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公開番号2024174565
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2023092456
出願日2023-06-05
発明の名称高剛性アルミニウム基合金及びその製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社,愛知県
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類C22C 49/06 20060101AFI20241210BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】容易に機械加工することができる高剛性Al基合金、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるマトリックスと、該マトリックス中に分散しているホウ化チタンとを含む高剛性アルミニウム基合金であって、ホウ化チタンの含有量並びに平均粒径及びその相対標準偏差が特定されている、高剛性アルミニウム基合金及びその製造方法に関する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるマトリックスと、該マトリックス中に分散しているホウ化チタンとを含む高剛性アルミニウム基合金であって、
ホウ化チタンの含有量が、高剛性アルミニウム基合金の総体積に対して、１０体積％～５０体積％であり、
ホウ化チタンのＳＥＭ画像による円相当平均粒径が、１以下の相対標準偏差で０．０１μｍ～１０μｍである
高剛性アルミニウム基合金。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
ホウ化チタンのＳＥＭ画像による円相当平均粒径が、０．８以下の相対標準偏差で０．０１μｍ～５μｍである、請求項１に記載の高剛性アルミニウム基合金。
【請求項３】
高剛性アルミニウム基合金を製造する方法であって、
（ｉ）アルミニウム又はアルミニウム合金からなる粉末とホウ化チタンの粉末とを含む原料を金属製容器中に収容する工程、ここで、ホウ化チタンの含有量は、高剛性アルミニウム基合金の総体積に対して、１０体積％～５０体積％であり、ホウ化チタンのＳＥＭ画像による円相当平均粒径は、０．０１μｍ～１０μｍである、
（ｉｉ）（ｉ）の工程で原料を収容した金属製容器を、絶縁スペーサを介して、撹拌機に設置して撹拌混合し、混合粉末を得る工程、及び
（ｉｉｉ）（ｉｉ）の工程で得た混合粉末を、積層造形法により処理して高剛性アルミニウム基合金を得る工程
を含む方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性アルミニウム基合金及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
部材、装置さらには車両などの軽量化を図るために、従来の鉄系部材を、Ａｌ系合金、Ｍｇ系合金などの軽金属部材に代替するための研究が行われている。この傾向は、単なるケースやハウジングに留まらず、耐摩耗性や摺動性が要求される機能部材にまで及んでおり、例えば、自動車用部材でいえば、内燃機関（レシプロエンジン）のシリンダライナーなどが挙げられる。
【０００３】
このようなＡｌ系合金において、高剛性化を意図して、高ヤング率であるホウ化物などの化合物粒子を分散させた研究開発が行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、補強材であるセラミックス繊維及びセラミックス粒子の少なくとも一方で形成されたプリフォームに対し、基材であるアルミニウム合金を浸透させるアルミニウム基複合材料の製造方法において、前記アルミニウム合金には、マグネシウムを重量比で１重量％以上６重量％以下含有し、かつ、ホウ化チタンを体積比で３体積％以上２０体積％以下含有しており、該アルミニウム合金を７５０℃以上８５０℃以下の温度で溶融すると共に、５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の圧力で前記プリフォームに浸透させることを特徴とするアルミニウム基複合材料の製造方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、Ａｌ系マトリックスに、Ｆｅを含むＴｉＢ系粒子、又はＦｅとＳｉを含むＴｉＢ系粒子の少なくとも一方を分散させたことを特徴とする高強度Ａｌ合金が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、実質的に酸素と水分を含まない不活性雰囲気中で、溶融アルミニウムと溶融融剤とを結合させる工程からなることを特徴とする、セラミック強化アルミニウム合金金属マトリックスコンポジットの製造方法が記載されている。
【０００７】
特許文献４には、アルミニウム系製品を製造する方法であって、（ａ）金属粉末を床に分散させることであって、該金属粉末が、セラミック金属粒子を含み、該セラミック金属粒子が、アルミニウム材料内に分散されているセラミック材料を含む、分散させることと、（ｂ）前記金属粉末の一部分を、前記アルミニウム材料の液相線温度を超える温度まで、選択的に加熱することと、（ｃ）溶融池を形成することと、（ｄ）前記溶融池を、少なくとも１０００℃／秒の冷却速度で冷却することと、（ｅ）前記アルミニウム系製品が完成するまで、（ａ）～（ｄ）の工程を繰り返すことと、を含み、前記アルミニウム系製品が、１種以上のセラミック相を含み、前記アルミニウム系製品が、アルミニウム系マトリックス内に分散されている１～３０体積％の前記１種以上のセラミック相を含む、方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００２－１１５０１７号公報
特開平７－２６８５１０号公報
特表平１１－５０２５７０号公報
特表２０１８－５１２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、高剛性アルミニウム基合金（高剛性Ａｌ基合金）では、Ａｌ又はＡｌ合金からなるマトリックス（Ａｌ系マトリックス）中に分散されている高硬度の粗大なホウ化物が、切削加工などの機械加工時に、切削工具を破壊してしまう可能性があった。
【００１０】
したがって、本発明は、容易に機械加工することができる高剛性Ａｌ基合金、及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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