JP2000212708A - ダイス端保温押出法、押出装置及びアルミニウム押出形材 - Google Patents
ダイス端保温押出法、押出装置及びアルミニウム押出形材Info
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- JP2000212708A JP2000212708A JP11011444A JP1144499A JP2000212708A JP 2000212708 A JP2000212708 A JP 2000212708A JP 11011444 A JP11011444 A JP 11011444A JP 1144499 A JP1144499 A JP 1144499A JP 2000212708 A JP2000212708 A JP 2000212708A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 押出直後の高温状態を溶体化処理に利用し、
時効処理で４００Ｎ／ｍｍ2 以上の高強度が付与された
押出形材を製造する。 【構成】 押出ダイスから出た直後の押出形材の温度が
５４０〜５６０℃となるように押し出し、アルミニウム
合金を所定形状に押し出した後、押出ダイス３から冷却
槽１１に至る途中に配置されている保温槽１３を通過さ
せて、冷却槽１１の入口で５２０℃以上に維持し、冷却
槽で３０℃／秒以上の冷却速度で焼入れする。アルミニ
ウム合金としては、Ｓｉ：１．０〜１．５％，Ｃｕ：
０．５〜０．９％，Ｍｎ：０．２〜０．６％，Ｍｇ：
０．８〜１．５％，Ｃｒ：０．１５〜０．９％，Ｔｉ：
０．０３〜０．０５％，Ｂ：０．０００１〜０．０１
％，必要に応じてＺｒ：０．１〜０．２％を含み、Ｆｅ
含有量を０．２％以下、Ｍｎ＋Ｃｒの合計含有量を１．
２％以下に規制したアルミニウム合金が使用される。
時効処理で４００Ｎ／ｍｍ2 以上の高強度が付与された
押出形材を製造する。 【構成】 押出ダイスから出た直後の押出形材の温度が
５４０〜５６０℃となるように押し出し、アルミニウム
合金を所定形状に押し出した後、押出ダイス３から冷却
槽１１に至る途中に配置されている保温槽１３を通過さ
せて、冷却槽１１の入口で５２０℃以上に維持し、冷却
槽で３０℃／秒以上の冷却速度で焼入れする。アルミニ
ウム合金としては、Ｓｉ：１．０〜１．５％，Ｃｕ：
０．５〜０．９％，Ｍｎ：０．２〜０．６％，Ｍｇ：
０．８〜１．５％，Ｃｒ：０．１５〜０．９％，Ｔｉ：
０．０３〜０．０５％，Ｂ：０．０００１〜０．０１
％，必要に応じてＺｒ：０．１〜０．２％を含み、Ｆｅ
含有量を０．２％以下、Ｍｎ＋Ｃｒの合計含有量を１．
２％以下に規制したアルミニウム合金が使用される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、押出後の押出形材に改
めて溶体化処理することなく時効処理のみを施す、いわ
ゆるＴ５処理で高い機械的特性をもつアルミニウム押出
形材が得られる押出方法，押出装置及び得られたアルミ
ニウム押出形材に関する。
めて溶体化処理することなく時効処理のみを施す、いわ
ゆるＴ５処理で高い機械的特性をもつアルミニウム押出
形材が得られる押出方法，押出装置及び得られたアルミ
ニウム押出形材に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム押出形材は、押出後にその
まま空冷した後、溶体化→水焼入れ→人工時効のＴ６処
理、又は押出後、冷却した後で人工時効するＴ５処理に
よって強度を調整している。押出後の冷却において、押
出直後のダイス端焼入れは、１種の溶体化及び焼入れを
押出中に兼ねる。この点、ダイス端焼入れで冷却する場
合のいわゆるＴ５処理は、押出後に改めて溶体化処理す
るＴ６処理に比較してコスト的に安価なことから、魅力
的な方法といえる。
まま空冷した後、溶体化→水焼入れ→人工時効のＴ６処
理、又は押出後、冷却した後で人工時効するＴ５処理に
よって強度を調整している。押出後の冷却において、押
出直後のダイス端焼入れは、１種の溶体化及び焼入れを
押出中に兼ねる。この点、ダイス端焼入れで冷却する場
合のいわゆるＴ５処理は、押出後に改めて溶体化処理す
るＴ６処理に比較してコスト的に安価なことから、魅力
的な方法といえる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミニウム
合金の材質によっては押出中に溶体化現象が生じ難く、
冷却したアルミニウム押出形材を改めて溶体化するＴ６
処理が必要とされる材質もある。なかでも、４００Ｎ／
ｍｍ2 以上の強度を必要とする組成になると、合金元素
の多量添加に伴って変形抵抗が上昇している。そのた
め、速い速度で押し出すことができず、押出中の押出形
材の冷却に伴って合金元素が析出する傾向が強く、溶体
化現象が生じ難い。
合金の材質によっては押出中に溶体化現象が生じ難く、
冷却したアルミニウム押出形材を改めて溶体化するＴ６
処理が必要とされる材質もある。なかでも、４００Ｎ／
ｍｍ2 以上の強度を必要とする組成になると、合金元素
の多量添加に伴って変形抵抗が上昇している。そのた
め、速い速度で押し出すことができず、押出中の押出形
材の冷却に伴って合金元素が析出する傾向が強く、溶体
化現象が生じ難い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、押出直後の冷却
を抑制することにより、押出形材の後に溶体化条件を確
保すると共に、改めて溶体化処理を施す必要なく人工時
効だけで十分な強度をもつアルミニウム押出形材を得る
ことを目的とする。本発明のダイス端保温押出方法は、
その目的を達成するため、アルミニウム合金を所定形状
に押し出した後、押出ダイスから冷却槽に至る途中に配
置されている保温槽を通過させて押出形材の降温を抑制
し、次いで冷却槽に押出形材を導入して焼入れすること
を特徴とする。被押出し材としては、たとえばＳｉ：
１．０〜１．５重量％，Ｃｕ：０．５〜０．９重量％，
Ｍｎ：０．２〜０．６重量％，Ｍｇ：０．８〜１．５重
量％，Ｃｒ：０．１５〜０．９重量％，Ｔｉ：０．０３
〜０．０５重量％，Ｂ：０．０００１〜０．０１重量
％，必要に応じてＺｒ：０．１〜０．２重量％を含み、
Ｆｅ含有量を０．２重量％以下、Ｍｎ＋Ｃｒの合計含有
量を１．２重量％以下に規制したアルミニウム合金が使
用される。
題を解消すべく案出されたものであり、押出直後の冷却
を抑制することにより、押出形材の後に溶体化条件を確
保すると共に、改めて溶体化処理を施す必要なく人工時
効だけで十分な強度をもつアルミニウム押出形材を得る
ことを目的とする。本発明のダイス端保温押出方法は、
その目的を達成するため、アルミニウム合金を所定形状
に押し出した後、押出ダイスから冷却槽に至る途中に配
置されている保温槽を通過させて押出形材の降温を抑制
し、次いで冷却槽に押出形材を導入して焼入れすること
を特徴とする。被押出し材としては、たとえばＳｉ：
１．０〜１．５重量％，Ｃｕ：０．５〜０．９重量％，
Ｍｎ：０．２〜０．６重量％，Ｍｇ：０．８〜１．５重
量％，Ｃｒ：０．１５〜０．９重量％，Ｔｉ：０．０３
〜０．０５重量％，Ｂ：０．０００１〜０．０１重量
％，必要に応じてＺｒ：０．１〜０．２重量％を含み、
Ｆｅ含有量を０．２重量％以下、Ｍｎ＋Ｃｒの合計含有
量を１．２重量％以下に規制したアルミニウム合金が使
用される。
【０００５】より詳細には、アルミニウム合金を鋳造，
