CN108699638A - 铝合金和紧固部件 - Google Patents
铝合金和紧固部件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108699638A CN108699638A CN201780011760.4A CN201780011760A CN108699638A CN 108699638 A CN108699638 A CN 108699638A CN 201780011760 A CN201780011760 A CN 201780011760A CN 108699638 A CN108699638 A CN 108699638A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminium alloy
- secure component
- mass ratio
- aluminium
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019752 Mg2Si Inorganic materials 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910018473 Al—Mn—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018565 CuAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017706 MgZn Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/14—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/18—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/057—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with copper as the next major constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
- F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
- F16B19/06—Solid rivets made in one piece
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明涉及的铝合金，含有质量比为0.7%以上1.8%以下的硅、0.5%以上2.1%以下的铜、0.4%以上1.8%以下的锰、0.6%以上1.6%以下的镁以及0.1%以上0.7%以下的锌，余量由铝和不可避免的杂质组成。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金、以及使用该铝合金制成的紧固部件。
背景技术
以往，作为用于实现汽车的油耗改善的一个方法，致力于各种零部件的轻量化。例如，作为发动机缸体的材料，代替铸铁而使用铝合金，或者作为发动机盖和油底壳的材料，代替钢而使用镁合金的情况，逐渐增多。
在通过以往的钢制螺栓将上述的由铝合金或镁合金制成的零部件彼此紧固连结的情况下，由于铝合金或镁合金的线膨胀系数与钢的线膨胀系数之差较大，而容易发生松弛，并且由于异种金属的接触，也容易产生腐蚀。因此，为了充分确保紧固连结的可靠性，必须加深零部件的螺纹孔并增加钢制螺栓的轴部长度、或者增加钢制螺栓的直径。然而，钢制螺栓的轴部长度会对零部件的壁厚产生影响，而钢制螺栓的直径粗细会对设置螺纹孔的零部件凸缘部分的宽度产生影响，因此在紧固连结由铝合金或镁合金制成的零部件时使用钢制螺栓，这在追求轻量化方面成为障碍。
为了解决这样的钢制螺栓的问题，作为用于将由铝合金或镁合金制成的零部件彼此紧固连结的紧固部件，采用铝合金制螺栓逐渐普及起来(例如参照专利文献1和2)。铝合金制的螺栓，由于其与构成各零部件的铝合金或镁合金的线膨胀系数之差较小，而且因异种金属相接触而造成的腐蚀也较小，所以即便使零部件的螺纹孔较浅、或者使螺栓的直径较细，也能够确保紧固连结的可靠性，因此适合用于实现轻量化。
专利文献1公开了一种由6000系列铝合金制成的紧固部件，该铝合金具备作为紧固部件所需要的、拉伸强度为400MPa左右的强度。作为比专利文献1更高强度的铝合金，专利文献2公开了由如下的6000系列铝合金制成的紧固部件，该铝合金由于含有特定范围内的含量的硅、铁、锰、锌、钒等，因而具备拉伸强度为450MPa以上的强度。
专利文献1：日本专利第3939414号公报
专利文献2：日本专利第5495183号公报
发明内容
然而，专利文献2所公开的铝合金由于含有钒，所以硬度由于钒而增加，能够提高强度，但存在韧性却变差的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种强度和韧性优异的铝合金以及紧固部件。
为了解决上述问题而达成目的，本发明涉及的铝合金含有质量比为0.7％以上1.8％以下的硅、0.5％以上2.1％以下的铜、0.4％以上1.8％以下的锰、0.6％以上1.6％以下的镁、以及0.1％以上0.7％以下的锌，余量由铝和不可避免的杂质组成。
