意差を示すこと
が判った。一方、試料4は、伸びは高温になるにつれて
減少し、300℃付近で最低となった後、再び上昇する
傾向を示す。この傾向は従来のAl合金にはみられない
もので、耐クリープ性に優れていることを示す。即ち、
自動車用エンジンのピストン類は常時この付近の温度に
曝されることから、これに最適な素材といえる。また、
室温時の伸びが約20%近くあることは、冷間鍛造で安
価に部品形状を付与できる可能性がある。From the above, sample 4 has a temperature of 250 ° C. or higher as compared with Comparative example 1 (A2018-T 6 material) which is one of the strongest in heat-resistant aluminum alloys on the market even though the matrix is pure Al. It was found that the difference was overwhelmingly significant. On the other hand, in the sample 4, the elongation decreases as the temperature rises, reaches a minimum around 300 ° C., and then tends to rise again. This tendency is not found in conventional Al alloys, indicating that it has excellent creep resistance. That is,
Since the pistons of automobile engines are constantly exposed to temperatures around this, it can be said that they are the optimum materials for this. Also,
If the elongation at room temperature is about 20%, the shape of the part may be inexpensively formed by cold forging.
【0029】実施例3 プロセスBによるとともに、ここでは前駆複合体の組成
値をAl3 Tiの化学量論組成を中心に拡大しうる範囲
について実施した。前駆複合体の組成を表5に示す4種
類(試料5〜8)に設定し、前記実施例2と同じ条件で
メカニカルアロイング処理及び熱間押出しをおこなって
素材をえた。なお、試料8についてはAlの量比が多
く、粘着特性が強いため、前駆複合体の融着が容器内で
生じ、容器からの排出が困難であった。また排出したも
のでもTiが効率的に破砕されていないため、均一な複
合化ができず、極めて不均一な組織となった。このた
め、試料8については強度の確保は難しいと判断し、以
後の押出し工程を取り止めた。また、試料5については
押出し性が悪く、500℃で熱間押出しをおこなった。
よって試料5〜7の3種について強度試験を実施した。
その結果を表6に示す。Example 3 According to the process B, the composition value of the precursor composite was carried out in a range in which the composition value of the precursor composite can be expanded centering on the stoichiometric composition of Al 3 Ti. The composition of the precursor composite was set to four types (samples 5 to 8) shown in Table 5, and mechanical alloying treatment and hot extrusion were performed under the same conditions as in Example 2 to obtain a raw material. In Sample 8, since the Al content ratio was large and the adhesive property was strong, fusion of the precursor composite occurred in the container and it was difficult to discharge it from the container. Further, even in the discharged product, Ti was not crushed efficiently, so that uniform composite formation was not possible, resulting in an extremely non-uniform structure. For this reason, it was judged that it was difficult to secure the strength of Sample 8, and the subsequent extrusion process was stopped. Further, Sample 5 had poor extrudability, and was hot extruded at 500 ° C.
Therefore, the strength test was performed on three kinds of samples 5 to 7.
The results are shown in Table 6.
【0030】[0030]
【表5】 [Table 5]
【0031】[0031]
【表6】 [Table 6]
【0032】なお、各試料には、各試験温度で100時
間保持の熱履歴を与えておいた。また試料5〜7は(純
Al)+(前駆複合体)総量に対し、それぞれ20%を
複合化している。Each sample was given a thermal history of holding for 100 hours at each test temperature. Further, in each of Samples 5 to 7, 20% was compounded with respect to the total amount of (pure Al) + (precursor composite).
