(57)【要約】【課題】耐磨耗性・耐熱強度性・強靭性等の異なるアルミニウム合金複合材による種々の加工製品を低価格で容易に製造可能にする。【解決手段】アルミニウム含有率の互いに異なる半凝固スラリによる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂを接着するために、当該両アルミニウム合金Ａ，Ｂよりも低い融点を有するシリコン含有の半凝固スラリによる接合用アルミニウム合金Ｃを使用し、１０ｋｇｆ／平方メートル程度の冷間低圧力でプレス加工することで前記接合用アルミニウム合金Ｃを半凝固スラリの微細化された過共晶合金となす冷間加圧工程Ｐ１を有するものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金を接着するために、当該両アルミニウム合金よりも低い融点を有するシリコン含有の接合用アルミニウム合金を使用した半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法であって、前記両アルミニウム合金の間に前記接合用アルミニウム合金を挟み込むように配置する重ね合せ工程と、１０ｋｇｆ／平方メートル程度の冷間低圧力でプレス加工することで前記接合用アルミニウム合金を半凝固スラリの微細化された過共晶合金となす冷間加圧工程とを有することを特徴とする半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法。
【請求項２】
アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金を接着するために、当該両アルミニウム合金よりも低い融点を有するシリコン含有の接合用アルミニウム合金を使用した半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法であって、前記両アルミニウム合金の間に前記接合用アルミニウム合金を挟み込むように配置する重ね合せ工程と、前記接合用アルミニウム合金の溶解温度Ｔｍｂよりも高く且つ外側の両アルミニウム合金の溶解温度Ｔｍａ，ｍｂよりも低い温度Ｔ（Ｔｍｃ＜Ｔ＜Ｔｍａ，ｍｂ）に加熱保持する加温工程と、当該加温工程による温度雰囲気にて２００ｋｇｆ／平方メートル以下の１０ｋｇｆ／平方メートル程度の低圧力でプレス加工することで前記接合用アルミニウム合金を半凝固スラリの微細化された過共晶合金となす温間加圧工程とを有することを特徴とする半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法。
【請求項３】
前記両アルミニウム合金のうちの一方は、７０００番台のアルミニウム亜鉛−マグネシウム系合金またはアルミニウム亜鉛−マグネシウム−銅系合金であり、前記両アルミニウム合金のうちの他方は、２０００番台のアルミニウム銅系合金であり、前記接合用アルミニウム合金は、アルミニウムシリコン−マグネシウム系のアルミニウム鋳物用の材質であるＡＣ４ＣＨまたはアルミニウムシリコン−銅系合金のダイカスト用合金であるＡＤＣ１２のいずれかである請求項１または２記載の半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間加圧加工または温間加圧加工によって半凝固組織状のアルミニウム等の複合合金の積層加工成形を可能にした半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より微細化半凝固組織による均一な半凝固スラリを射出成形するチクソインジェクションモールディング方式等がある。半凝固スラリの流れはプラスティックの流れに似て連続した等速の流れなので空気を巻き込まずに済み、巣ができないのでキャストインジェクションが可能である。半凝固スラリとは、溶湯の冷却と攪拌とを同時進行させ、発生した初晶デンドライとを破砕して溶湯中に分散させ、溶湯と固相粒子との混合状態を形成したものをいう。このように攪拌を加えることで金属や合金の種類によらず容易に半凝固スラリ状態を容易に形成することができる。固液共存状態にある半凝固金属は、固相と液相との界面で溶融と凝固とが繰り返されており、活発な拡散現象が生起している。因みに、固液共存状態にある半凝固金属は非ニュートン流体的挙動を示す。