此外，根据上述发明，本发明涉及的铝合金中，所含有的上述铜的质量比为1.5％以上2.1％以下。
根据上述发明，本发明涉及的铝合金中，所含有的上述锰的质量比为1.2％以上1.8％以下。
此外，根据上述发明，本发明涉及的铝合金中，所含有的上述硅的质量比为1.4％以上1.8％以下，并且所含有的上述镁的质量比为1.2％以上1.6％以下。
此外，根据上述发明，本发明涉及的铝合金含有质量比为1.4％以上1.8％以下的上述硅、1.5％以上2.1％以下的铜、1.2％以上1.8％以下的上述锰、1.2％以上1.6％以下的上述镁、以及0.1％以上0.7％以下的锌。
此外，根据上述发明，本发明涉及的铝合金还含有从质量比为0.05％以上0.15％以下的镍、0.05％以上0.15％以下的钴和0.05％以上0.3％以下的钛中选择出的至少一种。
此外，本发明涉及的紧固部件是用于紧固连结多个部件的紧固部件，其由上述发明中任一个铝合金制成。
此外，根据上述发明，本发明涉及的紧固部件的拉伸强度为470MPa以上。
根据本发明，能够提供强度和韧性优异的铝合金和紧固部件。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1涉及的紧固部件的结构的侧视图。
图2是表示本发明实施方式2涉及的紧固部件的结构的俯视图。
图3是表示本发明实施方式3涉及的紧固部件的结构的侧视图。
具体实施方式
下面，参照附图对用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)进行说明。另外，附图是示意性的，各部分的厚度与宽度的关系、各部分的厚度比率等有可能与实际情况不同，附图相互之间也有可能存在彼此的尺寸关系或比率不同的部分。
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1涉及的紧固部件的结构的侧视图。图1所示的紧固部件1是由铝(Al)合金制成的螺栓(外螺纹部件的一种)。紧固部件1包括：轴部2，其呈圆柱状；头部3，其设置在轴部2的轴线方向(图1的左右方向)上的一端；以及颈部4，其构成轴部2与头部3之间的边界。轴部2具有螺纹部22，其表面形成有螺纹牙21。另外，头部3的形状(六角头型)只不过是一个示例，也可以呈其它形状(六角法兰头型、盘头型、平头型、扁圆头型、平顶圆柱头型等)。
紧固部件1由铝合金制成，该铝合金含有硅(Si)、铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)和锌(Zn)，余量由铝(Al)和不可避免的杂质组成。具体而言，本实施方式的铝合金，含有质量比为0.7％以上1.8％以下的Si、0.5％以上2.1％以下的Cu、0.4％以上1.8％以下的Mn、0.6％以上1.6％以下的Mg、以及0.1％以上0.7％以下的Zn。此外，还可以含有从0.05％以上0.15％以下的镍(Ni)、0.05％以上0.15％以下的钴(Co)和0.05％以上0.3％以下的钛(Ti)中选择出的至少一种元素。在以下的说明中，“含量”表示按质量比的含有比率。
其中，Si发挥如下作用：经时效处理后析出Mg2Si，通过该Mg2Si的析出能够增加强度。尤其在Mg含量为1.2％以上1.6％以下的情况下，如果Si含量为1.4％以上1.8％以下，则能够进一步增加Mg2Si析出物的量，可进一步提高强度，因而较为理想。另一方面，如果Si含量超过1.8％，则会使合金的拉伸性能下降。此外，如果Si含量不到0.7％，则基于Mg2Si析出物的强度提高效果会不充分。
Cu发挥如下作用：经时效处理后析出CuAl2和Al2CuMg，通过该析出物能够增加强度。尤其在Cu含量为1.5％以上2.1％以下时，能够进一步增加这些析出物的量，可进一步提高强度。另一方面，如果Cu含量超过2.1％，则会使合金的耐腐蚀性、耐应力腐蚀开裂性和拉伸性能下降。此外，如果Cu含量不到0.5％，则基于这些析出物的强度提高效果会不充分。
Mn是产生固溶强化的元素。而且，经时效处理后也生成Al-Mn-Si类析出物，能够增加强度。尤其在Mn含量为1.2％以上1.8％以下时，能够进一步增加这些析出物的量，可进一步提高强度。另一方面，如果Mn含量超过1.8％，则会使合金的拉伸性能下降。此外，如果Mn含量不到0.4％，则基于这些析出物的强度提高效果会不充分。
Mg发挥如下作用：经时效处理后析出Mg2Si，能够增加强度。尤其在Si含量为1.4％以上1.8％以下的情况下，如果Mg含量为1.2％以上1.6％以下，则能够进一步增加Mg2Si析出物的量，可进一步提高强度。另一方面，如果Mg含量超过1.6％，则会使拉伸性能下降。此外，如果Mg含量不到0.6％，则基于Mg2Si析出物的强度提高效果会不充分。
Zn发挥如下作用：经时效处理后析出MgZn2，能够增加强度。这里，如果Zn含量超过0.7％，则会使合金的耐腐蚀性、耐应力腐蚀开裂性和拉伸性能下降。此外，如果Zn含量不到0.1％，则基于这些析出物的强度提高效果会不充分。
Ni是与Al、Fe、Cu等结合形成析出物而使耐热性提高的元素，可以根据需要添加。这里，如果Ni含量超过0.15％，则会使耐腐蚀性、耐应力腐蚀开裂性和拉伸性能下降。此外，如果Ni含量不到0.05％，则基于这些析出物的强度提高效果会不充分。