均質化処理した後、押出用ビレットに切断し、ビレット
を５００〜５３０℃に加熱し、押出ダイスから出た直後
の押出形材の温度が５４０〜５６０℃となるように押し
出し、形材温度を５２０〜５６０℃の範囲に維持した状
態で押出形材を冷却槽に導き、焼入れ温度から２００℃
までの温度域における冷却速度が３０℃／秒以上となる
ように冷却槽で押出形材を焼き入れる。押出速度は、３
〜７ｍ／分の範囲に設定することが好ましい。得られた
押出形材は、１５５〜１９０℃×２〜２０時間の時効処
理によって強度及び伸びが付与され、４００Ｎ／ｍｍ2
以上の強度を示すことから、機械加工により寸法精度を
整えてトルクロッドの連結棒等として使用される。
均質化処理した後、押出用ビレットに切断し、ビレット
を５００〜５３０℃に加熱し、押出ダイスから出た直後
の押出形材の温度が５４０〜５６０℃となるように押し
出し、形材温度を５２０〜５６０℃の範囲に維持した状
態で押出形材を冷却槽に導き、焼入れ温度から２００℃
までの温度域における冷却速度が３０℃／秒以上となる
ように冷却槽で押出形材を焼き入れる。押出速度は、３
〜７ｍ／分の範囲に設定することが好ましい。得られた
押出形材は、１５５〜１９０℃×２〜２０時間の時効処
理によって強度及び伸びが付与され、４００Ｎ／ｍｍ2
以上の強度を示すことから、機械加工により寸法精度を
整えてトルクロッドの連結棒等として使用される。
【０００６】使用する押出装置は、アルミニウム合金を
所定形状に押し出す押出ダイスと、押し出された押出形
材を焼入れする冷却槽と、押出ダイスと冷却槽との間に
配置され、押出形材の降温を抑制する保温槽とを備えて
いる。保温装置としては、断熱材，反射板又は反射箔を
貼り付けた断熱材でできたカバー及び／又は内側にヒー
タを設けたカバーを備えたものが好ましい。また、冷却
槽のダイス側開口部に冷媒阻止具を配置するとき、冷却
槽から飛散する冷媒が冷却前の押出形材に付着すること
が防止され、アルマイト処理後に均一な外観・色調をも
つ押出形材が得られ、機械的性質も均一化される。
所定形状に押し出す押出ダイスと、押し出された押出形
材を焼入れする冷却槽と、押出ダイスと冷却槽との間に
配置され、押出形材の降温を抑制する保温槽とを備えて
いる。保温装置としては、断熱材，反射板又は反射箔を
貼り付けた断熱材でできたカバー及び／又は内側にヒー
タを設けたカバーを備えたものが好ましい。また、冷却
槽のダイス側開口部に冷媒阻止具を配置するとき、冷却
槽から飛散する冷媒が冷却前の押出形材に付着すること
が防止され、アルマイト処理後に均一な外観・色調をも
つ押出形材が得られ、機械的性質も均一化される。
【０００７】
【実施の形態】アルミニウム合金の押出では、図１に示
す設備構成の装置が使用される。被押出材料であるアル
ミニウム合金のビレット１は、コンテナ２に収容され
る。コンテナ２には、押出ダイス３を挟んでボルスタ４
及びエンドプラテン５が対向している。ビレット１は、
ステム６の先端に固着されているダミーブロック７で加
圧され、押出ダイス３で区画される押出空間を通過する
際に所定形状に成形され、図１で左方向に押し出され
る。押出形材は、プラテンホール８をガイド９に沿って
送り出され、冷却槽１１で冷却され、テーブル１２を経
て送られる。通常、冷却槽１１で冷却する場合をダイス
端焼入れといい、この時点で溶体化及び焼入れが完了す
る。ビレット１本分の押出が完了すると、切断機１０で
押出形材を切断し、押出方向に沿って次工程に送り出し
た後、新しいビレットを用いて同様に押出を始める。
す設備構成の装置が使用される。被押出材料であるアル
ミニウム合金のビレット１は、コンテナ２に収容され
る。コンテナ２には、押出ダイス３を挟んでボルスタ４
及びエンドプラテン５が対向している。ビレット１は、
ステム６の先端に固着されているダミーブロック７で加
圧され、押出ダイス３で区画される押出空間を通過する
際に所定形状に成形され、図１で左方向に押し出され
る。押出形材は、プラテンホール８をガイド９に沿って
送り出され、冷却槽１１で冷却され、テーブル１２を経
て送られる。通常、冷却槽１１で冷却する場合をダイス
端焼入れといい、この時点で溶体化及び焼入れが完了す
る。ビレット１本分の押出が完了すると、切断機１０で
押出形材を切断し、押出方向に沿って次工程に送り出し
た後、新しいビレットを用いて同様に押出を始める。
【０００８】押出ダイス３から冷却槽１１までの距離
は、通常２〜４ｍである。この距離を通過する押出形材
の温度及び時間は、合金成分の析出又は溶体化に大きな
影響を及ぼす。押出ダイス３から冷却槽１１に至る間で
溶体化される材質の押出形材は、後続する冷却槽１１で
焼入れされる。溶体化処理は、アルミニウム合金のマト
リックス中に添加元素を固溶させることが目的であり、
押出ダイス３〜冷却槽１１を移動する押出形材に所定の
移動時間及び温度が必要とされる。溶体化状態を維持し
て焼入れされるのに適したアルミニウム合金には、たと
えば６０６１合金（主要合金成分：Ｓｉ０．４〜０．８
重量％，Ｍｇ０．８〜１．２重量％，Ｃｕ０．１５〜
０．４重量％，Ｃｒ０．０４〜０．３５重量％）があ
る。実際、６０６１合金を使用した押出では、ダイス端
焼入れが採用されている。
は、通常２〜４ｍである。この距離を通過する押出形材
の温度及び時間は、合金成分の析出又は溶体化に大きな
影響を及ぼす。押出ダイス３から冷却槽１１に至る間で
溶体化される材質の押出形材は、後続する冷却槽１１で
焼入れされる。溶体化処理は、アルミニウム合金のマト
リックス中に添加元素を固溶させることが目的であり、
押出ダイス３〜冷却槽１１を移動する押出形材に所定の
移動時間及び温度が必要とされる。溶体化状態を維持し
て焼入れされるのに適したアルミニウム合金には、たと
えば６０６１合金（主要合金成分：Ｓｉ０．４〜０．８
重量％，Ｍｇ０．８〜１．２重量％，Ｃｕ０．１５〜
０．４重量％，Ｃｒ０．０４〜０．３５重量％）があ
る。実際、６０６１合金を使用した押出では、ダイス端
焼入れが採用されている。
【０００９】他方、６０６１合金よりも高い強度が要求
される合金系では、材質改善のために添加される合金成
分の含有量が多くなり、大きな変形抵抗を示す材質にな
る。このような合金系では、押出速度が遅くなって冷却
槽１１に至るまでに押出形材が冷却してしまい、溶体化
処理に必要な時間を確保できるものの温度が確保できな
い。そこで、本発明においては、溶体化処理に必要な温
度を確保するため、押出ダイス３から冷却槽１１に送ら
れる押出形材を保温する。保温手段としては、加熱帯の
設置，押出形材を断熱材又は反射板で覆うこと等が採用
される。これにより、押出ダイス３から押し出された押
出形材の保有熱が放射，対流，伝導等で散逸することが
防止され、或いは積極的に加熱され、溶体化に必要な温
度が確保される。
される合金系では、材質改善のために添加される合金成
分の含有量が多くなり、大きな変形抵抗を示す材質にな
る。このような合金系では、押出速度が遅くなって冷却
槽１１に至るまでに押出形材が冷却してしまい、溶体化
処理に必要な時間を確保できるものの温度が確保できな
い。そこで、本発明においては、溶体化処理に必要な温
度を確保するため、押出ダイス３から冷却槽１１に送ら
れる押出形材を保温する。保温手段としては、加熱帯の
設置，押出形材を断熱材又は反射板で覆うこと等が採用
される。これにより、押出ダイス３から押し出された押
出形材の保有熱が放射，対流，伝導等で散逸することが
防止され、或いは積極的に加熱され、溶体化に必要な温
