JPH0382732A - アルミニウム合金焼結物およびその製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金焼結物およびその製造方法Info
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- JPH0382732A JPH0382732A JP22108289A JP22108289A JPH0382732A JP H0382732 A JPH0382732 A JP H0382732A JP 22108289 A JP22108289 A JP 22108289A JP 22108289 A JP22108289 A JP 22108289A JP H0382732 A JPH0382732 A JP H0382732A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアルミニウム合金焼結物およびその製造方法に
関し、特に、高強度で構造材料に適するアルミニウム合
金焼結物およびその製造方法に関するものである。
関し、特に、高強度で構造材料に適するアルミニウム合
金焼結物およびその製造方法に関するものである。
〔従来技術および解決しようとする課題〕近年、メカト
ロニクスおよび宇宙航空機分野などの先端産業の発展に
伴い、これらの先端産業における高度な機能材料用のア
ルミニウム合金の開発の要求が大きくなっており、軽量
で比較的耐蝕性にすぐれたアルミニウムの特性を活かし
た種々のアルミニウム合金が開発されている。
ロニクスおよび宇宙航空機分野などの先端産業の発展に
伴い、これらの先端産業における高度な機能材料用のア
ルミニウム合金の開発の要求が大きくなっており、軽量
で比較的耐蝕性にすぐれたアルミニウムの特性を活かし
た種々のアルミニウム合金が開発されている。
アルミニウム合金の製造に関しては、材料の合金化とそ
の１１質が主たる方法であり、その基本は、熱力学的に
可能な金属間化合物の形成および制御、また、固溶体と
析出相の形成および制御である。
の１１質が主たる方法であり、その基本は、熱力学的に
可能な金属間化合物の形成および制御、また、固溶体と
析出相の形成および制御である。
上記の方法を基本にして開発されたアルミニラム合金と
しては、アルミニウム−リチウム合金、古くはＣＰゾー
ンの応用によるアルミニウムー銅合金、さらに、アルミ
ニウムーケイ素合金（シル果ンともいう）などが知られ
ている。
しては、アルミニウム−リチウム合金、古くはＣＰゾー
ンの応用によるアルミニウムー銅合金、さらに、アルミ
ニウムーケイ素合金（シル果ンともいう）などが知られ
ている。
しかしながら、前記のアルミニウム−リチウム合金およ
びアルミニウムー銅合金は、軽量で、かつ、高弾性率特
性を有するものの、引張強さが約１８〜２０ ｋ ｇ／
ｍｎ（、ブリネル硬度Ｈｂが５５〜７０程度であるので
、構造材料として利用するには強度が小さすぎる。
びアルミニウムー銅合金は、軽量で、かつ、高弾性率特
性を有するものの、引張強さが約１８〜２０ ｋ ｇ／
ｍｎ（、ブリネル硬度Ｈｂが５５〜７０程度であるので
、構造材料として利用するには強度が小さすぎる。
また、前記アルミニウムーケイ素合金は前記２つのアル
ミニウム合金に比べて、ある程度強度が大きくなるもの
の構造材料として適用するには未だ不充分な強度しか有
していないという問題点を有していた。
ミニウム合金に比べて、ある程度強度が大きくなるもの
の構造材料として適用するには未だ不充分な強度しか有
していないという問題点を有していた。
本発明は前記のような従来のもののもつ問題点を解決し
たものであって、高弾性率を有するとともに、構造材料
として充分な強度を有するアル兆ニウム合金焼結物およ
びその製造方法を提供することを目的としている。
たものであって、高弾性率を有するとともに、構造材料
として充分な強度を有するアル兆ニウム合金焼結物およ
びその製造方法を提供することを目的としている。
上記の目的を遠戚するために本発明のアルミニウム合金
焼結物は、アルミニウム合金粉末と酸化物粉末との焼結
生成物である構成を有しており、また、本発明のアル果
ニウム合金焼結物の製造方法は、アルミニウム合金粉末
に、酸化物粉末を添加混合し、還元雰囲気下で焼結する
手段を有しており、前記アルミニウム合金焼結物および
その製造方法において、アルミニウム合金が、アルミニ
ウム−リチウム合金であるものであったり、前記酸化物
粉末が酸化ホウ素であることができる。
焼結物は、アルミニウム合金粉末と酸化物粉末との焼結
生成物である構成を有しており、また、本発明のアル果
ニウム合金焼結物の製造方法は、アルミニウム合金粉末
に、酸化物粉末を添加混合し、還元雰囲気下で焼結する
手段を有しており、前記アルミニウム合金焼結物および
その製造方法において、アルミニウム合金が、アルミニ
ウム−リチウム合金であるものであったり、前記酸化物
粉末が酸化ホウ素であることができる。
〔作用］
本発明は上記の手段を採用したことにより、アルミニウ
ム合金粉末と酸化物粉末とを、還元雰囲気下で焼結する
ことにより、焼結時に酸化物の酸素原子が、アルミニウ
ム合金を形成するアルミニウム原子や、金属原子と反応
したり、さらには、酸化物の陽イオン原子と再反応して
、硬質なアル果ニウム金属間化合物を生威し、原子単位
での微細な分散強化アルミニウム合金焼結物が得られる
こととなる。
ム合金粉末と酸化物粉末とを、還元雰囲気下で焼結する
ことにより、焼結時に酸化物の酸素原子が、アルミニウ
ム合金を形成するアルミニウム原子や、金属原子と反応
したり、さらには、酸化物の陽イオン原子と再反応して
、硬質なアル果ニウム金属間化合物を生威し、原子単位
での微細な分散強化アルミニウム合金焼結物が得られる
こととなる。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明においては、アルミニウム合金粉末と酸化物粉末
とを用いるが、前記アルミニウム合金としては、アルミ
ニウムを主成分とした合金であればその種類に制限がな
く用いることができ、好ましくは、アルミニウム−リチ
ウム合金、アルミニウムー銅合金であり、これらのアル
ミニウム合金粉末の平均粒径は、原料コスト、混合分散
処理性および得られるアルミニウム合金焼結物の均質性
などの点から、１０〜３００μｍの平均粒径であること
が好ましく、さらに好ましくは１０〜２５０μｍである
。
とを用いるが、前記アルミニウム合金としては、アルミ
ニウムを主成分とした合金であればその種類に制限がな
く用いることができ、好ましくは、アルミニウム−リチ
ウム合金、アルミニウムー銅合金であり、これらのアル
ミニウム合金粉末の平均粒径は、原料コスト、混合分散
処理性および得られるアルミニウム合金焼結物の均質性
などの点から、１０〜３００μｍの平均粒径であること
が好ましく、さらに好ましくは１０〜２５０μｍである
。
本発明に用いられる酸化物としては、前記アルミニウム
合金との焼結時に、酸化物の酸素原子がアルミニウム原
子と反応性を有するものであることが好ましく、たとえ
ば酸化ホウ素（ＢｚＯｚ）、酸化鉄（ＦｅｚＯｓ）、酸
化アルミニウム（Ａ ｉｔ Ｏｓ ） 、酸化ケイ素（
ＳｉＯ□）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２
）などが挙げられる。
合金との焼結時に、酸化物の酸素原子がアルミニウム原
子と反応性を有するものであることが好ましく、たとえ
ば酸化ホウ素（ＢｚＯｚ）、酸化鉄（ＦｅｚＯｓ）、酸
化アルミニウム（Ａ ｉｔ Ｏｓ ） 、酸化ケイ素（
ＳｉＯ□）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２
）などが挙げられる。
そして、本発明においては前記のアルごニウム合金の粉
末に、前記の酸化ホウ素 （Ｂ、○、）、酸化鉄（ＦｅｚＯ３）、酸化アルミニウ
ム（Ａ ｌｘ Ｏｓ ） 、酸化ケイ素（Ｓｉ○よ）、
酸化ｔ１４（ＣｕＯ）、酸化チタン（ＴｉＯｚ）などか
ら選ばれる少なくとも一つの酸化物の粉末を所定の割合
で添加し、両粉末を高エネルギーボールミルなどの混合
撹拌機を用いて、粉砕、圧着接合、混合して、その混合
粉砕物に所定の成形圧力を加えて所望の形状に底形する
とともに、所定の加圧条件下でアルゴン、ヘリウムなど
の不活性ガスなどを充満させた還元雰囲気とし、焼結処
理を施すものである。
末に、前記の酸化ホウ素 （Ｂ、○、）、酸化鉄（ＦｅｚＯ３）、酸化アルミニウ
ム（Ａ ｌｘ Ｏｓ ） 、酸化ケイ素（Ｓｉ○よ）、
酸化ｔ１４（ＣｕＯ）、酸化チタン（ＴｉＯｚ）などか
ら選ばれる少なくとも一つの酸化物の粉末を所定の割合
で添加し、両粉末を高エネルギーボールミルなどの混合
撹拌機を用いて、粉砕、圧着接合、混合して、その混合
粉砕物に所定の成形圧力を加えて所望の形状に底形する
とともに、所定の加圧条件下でアルゴン、ヘリウムなど
の不活性ガスなどを充満させた還元雰囲気とし、焼結処
理を施すものである。
前記焼結処理時の温度条件は、用いるアルごニウム合金
の種類、アルミニウム合金と混合する酸化物の種類、さ
らにアルミニウム合金および酸化物粉末の粒径などによ
って異なるので−概にいえないが、たとえば第１図に示
すような焼結温度サイクルで焼結処理を施す。
の種類、アルミニウム合金と混合する酸化物の種類、さ
らにアルミニウム合金および酸化物粉末の粒径などによ
って異なるので−概にいえないが、たとえば第１図に示
すような焼結温度サイクルで焼結処理を施す。
前記のようにして得られるアルミニウム合金焼結物は、
その焼結工程で、前記酸化物の酸素原子が、アルミニウ
ム合金を形成するアルミニウム原子や、金属原子と反応
し、さらには、酸化物の陽イオン原子と再反応して、硬
質なアルミニウム金属間化合物を生威し、原子単位で微
細な分散強化化合物になると考えられる。
その焼結工程で、前記酸化物の酸素原子が、アルミニウ
ム合金を形成するアルミニウム原子や、金属原子と反応
し、さらには、酸化物の陽イオン原子と再反応して、硬
質なアルミニウム金属間化合物を生威し、原子単位で微
細な分散強化化合物になると考えられる。
以下、本発明を実験例でさらに具体的に説明する。
実験例−ｌ
アルミニウム−リチウム合金の粉末（リチウム含有率１
０重量％、平均粒径約５０μｍ）に対して、酸化物粉末
として酸化ホウ素 （ｓｚ ０３ ）の１０重量％、２０重量％、３０重量
％をそれぞれ添加して試料Ｎα１、ＮＱ２およびＮα３
を調製した。
０重量％、平均粒径約５０μｍ）に対して、酸化物粉末
として酸化ホウ素 （ｓｚ ０３ ）の１０重量％、２０重量％、３０重量
％をそれぞれ添加して試料Ｎα１、ＮＱ２およびＮα３
を調製した。
これらの試料Ｎα１、Ｎα２および狙３のそれぞれを高
エネルギーボールミル中に投入し、粉砕、圧着接合して
、均一に混合分散した後、その混合粉砕物を約３ｔ／ｃ
ｄの成形圧力下で加圧成形し、アルゴンガスを充填した
還元雰囲気下で、第１図に示すような焼結温度サイクル
で焼結処理を施した。
エネルギーボールミル中に投入し、粉砕、圧着接合して
、均一に混合分散した後、その混合粉砕物を約３ｔ／ｃ
ｄの成形圧力下で加圧成形し、アルゴンガスを充填した
還元雰囲気下で、第１図に示すような焼結温度サイクル
で焼結処理を施した。
上記の焼結処理温度条件は、前記アル藁ニウムーリチウ
ム合金の融点が約６００ ’Ｃであり、第１図における
Ｔ、はその融点の２／３の温度４００℃であり、Ｔ２は
融点の１／３の温度２００″Ｃであり、室温から徐々に
昇温しで前記Ｔ２の温度で約３０分保持し、さらに昇温
してＴ、の温度で約３０分保持し、次に徐々に温度を下
げて前記Ｔ２の温度で約３０分保持し、さらにまた、徐
々に昇温してＴ１の温度で約３０分保持し、その後徐々
に室温にまで下げて焼結処理を完了した。全体の焼結温
度サイクル時間は約１０時間で行った。
ム合金の融点が約６００ ’Ｃであり、第１図における
Ｔ、はその融点の２／３の温度４００℃であり、Ｔ２は
融点の１／３の温度２００″Ｃであり、室温から徐々に
昇温しで前記Ｔ２の温度で約３０分保持し、さらに昇温
してＴ、の温度で約３０分保持し、次に徐々に温度を下
げて前記Ｔ２の温度で約３０分保持し、さらにまた、徐
々に昇温してＴ１の温度で約３０分保持し、その後徐々
に室温にまで下げて焼結処理を完了した。全体の焼結温
度サイクル時間は約１０時間で行った。
上記で得られた各試料について、抗折力、引張強さ、硬
さ、弾性率の各物性値について測定した。
さ、弾性率の各物性値について測定した。
また、比較用の試料として、原料でもあるアルミニウム
−リチウム合金（比較試料ＮＩｍＡ）、アルミニウムー
銅合金（比較試料ＮｃｔＢ）、アルミニウムーケイ素合
金（比較試料ＮＱＣ）、ｆｌｉｌ（比較試料ＮαＤ）に
ついても同様の試験を行った。
−リチウム合金（比較試料ＮＩｍＡ）、アルミニウムー
銅合金（比較試料ＮｃｔＢ）、アルミニウムーケイ素合
金（比較試料ＮＱＣ）、ｆｌｉｌ（比較試料ＮαＤ）に
ついても同様の試験を行った。
結果を併せて表−１に示す。
〔以下余白）
表−１
試沖込
抗折力 引張強さ 硬さ 弾性
限（ｋｇ／ｍｒｒｆ）（ｋｇ／ｍｒｒｆ）（Ｈｖ）、
（Ｈｂ）（ｋｇ／ｍｒｒｆ）Ａ（比較）４７．５ １（本願）５０．０ ２（本願）５０．３ ３（本願）５３．２ Ｂ（比較）５２．５ ０（比較）４１．５ Ｄ（比較）７２．３ イ旦し、Ａ・・・ＡＮ−Ｌｉ合金、 Ｄ・・・綱 ２９．５ １１６ （Ｈｖ） ６８゜４２．５
１７３ （Ｈｖ） ４Ｂ。
限（ｋｇ／ｍｒｒｆ）（ｋｇ／ｍｒｒｆ）（Ｈｖ）、
（Ｈｂ）（ｋｇ／ｍｒｒｆ）Ａ（比較）４７．５ １（本願）５０．０ ２（本願）５０．３ ３（本願）５３．２ Ｂ（比較）５２．５ ０（比較）４１．５ Ｄ（比較）７２．３ イ旦し、Ａ・・・ＡＮ−Ｌｉ合金、 Ｄ・・・綱 ２９．５ １１６ （Ｈｖ） ６８゜４２．５
１７３ （Ｈｖ） ４Ｂ。
４０．５ １６５ （Ｈｖ） ４７゜４０．３
１５０ （Ｈｖ） ４３゜３２．５ １
５０ （Ｈｂ） ５２゜２３．４ １４８ （
Ｈｂ） ４９゜６３、５ ２１８ （Ｈｂ）
３８゜Ｂ・・・Ａ２−銅合金、Ｃ・・・Ａｌ−３ｉ
合金上記の表−１の結果より明らかなように、本発明の
方法により得られた試料阻１、試料２および試料３は、
従来のアルミニウム合金に比べていずれも強度が大幅に
向上し、鋼と同程度の強度となっているとともに、従来
のアルミニウム合金の弾性率がある程度維持されており
、構造材料としてすぐれた性質を有するものであること
がわかる。
１５０ （Ｈｖ） ４３゜３２．５ １
５０ （Ｈｂ） ５２゜２３．４ １４８ （
Ｈｂ） ４９゜６３、５ ２１８ （Ｈｂ）
３８゜Ｂ・・・Ａ２−銅合金、Ｃ・・・Ａｌ−３ｉ
合金上記の表−１の結果より明らかなように、本発明の
方法により得られた試料阻１、試料２および試料３は、
従来のアルミニウム合金に比べていずれも強度が大幅に
向上し、鋼と同程度の強度となっているとともに、従来
のアルミニウム合金の弾性率がある程度維持されており
、構造材料としてすぐれた性質を有するものであること
がわかる。
なお、上記の実験例においては、酸化物として酸化ホウ
素を用いたもので示したが、他の酸化物を用いたもので
もよく、さらに、酸化ホウ素とともに他の酸化物、たと
えば酸化銅、酸化チタンおよび／または酸化アルミニウ
ムなどを複合添加することもできる。
素を用いたもので示したが、他の酸化物を用いたもので
もよく、さらに、酸化ホウ素とともに他の酸化物、たと
えば酸化銅、酸化チタンおよび／または酸化アルミニウ
ムなどを複合添加することもできる。
本発明は前記のようにアルミニウム合金粉末に、酸化物
粉末を添加して還元雰囲気下で焼結するようにしたので
、得られたアルミニウム合金焼結物は、従来のアルミニ
ウム合金に比べて、弾性率をある程度維持することがで
きるとともに、強度を大幅に向上して綱に近い強度とす
ることができ、構造材料として充分に使用できるアルミ
ニウム合金焼結物を確実に、かつ容易に製造することが
できるなどのすぐれた効果を有するものである。
粉末を添加して還元雰囲気下で焼結するようにしたので
、得られたアルミニウム合金焼結物は、従来のアルミニ
ウム合金に比べて、弾性率をある程度維持することがで
きるとともに、強度を大幅に向上して綱に近い強度とす
ることができ、構造材料として充分に使用できるアルミ
ニウム合金焼結物を確実に、かつ容易に製造することが
できるなどのすぐれた効果を有するものである。
第１図は本発明によるアルミニウム合金焼結物を製造す
る際の焼結時における焼結温度サイクルの一例を示す図
である。
る際の焼結時における焼結温度サイクルの一例を示す図
である。
Claims (6)
- （１）アルミニウム合金粉末と酸化物粉末との焼結生成
物であることを特徴とするアルミニウム合金焼結物。 - （２）前記アルミニウム合金が、アルミニウム−リチウ
ム合金である請求項１記載のアルミニウム合金焼結物。 - （３）前記酸化物粉末が酸化ホウ素である請求項１記載
のアルミニウム合金焼結物。 - （４）アルミニウム合金粉末に、酸化物粉末を添加混合
し、還元雰囲気下で焼結することを特徴とするアルミニ
ウム合金焼結物の製造方法。 - （５）前記アルミニウム合金が、アルミニウム−リチウ
ム合金である請求項４記載のアルミニウム合金焼結物の
製造方法。 - （６）前記酸化物粉末が酸化ホウ素である請求項４記載
のアルミニウム合金焼結物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22108289A JPH0382732A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | アルミニウム合金焼結物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22108289A JPH0382732A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | アルミニウム合金焼結物およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382732A true JPH0382732A (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=16761207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22108289A Pending JPH0382732A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | アルミニウム合金焼結物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0382732A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001009903A1 (fr) * | 1999-07-30 | 2001-02-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Materiau composite a base d'aluminium capable d'absorber les neutrons |
| US6630100B1 (en) | 1999-10-15 | 2003-10-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Manufacturing method for spent fuel storage member and mixed power |
| US6726741B2 (en) | 2000-07-12 | 2004-04-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Aluminum composite material, aluminum composite powder and its manufacturing method |
| JP2013541193A (ja) * | 2010-08-30 | 2013-11-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | Ｅｕｖリソグラフィ用ミラーの基板 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5083206A (ja) * | 1973-11-21 | 1975-07-05 | ||
| JPS638356B2 (ja) * | 1979-08-18 | 1988-02-22 | Tokyo Danreiki Mfg | |
| JPS63312901A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Kobe Steel Ltd | 耐熱性高力ａ１合金粉末及びそれを用いたセラミック強化型耐熱ａ１合金複合材料 |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP22108289A patent/JPH0382732A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5083206A (ja) * | 1973-11-21 | 1975-07-05 | ||
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| WO2001009903A1 (fr) * | 1999-07-30 | 2001-02-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Materiau composite a base d'aluminium capable d'absorber les neutrons |
| US6602314B1 (en) | 1999-07-30 | 2003-08-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Aluminum composite material having neutron-absorbing ability |
| US6630100B1 (en) | 1999-10-15 | 2003-10-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Manufacturing method for spent fuel storage member and mixed power |
| US6726741B2 (en) | 2000-07-12 | 2004-04-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Aluminum composite material, aluminum composite powder and its manufacturing method |
| JP2013541193A (ja) * | 2010-08-30 | 2013-11-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | Ｅｕｖリソグラフィ用ミラーの基板 |
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