JP2001107170A - 快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法 - Google Patents
快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法Info
- Publication number
- JP2001107170A JP2001107170A JP27910999A JP27910999A JP2001107170A JP 2001107170 A JP2001107170 A JP 2001107170A JP 27910999 A JP27910999 A JP 27910999A JP 27910999 A JP27910999 A JP 27910999A JP 2001107170 A JP2001107170 A JP 2001107170A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- free
- aluminum alloy
- cutting aluminum
- cutting
- treatment
- 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
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法の
提供する。 【解決手段】 快削性アルミニウム合金は、必須成分と
してCu:5.1〜6.0wt%、Si:1.0〜10.
0wt%およびSr:0.001〜1.0wt%を含み、残
部がAlおよび不純物からなる。また、前記必須成分に
加えて、Mg、Mnのうちから少なくとも1種が添加さ
れる。また、快削性アルミニウム合金材は、前記快削性
アルミニウム合金からなるビレットを、200〜545
℃で均質化処理を行い、このビレットを押出温度:30
0〜500℃、押出製品速度:5m/min以上で押出
し、さらにリダクション5%以上で引抜いた後に、30
0〜545℃で溶体化処理し、さらに1時間以上自然時
効処理を行い、さらに100〜250℃で1〜30時間
の人工時効処理することにより製造される。
Description
快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法に
関する。
めに、従来は鉛、あるいはさらにビスマス等の低融点元
素が添加されていた。これらの低融点添加元素はマトリ
ックス中に分散して存在しており、切削時の加工熱によ
って溶融してその部分を起点として亀裂が発生し、そし
て連結する。そして、この亀裂発生と連結とを繰り返す
ことによって切り屑が細かくなるというものである。
じめとする有害重金属を合金の主要添加元素として活用
することは、環境保護面から問題があり、将来この傾向
はさらに強くなると予想される。このため、鉛を添加す
ることなく切削性に優れたアルミニウム合金が希求され
ている。
添加することなく優れた切削性を有する快削性アルミニ
ウム合金およびその合金材の製造方法の提供を目的とす
る。
に、この発明の第1の快削性アルミニウム合金は、C
u:5.1〜6.0wt%、Si:1.0〜10.0wt%
およびSr:0.001〜1.0wt%を含み、残部がA
lおよび不純物からなることを特徴とする。
Cu:5.1〜6.0wt%、Si:1.0〜10.0wt
%およびSr:0.001〜1.0wt%を含み、さらに
Mg:0.05〜1.0wt%、Mn:0.05〜1.0
wt%のうちから少なくとも1種を含み、残部がAlおよ
び不純物からなることを特徴とする。
金材の製造方法は、上述のいずれかの快削性アルミニウ
ム合金からなるビレットを200〜545℃で1時間以
上保持して均質化処理を行い、このビレットを押出温
度:300〜500℃、押出製品速度:5m/min以
上で押出し、さらにリダクション5%以上で引抜いた後
に、300〜545℃で1時間以上保持して溶体化処理
し、さらに室温で1時間以上保持して自然時効処理を行
い、さらに100〜250℃で1〜30時間保持して人
工時効処理することを特徴とする。
において、元素の添加意義および含有量の限定理由は次
のとおりである。
ウム合金において、共通の必須成分としてCu、Siお
よびSrの3元素が添加される。Cuは、CuAl2 を
析出させて合金の強度を発現させるために添加される元
素であり、5.1wt%未満では前記効果が少なく、6.
0wt%を超えると効果が飽和するため、5.1〜6.0
wt%の範囲とする。Cu含有量の好ましい下限値は5.
3wt%、好ましい上限値は5.7wt%である。Siおよ
びSrは切削性を向上させるために添加される。Siあ
るいはSiと他の添加元素との化合物は硬質粒子であっ
て、切削時に粒子周辺に生じる応力集中によって、アル
ミニウムマトリックスとSi粒子界面とで剥離が生じ、
亀裂が連結して極めて細かな切り屑となる。SrはSi
粒子をアルミニウムマトリックス中あるいは結晶粒界に
微細に分散させる効果があり、Siによる切削性向上を
確実なものとする。また、Srによって微細に分散した
Si粒子は、アスペクト比0.7〜1.3程度の球状で
あって異方性を示さず、切削方向に関係なく切り屑を細
かくすることができる。Si含有量は、1.0wt%未満
では亀裂が発生しても連結させることができず切削性向
上効果が乏しく、10.0wt%を超えると効果が飽和す
るため、1.0〜10.0wt%の範囲とする。Si含有
量の好ましい下限値は3.0wt%、好ましい上限値は
8.0wt%である。また、Sr含有量は、0.001wt
%未満ではSiを微細に分散させるに足りず、1.0wt
%を超えると効果が飽和するため、0.001〜1.0
wt%とする。Sr含有量の好ましい下限値は0.01wt
%、好ましい上限値は0.5wt%である。
て添加されるMgおよびMnは、いずれもアルミニウム
マトリックスに固溶されて強度向上に寄与する元素であ
る。これらの元素は、Mg0.05wt%未満、Mn0.
