JPH04387A - アルミニウム合金制振材料の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は優れた振動減衰性を有し、音響機器。

精密機器、自動車などの振動を嫌う構造部材として使用
されるアルミニウム合金制振材料の製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に物体を振動させると、第１図に示すようにある周
波数（ｆ、）で振幅が大きくなる。

この周波数を共振周波数という。共振周波数での振幅を
Ａ。とすると、このエネルギーに対し１／２となるのは
振幅がＡ。／Ｖ’２　（ｄＢ表示では一３ｄＢ）となる
周波数である。この周波数幅（半値幅、　３ｄＢ値幅）
をΔｆとすると、損失係数はηは次式で表される。

η＝Δｆ／ｆ　。

この損失係数ηの値が大きい材料はど振動減衰性に優れ
、外力が除去された場合には振動が急速に減衰する。通
常の金属材料の損失係数ηは０．００１以下である。

従来、音響機器、精密機器、自動車などの振動を嫌う構
造部材の金属材料、所謂制振材料としては、Ｆｅ−Ｃｒ
系、Ｍｎ−Ｃｕ系、　　ＺｎＡ１系、Ｎｉ−Ｔｉ系など
の合金が知られている。またＭｇ、Ｍｇ−Ｚｒ系の鋳造
材も制振材として知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｃｕ系、Ｚｎ−ＡＡ’系Ｎｉ−Ｔ
ｉ系などの合金は振動減衰性が大きいが、比重が大きい
という共通の欠点を有し、機器の軽量化を計ろうとする
場合には不適当である。一方、Ｍｇ、Ｍｇ−Ｚｒ系の鋳
造材も大きい振動減衰性を示し、しかも比重が小さいと
いう長所を有するが、冷間加工が全く出来ないという欠
点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、これに鑑み種々検討の結果、比重が小さくし
かも冷間加工が容易なアルミニウム合金制振材料の製造
方法を開発したものである。

即ち本発明の一つは、アルミニウムまたはアルミニウム
合金をアルカリ溶液中にて、表面から少なくとも２０μ
ｍ以上の深さの粒界腐食層を形成し、その後中和処理を
おこなうことを特徴とするものである。

また本発明の他の一つは、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金をアルカリ溶液中にて、表面から少なくとも２
０μｍ以上の深さの粒界腐食層を形成し、その後中和処
理をおこない、さらに粒界腐食層に樹脂を含浸させるこ
とを特徴とするものである。

〔作　用〕

制振材料はその振動減衰メカニズムにより、転位型、複
合相型９強磁性型、双晶型に分類される。本発明制振材
料は上記メカニズムとは異なり、表面に形成せしめた粒
界腐食層の結晶粒同士の微小な擦れあいにより振動エネ
ルギーを吸収させ、振動を速やかに吸収させ、あるいは
表面に形成せしめた粒界腐食層に樹脂を含浸し、粒界の
微小隙間に充填された樹脂の粘弾性的変形により振動エ
ネルギーを吸収させ、振動を速やかに吸収させるという
技術的発想に基づくものである。

即ち、本発明は表面から２０μｍ以上の深さまで粒界腐
食処理したアルミニウム合金、あるいは表面から２０μ
ｍ以上の深さまで樹脂を含浸した粒界腐食層を形成した
アルミニウム合金が極めて良好な振動減衰性を示し、し
かも比重が小さく冷間加工が容易であることを見出した
ものである。

一般に振動時には物体の表面において振幅が最大となる
ので、粒界腐食と樹脂含浸を表面層に施せば有効である
が、その深さが２０μｍ未満では振動減衰性が不十分で
あり、制振材料として使用するには２０μｍ以上の深さ
の粒界腐食層もしくは樹脂を含浸した粒界腐食層を形成
する必要がある。

粒界腐食処理はＮａＯＨなどのアルカリもしくは酸など
の水溶液中に浸漬するか、更にはアノード電流を付加し
て電解することによりおこなわれるが、好ましくはｐＨ
１０以上のアルカリ溶液中に浸漬するか、或いはスプレ
ーすることによりおこなわれ、表面より２０μｍ以上の
深さの粒界腐食層を形成する。

粒界腐食層を形成させやすいアルミニウム合金としては
、例えばＡｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−８ｉ系合金、
ＡＡ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金。

ＡＡ’−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｚｎ系
合金、Ａｌ−Ｌｉ系合金等があり、これら合金の板、押
出材、管、棒、鍛造品、鋳物等を用いる。特に板材の場
合には、圧延コイルを連続的に粒界腐食処理をおこなう
ことが可能である。

