CN1529763A - 铸造锻造用铝合金,铝合金铸造锻造件及制造方法 - Google Patents

铸造锻造用铝合金,铝合金铸造锻造件及制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1529763A
CN1529763A CNA028113608A CN02811360A CN1529763A CN 1529763 A CN1529763 A CN 1529763A CN A028113608 A CNA028113608 A CN A028113608A CN 02811360 A CN02811360 A CN 02811360A CN 1529763 A CN1529763 A CN 1529763A
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
forge
forging
weight
raw material
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
Application number
CNA028113608A
Other languages
English (en)
Inventor
松本政治
利
渡部正利
辅
町野大辅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Feng Rong Industrial Co Ltd
Asahi Tec Corp
Original Assignee
Feng Rong Industrial Co Ltd
Asahi Tec Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Feng Rong Industrial Co Ltd, Asahi Tec Corp filed Critical Feng Rong Industrial Co Ltd
Publication of CN1529763A publication Critical patent/CN1529763A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/26—Making machine elements housings or supporting parts, e.g. axle housings, engine mountings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/18—Steering knuckles; King pins
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10—Constructional features of arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/20—Constructional features of semi-rigid axles, e.g. twist beam type axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/50—Constructional features of wheel supports or knuckles, e.g. steering knuckles, spindle attachments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/70—Materials used in suspensions
    • B60G2206/71—Light weight materials
    • B60G2206/7102—Aluminium alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/70—Materials used in suspensions
    • B60G2206/71—Light weight materials
    • B60G2206/7103—Magnesium alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/80—Manufacturing procedures
    • B60G2206/81—Shaping
    • B60G2206/8101—Shaping by casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/80—Manufacturing procedures
    • B60G2206/81—Shaping
    • B60G2206/8102—Shaping by stamping
    • B60G2206/81022—Shaping by stamping by forging

Abstract