【0033】以上の結果により次のことが明らかとなっ
た。 (1) 試料7の組成域程度までは、室温強度は低いも
のの、300℃以上でもA2018−T6 (前記比較例
1)以上の強度は期待できる。しかし、前駆複合体の組
成比をAl側にシフトすると均一な前駆複合体は得にく
く、強度も期待できないのみならず、容器からの排出に
長時間を要し、工数が増大する。 (2) 試料5の前駆複合体を利用した場合、押出し性
が悪くなるが、これは押出し過程でAl+Ti→TiA
l→Al3 Tiのように、これらの生成を招く可能性が
あり、このことは押出し後の素材を分析すくとAlとT
iAl及びAl3 Tiの3相状態となることから判断さ
れる。 (3) 試料5の前駆複合体を全体で20vol%複合
化しただけでも、高価なTiを12.9wt%も使用す
るため、素材コストが著しく上昇する。 (4) 試料6と比較して試料5の組成比のものは、強
度的に大差がない。むしろ500℃では試料6の方が強
度が高い。従って、実施例3で示す前駆複合体の組成比
は、Al3 Tiの化学量論組成を中心に、Tiを25〜
45wt%,残部をAlとすることがよい。なお、T
i,Alの元素以外にNb,V,Y,Mo,Zr,S
i,Mn,Fe,Co,Ni,Hf,Crのうち、少な
くとも1元素を、第3の元素として添加し、前駆複合体
をうる場合も、Tiは25〜45wt%とし、この第3
の元素は3〜15wt%、残部を不可避不純物を含めた
Alとする。これは後の熱間押出し後に、強化粒子の硬
さを確保するうえで必要不可欠な要素であり、素材自体
の強度向上に寄与するものである。第3の元素の添加が
15wt%を越えると本来、本発明が狙った前記効果を
阻害することになる。From the above results, the following has become clear. (1) up to about the composition range of the sample 7, although room temperature strength is low, A2018-T 6 in 300 ° C. or higher (Comparative Example 1) or more strength can be expected. However, if the composition ratio of the precursor composite is shifted to the Al side, it is difficult to obtain a uniform precursor composite, strength cannot be expected, and it takes a long time to discharge from the container, which increases the number of steps. (2) When the precursor composite of Sample 5 is used, the extrudability deteriorates, but this is due to Al + Ti → TiA in the extrusion process.
These can lead to the formation of these, such as 1 → Al 3 Ti, which means that Al and T
It is judged from the three-phase state of iAl and Al 3 Ti. (3) Even if only 20 vol% of the precursor composite of Sample 5 is composited as a whole, 12.9 wt% of expensive Ti is used, so that the material cost is significantly increased. (4) Compared with Sample 6, the composition ratio of Sample 5 does not differ greatly in strength. Rather, the strength of sample 6 is higher at 500 ° C. Therefore, the composition ratio of the precursor composite shown in Example 3 is about 25 to about Ti, centering on the stoichiometric composition of Al 3 Ti.
It is preferable that 45 wt% and the balance be Al. In addition, T
Nb, V, Y, Mo, Zr, S in addition to the elements of i and Al
Even when at least one element of i, Mn, Fe, Co, Ni, Hf, and Cr is added as the third element to obtain a precursor composite, the Ti content is set to 25 to 45 wt%, and the third element is added.
The element is 3 to 15 wt%, and the balance is Al including inevitable impurities. This is an essential element for ensuring the hardness of the reinforcing particles after the subsequent hot extrusion, and contributes to the improvement of the strength of the raw material itself. If the addition of the third element exceeds 15 wt%, the effect originally aimed by the present invention is impaired.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が得
られる。 1. セラミックスより軟い(硬度Hv 600程度)A
l3 Ti粒子を強化粒子とするため、被切削性が著しく
よい。 2. 300℃付近で伸びが最低となる特性を有するた
め、耐クリープ性に優れる。 3. 各温度に100時間保持しても1時間保持した場
合に比較して強度の低下が殆どない。すなわち、熱的に
も安定な素材が得られ、特に300〜500℃でその効
果が顕著である。 4. 高価なAl3 Tiの金属間化合物を出発原料に用
いなくともよく、また、均一、微細にAl3 Tiが分散
した素材が得られる。 5. 組成比によっては、伸びが20%近くに達するも
のがあり、冷間鍛造によって安価に部品形状を付与する
ことができる。According to the present invention, the following effects can be obtained. 1. Softer than ceramics (hardness Hv 600) A
Since the l 3 Ti particles are used as the reinforcing particles, the machinability is remarkably good. 2. Since it has the property of having the lowest elongation at around 300 ° C, it has excellent creep resistance. 3. Even if kept at each temperature for 100 hours, there is almost no decrease in strength as compared with the case of holding for 1 hour. That is, a thermally stable material can be obtained, and the effect is particularly remarkable at 300 to 500 ° C. 4. It is not necessary to use an expensive Al 3 Ti intermetallic compound as a starting material, and a material in which Al 3 Ti is uniformly and finely dispersed can be obtained. 5. Depending on the composition ratio, the elongation can reach nearly 20%, and the shape of the component can be imparted at low cost by cold forging.
