JP2000290743A - 切削性，耐変色性，耐食性，押出性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法 - Google Patents
切削性，耐変色性，耐食性，押出性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｂｉ，Ｐｂ，Ｓｎ等の快削性元素を添加した
アルミニウム合金の黒色化をＢｅ添加で防止し、良好な
表面をもつ押出材を得る。 【構成】 このアルミニウム合金押出材は、Ｓｉ：０．
５〜１．０％，Ｍｇ：０．８〜１．２％，Ｆｅ：０．１
〜０．３０％，Ｂｅ：０．００１〜０．２％，Ｃｕ：
０．１５〜０．４％を含み、更にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎの１
種を単独で０．４〜１．２％又は２種以上を合計量で
０．４〜２．２％含んでいる。必要に応じ、Ｃｒ：０．
０５〜０．２％，Ｍｎ：０．０５〜０．２％，Ｚｒ：
０．０５〜０．１％の１種又は２種以上を合計量で０．
０５〜０．３％を添加しても良い。不純物として含まれ
るＺｎは、０．２５％以下に規制する。 【効果】 押出材の表面にＢｅの酸化皮膜が生成してい
るので、Ｍｇの酸化等に起因した黒色化が防止される。
アルミニウム合金の黒色化をＢｅ添加で防止し、良好な
表面をもつ押出材を得る。 【構成】 このアルミニウム合金押出材は、Ｓｉ：０．
５〜１．０％，Ｍｇ：０．８〜１．２％，Ｆｅ：０．１
〜０．３０％，Ｂｅ：０．００１〜０．２％，Ｃｕ：
０．１５〜０．４％を含み、更にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎの１
種を単独で０．４〜１．２％又は２種以上を合計量で
０．４〜２．２％含んでいる。必要に応じ、Ｃｒ：０．
０５〜０．２％，Ｍｎ：０．０５〜０．２％，Ｚｒ：
０．０５〜０．１％の１種又は２種以上を合計量で０．
０５〜０．３％を添加しても良い。不純物として含まれ
るＺｎは、０．２５％以下に規制する。 【効果】 押出材の表面にＢｅの酸化皮膜が生成してい
るので、Ｍｇの酸化等に起因した黒色化が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アンチロックブレーキ
ングシステム（ＡＢＳ）のハウジング，熱交換器等の自
動車搭載部品に使用され切削性，耐変色性，耐食性，押
出性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法
に関する。
ングシステム（ＡＢＳ）のハウジング，熱交換器等の自
動車搭載部品に使用され切削性，耐変色性，耐食性，押
出性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】切削性を改善したアルミニウム合金とし
て、Ｐｂ，Ｂｉ等を添加したＡｌ−Ｃｕ系の２０１１合
金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の６２６２合金等が知られてい
る。６２６２合金は、耐食性，皮膜処理性等が改善され
た素材であるが、２０１１合金に比較して切削性が劣
る。そこで、特開昭５０−２４１０９号公報では、Ｐ
ｂ，Ｂｉに加えてＳｎを添加することにより、６２６２
合金の切削性を改善することが紹介されている。
て、Ｐｂ，Ｂｉ等を添加したＡｌ−Ｃｕ系の２０１１合
金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の６２６２合金等が知られてい
る。６２６２合金は、耐食性，皮膜処理性等が改善され
た素材であるが、２０１１合金に比較して切削性が劣
る。そこで、特開昭５０−２４１０９号公報では、Ｐ
ｂ，Ｂｉに加えてＳｎを添加することにより、６２６２
合金の切削性を改善することが紹介されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合
金は、押出加工後、必要強度を付与するために溶体化を
伴ったＴ６処理が施される。ところが、Ｐｂ，Ｂｉ，Ｓ
ｎ等の添加により切削性を改善した合金系では、押出材
を溶体化処理、水焼入れすると形材表面が黒色化し易
い。黒色化は押出材の外観が著しく損うことから、最終
製品とするためには黒色表面の切削除去が必要になる。
その結果、製造コストが上昇し、歩留も低下する。ま
た、丸棒等の形状をもつ製品では切削加工により表面を
全て加工面にできるが、異形断面形状をもつ製品では黒
色化した表面のまま使用せざるを得ないことがあり、商
品価値を下げる原因にもなっている。
金は、押出加工後、必要強度を付与するために溶体化を
伴ったＴ６処理が施される。ところが、Ｐｂ，Ｂｉ，Ｓ
ｎ等の添加により切削性を改善した合金系では、押出材
を溶体化処理、水焼入れすると形材表面が黒色化し易
い。黒色化は押出材の外観が著しく損うことから、最終
製品とするためには黒色表面の切削除去が必要になる。
その結果、製造コストが上昇し、歩留も低下する。ま
た、丸棒等の形状をもつ製品では切削加工により表面を