本发明涉及含有硅0.2～2.0重量％，镁0.35～1.2重量％，铜0.1～0.4重量％，锰0.01～0.08重量％的铝铸造锻造件。利用锻造时产生的无用的毛边作为原料，通过调整合金元素的重量比，提高流动性和铸造性能的同时，使之具有足够的强度，防止无用的金属间化合物的生成，抑制氧化恶化和腐蚀性，并且利用锻造效果进一步提高强度。此外，本发明涉及包含熔融金属工序，铸造工序，粗锻工序，精锻工序，修边工序的铝铸造锻造件的制造方法，制造工艺进一步简化，成品率提高，生产率良好。作为铝的厚度大的加工产品，抗拉强度、屈服强度、延伸率大，与现有技术的铸造锻造件相比，提高机械强度，可以获得耐腐蚀性优异，没有缺陷的质量高的低成本的铝铸造锻造件。

Description

铸造锻造用铝合金，铝合金铸造锻造件及制造方法
技术领域
本发明涉及用于车辆用部件等的、期望进一步降低成本的铸造锻造用铝合金，铝合金铸造锻造件，以及铝合金的铸造锻造件的制造方法。更详细地说，涉及用于为了改进汽车的油耗性能、达到轻量化的车辆用行走部件的制造，可以利用锻造工艺中产生的毛边等无用的锻造用材料作为原料的铸造锻造用铝合金，以及机械性质优异，含有特定量的硅、镁、铜、锰的铝铸造锻造件及铝铸造锻造件的制造方法。
背景技术
作为地球环境问题之一的地球变暖化，在人类的所有活动中，二氧化碳的影响是很大的，全世界强烈要求降低工场、发电厂排出的二氧化碳和汽车燃料的消耗量。在1997年在京都召开的气候变化框架条约第3次会议，即所谓的防止地球变暖化会议COP3上，与1990年相比，从2008～2012年，日本限制以二氧化碳为主的温室效应气体排放量平均降低6％。
据此，对于汽车的油耗性能，对于汽油发动机以2010年度作为目标年度，柴油发动机以2005年度为目标年度，确定以车辆重量区分的油耗性能目标基准值。此外，纳税制度也对低公害的车辆采取优惠措施，今后，在提高汽车购买者及使用者对环境问题的理解程度的同时，对于汽车制造业的人员而言，促进其为了提高油耗性能进行的技术开发，强烈要求努力开发燃料消耗经济性优异的汽车。此外，这种开发为了战胜业界之间的竞争是很有必要的。
关于汽车的燃料消耗经济性，有利用燃料电池，天然气，以及电等新的动力源，或者对它们进行混合利用，或者稀薄燃料发动机及直喷发动机等原动机系统的技术改进，进而通过改进电力传动系统的损失及车身外形降低行驶阻力等，最优选地是与其它技术同时并用，尽可能地将汽车的重量轻量化。如果使汽车本身轻量化的话，可以减轻加在动力源上的负荷，对于任何动力源都能够减少其使用量。
此外，使汽车的行走部分轻量化，还可以额外地提高汽车的运转操作性能和乘车舒适感，所以在进行轻量化时，行走部件成为优先程度更高的对象。
其次，在使汽车轻量化时，存在应该改进成本升高的课题。作为轻量化的技术，大致分为结构设计技术和材料技术，与车身结构和结构部件的根本性改良相比，使用材料的变更是更容易采取的轻量化手段，但这些材料一般来说成本都比较高。作为轻量化的材料，可以列举出FRP等树脂材料，通过使用高强度钢板制成的薄铁板，铝合金，镁合金，钛合金，陶瓷，金属复合材料，金属间化合物等，其中，耐腐蚀性差等弱点最小、比铁的成本高的轻量化材料中，更容易适合于低成本的是铝合金。
铝合金，其密度约为铁的1/3，比较容易制造的铸造制品大多用于现有的发动机气缸盖，气缸体等。它们利用高速注塑成形，所谓模铸法制造，能够以高生产效率、比较低的成本进行制造，但不能制成壁厚、强度高的制品，所以，在如上面所述的需要轻量化的行走部件中，用于因强度不足引起的破损直接关系到安全性这样重要的问题，所以，存在着很难采用铸造制品的问题。
对于用于行走部件、例如转向节，悬架臂等的材料，必须是腐蚀性小，强度及延伸特性足够、缺陷少的材料，目前已经采用的有符合这种要求的A6061合金锻造件及AC4CH合金模压铸件(低速注塑成形件)等，但这些产品，没有解决高成本的问题，目前的现状是，其应用极其有限。
现有的A6061合金锻造件等所谓纯铝锻造件成本高的原因，可以列举出，加工工序多，锻造用原料本身成本高，制造工艺中产生毛边等浪费，进而，这些毛边等不用的材料不能作为锻造件的原料回收再利用等。此外，模压铸件工序多，而且注塑速度慢，不能提高生产率，不能降低成本。
这样，特别是在车辆用部件中，为了达到轻量化，要求耐腐蚀性、强度、延伸率优异，没有缺陷，低成本的铝制品，为此，在现有技术中，作为制作这种铝合金制品的材料，提出了改进的各种铝合金的方案。
根据特开平5-59477号公报，提出了一种通过成分调整抑制晶粒粗化、机械性质优异的锻造用铝合金的方案。对其成分进行调整，使之含有硅1.0～1.5重量％，镁0.8～1.5重量％，铜0.4～0.9重量％，锰0.2～0.6重量％，铬0.3～0.9重量％，提高基质强度，抑制晶粒粗化，实现了抗拉强度40kgf/mm2。
但是，虽然提高了强度，但并没有降低成本，而且由于比现有的锻造用原料(A6061合金)含有更多的铜，所以耐腐蚀性降低，此外，由于含镁量增多，流动性降低，产生了铸造性能差的新问题。
此外，根据特开平7-258784号公报，提出了铸造性能优异、高强度的锻造用铝合金材料。利用调整成分，使之含有硅0.8～2.0重量％，镁0.5～1.5重量％，铜0.5～1.0重量％，锰0.4～1.5重量％，铬0.1～0.3重量％的铝合金材料的熔融金属，在控制凝固过程中的冷却速度进行连铸之后，进行均热处理，接着进行热锻造，然后进行固溶处理，进而进行时效处理，将所获得的铝合金锻造件铸造成接近于最终制品的形状时，不会引起在以现有的A6061合金作为原料时产生的铸造裂纹。
在这种方案中，尽管改进了铸造性能，但与现有的锻造用原料(A6061合金)相比，仍然没有降低成本，而且由于含铜量多，所以耐腐蚀性降低，在用于行走部件时，存在着令人不安的问题。此外，由于含镁量大，所以流动性降低，在铸造工艺中必须进行严格的控制，自然会产生制造成本提高的问题。