Co是与Al等结合形成析出物而使耐热性提高的元素，可以根据需要添加。这里，如果Co含量超过0.15％，则会使合金的拉伸性能下降。此外，如果Co含量不到0.05％，则基于这些析出物的强度提高效果会不充分。
Ti是通过铸造组织的微细化而使强度增加的元素，可以根据需要添加。这里，如果Ti含量超过0.3％，则会使合金的拉伸性能下降。此外，如果Ti含量不到0.05％，则基于组织微细化的强度提高效果会不足。
由含有0.7％以上1.8％以下的Si、0.5％以上2.1％以下的Cu、0.4％以上1.8％以下的Mn、0.6％以上1.6％以下的Mg和0.1％以上0.7％以下的Zn、余量由Al和不可避免的杂质组成的铝合金制成的紧固部件1，其拉伸强度为470MPa以上800MPa。而且，紧固部件1的0.2％屈服强度为400MPa以上，断裂伸长率为12％以下，韧性优异。
紧固部件1是通过对由上述的铝合金制成的棒状部件实施拉丝加工和冷镦加工等来成形的。对棒状部件实施拉丝加工和冷镦加工来形成紧固部件1，则在其螺纹部22中会出现金属结晶沿着螺纹表面形状被拉长成纤维状的纤维流线(fiber flow)。如果在螺纹部22中产生龟裂，则该龟裂会以横切纤维流线的方式延伸。因此，由于存在纤维流线，能够抑制应力腐蚀开裂。
根据以上说明的本发明实施方式1，通过使用含有0.7％以上1.8％以下的Si、0.5％以上2.1％以下的Cu、0.4％以上1.8％以下的Mn、0.6％以上1.6％以下的Mg和0.1％以上0.7％以下的Zn、余量由铝(Al)和不可避免的杂质组成的铝合金来制作紧固部件1，能够提供强度和韧性优异的紧固部件。
实施方式2
图2是表示本发明实施方式2涉及的紧固部件的结构的俯视图。图2所示的紧固部件5是由上述的铝合金制成的螺母(内螺纹部件的一种)。紧固部件5呈中空圆柱状，在形成于中心部的孔51的内表面形成有螺纹牙52。另外，图2所示的紧固部件5的形状(六角螺母)只不过是一个示例，也能够实现为具有其它形状的螺母(法兰螺母、盖形螺母、长螺母等)。
紧固部件5呈环状，是使用上述的铝合金形成的。紧固部件5是通过对由上述铝合金制成的棒状部件进行拉丝加工、芯部挖孔加工和冷镦加工等来成形的。
根据以上说明的本发明实施方式2，通过使用含有0.7％以上1.8％以下的Si、0.5％以上2.1％以下的Cu、0.4％以上1.8％以下的Mn、0.6％以上1.6％以下的Mg和0.1％以上0.7％以下的Zn、余量由铝(Al)和不可避免的杂质组成的铝合金来制作紧固部件5，与实施方式1同样，能够提供强度和韧性优异的紧固部件。
实施方式3
图3是表示本发明实施方式3涉及的紧固部件的结构的侧视图。图3所示紧固部件6是由上述的铝合金制成的铆钉。紧固部件6包括：轴部7，其呈圆柱状；头部8，其设置在构成轴部7的圆柱的高度方向(图3的左右方向)上的一端；以及颈部9，其构成轴部7与头部8之间的边界。另外，图3所示头部8的形状(圆头型)只不过是一个示例，具有其它形状(平头型等)也可以。
紧固部件6可以通过对由上述铝合金制成的棒状部件进行拉丝加工和冷镦加工等来成形。
根据以上说明的本发明实施方式3，通过使用含有0.7％以上1.8％以下的Si、0.5％以上2.1％以下的Cu、0.4％以上1.8％以下的Mn、0.6％以上1.6％以下的Mg和0.1％以上0.7％以下的Zn、余量由铝(Al)和不可避免的杂质组成的铝合金来制作紧固部件6，与实施方式1同样，能够提供强度和韧性优异的紧固部件。
以上对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明并不仅限于上述的实施方式1～3。例如，也能够将本发明涉及的紧固部件实现为螺栓以外的外螺纹部件、即小螺钉或自攻螺钉。
这样，本发明能够包括在本说明书中没有记载的各种实施方式等，在不脱离由权利要求书所确定的技术思想的范围内，能够实施各种设计变更等。
实施例
下面，对本发明涉及的铝合金的实施例进行说明。另外，本发明并不限于这些实施例。
实施例1～10、比较例1～5
用电炉将表1所示的各成分的铝合金熔化后，进行铸造获得铸块。接着，对该铸块以500～560℃进行加热以进行均质化处理。然后，对该铸块进行热轧和拉丝加工，获得直径为10～11mm的线材。将该线材切断成规定尺寸后，进行冷镦加工，获得胚料。对该胚料，在530～560℃的温度条件下进行固溶处理后，以150～200℃的温度进行人工时效处理，然后进行辗牙加工，由此制作出公称直径为8mm、螺距为1.25mm的螺栓。对这些螺栓进行拉伸试验，求得拉伸强度、0.2％屈服强度和断裂伸长率。结果见表1。
表1
实施例1～4
实施例1～4是含有0.7％以上1.8％以下的Si、0.5％以上2.1％以下的Cu、0.4％以上1.8％以下的Mn、0.6％以上1.6％以下的Mg、以及0.1％以上0.7％以下的Zn、余量由铝(Al)和不可避免的杂质组成的铝合金。
实施例5～10
实施例5～10是含有0.7％以上1.8％以下的Si、0.5％以上2.1％以下的Cu、0.4％以上1.8％以下的Mn、0.6％以上1.6％以下的Mg、以及0.1％以上0.7％以下的Zn、并且含有从0.05％以上0.15％以下的镍(Ni)、0.05％以上0.15％以下的钴(Co)和0.05％以上0.3％以下的钛(Ti)中选择出的至少一种、余量由铝(Al)和不可避免的杂质组成的铝合金。
比较例1～5
比较例1～5相对于含有0.7％以上1.8％以下的Si、0.5％以上2.1％以下的Cu、0.4％以上1.8％以下的Mn、0.6％以上1.6％以下的Mg、以及0.1％以上0.7％以下的Zn、余量由铝(Al)和不可避免的杂质组成的铝合金，其中一个元素在该范围之外。具体而言，比较例1的Mg为0.51％，脱离上述范围。比较例2的Si为0.62％，脱离上述范围。比较例3的Cu为0.43％，脱离上述范围。比较例4的Mn为0.32％，脱离上述范围。比较例5的Zn为0.02％，脱离上述范围。
就拉伸强度而言，从表1可以看出，实施例1～10为470MPa以上，相对于此，比较例1～5不到470MPa，实施例1～10可满足上述的强度，即，具有高强度。此外，就0.2％屈服强度和断裂伸长率而言，从表1可以看出，实施例1～10的0.2％屈服强度为400MPa以上、且断裂伸长率为12％以下，相对于此，比较例1～5的0.2％屈服强度不到400MPa、且断裂伸长率为13％以上，实施例1～10可满足上述的强度，韧性也优越。
综上所述，本发明涉及的铝合金和紧固部件可提供强度和韧性优异的紧固部件。
符号说明
1、5、6 紧固部件
2、7 轴部
3、8 头部
4、9 颈部
21、52 螺纹牙
22 螺纹部
51 孔
Claims (8)
1.一种铝合金，其特征在于：
含有质量比为0.7%以上1.8%以下的硅、0.5%以上2.1%以下的铜、0.4%以上1.8%以下的锰、0.6%以上1.6%以下的镁、以及0.1%以上0.7%以下的锌，余量由铝和不可避免的杂质组成。
2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于：
所含有的所述铜的质量比为1.5%以上2.1%以下。
3.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于：
所含有的所述锰的质量比为1.2%以上1.8%以下。
4. 根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于：
所含有的所述硅的质量比为1.4%以上1.8%以下，并且
所含有的所述镁的质量比为1.2%以上1.6%以下。
5.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于：
含有质量比为1.4%以上1.8%以下的所述硅、1.5%以上2.1%以下的铜、1.2%以上1.8%以下的所述锰、1.2%以上1.6%以下的所述镁、以及0.1%以上0.7%以下的锌。
6.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于：
还含有从质量比为0.05%以上0.15%以下的镍、0.05%以上0.15%以下的钴和0.05%以上0.3%以下的钛中选择出的至少一种。
7.一种紧固部件，用于紧固连结多个部件，其特征在于：
该紧固部件由权利要求1至6中任一项所述的铝合金制成。
8.根据权利要求7所述的紧固部件，其特征在于：
该紧固部件的拉伸强度为470MPa以上。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016-030423 | 2016-02-19 | ||
| JP2016030423 | 2016-02-19 | ||
| PCT/JP2017/005750 WO2017142030A1 (ja) | 2016-02-19 | 2017-02-16 | アルミニウム合金および締結部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108699638A true CN108699638A (zh) | 2018-10-23 |
Family
ID=59626075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201780011760.4A Pending CN108699638A (zh) | 2016-02-19 | 2017-02-16 | 铝合金和紧固部件 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11279990B2 (zh) |
| EP (1) | EP3418409B1 (zh) |
| JP (1) | JP6577652B2 (zh) |
| CN (1) | CN108699638A (zh) |
| WO (1) | WO2017142030A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115323226A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-11-11 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 船舶用紧固件及其制备方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7044863B2 (ja) * | 2018-03-01 | 2022-03-30 | 本田技研工業株式会社 | Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系アルミニウム合金材 |
| EP3938554B1 (en) | 2019-03-13 | 2023-09-06 | Novelis, Inc. | Age-hardenable and highly formable aluminum alloys, monolithic sheet made therof and clad aluminum alloy product comprising it |
| JPWO2021153286A1 (zh) * | 2020-01-31 | 2021-08-05 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102482737A (zh) * | 2010-03-15 | 2012-05-30 | 日产自动车株式会社 | 铝合金及铝合金制高强度螺栓 |
| CN103313810A (zh) * | 2010-11-10 | 2013-09-18 | 株式会社托普拉 | 铝基合金制紧固件的制造方法及铝基合金制紧固件 |
| CN103339276B (zh) * | 2011-11-16 | 2015-06-10 | 住友电气工业株式会社 | 螺栓用铝合金线、螺栓及其制造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3939414B2 (ja) | 1997-12-12 | 2007-07-04 | 古河スカイ株式会社 | 高強度アルミニウム合金製ねじおよびその製造方法 |
| JP4101614B2 (ja) * | 2002-11-01 | 2008-06-18 | 住友軽金属工業株式会社 | 耐食性および耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材の製造方法 |
| JP5421613B2 (ja) * | 2009-02-20 | 2014-02-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐軟化性に優れた高強度アルミニウム合金線棒材およびその製造方法 |
| JP2011252212A (ja) | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | ６０００系アルミニウム合金材の成形加工方法および成形加工品 |
| JP6368087B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2018-08-01 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム合金線材、アルミニウム合金線材の製造方法、及びアルミニウム合金部材 |
| JP6420553B2 (ja) * | 2014-03-03 | 2018-11-07 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム合金、アルミニウム合金線材、アルミニウム合金線材の製造方法、アルミニウム合金部材の製造方法、及びアルミニウム合金部材 |
| EP3018226A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-11 | Constellium Valais SA (AG, Ltd) | Ultra high strength products forged from 6xxx aluminium alloys having excellent corrosion resistance |
-
2017
- 2017-02-16 CN CN201780011760.4A patent/CN108699638A/zh active Pending
- 2017-02-16 JP JP2018500199A patent/JP6577652B2/ja active Active
- 2017-02-16 EP EP17753285.0A patent/EP3418409B1/en active Active
- 2017-02-16 WO PCT/JP2017/005750 patent/WO2017142030A1/ja active Application Filing
- 2017-02-16 US US15/999,785 patent/US11279990B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102482737A (zh) * | 2010-03-15 | 2012-05-30 | 日产自动车株式会社 | 铝合金及铝合金制高强度螺栓 |
| CN103313810A (zh) * | 2010-11-10 | 2013-09-18 | 株式会社托普拉 | 铝基合金制紧固件的制造方法及铝基合金制紧固件 |
| CN103339276B (zh) * | 2011-11-16 | 2015-06-10 | 住友电气工业株式会社 | 螺栓用铝合金线、螺栓及其制造方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ISAO IWAYAMA ET AL.: "6056 Aluminum Alloy Wire for Automotive Fasteners", 《SEI TECHNICAL REVIEW》 * |