【図1】本発明の製造プロセス(プロセスA)の説明図
である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a manufacturing process (process A) according to the present invention.
【図2】本発明の製造プロセス(プロセスB)の説明図
である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process (process B) of the present invention.
【図3】本発明の実施例で用いるアトライタの説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory diagram of an attritor used in an embodiment of the present invention.
【図4】本発明のプロセスAの実施例で得られる混合粉
の構造を示す図面に代る写真である。FIG. 4 is a photograph, instead of a drawing, showing the structure of a mixed powder obtained in the Example of Process A of the present invention.
【図5】同プロセスAの実施例で得られる素材断面の金
属組織を示す図面に代る写真である。5 is a photograph as a substitute for a drawing showing a metallographic structure of a material cross section obtained in the example of the same process A. FIG.
【図6】本発明のプロセスBの実施例で得られる前駆複
合体粉末の構造を示す図面に代る写真である。FIG. 6 is a photograph instead of a drawing, showing the structure of a precursor composite powder obtained in Example of Process B of the present invention.
【図7】同プロセスBの実施例で得られた前駆複合体粉
末と純Al粉末とを複合化した粉末の構造を示す図面に
代る写真である。FIG. 7 is a photograph as a drawing showing a structure of a powder obtained by compounding a precursor composite powder and a pure Al powder obtained in the example of the same process B.
【図8】同プロセスBの実施例で得られた素材断面の金
属組織を示す図面に代る写真である。FIG. 8 is a photograph instead of a drawing, which shows a metallographic structure of a material cross section obtained in the example of the same process B.
【図9】同プロセスBの実施例で得られた前駆複合体粉
末と純Al粉末とを複合化した粉末のX線回析チャート
図である。FIG. 9 is an X-ray diffraction chart of a powder obtained by compounding the precursor composite powder and the pure Al powder obtained in the example of the same process B.
【図10】同プロセスBによって複合化した粉末を用い
た熱間押出し棒のX線回析チャート図である。FIG. 10 is an X-ray diffraction chart of a hot extruded bar using the powder compounded by the same process B.
【図11】Al−Ti2元素の状態図である。FIG. 11 is a phase diagram of an Al—Ti 2 element.
1 アトライタ 2 アジテータ 3 ボール 1 Attritor 2 Agitator 3 Ball
Claims (21)
3 Ti粉末を混合し、該混合粉末をメカニカルアロイン
グ処理することを特徴とするAl3 Ti分散強化アルミ
ニウム合金粉末の製造方法。1. Pure Al powder or Al alloy powder is mixed with Al
A method for producing an Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy powder, comprising mixing 3 Ti powder and subjecting the mixed powder to mechanical alloying treatment.
〜45重量%であることを特徴とする請求項1に記載の
Al3 Ti分散強化アルミニウム合金粉末の製造方法。2. The mixing ratio of the Al 3 Ti powder is 5 in total.
The method for producing Al 3 Ti dispersion-strengthened aluminum alloy powder according to claim 1, wherein the content is about 45 wt%.
してアルコールを用い、該アルコールの残さから混入す
る炭素量が1重量%以下であることを特徴とする請求項
1に記載のAl3 Ti分散強化アルミニウム合金粉末の
製造方法。3. Al 3 Ti dispersion strengthening according to claim 1, wherein alcohol is used as a dispersant during the mechanical alloying treatment, and the amount of carbon mixed from the residue of the alcohol is 1% by weight or less. Method for producing aluminum alloy powder.
混合粉末をメカニカルアロイング処理して、Al3 Ti
系の前駆複合体粉末を作製し、該前駆複合体粉末に、さ
らに純Al粉末を混合して、再度、メカニカルアロイン
グ処理することを特徴とするAl3 Ti系の前駆複合体
を複合したアルミニウム合金粉末の製造方法。4. A pure Al powder and a pure Ti powder are mixed, and the mixed powder is mechanically alloyed to obtain Al 3 Ti.
To prepare a precursor composite powder systems, the progenitor composite powder, and further mixed with pure Al powder, again, a composite of precursor complexes of Al 3 Ti system which comprises treating mechanical alloying aluminum Method for producing alloy powder.