进而，根据特开平8-3675号公报，提出了机械特性优异的低成本的锻造用铝合金。通过进行成分调整，使其成分为含有硅0.6～3.0重量％，镁0.2～2.0重量％，铜0.3～1.0重量％，锰0.1～0.5重量％，铬0.1～0.5重量％，并且Mg2Si在1.5重量％以上的铝合金，以10～50％的镦锻率进行锻造加工，在铸造时不会发生热裂，可以提高锻造后的强度。
在该方案中，在铸造时可以成形为接近于最终制品的形状，并且可以节省挤压工序进行锻造，从而降低制造成本，但由于含过量的锰，所以，存在着强度降低的问题。锰抑制铝的晶粒生长、保持其组织微细化，从而是提高强度的元素，但当其含量过多时，容易引起生成金属间化合物，反而会使强度下降。
如上所述，要求耐腐蚀性优异，强度、延伸率等机械特性优异、能够放心地用于汽车用行走部件、并且低成本的铝制品，但是，目前还没有提出一种恰当的铝制品的方案。
本发明鉴于上述现有的课题，其目的是解决现有技术中存在的问题，更详细地说，作为铝的厚度大的加工制品，本发明的目的是提供一种抗拉强度、屈服强度、延伸率大，与现有的铸造锻造件相比，机械性质提高，耐腐蚀性优异，没有缺陷、质量高，并且成本低的铝铸造锻造件，及其制造方法。同时，提供利用该铝铸造锻造件及其制造方法带来的重量轻、价格低廉的车辆用行走部件，以期降低汽车的油耗，减少排放的二氧化碳，对防止地球变暖化等环境政策作出贡献。
发明的概述
本发明者等人为了解决上述课题，对厚度大的铝加工制品的原料及制造方法进行了各种研究，结果发现，利用包括毛边等无用的锻造原料在内的铸造锻造用铝合金作为原料，通过调整硅，镁，铜，锰等合金元素的重量比，在提高流动性使铸造性能提高的同时，具有充分的强度，防止无用的金属间化合物的生成，抑制氧化恶化及腐蚀性，并且利用锻造的效果进一步提高强度的铝铸造锻造件，以及制造工艺更简单、成品率高、生产效率良好的制造方法，可以达到上述目的。
即，根据本发明，提供一种铸造锻造用铝合金，在成为铸造、锻造用原料的铸造锻造用铝合金中，其特征在于，它含有硅0.2～2.0重量％，镁0.35～1.2重量％，铜0.1～0.4重量％，锰0.01～0.08重量％。
利用这种铸造锻造用铝合金，能够适合于制造车辆用行走部件。
此外，提供了一种利用铸造锻造用铝合金、以最终制品的形状为100％时，其加工率为18～60％的铸造的预成形件。
此外，根据本发明提供一种铝铸造锻造件，在铸造后，锻造制作的铝铸造锻造件中，其特征在于，它包含硅0.2～2.0重量％，镁0.35～1.2重量％，铜0.1～0.4重量％，锰0.01～0.08重量％。
铝铸造锻造件可以很容易作为车辆行走部件使用。
进而，根据本发明，提供一种铝铸造锻造件的制造方法，在含有0.2～2.0重量％，镁0.35～1.2重量％，铜0.1～0.4重量％，锰0.01～0.08重量％的铝铸造锻造件的制造方法中，其特征在于，所述方法包括以下工序：将锻造用材料在大约680～780℃熔化获得熔融金属的熔融工序，将熔融金属在约60～150℃的铸模温度获得铸造锻造用原料的铸造工序，将锻造用原料加热到约380～520℃的表面温度进行锻造、获得粗锻件的粗锻工序，将粗锻件加热到约380～520℃的表面温度进行锻造，获得精锻件的精锻工序，将精锻件去毛边制成最终制品的修边工序。
优选地，锻造用材料包含在锻造时产生的无用的毛边作为原料。
此外，优选地，当以最终制品的形状为100％时，锻造用原料的形状的加工率为18％～60％。
利用这种铝铸造锻造件的制造方法，可以适合于制作车辆用行走部件。
附图的简单说明
图1、是表示本发明的铝制造锻造件的一个实施例的侧视图。
图2(a)～(c)、是表示本发明的铝铸造锻造件的制造方法的一个实施例的图示，图2(a)是表示在每一种铸造时的加工率的锻造用原料成形体(圆柱试验片)的形状的不同的简略说明图，图2(b)是表示铸造时生成内部缺陷的成形体的一个例子的放大侧视图，图2(c)是表示铸造时内部没有缺陷的成形体的一个例子的放大侧视图。
图3、是说明加工率用的锻造用原料的剖面图。
实施发明的最佳形式
下面，对于本发明的铸造锻造用铝合金、铝铸造锻造件、以及铝铸造锻造件的制造方法，具体地说明其实施形式，但不能解释为本发明受其限制，在不超出本发明的范围的情况下，基于专业人士的知识，可以进行各种变更、修正、和改良。
本发明是一个涉及包含作为原料的锻造时产生的无用的毛边、并且含有规定的微量金属的铸造锻造用铝合金，以及将该铸造锻造用铝合金熔融进行铸造、获得加工率为最终制品的18％～60％左右的锻造用原料、经过锻造工艺之后去掉毛边获得最终制品的铝铸造锻造件，以及其制造方法的发明。
在本发明中，其特征为，在包含于铝铸造锻造件中的微量金属中，特别是，镁的含量比例为0.35～1.2重量％，铜为0.1～0.4重量％，与现有技术相比，这两种元素的含量少。通过这种配合，在提高机械强度的同时，并且可以提高耐腐蚀性，基本上不会生锈。从而，本发明的铝铸造锻造件，能够适合作为使用环境恶劣的汽车的行走部件使用。
此外，在本发明中，其特征为，将通常锻造工艺中必然会发生的无用的毛边作为原料进行再利用，同时，将该原料熔融，并且通过铸造形成与最终制品形状并不接近的形状的预成形件，然后进行锻造，与通常的锻造工艺相比，在简化制造工艺的同时，还可以充分获得锻造的效果，其强度比现有技术的锻造件高。借此，在获得强度很高的制品的同时，可以实现节约原料费用，制造费用下降，降低制造成本。从而，这样制造的铝铸造锻造件，例如，作为汽车行走部件，更详细地说，作为重量轻的铝轮等被广泛使用，在上述原料循环再利用的同时，通过汽车的轻量化改善油耗性能，对环境的改善作出贡献。
