JP2002235158A - 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法 - Google Patents
曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 曲げ加工性に優れ、塗装焼付け硬化性を有す
るアルミニウム合金押出形材を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｍｇ：０．３〜１．３％、Ｓ
ｉ：０．２〜１．２％、Ｓｎ：０．０１〜０．３％を含
有し、残部はＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミ
ニウム合金の鋳塊を４００〜５５０℃で予熱して熱間押
出成形を行ってから５０℃／分以上の冷却速度で５０℃
以下の温度まで冷却し、押出成形後２４時間以内に５０
〜１４０℃の範囲の温度で、合金の耐力が１２０Ｎ／ｍ
ｍ2 以下になる範囲内で０．５〜５０時間保持する安定
化処理を行うことを特徴とする曲げ加工性に優れた高強
度アルミニウム合金押出形材の製造方法。前記アルミニ
ウム合金が、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆ
ｅ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を、さらに含有す
ることが好ましい。
るアルミニウム合金押出形材を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｍｇ：０．３〜１．３％、Ｓ
ｉ：０．２〜１．２％、Ｓｎ：０．０１〜０．３％を含
有し、残部はＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミ
ニウム合金の鋳塊を４００〜５５０℃で予熱して熱間押
出成形を行ってから５０℃／分以上の冷却速度で５０℃
以下の温度まで冷却し、押出成形後２４時間以内に５０
〜１４０℃の範囲の温度で、合金の耐力が１２０Ｎ／ｍ
ｍ2 以下になる範囲内で０．５〜５０時間保持する安定
化処理を行うことを特徴とする曲げ加工性に優れた高強
度アルミニウム合金押出形材の製造方法。前記アルミニ
ウム合金が、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆ
ｅ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を、さらに含有す
ることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ加工性に優
れ、自動車の構造材をはじめ、車両、電気機器、建築用
等の材料に適したアルミニウム合金押出形材の製造方法
に関する。
れ、自動車の構造材をはじめ、車両、電気機器、建築用
等の材料に適したアルミニウム合金押出形材の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金は押
出性に優れる上に、熱処理によって高強度が得られるた
め、車両、船舶、建築等の用途に広く使用されている。
近年、自動車の軽量化の観点から、アルミニウム合金の
押出形材が自動車の構造部材に適用されるようになり、
その材料として、上記のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が注目
されている。しかしながら、本系合金は熱処理型合金で
あるため、押出成形後、人工時効処理を行って使用され
るため、製造コストが高くなる。また、この形材を自動
車の構造部材等に用いる場合には、曲げ加工等の二次加
工が必要であるが、人工時効処理された形材は強度が高
く、伸びが低くなるために曲げ加工性に劣るという欠点
があった。
出性に優れる上に、熱処理によって高強度が得られるた
め、車両、船舶、建築等の用途に広く使用されている。
近年、自動車の軽量化の観点から、アルミニウム合金の
押出形材が自動車の構造部材に適用されるようになり、
その材料として、上記のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が注目
されている。しかしながら、本系合金は熱処理型合金で
あるため、押出成形後、人工時効処理を行って使用され
るため、製造コストが高くなる。また、この形材を自動
車の構造部材等に用いる場合には、曲げ加工等の二次加
工が必要であるが、人工時効処理された形材は強度が高
く、伸びが低くなるために曲げ加工性に劣るという欠点
があった。
【０００３】一方、自動車の生産工程を見ると、ボディ
を組み立てた後、塗装焼付のために１５０〜２００℃で
２０〜３０分の加熱を行う工程がある。そこで、Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系合金を押出成形後、溶体化処理および時効
処理を行わない形材を用いて自動車のボディを組み立
て、その後の塗装焼付工程での熱処理を利用して時効硬
化させれば、形材の曲げ加工性が改善され、時効処理に
要するコストも節約でき、なおかつ、構造部材としての
強度も確保できる。以上の事情を背景として、本発明者