【０００３】
従来においては、単一アルミニウム合金同士を圧延して接着して積層材料とするには、ダイカストで溶かしたアルミニウム合金を鍛造プレスすることによって製造している。一般的に６００℃〜９００℃で行なう鍛造を温間鍛造、それ以上の温度の鍛造を熱間鍛造と称している。冷間鍛造は常温で行なう鍛造をいう。冷間鍛造は熱間鍛造に比べて精度の高いものを生産することが可能だが、常温で鍛造するためワーク（被加工物）の硬度が高く、ワークの大きさに比して大きな成形圧力を必要とする。したがって、比較的小さい物の方が適している。またワークと金型との硬度の差が小さく、金型自体の設計が難しい上に、目的の形状を得るために何度も鍛造を繰り返さなければならないが、目的の形状を得るのにどのような途中形状にするべきかは、理論に裏打ちされた高度の技術と経験が必要になる。
【０００４】
また、単一アルミニウム合金を圧延して成形品とするものとして例えば特許文献１に開示されているように、ロールキャスティングにより初晶シリコンを微細化した後、さらに圧延加工により初晶シリコンを更に微細化し、この２段階で微細化された初晶シリコンを含む圧延材を適正温度に加熱することで、該圧延材の加工性を得る過共晶アルミニウムシリコン合金の圧延材成形品およびその製造方法なるものが提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来においては、上記したようにダイカストで溶かしたアルミニウム合金を鍛造プレスすることは、単一アルミニウム合金同士を圧延接着することだけに限定され、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金を貼り合せる技術には未だ至っていないのが実情である。
【０００７】
また、上記した特許文献１に開示されている圧延材成形品においても、初晶シリコンの微細化により、過共晶アルミニウムシリコン合金のロールキャスティング材に圧延加工を行うことができるといういわば単一アルミニウム合金の加工性を容易にするための手段の１つにしか過ぎず、この技術をもってしても、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金を貼り合せることは不可能である。
【０００８】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金同士を貼り合せて積層材とすることができ、耐磨耗性・耐熱強度性・強靭性等の異なるアルミニウム合金複合材による種々の加工製品を低価格で容易に製造可能にした半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明にあっては、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂを接着するために、当該両アルミニウム合金Ａ，Ｂよりも低い融点を有するシリコン含有の接合用アルミニウム合金Ｃを使用した半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法であって、前記両アルミニウム合金Ａ，Ｂの間に前記接合用アルミニウム合金Ｃを挟み込むように配置する重ね合せ工程Ｐ０と、１０ｋｇｆ／平方メートル程度の冷間低圧力でプレス加工することで前記接合用アルミニウム合金Ｃを半凝固スラリの微細化された過共晶合金となす冷間加圧工程Ｐ１を有することを特徴とする。
アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂを接着するために、当該両アルミニウム合金Ａ，Ｂよりも低い融点を有するシリコン含有の接合用アルミニウム合金Ｃを使用した半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法であって、前記両アルミニウム合金Ａ，Ｂの間に前記接合用アルミニウム合金Ｃを挟み込むように配置する重ね合せ工程Ｐ０と、前記接合用アルミニウム合金Ｃの溶解温度Ｔｍｃよりも高く且つ外側の両アルミニウム合金Ａ，Ｂの溶解温度Ｔｍａ，ｍｂよりも低い温度Ｔ（Ｔｍｃ＜Ｔ＜Ｔｍａ，ｍｂ）に加熱保持する加温工程Ｐ２と、当該加温工程Ｐ２による温度雰囲気にて２００ｋｇｆ／平方メートル以下の１０ｋｇｆ／平方メートル程度の低圧力でプレス加工することで前記接合用アルミニウム合金Ｃを半凝固スラリの微細化された過共晶合金となす温間加圧工程Ｐ３とを有することを特徴とする。
前記両アルミニウム合金Ａ，Ｂのうちの一方（Ａ）は、７０００番台のアルミニウム亜鉛−マグネシウム系合金またはアルミニウム亜鉛−マグネシウム−銅系合金であり、前記両アルミニウム合金Ａ，Ｂのうちの他方（Ｂ）は、２０００番台のアルミニウム銅系合金であり、前記接合用アルミニウム合金Ｃは、アルミニウムシリコン−マグネシウム系のアルミニウム鋳物用の材質であるＡＣ４ＣＨまたはアルミニウムシリコン−銅系合金のダイカスト用合金であるＡＤＣ１２のいずれかであるものとすることができる。
【００１０】
以上のように構成された本発明に係る半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法にあって、中間に位置する接合用アルミニウム合金Ｃをアルミニウムシリコン−マグネシウム系のアルミニウム鋳物用の材質であるＡＣ４ＣＨとして各合金を順次積層させてから、冷間加圧工程Ｐ１にて、１０ｋｇｆ／平方メートル程度の冷間低圧力でプレス加工することで、半凝固スラリの初晶シリコンの微細化と流動性とが促進され、これによりアルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂ同士を吸着させる。
また、中間に位置する接合用アルミニウム合金Ｃをアルミニウムシリコン−銅系合金のダイカスト用合金であるＡＤＣ１２として各合金を順次積層させてから、加温工程Ｐ２により接合用アルミニウム合金Ｃの溶解温度Ｔｍｃよりも高く且つ外側の両アルミニウム合金Ａ，Ｂの溶解温度Ｔｍａ，ｍｂよりも低い温度Ｔ（Ｔｍｃ＜Ｔ＜Ｔｍａ，ｍｂ）に加熱すると同時に温間加圧工程Ｐ３により２００ｋｇｆ／平方メートル以下の１０ｋｇｆ／平方メートル程度の低圧力でプレス加工することで、半凝固スラリの初晶シリコンの微細化と流動性とが促進され、これによりアルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂ同士を吸着させる。この場合、前記ＡＤＣ１２による鍛造プレスの場合では、中間の接合用アルミニウム合金Ｃに初晶シリコンが析出し、この初晶シリコンの析出は共晶点以上の過共晶合金の組織であることから、半凝固スラリの温間加圧工程Ｐ３による初晶シリコンの微細化と流動性とにより、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂ同士の吸着を促進させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂ同士を貼り合せて積層材とすることができ、耐磨耗性・耐熱強度性・強靭性等の異なるアルミニウム合金複合材による種々の加工製品を低価格で容易に製造可能にする。
【００１２】
すなわち、これは本発明に係る積層加工方法が、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂを接着するために、当該両アルミニウム合金Ａ，Ｂよりも低い融点を有するシリコン含有の接合用アルミニウム合金Ｃを使用した半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法であって、前記両アルミニウム合金Ａ，Ｂの間に前記接合用アルミニウム合金Ｃを挟み込むように配置する重ね合せ工程Ｐ０と、１０ｋｇｆ／平方メートル程度の冷間低圧力でプレス加工することで前記接合用アルミニウム合金Ｃを半凝固スラリの微細化された過共晶合金となす冷間加圧工程Ｐ１を有するので、上記冷間加圧工程Ｐ２での圧延に伴い、前記接合用アルミニウム合金Ｃの半凝固スラリに発生する初晶シリコンの微細化と流動性とが促進され、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂ同士の迅速で且つ確実な接着効果が発揮できる。
【００１３】
また、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂを接着するために、当該両アルミニウム合金Ａ，Ｂよりも低い融点を有するシリコン含有の接合用アルミニウム合金Ｃを使用した半凝固状態におけるアルミニウム合金の積層加工方法であって、前記両アルミニウム合金Ａ，Ｂの間に前記接合用アルミニウム合金Ｃを挟み込むように配置する重ね合せ工程Ｐ０と、前記接合用アルミニウム合金Ｃの溶解温度Ｔｍｃよりも高く且つ外側の両アルミニウム合金Ａ，Ｂの溶解温度Ｔｍａ，ｍｂよりも低い温度Ｔ（Ｔｍｃ＜Ｔ＜Ｔｍａ，ｍｂ）に加熱保持する加温工程Ｐ２と、当該加温工程Ｐ２による温度雰囲気にて２００ｋｇｆ／平方メートル以下の１０ｋｇｆ／平方メートル程度の低圧力でプレス加工することで前記接合用アルミニウム合金Ｃを半凝固スラリの微細化された過共晶合金となす温間加圧工程Ｐ３とを有するので、上記加温工程Ｐ２での加熱と冷間加圧工程Ｐ３での圧延との相乗効果によって、中間の接合用アルミニウム合金Ｃの半凝固スラリに発生する初晶シリコンの微細化と流動性とがさらに促進され、アルミニウム含有率の互いに異なる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂ同士の迅速で且つ確実な接着効果が発揮できる。
【００１４】
前記一方のアルミニウム合金Ａは、７０００番台のアルミニウム亜鉛−マグネシウム系合金またはアルミニウム亜鉛−マグネシウム−銅系合金であり、前記他方のアルミニウム合金Ｂは、２０００番台のアルミニウム銅系合金であり、前記中間のアルミニウム合金Ｃは、アルミニウムシリコン−マグネシウム系のアルミニウム鋳物用の材質であるＡＣ４ＣＨまたはアルミニウムシリコン−銅系合金のダイカスト用合金であるＡＤＣ１２のいずれかであるので、アルミニウム合金Ａ，Ｂの低価格な複合体を容易に製造することができる。
【００１５】
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項それぞれにおいて付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付したもので、図面中の符号によって示された構造・形状に本発明が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を実施するための一形態における積層加工方法を示すもので、（ａ）はＡＣ４ＣＨを接合用アルミニウム合金として使用した場合の工程図、（ｂ）はＡＤＣ１２を接合用アルミニウム合金として使用した場合の工程図である。
【図２】横軸をアルミニウム（Ａｌ）に対するシリコン（Ｓｉ）の組成重量％、縦軸を温度Ｔとしたアルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）系合金の相平衡状態図である。
【図３】ＡＤＣ１２の鍛造プレス成形の一例を示す工程図である。
【図４】図４中（ａ）はＡＤＣ１２のダイカスト品を光学顕微鏡で観察した組織の写真、（ｂ）はＡＤＣ１２の鍛造プレス成形品を光学顕微鏡で観察した組織の写真である。
【図５】ＡＣ４ＣＨを接合用アルミニウム合金として使用し、７９７５番超々ジュラルミンとＡＣ４ＣＨと２０２４番超ジュラルミンとの３種類のアルミニウム合金を積層させてプレスした成形品を得る説明のための斜視図である。
【図６】ＡＣ４ＣＨを接合用アルミニウム合金として使用した場合のピストンリングの如き鍛造製品の製造例を示す斜視図である。
【図７】７９７５番超々ジュラルミンとＡＣ４ＣＨと２０２４番超ジュラルミンとの３種類のアルミニウム合金を積層させてプレスした成形品を光学顕微鏡で観察した組織の写真である。
【図８】ＡＤＣ１２を接合用アルミニウム合金として使用した場合の鋳物用合金の接着例を示すもので、（ａ）は加温工程の断面図、（ｂ）は冷間プレスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態を詳細に説明すると、本発明に係る積層加工方法は、半凝固スラリによる微細化されたアルミニウム合金を使って複数異種のアルミニウム合金同士を貼り合せる技術である。すなわち、従来のダイカストでは溶かしたものを鍛造して作っているのに対し、本実施形態では、例えば３枚の異種のアルミニウム合金を重ねて加圧（後述する冷間プレスまたは温間プレス）するだけで複合合金とすることを可能にしている。
【００１８】
従来より半溶融状態の微細化されている金属組織である半凝固スラリを射出成形するには、所謂チクソトロピーと称するチクソインジェクションモールディング方式等がある。この半凝固スラリの流れはプラスティックの流れに似て連続した等速の流れなので空気を巻き込まずに済み、巣ができないのでキャストインジェクションが可能である。
【００１９】
図２に示すように、横軸をアルミニウム（Ａｌ）に対するシリコン（Ｓｉ）の組成重量％、縦軸を温度としたアルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）系合金の相平衡状態図において、液相線と共晶等温線とが交わる共晶点から当該共晶等温線に沿って、図中左側は亜共晶の領域であり、図中右側は過共晶の領域である。この亜共晶の領域において、１００％液相から温度を下げてゆくとＮａ：Ｎｂの比率（図中、ＮａおよびＮｂで示す）で固液混合状態となる。なお、この比率は固相と液相との濃度の比率を決める（テコの規則）。このように固まってゆくところで半凝固スラリとなる。このように半凝固スラリでは固相と液相との比率（Ｎａ：Ｎｂ）を自由に変えることができるという利点がある。一方、半溶融では共晶温度を越えると一気に固体から液体に相変化してしまうので半凝固スラリのように、固相と液相との比率（Ｎａ：Ｎｂ）を変えることは不可能である。
【００２０】
また、図３に示すように、溶融保持炉１１に溜められているＡＤＣ１２の溶湯Ｑを柄杓Ｈで略矩形箱状の冷却用金型１２に投入して冷却したプレートＬとなし、加熱炉１３にて加熱温度（チクソ温度）５６０℃で半凝固スラリ状態（チクソキャスティング）に加工する。その後、冷間プレスするダイカストによる成形用金型１４内に上記半凝固スラリを投入して押し型１５でもって鍛造プレスすることで接合用アルミニウム合金ＣとしてのＡＤＣ１２プレス品が生成される。このとき、せん断応力を生じさせないような圧縮による例えば２０ｔ〜１００ｔ程度のプレス加工で行う。
【００２１】
上記冷間プレス後に、これをレンズ倍率をＺ１００：×２００倍とした場合の光学顕微鏡で観察すると、図４（ａ）で示すように、ＡＤＣ１２溶湯によるダイカスト品ではシリコンの析出は見られないが、ＡＤＣ１２鍛造プレスの場合は、図４（ｂ）に示すように、初晶シリコン（Ｓｉ）である初晶α相が析出しており、この初晶シリコンの析出は共晶点以上の過共晶合金の組織であることから、冷間プレスだけで組織が変化していることが判明している。
【００２２】
そこで、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、アルミニウム含有率の互いに異なる半凝固スラリによるアルミニウム合金Ａ，Ｂとして例えば７０７５番の超々ジュラルミンと２０２４番の超ジュラルミンとを貼り合せるために、当該両アルミニウム合金Ａ，Ｂよりも低い融点Ｔｍｃを有する半凝固スラリによるシリコン含有の接合用アルミニウム合金Ｃを接着材料として使用する。そして、重ね合せ工程Ｐ０で前記両アルミニウム合金Ａ，Ｂの間に接合用アルミニウム合金Ｃを挟み込むように配置し、さらに冷間加圧工程Ｐ１により、約１０ｋｇｆ／平方メートル程度の冷間低圧力でプレス加工することで前記接合用アルミニウム合金Ｃを半凝固スラリの微細化された過共晶合金となす。
【００２３】
一般に展伸法で利用されるアルミニウム合金には、４桁の数字からなる国際アルミニウム合金名が使用されている。日本工業規格（ＪＩＳ−Ｈ−４１４０）においても、国際アルミニウム合金名がアルミニウム合金名の一部に取り入れられ準用されている。２０００番台のアルミニウム合金は、アルミニウム（Ａｌ）−銅（Ｃｕ）系合金であって、ジュラルミンもしくは超ジュラルミンの名称で知られる高強度材（耐食性に劣る）である。また、７０００番台のアルミニウム合金は、アルミニウム（Ａｌ）−亜鉛（Ｚｎ）−マグネシウム（Ｍｇ）系合金、アルミニウム（Ａｌ）−亜鉛（Ｚｎ）−マグネシウム（Ｍｇ）−銅（Ｃｕ）系合金であって高強度材である。因みに、銅（Ｃｕ）系はアルミニウム合金中の最高強度を有する。７０７５番台の超々ジュラルミンの用途としては航空機などがある。
【００２４】
上記７０００番と２０００番とは通常のアルミニウム合金よりも約８０℃くらい溶解温度が高い。これらダイカスト合金である７０００番と２０００番との間に融点の低いＡＤＣ１２を介在させて２００ｋｇｆ／平方ミリメートル程度の圧力で冷間プレスすると、ＡＤＣ１２は溶けずに７０００番と２０００番とを接着してしまう。このようにＡＤＣ１２は接着材料として機能するのである。本実施形態では、２００ｋｇｆ／平方メートル程度の圧力以下の低圧力１０ｋｇｆ／平方メートル程度でも可能であり、この場合の熱処理温度は低くても接着効果が大きい。また、ＡＤＣ１２はダイカスト用合金であるが、冷間プレスで接着材料としても応用できる。すなわち、加熱するだけでは組織は変化せず、低圧プレスだけで組織が変わる。また、シリコン成分の大きいものは半凝固（過共晶の合金）はできないが、ＡＤＣ１２は過共晶と同じシリコンの結晶を出してくれているから、これを使用すれば足りる。これによってＡＤＣ１２で耐摩耗品の成形が可能となる。すなわち、アルミニウムの過共晶合金で例えばエンジンピストン等の自動車部品の開発が可能となる。
【００２５】
また、上記した接合用アルミニウム合金Ｃとしては、上記ＡＤＣ１２の他に、例えば成分がアルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）−マグネシウム（Ｍｇ）系のアルミニウム鋳物の材質であるＡＣ４ＣＨ等が挙げられる。ＡＣ４ＣＨの末尾のＨは加工硬化調質であることを示す記号であり、ＡＣ４Ｃを処理したアルミニウム鋳物になる。鋳造性や機械的性質に優れた高級鋳物とされており、自動車用車輪や油圧部品などに使われている。また、ＡＣ４ＣやＡＣ４ＣＨは、ＡＣＥ静圧造型自動鋳造ラインで使用している材料であり、アルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）系合金に少量のマグネシウム（Ｍｇ）を加えたもので、熱処理効果を与え、機械的性質と被削性を改善した合金である。耐食性、鋳造性、被削性などが良く、機械的性質にも優れている。因みに、ＡＣ４Ｃは、例えば油圧部品、ミッションケース、フライホイールハウジング、ブラケット、水冷シリンダーブロック、ハンドル、カーテンウォールなど非常に多くに用いられ、ＡＣ４ＣＨは高級鋳物に使われ、例えば自動車用ホイール、架線金具、航空機用エンジンなどに用いられる。
【実施例１】
【００２６】
次に、実施例１について説明すると、従来ではダイカストに１つの合金が入っているだけであるが、本実施例では、３枚の異種のアルミニウム合金Ａ，Ｂ，Ｃを重ねて加圧することで各アルミニウム合金Ａ，Ｂ，Ｃを接着する。すなわち融点の高い２枚の半凝固スラリの間に融点の低い半凝固スラリを挟み込んで、所定の温度雰囲気で低圧プレスすると接着して３層の複合合金が得られる。例えば、図５に示すように、アルミニウム合金Ａとしての７０７５番の超々ジュラルミンと、アルミニウム合金Ｂとしての２０２４番の超ジュラルミンとを貼り合せるための接着材料として上記した接合用アルミニウム合金ＣであるＡＣ４ＣＨを使用する。超々ジュラルミンと超ジュラルミンとの間にＡＣ４ＣＨを介層させて冷間プレスする。具体的には、３種類合金プレス成形品の製造に際し、上記重ね合せ工程Ｐ０において、上側にチクソ温度６１０℃の超々ジュラルミン７０７５（高強度・低価格合金）、中間にチクソ温度５８０℃のＡＣ４ＣＨ、下側にチクソ温度６１０℃の超ジュラルミン２０２４（耐摩耗性・耐熱強度）を積層させ、前記加温工程Ｐ２において、接合用アルミニウム合金Ｃの溶解温度Ｔｍｃよりも高く且つ外側の両アルミニウム合金Ａ，Ｂの溶解温度Ｔｍａ，ｍｂよりも低い温度Ｔ（Ｔｍｃ＜Ｔ＜Ｔｍａ，ｍｂ）に加熱保持する。例えば、５８０℃＜Ｔ＜６１０℃の範囲に温度設定可能な加温保持炉で温度を約６１０℃に設定し、その後、前記温間加圧工程Ｐ３において、プレス圧約１８ＭＰａで加圧する。このとき各材料の表面には凹凸があり、この状態でプレスする。
【００２７】
図６に示すように、異種アルミニウム合金の複合製造品として例えばエンジン等のピストンリングの如き鍛造製品１を製造する場合、例えば断面略Ｕ字型の成形用金型２と、断面略Ｕ字型の押し型３とを使用したダイカスト鍛造プレス装置で約１０〜２００ｋｇｆ／平方ミリメートルの低圧力で冷間プレス加工する。鍛造製品１としてのピストンリングは、高温に加熱される頭部が耐磨耗性と耐熱強度性を有するアルミニウム合金Ｂとなり、シャフト４の入る部分は摺動性のために高強靭性と低価格のアルミニウム合金Ａとなって製造される。このように同じ半溶融であっても本実施形態では貼り合せる材料が違うものとなる。なお、鍛造製品１としてピストンリングの場合について説明したが、これに限らず、その他の鍛造製品１として例えばリールやトルクコンバータ等、その他の製品であっても本実施形態における異種アルミニウム合金の複合製造品として容易に製造することができる。
【００２８】
図７に示すように、上記冷間プレス後の組織をレンズ倍率をＺ１００：×２００倍とした場合の光学顕微鏡で観察すると、超々ジュラルミン７０７５と中間のＡＣ４ＣＨとの境界部（図中、符号Ｘで示す）、およびＡＣ４ＣＨと超ジュラルミン２０２４との境界部（図中、符号Ｙで示す）は、ともに目視が不可となっていることから、ＡＣ４ＣＨ（図中、領域ＲＣで示す）による超々ジュラルミン７０７５（図中、領域ＲＡで示す）と超ジュラルミン２０２４（図中、領域ＲＢで示す）との接着が確実なものとなっていることは明白である。
【実施例２】
【００２９】
次に、実施例２について説明すると、本実施例では、材料に熱を加えてＡ組織合金とＢ組織合金とが溶融して一体化する場合である。すなわち、図８に示すように、アルミニウム含有率の互いに異なる半凝固スラリによる複数のアルミニウム合金Ａ，Ｂを接着するために、当該両アルミニウム合金Ａ，Ｂよりも低い融点を有するシリコン含有の半凝固スラリによる接合用アルミニウム合金Ｃとして例えば成分がアルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）−銅（Ｃｕ）系の機械的性質、被削性、鋳造性がよいアルミニウム鋳物材質であるＡＤＣ１２を使用する。ＡＤＣ１２は、例えば自動車部品、二輪車部品、農機具ギヤケース、電動工具カバー、ガス機器上下カバー等の部品として使用されており、融点は５８０℃、凝固温度は５８２〜５１５℃、熱伝導率は０．２３である。
具体的には、図８（ａ）に示すように、鋳物用合金・ダイカスト用合金であるＡ組合金（融点５８０℃）とＢ組合金（融点５８０℃）との間に、上記ＡＤＣ１２を挟み、接合用アルミニウム合金Ｃの溶解温度Ｔｍｃよりも高く且つ外側の両アルミニウム合金Ａ，Ｂの溶解温度Ｔｍａ，ｍｂよりも低い温度Ｔ（Ｔｍｃ＜Ｔ＜Ｔｍａ，ｍｂ）に加熱保持する。例えば５１０℃＜Ｔ＜５６０℃の温度範囲内で熱処理すると熱によってアルミニウム合金Ａ，Ｂと接合用アルミニウム合金Ｃとの間の積層界面が溶けて一体化する。その後、約１０〜２００ｋｇｆ／平方ミリメートルの低圧力で冷間プレス加工する。この場合、微細化された半凝固スラリを重ねてわずかに加熱するだけで、低圧力でも複合製品ができるのであって、半凝固スラリであれば合金の種類によらない。
【符号の説明】
【００３０】
Ｐ０…重ね合せ工程                      Ｐ１…冷間加圧工程
Ｐ２…加温工程                          Ｐ３…温間加圧工程
Ｑ…溶湯                                Ｔｍｃ…接合用アルミニウム合金の溶解温度
Ｔｍａ，Ｔｍｂ…アルミニウム合金の溶解温度
Ａ，Ｂ，Ｃ…アルミニウム合金            Ｎａ，Ｎｂ…濃度（密度）
Ｘ，Ｙ…境界部                          ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ…領域
Ｈ…柄杓                                Ｌ…プレート
１…鍛造製品                            ２…成形用金型
３…押し型                              ４…シャフト
１１…溶融保持炉                        １２…冷却用金型
１３…加熱炉                            １４…成形用金型
１５…押し型
【図１】
2018176202.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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