05wt%未満では効果が乏しく、それぞれ1.0wt%を
超えるとその効果が飽和する。また、Mg含有量の好ま
しい下限値は0.2wt%、好ましい上限値は0.9wt%
である。Mn含有量の好ましい下限値は0.2wt%、好
ましい上限値は0.9wt%である。また、これらの元素
は、1種以上を添加しCuとの併用により相乗的に強度
を向上させることができる。
金に対し、押出条件および引抜条件を規定し、さらに押
出前の均質化処理、引抜後の溶体化処理および時効処理
の熱処理条件を規定することにより、添加元素粒子ある
いは化合物粒子の分散状態を微細にして、その優れた切
削性および強度を確実なものとした快削性アルミニウム
合金材を製造することができる。
る。300℃未満ではアルミニウムマトリックスの結晶
粒径が大きく、粒界に分散するSi粒子が粗大、低密化
するため切屑分断性が低下し、500℃を超えると押出
材表面欠陥が発生する。押出温度の好ましい下限値は3
50℃であり、好ましい上限値は450℃である。ま
た、押出製品速度は、速度が速いほどアルミニウムマト
リックスの結晶粒径細かくなるため、Si粒子を微細且
つ高密度に分散させるために、5m/min以上とす
る。押出の製品速度の好ましい下限値は8m/minで
あり、好ましい上限値は25m/minである。
は、さらに5%以上のリダクションで引抜くことによ
り、さらに粒子の微細分散による切削性向上と加工硬化
による強度向上とを確実なものとすることができる。好
ましい引抜のリダクションは10%以上である。
5℃で行う必要がある。200℃未満では粒子を微細に
分散させる効果に乏しく、545℃を超えると、アルミ
ニウムとCuAl2 の界面が共晶反応によって溶融する
ためである。ただし、合金にMgが添加されている場合
は、Al−Cu−Si−Mg系の溶融反応が508℃で
生じるため、やや低い目の400〜505℃が好まし
い。均質化処理温度の好ましい下限値は400℃であ
り、好ましい上限値は500℃である。また、前記効果
を確実に得るために、前記温度で1時間以上保持するこ
とが必要であり、特に2時間以上が好ましい。なお、こ
の発明は均質化処理時間の上限値を定めるものではない
が、12時間程度保持すれば前記効果が飽和してそれ以
上の長時間処理は意味がない。
で行うことにより添加元素を微細に分散させる効果があ
る。300℃未満では微細に分散させる効果に乏しく、
545を超えるとアルミニウムとCuAl2 の界面が共
晶反応によって溶融する。ただし、合金にMgが添加さ
れている場合は、Al−Cu−Si−Mg系の溶融反応
が508℃で生じるため、やや低い目の400〜505
℃が好ましい。溶体化処理温度の好ましい下限値は40
0℃であり、好ましい上限値は500℃である。また、
前記効果を確実に得るために、前記温度で1時間以上保
持することが必要であり、特に2時間以上が好ましい。
なお、この発明は溶体化処理時間の上限値を定めるもの
ではないが、5時間程度保持すれば前記効果が飽和して
それ以上の長時間処理は意味がない。
硬化による強度向上を図るものであって、室温で1時間
以上保持して自然時効処理を行い、さらに100〜25
0℃で1〜30時間保持して人工時効処理する。自然時
効処理は、確実に時効硬化させるために1時間以上は必
要であり、特に5時間以上が好ましい。そして、さら
に、自然時効処理後に人工時効処理を行うことによりさ
らに強度向上を図ることができる。人工時効処理条件
は、確実に時効硬化させるために100〜250℃で1
〜30時間保持する。人工時効処理温度の特に好ましい
下限値は、120℃、特に好ましい上限値は200℃で
ある。また、処理時間の特に好ましい下限値は4時間、
特に好ましい上限値は15時間である。
ルミニウム合金材は、Siが単体または他の添加元素と
の化合物粒子として微細に分散された状態で存在する。
このとき、平均粒子径は0.5〜20μmの範囲であ
り、また押出・引抜方向に関係なくアスペクト比0.7
〜1.3のほぼ球状粒子であり、切削方向に異方性を示
さず、優れた切削性を発現する。また、マトリックスの
結晶組織は再結晶組織あるいは非再結晶組織のいずれで
あっても快削性を示すが、500μmを超える粗大粒よ
りも500μm以下の細粒である方が望ましい。また、
時効処理によりCuAl2 相を主とする析出粒子および
他の添加元素で構成される析出相が結晶粒内および粒界
に分散しており強度を発現する。
する。
の合金ビレットに対し、500℃で10時間の均質化処
理を施した後、450℃で押出製品速度5m/minで
直径25mmの丸棒に押出し、さらにリダクション10%
で引き抜いた。そしてこれらの引抜棒に対して、500
℃×3時間で溶体化処理した後、大気中、室温で24時
間自然時効させ、さらに180℃×10時間保持して人
工時効処理したものを試験材とした。
強度について次の方法により評価した。これらの評価結
果を表1に併せて示す。
20m/min、バイト送り速度0.05mm/re
v.、切り込み量0.5mmの条件で切削し、切り屑の
細かさにより切削性を相対的に評価した。
試験を行い、相対的に評価した。
よび強度を基準として、従来合金と同等の場合を○、優
れているものを◎、劣るものを△、特に劣るものを×で
示す。
成の合金を用い、表2に示す押出条件および引抜条件で
実施例1と同寸法の試験材を作製した。なお、押出前の
均質化処理、引抜後の溶体化処理および時効処理は実施
例1と同一条件とした。
強度について実施例1と同じ方法で評価した。これらの
評価結果を表2に併せて示す。
7の組成の合金を用い、押出前の均質化処理条件および
引抜後の溶体化処理条件および時効処理条件を表3によ
うに種々変えて、押出を経て引抜材を製作した。なお、
押出条件および引抜条件は、実施例1と同一とした。
強度について実施例1と同じ方法で評価した。これらの
評価結果を表3に併せて示す。
組成の快削性アルミニウム合金は、従来のPb添加合金
と同等の優れた切削性を有し、また強度も優れているこ
とを確認できた。また、前記組成の合金を材料として、
所定の押出条件および引抜条件で加工するとともに所定
条件で熱処理することにより、確実に優れた切削性およ
び強度をもった快削性アルミニウム合金材を製造しうる
ことを確認できた。
性アルミニウム合金は、必須成分としてSi:1.0〜
10.0wt%およびSr:0.001〜1.0wt%を含
むものであって、Srによって、アルミニウムマトリッ
クス中あるいは結晶粒界に微細に分散存在させた硬質の
Si粒子によって優れた快削性が得られる。さらに、必
須成分として、Cu:5.1〜6.0wt%を含むもので
あるからCuAl2 相を析出して優れた強度が得られ
る。また、Pbのような有害重金属を含有しないため環
境保護の観点からも優れている。
05〜1.0wt%、Mn:0.05〜1.0wt%のうち
から少なくとも1種を添加することにより、さらに強度
が向上する。
造方法は、前述したいずれかの快削アルミニウム合金か
らなるビレットを200〜545℃で1時間以上保持し
て均質化処理を行い、このビレットを押出温度:300
〜500℃、押出製品速度:5m/min以上で押出
し、さらにリダクション5%以上で引抜いた後に、30
0〜545℃で1時間以上保持して溶体化処理し、さら
に室温で1時間以上保持して自然時効処理を行い、さら
に100〜250℃で1〜30時間保持して人工時効処
理することにより、Siを微細に分散させることができ
るとともに加工硬化および時効硬化により、切削性およ
び強度に優れた快削性アルミニウム合金材となし得る。
Claims (3)
- 【請求項1】 Cu:5.1〜6.0wt%、Si:1.
0〜10.0wt%およびSr:0.001〜1.0wt%
を含み、残部がAlおよび不純物からなることを特徴と
する快削性アルミニウム合金。 - 【請求項2】 Cu:5.1〜6.0wt%、Si:1.
0〜10.0wt%およびSr:0.001〜1.0wt%
を含み、さらにMg:0.05〜1.0wt%、Mn:
0.05〜1.0wt%のうちから少なくとも1種を含
み、残部がAlおよび不純物からなることを特徴とする
快削性アルミニウム合金。 - 【請求項3】 請求項1または2のいずれかの快削性ア
ルミニウム合金からなるビレットを200〜545℃で
1時間以上保持して均質化処理を行い、このビレットを
押出温度:300〜500℃、押出製品速度:5m/m
in以上で押出し、さらにリダクション5%以上で引抜
いた後に、300〜545℃で1時間以上保持して溶体
化処理し、さらに室温で1時間以上保持して自然時効処
理を行い、さらに100〜250℃で1〜30時間保持
して人工時効処理することを特徴とする快削性アルミニ
ウム合金材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27910999A JP2001107170A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27910999A JP2001107170A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001107170A true JP2001107170A (ja) | 2001-04-17 |
JP2001107170A5 JP2001107170A5 (ja) | 2006-10-05 |
Family
ID=17606550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27910999A Pending JP2001107170A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001107170A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002244323A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-30 | Ricoh Co Ltd | アルミニウム製円筒体、その製造方法、電子写真感光体および電子写真装置 |
WO2003010349A1 (fr) * | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Showa Denko K. K. | Alliage d'aluminium presentant une excellente usinabilite, et materiau d'alliage d'aluminium et son procede de production |
CN106011546A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-12 | 南通恒金复合材料有限公司 | 一种蒸发器用铝合金材料 |
CN107055295A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-08-18 | 南通江中光电有限公司 | 一种轻量化自动扶梯铝合金梯级及其制造工艺 |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP27910999A patent/JP2001107170A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002244323A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-30 | Ricoh Co Ltd | アルミニウム製円筒体、その製造方法、電子写真感光体および電子写真装置 |
WO2003010349A1 (fr) * | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Showa Denko K. K. | Alliage d'aluminium presentant une excellente usinabilite, et materiau d'alliage d'aluminium et son procede de production |
CN106011546A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-12 | 南通恒金复合材料有限公司 | 一种蒸发器用铝合金材料 |
CN107055295A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-08-18 | 南通江中光电有限公司 | 一种轻量化自动扶梯铝合金梯级及其制造工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12018356B2 (en) | Galvanically-active in situ formed particles for controlled rate dissolving tools | |
US20240227000A1 (en) | Galvanically-active in situ formed particles for controlled rate dissolving tools | |
EP0990054B1 (en) | Method of manufacturing a dispersion-strengthened aluminium alloy | |
JP3301919B2 (ja) | 切粉分断性に優れたアルミニウム合金押出材 | |
JPH0711374A (ja) | マグネシウム合金 | |
JPH0742536B2 (ja) | 高強度と高靭性とを有するアルミニウムベース合金製品及びその製法 | |
EP2767608B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING ALUMINUM ALLOY IN WHICH Al-Fe-Si-BASED COMPOUND AND PRIMARY CRYSTAL Si ARE FINELY DIVIDED | |
EP2940164A1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING ALUMINUM ALLOY IN WHICH Al-Fe-Si-BASED COMPOUND IS MINIATURIZED | |
JPH0565584A (ja) | 高強度アルミニウム基合金粉末の製造方法 | |
JP2001107170A (ja) | 快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法 | |
JP2001107169A (ja) | 快削性アルミニウム合金およびその合金材の製造方法 | |
JP2003277855A (ja) | 無鉛快削黄銅合金材及びその製造方法 | |
US4747884A (en) | High strength aluminum-base alloy containing lithium and zirconium and methods of preparation | |
JP4693028B2 (ja) | 切削性に優れたアルミニウム合金材の製造方法 | |
JP3399548B2 (ja) | 熱間鍛造用合金 | |
JP2931538B2 (ja) | 曲げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材およびその製造方法 | |
JP2726444B2 (ja) | 横送り切削加工性に優れたアルミニウム合金の製造方法 | |
JP3969672B2 (ja) | 熱間鍛造性及び切削性に優れたアルミニウム合金展伸材 | |
JP2002047524A (ja) | 強度、切削性およびクリンチング性に優れた機械部品用アルミニウム合金押出し材 | |
CN116005042A (zh) | 一种铝锰合金挤压材及其制备方法和应用 | |
JPH05163542A (ja) | 耐熱チタン合金 | |
JP3773914B2 (ja) | 切削性に優れたアルミニウム合金およびその鍛造方法とその鍛造品 | |
JP3379901B2 (ja) | 切削加工性に優れたAl−Mg−Si系合金押出材およびその製造方法 | |
JP5007708B2 (ja) | 快削アルミニウム合金 | |
JP4017105B2 (ja) | 切削性および熱間加工性に優れたアルミニウム合金鋳造棒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060822 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060822 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080909 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090127 |