度が確保される。
【００１０】具体的には、長さ約２０００ｍｍ，押出ダ
イス３側の口径約３５０ｍｍ，出口側の口径約１０００
ｍｍのエンドプラテン５を配置する場合、図１に示すよ
うにプラテンホール８を経て冷却槽１１に至る押出形材
の搬送路の一部となるプラテンホール８に保温槽１３を
設けている。保温槽１３を支持するガイド９は、伝導に
よる熱の散逸を防止するため、断熱材１４（図２）を介
して保温槽１３に接続することが好ましい。保温槽１３
は、押出形材１５の押出方向に垂直な面において半円形
断面（図２ａ），矩形断面（図２ｂ）等の何れの断面形
状をもつものでも良く、押出形材１５に合せて保温槽１
３の断面形状が適宜設定される。保温槽１３は、カバー
１６をガイド９で支持する構造をもっている。カバー１
６とガイド９との間に断熱材１４を介装する（図２ａ）
と、ガイド９を介した押出形材１５の保有熱の散逸が防
止される。或いは、カバー１６の内側にヒータ１７を配
置（図２ｂ）し、押出形材１５を積極的に加熱しても良
い。
イス３側の口径約３５０ｍｍ，出口側の口径約１０００
ｍｍのエンドプラテン５を配置する場合、図１に示すよ
うにプラテンホール８を経て冷却槽１１に至る押出形材
の搬送路の一部となるプラテンホール８に保温槽１３を
設けている。保温槽１３を支持するガイド９は、伝導に
よる熱の散逸を防止するため、断熱材１４（図２）を介
して保温槽１３に接続することが好ましい。保温槽１３
は、押出形材１５の押出方向に垂直な面において半円形
断面（図２ａ），矩形断面（図２ｂ）等の何れの断面形
状をもつものでも良く、押出形材１５に合せて保温槽１
３の断面形状が適宜設定される。保温槽１３は、カバー
１６をガイド９で支持する構造をもっている。カバー１
６とガイド９との間に断熱材１４を介装する（図２ａ）
と、ガイド９を介した押出形材１５の保有熱の散逸が防
止される。或いは、カバー１６の内側にヒータ１７を配
置（図２ｂ）し、押出形材１５を積極的に加熱しても良
い。
【００１１】カバー１６には、押出形材１５の保有熱が
散逸することを防止するため、断熱材，反射板等が使用
される。反射板としては、アルミニウム板がある。ま
た、断熱材にアルミニウム箔を貼り付けたカバー１６を
使用すると、押出形材１５の降温が一層効果的に抑制さ
れる。冷却槽１１の押出ダイス３側の開口部には、冷却
槽１１から外部に飛散する冷媒を阻止するためにアルミ
ニウム板，鋼板等で作られ、押出形材１５の断面形状よ
りも若干大きな開口部を備えた冷媒阻止具１８を配置す
ることが好ましい。冷却槽１１から外部への冷媒の飛散
が冷媒阻止具１８で阻止されるため、飛散した冷媒が冷
却槽１１に入る前の押出形材の表面に付着して、表面部
分が局部的に降温することがない。その結果、均一な温
度分布をもった押出形材が冷却槽１１に導入され、機械
的性質及び金属組織が均質化され、機械的性質が均一
で、製品にアルマイト処理した場合でもアルマイト処理
後の外観が均一な押出形材が得られる。
散逸することを防止するため、断熱材，反射板等が使用
される。反射板としては、アルミニウム板がある。ま
た、断熱材にアルミニウム箔を貼り付けたカバー１６を
使用すると、押出形材１５の降温が一層効果的に抑制さ
れる。冷却槽１１の押出ダイス３側の開口部には、冷却
槽１１から外部に飛散する冷媒を阻止するためにアルミ
ニウム板，鋼板等で作られ、押出形材１５の断面形状よ
りも若干大きな開口部を備えた冷媒阻止具１８を配置す
ることが好ましい。冷却槽１１から外部への冷媒の飛散
が冷媒阻止具１８で阻止されるため、飛散した冷媒が冷
却槽１１に入る前の押出形材の表面に付着して、表面部
分が局部的に降温することがない。その結果、均一な温
度分布をもった押出形材が冷却槽１１に導入され、機械
的性質及び金属組織が均質化され、機械的性質が均一
で、製品にアルマイト処理した場合でもアルマイト処理
後の外観が均一な押出形材が得られる。
【００１２】本発明に従った押出法では、たとえば本出
願人が特開平５−５９４７７号公報（特許第２６９７４
００号）で紹介したアルミニウム合金も使用される。特
開平５−５９４７７号公報では該アルミニウム合金を常
法に従って押し出した後、Ｔ６処理を施して強度及び伸
びを付与しているが、本発明ではＴ６処理の溶体化及び
焼入れを押出時に完了する。
願人が特開平５−５９４７７号公報（特許第２６９７４
００号）で紹介したアルミニウム合金も使用される。特
開平５−５９４７７号公報では該アルミニウム合金を常
法に従って押し出した後、Ｔ６処理を施して強度及び伸
びを付与しているが、本発明ではＴ６処理の溶体化及び
焼入れを押出時に完了する。
【００１３】対象とするアルミニウム合金の合金成分及
び含有量等は、次の通りである。Ｓｉ：１．０〜１．５重量％ Ｍｇ：０．８〜１．５重量％ 時効処理によってＭｇ2 Ｓｉとなって析出する合金成分
であり、強度及び伸びを付与する。Ｍｇ2 Ｓｉ系析出物
による強度改善作用を効果的に発揮させる上では、１．
０〜１．５重量％のＳｉ，０．８〜１．５重量％のＭｇ
が必要である。 Ｃｕ：０．５〜０．９重量％ マトリックスを固溶強化する合金成分であり、Ｍｇ2 Ｓ
ｉ析出による強度の向上に加えて更なる向上に有効なＡ
ｌ2 Ｃｕとしても析出する。Ｃｕの添加効果は、含有量
０．５〜０．９重量％の範囲で顕著に現れる。
び含有量等は、次の通りである。Ｓｉ：１．０〜１．５重量％ Ｍｇ：０．８〜１．５重量％ 時効処理によってＭｇ2 Ｓｉとなって析出する合金成分
であり、強度及び伸びを付与する。Ｍｇ2 Ｓｉ系析出物
による強度改善作用を効果的に発揮させる上では、１．
０〜１．５重量％のＳｉ，０．８〜１．５重量％のＭｇ
が必要である。 Ｃｕ：０．５〜０．９重量％ マトリックスを固溶強化する合金成分であり、Ｍｇ2 Ｓ
ｉ析出による強度の向上に加えて更なる向上に有効なＡ
ｌ2 Ｃｕとしても析出する。Ｃｕの添加効果は、含有量
０．５〜０．９重量％の範囲で顕著に現れる。
【００１４】Ｍｎ：０．２〜０．６重量％ Ｃｒ：０．１５〜０．９重量％ 共に押出時に再結晶粒の成長を抑制し、押出形材の機械
的性質を向上させる作用を呈する。その結果、微細な結
晶粒からなる組織をもち、強度及び伸びが改善されたア
ルミニウム合金が得られる。このような効果は、Ｍｎ含
有量を０．２〜０．６重量％，Ｃｒ含有量を０．１５〜
０．９重量％とし、更にＭｎ＋Ｃｒの合計含有量を１．
２重量％以下としたときに顕著になる。Ｚｒ：０．１〜０．２重量％ 必要に応じて添加される合金成分であり、Ｍｎ，Ｃｒと
共同して押出時に再結晶粒の粗大化を抑制し、押出形材
の機械的性質を向上させる作用を呈する。また、押出工
程を経た鍛造品においても押出時に生じた繊維状組織を
残存させる作用があり、引張強さを向上させる。このよ
うな作用は、０．１〜０．２重量％のＺｒを添加すると
き顕著に現れる。
的性質を向上させる作用を呈する。その結果、微細な結
晶粒からなる組織をもち、強度及び伸びが改善されたア
ルミニウム合金が得られる。このような効果は、Ｍｎ含
有量を０．２〜０．６重量％，Ｃｒ含有量を０．１５〜
０．９重量％とし、更にＭｎ＋Ｃｒの合計含有量を１．
２重量％以下としたときに顕著になる。Ｚｒ：０．１〜０．２重量％ 必要に応じて添加される合金成分であり、Ｍｎ，Ｃｒと
共同して押出時に再結晶粒の粗大化を抑制し、押出形材
の機械的性質を向上させる作用を呈する。また、押出工
程を経た鍛造品においても押出時に生じた繊維状組織を
残存させる作用があり、引張強さを向上させる。このよ