全て加工面にできるが、異形断面形状をもつ製品では黒
色化した表面のまま使用せざるを得ないことがあり、商
品価値を下げる原因にもなっている。
【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、ビレットの内部
も含めて特定量のＢｅが均一分散する合金設計を採用す
ることにより、押出材の表面に薄い透明薄膜を形成さ
せ、溶体化処理によっても表面が黒色化しないアルミニ
ウム合金押出材を提供することを目的とする。本発明の
アルミニウム合金押出材は、その目的を達成するため、
Ｓｉ：０．５〜１．０重量％，Ｍｇ：０．８〜１．２重
量％，Ｆｅ：０．１〜０．３０重量％，Ｂｅ：０．００
１〜０．２重量％，Ｃｕ：０．１５〜０．４重量％を含
み、更にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎの１種を単独で０．４〜１．
２重量％又は２種以上を合計量で０．４〜２．２重量％
含み、Ｚｎが０．２５重量％以下に規制され、残部が実
質的にＡｌの組成をもち、表面にＢｅの酸化皮膜が形成
されていることを特徴とする。
題を解消すべく案出されたものであり、ビレットの内部
も含めて特定量のＢｅが均一分散する合金設計を採用す
ることにより、押出材の表面に薄い透明薄膜を形成さ
せ、溶体化処理によっても表面が黒色化しないアルミニ
ウム合金押出材を提供することを目的とする。本発明の
アルミニウム合金押出材は、その目的を達成するため、
Ｓｉ：０．５〜１．０重量％，Ｍｇ：０．８〜１．２重
量％，Ｆｅ：０．１〜０．３０重量％，Ｂｅ：０．００
１〜０．２重量％，Ｃｕ：０．１５〜０．４重量％を含
み、更にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎの１種を単独で０．４〜１．
２重量％又は２種以上を合計量で０．４〜２．２重量％
含み、Ｚｎが０．２５重量％以下に規制され、残部が実
質的にＡｌの組成をもち、表面にＢｅの酸化皮膜が形成
されていることを特徴とする。
【０００５】このアルミニウム合金押出材は、更にＣ
ｒ：０．０５〜０．２重量％，Ｍｎ：０．０５〜０．２
重量％，Ｚｒ：０．０５〜０．１重量％の１種又は２種
以上を合計量で０．０５〜０．３重量％含むことができ
る。また、Ｔｉ：０．００５〜０．０５重量％，Ｂ：
０．００１〜０．０１重量％を添加しても良い。このア
ルミニウム合金押出材は、所定組成に調整された７００
〜７８０℃のアルミニウム合金溶湯にＢｅを添加した
後、溶湯を０．５〜１．５時間電磁攪拌し、電磁攪拌か
ら０．５時間以内に鋳造を開始し、得られたビレットを
均質化処理し、次いで押出加工することにより製造され
る。鋳造に際し、Ｂｅを一層均一に分散させるため、保
持炉と鋳造機との間で溶湯を機械的に攪拌することが好
ましい。押出加工に先立ってビレットを３００〜４５０
℃に加熱し、押出加工後に５１０〜５６０℃×１〜４時
間で溶体化処理、次いで１６０〜２００℃×２〜１２時
間の人工時効処理が施される。
ｒ：０．０５〜０．２重量％，Ｍｎ：０．０５〜０．２
重量％，Ｚｒ：０．０５〜０．１重量％の１種又は２種
以上を合計量で０．０５〜０．３重量％含むことができ
る。また、Ｔｉ：０．００５〜０．０５重量％，Ｂ：
０．００１〜０．０１重量％を添加しても良い。このア
ルミニウム合金押出材は、所定組成に調整された７００
〜７８０℃のアルミニウム合金溶湯にＢｅを添加した
後、溶湯を０．５〜１．５時間電磁攪拌し、電磁攪拌か
ら０．５時間以内に鋳造を開始し、得られたビレットを
均質化処理し、次いで押出加工することにより製造され
る。鋳造に際し、Ｂｅを一層均一に分散させるため、保
持炉と鋳造機との間で溶湯を機械的に攪拌することが好
ましい。押出加工に先立ってビレットを３００〜４５０
℃に加熱し、押出加工後に５１０〜５６０℃×１〜４時
間で溶体化処理、次いで１６０〜２００℃×２〜１２時
間の人工時効処理が施される。
【０００６】
【作用】Ｂｉ，Ｐｂ，Ｓｎ等の快削性元素を添加したＡ
ｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金の押出材をＴ６処理する際、溶体
化処理→水焼入時に押出材の表面が部分的に黒色化し易
い。黒色化は、押出材の表面にあるＭｇが優先的に酸化
され、Ｍｇの酸化物にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎ等が複合化する
ことによって発生するものと推察される。本発明等は、
Ｂｅ添加により黒色化が効果的に防止されることを見出
した。Ｂｅの黒色化抑制作用自体は、たとえばＡｌ−Ｓ
ｉ系鍛造材ではすでに知られている技術である（特公平
６−７８５８０号公報）。しかし、Ｂｅは表面偏析し易
い元素であるため、単にＢｅを添加しただけではビレッ
ト内部までもが製品表面になる押出材ではＢｅの黒色化
抑制作用を期待できない。
ｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金の押出材をＴ６処理する際、溶体
化処理→水焼入時に押出材の表面が部分的に黒色化し易
い。黒色化は、押出材の表面にあるＭｇが優先的に酸化
され、Ｍｇの酸化物にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎ等が複合化する
ことによって発生するものと推察される。本発明等は、
Ｂｅ添加により黒色化が効果的に防止されることを見出
した。Ｂｅの黒色化抑制作用自体は、たとえばＡｌ−Ｓ
ｉ系鍛造材ではすでに知られている技術である（特公平
６−７８５８０号公報）。しかし、Ｂｅは表面偏析し易
い元素であるため、単にＢｅを添加しただけではビレッ
ト内部までもが製品表面になる押出材ではＢｅの黒色化
抑制作用を期待できない。
【０００７】そこで、本発明者等は、マトリックスにＢ
ｅを均一分散させるため、各種合金成分及び含有量につ
いて種々調査・研究した結果、本発明で規定する成分・
組成及び製造方法に到達した。本発明においては、他の
元素の成分調整終了後にＢｅを添加すること、溶湯を電
磁攪拌すること、攪拌時間及び鋳造開始時間、溶湯温度
を制限することにより、溶湯中のＢｅの酸化による減量
を少なくしている。又、電磁攪拌を行うこと、攪拌時
間、鋳造開始時間を制限することにより、溶湯中にＢｅ
を均一分散させる。本発明の押出用アルミニウム合金
は、ビレット段階でＢｅがマトリックスに均一分散され
ている。そのため、押出加工によりビレットから得られ
た押出材の表面にもＢｅが分布している。形材表面にあ
るＢｅは、押出直後に雰囲気の酸素と反応し、薄い透明
の酸化皮膜を押出材の表面に形成する。その際に、Ｂｅ
の酸化皮膜が形成される前にＭｇの酸化がおこらないよ
うにビレット温度を４５０℃以下とした。透明酸化皮膜
は、Ｍｇの酸化及びＰｂ，Ｂｉ，Ｓｎ等との複合化を防
止する。その結果、押出材を溶体化処理したとき形材表
面の黒色化が抑制され、特殊な前処理を必要とせずアロ
ジン処理等の表面処理後に良好な表面をもつ製品とな
る。
ｅを均一分散させるため、各種合金成分及び含有量につ
いて種々調査・研究した結果、本発明で規定する成分・
組成及び製造方法に到達した。本発明においては、他の
元素の成分調整終了後にＢｅを添加すること、溶湯を電
磁攪拌すること、攪拌時間及び鋳造開始時間、溶湯温度
を制限することにより、溶湯中のＢｅの酸化による減量
を少なくしている。又、電磁攪拌を行うこと、攪拌時
間、鋳造開始時間を制限することにより、溶湯中にＢｅ
を均一分散させる。本発明の押出用アルミニウム合金
は、ビレット段階でＢｅがマトリックスに均一分散され
ている。そのため、押出加工によりビレットから得られ
た押出材の表面にもＢｅが分布している。形材表面にあ
るＢｅは、押出直後に雰囲気の酸素と反応し、薄い透明
の酸化皮膜を押出材の表面に形成する。その際に、Ｂｅ
の酸化皮膜が形成される前にＭｇの酸化がおこらないよ
うにビレット温度を４５０℃以下とした。透明酸化皮膜
は、Ｍｇの酸化及びＰｂ，Ｂｉ，Ｓｎ等との複合化を防
止する。その結果、押出材を溶体化処理したとき形材表
面の黒色化が抑制され、特殊な前処理を必要とせずアロ
ジン処理等の表面処理後に良好な表面をもつ製品とな
る。
【０００８】以下、本発明の押出用アルミニウム合金に
含まれる合金成分，含有量等を説明する。Ｓｉ：０．５〜１．０重量％ Ｔ６処理の時効段階でＭｇ2 Ｓｉとして析出し、押出材
の強度を向上させる作用を呈する。Ｍｇ2 Ｓｉ析出によ
る強度向上は、０．５重量％以上のＳｉで顕著になる。
しかし、１．０重量％を超える過剰なＳｉが含まれる
と、強度は向上するものの耐食性や熱間加工性が低下す
る。Ｍｇ：０．８〜１．２重量％ Ｔ６処理の時効段階でＭｇ2 Ｓｉとして析出し、押出材
の強度を向上させる作用を呈する。Ｍｇ2 Ｓｉ析出によ
る強度向上は、０．８重量％以上のＭｇで顕著になる。
しかし、１．２重量％を超える過剰なＭｇが含まれる
と、強度は向上するものの耐食性や熱間加工性が低下す
る。
含まれる合金成分，含有量等を説明する。Ｓｉ：０．５〜１．０重量％ Ｔ６処理の時効段階でＭｇ2 Ｓｉとして析出し、押出材
の強度を向上させる作用を呈する。Ｍｇ2 Ｓｉ析出によ
る強度向上は、０．５重量％以上のＳｉで顕著になる。
しかし、１．０重量％を超える過剰なＳｉが含まれる
と、強度は向上するものの耐食性や熱間加工性が低下す
る。Ｍｇ：０．８〜１．２重量％ Ｔ６処理の時効段階でＭｇ2 Ｓｉとして析出し、押出材
の強度を向上させる作用を呈する。Ｍｇ2 Ｓｉ析出によ
る強度向上は、０．８重量％以上のＭｇで顕著になる。
しかし、１．２重量％を超える過剰なＭｇが含まれる
と、強度は向上するものの耐食性や熱間加工性が低下す
る。
【０００９】Ｆｅ：０．１〜０．３０重量％ ＡｌＦｅＳｉ，Ａｌ3 Ｆｅ等の金属間化合物となって晶
出する合金成分であり、押出材の結晶粒を微細化して機
械的性質を改善する作用を呈する。このような作用は、
０．１重量％以上のＦｅ含有量で顕著になる。しかし、
Ｆｅ含有量が０．３０重量％を超えると、ＡｌＦｅＳ
ｉ，Ａｌ3 Ｆｅ等の金属間化合物の晶出量は増加するも
のの、その分だけ有効Ｓｉ量が減少し、時効処理工程で
析出するＭｇ2 Ｓｉ量が少なくなる。Ｂｅ：０．００１〜０．２重量％ 押出材の表面に薄い透明な酸化皮膜を形成し、押出材表
面にあるＭｇの酸化を防止する作用を呈する合金成分で
ある。本発明で規定する成分・組成にあっては、ビレッ
トの内部にもＢｅが均一分散しているので、ビレットの
押出加工で得られる押出材の表面にもＢｅが分布し、Ｂ
ｅによる黒色化抑制作用が発現される。黒色化抑制作用
は、０．００１重量％以上のＢｅ添加で顕著になるが、
０．２重量％を超える過剰量のＢｅを添加すると靭性が
劣化する傾向が示される。
出する合金成分であり、押出材の結晶粒を微細化して機
械的性質を改善する作用を呈する。このような作用は、
０．１重量％以上のＦｅ含有量で顕著になる。しかし、
Ｆｅ含有量が０．３０重量％を超えると、ＡｌＦｅＳ
ｉ，Ａｌ3 Ｆｅ等の金属間化合物の晶出量は増加するも
のの、その分だけ有効Ｓｉ量が減少し、時効処理工程で
析出するＭｇ2 Ｓｉ量が少なくなる。Ｂｅ：０．００１〜０．２重量％ 押出材の表面に薄い透明な酸化皮膜を形成し、押出材表
面にあるＭｇの酸化を防止する作用を呈する合金成分で
ある。本発明で規定する成分・組成にあっては、ビレッ
トの内部にもＢｅが均一分散しているので、ビレットの
押出加工で得られる押出材の表面にもＢｅが分布し、Ｂ
ｅによる黒色化抑制作用が発現される。黒色化抑制作用
は、０．００１重量％以上のＢｅ添加で顕著になるが、
０．２重量％を超える過剰量のＢｅを添加すると靭性が
劣化する傾向が示される。
【００１０】Ｃｕ：０．１５〜０．４重量％ 機械的性質の向上及び延性に有効な合金成分であり、
０．１５重量％以上のＣｕ含有量によって人工時効処理
時にＭｇ2 ＳｉやＣｕＡｌ2 の析出が促進され、強度を
向上させる。しかし、０．４重量％を超える過剰量のＣ
ｕは、耐食性を劣化させる。Ｂｉ，Ｐｂ，Ｓｎ：単独で０．４〜１．２重量％，合計
量で０．４〜２．２重量％ Ｂｉ，Ｐｂ，Ｓｎは単独又は化合物として晶出し、切り
粉分断の基点となり、切削性を改善する有効な合金成分
であり、０．４重量％以上の単独又は合計量で切削性が
顕著に改善される。しかし、単独で１．２重量％を超
え、或いは合計量で２．２重量％を超える過剰量のＢ
ｉ，Ｐｂ，Ｓｎを添加すると、機械的強度が低下する。
０．１５重量％以上のＣｕ含有量によって人工時効処理
時にＭｇ2 ＳｉやＣｕＡｌ2 の析出が促進され、強度を
向上させる。しかし、０．４重量％を超える過剰量のＣ
ｕは、耐食性を劣化させる。Ｂｉ，Ｐｂ，Ｓｎ：単独で０．４〜１．２重量％，合計
量で０．４〜２．２重量％ Ｂｉ，Ｐｂ，Ｓｎは単独又は化合物として晶出し、切り
粉分断の基点となり、切削性を改善する有効な合金成分
であり、０．４重量％以上の単独又は合計量で切削性が
顕著に改善される。しかし、単独で１．２重量％を超
え、或いは合計量で２．２重量％を超える過剰量のＢ
ｉ，Ｐｂ，Ｓｎを添加すると、機械的強度が低下する。
【００１１】Ｚｎ：０．２５重量％以下 Ｚｎは、耐食性や表面処理後の光沢に悪影響を及ぼす成
分である。そこで、本発明では、Ｚｎ起因の耐食性低下
や光沢不良が現れないように、Ｚｎ含有量の上限を０．
２５重量％に規制した。Ｃｒ：０．０５〜０．２重量％，Ｍｎ：０．０５〜０．
２重量％，Ｚｒ：０．０５〜０．１重量％ 必要に応じて添加される合金成分であり、ビレットを均
質化処理するとき化合物として析出し、押出中の再結晶
化や再結晶粒の粗大成長を抑制する作用を呈する。この
ような作用は、０．０５重量％以上のＣｒ，Ｍｎ又はＺ
ｒ添加で顕著になる。しかし、０．２重量％を超えるＣ
ｒ，０．２重量％を超えるＭｎ，０．１重量％を超える
Ｚｒ又は合計量で０．３重量％を超えるＣｒ，Ｍｎ，Ｚ
ｒを添加すると、巨大な金属間化合物が生成し、耐食性
が劣化する。
分である。そこで、本発明では、Ｚｎ起因の耐食性低下
や光沢不良が現れないように、Ｚｎ含有量の上限を０．
２５重量％に規制した。Ｃｒ：０．０５〜０．２重量％，Ｍｎ：０．０５〜０．
２重量％，Ｚｒ：０．０５〜０．１重量％ 必要に応じて添加される合金成分であり、ビレットを均
質化処理するとき化合物として析出し、押出中の再結晶
化や再結晶粒の粗大成長を抑制する作用を呈する。この
ような作用は、０．０５重量％以上のＣｒ，Ｍｎ又はＺ
ｒ添加で顕著になる。しかし、０．２重量％を超えるＣ
ｒ，０．２重量％を超えるＭｎ，０．１重量％を超える
Ｚｒ又は合計量で０．３重量％を超えるＣｒ，Ｍｎ，Ｚ
ｒを添加すると、巨大な金属間化合物が生成し、耐食性
が劣化する。
【００１２】本発明のアルミニウム合金押出材は、鋳造
割れ防止のためＴｉ：０．００５〜０．０５重量％，
Ｂ：０．００１〜０．０１重量％を含むことができる。
しかし、０．０５重量％を超える過剰量のＴｉを添加す
ると、粗大なＴｉＡｌ3 ，ＴｉＢ2 等が生成し、加工後
の表面肌が劣化する傾向を示す。また、０．０１重量％
を超える過剰量のＢ添加は、粗大なＴｉＢ2 ，Ａｌ−Ｂ
系化合物の生成に加え、金型損傷，形材欠陥等の原因に
なる。
割れ防止のためＴｉ：０．００５〜０．０５重量％，
Ｂ：０．００１〜０．０１重量％を含むことができる。
しかし、０．０５重量％を超える過剰量のＴｉを添加す
ると、粗大なＴｉＡｌ3 ，ＴｉＢ2 等が生成し、加工後
の表面肌が劣化する傾向を示す。また、０．０１重量％
を超える過剰量のＢ添加は、粗大なＴｉＢ2 ，Ａｌ−Ｂ
系化合物の生成に加え、金型損傷，形材欠陥等の原因に
なる。
【００１３】製造条件 Ｂｅの添加に際しては、アルミニウム合金溶湯を７８０
〜７００℃の温度域に維持しておくことが好ましい。７
８０℃を超える高温の溶湯にＢｅを添加すると、添加し
たＢｅがフラックスと反応し、生成したＢｅＦ2 が昇華
してヒューム中のＢｅ濃度が高くなり、溶湯に含まれる
Ｂｅの歩留が低下する。逆に７００℃より低い温度の溶
湯では、Ｂｅが溶解し難くなる。Ｂｅを添加した溶湯
は、０．５〜１．５時間電磁攪拌される。比重が小さく
溶湯表面に浮上し易いＢｅは、電磁攪拌によって溶湯中
に均一分散される。この点、機械攪拌では、溶湯表面の
波動が活発になってＢｅの酸化が促進され、溶湯に移行
するＢｅの割合が低下する。均一分散のためには０．５
時間以上の電磁攪拌が必要であるが、１．５時間を超え
る長時間の電磁攪拌ではＢｅの酸化が進行し却って溶湯
中のＢｅ量が低下する。
〜７００℃の温度域に維持しておくことが好ましい。７
８０℃を超える高温の溶湯にＢｅを添加すると、添加し
たＢｅがフラックスと反応し、生成したＢｅＦ2 が昇華
してヒューム中のＢｅ濃度が高くなり、溶湯に含まれる
Ｂｅの歩留が低下する。逆に７００℃より低い温度の溶
湯では、Ｂｅが溶解し難くなる。Ｂｅを添加した溶湯
は、０．５〜１．５時間電磁攪拌される。比重が小さく
溶湯表面に浮上し易いＢｅは、電磁攪拌によって溶湯中
に均一分散される。この点、機械攪拌では、溶湯表面の
波動が活発になってＢｅの酸化が促進され、溶湯に移行
するＢｅの割合が低下する。均一分散のためには０．５
時間以上の電磁攪拌が必要であるが、１．５時間を超え
る長時間の電磁攪拌ではＢｅの酸化が進行し却って溶湯
中のＢｅ量が低下する。
【００１４】電磁攪拌で溶湯中にＢｅを均一分散させた
後、Ｂｅの均一分散状態を維持するため、電磁攪拌終了
時点から０．５時間以内に鋳造を開始する。電磁攪拌終
時点から鋳造開始までの時間が０．５時間より長くなる
と、Ｂｅの溶湯表面への浮上やＢｅの酸化等による影響
が強くなり、溶湯中のＢｅ量が低下する。鋳造に際し、
インライン脱ガス装置等を用いて溶湯を攪拌すると、溶
湯内におけるＢｅの均一分散状態が維持される。Ｂｅが
均一分散しているアルミニウム合金溶湯は、鋳込み温度
７２０〜７４０℃の条件下で鋳造される。鋳造方法とし
ては、ＤＣ鋳造等が採用される。得られた鋳塊を面削し
て押出用ビレットとし、或いは面削後の鋳塊から押出用
ビレットを切り出す。押出加工に先立って、ビレットを
３００〜４５０℃に加熱する。このとき、４５０℃を超
える温度にビレットを加熱すると、押出材にテアリング
が発生し易くなる。また、ビレット温度が高いと押出直
後の押出材温度も高くなり、押出直後に押出材が冷却す
る過程でＢｅの酸化皮膜が形成される前にＭｇが酸化
し、押出材の表面が黒色化し易い。しかし、３００℃に
達しない温度では大きな押出圧力が必要となり、設備が
大きくなってしまう。
後、Ｂｅの均一分散状態を維持するため、電磁攪拌終了
時点から０．５時間以内に鋳造を開始する。電磁攪拌終
時点から鋳造開始までの時間が０．５時間より長くなる
と、Ｂｅの溶湯表面への浮上やＢｅの酸化等による影響
が強くなり、溶湯中のＢｅ量が低下する。鋳造に際し、
インライン脱ガス装置等を用いて溶湯を攪拌すると、溶
湯内におけるＢｅの均一分散状態が維持される。Ｂｅが
均一分散しているアルミニウム合金溶湯は、鋳込み温度
７２０〜７４０℃の条件下で鋳造される。鋳造方法とし
ては、ＤＣ鋳造等が採用される。得られた鋳塊を面削し
て押出用ビレットとし、或いは面削後の鋳塊から押出用
ビレットを切り出す。押出加工に先立って、ビレットを
３００〜４５０℃に加熱する。このとき、４５０℃を超
える温度にビレットを加熱すると、押出材にテアリング
が発生し易くなる。また、ビレット温度が高いと押出直
後の押出材温度も高くなり、押出直後に押出材が冷却す
る過程でＢｅの酸化皮膜が形成される前にＭｇが酸化
し、押出材の表面が黒色化し易い。しかし、３００℃に
達しない温度では大きな押出圧力が必要となり、設備が
大きくなってしまう。
【００１５】押出材は、５１０〜５６０℃×１〜４時間
の溶体化処理が施され、水焼入れされる。５１０℃未満
の加熱温度や１時間に達しない短時間加熱では、Ｓｉ，
Ｍｇ，Ｆｅ，Ｂｅ，Ｃｕ等の固溶化が十分に進行せず、
後工程の人工時効処理によっても十分な機械的強度が得
られない。逆に５６０℃を超える加熱温度や４時間を超
える加熱時間では、押出材の表面が黒色化する傾向がみ
られる。次いで、押出材は、１６０〜２００℃×２〜１
２時間の人工時効処理によってＭｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ
等を析出させ、必要強度が付与される。１６０℃未満の
加熱温度や２時間に達しない加熱時間では時効が不充分
で、必要強度が得られない。２００℃を超える加熱温度
や１２時間を超える加熱時間でも、過時効となって十分
な強度が得られない。
の溶体化処理が施され、水焼入れされる。５１０℃未満
の加熱温度や１時間に達しない短時間加熱では、Ｓｉ，
Ｍｇ，Ｆｅ，Ｂｅ，Ｃｕ等の固溶化が十分に進行せず、
後工程の人工時効処理によっても十分な機械的強度が得
られない。逆に５６０℃を超える加熱温度や４時間を超
える加熱時間では、押出材の表面が黒色化する傾向がみ
られる。次いで、押出材は、１６０〜２００℃×２〜１
２時間の人工時効処理によってＭｇ2 Ｓｉ，Ａｌ2 Ｃｕ
等を析出させ、必要強度が付与される。１６０℃未満の
加熱温度や２時間に達しない加熱時間では時効が不充分
で、必要強度が得られない。２００℃を超える加熱温度
や１２時間を超える加熱時間でも、過時効となって十分
な強度が得られない。
【００１６】
【実施例１】所定組成に調整されたアルミニウム合金溶
湯を溶解炉で溶製し、７４０℃の溶湯にＡｌ−５重量％
Ｂｅの母合金を添加して、１時間電磁攪拌した。電磁攪
拌後、２０分沈静化し、次いでインライン脱ガス処理を
施しながら直径２５４ｍｍのビレットに鋳込み温度７３
０℃，鋳造速度５０ｍｍ／分の条件でＤＣ鋳造した。得
られたビレットを成分分析した結果を表１に示す。な
お、表１では、同様な条件下で製造したＢｅ無添加のア
ルミニウム合金を比較例として示す。
湯を溶解炉で溶製し、７４０℃の溶湯にＡｌ−５重量％
Ｂｅの母合金を添加して、１時間電磁攪拌した。電磁攪
拌後、２０分沈静化し、次いでインライン脱ガス処理を
施しながら直径２５４ｍｍのビレットに鋳込み温度７３
０℃，鋳造速度５０ｍｍ／分の条件でＤＣ鋳造した。得
られたビレットを成分分析した結果を表１に示す。な
お、表１では、同様な条件下で製造したＢｅ無添加のア
ルミニウム合金を比較例として示す。
【００１７】
【００１８】各ビレットに５４０℃×４時間→空冷の均
質化処理を施した後、合金番号１〜４（本発明例）につ
いてビレットのＢｅ濃度を分析した。分析結果を示す表
２にみられるように、ビレット表層部とビレット内部と
の間でＢｅの濃度差は僅か０．０００１重量％に止まっ
ていた。
質化処理を施した後、合金番号１〜４（本発明例）につ
いてビレットのＢｅ濃度を分析した。分析結果を示す表
２にみられるように、ビレット表層部とビレット内部と
の間でＢｅの濃度差は僅か０．０００１重量％に止まっ
ていた。
【００１９】
【００２０】各ビレットを３８０℃に加熱し、押出速度
１０ｍ／分で２７．０ｍｍ×９０ｍｍの矩形断面形状に
押し出した。得られた押出材に５４０℃×２時間→水焼
入れ→１８０℃×８時間のＴ６処理を施した。Ｔ６処理
された押出材の表面を観察したところ、合金番号１〜４
の押出材では黒色化した表面が検出されなかった。測色
計（ミノルタ株式会社製 ミノルタＣＲ−３００）を用
い形材表面の色調を観察した結果を表３に示す。表３か
ら明らかなように、合金番号１〜４は、合金番号５〜８
に比較して何れもＬ値，光沢度共に高い値を示してお
り、黒色化が防止されていることが確認される。
１０ｍ／分で２７．０ｍｍ×９０ｍｍの矩形断面形状に
押し出した。得られた押出材に５４０℃×２時間→水焼
入れ→１８０℃×８時間のＴ６処理を施した。Ｔ６処理
された押出材の表面を観察したところ、合金番号１〜４
の押出材では黒色化した表面が検出されなかった。測色
計（ミノルタ株式会社製 ミノルタＣＲ−３００）を用
い形材表面の色調を観察した結果を表３に示す。表３か
ら明らかなように、合金番号１〜４は、合金番号５〜８
に比較して何れもＬ値，光沢度共に高い値を示してお
り、黒色化が防止されていることが確認される。
【００２１】
【００２２】
【実施例２】押出条件及び熱処理条件の影響を調査する
ため、実施例１で使用した合金番号１〜４のビレットを
３８０℃及び５００℃に加熱し、押出速度１０ｍ／分で
２７．０ｍｍ×９０ｍｍの矩形断面形状に押し出した。
得られた押出形材に４８０℃×６時間→水焼入れ→１８
０℃×８時間又は５４０℃×２時間→水焼入れ→１８０
℃×８時間のＴ６処理を施した。熱処理後の押出材表面
を観察し、Ｌ値，光沢度及びテアリングの発生有無を調
査した。表４の調査結果にみられるように、押出し時の
ビレット温度（３８０℃）及び溶体化処理時の温度（５
４０℃）を本発明で規定した範囲に維持するとき、Ｌ値
及び光沢度が高く、テアリングのない押出材が得られ
た。これに対し、同じ組成をもつ材料であっても、ビレ
ット温度が５００℃と高く、比較的低温（４８０℃）で
長時間（６時間）の溶体化処理を施したものでは、Ｌ値
及び光沢度の低下がみられ、一部にテアリングも発生し
ていた。
ため、実施例１で使用した合金番号１〜４のビレットを
３８０℃及び５００℃に加熱し、押出速度１０ｍ／分で
２７．０ｍｍ×９０ｍｍの矩形断面形状に押し出した。
得られた押出形材に４８０℃×６時間→水焼入れ→１８
０℃×８時間又は５４０℃×２時間→水焼入れ→１８０
℃×８時間のＴ６処理を施した。熱処理後の押出材表面
を観察し、Ｌ値，光沢度及びテアリングの発生有無を調
査した。表４の調査結果にみられるように、押出し時の
ビレット温度（３８０℃）及び溶体化処理時の温度（５
４０℃）を本発明で規定した範囲に維持するとき、Ｌ値
及び光沢度が高く、テアリングのない押出材が得られ
た。これに対し、同じ組成をもつ材料であっても、ビレ
ット温度が５００℃と高く、比較的低温（４８０℃）で
長時間（６時間）の溶体化処理を施したものでは、Ｌ値
及び光沢度の低下がみられ、一部にテアリングも発生し
ていた。
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のアルミ
ニウム合金押出材は、Ｂｅが均一分散する成分系に調整
されているので、ビレット内部が製品表面となる押出材
の表面においてもＢｅが分布する。形材表面にあるＢｅ
は、雰囲気の酸素と反応して薄い透明薄膜を形成し、Ｍ
ｇの酸化及び酸化したＭｇとＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎとの複合
化に起因する形材表面の黒色化を防止する。そのため、
形材表面が切削されずにそのまま製品となる場合であっ
ても、特別な表面処理を必要とすることなく、Ｂｉ，Ｐ
ｂ，Ｓｎ等の添加による快削性を活用して形状精度良く
加工でき、良好な表面をもつ製品として提供される。
ニウム合金押出材は、Ｂｅが均一分散する成分系に調整
されているので、ビレット内部が製品表面となる押出材
の表面においてもＢｅが分布する。形材表面にあるＢｅ
は、雰囲気の酸素と反応して薄い透明薄膜を形成し、Ｍ
ｇの酸化及び酸化したＭｇとＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎとの複合
化に起因する形材表面の黒色化を防止する。そのため、
形材表面が切削されずにそのまま製品となる場合であっ
ても、特別な表面処理を必要とすることなく、Ｂｉ，Ｐ
ｂ，Ｓｎ等の添加による快削性を活用して形状精度良く
加工でき、良好な表面をもつ製品として提供される。
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/00 ６８１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８１ ６９０ ６９０ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９４ ６９４Ｂ (72)発明者 工藤 高雄 静岡県庵原郡蒲原町蒲原161番地 日本軽 金属株式会社蒲原製造所内
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｓｉ：０．５〜１．０重量％，Ｍｇ：
０．８〜１．２重量％，Ｆｅ：０．１〜０．３０重量
％，Ｂｅ：０．００１〜０．２重量％，Ｃｕ：０．１５
〜０．４重量％を含み、更にＢｉ，Ｐｂ，Ｓｎの１種を
単独で０．４〜１．２重量％又は２種以上を合計量で
０．４〜２．２重量％含み、Ｚｎが０．２５重量％以下
に規制され、残部が実質的にＡｌの組成をもち、表面に
Ｂｅの酸化皮膜が形成されている切削性，耐変色性，耐
食性，押出性に優れたアルミニウム合金押出材。 - 【請求項２】 更にＣｒ：０．０５〜０．２重量％，Ｍ
ｎ：０．０５〜０．２重量％，Ｚｒ：０．０５〜０．１
重量％の１種又は２種以上を合計量で０．０５〜０．３
重量％含む請求項１記載の切削性，耐変色性，耐食性，
押出性に優れたアルミニウム合金押出材。 - 【請求項３】 成分調整された７００〜７８０℃のアル
ミニウム合金溶湯にＢｅを添加した後、溶湯を０．５〜
１．５時間電磁攪拌し、電磁攪拌終了時点から０．５時
間以内に鋳造を開始し、得られたビレットを均質化処理
し、次いで押出加工することを特徴とする請求項１又は
２記載の組成をもつ切削性，耐変色性，耐食性，押出性
に優れた押出用アルミニウム合金押出材の製造方法。 - 【請求項４】 押出加工に先立ってビレットを３００〜
４５０℃に加熱し、押出加工後に５１０〜５６０℃×１
〜４時間で溶体化処理、次いで１６０〜２００℃×２〜
１２時間の人工時効処理を施す請求項３記載の切削性，
耐変色性，耐食性，押出性に優れたアルミニウム合金押
出材の製造方法。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の方法で製造された
アンチロックブレーキングシステムのハウジング又は自
動車用熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098280A JP2000290743A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 切削性，耐変色性，耐食性，押出性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098280A JP2000290743A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 切削性，耐変色性，耐食性，押出性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290743A true JP2000290743A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=14215528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11098280A Pending JP2000290743A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 切削性，耐変色性，耐食性，押出性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000290743A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002317255A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 自動車ブレーキ用部材及びその製造方法 |
| JP2009138225A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 耐熱性に優れた快削アルミニウム合金 |
| CN107267897A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-10-20 | 江苏宇马铝业有限公司 | 一种铝合金型材的加工方法 |
| CN111349831A (zh) * | 2020-02-23 | 2020-06-30 | 广东吉源铝业有限公司 | 一种6061铝合金拉弯型材的生产工艺 |
| US11649530B2 (en) | 2018-03-27 | 2023-05-16 | Nikkei Mc Aluminium Co., Ltd. | Al—Si—Mg aluminum alloy |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5024109A (ja) * | 1973-07-05 | 1975-03-15 | ||
| JPS6386830A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-18 | アルカン・インターナショナル・リミテッド | アルミニウム合金インゴットの鋳造法 |
| JPH06115420A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-26 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | アンチロックブレーキシステム |
| JPH06264157A (ja) * | 1993-03-09 | 1994-09-20 | Hitachi Metals Ltd | アルミニウム合金の鋳造方法及びアルミニウム合金部品 |
| JPH093581A (ja) * | 1995-06-15 | 1997-01-07 | Nippon Light Metal Co Ltd | 疲労強度の高いアルミニウム鍛造品及び製造方法 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP11098280A patent/JP2000290743A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5024109A (ja) * | 1973-07-05 | 1975-03-15 | ||
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| JP4537611B2 (ja) * | 2001-04-17 | 2010-09-01 | 株式会社住軽テクノ | 自動車ブレーキ用部材及びその製造方法 |
| JP2009138225A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 耐熱性に優れた快削アルミニウム合金 |
| CN107267897A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-10-20 | 江苏宇马铝业有限公司 | 一种铝合金型材的加工方法 |
| US11649530B2 (en) | 2018-03-27 | 2023-05-16 | Nikkei Mc Aluminium Co., Ltd. | Al—Si—Mg aluminum alloy |
| CN111349831A (zh) * | 2020-02-23 | 2020-06-30 | 广东吉源铝业有限公司 | 一种6061铝合金拉弯型材的生产工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |