JPH01127641A - 高力、耐熱性アルミニウム基合金 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、硬度および強度が高く、高耐摩耗性を有し、
かつ、高耐熱性に優れたアルミニウム基合金に関する。

［従来の技術］ 従来のアルミニウム基合金には、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａ　Ｉ
−Ｓ　ｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ−５ｉ系、Ａｌ
−Ｚｎ−Ｍｇ系等の成分系の合金が知られており、その
材料特性に応じて、例えば、航空機、車輌、船舶等の部
材として、また、建築用外装材、サツシ、屋根材等とし
て、あるいは海水機品用部材、原子炉用部材等として広
範囲の用途に供されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のアルミニウム基合金は、一般に硬度が低く、また
耐熱性も低い。また、近時はアルミニウム基合金を急冷
凝固させることにより、組織を微細化して強度等の機械
的性質や耐食性等の化学的性質を改善する試みもなされ
ているが、現在までに知られている急冷凝固アルミニウ
ム基合金においても強度や耐熱性などの特性が充分では
ない。

本発明は上記に鑑み、高硬度および耐摩耗性をＨし、か
つ押出し加工やプレス加工等が可能であり、また大きな
曲げ加工にも耐える高力かつ耐熱性に優れた新規なアル
ミニウム基合金を比較的安価に提供するものである。

ｃ問題点を解決するための手段］ 本発明は一般式：Ａ１．ＭｂＬａ。

［ただし、Ｍ：Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ　ｌ　％　Ｃｕ　１Ｍｎ
、Ｍｏから選ばれる一種もしくは二種以上の金属元素、
ａ、ｂ、ｃは原子パーセントで ６５≦　ａ　≦９３ ４≦ｂ≦２５ ３≦ｃ≦１５１ で示される組成を有し、少なくとも体積率で５０％の非
晶質を含む高力、耐熱性アルミニウム基合金である。

本発明のアルミニウム基合金は、上記組成を有する合金
の溶湯を液体急冷法で急冷凝固することにより得ること
ができる。この液体急冷法とは、溶融した合金を急速に
冷却させる方法をいい、例えば弔ロール法、双ロール法
、回転液中紡糸法などが特に有効であり、これらの方法
では１０４〜１０６　Ｋ／ｓｅｃ程度の冷却速度が得ら
れる。この単ロール法、双ロール法等により薄帯材料を
製造するには、ノズル孔を通して約３００〜Ｉ００００
ｒｐｍの範囲の一定速度で回転している直径３０〜３０
００ｍｓの例えば銅あるいは鋼製のロールに溶湯を噴出
する。これにより幅が約１〜３００１ｍで厚さが約５〜
５００μ−の各種薄帯材料を容品に得ることができる。

また、回転液中紡糸法により細線材料を製造するには、
ノズル孔を通じ、アルゴンガス背圧にて、約５０〜５０
０ｒｐＩ１１で回転するドラム内に遠心力により深さ約
１−１０ｃｍの溶液冷媒層中に溶湯を噴出して、細線材
料を容易に得ることができる。この際のノズルからの噴
出溶湯と冷媒面とのなす角度は、約６０〜９０度、噴出
溶湯と溶液冷媒面の相対速度比は約０．７〜０．９であ
ることが好ましい。

なお、上記方法によらずスパッタリング法によって薄膜
を、また高圧ガス噴霧法などの各種アトマイズ法やスプ
レー法により急冷粉末を得ることができる。

得られた急冷アルミニウム基合金が非晶質であるかどう
かは通常のＸ線回折法によって非晶質組織時角°のハロ
ーパターンが存在するか否かによって知ることができる
。更に、この非晶質組織は加熱すると特定の温度以上で
結晶に分解する。（この温度を結晶化温度と呼ぶ）上記
一般式で示される本発明のアルミニウム基合金において
、原子％でａを６５〜９３％の範囲に、また、ｂを４〜
２５％の範囲にそれぞれ限定したのは、その範囲から外
れると非晶質化しにく（なり、前記液体急冷等を利用し
た工業的な急冷手段では、少なくとも５０％（体積率）
の非晶質を有する合金を得ることができなくなるからで
ある。Ｍ元素はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ。

ＭｎＳＭｏより選ばれたものであり、非晶質形成能を向
上させる効果を持ち、又、後述のＬａとともに硬度と強
度を著しく向上させると共に結晶化温度を上昇させて耐
熱性を付与する。

また、Ｃを３〜１５％の範囲に限定したのは、Ｌａをこ
の範囲で添加することにより、高硬度と耐熱性を著しく
向上させる効果があるためであり、１５％を越えると少
なくとも５０％（体積率）の非晶質を有する合金を得る
ことができなくなるからである。

本発明のアルミニウム基合金は、結晶化温度近傍（結晶
化温度±　１００℃）において、超塑性現象を示すので
、容易に押出し加工やプレス加工、熱間鍛造等の加工を
行うことができる。したがって、薄帯、線、板状あるい
は粉末の形態で得られた本発明のアルミニウム基合金を
結晶化温度±　１００℃の温度範囲内で押出し加工、プ
レス加工、熱間鍛造等に付することによりバルク材を製
造することができる。さらに、本発明のアルミニウム基
合金は高度の粘さを有し、１８０”密着曲げ可能なもの
もある。

［実施例］ 高周波溶解により所定の成分組成を有する溶融含金３を
つくり、これを第１図に示す先端に小孔５（孔径：　０
．５＋ａｌｌ）を有する石英管ｌに装入し、加熱溶解し
た後、その石英管ｌを銅製の直径２０ｃ■のロール２の
直上に設置し、回転数５０００ｒｐｍの高速回転下、石
英管ｌ内の溶融合金３をアルゴンガスの加圧下（０，７
ｋｇ／ｃｍ　２）により石英管ｌの小孔５から噴射し、
ロール２の表面と接触させることにより急冷凝固させて
合金薄帯４を得る。

上記製造条件により表に示す組成（原子％）を有する１
７種の合金薄罹（幅二１ｍｓ　、厚さ：２０μｍ）を得
て、それぞれＸ線回折に付した結果、いずれも非晶質金
属に特有のハローパターンが確認された。

又、各供試薄帯につき、結晶化温度、硬度（Ｈｖ）を測
定し、表の右欄に示す結果を得た。

硬度（Ｈｖ）は、２５ｇ　Ｆ７重の微小ビッカース硬度
計による１ｌＦＪ定値（Ｄ　Ｐ　Ｎ）であり、結晶化温
度（Ｔｘ）は、４０に／ｓｉｎで加熱した走査示差熱曲
線における最初の発熱ピーク開始温度（Ｋ）である。な
お、組織におけるａは非晶質、Ｃは結晶を表わす。

表に示すように、本発明のアルミニウム基合金の硬さハ
、通常のアルミニウム基合金がＨｖ：５０〜１００ＤＰ
Ｎｆｉ度であるのに対し、約２００〜５３０ＤＰＮと極
めて高い硬度を有している。特に注目すべきは、結晶化
温度Ｔｘが約４４０に以上と高く耐熱性を示すことであ
る。

［発明の効果］ 本発明のアルミニウム基合金は、高硬度材料、高強度材
料、高電気抵抗材料、耐摩耗材料、ろう付は材料として
有用である。さらに結晶化温度近傍で超塑性現象を示し
、押出し加工やプレス加工等の加工ができ、高硬度およ
び高引張強度を持つため高力、高耐熱性材料として種々
の用途に供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明合金を急冷凝固して薄帯を作る時に使用
した単ロール装置の説明図である。 ■・・・石英管、２・・・銅ロール、３・・・溶融合金
、４・・・急冷薄帯、５・・・小孔。 オ　１　図 手続ネｆｌｔｆＬＥ書　（自発） 昭和６３年８月　５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式：Ａｌ＿ａＭ＿ｂＬａ＿ｃ ［ただし、Ｍ：Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、 Ｍｎ、Ｍｏから選ばれる一種もしくは二種以上の金属元
   素、ａ、ｂ、ｃは原子パーセントで ６５≦ａ≦９３ ４≦ｂ≦２５ ３≦ｃ≦１５］ で示される組成を有し、少なくとも体積率で５０％の非
   晶質を含む高力、耐熱性アルミニウム基合金。