JP2001316788A

JP2001316788A - 曲げ加工性に優れたアルミニウム押出形材及びその製造方法

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Publication number: JP2001316788A
Application number: JP2000138379A
Authority: JP
Inventors: Makoto Arase; 誠新瀬; Kazuyuki Fukagawa; 一幸深川; Koji Kajikawa; 浩司梶川; Takeshi Teraki; 武志寺木; Manabu Maruyama; 学丸山; Hideo Yazaki; 秀雄矢崎; Hideo Meguri; 秀夫廻; Yoshihiro Kageyama; 善浩影山; Hiroya Miyaoka; 博也宮岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; YKK Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; YKK Corp
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: JP4017059B2

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げ加工精度や耐力値のバラツキが小さく、
押し通し曲げ加工においても座屈を生じない曲げ加工性
に優れたアルミニウム押出形材、及びその製造方法を提
供する。【解決手段】アルミニウム合金ビレットを均質化処理
し、これを押出加工し、冷却後、時効処理を施すことに
よって製造されるアルミニウム押出形材の製造方法にお
いて、上記時効処理するにあたって、冷却された押出材
から少なくとも１以上のサンプルを取得し、このサンプ
ルを先行時効処理すると共に機械的特性を評価し、これ
に基づき、その機械的特性が０．２％耐力が１２０〜１
４０ＭＰａ、伸びが１２％以上となるように時効処理条
件を設定する。このような方法により、曲げ加工に最適
な０．２％耐力及び伸びを有し、曲げ加工精度や耐力値
のバラツキが小さく、押し通し曲げ加工においても座屈
を生じないアルミニウム押出形材が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ加工性に優れ
たアルミニウム押出形材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、輸
送車両に対する構造材料の選択は、単なる省エネルギー
対策からの軽量化だけでなく、リサイクル性と循環型材
料としての必要性が宣伝されるようになり、アルミニウ
ム合金材料の位置付けが大きくなってきており、例えば
アルミニウム押出形材の構造材料としての輸送車両への
大幅な応用が見られる。押出加工の特徴は、素材である
ビレットを一度の加工によって複雑な中実材、中空形材
を成形することが可能なことであり、断面形状やデザイ
ン性の自由度が大きいという長所を有する。アルミニウ
ム押出形材を高速車両、例えば、新幹線等の鉄道車両へ
利用する場合は、大型形材の形状寸法、曲がり等のバラ
ツキ範囲が重要となり、機械的性質は使用合金の日本工
業規格（ＪＩＳ）もしくは用途に準じた下限値以上であ
れば、認められている。しかし、自動車用構造材料とし
てアルミニウム押出形材を利用する場合は、地球環境に
及ぼす問題（温暖化問題）等から低燃費化及び軽量化が
重要な課題となっており、また下記のような点から、ス
ペースフレーム構造への応用に対してはより高い要求が
なされている。

【０００３】例えば、乗用車のフロントサイドフレー
ム、リアフレーム、ピラー等に代表されるボディ用フレ
ームは、軽量化の要請に応え得るだけでなく、車両の曲
げや捩じれに対する強度や剛性の確保と搭乗者の安全性
を確保するために、衝突時の衝撃エネルギーの吸収性に
優れていることが必要である。また、三次元的な曲げ加
工（曲げの中心線が一平面上に位置しないような曲げ加
工）のために、曲げ加工精度が良好であることも必要で
ある。車両ボディ用のアルミニウム合金製フレーム材と
しては、押出性、曲げ加工性が良く、また強度的にも良
好であることから、一般にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が使
用されている。

【０００４】ところで、衝突時の衝撃吸収部材としての
車両ボディ用フレーム材は、０．２％耐力が一定でその
バラツキが小さくなければならない。何故ならば、０．
２％耐力のバラツキが大きいと、強度や剛性の安定した
車両を形成することができないとともに、衝撃を安定し
て吸収することができず、また、曲げ加工時、特に押し
通し曲げ加工時にスプリングバック量の変化が大きく、
寸法精度が悪くなるため、曲げ加工後の矯正加工や、フ
レーム材毎に曲げ加工条件を設定する必要があり、生産
性が低下するからである。しかしながら、従来のＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系合金の押出形材は、同じ製造ロット内にお
いても、０．２％耐力のバラツキが大きく、曲げ加工時
の生産性の低下や衝突時の衝撃吸収性能に問題があり、
これらの点の改善が望まれていた。