下面，对本发明的铸造锻造用铝合金即铝铸造锻造件进行具体说明。
包含在本发明的铸造锻造用铝合金及铝铸造锻造件内的微量金属主要为硅，镁，铜，锰。
通过含有硅，起着提高流动性，改进缩孔性的作用，并且在同时存在有镁时，作为Mg2Si析出，硅是一种改善延伸率、抗拉强度、屈服强度等机械强度的元素。在本发明中，由于将从锻造工艺中排出的毛边作为原料熔融获得熔融金属，所以，提高与铸造性能相关的流动性，使之含有改进缩孔性的硅是必须的。但是，但添加过多时，粗大的Si粒子析出的结果，反而会使抗拉强度等机械强度降低。
优选地，在铸造锻造铝及铝铸造锻造件中，硅的含量为0.2～2.0重量％。当硅不足0.2重量％时，由于熔融金属的铸造性能下降，在铸造时发生裂纹，所以不好。在含量大于2.0重量％时，锻造加工性能降低，容易产生内部缺陷，所以不好。
通过含有镁，在与硅同时存在时，作为Mg2Si从基体中析出，镁是一种改善延伸率、抗拉强度、屈服强度等机械强度的元素。本发明由于是低成本的代替现有技术的锻造件的铝铸造锻造件，所以，比现有技术的强度更高是必不可少的，必须含有镁。但是，当添加过多时不仅强度的改善达到饱和，而且当添加过多时，由于镁是一种容易氧化的元素，所以促进熔融金属的氧化，流动性降低，容易生成铸造缺陷。此外，耐腐蚀性也降低，作为产品时，不能耐受恶劣的使用环境。从而，优选含量较少。
优选地，镁在铸造锻造用铝合金及铝铸造锻造件中的含量为0.35～1.2重量％。当镁的含量不足0.35重量％时，Mg2Si的析出量不足，强度不够，不理想，当超过1.2重量％时，除上面所述之外，淬火灵敏度降低，容易引起锻造缺陷，结果是作为锻造件的质量下降，导致机械强度的降低，不理想。
铜是一种通过含有它可以改善强度的元素。在含有铜的锻造件中，可以获得在冷却后放置在常温下，经过一段时间析出结晶的所谓时效处理中发现的Al-Cu或Al-Cu-Mg系析出物，借此，可以促进由上面所述的析出的Mg2Si引起的强度的改善作用，从而提高强度。在本发明中，由于作为锻造件其强度高于现有技术的强度是必不可少的，所以，优选地使之含有铜。但是，例如考虑用于汽车的行走部件等的最重视耐腐蚀性的制品时，由于铜容易氧化，加入过多时容易腐蚀，所以含有量少是十分必要的。
优选地，铜在铸造锻造用铝合金及铝铸造锻造件中，含量为0.1～0.4中重量％。当铜不足0.1重量％时，不会使之提高强度，不理想，在多于0.4重量％时，耐腐蚀性降低，容易生锈，在长时间使用时不能保持其强度，所以是不理想的。
锰是一种通过含有它抑制铝合金再结晶、晶粒长大的元素。从而，保持铝合金中的组织微细化，保持其强度。由于对于长时间保持延伸率、抗拉强度、屈服强度等机械强度是必要的，所以，在本发明中，使之含有微量的锰是必要的。但是，当添加过多时，锻造时的加工性能降低，并且生成金属间化合物，会出现机械强度、特别是延伸率的降低。
铸造锻造用铝合金及铝铸造锻造件中，锰的含量优选地为0.01～0.08重量％。锰的量不足0.01重量％时，难以保持其强度，不理想，在超过0.08重量％时，锻造性能下降，容易产生缺陷，不理想。
在本发明的铸造锻造用铝合金及铝铸造锻造件中含有的微量金属，如上所述，余量为铝。
将获得这种成分的铸造锻造用铝合金作为原料，可以很容易利用在现有的锻造工艺中产生的无用的毛边。例如，根据日本工业标准，适合用于现有的锻造的A6061合金的成分标准为，硅0.4～0.8重量％，铁0.7重量％以下，镁0.8～1.2重量％，铜0.15～0.4重量％，铬0.04～0.35重量％，余量为铝。从而，在使用A6061合金的无用的毛边的情况下，不必进行大的成分变动，就可调整成本发明的铸造锻造用铝合金的成分。
在现有技术中，在锻造工艺中产生的毛边，只能回收作为廉价的铸造材料用的坯料再利用，不能作为更高价格的锻造用的原料循环再利用。在本发明中，可以实现将锻造工艺中产生的一般使用的原料的大概30％成为无用的毛边，作为锻造用原料和循环再利用，可以减少材料费用。
其次，对本发明的铝铸造锻造件的制造方法进行说明。
如上所述，优选地，利用锻造时产生的无用的毛边作为原料。该原料，为了制成作为目的的含有硅0.2～2.0重量％，镁0.35～1.2重量％，铜0.1～0.4重量％，锰0.01～0.08重量％铝合金，作为纯金属准备不足的金属，或者通过将其它的铝合金与之混合等方法，调整成上述目的成分。这时，优选地，尽可能地使之不含有不可避免的杂质。
将这些原料加入到熔化炉内加热到680～780℃将其熔融，其次，加入到保持炉内进行除气及脱氧处理，获得熔融金属。然后，由该熔融金属用铸造装置金属模成形，获得锻造用原料。
这时，金属模的温度优选地调整到60～150℃。此外，在将最终锻造制品的形状作为100％时，将该金属模制成令加工率约为18～60％的形状，这样可以由以后的锻造提高强度，并且可以简化锻造工艺，从而是优选的。即，通过使加工率大致为18～60％，可以取得利用锻造引起的强度提高的效果与简化锻造工艺引起的成本的降低之间的平衡。
这里，表示加工率和加工程度的值，例如，利用负荷F加工如图3所示的初始厚度D1的材料A，加工后的厚度变成D2时，其加工率R用下式表示。
R[％]＝(D1-D2)/D1×100    (D1＞D2)
其中，在加工后的厚度D2厚时，用下式表示。
R[％]＝(D2-D1)/D1×100    (D2＞D1)