うな作用は、０．１〜０．２重量％のＺｒを添加すると
き顕著に現れる。
【００１５】Ｔｉ：０．０３〜０．０５重量％， Ｂ：０．０００１〜０．０１重量％ 鋳造結晶粒の微細化に有効な合金成分であるが、多量添
加は粗大晶出物の発生によりアルミニウム合金の靭性を
劣化させる。そこで、本発明においては、Ｔｉ含有量を
０．０３〜０．０５重量％，Ｂ含有量を０．０００１〜
０．０１重量％の範囲に設定した。Ｆｅ：０．２重量％以下 不純物として混入する成分であり、伸び及び耐食性に悪
影響を及ぼすＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物となってマトリ
ックスに分散する。そのため、Ｆｅ含有量は少ないほど
望ましく、本発明ではＦｅ含有量の上限を０．２重量％
に設定した。
加は粗大晶出物の発生によりアルミニウム合金の靭性を
劣化させる。そこで、本発明においては、Ｔｉ含有量を
０．０３〜０．０５重量％，Ｂ含有量を０．０００１〜
０．０１重量％の範囲に設定した。Ｆｅ：０．２重量％以下 不純物として混入する成分であり、伸び及び耐食性に悪
影響を及ぼすＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物となってマトリ
ックスに分散する。そのため、Ｆｅ含有量は少ないほど
望ましく、本発明ではＦｅ含有量の上限を０．２重量％
に設定した。
【００１６】鋳造，均質化処理 所定の組成に成分調整されたアルミニウム合金は、ＤＣ
鋳造でビレットに鋳造された後、均質化処理される。均
質化処理では、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等をマトリックスに均
一に固溶させるため、たとえば５３０〜５５０℃×５〜
１０時間の加熱条件が採用される。均質化処理されたア
ルミニウム合金は、Ｍｇ2 Ｓｉ等の析出を防止するため
強制空冷される。
鋳造でビレットに鋳造された後、均質化処理される。均
質化処理では、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等をマトリックスに均
一に固溶させるため、たとえば５３０〜５５０℃×５〜
１０時間の加熱条件が採用される。均質化処理されたア
ルミニウム合金は、Ｍｇ2 Ｓｉ等の析出を防止するため
強制空冷される。
【００１７】押出時のビレット加熱温度：５００〜５３
０℃ 均質化処理されたビレットは、押出直後の押出形材の温
度が５４０〜５６０℃となるように、５００〜５３０℃
に加熱される。ビレットの加熱温度が５３０℃を超える
と、押出直後に押出形材の温度が５６０℃を超えること
があり、押出形材が部分的に溶融する虞れがある。逆に
ビレットの加熱温度が５００℃未満では、押出形材の温
度が５４０℃を下回ることがあり、冷却槽１１に至る過
程で合金成分が析出し、後工程の時効処理段階で十分な
強度及び伸びが付与されない。なお、押出形材の温度
は、先端が尖った熱電対を押出形材に突き当てて測定さ
れる。このとき、熱電対の先端は、押出形材に約１ｍｍ
程度めり込んだ状態になる。
０℃ 均質化処理されたビレットは、押出直後の押出形材の温
度が５４０〜５６０℃となるように、５００〜５３０℃
に加熱される。ビレットの加熱温度が５３０℃を超える
と、押出直後に押出形材の温度が５６０℃を超えること
があり、押出形材が部分的に溶融する虞れがある。逆に
ビレットの加熱温度が５００℃未満では、押出形材の温
度が５４０℃を下回ることがあり、冷却槽１１に至る過
程で合金成分が析出し、後工程の時効処理段階で十分な
強度及び伸びが付与されない。なお、押出形材の温度
は、先端が尖った熱電対を押出形材に突き当てて測定さ
れる。このとき、熱電対の先端は、押出形材に約１ｍｍ
程度めり込んだ状態になる。
【００１８】押出直後の押出形材の温度：５４０〜５６
０℃ 押出形材の温度は、押出直後に５４０〜５６０℃の範囲
に管理される。押出直後の形材温度は、溶体化に重要な
条件であり、５４０〜５６０℃の範囲に維持することに
よりＳｉ，Ｍｇ，Ｃｕ等がマトリックスに十分固溶し、
後続するいわゆるＴ５処理における時効処理時に必要強
度が付与される。押出直後の形材温度が５６０℃を超え
ると、押出形材が部分的に溶融する虞れがある。逆に５
４０℃未満の形材温度では、均質化処理後ビレット中に
析出していたＭｇ2 Ｓｉ等がマトリックスに十分固溶せ
ず、Ｓｉ，Ｍｇ，Ｃｕ等の固溶量が不充分になる。その
結果、時効処理時に目標強度が確保できない。
０℃ 押出形材の温度は、押出直後に５４０〜５６０℃の範囲
に管理される。押出直後の形材温度は、溶体化に重要な
条件であり、５４０〜５６０℃の範囲に維持することに
よりＳｉ，Ｍｇ，Ｃｕ等がマトリックスに十分固溶し、
後続するいわゆるＴ５処理における時効処理時に必要強
度が付与される。押出直後の形材温度が５６０℃を超え
ると、押出形材が部分的に溶融する虞れがある。逆に５
４０℃未満の形材温度では、均質化処理後ビレット中に
析出していたＭｇ2 Ｓｉ等がマトリックスに十分固溶せ
ず、Ｓｉ，Ｍｇ，Ｃｕ等の固溶量が不充分になる。その
結果、時効処理時に目標強度が確保できない。
【００１９】押出速度：３〜７ｍ／分 本発明が対象とするアルミニウム合金は、強度を確保す
るために比較的多量の合金成分を添加している。そのた
め、変形抵抗が大きくなっているので、押出圧力が上昇
する。押出圧力を少しでも低下させるため、ビレット温
度を上限温度近傍まで上げて変形抵抗を小さくした条件
下で押出加工する。ビレット温度を上昇させても押出速
度は３〜７ｍ／分程度であり、６０６３合金に比較して
約１／５程度になっている。しかし、７ｍ／分を超える
速い押出速度で押し出すと、加工熱により押出形材が昇
温して部分的に溶融する虞れがある。他方、３ｍ／分に
達しない押出速度では、生産性が悪いばかりでなく、押
出ダイス３から冷却槽１１に至る間で押出形材の温度低
下が大きくなる。
るために比較的多量の合金成分を添加している。そのた
め、変形抵抗が大きくなっているので、押出圧力が上昇
する。押出圧力を少しでも低下させるため、ビレット温
度を上限温度近傍まで上げて変形抵抗を小さくした条件
下で押出加工する。ビレット温度を上昇させても押出速
度は３〜７ｍ／分程度であり、６０６３合金に比較して
約１／５程度になっている。しかし、７ｍ／分を超える
速い押出速度で押し出すと、加工熱により押出形材が昇
温して部分的に溶融する虞れがある。他方、３ｍ／分に
達しない押出速度では、生産性が悪いばかりでなく、押
出ダイス３から冷却槽１１に至る間で押出形材の温度低
下が大きくなる。
【００２０】保温槽の設置：押出ダイス３と冷却槽１１
との間にはエンドプラテン５，切断機１０等が配置され
ており、通常の仕様では押出ダイス３〜冷却槽１１間の
距離は約３．５ｍである。押出速度を５ｍ／分と仮定す
ると、押出ダイス３から冷却槽１１までを押出形材が通
過するのに約４０秒の時間がかかる。押出形材の温度低
下を小さくする上では、押出ダイス３〜冷却槽１１間の
距離を短くすることが考えられるが、エンドプラテン
５，切断機１０のサイズ等から距離の短縮には限界があ
る。したがって、押出形材の通過時間を短くすることに
は、実操業面からくる制約が加わる。
との間にはエンドプラテン５，切断機１０等が配置され
ており、通常の仕様では押出ダイス３〜冷却槽１１間の
距離は約３．５ｍである。押出速度を５ｍ／分と仮定す
ると、押出ダイス３から冷却槽１１までを押出形材が通
過するのに約４０秒の時間がかかる。押出形材の温度低
