JPS62250146A - 耐熱アルミニウム粉末冶金合金及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

１λよ公１匁１ 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、高温におり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。 ′来技術とその問題点 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（ＡＡ２０１８
．２２１８．２６１８．４０３２等）においても、２０
０℃を越える場合には、その強度は著しく低下する。熱
安定性１ついても、例えば１５０℃以上の温度に長時間
暴露した１変には、室温での強度が大巾に低下すること
は避

【プ難い。 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。 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
最添加し、溶湯を冷却速度１０５℃／秒以上で超急速凝
固ざぜ、冑られる粉末又はリボン状薄帯をわ）未冶金法
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４’４６４１
９９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。 同　点を解決するための手 本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて種々研究を
重ねた結果、クロム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、■つ溶湯の冷却を
特定の条件下に行なっ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Ｃプ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、下記の合金及びその製造方法を提供するものであ
る。 ■（ｉ）第１添加元素としてＣｒ３〜１７重量％、（ｉ
ｉ）’第２添加元素してＺｒ１〜５重団％、及び （ｉｉｉ　＞第３添加元素、！：しｒＦｅｌ〜２．５＠
ｆｆ１％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含
有量よりも大であり、引張強度が４ＯＮｆｆ／ｍ２以上
で且つ伸びが３％以上であることを特徴とする耐熱アル
ミニウム粉末冶金合金。 ■（１）第１添加元素としてＯｒ３〜１７重ω％、（ｉ
ｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜５市ω％、及び （ｉｉｉ　）第３添加元素としＴＦｅｌ　〜２．５＠ｍ
％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
添加元素の含′＠量は、第２及び第３添加元素の夫々の
含有量よりも大であるＡｌ合金溶揚場ら、実質的に１０
５℃／　Ｓｅｃ未満の冷却速度で粒子状物、フレーク状
物、細線状物又はリボン状薄帯状物を形成し、これをそ
のまま又は必要に応じてさらに細片化したものを成形加
工することを特徴とする耐熱アルミニウム粉末冶金合金
の製造方法。 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Ｃｒ３〜１７％重量％、第２添加元素としてのＺｒ１
〜５重量％及び第３添加元素としてのＦｅ１〜２．５１
措％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。Ｃｒ、ｚｒ及びＦｅを所定の割合
で含むアルミニウム合金溶湯を１０５°Ｃ／秒未満の冷
却速度で凝固させて得た材料を常法に従って冷間予備成
形した後、熱間加工することにより、密度はぼ１００％
の製品とする。 冷却速度は、１０２°Ｃ／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、７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
エキストラクション法等によっても、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°Ｃ／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７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、
ロールやトラムの月質、ロール問距離、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ｌＪ］速度
として所望の特性を有するフレーク状物を１フることか
できる。尚、これ等の製法により得られた材ｌｌ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１０”°Ｃ／秒以上となっ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工程は、
特に限定されないが、通常粒度４０メツシュ以下程度の
材料を７００に’Ｊ／ｃｒＡ・０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おれば良く、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
法とじては、熱間押出し、熱間圧延、熱間鍛造、ホット
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ォーム法によっても良く、この場
合にも、密度はぼ１００％の成形体を得ることが可能で
ある。 及」Ｌ四】 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。 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。 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１０’°Ｃ／秒で１００メツシユ
程度以下の粉体を得た。 注：試料Ｎα４，５．８及び１０は、本発明の範囲外の
組成を有するものであり、ＮＱ９は、Ｎｏ、　３と同一
組成を有するが冷却速度１０５〜１０７°Ｃ／秒のメル
トスピニング法により得られたものである。 上記で１９られた粉体を圧力２８３０に’Ｊ／ｃｔＡで
冷間予備成形して直径３ＣＩｔＸ高ざ７．６ｃｍの成形
体とした後、押出比９で４００〜４７０℃で圧力０．６
ｘ１０’〜１　、２Ｘ　１０’　Ｋ’ｊ／ａＡで押出材
を得た。第２表に該押出材並びに該押出材を３５０℃で
１００時間及び４００℃で６４時間焼鈍した場合の室温
における引張強度及び伸びを示す。尚、試料ＮＯ，１０
については、直径３ｃｍＸ高さ？、６ｒａの鋳塊を押出
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、伸びが小ざく、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ＮＱ３と９との対比からも明らかな如く、本
発明の組成範囲内にあっても粉体製造時の冷却速度が１
０５℃／秒を上回る場合には、押出材の伸びが小ざい。 これに対し、本発明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：し容易に行なうことが出来、更に高温に艮
時間寮露後にも優れた強度及び伸び特性を維持し続ける
。 （以　上）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ｉ）第１添加元素としてＣｒ３〜１７重量％、
   （ｉｉ）第２添加元素してＺｒ１〜５重量％、及び （ｉｉｉ）第３添加元素としてＦｅ１〜２．５重量％ を含み、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなり、第１添
   加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含有
   量よりも大であり、引張強度が４０Ｋｇ／ｍｍ＾２以上
   で且つ伸びが３％以上であることを特徴とする耐熱アル
   ミニウム粉末冶金合金。
2. （２）（ｉ）第１添加元素としてＣｒ３〜１７重量％、
   （ｉｉ）第２添加元素としてＺｒ１〜５重量％、及び （ｉｉｉ）第３添加元素としてＦｅ１〜２．５重量％ を含み、残部はＡｌ及び不可避的不純物からなり、第１
   添加元素の含有量は、第２及び第３添加元素の夫々の含
   有量よりも大であるＡｌ合金溶湯から、実質的に１０＾
   ５℃／ｓｅｃ未満の冷却速度で粒子状物、フレーク状物
   、細線状物又はリボン状薄帯状物を形成し、これをその
   まま又は必要に応じてさらに細片化したものを成形加工
   することを特徴とする耐熱アルミニウム粉末冶金合金の
   製造方法。