即，在本发明中，在令利用铸造获得的最终的锻造制品的形状作为100％时，获得加工率大致为18～60％的形状的锻造用原料，在锻造该锻造用原料获得最终制品的情况下，通过铸造获得锻造用原料，该锻造用原料的形状为，用锻造用原料的各部分的厚度和在最终制品中相当部分的各部分的厚度求出来的加工率在各部分大概为18～60％。
在本发明的作为铸造锻造用原料，在进一步锻压获得的铝铸造锻造件中，例如，以使用环境并不很好的汽车的行走部件等作为最终产品，最优先考虑的是使其机械强度和耐腐蚀性超过现有的锻造件，例如以A6061合金作为原料制造的锻造件。因此，其铸造性，即，流动性和缩孔性，并不比原来的铸造材料更好。从而，在过分重视提高制造工艺的效率而获得锻造用原料的工艺中，如果使用过分接近最终产品的形状的金属模成形时，容易产生裂纹或内部缺陷等，并且，难以获得由锻造的效果引起的强度的增强，所以是不理想的。因此，优选地，抑制上述加工率。
其次，将利用铸造装置进行金属模成形获得的铸件，即，锻造用原料，加热到表面温度约为380～520℃，利用锻压进行模锻，获得粗锻造件。在粗锻造件冷却后，再次加热到380～520℃表面温度，利用锻压进行精模锻，获得精锻造件。对该精锻造件进行修边，进行T6处理等热处理，制成锻造产品。锻压的负荷，例如，在制造作为汽车用行走部件的转向节时，在粗锻中为2600～2800吨，在精锻造时，大约为3200～3800吨。利用这种制造工艺，得到本发明的铝铸造锻造件。
在本发明中，在本发明的制造工艺中由锻压及修边产生的毛边，可以用切边机收集，再次作为本发明的铝铸造锻造件的原料进行再利用。从而，锻造用原料全部被循环再利用，没有成为废弃物或廉价的铸造用原料。
在本发明的铝铸造锻造件的制造方法中，将原料熔融，获得熔融金属后，在令最终锻造产品的形状为100％时使铸造用金属模的加工率大致为18～60％左右，在可以获得由锻造引起的强度提高的效果的同时，比现有技术的锻造用原料更接近产品的形状，容易加压，所以，不必经过现有技术的锻造工艺的挤压、切断、加热、初锻，粗锻，精锻，修边等工序，可以简化制造工艺，降低制造成本。
下面，利用实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于这些
实施例。
(实施例1)
图1是表示本发明的铝铸造锻造件的一个实施例的图示，是作为汽车用部件的转向节40。
在A6061合金的边角料中添加少量的锰，准备其成分为含有硅0.6重量％，镁0.8重量％，铜0.2重量％，锰0.03重量％的原料，以此为基础，按照以下的工序，制造图1所述的形状的转向节40。
将原料在熔融温度728℃熔融获得熔融金属后，在以最终的转向节40的形状为100％时，利用与之相比加工率为30％的形状的模具，在铸模温度为100℃时进行成形。其次，在粗锻温度395℃(表面温度)下通过锻压，施加粗锻负荷2770吨进行模锻，获得粗锻件。然后，在精锻温度460℃(表面温度)下再次通过锻压，以精锻负荷3260吨的负荷进行模锻。最后通过修边修整形状，作为T4处理以530℃进行固溶化处理加热3小时，冷却后，作为T6处理，在180℃加热6小时进行时效处理，作为铝制品获得转向节40。各温度条件、负荷条件分别示于表1及表2。
(表1)
  熔融金属温度(℃)   铸模温度(℃)
    实施例1     728     100
    实施例2     720     125
(表2)
           粗锻            精锻
   负荷(吨)  表面温度(℃)   负荷(吨)  表面温度(℃)
实施例1     2770     395     3260     460
实施例2     2730     400     3780     445
从所得制品的转向节40在图1所示的试验片采集位置41～44切出试验片，测定作为机械性质的抗拉强度、屈服强度、延伸率，其结果示于表3。
(表3)
   抗拉强度(N/mm2)   屈服强度(N/mm2) 延伸率(％) 备注
  实施例1   41     342     310     17.9
  42     335     307     12.7
  43     352     319     15.1
  44     339     308     10.8
  实施例2   41     340     313     17.5
  42     336     306     13.1
  43     345     311     10.2
  44     336     303     10.6
       平均     340.6     309.6     13.49
       最大     352     319     17.9
       最小     335     303     10.2
       规格     305以上     245以上     10以上    A6061FD
(实施例2)
改变温度条件、负荷条件，除令熔融金属温度为720℃，铸模温度在125℃，粗锻温度400℃，粗锻负荷为2730吨，精锻温度445℃，精锻负荷为3780吨之外，其它和实施例1相同，制造转向节，研究其机械性质。
温度条件，负荷条件示于表1及表2。机械性质的测定结果示于表3。
由实施例1及实施例2的结果可以看出，可以确保，本发明的铝铸造锻造件的机械性质如抗拉强度，屈服强度，延伸率，全部高于现有技术的锻造工艺中制造的A6061FD的规格值。
(实施例3)