末の混合比がTiが25〜45重量%、好ましくは35
〜39重量%、残部がAlからなることを特徴とする請
求項4に記載のAl3 Ti系前駆複合体粉末の製造方
法。5. The mixing ratio of the pure Ti powder and the pure Al powder of the precursor composite is 25 to 45% by weight of Ti, preferably 35.
The method for producing an Al 3 Ti-based precursor composite powder according to claim 4, wherein the balance is ˜39% by weight and the balance is Al.
とを混合する場合に、前駆複合体粉末の混合比が全体の
5〜45重量%であることを特徴とする請求項4に記載
のAl3 Ti系前駆複合体を複合したアルミニウム合金
粉末の製造方法。6. The mixing ratio of the precursor composite powder in the case of mixing the precursor composite powder and the pure Al powder is 5 to 45% by weight based on the whole amount. 1. A method for producing an aluminum alloy powder, which is a composite of the Al 3 Ti-based precursor composite according to claim 1.
してアルコールを用い、該アルコールの残さから混入す
る炭素量が1重量%以下であることを特徴とする請求項
4に記載のAl3 Ti系前駆複合体を複合したアルミニ
ウム合金粉末の製造方法。7. The Al 3 Ti-based precursor according to claim 4, wherein an alcohol is used as a dispersant during the mechanical alloying treatment, and the amount of carbon mixed from the residue of the alcohol is 1% by weight or less. The manufacturing method of the aluminum alloy powder which compounded the compound.
法で製造したAl3Ti分散強化アルミニウム合金粉末
を用いて、ビレット成形後、熱間加工することを特徴と
するAl3 Ti分散強化アルミニウム合金の製造方法。With 8. Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy powder produced by the method according to any one of claims 1 to 3, after the billet molding, reinforced Al 3 Ti dispersion, characterized by hot working Aluminum alloy manufacturing method.
法で製造したAl3Ti系前駆複合体を複合したアルミ
ニウム合金粉末を用い、ビレットの成形から熱間加工に
到る工程でAl3 Tiを反応生成して、Alマトリック
ス中にAl3Tiを分散させたことを特徴とするAl3
Ti分散強化アルミニウム合金の製造方法。9. An aluminum alloy powder composited with the Al 3 Ti-based precursor composite produced by the method according to claim 4 is used to form Al 3 in a process from forming a billet to hot working. and reaction products of Ti, Al 3, characterized in that to disperse the Al 3 Ti in the Al matrix
A method for producing a Ti dispersion strengthened aluminum alloy.
の粒径が20μm 以下であることを特徴とする請求項9
に記載のAl3 Ti分散強化アルミニウム合金の製造方
法。10. The particle size of the Al 3 Ti particles dispersed in Al is 20 μm or less.
The method for producing an Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy according to 1.
3 Ti分散強化アルミニウム合金。11. Al produced by the method of claim 8.
3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy.
後の全酸素量が5重量%以下であることを特徴とする請
求項11に記載のAl3 Ti分散強化アルミニウム合
金。12. The Al 3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy according to claim 11, wherein the total oxygen amount after hot working depending on the oxidation amount of the alloy powder is 5% by weight or less.
3 Ti分散強化アルミニウム合金。13. An Al produced by the method of claim 9.
3 Ti dispersion strengthened aluminum alloy.
後の全酸化量(Al2 O3 量として)は5重量%以下で
あることを特徴とする請求項13に記載のAl3 Ti分
散強化アルミニウム合金。14. The Al 3 Ti according to claim 13, wherein the total amount of oxidation (as the amount of Al 2 O 3 ) after hot working depending on the amount of oxidation of the alloy powder is 5% by weight or less. Dispersion strengthened aluminum alloy.
25〜45wt%、Nb,V,Y,Mo,Zr,Si,
Mn,Fe,Co,Ni,Hf,Cr(これらをXとす
る)のうち少なくとも1元素を3〜15wt%,残部を
不可避不純物を含むAlからなることを特徴とする請求
項4に記載のAl3 Ti系前駆複合体を複合したアルミ
ニウム合金粉末の製造方法。15. The precursor composite according to claim 4, comprising 25 to 45 wt% of Ti, Nb, V, Y, Mo, Zr, Si,
The Al according to claim 4, wherein at least one element of Mn, Fe, Co, Ni, Hf, and Cr (these are X) is 3 to 15 wt% and the balance is Al containing inevitable impurities. 3 A method for producing an aluminum alloy powder compounding a Ti-based precursor composite.
末とを混合する場合に、前駆複合体粉末の混合比が全体
の5〜45重量%であることを特徴とする請求項15に
記載の(Al,X)3 Ti系前駆複合体を複合したアル
ミニウム合金粉末の製造方法。16. The mixing ratio of the precursor composite powder, when mixing the precursor composite powder and the pure Al powder, is 5 to 45% by weight based on the whole. 1. A method for producing an aluminum alloy powder comprising a composite of (Al, X) 3 Ti based precursor composite.
としてアルコールを用い、該アルコールの残さから混入
する炭素量が1重量%以下であることを特徴とする請求
項15に記載の(Al,X)3 Ti系前駆複合体を複合
したアルミニウム合金粉末の製造方法。17. The (Al, X) according to claim 15, wherein alcohol is used as a dispersant during the mechanical alloying treatment, and the amount of carbon mixed from the residue of the alcohol is 1% by weight or less. 3 A method for producing an aluminum alloy powder compounding a Ti-based precursor composite.
載の方法で製造した(Al,X)3 Ti系前駆複合体を
複合したアルミニウム合金粉末を用い、ビレットの成形
から熱間加工に到る工程で(Al,X)3 Ti系の金属
間化合物を反応生成して、Alマトリックス中に該金属
間化合物を分散させたことを特徴とする(Al,X)3
Ti系金属間化合物分散強化アルミニウム合金の製造方
法。g18. From billet molding to hot working, using an aluminum alloy powder composited with an (Al, X) 3 Ti-based precursor composite produced by the method according to claim 15. (Al, X) 3 Ti-based intermetallic compound is generated by reaction in the step, and the intermetallic compound is dispersed in the Al matrix (Al, X) 3
A method for producing a Ti-based intermetallic compound dispersion strengthened aluminum alloy. g
子の粒径が20μm以下であることを特徴とする請求項
18に記載の(Al,X)3 Ti系金属間化合物分散強
化アルミニウム合金の製造方法。19. The (Al, X) 3 Ti-based intermetallic compound dispersion strengthened aluminum alloy according to claim 18, wherein the intermetallic compound particles dispersed in Al have a particle size of 20 μm or less. Production method.
(Al,X)3 Ti系金属間化合物分散強化アルミニウ
ム合金。20. An (Al, X) 3 Ti-based intermetallic compound dispersion strengthened aluminum alloy produced by the method of claim 18.
後の全酸素量が5重量%以下であることを特徴とする請
求項20に記載の(Al,X)3 Ti系金属間化合物分
散強化アルミニウム合金。21. The (Al, X) 3 Ti-based intermetallic compound according to claim 20, wherein the total oxygen content after hot working depending on the oxidation content of the alloy powder is 5% by weight or less. Dispersion strengthened aluminum alloy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5348768A JPH07188701A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Al3Ti dispersion strengthened aluminum alloy, powder thereof, and methods for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP5348768A JPH07188701A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Al3Ti dispersion strengthened aluminum alloy, powder thereof, and methods for producing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07188701A true JPH07188701A (en) | 1995-07-25 |
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ID=18399237
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|---|---|---|---|
| JP5348768A Pending JPH07188701A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Al3Ti dispersion strengthened aluminum alloy, powder thereof, and methods for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07188701A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008080041A1 (en) * | 2006-12-23 | 2008-07-03 | June-Sang Siak | Three-part metallurgy system including aluminum and titanium for lightweight alloy |
| JP2011096444A (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Mitsubishi Materials Corp | Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery |
| EP2669028A4 (en) * | 2011-01-25 | 2016-08-24 | Nagoya Inst Technology | CRYSTAL CORNFINDER FOR CASTING AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| CN114351008A (en) * | 2021-12-17 | 2022-04-15 | 华南理工大学 | Double-phase submicron particle modified aluminum-based composite powder for 3D printing and preparation method thereof |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5348768A patent/JPH07188701A/en active Pending
Cited By (5)
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| US20100015463A1 (en) * | 2006-12-23 | 2010-01-21 | June Sang Siak | Three-part metallurgy system including aluminum and titanium for lightweight alloy |
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