下を小さくする上では、押出ダイス３〜冷却槽１１間の
距離を短くすることが考えられるが、エンドプラテン
５，切断機１０のサイズ等から距離の短縮には限界があ
る。したがって、押出形材の通過時間を短くすることに
は、実操業面からくる制約が加わる。
【００２１】通常の仕様（押出ダイス３〜冷却槽１１間
の距離：約３．５ｍ，押出速度：３〜７ｍ／分）を前提
にすると、押出直後の形材温度が５４０〜５６０℃であ
った押出形材が冷却槽１１に達する時点では形材温度が
５２０℃未満に低下している。このように降温した押出
形材は、冷却槽１１で急冷しても焼きが十分に入らな
い。そこで、押出ダイス３と冷却槽１１との間に保温槽
１３を設け、押出形材の降温を防止すると共に、冷却槽
１１に導入される直前において押出形材の温度を５２０
〜５６０℃の範囲に維持している。また、Ｓｉ，Ｍｇ，
Ｃｕ等の合金成分をマトリックスに十分固溶させるため
には、所定の時間が必要である。本発明者等の実験によ
ると、固溶化に要する時間は、５２０〜５６０℃の温度
域で１０秒以上であることが判った。このことは、押出
速度を過度に上げて押出ダイス３〜冷却槽１１を押出形
材が通過する所要時間を短くしても、時効処理による強
度確保に有効でないことを意味する。ただし、押出後に
１０秒以上の時間及び５２０〜５６０℃の温度域が確保
できる条件下では、その位置で押出形材を焼き入れるこ
とも可能である。
の距離：約３．５ｍ，押出速度：３〜７ｍ／分）を前提
にすると、押出直後の形材温度が５４０〜５６０℃であ
った押出形材が冷却槽１１に達する時点では形材温度が
５２０℃未満に低下している。このように降温した押出
形材は、冷却槽１１で急冷しても焼きが十分に入らな
い。そこで、押出ダイス３と冷却槽１１との間に保温槽
１３を設け、押出形材の降温を防止すると共に、冷却槽
１１に導入される直前において押出形材の温度を５２０
〜５６０℃の範囲に維持している。また、Ｓｉ，Ｍｇ，
Ｃｕ等の合金成分をマトリックスに十分固溶させるため
には、所定の時間が必要である。本発明者等の実験によ
ると、固溶化に要する時間は、５２０〜５６０℃の温度
域で１０秒以上であることが判った。このことは、押出
速度を過度に上げて押出ダイス３〜冷却槽１１を押出形
材が通過する所要時間を短くしても、時効処理による強
度確保に有効でないことを意味する。ただし、押出後に
１０秒以上の時間及び５２０〜５６０℃の温度域が確保
できる条件下では、その位置で押出形材を焼き入れるこ
とも可能である。
【００２２】冷却槽に入る直前の押出形材の形材温度
（焼入れ温度）：５２０〜５６０℃ 焼入れ温度から２００℃までの押出形材の冷却速度：３
０℃／秒以上 ５４０〜５６０℃で押し出した押出形材を保温槽１３に
送り込んでも、保温槽１３をでて冷却槽１１に入るまで
の間で若干の温度低下が避けられない。そこで、冷却槽
１１に入る押出形材の温度が５２０℃を下回らないよう
に温度管理する。押出形材が５２０℃未満に降温する
と、Ｍｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ等の析出が開始し、固溶し
ているＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等の固溶量が不足する。その結
果、焼入れが不充分になり、図３に示す本発明者等の実
験結果から明らかなように、４００Ｎ／ｍｍ2 以上の目
標強度が得られ難くなる。冷却槽１１に入る直前の押出
形材の温度は、焼入れ温度に当たり、良好な焼入れ効果
を得るために５２０〜５６０℃の範囲に設定される。
（焼入れ温度）：５２０〜５６０℃ 焼入れ温度から２００℃までの押出形材の冷却速度：３
０℃／秒以上 ５４０〜５６０℃で押し出した押出形材を保温槽１３に
送り込んでも、保温槽１３をでて冷却槽１１に入るまで
の間で若干の温度低下が避けられない。そこで、冷却槽
１１に入る押出形材の温度が５２０℃を下回らないよう
に温度管理する。押出形材が５２０℃未満に降温する
と、Ｍｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ等の析出が開始し、固溶し
ているＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等の固溶量が不足する。その結
果、焼入れが不充分になり、図３に示す本発明者等の実
験結果から明らかなように、４００Ｎ／ｍｍ2 以上の目
標強度が得られ難くなる。冷却槽１１に入る直前の押出
形材の温度は、焼入れ温度に当たり、良好な焼入れ効果
を得るために５２０〜５６０℃の範囲に設定される。
【００２３】押出形材は、冷却槽１１で水焼入れされ
る。焼入れ温度から２００℃までの温度域における冷却
速度を３０℃／秒以上に設定すると、４００Ｎ／ｍｍ2
以上の強度が押出形材に付与される。強度に及ぼす冷却
速度の影響を考慮すると、冷却槽１１における冷却方法
も重要なポイントであり、押出形材に歪みが発生しない
ような冷却方法で急冷する必要がある。冷却速度が強度
に及ぼす定量的な影響は、本発明者等により調査・研究
の結果から明らかにされたものであり、たとえば冷却槽
１１の入口で形材温度５２０℃以上に維持して焼入れ
し、時効処理した場合では図４に示すように冷却速度が
増加するほど引張強さが向上している。
る。焼入れ温度から２００℃までの温度域における冷却
速度を３０℃／秒以上に設定すると、４００Ｎ／ｍｍ2
以上の強度が押出形材に付与される。強度に及ぼす冷却
速度の影響を考慮すると、冷却槽１１における冷却方法
も重要なポイントであり、押出形材に歪みが発生しない
ような冷却方法で急冷する必要がある。冷却速度が強度
に及ぼす定量的な影響は、本発明者等により調査・研究
の結果から明らかにされたものであり、たとえば冷却槽
１１の入口で形材温度５２０℃以上に維持して焼入れ
し、時効処理した場合では図４に示すように冷却速度が
増加するほど引張強さが向上している。
【００２４】時効処理：１５５〜１９５℃×２〜２０時
間の人工時効 以上に掲げた条件下で製造された押出形材は、十分量の
Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等がマトリックスに固溶しているた
め、改めて溶体化処理を施す必要なく、時効処理によっ
て４００Ｎ／ｍｍ2 以上の強度，１５％以上の伸びが付
与される。機械的特性の改善は、Ｔｉ，Ｂ等によって鋳
造結晶粒が微細化され、Ｃｕで強化されたマトリックス
から析出するＭｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ等の作用によるも
のである。水焼入れから時効処理までの経過時間も機械
的性質に影響を及ぼす。本発明の合金系においては、水
焼入れ後に常温に放置することなく、可能な限り速やか
に時効処理することが強度向上につながり、得られる強
度も安定化する。具体的には、自然時効時間を短くし、
水焼入れ後から４日以内に時効処理することが好まし
い。このようにして優れた機械的特性が付与され、４０
０Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強さをもつ押出形材は、トラッ
クのサスペンションに装備されるトルクロッドの連結棒
に要求される特性を十分に満足する。その結果、リング
状のエンド部材が両端に固着される連結棒をアルミニウ
ム化できるため、軽量で強度が保証されたトルクロッド
が提供される。
間の人工時効 以上に掲げた条件下で製造された押出形材は、十分量の
Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等がマトリックスに固溶しているた
め、改めて溶体化処理を施す必要なく、時効処理によっ
て４００Ｎ／ｍｍ2 以上の強度，１５％以上の伸びが付
与される。機械的特性の改善は、Ｔｉ，Ｂ等によって鋳
造結晶粒が微細化され、Ｃｕで強化されたマトリックス
から析出するＭｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ等の作用によるも
のである。水焼入れから時効処理までの経過時間も機械
的性質に影響を及ぼす。本発明の合金系においては、水
焼入れ後に常温に放置することなく、可能な限り速やか
に時効処理することが強度向上につながり、得られる強
度も安定化する。具体的には、自然時効時間を短くし、
水焼入れ後から４日以内に時効処理することが好まし
い。このようにして優れた機械的特性が付与され、４０
０Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強さをもつ押出形材は、トラッ
クのサスペンションに装備されるトルクロッドの連結棒
に要求される特性を十分に満足する。その結果、リング
状のエンド部材が両端に固着される連結棒をアルミニウ
ム化できるため、軽量で強度が保証されたトルクロッド
が提供される。
【００２５】
【実施例】成分調整した溶湯を脱ガス，脱滓，微細化処
理した後、直径２７３ｍｍの鋳塊にＤＣ鋳造した。得ら
れた鋳塊を昇温速度８０℃／時で加熱し、５４０℃×６
時間で均質化処理し、冷却速度２００℃／時で強制空冷
し、押出用鋳塊を用意した。この押出用鋳塊は、Ｓｉ：
１．１１重量％，Ｍｇ：１．０５重量％，Ｃｕ：０．７
１重量％，Ｍｎ：０．３９重量％，Ｃｒ：０．３９重量
％，Ｔｉ：０．０３重量％，Ｂ：０．００２重量％，Ｚ
ｎ：０．００重量％，Ｆｅ：０．１７重量％，Ｍｎ＋Ｃ
ｒ：０．７８重量％，残部実質的にＡｌの組成をもって
いた。
理した後、直径２７３ｍｍの鋳塊にＤＣ鋳造した。得ら
れた鋳塊を昇温速度８０℃／時で加熱し、５４０℃×６
時間で均質化処理し、冷却速度２００℃／時で強制空冷
し、押出用鋳塊を用意した。この押出用鋳塊は、Ｓｉ：
１．１１重量％，Ｍｇ：１．０５重量％，Ｃｕ：０．７
１重量％，Ｍｎ：０．３９重量％，Ｃｒ：０．３９重量
％，Ｔｉ：０．０３重量％，Ｂ：０．００２重量％，Ｚ
ｎ：０．００重量％，Ｆｅ：０．１７重量％，Ｍｎ＋Ｃ
ｒ：０．７８重量％，残部実質的にＡｌの組成をもって
いた。
【００２６】押出用鋳塊をビレットに切断し、５２０℃
にビレットを加熱した後、押出速度５ｍ／分で外径５１
ｍｍ，内径３０ｍｍのパイプ状押出形材に押し出した。
このとき、押出形材の温度は、押出ダイス出口で５５０
℃であった。押出装置としては、厚み４ｍｍのアルミニ
ウム板で作られ半径１５０ｍｍ，長さ２０００ｍｍの半
円状のカバー１６を備えた保温槽１３をプラテンホール
８に配置した設備構成を使用した。なお、カバー１６と
ガイド９との間に断熱材１４を介在させ、ガイド１６と
カバー１６との間を熱遮断した。また、カバー１６は、
カバー１６内の空気が対流によって外部に散逸しないよ
うに、出口側開口部の半円状上部を塞いだ。
にビレットを加熱した後、押出速度５ｍ／分で外径５１
ｍｍ，内径３０ｍｍのパイプ状押出形材に押し出した。
このとき、押出形材の温度は、押出ダイス出口で５５０
℃であった。押出装置としては、厚み４ｍｍのアルミニ
ウム板で作られ半径１５０ｍｍ，長さ２０００ｍｍの半
円状のカバー１６を備えた保温槽１３をプラテンホール
８に配置した設備構成を使用した。なお、カバー１６と
ガイド９との間に断熱材１４を介在させ、ガイド１６と
カバー１６との間を熱遮断した。また、カバー１６は、
カバー１６内の空気が対流によって外部に散逸しないよ
うに、出口側開口部の半円状上部を塞いだ。
【００２７】保温槽１３の出口で押出形材の温度を測定
したところ、５４５℃であった。すなわち、押出形材が
保温槽１３を通過する間の温度低下は５℃に止まってい
た。長さ２０００ｍｍの保温槽１３を押出形材が通過す
るのに２４秒かかった。この通過所要時間は、１０秒以
上あり、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等をマトリックスに固溶させ
る上では十分な時間である。保温槽１３の出口から冷却
槽１１の入口までは、間に切断機１０が配置されている
こともあって１．５ｍの距離となっている。そのため、
保温槽１３〜冷却槽１１を通過する間に押出形材が若干
温度低下し、冷却槽１１の入口で押出形材の温度が５２
５℃になったが、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等の析出が生じるこ
となく固溶状態は十分に維持された。冷却槽１１の入口
に、厚さ１ｍｍの鋼板から作られ、押出形材の外径より
大きな開口部を設けた冷媒飛散防止用の冷媒阻止具１８
を取り付けた。
したところ、５４５℃であった。すなわち、押出形材が
保温槽１３を通過する間の温度低下は５℃に止まってい
た。長さ２０００ｍｍの保温槽１３を押出形材が通過す
るのに２４秒かかった。この通過所要時間は、１０秒以
上あり、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等をマトリックスに固溶させ
る上では十分な時間である。保温槽１３の出口から冷却
槽１１の入口までは、間に切断機１０が配置されている
こともあって１．５ｍの距離となっている。そのため、
保温槽１３〜冷却槽１１を通過する間に押出形材が若干
温度低下し、冷却槽１１の入口で押出形材の温度が５２
５℃になったが、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等の析出が生じるこ
となく固溶状態は十分に維持された。冷却槽１１の入口
に、厚さ１ｍｍの鋼板から作られ、押出形材の外径より
大きな開口部を設けた冷媒飛散防止用の冷媒阻止具１８
を取り付けた。
【００２８】冷却槽１１では、複数個の３ｍｍ幅スリッ
トから１０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力水を押出形材に吹き付
け、冷却槽１１に満ちた冷却水を溢流させる直接水冷方
式を採用した。１８℃の工業用水を冷却水として使用
し、押出形材を水冷したところ、冷却槽１１から流出す
る水の温度は２０℃になっていた。水冷中に押出形材の
温度を測定したところ、冷却槽１１の入口から０．５ｍ
の位置で押出形材の温度が２００℃になっていた。押出
速度が５ｍ／分であることから、冷却槽１１の入口から
内部に０．５ｍ入った位置までの所要時間は６秒であ
る。そして、冷却槽１１の入口で形材温度が５２５℃で
あった押出形材が６秒の間に２００℃に下がっているの
で、このときの冷却速度は５４℃／秒と計算される。本
発明で規定している３０℃／秒以上は、比較的速い冷却
速度である。しかし、このような急冷を受けても、押出
形材の真円度及び真直度には悪影響がみられなかった。
実際、許容される寸法誤差は真円度で±０．３ｍｍ，真
直度で±０．３ｍｍ／３００ｍｍ−長さであるが、前述
の冷却速度５４℃／秒に起因する歪み変形は十分に許容
範囲に収められている。
トから１０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力水を押出形材に吹き付
け、冷却槽１１に満ちた冷却水を溢流させる直接水冷方
式を採用した。１８℃の工業用水を冷却水として使用
し、押出形材を水冷したところ、冷却槽１１から流出す
る水の温度は２０℃になっていた。水冷中に押出形材の
温度を測定したところ、冷却槽１１の入口から０．５ｍ
の位置で押出形材の温度が２００℃になっていた。押出
速度が５ｍ／分であることから、冷却槽１１の入口から
内部に０．５ｍ入った位置までの所要時間は６秒であ
る。そして、冷却槽１１の入口で形材温度が５２５℃で
あった押出形材が６秒の間に２００℃に下がっているの
で、このときの冷却速度は５４℃／秒と計算される。本
発明で規定している３０℃／秒以上は、比較的速い冷却
速度である。しかし、このような急冷を受けても、押出
形材の真円度及び真直度には悪影響がみられなかった。
実際、許容される寸法誤差は真円度で±０．３ｍｍ，真
直度で±０．３ｍｍ／３００ｍｍ−長さであるが、前述
の冷却速度５４℃／秒に起因する歪み変形は十分に許容
範囲に収められている。
【００２９】水焼入れされた押出形材に、１６０℃×１
５時間の時効処理を施した。時効処理後に押出形材の機
械的特性を調査したところ、強度が４１０Ｎ／ｍｍ2 ，
伸びが１７％であった。トラック用トルクロッドの連結
棒に要求される強度が４００Ｎ／ｍｍ2 以上であること
を考慮すると、時効処理された押出形材はトルクロッド
の連結棒として十分に使用可能であることが判る。強度
４１０Ｎ／ｍｍ2 ，伸び１７％は、本出願人が特開平５
−５９４７７号公報で紹介したようにＴ６処理で強度を
付与した押出形材の機械的特性に匹敵する。このこと
は、Ｔ６処理に替えて本発明法のようなＴ５処理を採用
することができ、改めて溶体化処理を必要としないこと
から製造コストが節減されることを意味する。
５時間の時効処理を施した。時効処理後に押出形材の機
械的特性を調査したところ、強度が４１０Ｎ／ｍｍ2 ，
伸びが１７％であった。トラック用トルクロッドの連結
棒に要求される強度が４００Ｎ／ｍｍ2 以上であること
を考慮すると、時効処理された押出形材はトルクロッド
の連結棒として十分に使用可能であることが判る。強度
４１０Ｎ／ｍｍ2 ，伸び１７％は、本出願人が特開平５
−５９４７７号公報で紹介したようにＴ６処理で強度を
付与した押出形材の機械的特性に匹敵する。このこと
は、Ｔ６処理に替えて本発明法のようなＴ５処理を採用
することができ、改めて溶体化処理を必要としないこと
から製造コストが節減されることを意味する。
【００３０】比較のため、保温槽１３を設置しない以外
は同様な条件下で押出形材を製造した。この場合、押出
形材の温度は、押出ダイス３の出口で５５０℃であった
が、保温槽１３の出口に当たる位置では５２０℃，冷却
槽１１の入口では５００℃と大きく温度低下した。ま
た、冷却槽１１の入口から内部に０．５ｍ入った個所で
は、水冷された押出形材の温度は１９０℃であり、この
ときの冷却速度は５２℃／秒と算出された。冷却された
押出形材を同じ条件下で時効処理したところ、強度が３
８０Ｎ／ｍｍ2 に過ぎず、トルクロッドの連結棒として
は強度不足であった。
は同様な条件下で押出形材を製造した。この場合、押出
形材の温度は、押出ダイス３の出口で５５０℃であった
が、保温槽１３の出口に当たる位置では５２０℃，冷却
槽１１の入口では５００℃と大きく温度低下した。ま
た、冷却槽１１の入口から内部に０．５ｍ入った個所で
は、水冷された押出形材の温度は１９０℃であり、この
ときの冷却速度は５２℃／秒と算出された。冷却された
押出形材を同じ条件下で時効処理したところ、強度が３
８０Ｎ／ｍｍ2 に過ぎず、トルクロッドの連結棒として
は強度不足であった。
【００３１】保温槽１３を配置しないことによる強度不
足は、次のように推察される。押出ダイス３と冷却槽１
１との間に保温槽１３を配置しない場合、押出形材の温
度は、押出速度５ｍ／分のとき押出ダイス３〜冷却槽１
１の間で５５０℃―５００℃＝５０℃の温度低下があ
り、焼入れ温度が５００℃となる。そのため、押出ダイ
ス３から冷却槽１１までを押出形材が通過する間にＭ
ｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等がマトリックスに十分固溶できず、一
部がＭｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ等として析出する。その結
果、マトリックスに固溶しているＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等の
固溶量が少なくなり、後工程の時効処理時に強度向上に
有効なＭｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ等の析出量が不足する。
これに対し、保温槽１３を配置した場合、冷却槽１１の
入口で５２０℃以上の温度が確保され、しかも押出直後
の押出形材に析出しているＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等がマトリ
ックスに固溶する十分な時間がかせげる。その結果、改
めて溶体化処理を伴うＴ６処理を施す必要なく、時効処
理だけで十分な強度が付与される。
足は、次のように推察される。押出ダイス３と冷却槽１
１との間に保温槽１３を配置しない場合、押出形材の温
度は、押出速度５ｍ／分のとき押出ダイス３〜冷却槽１
１の間で５５０℃―５００℃＝５０℃の温度低下があ
り、焼入れ温度が５００℃となる。そのため、押出ダイ
ス３から冷却槽１１までを押出形材が通過する間にＭ
ｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等がマトリックスに十分固溶できず、一
部がＭｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ等として析出する。その結
果、マトリックスに固溶しているＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等の
固溶量が少なくなり、後工程の時効処理時に強度向上に
有効なＭｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ等の析出量が不足する。
これに対し、保温槽１３を配置した場合、冷却槽１１の
入口で５２０℃以上の温度が確保され、しかも押出直後
の押出形材に析出しているＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等がマトリ
ックスに固溶する十分な時間がかせげる。その結果、改
めて溶体化処理を伴うＴ６処理を施す必要なく、時効処
理だけで十分な強度が付与される。
【００３２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、押出
ダイスから送り出された押出形材が冷却槽に導入される
までの間で押出形材の温度を５２０℃以上に維持すると
共に、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等がマトリックスに固溶するた
めに必要な時間を確保している。この押出形材を冷却槽
に導入して急冷すると、十分な固溶量のＭｇ，Ｓｉ，Ｃ
ｕ等が固溶したままで押出形材が冷却され、時効処理に
よる強度向上に必要な固溶量が確保される。このように
押出直後の高温状態を溶体化処理に利用しているので、