【０００５】上記のような問題点を改善すべく、特開平
１１−３４３５３３号公報には、Ｍｇ：０．４５〜０．
４９％、Ｓｉ：０．３０〜０．３６％とＭｇ及びＳｉを
低濃度とすることが提案されているが、ここに開示され
ている形材の０．２％耐力は１７０〜２００ＭＰａとか
なり高い。このように高い０．２％耐力を有する場合、
押し通し曲げ加工における座屈特性の点では好ましい
が、曲げ加工精度やスプリングバック量のバラツキは大
きくなる。

【０００６】従って、本発明の目的は、曲げ加工に最適
な０．２％耐力値と伸びを有し、かつ曲げ加工精度及び
耐力値のバラツキが小さく、しかも押し通し曲げ加工に
おいても座屈を生じない曲げ加工性に優れたアルミニウ
ム押出形材、及びその製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、アルミニウム合金ビレットを均質
化処理し、これを押出加工し、冷却後、時効処理を施す
ことによって製造されるアルミニウム押出形材の製造方
法において、前記時効処理するにあたって、冷却された
押出材から少なくとも１以上のサンプルを取得し、この
サンプルを先行時効処理すると共に機械的特性を評価
し、これに基づき、その機械的特性が０．２％耐力が１
２０〜１４０ＭＰａ、伸びが１２％以上となるように時
効処理条件を設定することを特徴とするアルミニウム押
出形材の製造方法が提供される。

【０００８】好適な態様においては、アルミニウム合金
はＭｇ：０．４５〜０．５５ｗｔ％、好ましくは０．４
５〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：０．２５〜０．４０ｗｔ
％、好ましくは０．２９〜０．３７ｗｔ％を含み、残部
がＡｌと不可避的不純物からなり、該アルミニウム合金
ビレットを５４５〜５８５℃で１〜１０時間均質化処理
し、押出加工後、１分間に１００℃以上の速度で冷却
し、さらに、１５０〜１７０℃で１６時間以内で時効処
理する。上記先行時効処理においては、サンプルの機械
的特性の評価に基づき、１５０〜１７０℃の処理温度で
の時効処理時間を決定することが好ましい。押出材から
のサンプルを取得するに際しては、押出材の先端５％の
初期押出部分以外の部分からサンプルを取り出すことが
望ましく、また、押出された押出材の中間部分から少な
くとも１以上のサンプルを取り出すことが好ましい。

【０００９】上記のような方法により、Ｍｇ：０．４５
〜０．５５ｗｔ％、好ましくは０．４５〜０．５０ｗｔ
％、Ｓｉ：０．２５〜０．４０ｗｔ％、好ましくは０．
２９〜０．３７ｗｔ％を含み、残部がＡｌと不可避的不
純物からなり、曲げ加工に最適な０．２％耐力が１２０
〜１４０ＭＰａであって伸びが１２％以上であり、かつ
曲げ加工精度のバラツキが小さく、しかも押し通し曲げ
加工においても座屈を生じない曲げ加工性に優れたアル
ミニウム押出形材が得られる。なお、本発明の方法は上
記組成のアルミニウム合金のみへの適用に限定されるも
のではなく、他の組成及び種類のアルミニウム合金にも
適用可能であり、また曲げ加工、特に三次元曲げ加工を
行なう押出形材に好適に適用できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】前記したように、自動車のスペー
スフレーム構造においては、曲げ加工材が使用される場
合が多く、また３次元曲げ加工材も使用されるため、曲
げ加工材の形状精度の維持は重要な課題である。特に、
曲げ加工後の材料のスプリングバック量は材料の弾性係
数に反比例し、材料の耐力値にも関係しているため、機
械的性質の制御が重要となる。

【００１１】以下、添付図面を参照しながら説明する
と、図１はアルミスペースフレームボディ構造の一例を
示しており、例えばルーフサイドレール１はアルミニウ
ム押出形材を好適に用いることができるフレームであ
る。このルーフサイドレール１は、図２に示すような構
造を有する三次元曲げ加工材である。この三次元曲げ加
工は、一般に、図３に示すような押し通し曲げ加工によ
り行なわれる。図３において、中空押出材２は、固定型
３によりガイドされ、ガイドレール４上をボールねじ５
により前進される押圧部材６により後端部を押されなが
ら、曲げ加工用可動型７の移動により曲げられる。