准备和实施例1同样的原料，制造圆柱试验片。在熔融温度728℃熔融获得熔融金属之后，形成锻造用原料。在锻造时，制作其加工率分别变更为5％，12％，15％，18％，27％，30％，37％，41％，45％，51％，60％，67％，73％，80％的14种制品。
图2(a)是表示每种加工率的形状之间的差别的图示，对于这些形状不同的锻造用原料(圆柱试验片)，分别进行内部观察。
其结果如图2(b)所示，在加工率在13％以下的锻造用原料中，残留内部缺陷。在加工率18％以上，全部如图2(c)所示没有内部缺陷，是良好的。
工业上的可利用性
如上面说明的，根据本发明，提供一种采用再利用无用的锻造用原料的铸造锻造用铝合金，作为厚度大的铝加工制品，抗拉强度、屈服强度、延伸率大，耐腐蚀性优异，比现有技术的铸造锻造用材料机械性能高，没有缺陷，质量高，并且制造工艺更简单，生产率高，成本低的铝铸造锻造件。同时，由于作为这种铝铸造锻造件的产品，例如，提供轻量、廉价的车辆用行走部件等，所以，可以通过车辆的轻量化，降低汽车等油耗，其结果是，减少排放的二氧化碳，对防止地球变暖作出贡献是有效的。

Claims (9)

1、一种铸造锻造用铝合金，在成为铸造、锻造用原料的铸造锻造用铝合金中，其特征在于，它含有硅0.2～2.0重量％，镁0.35～1.2重量％，铜0.1～0.4重量％，锰0.01～0.08重量％。
2、一种铝铸造锻造件，在铸造后锻造制作的铝铸造锻造件中，其特征在于，它包含硅0.2～2.0重量％，镁0.35～1.2重量％，铜0.1～0.4重量％，锰0.01～0.08重量％。
3、一种预成形件，它是利用权利要求1所述的铸造锻造用铝合金、以最终制品的形状为100％时，其加工率为18％～60％的铸造的预成形件。
4、一种车辆用行走部件，它是利用权利要求1所述的铸造锻造用铝合金制造的。
5、如权利要求3所述的预成形件，前述最终制品是车辆用行走部件。
6、一种铝铸造锻造件的制造方法，在含有硅0.2～2.0重量％，镁0.35～1.2重量％，铜0.1～0.4重量％，锰0.01～0.08重量％的铝铸造锻造件的制造方法中，其特征在于，所述方法包括包括以下工序：
将锻造用材料在大约680～780℃熔化而获得熔融金属的熔融工序，
将前述熔融金属在约60～150℃的铸模温度下获得铸造锻造用原料的铸造工序，
将前述锻造用原料加热到约380～520℃的表面温度进行锻造、获得粗锻件的粗锻工序，
将前述粗锻件加热到约380～520℃的表面温度进行锻造，获得精锻件的精锻工序，
将前述精锻件去毛边制成最终制品的修边工序。
7、如权利要求6所述的铝铸造锻造件的制造方法，前述锻造用原料使用锻造时产生的无用的毛边作为原料。
8、如权利要求6所述的铝铸造锻造件的制造方法，在将前述最终制品的形状作为100％时，前述锻造用原料的加工率为18％至60％。
9、车辆用行走部件，利用权利要求6～8中任何一项所述的铝铸造锻造件的制造方法制作。
CNA028113608A 2001-04-09 2002-03-14 铸造锻造用铝合金,铝合金铸造锻造件及制造方法 Pending CN1529763A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001110092A JP2002302728A (ja) 2001-04-09 2001-04-09 鋳造鍛造用アルミニウム合金、アルミニウム鋳造鍛造品及び製造方法
JP110092/2001 2001-04-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1529763A true CN1529763A (zh) 2004-09-15

Family

ID=18961928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA028113608A Pending CN1529763A (zh) 2001-04-09 2002-03-14 铸造锻造用铝合金,铝合金铸造锻造件及制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20030010412A1 (zh)
EP (1) EP1380662A1 (zh)
JP (1) JP2002302728A (zh)
CN (1) CN1529763A (zh)
WO (1) WO2002083963A1 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101365818B (zh) * 2006-03-31 2011-03-23 株式会社神户制钢所 铝合金锻造构件及其制造方法
CN102950236A (zh) * 2011-08-18 2013-03-06 苏州有色金属研究院有限公司 变形铝合金的锻造方法
CN103194700A (zh) * 2013-04-22 2013-07-10 西南铝业（集团）有限责任公司 一种汽车用铝合金板材的制备方法
CN103834836A (zh) * 2012-11-23 2014-06-04 深圳市欣茂鑫精密五金制品有限公司 一种压铸锻造铝合金及其生产方法
CN106238641A (zh) * 2016-08-11 2016-12-21 江苏亚太安信达铝业有限公司 一种乘用车铝合金链接件的锻造方法
CN107598065A (zh) * 2017-10-23 2018-01-19 徐州市博威机械制造有限公司 一种发动机壳体的锻造工艺
CN107641742A (zh) * 2017-08-30 2018-01-30 上海帅翼驰铝合金新材料有限公司 一种高导热铝合金的制备方法
CN109415780A (zh) * 2016-06-01 2019-03-01 阿莱利斯铝业迪弗尔私人有限公司 6xxx系列铝合金锻造坯料及其制造方法
CN110052595A (zh) * 2019-04-13 2019-07-26 衢州恒业汽车部件有限公司 一种抗穿晶断裂失效模式的汽车转向节及其制造方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1497052A (zh) * 2002-10-01 2004-05-19 ������������ʽ���� 铸造锻造用铝合金、铝铸造锻造制品及制造方法
JP4192755B2 (ja) * 2003-10-28 2008-12-10 アイシン精機株式会社 アルミニウム合金部材及びその製造方法
DE102009035702A1 (de) * 2009-07-30 2011-02-03 Benteler Automobiltechnik Gmbh Fahrwerksbauteil für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung
DE102009054315A1 (de) * 2009-11-24 2011-05-26 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils
JP5416624B2 (ja) * 2010-03-15 2014-02-12 株式会社神戸製鋼所 自動車足回り部品およびその製造方法
KR101211988B1 (ko) 2012-05-25 2012-12-13 이상순 가스버너헤드의 알루미늄 열간단조 방법
FR3032204B1 (fr) * 2015-01-29 2019-08-09 Saint Jean Industries Piece en alliage d'aluminium bas silicium
CN105177380A (zh) * 2015-07-30 2015-12-23 东北轻合金有限责任公司 一种铝合金模锻件的制造方法
DE102017104089A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-14 Ksm Castings Group Gmbh Verfahren zum Herstellen eines wärmebehandelten, mit einem Radlager versehenen Radträgers
US11021187B2 (en) * 2017-12-08 2021-06-01 ILJIN USA Corporation Steering knuckle and method of making the same
IT201800007978A1 (it) * 2018-08-08 2020-02-08 Skf Ab Montante o articolazione di sospensione a basso peso
JP6887460B2 (ja) * 2019-04-10 2021-06-16 株式会社リケン 車両用ナックル
CN110202108B (zh) * 2019-04-13 2021-09-24 郭山河 一种铸锻结合抗扭转耐冲击车用转向节及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2505877A1 (fr) * 1981-05-15 1982-11-19 Cegedur Methode pour ameliorer la formabilite des alliages du type aluminium-magnesium-silicium et nouveaux alliages du type aluminium-magnesium-silicium
DE3243371A1 (de) * 1982-09-13 1984-03-15 Schweizerische Aluminium AG, 3965 Chippis Aluminiumlegierung
JPH0673482A (ja) * 1992-08-26 1994-03-15 Honda Motor Co Ltd アルミニウム合金部材及びその製造方法
JPH08127851A (ja) * 1994-10-27 1996-05-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 腐食疲労に優れた鍛造アルミニウム合金ホイールの製造方法
JPH1112675A (ja) * 1997-06-28 1999-01-19 Kobe Steel Ltd 熱間鍛造用アルミニウム合金及び熱間鍛造品の製造方法
JP2000054054A (ja) * 1998-07-30 2000-02-22 Nippon Light Metal Co Ltd 光輝性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系鍛造品及びその製造方法
JP3721020B2 (ja) * 1999-10-06 2005-11-30 株式会社神戸製鋼所 耐食性に優れた高強度高靱性アルミニウム合金鍛造材