らは特開平８−２６９６５２号公報を提案した。しかし
ながら、上記提案では熱間押出成形後に高温に焼き入れ
なければならない、あるいは高温に焼き入れない場合で
も１時間以内に安定化処理を行わなければならないとい
う製造工程上の制約があった。
を組み立てた後、塗装焼付のために１５０〜２００℃で
２０〜３０分の加熱を行う工程がある。そこで、Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系合金を押出成形後、溶体化処理および時効
処理を行わない形材を用いて自動車のボディを組み立
て、その後の塗装焼付工程での熱処理を利用して時効硬
化させれば、形材の曲げ加工性が改善され、時効処理に
要するコストも節約でき、なおかつ、構造部材としての
強度も確保できる。以上の事情を背景として、本発明者
らは特開平８−２６９６５２号公報を提案した。しかし
ながら、上記提案では熱間押出成形後に高温に焼き入れ
なければならない、あるいは高温に焼き入れない場合で
も１時間以内に安定化処理を行わなければならないとい
う製造工程上の制約があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、熱間押出し成
形後に上述のような高温への焼き入れ等の必要のない簡
易な方法により良好な曲げ加工性と塗装焼付硬化性によ
り高強度が得られるアルミニウム合金押出形材の製造方
法を提供することを目的としたものである。
形後に上述のような高温への焼き入れ等の必要のない簡
易な方法により良好な曲げ加工性と塗装焼付硬化性によ
り高強度が得られるアルミニウム合金押出形材の製造方
法を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、Ａｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金の時効硬化に及ぼす合金成分および押出形
材の製造条件の影響について種々検討した結果、本系合
金において析出強化により強度上昇に寄与するＭｇ、Ｓ
ｉ、ならびにＣｕ量を適切に選択すると同時に、室温経
時変化抑制効果を有するＳｎを添加し、温度履歴を特定
することによって上記目的を達成できることを見い出
し、本発明をなすに至った。
−Ｓｉ系合金の時効硬化に及ぼす合金成分および押出形
材の製造条件の影響について種々検討した結果、本系合
金において析出強化により強度上昇に寄与するＭｇ、Ｓ
ｉ、ならびにＣｕ量を適切に選択すると同時に、室温経
時変化抑制効果を有するＳｎを添加し、温度履歴を特定
することによって上記目的を達成できることを見い出
し、本発明をなすに至った。
【０００６】すなわち、本発明がその要旨とするところ
は、以下の通りである。 （１）質量％で、Ｍｇ：０．３〜１．３％、Ｓｉ：０．
２〜１．２％、Ｓｎ：０．０１〜０．３％を含有し、残
部はＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合
金の鋳塊を４００〜５５０℃で予熱して熱間押出成形を
行ってから５０℃／分以上の冷却速度で５０℃以下の温
度まで冷却し、押出成形後２４時間以内に５０〜１４０
℃の範囲の温度で、合金の耐力が１２０Ｎ／ｍｍ2 以下
になる範囲内で０．５〜５０時間保持する安定化処理を
行うことを特徴とする曲げ加工性に優れた高強度アルミ
ニウム合金押出形材の製造方法。
は、以下の通りである。 （１）質量％で、Ｍｇ：０．３〜１．３％、Ｓｉ：０．
２〜１．２％、Ｓｎ：０．０１〜０．３％を含有し、残
部はＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合
金の鋳塊を４００〜５５０℃で予熱して熱間押出成形を
行ってから５０℃／分以上の冷却速度で５０℃以下の温
度まで冷却し、押出成形後２４時間以内に５０〜１４０
℃の範囲の温度で、合金の耐力が１２０Ｎ／ｍｍ2 以下
になる範囲内で０．５〜５０時間保持する安定化処理を
行うことを特徴とする曲げ加工性に優れた高強度アルミ
ニウム合金押出形材の製造方法。
【０００７】（２）前記アルミニウム合金が、質量％
で、Ｃｕ：０．０５〜１％を、さらに含有することを特
徴とする前記（１）に記載のアルミニウム合金押出形材
の製造方法。 （３）前記アルミニウム合金が、質量％で、Ｚｎ：０．
０３〜１．５％、Ｍｎ：０．０３〜０．４％、Ｃｒ：
０．０３〜０．４％、Ｚｒ：０．０３〜０．４％、Ｖ：
０．０３〜０．４％、Ｆｅ：０．０３〜０．６％、Ｔ
ｉ：０．００５〜０．２％のうちの１種または２種以上
を、さらに含有することを特徴とする前記（１）または
（２）に記載のアルミニウム合金押出形材の製造方法に
ある。
で、Ｃｕ：０．０５〜１％を、さらに含有することを特
徴とする前記（１）に記載のアルミニウム合金押出形材
の製造方法。 （３）前記アルミニウム合金が、質量％で、Ｚｎ：０．
０３〜１．５％、Ｍｎ：０．０３〜０．４％、Ｃｒ：
０．０３〜０．４％、Ｚｒ：０．０３〜０．４％、Ｖ：
０．０３〜０．４％、Ｆｅ：０．０３〜０．６％、Ｔ
ｉ：０．００５〜０．２％のうちの１種または２種以上
を、さらに含有することを特徴とする前記（１）または
（２）に記載のアルミニウム合金押出形材の製造方法に
ある。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
先ず、成分組成の限定理由を述べる。 Ｍｇ：Ｍｇは本発明で対象としている系の合金で基本と
なる合金元素であり、Ｓｉとともに化合物を形成して強
度の上昇に寄与する。Ｍｇ量が０．３％未満では、塗装
焼付工程での析出硬化によって強度の向上に寄与するＧ
Ｐゾーンの生成量が少なくなるため、十分な強度が得ら
れず、一方、１．３％を超えれば押出加工性が低下する
上に、曲げ加工性が低下する。またＳｎによる経時変化
抑制が効果が十分に得られなくなる。これらのことか
ら、Ｍｇ量は０．３〜１．３％の範囲内とした。好まし
くは０．４〜１％がよい。
先ず、成分組成の限定理由を述べる。 Ｍｇ：Ｍｇは本発明で対象としている系の合金で基本と
なる合金元素であり、Ｓｉとともに化合物を形成して強
度の上昇に寄与する。Ｍｇ量が０．３％未満では、塗装
焼付工程での析出硬化によって強度の向上に寄与するＧ
Ｐゾーンの生成量が少なくなるため、十分な強度が得ら
れず、一方、１．３％を超えれば押出加工性が低下する
上に、曲げ加工性が低下する。またＳｎによる経時変化
抑制が効果が十分に得られなくなる。これらのことか
ら、Ｍｇ量は０．３〜１．３％の範囲内とした。好まし
くは０．４〜１％がよい。
【０００９】Ｓｉ：Ｓｉも本発明の系の合金で基本とな
る合金元素であって、Ｍｇとともに化合物を形成して強
度の向上に寄与する。Ｓｉが０．２％未満では硬化に寄
与するＧＰゾーンの生成量が少ない上に、析出速度が小
さくなるため、塗装焼付のような短時間の加熱では十分
な強度が得られない。一方、１．２％を超えると、凝固
の際に粗大Ｓｉ相が晶出して押出加工性や曲げ加工性を
低下させる。また、Ｓｎによる経時変化抑制の効果が十
分に得られなくなる。従って、Ｓｉ量は０．２〜１．２
％の範囲とした。強度と曲げ加工性のバランスからは
０．４〜０．９％が好ましい。
る合金元素であって、Ｍｇとともに化合物を形成して強
度の向上に寄与する。Ｓｉが０．２％未満では硬化に寄
与するＧＰゾーンの生成量が少ない上に、析出速度が小
さくなるため、塗装焼付のような短時間の加熱では十分
な強度が得られない。一方、１．２％を超えると、凝固
の際に粗大Ｓｉ相が晶出して押出加工性や曲げ加工性を
低下させる。また、Ｓｎによる経時変化抑制の効果が十
分に得られなくなる。従って、Ｓｉ量は０．２〜１．２
％の範囲とした。強度と曲げ加工性のバランスからは
０．４〜０．９％が好ましい。
【００１０】Ｓｎ：Ｓｎは押出し成形後の５０℃以下の
温度域でのクラスター形成を抑制する効果を有する。こ
のクラスターは塗装焼付け時の強度上昇に寄与するＧＰ
ゾーンの形成を抑制してしまう。Ｓｎが０．０１％未満
ではクラスター形成を抑制して十分な焼付け硬化性を得
ることができない。一方、０．３％を超えるとその効果
は増大しないだけでなく、熱間加工性が著しく低下して
しまう。従って、Ｓｎの含有量は０．０１〜０．３％の
範囲内に規定する。なお、Ｓｎの添加方法としては、鋳
造時にＡｌ−Ｓｎ母合金を添加することによって規定量
のＳｎを調整することが望ましい。
温度域でのクラスター形成を抑制する効果を有する。こ
のクラスターは塗装焼付け時の強度上昇に寄与するＧＰ
ゾーンの形成を抑制してしまう。Ｓｎが０．０１％未満
ではクラスター形成を抑制して十分な焼付け硬化性を得
ることができない。一方、０．３％を超えるとその効果
は増大しないだけでなく、熱間加工性が著しく低下して
しまう。従って、Ｓｎの含有量は０．０１〜０．３％の
範囲内に規定する。なお、Ｓｎの添加方法としては、鋳
造時にＡｌ−Ｓｎ母合金を添加することによって規定量
のＳｎを調整することが望ましい。
【００１１】上記の基本組成以外に、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃ
ｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｔｉの中から１種以上を含有させ
ることも有効である。 Ｃｕ：Ｃｕは時効硬化を促進し、合金の強度を高める元
素である。０．０５％未満ではその効果が十分に得られ
ず、一方１％を超えると耐食性が低下する。従って、Ｃ
ｕの添加量は０．０５〜１％の範囲内とした。
ｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｔｉの中から１種以上を含有させ
ることも有効である。 Ｃｕ：Ｃｕは時効硬化を促進し、合金の強度を高める元
素である。０．０５％未満ではその効果が十分に得られ
ず、一方１％を超えると耐食性が低下する。従って、Ｃ
ｕの添加量は０．０５〜１％の範囲内とした。
【００１２】Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｔ
ｉ：これらの元素は強度の向上や結晶粒の微細化のため
に１種または２種以上添加する。これらのうち、Ｚｎは
合金の時効硬化性の向上を通じて強度の向上に寄与する
元素であり、その含有量が０．０３％未満では上記の効
果が不十分であり、一方、１．５％を超えると曲げ加工
性および耐食性が低下するため、Ｚｎを添加する場合の
Ｚｎ量は０．０３〜１．５％の範囲内とした。
ｉ：これらの元素は強度の向上や結晶粒の微細化のため
に１種または２種以上添加する。これらのうち、Ｚｎは
合金の時効硬化性の向上を通じて強度の向上に寄与する
元素であり、その含有量が０．０３％未満では上記の効
果が不十分であり、一方、１．５％を超えると曲げ加工
性および耐食性が低下するため、Ｚｎを添加する場合の
Ｚｎ量は０．０３〜１．５％の範囲内とした。
【００１３】さらに、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅは強
度の向上と結晶粒の微細化に有効な元素であるが、いず
れも含有量が０．０３％未満では上記の効果が十分に得
られず、一方、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＶの場合には
０．４％、Ｆｅの場合には０．６％を超えると上記効果
は飽和するばかりでなく、巨大金属間化合物が生成され
て押出加工性、曲げ加工性に悪影響を及ぼす恐れがあ
る。従って、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＶの含有量はいず
れも０．０３〜０．４％範囲内、Ｆｅの含有量は０．０
３〜０．６％の範囲内とした。
度の向上と結晶粒の微細化に有効な元素であるが、いず
れも含有量が０．０３％未満では上記の効果が十分に得
られず、一方、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＶの場合には
０．４％、Ｆｅの場合には０．６％を超えると上記効果
は飽和するばかりでなく、巨大金属間化合物が生成され
て押出加工性、曲げ加工性に悪影響を及ぼす恐れがあ
る。従って、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＶの含有量はいず
れも０．０３〜０．４％範囲内、Ｆｅの含有量は０．０
３〜０．６％の範囲内とした。
【００１４】また、Ｔｉは一般に鋳塊の結晶粒微細化の
ため、単独あるいは微量のＢと組み合わせて添加する。
この場合、Ｔｉの含有量が０．００５％未満では上記の
効果は得られず、０．２％を超えるとその効果は飽和す
る。従って、Ｔｉの含有量は０．００５〜０．２％の範
囲内とする。Ｂを添加する場合の添加量は０．０００５
〜０．０３％が有利である。
ため、単独あるいは微量のＢと組み合わせて添加する。
この場合、Ｔｉの含有量が０．００５％未満では上記の
効果は得られず、０．２％を超えるとその効果は飽和す
る。従って、Ｔｉの含有量は０．００５〜０．２％の範
囲内とする。Ｂを添加する場合の添加量は０．０００５
〜０．０３％が有利である。
【００１５】次に、本発明における製造方法について説
明する。押出用の鋳塊は従来の一般的な方法、たとえば
ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｈｉｌｌ）鋳造法等によって所
定の寸法に鋳造した後、均質化処理したものを用いれば
よい。本発明では、熱間押出し成形後、特に溶体化処理
を行わないため、押出用鋳塊の予熱は溶体化処理を兼ね
るものでなくてはならない。予熱温度が４００℃未満で
はＭｇやＳｉの過飽和固溶量が少なく、塗装焼付時の加
熱で十分に強度が上昇しない。一方、予熱温度が５５０
℃を超えると熱間押出成形時の加工発熱による温度上昇
とも相まって共晶融解や結晶粒の粗大化を起こす恐れが
ある。そのため、鋳塊の予熱温度は４００〜５５０℃と
した。好ましくは４８０〜５４０℃がよい。
明する。押出用の鋳塊は従来の一般的な方法、たとえば
ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｈｉｌｌ）鋳造法等によって所
定の寸法に鋳造した後、均質化処理したものを用いれば
よい。本発明では、熱間押出し成形後、特に溶体化処理
を行わないため、押出用鋳塊の予熱は溶体化処理を兼ね
るものでなくてはならない。予熱温度が４００℃未満で
はＭｇやＳｉの過飽和固溶量が少なく、塗装焼付時の加
熱で十分に強度が上昇しない。一方、予熱温度が５５０
℃を超えると熱間押出成形時の加工発熱による温度上昇
とも相まって共晶融解や結晶粒の粗大化を起こす恐れが
ある。そのため、鋳塊の予熱温度は４００〜５５０℃と
した。好ましくは４８０〜５４０℃がよい。
【００１６】熱間押出は直接押出法、間接押出法等の通
常の押出方法が利用できる。熱間押出成形後には、５０
℃／分以上の冷却速度で５０℃以下の温度まで冷却す
る。ここで押出後の冷却速度が５０℃／分未満では、冷
却中に粗大なＭｇ2 Ｓｉが多量に析出して過飽和度が低
下するため、塗装焼付時の加熱で十分な強度の上昇が望
めなくなる。熱間押出の後、５０℃以下の温度に２４時
間を超えて放置すると、この間に形成されるＭｇ、Ｓｉ
のクラスター量が増加し、塗装焼付け時のＧＰゾーンの
形成を抑制するため、塗装焼付による強度向上が十分に
は得られなくなってしまう。そこで熱間押出後の５０℃
以下での放置時間を２４時間以内とした。熱間押出から
安定化処理まで５０℃以下での放置可能な時間が２４時
間あれば、生産上の制約は大きく緩和される。
常の押出方法が利用できる。熱間押出成形後には、５０
℃／分以上の冷却速度で５０℃以下の温度まで冷却す
る。ここで押出後の冷却速度が５０℃／分未満では、冷
却中に粗大なＭｇ2 Ｓｉが多量に析出して過飽和度が低
下するため、塗装焼付時の加熱で十分な強度の上昇が望
めなくなる。熱間押出の後、５０℃以下の温度に２４時
間を超えて放置すると、この間に形成されるＭｇ、Ｓｉ
のクラスター量が増加し、塗装焼付け時のＧＰゾーンの
形成を抑制するため、塗装焼付による強度向上が十分に
は得られなくなってしまう。そこで熱間押出後の５０℃
以下での放置時間を２４時間以内とした。熱間押出から
安定化処理まで５０℃以下での放置可能な時間が２４時
間あれば、生産上の制約は大きく緩和される。
【００１７】引き続き押出形材を５０〜１４０℃の温度
範囲に再加熱し、その温度範囲で０．５〜５０時間の安
定化処理を行う。この熱処理は最終的に析出硬化に寄与
する析出物の安定性を向上させ、押出成形後の形材の経
時変化を抑制して、塗装焼付時の加熱によって十分な強
度を得るとともに良好な曲げ加工性を確保するために必
要な工程である。ここで、安定化処理の温度が５０℃未
満の場合には、室温での自然時効による強度の上昇（経
時変化）が大きく、塗装焼付時の加熱による強度向上が
望めない上に曲げ加工性も低下する。
範囲に再加熱し、その温度範囲で０．５〜５０時間の安
定化処理を行う。この熱処理は最終的に析出硬化に寄与
する析出物の安定性を向上させ、押出成形後の形材の経
時変化を抑制して、塗装焼付時の加熱によって十分な強
度を得るとともに良好な曲げ加工性を確保するために必
要な工程である。ここで、安定化処理の温度が５０℃未
満の場合には、室温での自然時効による強度の上昇（経
時変化）が大きく、塗装焼付時の加熱による強度向上が
望めない上に曲げ加工性も低下する。
【００１８】一方、安定化処理の温度が１４０℃を超え
ると高温時効によって形材の強度が高くなり、曲げ加工
性が低下してしまう。また、安定化処理における５０〜
１４０℃での保持時間が０．５時間未満ではその後の室
温での経時変化が大きくなって、塗装焼付時の加熱によ
る強度向上が望めない上に曲げ加工性も低下する。一
方、保持時間が５０時間以上になるか合金の耐力が１２
０Ｎ／ｍｍ2 以上になると型材の強度が高すぎてやはり
曲げ加工性が低下する。従って、安定化処理は５０〜１
４０℃の温度範囲で０．５〜５０時間とし、合金の耐力
が１２０Ｎ／ｍｍ 2 以下となるように上限を規制する。
また、Ｓｎの添加は安定化処理の効果を弱めるものでは
なく、本発明合金を熱間押出し後に直接５０〜１４０℃
の温度範囲に冷却し上述の安定化処理を施してもよい。
ると高温時効によって形材の強度が高くなり、曲げ加工
性が低下してしまう。また、安定化処理における５０〜
１４０℃での保持時間が０．５時間未満ではその後の室
温での経時変化が大きくなって、塗装焼付時の加熱によ
る強度向上が望めない上に曲げ加工性も低下する。一
方、保持時間が５０時間以上になるか合金の耐力が１２
０Ｎ／ｍｍ2 以上になると型材の強度が高すぎてやはり
曲げ加工性が低下する。従って、安定化処理は５０〜１
４０℃の温度範囲で０．５〜５０時間とし、合金の耐力
が１２０Ｎ／ｍｍ 2 以下となるように上限を規制する。
また、Ｓｎの添加は安定化処理の効果を弱めるものでは
なく、本発明合金を熱間押出し後に直接５０〜１４０℃
の温度範囲に冷却し上述の安定化処理を施してもよい。
【００１９】以上のように、本発明では強度に寄与する
Ｍｇ、Ｓｉ、ならびにＣｕ量を適切に調整し、クラスタ
ー形成を抑制するＳｎを含有させるとともに、押出形材
の製造工程において、４００〜５５０℃での鋳塊の予
熱、押出成形後の５０℃／分以上の冷却速度での冷却、
押出し成形後２４時間以内の５０〜１４０℃での安定化
処理を施すことによって、押出形材製造後の室温での経
時変化、すなわち、室温での自然時効を抑制することが
可能となり、その結果、押出成形後に溶体化処理、人工
時効等の熱処理を施さなくても高強度が得られる上に、
押出形材として優れた曲げ加工性も確保することが可能
となる。
Ｍｇ、Ｓｉ、ならびにＣｕ量を適切に調整し、クラスタ
ー形成を抑制するＳｎを含有させるとともに、押出形材
の製造工程において、４００〜５５０℃での鋳塊の予
熱、押出成形後の５０℃／分以上の冷却速度での冷却、
押出し成形後２４時間以内の５０〜１４０℃での安定化
処理を施すことによって、押出形材製造後の室温での経
時変化、すなわち、室温での自然時効を抑制することが
可能となり、その結果、押出成形後に溶体化処理、人工
時効等の熱処理を施さなくても高強度が得られる上に、
押出形材として優れた曲げ加工性も確保することが可能
となる。
【００２０】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づき説明する。 （実施例１）表１に示す化学成分を有する各合金を常法
により、溶解、鋳造し、面削、均質化処理を行って熱間
押出成形用素材とした。これらの素材を５００℃で５分
間予備加熱後、２０ｍ／分の押出速度で熱間押出成形を
行った。押出形材の形状は板厚２ｍｍ、一辺４０ｍｍの
□型である。押出後、約１００℃／分の冷却速度で５０
℃まで冷却し、８時間後に１００℃まで再加熱し、その
温度で５〜２４時間保持して各合金の耐力を１００〜１
２０Ｎ／ｍｍ2 に調整した。このようにして得られた各
合金について、室温で３０日経過時点での機械的性質お
よび曲げ加工性の評価を行った。さらに、室温で３０日
経過後１７５℃×３０分の塗装焼付に相当する加熱処理
を行った後の機械的性質についても調査した。それらの
結果を表２に示す。なお、曲げ加工性はプレス曲げ試験
によって行い、○：良好、△：しわ有り、×：割れ の
３段階で評価した。
により、溶解、鋳造し、面削、均質化処理を行って熱間
押出成形用素材とした。これらの素材を５００℃で５分
間予備加熱後、２０ｍ／分の押出速度で熱間押出成形を
行った。押出形材の形状は板厚２ｍｍ、一辺４０ｍｍの
□型である。押出後、約１００℃／分の冷却速度で５０
℃まで冷却し、８時間後に１００℃まで再加熱し、その
温度で５〜２４時間保持して各合金の耐力を１００〜１
２０Ｎ／ｍｍ2 に調整した。このようにして得られた各
合金について、室温で３０日経過時点での機械的性質お
よび曲げ加工性の評価を行った。さらに、室温で３０日
経過後１７５℃×３０分の塗装焼付に相当する加熱処理
を行った後の機械的性質についても調査した。それらの
結果を表２に示す。なお、曲げ加工性はプレス曲げ試験
によって行い、○：良好、△：しわ有り、×：割れ の
３段階で評価した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】Ｎｏ．１〜１７はいずれの合金の成分組成
も本発明で規定する範囲内であり、かつ製造条件も本発
明で規定する条件を満たしている例である。これらの場
合は、いずれも塗装焼付に相当する１７５℃×３０分の
加熱を行う前は伸びが十分に大きく、曲げ加工性に優れ
ており、かつ１７５℃での加熱によって大きな強度上昇
が得られている。これに対して、Ｎｏ．１８〜３０は製
造条件が本発明で規定する範囲内ではあるが合金の成分
範囲が本発明で規定する条件を満たさなかったために、
Ｎｏ．２３は健全な押出形材が得られず、Ｎｏ．１８、
１９、２１、２２は曲げ加工は可能であるが、塗装焼付
に相当する１７５℃での加熱後の強度が低い。Ｎｏ．２
０は曲げ加工性に劣る上に、１７５℃での加熱後の強度
も低い。Ｎｏ．２４〜３０は１７５℃での加熱後の強度
は高いが曲げ加工性に劣り、割れが生じる。
も本発明で規定する範囲内であり、かつ製造条件も本発
明で規定する条件を満たしている例である。これらの場
合は、いずれも塗装焼付に相当する１７５℃×３０分の
加熱を行う前は伸びが十分に大きく、曲げ加工性に優れ
ており、かつ１７５℃での加熱によって大きな強度上昇
が得られている。これに対して、Ｎｏ．１８〜３０は製
造条件が本発明で規定する範囲内ではあるが合金の成分
範囲が本発明で規定する条件を満たさなかったために、
Ｎｏ．２３は健全な押出形材が得られず、Ｎｏ．１８、
１９、２１、２２は曲げ加工は可能であるが、塗装焼付
に相当する１７５℃での加熱後の強度が低い。Ｎｏ．２
０は曲げ加工性に劣る上に、１７５℃での加熱後の強度
も低い。Ｎｏ．２４〜３０は１７５℃での加熱後の強度
は高いが曲げ加工性に劣り、割れが生じる。
【００２４】（実施例２）表１に示す合金のうち合金Ｎ
ｏ．７を常法により溶解、鋳造し、面削、均質化処理を
行って熱間押出成形用素材とした。この素材を３５０、
４００、４５０、５００、５５０および６００℃の各温
度で５分間予備加熱後、２０ｍ／分の押出速度で熱間押
出成形を行った。押出後、約１００℃／分の冷却速度で
５０℃まで冷却し、８時間後に１００℃まで再加熱して
その温度で５〜２４時間保持して合金の耐力を１００〜
１２０Ｎ／ｍｍ2 に調整した。こうして得られた各押出
形材（板厚２ｍｍ、一辺４０ｍｍの□型）について、室
温で３０日経過時点での機械的性質および曲げ加工性の
評価を行った。さらに、室温で３０日経過後１７５℃×
３０分の塗装焼付相当の加熱処理を行った後の機械的性
質についても調査した。その結果を表３に示す。なお、
曲げ加工性はプレス曲げ試験によって行い、○：良好、
△：しわ有り、×：割れ の３段階で評価した。
ｏ．７を常法により溶解、鋳造し、面削、均質化処理を
行って熱間押出成形用素材とした。この素材を３５０、
４００、４５０、５００、５５０および６００℃の各温
度で５分間予備加熱後、２０ｍ／分の押出速度で熱間押
出成形を行った。押出後、約１００℃／分の冷却速度で
５０℃まで冷却し、８時間後に１００℃まで再加熱して
その温度で５〜２４時間保持して合金の耐力を１００〜
１２０Ｎ／ｍｍ2 に調整した。こうして得られた各押出
形材（板厚２ｍｍ、一辺４０ｍｍの□型）について、室
温で３０日経過時点での機械的性質および曲げ加工性の
評価を行った。さらに、室温で３０日経過後１７５℃×
３０分の塗装焼付相当の加熱処理を行った後の機械的性
質についても調査した。その結果を表３に示す。なお、
曲げ加工性はプレス曲げ試験によって行い、○：良好、
△：しわ有り、×：割れ の３段階で評価した。
【００２５】
【表３】
【００２６】予備加熱温度が４００、４５０、５００お
よび５５０℃の場合はいずれも本発明で規定する製造条
件を満たしているため、塗装焼付相当の１７５℃で加熱
を行う前には伸びが十分に大きく、曲げ加工性に優れて
おり、かつ１７５℃での加熱によって大きな強度上昇が
得られている。これに対して、予備加熱温度が３５０℃
の場合には本発明で規定される製造条件を満たさなかっ
たため、曲げ加工時に割れが生じ、塗装焼付に相当する
１７５℃×３０分の加熱による強度上昇も小さい。ま
た、予備加熱温度が６００℃の場合には、押出成形時に
部分溶融が生じたため、健全な押出形材が得られなかっ
た。
よび５５０℃の場合はいずれも本発明で規定する製造条
件を満たしているため、塗装焼付相当の１７５℃で加熱
を行う前には伸びが十分に大きく、曲げ加工性に優れて
おり、かつ１７５℃での加熱によって大きな強度上昇が
得られている。これに対して、予備加熱温度が３５０℃
の場合には本発明で規定される製造条件を満たさなかっ
たため、曲げ加工時に割れが生じ、塗装焼付に相当する
１７５℃×３０分の加熱による強度上昇も小さい。ま
た、予備加熱温度が６００℃の場合には、押出成形時に
部分溶融が生じたため、健全な押出形材が得られなかっ
た。
【００２７】（実施例３）表１に示す合金のうち合金Ｎ
ｏ．７を常法により、溶解、鋳造し、面削、均質化処理
を行って熱間押出用素材とした。この素材を５００℃で
５分間予備加熱後、２０ｍ／分の押出速度で熱間押出成
形を行った。押出後、表４に示す条件で冷却、放置、安
定化処理を行った。このようにして得られた各押出形材
（板厚２ｍｍ、一辺４０ｍｍの□型）について、室温で
３０日経過時点での機械的性質および曲げ加工性の評価
を行った。さらに、室温で３０日経過後１７５℃×３０
分の塗装焼付に相当する加熱処理を行った後の機械的性
質についても調査した。その結果を表５に示す。なお、
曲げ加工性はプレス曲げ試験によって行い、○：良好、
△：しわ有り、×：割れ の３段階で評価した。
ｏ．７を常法により、溶解、鋳造し、面削、均質化処理
を行って熱間押出用素材とした。この素材を５００℃で
５分間予備加熱後、２０ｍ／分の押出速度で熱間押出成
形を行った。押出後、表４に示す条件で冷却、放置、安
定化処理を行った。このようにして得られた各押出形材
（板厚２ｍｍ、一辺４０ｍｍの□型）について、室温で
３０日経過時点での機械的性質および曲げ加工性の評価
を行った。さらに、室温で３０日経過後１７５℃×３０
分の塗装焼付に相当する加熱処理を行った後の機械的性
質についても調査した。その結果を表５に示す。なお、
曲げ加工性はプレス曲げ試験によって行い、○：良好、
△：しわ有り、×：割れ の３段階で評価した。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】製造条件Ａ〜Ｃはいずれも本発明で規定す
る条件を満たした例である。これらの場合には、いずれ
も塗装焼付に相当する１７５℃×３０分の加熱を行う前
は伸びが十分に大きく、曲げ加工性に優れており、かつ
１７５℃での加熱によって大きな強度上昇が得られてい
る。これに対して、製造条件Ｄ〜Ｈは本発明で規定する
製造条件を満たさなかったため、Ｅ、Ｆの場合は曲げ加
工性には優れ、Ｇの場合でも曲げ加工は可能であるが、
塗装焼付に相当する１７５℃×３０分の加熱によっても
十分な強度上昇が得られない。Ｈの場合は曲げ加工性に
劣る上に、１７５℃×３０分の加熱によっても十分な強
度上昇が得られなかった。
る条件を満たした例である。これらの場合には、いずれ
も塗装焼付に相当する１７５℃×３０分の加熱を行う前
は伸びが十分に大きく、曲げ加工性に優れており、かつ
１７５℃での加熱によって大きな強度上昇が得られてい
る。これに対して、製造条件Ｄ〜Ｈは本発明で規定する
製造条件を満たさなかったため、Ｅ、Ｆの場合は曲げ加
工性には優れ、Ｇの場合でも曲げ加工は可能であるが、
塗装焼付に相当する１７５℃×３０分の加熱によっても
十分な強度上昇が得られない。Ｈの場合は曲げ加工性に
劣る上に、１７５℃×３０分の加熱によっても十分な強
度上昇が得られなかった。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よると押出成形後の室温での経時変化、すなわち、室温
での自然時効を抑制することが可能になり、その結果、
押出成形後に溶体化処理、時効等の熱処理を施さなくて
も高強度が得られる上に、曲げ加工性にも優れたアルミ
ニウム合金押出形材を制約の少ない工程で製造すること
ができる。
よると押出成形後の室温での経時変化、すなわち、室温
での自然時効を抑制することが可能になり、その結果、
押出成形後に溶体化処理、時効等の熱処理を施さなくて
も高強度が得られる上に、曲げ加工性にも優れたアルミ
ニウム合金押出形材を制約の少ない工程で製造すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ａ ６３０Ｋ ６３１ ６３１Ｚ ６８３ ６８３ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｍｇ：０．３〜１．３％、 Ｓｉ：０．２〜１．２％、 Ｓｎ：０．０１〜０．３％ を含有し、残部はＡｌおよび不可避的不純物よりなるア
ルミニウム合金の鋳塊を４００〜５５０℃で予熱して熱
間押出成形を行ってから５０℃／分以上の冷却速度で５
０℃以下の温度まで冷却し、押出成形後２４時間以内に
５０〜１４０℃の範囲の温度で、合金の耐力が１２０Ｎ
／ｍｍ2 以下になる範囲内で０．５〜５０時間保持する
安定化処理を行うことを特徴とする曲げ加工性に優れた
高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法。 - 【請求項２】 前記アルミニウム合金が、質量％で、Ｃ
ｕ：０．０５〜１％を、さらに含有することを特徴とす
る請求項１に記載の曲げ加工性に優れた高強度アルミニ
ウム合金。 - 【請求項３】 前記アルミニウム合金が、質量％で、 Ｚｎ：０．０３〜１．５％、 Ｍｎ：０．０３〜０．４％、 Ｃｒ：０．０３〜０．４％、 Ｚｒ：０．０３〜０．４％、 Ｖ ：０．０３〜０．４％、 Ｆｅ：０．０３〜０．６％、 Ｔｉ：０．００５〜０．２％ のうちの１種または２種以上を、さらに含有することを
特徴とする請求項１または２に記載の曲げ加工性に優れ
た高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001027662A JP2002235158A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001027662A JP2002235158A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235158A true JP2002235158A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18892280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001027662A Withdrawn JP2002235158A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002235158A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114521A1 (ja) | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 塗装焼付け硬化性に優れた６０００系アルミニウム押出材及びその製造方法 |
| CN104975207A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-10-14 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种AlMgSi系铝合金材料、铝合金板及其制造方法 |
| CN105074028A (zh) * | 2013-02-26 | 2015-11-18 | 株式会社神户制钢所 | 室温时效后的特性优异的铝合金板 |
| CN105838927A (zh) * | 2015-02-02 | 2016-08-10 | 株式会社神户制钢所 | 高强度铝合金板 |
| CN106103763A (zh) * | 2014-03-31 | 2016-11-09 | 株式会社神户制钢所 | 成形性和烘烤涂装硬化性优异的铝合金板 |
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| CN108779522A (zh) * | 2016-01-22 | 2018-11-09 | 亚马格轧制公司 | 基于Al-Mg-Si的能时效硬化的铝合金 |
| CN109226321A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-18 | 山东新活新材料科技有限公司 | 槽型铝合金型材弯曲工艺及其设备 |
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| CN114703407A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-07-05 | 吉林大学 | 一种高性能Al-Mg-Si-Cu-Sn铝合金及其制备方法 |
-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001027662A patent/JP2002235158A/ja not_active Withdrawn
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2006404A4 (en) * | 2006-03-30 | 2009-12-16 | Toyota Motor Co Ltd | EXAMPLE OF ALUMINUM 6000 EXCELLENT IN TERMS OF PAINT COOKING TEMPERATURE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
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| CN105074028B (zh) * | 2013-02-26 | 2017-06-06 | 株式会社神户制钢所 | 室温时效后的特性优异的铝合金板 |
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