【００１２】曲げ加工、特に押し通し曲げ加工において
は、スプリングバック量にバラツキがあると成形や管理
が極めて大変であり、量産性においてはこの点が大きな
問題となってくる。スプリングバック量のバラツキは機
械的特性値のバラツキによって生じ、特に耐力値が大き
な要因となっており、耐力値を低くし、スプリングバッ
ク量の絶対量を減らすことによりこのバラツキも低減す
ることができる。このことから、ＪＩＳＡ６０６３の
Ｔ１材を使用すればこのバラツキは低減することができ
るが、今度は曲げ加工のときに形材に座屈Ａを生じると
いう問題が発生する。Ｔ１材でも肉厚を大きくすれば座
屈の問題は解決可能となるが、この場合には形材重量が
大きくなって軽量化及び低燃費化の要請に反することに
なる。

【００１３】本発明者らの研究によれば、アルミニウム
合金ビレットにはＭｇ、Ｓｉの濃度にバラツキがあり、
また自然時効効果も環境温度の影響を受けて変動するた
め、同一処理条件で管理することは極めて困難であり、
押出ロット毎に個別的に熱処理条件を設定する必要があ
ることを見出した。また、曲げ加工時のスプリングバッ
ク量のバラツキと耐力値のバラツキとの相関関係から、
加工精度のバラツキを制限するためには、耐力値のバラ
ツキを±１０ＭＰａ以内に収める必要があることを見出
した。

【００１４】そこで、本発明のアルミニウム押出形材の
製造方法は、アルミニウム合金ビレットを均質化処理
し、これを押出加工し、冷却後、時効処理を施す一連の
工程において、上記時効処理するにあたって、冷却され
た押出材から少なくとも１以上のサンプルを取得し、こ
のサンプルを先行時効処理すると共に機械的特性を評価
し、これに基づき、その機械的特性が０．２％耐力が１
２０〜１４０ＭＰａ、伸びが１２％以上となるように時
効処理条件を設定することを特徴としており、好ましく
は所定処理温度での時効処理時間を決定する。このよう
な方法によれば、アルミニウム合金ビレットのロット毎
のＭｇ、Ｓｉ濃度のバラツキや自然時効効果のバラツキ
等が修正（吸収）され、曲げ加工に最適な０．２％耐力
値と伸びを有し、かつ曲げ加工精度のバラツキが小さ
く、しかも押し通し曲げ加工においても座屈を生じない
曲げ加工性に優れたアルミニウム押出形材が得られる。

【００１５】本発明のアルミニウム押出形材の製造方法
においては、好適には、ＭｇとＳｉを低濃度としたアル
ミニウム合金、すなわちＭｇ：０．４５〜０．５５ｗｔ
％、好ましくは０．４５〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：０．
２５〜０．４０ｗｔ％、好ましくは０．２９〜０．３７
ｗｔ％を含み、残部がＡｌと不可避的不純物からなるア
ルミニウム合金を用いられる。Ｍｇ及びＳｉはアルミニ
ウム押出形材の強度を向上させるための添加元素であ
り、これらの元素が析出物Ｍｇ₂Ｓｉを形成することに
よって、アルミニウム押出形材の引張強さ及び０．２％
耐力が向上する。ＭｇとＳｉの含有率がそれぞれ０．４
５ｗｔ％、０．２５ｗｔ％未満である場合には、車両に
おいて要求される強度や剛性及び衝撃エネルギーを吸収
するに充分な特性が得られない。他方、両元素の含有率
がそれぞれ０．５５％、０．４０％を超えると、引張強
さと０．２％耐力は上昇するが、伸びが低下する。その
ため、衝撃エネルギー吸収時の座屈変形によって割れが
生じ易くなり、衝撃エネルギー吸収能力が低下するほ
か、製品形状が複雑で曲げ加工が厳しい場合には曲げ加
工時に割れが生じ易くなる。従って、アルミニウム押出
形材の機械的性質のバラツキを極力小さくし、優れた曲
げ加工性と衝撃吸収性能を確保するため、Ｍｇは０．４
５〜０．５５ｗｔ％の範囲で、Ｓｉは０．２５〜０．４
０ｗｔ％の範囲でそれぞれ添加する必要がある。