処理コストの高いＴ６処理に比較して、必要強度を付与
した押出形材が安価に製造できる。しかも、時効処理後
の押出形材は、４００Ｎ／ｍｍ2 以上の強度をもつた
め、トラック等のトルクロッドの連結棒として使用で
き、車両搭載部品に要求される軽量化を満足するトルク
ロッドが提供される。
ダイスから送り出された押出形材が冷却槽に導入される
までの間で押出形材の温度を５２０℃以上に維持すると
共に、Ｍｇ，Ｓｉ，Ｃｕ等がマトリックスに固溶するた
めに必要な時間を確保している。この押出形材を冷却槽
に導入して急冷すると、十分な固溶量のＭｇ，Ｓｉ，Ｃ
ｕ等が固溶したままで押出形材が冷却され、時効処理に
よる強度向上に必要な固溶量が確保される。このように
押出直後の高温状態を溶体化処理に利用しているので、
処理コストの高いＴ６処理に比較して、必要強度を付与
した押出形材が安価に製造できる。しかも、時効処理後
の押出形材は、４００Ｎ／ｍｍ2 以上の強度をもつた
め、トラック等のトルクロッドの連結棒として使用で
き、車両搭載部品に要求される軽量化を満足するトルク
ロッドが提供される。
【図１】 本発明で使用する押出装置
【図２】 保温装置の２例
【図３】 水焼入れ時の冷却速度が引張強さに及ぼす影
響を表わしたグラフ
響を表わしたグラフ
【図４】 焼入れ時の冷却速度が時効処理後の引張強さ
に及ぼす影響を表わしたグラフ
に及ぼす影響を表わしたグラフ
１：ビレット ２：コンテナ ３：押出ダイス
４：ボルスタ ５：エンドプラテン ６：ステム
７：ダミーブロック ８：プラテンホール ９：ガイド １０：切断機 １１：冷却槽 １
２：テーブル １３：保温槽 １４：断熱材 １５：押出形材
１６：カバー １７：ヒータ １８：冷媒阻止具
４：ボルスタ ５：エンドプラテン ６：ステム
７：ダミーブロック ８：プラテンホール ９：ガイド １０：切断機 １１：冷却槽 １
２：テーブル １３：保温槽 １４：断熱材 １５：押出形材
１６：カバー １７：ヒータ １８：冷媒阻止具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１２ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１２ ６８２ ６８２ ６８３ ６８３ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ ６９２Ｂ ６９３ ６９３Ａ ６９４ ６９４Ｂ (72)発明者 岡庭 茂 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 (72)発明者 小松 健 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 (72)発明者 谷津倉 政仁 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内
Claims (11)
- 【請求項１】 アルミニウム合金を所定形状に押し出し
た後、押出ダイスから冷却槽に至る途中に配置されてい
る保温槽を通過させて押出形材の降温を抑制し、次いで
冷却槽に押出形材を導入して焼入れするアルミニウム合
金のダイス端保温押出方法。 - 【請求項２】 Ｓｉ：１．０〜１．５重量％，Ｃｕ：
０．５〜０．９重量％，Ｍｎ：０．２〜０．６重量％，
Ｍｇ：０．８〜１．５重量％，Ｃｒ：０．１５〜０．９
重量％，Ｔｉ：０．０３〜０．０５重量％，Ｂ：０．０
００１〜０．０１重量％を含み、Ｆｅ含有量を０．２重
量％以下、Ｍｎ＋Ｃｒの合計含有量を１．２重量％以下
に規制したアルミニウム合金を使用する請求項１記載の
ダイス端保温押出方法。 - 【請求項３】 更にＺｒ：０．１〜０．２重量％を含む
アルミニウム合金を使用する請求項２記載のダイス端保
温押出方法。 - 【請求項４】 アルミニウム合金を鋳造，均質化処理し
た後、押出用ビレットに切断し、ビレットを５００〜５
３０℃に加熱し、押出ダイスから出た直後の押出形材の
温度が５４０〜５６０℃となるように押し出し、形材温
度を５２０〜５６０℃の範囲に維持した状態で押出形材
を冷却槽に導き、焼入れ温度から２００℃までの温度域
における冷却速度が３０℃／秒以上となるように冷却槽
で押出形材を焼き入れる請求項１〜３の何れかに記載の
ダイス端保温押出方法。 - 【請求項５】 押出速度３〜７ｍ／分でアルミニウム合
金を押し出す請求項１〜４の何れかに記載のダイス端保
温押出方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れかに記載の方法で製
造された押出形材を１５５〜１９０℃×２〜２０時間の
加熱条件下で時効処理する押出形材の製造方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の方法で製造され、機械加
工により寸法精度を整えたトルクロッドの連結棒。 - 【請求項８】 アルミニウム合金を所定形状に押し出す
押出ダイスと、押し出された押出形材を焼入れする冷却
槽と、押出ダイスと冷却槽との間に配置され、押出形材
の降温を抑制する保温槽とを備えているアルミニウム合
金の押出装置。 - 【請求項９】 断熱材，反射板又は反射箔を貼り付けた
断熱材でできたカバーを備えた保温槽が配置されている
請求項８記載の押出装置。 - 【請求項１０】 内側にヒータを設けたカバーを備えた
保温槽が配置されている請求項８記載の押出装置。 - 【請求項１１】 押出ダイス側開口部に冷媒阻止具を備
えた冷却槽が配置されている請求項８記載の押出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11011444A JP2000212708A (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | ダイス端保温押出法、押出装置及びアルミニウム押出形材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11011444A JP2000212708A (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | ダイス端保温押出法、押出装置及びアルミニウム押出形材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000212708A true JP2000212708A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=11778278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11011444A Pending JP2000212708A (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | ダイス端保温押出法、押出装置及びアルミニウム押出形材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000212708A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-01-20 JP JP11011444A patent/JP2000212708A/ja active Pending
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