材料 利用含20%硅的铝合金制造的部件,拉伸强度接近S25C

格物者 2015-08-18   5492

【日经BP社报道】日本RIKEN公司展出了利用含20%硅的铝合金“SHORIK”制造的部件。作为SHORIK中的一个品种,“ASCM20-5Fe”在普通铝合金强度会下降的150℃温度下,拉伸强度仍可达到400MPa以上。在150℃下S25C的拉伸强度为440MPa,因此可以说SHORIK是“拉伸强度接近软钢的铝合金”。



       SHORIK以快速冷凝固粉末为原材料。通过压粉成型制成圆筒形坯料后,经过脱气、冲压、切割、调质、研磨及表面处理等工序制成产品。由于以快速冷凝固粉末为原材料,因此可使自由量的添加金属均匀分散。SHORIK利用这一特点,加入了20%的硅。

       在铝中大量加入硅时,高温下的强度就会上升,热膨胀率就会下降。但铝只能熔入12%左右的硅。因此,在铸造中加入20%的硅时,结晶粒就会过大,达到数10μm,无法实际使用。而SHORIK即使加入20%的硅,也可将结晶粒径控制在数μm。

       从热膨胀率看,铝为23(×10-6/K),而SHORIK为16.5~19.5(10-6/K)。由于铁为12(×10-6/K),因此SHORIK基本介于铝与铁中间。所以,SHORIK无论与铝组合使用,还是与钢组合使用,都很容易。另外,由于能够添加自由量的铁及陶瓷等粉末,因此在想要获得抗磨损性等特性时也可满足要求。

       目前,RIKEN正在利用SHORIK量产叶片型压缩机的叶片。为了提高抗磨损性,实施了镍类涂层处理。另一个实用示例为摩托车吸气门护圈。

       “拉伸强度接近软钢的铝合金”,窄一听似乎用途很广。SHORIKAl由于是铝合金,因此与软钢相比密度约为1/3,比强度接近3倍。但目前该铝合金只有两个品种,因此尚未走向普及。

       此次RIKEN展出了活塞销,不过钢制活塞销一直使用强度比S25C高的钢材,因此SHORIK的强度实际上还有所不足。另外,该公司还展出了涡轮增压器的压缩机转子,而该部件也同样存在问题。对压缩机转子做机械加工时成本会上升,因此最好是通过铸造工艺来制造。但SHORIK熔融时硅结晶会变大,无法充分发挥特点。

       为了仔细介绍包括弱点在内的SHORIK的特性,探索其用途,RIKEN参加了此次的“人与车科技展”。(记者:浜田 基彦,《日经汽车》)



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