【００１６】本発明による車両ボディスペースフレーム
用アルミニウム押出形材は、前述のような組成のアルミ
ニウム合金からなり、かつ、０．２％耐力が１２０〜１
４０ＭＰａで、伸びが１２％以上（一般に、２５％以
下）である。０．２％耐力が１２０〜１４０ＭＰａの範
囲内であれば、車両に必要な強度、剛性及び衝撃エネル
ギー吸収量を有するとともに、曲げ加工時のスプリング
バック量もより均一なスペースフレーム材を提供するこ
とができる。アルミニウム押出形材の０．２％耐力が１
２０ＭＰａを下回ると強度が劣り、押し通し曲げ加工時
にその製品形状によっては座屈が発生し、求めている曲
げ加工材が得られない恐れがある。一方、アルミニウム
押出形材の０．２％耐力が１４０ＭＰａを超えると伸び
が低下し、押し通し曲げ加工時にその製品形状によって
は割れが発生する恐れがあるとともに、加工精度も低下
する。

【００１７】前述のような特徴を有するアルミニウム押
出形材は、以下のように製造される。まず、前述のよう
な組成のアルミニウム合金ビレットを、５４５〜５８５
℃の温度で１〜１０時間均質化処理する。この均質化処
理により、ビレットの鋳造時に偏析した添加元素が拡散
により均質になる。均質化処理温度が５４５℃よりも低
温であると均質化が不充分であり、形材の強度のバラツ
キの原因となる（前記強度のアルミニウム押出形材を製
造することができなくなる）。一方、５８５℃を超える
と、材料が部分的に溶融するおそれがある。なお、処理
時間は高温側では短く、低温側では長くすればよい。均
質化処理後の冷却速度による材料強度への影響は、水冷
及び強制空冷では材料強度の差異は殆ど見られないが、
炉冷の場合には引張強さ及び耐力値共に低下する。ま
た、４００〜２５０℃の温度域では、２００℃／ｈｒ以
上の冷却速度で冷却することが好ましい。

【００１８】次に、前記のように均質化処理したアルミ
ニウム合金鋳塊を、Ｍｇ₂Ｓｉ固溶温度を超える所定温
度、好ましくは５００℃以上の温度で所定断面形状の押
出材に押出加工する。押出形材温度による材料強度への
影響は、引張強さ及び耐力値共に４８０℃程度までは高
くなる傾向があり、それ以上では平衡状態に達する。Ｍ
ｇ₂Ｓｉ固溶温度を超える所定温度で押し出すことによ
り、押出時に添加元素が母相に充分に固溶され、母相に
固溶したＭｇ、Ｓｉ量が同一製造ロットのみでなく、異
なった製造ロットでもほとんど差がなくなるため、強度
バラツキが殆どないアルミニウム押出形材が製造され
る。押出加工時にダイスから出た直後の形材温度がＭｇ
₂Ｓｉ固溶温度未満である場合には、添加元素であるＭ
ｇ、Ｓｉが母相に充分固溶せず強度バラツキの原因にな
る。

【００１９】前記のように押出材を押出後、好ましくは
１００℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で室温まで冷却する。
焼入れ感受性の鈍いＡ６０６３合金は、押出加工後の冷
却を強制空冷程度の冷却速度で冷却することにより、充
分な強度が得られる。通常の押出工程においては、ビレ
ット加熱温度がＭｇ₂Ｓｉ固溶限より低くても押出加工
による発熱によって溶体化処理温度域に加熱されるた
め、析出物の固溶が起こる。しかし、押出加工は比較的
短時間で行なわれるため、押出前の析出状態によって最
終強度にまで影響を与える。例えば、均質化処理からの
冷却やビレット加熱を速やかに行なうことによって析出
物の粗大化を防ぎ、押出中の短時間加熱でも充分なＭｇ
₂Ｓｉの固溶状態が得られるようにする必要がある。充
分な溶体化を行なうためには、押出後の冷却はＴＴＴ曲
線のＣノーズにかからない冷却速度、例えば１００℃／
ｍｉｎ以上、好ましくは１１０℃／ｍｉｎ以上の速度で
冷却することが望ましい。冷却は、押出材の形状変形の
防止や設備費の点からファンを使用した空冷によるのが
好ましいが、押出材の形状変形などのおそれがない場合
には水冷によっても差し支えない。

【００２０】さらに、前記冷却後の押出材を所望に応じ
て室温時効を行った後、これを好ましくは１５０〜１７
０℃の温度で１６時間以内、人工時効処理する。材料強
度は押出・冷却後の保管温度によって影響され、引張強
さは１０〜３０℃では時間の経過と共に増加し、０℃で
は逆に減少する傾向にある。また、０．２％耐力値も押
出後の経時変化が見られ、０〜１０℃では自然時効時間
の増大と共に減少し、約２０時間を経過すると所定の
０．２％耐力値の範囲から外れ易くなる。従って、自然
時効時間としては変動が小さい４〜１０時間程度が適当
である。

【００２１】上記自然時効と人工時効処理により、アル
ミニウム押出形材の引張強さ及び０．２％耐力のバラツ
キを低減させることができる。人工時効処理の温度は、
１５０〜１７０℃の範囲が好ましい。人工時効処理の温
度が１５０℃未満では、熱処理を長時間実施しなければ
ならないので生産性が低下し、一方、人工時効温度が１
７０℃を超えると、アルミニウム押出形材の強度変化が
激しくなり強度のバラツキが大きくなる。前記したよう
に、加工精度のバラツキを制限するためには、耐力値の
バラツキを±１０ＭＰａ以内に収める必要がある。そこ
で、本発明のアルミニウム押出形材の製造方法では、上
記時効処理するにあたって、冷却された押出材から少な
くとも１以上のサンプルを取得し、このサンプルを先行
時効処理すると共に機械的特性を評価し、これに基づ
き、その機械的特性が０．２％耐力が１２０〜１４０Ｍ
Ｐａ、伸びが１２％以上となるように時効処理条件、好
ましくは時効処理時間を設定するものである。以下、こ
の先行時効処理の一例について、図面を参照しながら説
明する。

【００２２】図４は、上記先行時効処理の好適な態様を
示している。ここでいう先行時効処理とは、押出材に対
してオフライン炉と操業炉にて同一処理温度で人工時効
処理を行なうが、オフライン炉は操業炉よりも所定時間
ｔ、例えば１５分先行して熱処理を進め、オフライン炉
にて０．２％耐力値が例えば１３０ＭＰａに到達する時
間を求め、その時間を操業炉の人工時効処理時間とする
方法である。このような先行時効処理により、０．２％
耐力値が１３０±１０ＭＰａと管理幅が狭くても、目標
とする所定の０．２％耐力値を有するアルミニウム押出
形材を製造できる。

【００２３】押出材からのサンプルを取得するに際して
は、押出材の先端５％の初期押出部分以外の部分からサ
ンプルを取り出すことが望ましく、また、押出された押
出材の中間部分から少なくとも１以上のサンプルを取り
出すことが好ましい。このことを図５を参照しながら説
明する。図５は、押出長さに沿った０．２％耐力のバラ
ツキ（引張強さについては全く同様の傾向であるため、
省略した）を示したものである。なお、図５はビレット
本数３６本についてのデータをまとめたものであるが、
曲線の重なりによって不明瞭になるため、境界部の曲線
のみ明瞭に示し、中間部分の曲線は概略的に示してあ
る。材料強度のバラツキはビレット毎の差はあまりない
が、押出初期の０〜３ｍ付近とそれ以降の押出定常部を
比較した場合、０〜３ｍ付近が０．２％耐力及び引張強
さ共に著しく低い値となっている。この理由としては、
通常の押出においてはビレットの押し継ぎを行なってい
ることから、押出初期の部分（この形材の場合０〜３
ｍ）は押出金型チャンバー部に押し残されたものが次の
ビレットによって押出されたため、この部分と押出定常
部とで熱履歴や鍛錬度が異なり、０．２％耐力や引張強
さに違いが生じたと考えられる。従って、押出材からの
サンプルを取得するに際しては、押出材の先端５％、好
ましくは８．５％の初期押出部分以外の部分からサンプ
ルを取り出すことが望ましい。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の効果を具体的に確認した実施
例について、必要に応じて比較例と対比しながら具体的
に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるもので
ないことはもとよりである。

【００２５】Ｍｇ：０．４５〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：
０．３０〜０．３５ｗｔ％の組成を有する種々のアルミ
ニウム合金ビレットを５６０℃で４時間均質化処理し、
５００℃で押出加工後、１１０℃／ｍｉｎ以上の冷却速
度で冷却し、さらに、１６０℃の温度条件で熱処理を施
したときの０．２％耐力と時効処理時間の関係を図６及
び図７に示す。この時のＴ１〜Ｔ５の保管時間は２時間
である。図６はＭｇ，Ｓｉ低濃度のアルミニウム合金
（Ｍｇ：０．４５ｗｔ％、Ｓｉ：０．３０ｗｔ％）、図
７はＭｇ，Ｓｉ高濃度のアルミニウム合金（Ｍｇ：０．
５０ｗｔ％、Ｓｉ：０．３５ｗｔ％）の場合を示してい
る。図７に示す高濃度側の合金では、時効処理時間が６
〜８時間程度で０．２％耐力値１３０±１０ＭＰａの条
件を満足するのに対し、図６に示す低濃度側の合金では
１１〜１４時間程度を必要としている。なお、Ｍｇ濃度
が０．４５〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ濃度が０．３０〜
０．３５ｗｔ％の組成を有する種々のアルミニウム合金
ビレットについての所定処理時間は、図６と図７に示す
曲線の中間領域に存在していた。

【００２６】上記のことから、同一熱処理条件にて管理
することは無理と判断でき、各組成、すなわち押出ロッ
ト毎に個別的熱処理条件を設定する必要があることがわ
かる。そこで、前記した先行時効処理により、すなわち
押出材に対してオフライン炉と操業炉にて同一処理温度
（１６０℃）で人工時効処理を行なうが、オフライン炉
は操業炉よりも１５分先行して熱処理を進め、オフライ
ン炉にて０．２％耐力値が１３０ＭＰａに到達する時間
を求め、その時間を操業炉の人工時効処理時間とする方
法で行なった。

【００２７】以上のようにして製造したアルミニウム押
出形材について、図３に示すような装置により押し通し
曲げ加工を行なった。その結果を下記表１に示す。ま
た、本発明による効果（先行時効処理を行ない、０．２
％耐力を１３０±１０ＭＰａに管理したもの）を、従来
材（０．２％耐力：１８０±３０ＭＰａ）及びＭｇ，Ｓ
ｉ低濃度化材（先行時効処理を行なわなかったもの、
０．２％耐力：１３０±３０ＭＰａ）と比較して図８に
示す。下記表１及び図８から、本発明に従って製造した
アルミニウム押出形材は、曲げ加工に最適な０．２％耐
力値を有し、かつ曲げ加工精度及び耐力値のバラツキが
小さく、しかも押し通し曲げ加工においても座屈を生じ
ない曲げ加工性に優れたものであることがわかる。

【表１】

【００２８】さらに、本発明に従って製造したアルミニ
ウム押出形材の曲げ加工度と細長比との関係を図９に示
す。図９は、本発明に従って製造したＴ５材の成形可能
領域を求めるために、断面形状及び長さの異なる何本か
のＴ５材テストピースを、比較例としてのＴ１材テスト
ピースと共に、曲げ試験を行ない、成形限界の線引きを
行なった結果を示すものである。図９において、曲げ加
工度（Ｒ／Ｈ）とは、曲げ加工の厳しさを表現する一般
的な指標であり、曲げ半径（Ｒ）が小さく、素材の外形
寸法（Ｈ）が大きいほど曲げ加工が困難になる。また、
細長比（Ｌ／ｋ）は、Ｌ／ｋ＝Ｌ（Ｉ／Ａ）^-1/2で表わ
され（ここで、Ｒは曲げの曲率半径、Ｈは曲げ方向の最
大外径、Ｌは座屈長さ、ｋは断面二次半径、Ｉは断面二
次モーメント、Ａは断面積を表わす。）、素材の長さと
断面形状に基づき、座屈し易さを材料力学的に表わして
おり、細長比が大きいほど座屈し易くなる。断面形状が
同じ場合には長い素材の方が細長比が大きくなり（座屈
し易い）、中空材のように断面積に対する断面二次モー
メントの効果が大きいものは、同じ断面積の中実材より
も断面二次半径が大きくなり、細長比が小さくなる（座
屈し難い）。また、座屈長さとは、部材長さ（全長）に
対して座屈の影響を受ける部分の長さを表わし、例え
ば、固定型３と可動型７の間と、押圧部材６と固定型３
との間の距離に等しい（図３参照）。図９に示されるよ
うに、本発明の方法に従って製造したＴ５材は、Ｔ１材
よりも座屈し難く、厳しい曲げ加工を行なえることがわ
かる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、曲げ加
工に最適な０．２％耐力値と伸びを有し、かつ曲げ加工
精度及び耐力値のバラツキが小さく、しかも押し通し曲
げ加工においても座屈を生じない曲げ加工性に優れたア
ルミニウム押出形材が得られる。このようなアルミニウ
ム押出形材は、曲げ加工、特に押し通し曲げ加工により
成形される車両のボディ用フレーム部材に好適に用いる
ことができるが、これに限定されるものではなく、曲げ
加工性に優れる特性を生かして他の用途、例えばカーポ
ートフレーム部材等にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミスペースフレームボディ構造の一例を示
す斜視図である。

【図２】図１のアルミスペースフレームボディ構造に用
いられるルーフサイドレールの部分斜視図である。

【図３】押し通し曲げ加工装置の概略構成を示す部分断
面側面図である。

【図４】本発明による先行時効処理の一例の概略説明図
である。

【図５】押出長さに沿った０．２％耐力のバラツキを示
すグラフである。

【図６】実施例で製造したアルミニウム押出形材（Ｍ
ｇ：０．４５ｗｔ％、Ｓｉ：０．３０ｗｔ％）を１６０
℃の温度条件で熱処理を施したときの０．２％耐力と時
効処理時間の関係を示すグラフである。

【図７】実施例で製造したアルミニウム押出形材（Ｍ
ｇ：０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：０．３５ｗｔ％）を１６０
℃の温度条件で熱処理を施したときの０．２％耐力と時
効処理時間の関係を示すグラフである。

【図８】本発明に従って製造したアルミニウム押出形材
の曲げ精度バラツキを、従来材及びＭｇ，Ｓｉ低濃度化
材と比較して示すグラフである。

【図９】本発明に従って製造したアルミニウム押出形材
のＴ５材と比較例としてのＴ１材についての曲げ加工度
と細長比との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ルーフサイドレール２中空押出材３固定型６押圧部材７可動型Ａ座屈

───────────────────────────────────────────────────── 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 ６８２Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２６８３６８３６９１６９１Ｂ６９１Ｃ６９２６９２Ａ (72)発明者梶川浩司富山県黒部市三日市4020 (72)発明者寺木武志富山県滑川市上小泉13 (72)発明者丸山学埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者矢崎秀雄埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者廻秀夫埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者影山善浩埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者宮岡博也埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA10 BB01 CA09 CA40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金ビレットを均質化処理
し、これを押出加工し、冷却後、時効処理を施すことに
よって製造されるアルミニウム押出形材の製造方法にお
いて、前記時効処理するにあたって、冷却された押出材
から少なくとも１以上のサンプルを取得し、このサンプ
ルを先行時効処理すると共に機械的特性を評価し、これ
に基づき、その機械的特性が０．２％耐力が１２０〜１
４０ＭＰａ、伸びが１２％以上となるように時効処理条
件を設定することを特徴とするアルミニウム押出形材の
製造方法。
【請求項２】アルミニウム合金が、Ｍｇ：０．４５〜
０．５５ｗｔ％、Ｓｉ：０．２５〜０．４０ｗｔ％を含
み、残部がＡｌと不可避的不純物からなる請求項１に記
載の方法。
【請求項３】５４５〜５８５℃で１〜１０時間均質化
処理し、押出加工後、１分間に１００℃以上の速度で冷
却し、さらに、１５０〜１７０℃で１６時間以内で時効
処理する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】先行時効処理において、サンプルの機械
的特性の評価に基づき、１５０〜１７０℃の処理温度で
の時効処理時間を決定する請求項１乃至３のいずれか一
項に記載の方法。
【請求項５】押出材からのサンプルを取得するに際
し、押出材の先端５％の初期押出部分以外の部分からサ
ンプルを取り出す請求項１乃至４のいずれか一項に記載
の方法。
【請求項６】押出材からのサンプルを取得するに際
し、押出された押出材の中間部分から少なくとも１以上
のサンプルを取り出す請求項１乃至５のいずれか一項に
記載の方法。
【請求項７】Ｍｇ：０．４５〜０．５５ｗｔ％、Ｓ
ｉ：０．２５〜０．４０ｗｔ％を含み、残部がＡｌと不
可避的不純物からなり、０．２％耐力が１２０〜１４０
ＭＰａであって伸びが１２％以上であることを特徴とす
る曲げ加工性に優れたアルミニウム押出形材。
【請求項８】Ｍｇ：０．４５〜０．５０ｗｔ％、Ｓ
ｉ：０．２９〜０．３７ｗｔ％である請求項７に記載の
アルミニウム押出形材。