| 康宁 等: "《电解铝生产》", 30 September 2015, 冶金工业出版社 * |
| 胡如南 陈松祺: "《实用镀铬技术》", 31 July 2005, 国防工业出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115323226A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-11-11 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 船舶用紧固件及其制备方法 |
| CN115323226B (zh) * | 2022-10-14 | 2023-01-24 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 船舶用紧固件及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3418409A1 (en) | 2018-12-26 |
| EP3418409A4 (en) | 2019-07-03 |
| EP3418409B1 (en) | 2020-04-01 |
| US20190316230A1 (en) | 2019-10-17 |
| JPWO2017142030A1 (ja) | 2018-12-13 |
| JP6577652B2 (ja) | 2019-09-18 |
| WO2017142030A1 (ja) | 2017-08-24 |
| US11279990B2 (en) | 2022-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11136657B2 (en) | Aluminum alloy plastic worked article, method for manufacturing the same, and automobile component | |
| CN108699638A (zh) | 铝合金和紧固部件 | |
| EP2548983B1 (en) | High-strength bolt made from aluminium alloy | |
| RU2441089C1 (ru) | КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ Fe-Cr-Ni, ИЗДЕЛИЕ ИЗ НЕГО И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ | |
| CN1764734B (zh) | 生产具有良好的低温韧性的高强度部件用钢以及这种类型钢的使用 | |
| JP5276341B2 (ja) | 耐水素脆化特性に優れた高圧ガス容器用アルミニウム合金材 | |
| US20180127859A1 (en) | Increasing strength of an aluminum alloy | |
| CN1099470C (zh) | 铁变性的锡黄铜 | |
| CN107743526A (zh) | 用于获得由6xxx铝合金制成的用于牵引孔眼的高强度固体挤出产品的制造方法 | |
| CN106893900A (zh) | 汽车用铝合金锻造材 | |
| JP5756091B2 (ja) | アルミニウム合金鍛造部材の製造方法 | |
| EP2700727A1 (de) | Al-Gusslegierung | |
| JP2000144296A (ja) | 高強度高靱性アルミニウム合金鍛造材 | |
| US20050173032A1 (en) | Casting of an aluminium alloy | |
| JP2004043907A (ja) | 強度部材用アルミニウム合金鍛造材および鍛造材用素材 | |
| CN107365926B (zh) | 铝合金铸件和制造方法 | |
| JP5099660B2 (ja) | 高強度タッピンねじ | |
| US20120027639A1 (en) | Aluminum alloy for die casting | |
| JP3721020B2 (ja) | 耐食性に優れた高強度高靱性アルミニウム合金鍛造材 | |
| KR20090101167A (ko) | 스테인리스 강으로 이루어진 볼 핀 및 부싱 | |
| JP2006274415A (ja) | 高強度構造部材用アルミニウム合金鍛造材 | |
| WO2022091944A1 (ja) | 自動車のホイール用アルミニウム合金及び自動車のホイール | |
| CA3135702C (en) | Aluminium casting alloy | |
| KR20220132546A (ko) | 알루미늄 합금, 알루미늄 합금선, 알루미늄 합금 부재 및 볼트 | |
| JP2005281742A (ja) | アルミニウム合金、該アルミニウム合金からなる流体機器のスクロール部およびその製造方法。 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181023 |