粒界腐食層を形成させる手段としては、結晶粒界に腐食
されやすい電位が卑な金属間化合物を析出させる。ある
いは結晶粒界近傍を粒内に比べ電位を卑にした後に腐食
処理を施すことが効果的である。そのため、材料に加工
、熱処理を組み合わせた処理が施された後に、粒界腐食
処理を施す方法がある。例えばＡＩ　−Ｍｇ系合金にお
いて４５０〜５５０℃で数時間の溶体化処理後、　１２
０〜２５０℃で数時間の時効処理を施すことにより、結
晶粒界に腐食されやすいβ層を析出させて粒界腐食処理
を施せば、容易に粒界腐食層が形成される。

本発明では、上記粒界腐食層処理を施した後に中和処理
を施す。これは粒界腐食処理時に生じるスマットの除去
、中和を行うことを目的としている。ここでスマット除
去することにより粒界腐食層の有効空隙が増加し振動減
衰能が向上する。この中和処理としては、例えば５〜３
０％の硝酸水溶液中に浸漬するか、或いはスプレーする
方法がある。なお、硝酸中和を行う前後には室温水道水
での洗浄が必要である。また、上記水処理後には８０〜
１００℃での乾燥をおこない、材料表面の水分を残留さ
せないようにする。

このような粒界腐食処理を施したアルミニウム合金は、
そのままでも優れた振動減衰性を示すが、更に粒界腐食
層に樹脂を含浸させると、振動減衰性は飛躍的に向上す
る。含浸させる樹脂としてはアルキド樹脂、ニトロセル
ローズ樹脂、ブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
プロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ア
ミノアルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、
酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコン樹脂などや
、これらの混合樹脂およびこれらを変形させたものなど
がいずれも好適に用いられるが、これらのなかでも特に
粘弾性の高いポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、
ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂等が最も高い振動減衰
性を示す。これらの樹脂はスプレへ塗装、静電塗装、Ｔ
ＦＳ塗装、浸漬、粉体塗装などの方法により粒界腐食処
理を施したアルミニウム合金に含浸される。この際少な
くとも粒界腐食層を完全に充填するまで含浸することが
望ましい。

〔実施例〕

Ｍｇ５．５ｗ＋％を含有し、残部ＡＩと不可避的不純物
からなるＡ１合金を常法により厚さ３ｍｍの板材とした
。これに４８０℃で１２時間の溶体化処理した後、１８
０℃で１０時間の時効処理を施した。これを第１表に示
す種々のアルカリ溶液中に浸漬し、粒界腐食層を形成し
た。なおＮα１２゜１３は粒界腐食処理をおこなわなか
った。また、これら粒界腐食処理材の一部についてはポ
リエチレン樹脂を浸漬法により含浸し、粒界腐食層の粒
界空隙を完全に充填した。これより厚さ３薗９幅１０　
ｍｍ　、長さ２５０ｍｍの試験片を切り出し、片持ち梁
振動法により振動減衰性（損失係数η）を評価した。

即ち試験片の片側端部をチャッキングして発振器で強制
的にランダム振動を与え、それによる試験片の振動を検
出する。この入力振動と検出（出力）振動とを２チヤン
ネル高速フーリエ変換器（２ｃｈ、　ＦＦＴ）により周
波数領域での入出力振幅比（周波数応答関数）を求め。

最大の振幅比を示す共振周波数（ｆ、）および最大振幅
比より３ｄＢ低下する周波数幅（Δｆ）を測定し、損失
係数ηを次式により求めた（半値幅法）。

η＝Δｆ／ｆ　。

なお粒界腐食層の深さは、試料断面を研磨し光学顕微鏡
により測定した。これらの測定値を第１表に併記した。

第１表 第１表より明らかなように、本発明例Ｎα１〜８は損失
係数ηが０００８以上であり優れた振動減衰性を示して
いる。一方、比較例Ｎα９〜１３は損失係数ηが０．０
００３未満てあり振動減衰性が低い。また樹脂を含浸さ
せた材料では、粒界腐食処理のみの材料より高い損失係
数ηを示している。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、アルミニウムをベースとす
るため計量で、冷間加工性に優れ、しかも優れた振動減
衰性を有するアルミニウム合金制振材料を得ることがで
きるもので、工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は振動の共振曲線を示す説明図である。 第１図 周波数

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムまたはアルミニウム合金をアルカリ
   溶液中にて、表面から少なくとも２０μｍ以上の深さの
   粒界腐食層を形成し、その後中和処理をおこなうことを
   特徴とするアルミニウム合金制振材料の製造方法。
2. （２）アルミニウムまたはアルミニウム合金をアルカリ
   溶液中にて、表面から少なくとも２０μｍ以上の深さの
   粒界腐食層を形成し、その後中和処理をおこない、さら
   に粒界腐食層に樹脂を含浸させることを特徴とするアル
   ミニウム合金制振材料の製造方法。