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101365818B (zh) * 2006-03-31 2011-03-23 株式会社神户制钢所 铝合金锻造构件及其制造方法
CN102950236A (zh) * 2011-08-18 2013-03-06 苏州有色金属研究院有限公司 变形铝合金的锻造方法
CN103834836A (zh) * 2012-11-23 2014-06-04 深圳市欣茂鑫精密五金制品有限公司 一种压铸锻造铝合金及其生产方法
CN103834836B (zh) * 2012-11-23 2016-03-02 深圳市欣茂鑫精密五金制品有限公司 一种压铸锻造铝合金及其生产方法
CN103194700A (zh) * 2013-04-22 2013-07-10 西南铝业（集团）有限责任公司 一种汽车用铝合金板材的制备方法
CN109415780A (zh) * 2016-06-01 2019-03-01 阿莱利斯铝业迪弗尔私人有限公司 6xxx系列铝合金锻造坯料及其制造方法
CN109415780B (zh) * 2016-06-01 2021-02-23 阿莱利斯铝业迪弗尔私人有限公司 6xxx系列铝合金锻造坯料及其制造方法
CN106238641A (zh) * 2016-08-11 2016-12-21 江苏亚太安信达铝业有限公司 一种乘用车铝合金链接件的锻造方法
CN106238641B (zh) * 2016-08-11 2018-03-23 江苏亚太安信达铝业有限公司 一种乘用车铝合金链接件的锻造方法
CN107641742A (zh) * 2017-08-30 2018-01-30 上海帅翼驰铝合金新材料有限公司 一种高导热铝合金的制备方法
CN107598065A (zh) * 2017-10-23 2018-01-19 徐州市博威机械制造有限公司 一种发动机壳体的锻造工艺
CN110052595A (zh) * 2019-04-13 2019-07-26 衢州恒业汽车部件有限公司 一种抗穿晶断裂失效模式的汽车转向节及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002302728A (ja) 2002-10-18
WO2002083963A1 (fr) 2002-10-24
EP1380662A1 (en) 2004-01-14
US20030010412A1 (en) 2003-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1529763A (zh) 铸造锻造用铝合金,铝合金铸造锻造件及制造方法
CN105861887B (zh) 一种重载轮毂用抗疲劳原位铝基复合材料及其制备方法
CN1497052A (zh) 铸造锻造用铝合金、铝铸造锻造制品及制造方法
CN108796317B (zh) 适用于新能源汽车的可半固态挤压铸造铝合金及制备方法
CN112176231A (zh) 一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金及其制备方法以及应用
CN110079712B (zh) 铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用
CN115198149B (zh) 免热处理压铸铝合金及其制备方法
CN1071970A (zh) 铝合金
CN112226655B (zh) 一种复合铝合金车轮及其制造方法
CN114231799B (zh) 一种非热处理高韧性压铸铝硅合金及其制备方法
CN105331909B (zh) 半固态铝硅合金流变压铸件无泡热处理方法
CN104357715A (zh) 汽车变速器泵体专用铝合金及其制备方法
CN106566935A (zh) 一种液态模锻铝合金及其制备方法
CN113234972A (zh) 一种铝合金建筑模板及其制备方法
Baser et al. New trends in aluminum die casting alloys for automotive applications
CN113430428A (zh) 一种Al-Mg-Si铝合金及其制备方法
CN1540027A (zh) 触变成型用镁合金坯料的制造方法
CN115161521B (zh) 一种免热处理压铸铝硅锌合金
CN106345984A (zh) 应用于商用车轮毂的a357铝合金的液态模锻工艺法
JP3747232B2 (ja) アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法
JP2012006074A (ja) マグネシウム合金鍛造ピストンの製造方法およびマグネシウム合金鍛造ピストン
CN111286657A (zh) 一种高强度Mg-Gd-Zn-Zr-Ag镁合金及其制备方法
CN1520950A (zh) 锻件的制造方法和锻件的制造装置
CN114752819A (zh) 一种纳米陶瓷颗粒增强铝合金及其制备方法
CN116571694A (zh) 一种促进碳中和的低能耗铝轮毂制备方法、轮毂及生产线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication