JP2002254143A - Aluminum alloy forging material and method for producing the same - Google Patents

Aluminum alloy forging material and method for producing the same

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JP2002254143A
JP2002254143A JP2001055583A JP2001055583A JP2002254143A JP 2002254143 A JP2002254143 A JP 2002254143A JP 2001055583 A JP2001055583 A JP 2001055583A JP 2001055583 A JP2001055583 A JP 2001055583A JP 2002254143 A JP2002254143 A JP 2002254143A
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alloy
aluminum alloy
forged
ingot
present
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Sawada
洋樹 澤田
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum alloy forging material which is produced by performing a direct hot forging of a cast material in which an extrusion process is not applied without performing a homogenized heat treatment and has a mechanical strength and tenacity equal to or higher than that of conventional, and also provide a method for producing the same. SOLUTION: This aluminum alloy forging material is obtained from an aluminum alloy which meets the component specification of JIS6000 series alloys in which a Ti content is regulated to 0.01-0.1 mass% by a continuous casting method including a semi-continuous one, and is characterized in that the average value of dendrite arm spacing calculated by a cross-line method in the central part of cross section is 23 μm or below.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高度な平均的機械
的強度および靭性を確保したAl合金鍛造材が得られる
Al合金鍛造素材及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Al alloy forging material capable of obtaining an Al alloy forging material having high average mechanical strength and toughness, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車等の車両(以下、単に「自
動車」という。)では、環境問題に対応するための軽量
化の観点から、アルミニウム(以下、アルミニウムを単
に「Al」という。)合金が多用されている。特に、自
動車の緩衝部材にAl合金を適用すれば、自動車のサス
ペンションバネより下方の重量、いわゆるバネ下重量を
軽くすることができて自動車の燃費と走行性能を向上さ
せる効果が顕著となるため、Al合金は自動車の各種緩
衝部材に採用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a vehicle such as an automobile (hereinafter, simply referred to as "automobile"), aluminum (hereinafter, aluminum is simply referred to as "Al") alloy is used from the viewpoint of weight reduction in response to environmental problems. Is often used. In particular, if an Al alloy is applied to the cushioning member of the vehicle, the weight below the suspension spring of the vehicle, that is, the so-called unsprung weight can be reduced, and the effect of improving the fuel efficiency and running performance of the vehicle becomes remarkable. Al alloys are employed in various cushioning members of automobiles.

【0003】このようなAl合金から構成される自動車
の各種緩衝部品には、鋳鉄で構成されるものと同等の機
械的強度(引張り強さ等)、疲労強度、耐衝撃性、及び
耐腐食性等が要求されている。
[0003] Various cushioning parts for automobiles made of such Al alloys have mechanical strength (tensile strength, etc.), fatigue strength, impact resistance and corrosion resistance equivalent to those made of cast iron. Etc. are required.

【0004】この場合、前記Al合金から構成される自
動車の緩衝部材は、一般に、非軸対称形状の比較的複雑
な形状を有するものが多い。そのため、前記Al合金か
ら構成される自動車の緩衝部材は、押出加工を施すこと
なく、Al−Mg−Si系合金を鋳造して形成した鋳造
棒を均質化処理したものを鍛造素材とし、これを熱間鍛
造することにより鍛造品として製造することが現在の主
流となっている。このようなAl合金鍛造素材は、たと
えば、以下に概説する(1)〜(4)の公報に開示され
ている。これら公報には、押出加工を経ずに鋳造棒を熱
間鍛造して製造する自動車の緩衝部材の機械的強度、靭
性等の更なる向上を目的として改良されたAl合金鍛造
素材が種々提案されている。
[0004] In this case, the cushioning member of an automobile made of the Al alloy generally has a relatively complicated non-axisymmetric shape. For this reason, a buffer member for an automobile made of the Al alloy is a forged material obtained by homogenizing a cast rod formed by casting an Al-Mg-Si alloy without performing extrusion. The current mainstream is to manufacture as a forged product by hot forging. Such an Al alloy forging material is disclosed, for example, in the publications (1) to (4) outlined below. These publications propose various forged Al alloy forging materials which are improved for the purpose of further improving the mechanical strength, toughness, etc., of a shock absorbing member of an automobile manufactured by hot forging a cast rod without performing extrusion. ing.

【0005】(1)特開平8−3675号公報には、S
i:0.6〜3.0%、Mg:0.2〜2.0%、C
u:0.3〜1.0%、Ti:0.01〜0.1%、
B:0.0001〜0.01%、Mn:0.1〜0.5
%、Cr:0.1〜0.5%及びFe:0.05〜0.
5%を含み、かつ合金設計値から換算したMg2Si量
が1.5%以上、または、0.5%以上となるように設
計したAl合金を、冷却速度200℃/秒以下で鋳造し
た後、10〜50%の据込み率で鍛造加工して構成され
るAl合金鍛造素材が開示されている。
(1) JP-A-8-3675 discloses that
i: 0.6 to 3.0%, Mg: 0.2 to 2.0%, C
u: 0.3 to 1.0%, Ti: 0.01 to 0.1%,
B: 0.0001 to 0.01%, Mn: 0.1 to 0.5
%, Cr: 0.1 to 0.5% and Fe: 0.05 to 0.
An Al alloy containing 5% and designed so that the amount of Mg 2 Si converted from the alloy design value was 1.5% or more, or 0.5% or more was cast at a cooling rate of 200 ° C./sec or less. Thereafter, an Al alloy forging material constituted by forging at an upsetting ratio of 10 to 50% is disclosed.

【0006】(2)特開平6−256880号公報に
は、Mg:0.8〜1.2wt%、Si:0.7〜1.
0wt%、Cu:0.3〜0.6wt%、Mn:0.1
5〜0.3wt%、Fe及びCrを2種合計で0.7w
t%以下を含有し、かつ、デンドライト二次アーム間隔
(DAS)が40μm以下、尚かつ、晶出物の平均粒径
が8μm以下の組織として構成されるAl合金鍛造素材
が開示されている。
(2) JP-A-6-256880 discloses that Mg: 0.8-1.2 wt%, Si: 0.7-1.
0 wt%, Cu: 0.3-0.6 wt%, Mn: 0.1
5 wt% to 0.3 wt%, and a total of 0.7 wt.
An aluminum alloy forging material containing t% or less and having a dendrite secondary arm spacing (DAS) of 40 μm or less and having an average crystallite size of 8 μm or less is disclosed.

【0007】(3)特願平11−224024号公報に
は、Mg:0.6〜1.6%、Si:0.6〜1.8
%、Cu:0.05〜1.0%を含むとともに、Feを
0.03%以下に規制し、Mn:0.15〜0.6%、
Cr:0.1〜0.2%、Zr:0.05〜0.2%の
一種または二種以上を含み、更に、水素:0.25cc
/100gAl以下とし、残部Al及び不可避的不純物
から成る素材を、10℃/秒以上の冷却速度で鋳造し、
530〜600℃の温度で均質化熱処理した後に、熱間
鍛造して鍛造材とし、この鍛造材におけるAl合金組織
中のMg2SiとAl−Fe−Si−(Mn、Cr、Z
r)系における晶出物の合計の面積率を単位面積当り
1.5%以下として構成されるAl合金鍛造素材が開示
されている。
(3) Japanese Patent Application No. 11-224024 discloses that Mg: 0.6-1.6% and Si: 0.6-1.8.
%, Cu: 0.05 to 1.0%, Fe is controlled to 0.03% or less, Mn: 0.15 to 0.6%,
Cr: 0.1 to 0.2%, Zr: one or more of 0.05 to 0.2%, and hydrogen: 0.25 cc
/ 100gAl or less, a material consisting of the balance Al and inevitable impurities is cast at a cooling rate of 10 ° C / sec or more,
After a homogenizing heat treatment at a temperature of 530 to 600 ° C., hot forging is performed to form a forged material, and Mg 2 Si and Al—Fe—Si— (Mn, Cr, Z) in the Al alloy structure in the forged material are obtained.
An aluminum alloy forging material having a total area ratio of crystallized substances in the r) system of 1.5% or less per unit area is disclosed.

【0008】即ち、前記(1)〜(3)に開示される、
従来のアルミニウム合金鍛造素材の製造方法は、図3
(b)に示されるように、通常の溶製法にてAl合金溶
湯を調製する工程と(S11)、続いて、このAl合金
溶湯を連続鋳造法、半連続鋳造法(DC鋳造法)、ホッ
トトップ鋳造法等のいわゆる連続鋳造法のうち、いずれ
かの方法によって本発明で規定される範囲にはない冷却
速度で冷却しつつ鋳造し(S12)、アルミニウム合金
の鋳塊を製造する工程と、その後、この鋳塊に均質化熱
処理を施して(S13)、アルミニウム合金結晶の均質
化を行なう工程とからなっていた。尚、Al合金鍛造素
材(前記鋳塊)に、図3(b)には図示していないが、
通常存在する微細な空孔を潰して緻密な組織を形成する
鍛造(S14)を施し、さらに、T6処理(S15)を施
すことにより、アルミニウム合金鍛造材が製造されるこ
ととなる(S16)。
That is, as disclosed in the above (1) to (3),
The conventional method for manufacturing a forged aluminum alloy material is shown in FIG.
As shown in (b), preparing a molten Al alloy in a usual melting method (S 1 1), followed by continuous casting the molten Al alloy, semi-continuous casting method (DC casting method) among the so-called continuous casting method of the hot top casting method and the like, any of the methods cast while cooling at a cooling rate not in the range defined in the present invention by (S 1 2), producing an aluminum alloy ingot a step of, after which the ingot to be subjected to a homogenization heat treatment (S 1 3), had been and a step of performing a homogenization of the aluminum alloy crystals. Although not shown in FIG. 3B, the Al alloy forging material (the ingot) is shown in FIG.
Smashed normal fine pores present subjected to forging to form a dense structure (S 1 4), further, by performing a T6 treatment (S 1 5), so that the aluminum alloy forging is produced (S 1 6).

【0009】ところが、前記(1)〜(3)のように押
出加工を経ずに形成されるAl合金鍛造素材では、鋳造
後に均質化熱処理を行なう必要があることより、作業工
程の簡略化が図れないという問題点があった。即ち、こ
のような均質化熱処理は、500℃以上の温度で2〜1
2時間以上加熱することを必要とすることより、アルミ
ニウム合金鍛造素材のコストアップ要因の一つとなって
いた。
However, in the case of the forged Al alloy material formed without the extrusion process as described in the above (1) to (3), it is necessary to perform a homogenizing heat treatment after the casting, thereby simplifying the working process. There was a problem that it could not be achieved. That is, such a homogenization heat treatment is performed at a temperature of 500 ° C. or more for 2 to 1 hours.
The necessity of heating for 2 hours or more has been one of the factors for increasing the cost of the aluminum alloy forging material.

【0010】(4)一方、特開平7−150312号公
報には、前記均質化熱処理を省略したAl合金鍛造素材
の製造方法として、重量%で、Mg:0.6〜1.2
%、Si:0.6〜1.5%、Cu:0.3〜1.1%
を含有し、さらに、Ti:0.005〜0.1%、B:
0.0001〜0.004%の1種または2種、Mn:
0.2〜0.8%、Cr:0.05〜0.3%、Zr:
0.05〜0.25%のうち1種以上を含有し、残りが
Alと不可避不純物から成るAl合金鋳塊に対し、押出
加工前の均質化熱処理を施さずに、450〜520℃の
温度で押出加工を施し、この押出材に490〜570℃
の温度で1時間以上の析出処理を施して構成されるAl
合金鍛造素材が開示されている。
(4) On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-150312 discloses a method of manufacturing a forged Al alloy material in which the homogenizing heat treatment is omitted.
%, Si: 0.6 to 1.5%, Cu: 0.3 to 1.1%
And Ti: 0.005 to 0.1%, B:
One or two of 0.0001 to 0.004%, Mn:
0.2-0.8%, Cr: 0.05-0.3%, Zr:
An Al alloy ingot containing at least one of 0.05 to 0.25% and the remainder consisting of Al and inevitable impurities is subjected to a temperature of 450 to 520 ° C. without performing a homogenizing heat treatment before extrusion. 490-570 ° C
Composed by performing a precipitation treatment for 1 hour or more at a temperature of
An alloy forging material is disclosed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前記(4)の方法によ
れば、前記均質化熱処理の省略が可能となるものの、こ
の均質化熱処理の省略と引き換えに、押出加工を行なう
ことが必要となり、しかも、この押出加工を行なった後
に、490〜570℃で1時間以上加熱して行なう析出
処理がさらに必要となるという問題点があった。即ち、
前記(4)の方法では、従来、前記押出加工の前に行な
われていた前記均質化熱処理を、この押出加工の後に行
なう析出処理に置き換えたものであった。そのため、製
造工程の簡略化や、製造時間の顕著な短縮につながらな
かったことより、前記Al合金鍛造素材のコストダウン
には直接的に寄与するものではなかった。
According to the method (4), although the homogenizing heat treatment can be omitted, it is necessary to perform an extrusion process in exchange for the omission of the homogenizing heat treatment. In addition, there is a problem that after the extrusion process, a precipitation treatment performed by heating at 490 to 570 ° C. for 1 hour or more is further required. That is,
In the method (4), the homogenizing heat treatment conventionally performed before the extrusion processing is replaced with a precipitation processing performed after the extrusion processing. For this reason, the production process was not simplified and the production time was not significantly shortened, so that it did not directly contribute to the cost reduction of the Al alloy forging material.

【0012】そこで、本発明の課題は、均質化熱処理、
及び、押出加工を施すことなく、従来のAl合金鍛造材
と同等以上の機械的強度と靭性とを兼備したAl合金鍛
造材が得られるAl合金鍛造素材の製造方法を提供する
ことにある。また、本発明の課題は、Al合金の鋳塊の
晶出物の大きさを最適化するように構成することによっ
て、高度な平均的機械的強度および靭性を確保したAl
合金鍛造材が得られるAl合金鍛造素材を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a homogenizing heat treatment,
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an Al alloy forging material that can obtain an Al alloy forging material having mechanical strength and toughness equal to or higher than that of a conventional Al alloy forging material without performing extrusion. Another object of the present invention is to provide an Al alloy having a high average mechanical strength and toughness by optimizing the size of a crystallized product of an Al alloy ingot.
An object of the present invention is to provide an Al alloy forging material from which an alloy forging material can be obtained.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記した課題に鑑みて鋭
意研究を行なった結果、本発明者等は、Al合金の鍛造
素材に対して行なわれる鋳塊形成工程に含まれる冷却過
程において、冷却が比較的急激に進行する部分と比較的
緩慢に進行する部分が存在することによって、比較的粗
い組織を有する部分がバンド状になって現れることを知
見した。また、本発明者等は、比較的急激に冷却される
部分は急冷凝固によって、合金組織が比較的緻密に形成
され、比較的緩慢に冷却される部分は合金組織が比較的
粗く形成されることを知見した。そして、前記冷却速度
を制御することにより、前記押出加工や均質化熱処理を
施さずに熱間鍛造しても、この熱間鍛造後の溶体化処理
時に晶出物の固溶状態及び組織性状が所要の程度に均一
化されることとなって、従来と同等以上の機械的強度と
靭性を有するAl合金鍛造材が得られうるAl合金鍛造
素材の製造方法を見いだした。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems, the present inventors have found that in the cooling step included in the ingot forming step performed on the forged aluminum alloy material, It has been found that a portion having a relatively rough tissue appears as a band due to the presence of a portion that progresses relatively rapidly and a portion that progresses relatively slowly. Further, the present inventors have found that the alloy structure is relatively densely formed by rapid solidification in a portion that is relatively rapidly cooled, and the alloy structure is relatively coarse in a portion that is cooled relatively slowly. Was found. And, by controlling the cooling rate, even when hot forging is performed without performing the extrusion processing or the homogenizing heat treatment, the solid solution state and the texture of the crystallized material during the solution treatment after the hot forging are performed. As a result, a method for manufacturing an Al alloy forging material capable of obtaining an Al alloy forging material having mechanical strength and toughness equal to or higher than that of the related art has been found.

【0014】また、前記Al合金鍛造素材の製造方法に
て得られた鋳塊は、交線法を用いて算出したデンドライ
トアームスペーシング(DAS)の値の平均値が23μ
m以下であり、驚くべきことに、鋳塊について前記所定
の処理(鍛造や、T6処理)を行なうことにより、従来
と同等以上のアルミニウム合金鍛造材が得られることを
見出した。
The ingot obtained by the above-described method for producing a forged Al alloy has an average dendrite arm spacing (DAS) value of 23 μm calculated using the intersection method.
m and surprisingly, it has been found that by performing the predetermined treatment (forging or T6 treatment) on the ingot, an aluminum alloy forged material equivalent to or higher than the conventional one can be obtained.

【0015】即ち、本発明の第1の態様によれば、Ti
の含有量を0.01〜0.1質量%に規制したJIS6
000系合金の成分規格を備えるアルミニウム合金を、
半連続鋳造法を含む連続鋳造法により10℃/秒以上の
冷却速度にて鋳造して鋳塊を形成し、前記鋳塊に均質化
熱処理を施すことなく、かつ、押出し加工を経ずに、鍛
造素材を得るアルミニウム合金鍛造素材の製造方法が提
供される(請求項1)。ここで、JIS6000系合金
には、JIS6101合金、JIS6003合金、JI
S6151合金、JIS6061合金、JIS6N01
合金、及び、JIS6063合金等が含まれる。
That is, according to the first aspect of the present invention, Ti
JIS6 in which the content of is regulated to 0.01 to 0.1% by mass.
Aluminum alloy with the component standard of 000 series alloy,
By casting at a cooling rate of 10 ° C./second or more by a continuous casting method including a semi-continuous casting method to form an ingot, without subjecting the ingot to a heat treatment for homogenization, and without performing extrusion processing, A method for producing an aluminum alloy forging material for obtaining a forging material is provided (claim 1). Here, JIS6000-based alloys include JIS6101 alloy, JIS6003 alloy, JI
S6151 alloy, JIS6061 alloy, JIS6N01
Alloy, JIS6063 alloy and the like.

【0016】このように冷却速度を制御することによ
り、Tiの含有量を規制したJIS6000系のアルミ
ニウム合金から生成される晶出物が所定の微細構造を有
することとなる。そのため、押出加工、及び、均質化熱
処理を施すことなく、そのまま熱間鍛造を施すことによ
り、従来と同等以上の機械的強度と靭性を有するAl合
金鍛造材が得られるAl合金鍛造素材が製造されること
となる。また、かかる製造方法によれば、均質化処理工
程等の製造工程の簡略化を通じてAl合金鍛造素材の生
産コストを下げると共に、作業性の向上を図ることがで
きる。
By controlling the cooling rate in this manner, a crystallized substance produced from a JIS 6000-based aluminum alloy with a restricted Ti content has a predetermined microstructure. Therefore, by performing hot forging as it is, without performing extrusion and homogenizing heat treatment, an Al alloy forged material is obtained that can obtain an Al alloy forged material having mechanical strength and toughness equivalent to or higher than the conventional one. The Rukoto. Further, according to such a manufacturing method, the production cost of the Al alloy forged material can be reduced and the workability can be improved through simplification of the manufacturing process such as the homogenization process.

【0017】本発明の第2の態様によれば、Tiの含有
量を0.01〜0.1質量%に規制したJIS6000
系合金の成分規格を備えるアルミニウム合金から、半連
続鋳造法を含む連続鋳造法により製造されるアルミニウ
ム合金鍛造素材であって、断面中心部における交線法を
用いて算出したデンドライトアームスペーシング(DA
S)の値の平均値が23μm以下であるアルミニウム合
金鍛造素材が提供される(請求項2)。
According to the second aspect of the present invention, JIS 6000 wherein the content of Ti is regulated to 0.01 to 0.1% by mass.
A forged aluminum alloy material manufactured by continuous casting including semi-continuous casting from an aluminum alloy having a component specification of a base alloy, and a dendrite arm spacing (DA) calculated using an intersection line method at the center of the cross section
An aluminum alloy forging material having an average value of S) of 23 μm or less is provided (claim 2).

【0018】このアルミニウム合金鍛造素材は、前記A
l合金鍛造素材の製造方法により製造されうるAl合金
鍛造素材であって、交線法を用いて算出した鋳塊のデン
ドライトアームスペーシング(DAS)の値の平均値が
23μm以下のアルミニウム合金鍛造素材である。
This forged aluminum alloy material is made of A
(1) An aluminum alloy forging material that can be manufactured by the method for manufacturing an alloy forging material, wherein the average value of the dendrite arm spacing (DAS) value of the ingot calculated using the intersection method is 23 μm or less. is there.

【0019】このように構成することにより、従来と同
等以上の機械的強度(引張強度等)と靭性とを備えたA
l合金鍛造材が得られるアルミニウム合金鍛造素材をよ
り安価に提供することができるものである。
With such a configuration, A having a mechanical strength (tensile strength or the like) and toughness equal to or higher than the conventional ones can be obtained.
An aluminum alloy forging material from which a 1 alloy forging material can be obtained can be provided at a lower cost.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】《Al合金鍛造素材の製造方法》
本発明に係るAl合金鍛造素材の製造方法の実施の形態
について図3(a)を参照しながら詳細に説明する。図
3(a)は、本発明に係るアルミニウム合金鍛造素材の
一例の製造工程のフローを示している。本発明に係るA
l合金鍛造素材の製造方法は、所定範囲の成分量を含有
する原料を溶解して調整されたAl合金溶湯を、所定の
冷却速度で冷却することによって鋳塊を形成(鋳造)す
るものである。前記Al合金鋳塊を鋳造する鋳造方法と
しては、連続鋳造法、半連続鋳造法(DC鋳造法)、ホ
ットトップ鋳造法等のいわゆる連続鋳造法を適宜に選択
して用いることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION << Method of manufacturing forged Al alloy material >>
An embodiment of a method for manufacturing an Al alloy forged material according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A shows a flow of a manufacturing process of an example of the forged aluminum alloy material according to the present invention. A according to the present invention
In a method for manufacturing an alloy forged material, a molten aluminum alloy prepared by melting a raw material containing a component amount in a predetermined range is cooled at a predetermined cooling rate to form an ingot. . As a casting method for casting the Al alloy ingot, a so-called continuous casting method such as a continuous casting method, a semi-continuous casting method (DC casting method), and a hot top casting method can be appropriately selected and used.

【0021】図3(a)に示すように、本発明に係るア
ルミニウム合金鍛造素材の製造方法にあっては、通常の
溶製法にて元素の含有量が本発明で規制する範囲内のA
l合金溶湯を調製し(S01)、引き続いてこのAl合
金溶湯を、半連続鋳造法(DC鋳造法)、ホットトップ
鋳造法等のいわゆる連続鋳造法の中から適宜に選択され
た方法によって、冷却速度を本発明で規定する10℃/
秒以上にて鋳造し(S 02)、所定形状を有するアルミ
ニウム合金の鋳塊を得ることにより、その鋳塊に均質化
熱処理を施すことなく、かつ、押し出し加工を施さずに
アルミニウム合金鍛造素材が製造されることとなる。
尚、Al合金鍛造素材(鋳塊)に、図3(a)には図示
しないが、通常存在する微細な空孔を潰して緻密な組織
を形成する鍛造(S05)をした後、T6処理(S06)
を施すことにより、アルミニウム合金鍛造材が製造され
ることとなる(S07)。
As shown in FIG.
In the method of manufacturing forged aluminum alloy materials,
In the melting process, the content of elements within the range regulated by the present invention is A
1 alloy melt is prepared (S01) Then, the aluminum alloy
Semi-continuous casting (DC casting), hot top
Appropriately selected from so-called continuous casting methods such as casting method
The cooling rate is set at 10 ° C. /
Cast in more than seconds (S 02), aluminum having a predetermined shape
Homogenization of ingot by obtaining ingot of aluminum alloy
Without heat treatment and without extrusion
An aluminum alloy forging material will be manufactured.
In addition, it is shown in FIG.
Not dense, but crush fine pores that are normally present
Forging (S0After performing 5), the T6 processing (S06)
To produce aluminum alloy forgings
(S07).

【0022】(Al合金鍛造素材の成分含有量)本発明
に係るアルミニウム合金鍛造素材の製造方法において、
Al合金鍛造素材は、JISH6000系の合金で規定
される成分を所定の量で含有している。この場合、Al
合金鍛造素材のTiの含有量は0.01〜0.1質量%
に規制される。JISH6000系の合金が使用される
理由は、耐食性と強度に優れているためである。また、
Tiを添加する理由は、Tiを添加することによって靭
性をさらに向上させるためである。さらに、Tiの含有
量を前記の範囲に規制した理由は、Tiの含有量が、
0.01質量%未満であると靭性を向上させる効果が小
さく、一方、0.1%を超えると粗大な晶出物が形成さ
れることにより靭性が低下してしまうからである。
(Component content of aluminum alloy forging material) In the method for manufacturing an aluminum alloy forging material according to the present invention,
The Al alloy forging material contains a predetermined amount of a component specified by a JIS 6000 series alloy. In this case, Al
The content of Ti in the alloy forging material is 0.01-0.1% by mass
Is regulated. The reason why JIS 6000-based alloys are used is that they are excellent in corrosion resistance and strength. Also,
The reason for adding Ti is to further improve toughness by adding Ti. Further, the reason for restricting the content of Ti to the above range is that the content of Ti is
If the content is less than 0.01% by mass, the effect of improving toughness is small, while if it exceeds 0.1%, a coarse crystallized substance is formed, so that the toughness is reduced.

【0023】(Al合金溶湯の鋳造時の冷却速度)本発
明に係るアルミニウム合金鍛造素材の製造方法にあって
は、Al合金溶湯を鋳造する際の冷却速度を10℃/秒
以上とする。前記冷却速度を10℃/秒以上とする理由
は、Al合金鋳塊の結晶粒を微細化させて、後に得られ
ることとなるAl合金鍛造材の機械的強度および靭性を
所要レベル以上に向上させるためである。即ち、前記冷
却速度が10℃/秒未満では鋳塊の結晶粒が粗大化し、
後に説明するように、Al合金鋳塊のDASを23μm
以下とすることが難しくなり、結果的に、Al合金鍛造
材の機械的強度および靭性を所定の強度に高めることが
困難になるからである。なお、本発明における冷却速度
の上限は、当該技術分野に公知の通り組織的に健全な鋳
造棒を得ることができる範囲内であり特に規定されない
が、例えば200℃/秒である。
(Cooling rate during casting of molten Al alloy) In the method for producing a forged aluminum alloy material according to the present invention, the cooling rate when casting the molten Al alloy is 10 ° C./sec or more. The reason why the cooling rate is set to 10 ° C./sec or more is to refine the crystal grains of the Al alloy ingot to improve the mechanical strength and toughness of the Al alloy forging to be obtained later to a required level or more. That's why. That is, when the cooling rate is less than 10 ° C./sec, the crystal grains of the ingot become coarse,
As described later, the DAS of the Al alloy ingot was 23 μm
This is because it is difficult to set the following, and as a result, it becomes difficult to increase the mechanical strength and toughness of the forged Al alloy to a predetermined strength. The upper limit of the cooling rate in the present invention is within a range in which a systematically sound cast rod can be obtained as is known in the art, and is not particularly limited, but is, for example, 200 ° C./sec.

【0024】《Al合金鍛造素材》続いて、本発明の第
2の態様であるAl合金鍛造素材について説明する。本
発明に係るAl合金鍛造素材は、以下に説明する鋳造時
の冷却速度と鋳塊の晶出物の関係についての知見に基づ
いて、高度な平均的機械的強度および靭性を確保したA
l合金鍛造材が得られうるように、Al合金鍛造素材の
組織の晶出物の大きさを最適化するように構成したこと
を特徴としている。即ち、本発明に係るAl合金鍛造素
材は、前記鋳塊の断面中心部におけるDASの値の平均
が23μm以下の鋳塊をいう。
<< Forged Al Alloy Material >> Next, a forged Al alloy material according to a second embodiment of the present invention will be described. The Al alloy forging material according to the present invention has a high average mechanical strength and a high toughness based on the knowledge of the relationship between the cooling rate during casting and the ingot crystallization described below.
It is characterized in that the size of the crystallized product of the structure of the Al alloy forging material is optimized so that a 1 alloy forging material can be obtained. That is, the forged Al alloy material according to the present invention refers to an ingot having an average DAS value of 23 μm or less at the center of the cross section of the ingot.

【0025】まず、本発明に係るAl合金鍛造素材の理
解を深める目的で、前記Al合金鍛造素材の製造方法に
おける冷却工程(S03)の詳細について、図2を参照
しながら説明する。図2(a)、(b)は、本発明に係
る前記Al合金鍛造素材が製造される工程において、A
l合金溶湯が鋳型に供給され、鋳型から出た鋳片の外周
面に冷却媒体が散布され、所定の冷却速度にて鋳造され
る一連の鋳塊形成工程における抜熱量の変化との対応状
態を示すもので、図2(a)は、鋳型Mと鋳造された直
後の鋳塊Aとが接触してこの鋳塊Aが冷却された部分
(一次冷却部S1)と、続いてこの鋳塊Aの表面が、冷
却水CWで冷却された部分(二次冷却部S2)とを模式
的に示す図である。図2(a)に示すように、鋳塊A
は、鋳型Mと接触されて冷却された後、冷却水CWが表
面に導入されて冷却される。尚、鋳型Mが当接された部
分MCと冷却水CWが導入された部分CWCとの間にエ
アーギャップが存在している。
First, for the purpose of deepening the understanding of the Al alloy forging material according to the present invention, the details of the cooling step (S 03 ) in the method for manufacturing an Al alloy forging material will be described with reference to FIG. FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the process of manufacturing the forged Al alloy material according to the present invention.
The molten alloy is supplied to the mold, a cooling medium is sprayed on the outer peripheral surface of the slab coming out of the mold, and the state corresponding to the change in the amount of heat removed in a series of ingot forming steps of casting at a predetermined cooling rate is shown. FIG. 2 (a) shows a portion (primary cooling section S1) where the mold M and the ingot A immediately after casting come into contact with each other to cool the ingot A, and then the ingot A FIG. 4 is a view schematically showing a surface (secondary cooling unit S2) of which surface is cooled by cooling water CW. As shown in FIG.
After being cooled by contact with the mold M, the cooling water CW is introduced into the surface and cooled. It should be noted that an air gap exists between a portion MC in contact with the mold M and a portion CWC into which the cooling water CW is introduced.

【0026】続いて、このような冷却過程における鋳塊
の各位置の抜熱量を、図2(b)に概略的に示す。図2
(b)は、図2(a)に示され鋳塊Aの冷却工程進行方
向の位置Z(一次冷却部S1、二次冷却部S2)と、冷
却によって奪われた熱量である抜熱量qとの関係を示す
グラフである。図2(b)に示すように、鋳塊Aからの
抜熱量qは、図2(a)に示すような鋳型Mと冷却水C
Wの各々の冷却作用に対応して比較的大きく変化する部
分と、前記エアーギャップの近傍部分に対応して抜熱量
が比較的小さく変化する部分である徐冷帯が形成されて
いる。
Next, the amount of heat removed from each position of the ingot during the cooling process is schematically shown in FIG. FIG.
FIG. 2B shows a position Z (primary cooling unit S1, secondary cooling unit S2) in the cooling process progress direction of the ingot A shown in FIG. 2A, and a heat removal amount q which is a heat amount taken away by cooling. 6 is a graph showing the relationship of. As shown in FIG. 2 (b), the heat removal q from the ingot A is determined by the mold M and the cooling water C as shown in FIG.
There are formed a portion that changes relatively largely in response to each cooling action of W, and a slow cooling zone in which the amount of heat removal changes relatively small corresponding to a portion near the air gap.

【0027】(Al合金の晶出物)次に、前記冷却工程
の後に得られた鋳塊の断面形状について、図1及び図2
を参照しながら説明していく。図1は、前記Al合金鍛
造素材の製造において、冷却速度12℃/秒で冷却した
後の鋳塊の断面形状のマクロ組織観察写真が示されてい
る。図1に示すように、前記鋳塊の外側の表面部から中
心部へ向けて1/4程度の深さ位置で、DASが30μ
m程度の比較的粗い組織がバンド状に分布していること
が分かる。また、比較的急激に冷却される部分は、急冷
凝固によって、合金組織が比較的緻密に形成され、比較
的緩慢に冷却される部分は合金組織が比較的粗く形成さ
れている。尚、前記のバンド分布が現れた理由は、Al
合金の鍛造素材の製造における冷却過程で、冷却が比較
的急激に進行する部分と比較的緩慢に進行する部分が鋳
塊に存在することによって、比較的粗い組織を有する部
分がバンド状になって現れたものと考えられる。
(Crystal of Al alloy) Next, the sectional shape of the ingot obtained after the cooling step will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a macrostructure observation photograph of a cross-sectional shape of an ingot after cooling at a cooling rate of 12 ° C./sec in the production of the Al alloy forged material. As shown in FIG. 1, at a depth of about 1/4 from the outer surface to the center of the ingot, DAS was 30 μm.
It can be seen that relatively coarse tissue of about m is distributed in a band shape. In addition, the alloy structure is relatively densely formed in the portion that is cooled relatively rapidly by rapid solidification, and the alloy structure is formed relatively coarsely in the portion that is cooled relatively slowly. The reason that the band distribution appeared was that Al
In the cooling process in the production of forged alloy materials, the part where cooling progresses relatively rapidly and the part that progresses relatively slowly are present in the ingot, so that the part having a relatively coarse structure becomes a band. It is thought to have appeared.

【0028】(DASの平均値を23μm以下とした理
由)以上の知見に基づいて、本発明に係るAl合金鍛造
素材では、前記冷却工程の後に得られる鋳塊の断面の中
心部の少なくとも1mm×1mmの領域におけるDAS
平均値を23μm以下に規制する。ここで、DASの測
定領域を鋳塊断面の中心部とした理由は、この鋳塊の中
心部まで充分な冷却が行なわれて、組織が微細化されて
いることを確認すると共に、前記のとおりに、鋳塊の外
側の表面部から中心部へ向けて1/4程度の深さ位置に
バンド状に分布するDAS平均値が30μm程度の比較
的粗い組織領域を避けるためである。また、DAS平均
値を23μm以下に規制した理由は、DAS平均値が2
3μmを超えると、その後、均質化熱処理などを施さな
ければ、所要の機械的強度および靭性を有するAl合金
鍛造材が得られなくなるからである。また、DAS平均
値を23μmより小さくなるように構成することによ
り、Al合金鍛造素材の組織に対して機械的強度および
靭性を低下させるように作用する晶出物が充分に微細化
されるため、均質化熱処理や押出し加工を施すことなく
機械的強度および靭性を向上させる効果を高めることが
できるからである。
(Reason for setting the average value of DAS to 23 μm or less) Based on the above findings, in the forged Al alloy material according to the present invention, at least 1 mm × the central part of the cross section of the ingot obtained after the cooling step is used. DAS in 1 mm area
The average value is regulated to 23 μm or less. Here, the reason that the measurement area of the DAS was set to the center of the ingot cross section was that sufficient cooling was performed to the center of the ingot, and that the structure was refined, as described above, Another reason is to avoid a relatively coarse structure region having an average DAS value of about 30 μm distributed in a band shape at a depth position of about 4 from the outer surface part of the ingot toward the center part. The reason why the DAS average value was regulated to 23 μm or less was that the DAS average value was 2 μm.
If the thickness exceeds 3 μm, an Al alloy forged material having required mechanical strength and toughness cannot be obtained unless a homogenizing heat treatment is performed thereafter. Further, by configuring the DAS average value to be smaller than 23 μm, a crystallized substance acting to reduce mechanical strength and toughness with respect to the structure of the Al alloy forged material is sufficiently refined. This is because the effect of improving mechanical strength and toughness can be enhanced without performing homogenizing heat treatment or extrusion.

【0029】また、DASの測定領域を少なくとも1m
m×1mmとした理由は、DASが40μm程度と比較
的大きい場合に、このDASが少なくとも200本含ま
れるような面積とするためである。
The DAS measurement area must be at least 1 m.
The reason for setting m × 1 mm is to make the area such that at least 200 DASs are included when the DAS is relatively large, about 40 μm.

【0030】(DASの測定方法)このようなDASを
用いたAl合金の特性評価は、相互に直接比較しうるD
ASを得ることが難しい場合が多い。特に、Al合金へ
Tiを添加する場合には、Al合金の結晶がより微細化
されてデンドライトアームの大きさが小さくなる傾向が
あってDASの測定値がばらつき易いため、標準化され
たDASの測定方法によってAl合金の特性評価を行な
う必要がある。そこで、軽金属学会の鋳造・凝固部会が
推奨している「アルミニウムのデンドライトアームスペ
ーシングと冷却速度の測定法」、軽金属学会、研究委員
会、鋳造・凝固部会編、p46−52(1988年8
月)に記載されている「交線法」を用いてDASを測定
した。
(Method of Measuring DAS) The evaluation of the characteristics of an Al alloy using such a DAS is performed by comparing DAS which can be directly compared with each other.
It is often difficult to obtain AS. In particular, when Ti is added to an Al alloy, the DAS measurement value tends to fluctuate because the Al alloy crystal becomes finer and the size of the dendrite arm tends to be smaller. It is necessary to evaluate the characteristics of the Al alloy by the method. Therefore, "Measuring method of aluminum dendrite arm spacing and cooling rate" recommended by the Casting and Solidification Subcommittee of the Japan Institute of Light Metals, edited by the Japan Institute of Light Metals, Research Committee, Casting and Solidification Subcommittee, pp. 46-52 (August 1988)
The DAS was measured using the “crossing method” described in “Months”.

【0031】本発明に係るAl合金鍛造素材の成分や、
含有量は、前記Al合金鍛造素材の製造方法に記載した
内容と同様であるため、ここではその記載を省略する。
また、本発明に係るAl合金鍛造素材は、前記の本発明
に係るAl合金鍛造素材の製造方法によってのみ製造さ
れるものでないことはいうまでもない。したがって、本
発明に係るAl合金鍛造素材には、均質化熱処理工程を
含む製造方法によって製造されるAl合金鍛造素材も含
まれる。
The components of the forged Al alloy material according to the present invention,
The content is the same as the content described in the method for manufacturing an aluminum alloy forged material, and therefore the description is omitted here.
Further, it goes without saying that the Al alloy forged material according to the present invention is not manufactured only by the above-described method for manufacturing an Al alloy forged material according to the present invention. Therefore, the Al alloy forging material according to the present invention also includes an Al alloy forging material manufactured by a manufacturing method including a homogenization heat treatment step.

【0032】[0032]

【実施例】次に、本発明の実施例について詳細に説明す
る。尚、本発明はこの実施例のみに限定されるものでは
なく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて適宜に
変更することが可能である。以下に詳細に説明するAl
合金鍛造素材の製造方法にしたがって、Al合金鍛造素
材を作製し、その後、得られたAl合金鍛造素材につい
て、鍛造及びT6処理を施すことにより得られたAl合
金鍛造素材を作製した。そして、本発明の範囲内にある
Al合金鍛造素材から製造された供試材(Al合金鍛造
材)を実施例とし、本発明の範囲内にないAl合金鍛造
素材から製造された供試材(Al合金鍛造材)を比較例
とした。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail. It should be noted that the present invention is not limited to only this embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention. Al described in detail below
According to the method for manufacturing an alloy forged material, an Al alloy forged material was produced, and then, the obtained Al alloy forged material was subjected to forging and T6 treatment to produce an Al alloy forged material. Then, a test material (Al alloy forged material) manufactured from an Al alloy forged material falling within the scope of the present invention is used as an example, and a test material (Al alloy forged material not manufactured within the scope of the present invention) ( Al forged material) was used as a comparative example.

【0033】表1に、前記の各供試材を作製するための
ベースに用いたJIS6000系の合金の各成分含有量
を示す。また、表2に、表1に示す各Al合金から作製
した、前記実施例及び比較例についての作製条件(鋳造
時の冷却速度、交線法を用いて算出したDASの測定
値、Tiの含有量)、並びに、実施例及び比較例のシャ
ルピー衝撃試験(JIS Z2242、試験片形状;J
IS Z2202の3号)による衝撃値を示す。
Table 1 shows the content of each component of the JIS 6000-based alloy used as a base for producing each of the test materials described above. Table 2 shows the production conditions (cooling rate during casting, measured values of DAS calculated using the intersection method, and Ti content) for the above Examples and Comparative Examples produced from the Al alloys shown in Table 1. Amount), and Charpy impact test (JIS Z2242, test piece shape; J
The impact value according to IS Z2202 No. 3) is shown.

【0034】以下に、図3(a)(b)を参照しなが
ら、各供試材(実施例および比較例)の製造方法の詳細
を説明する。 (実施例:No.1、2、3、4)図3(a)に示すよ
うに、実施例として、通常の溶製法にて元素の含有量が
本発明で規制する範囲内にあるAl合金溶湯を調製し
(S01)、引き続いてこれらのAl合金溶湯を半連続
鋳造法(DC鋳造法)にて、冷却速度を各々本発明の要
件を満たす12、15、20、および25℃/秒で冷却
して鋳造し(S02)、直径が89mmのAl合金鍛造
素材を作製した。
Hereinafter, the method of manufacturing each test material (Example and Comparative Example) will be described in detail with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). (Examples: Nos. 1, 2, 3, 4) As shown in FIG. 3 (a), as an example, an Al alloy whose element content is within the range regulated by the present invention by a normal melting method. A molten metal is prepared (S 0 1), and subsequently, these Al alloy molten metals are subjected to a semi-continuous casting method (DC casting method) to adjust the cooling rate to 12, 15, 20, and 25 ° C./each satisfying the requirements of the present invention. cast and cooled in seconds (S 0 2), the diameter was prepared Al alloy forging material of 89 mm.

【0035】(実施例:No.5)図3(a)に示すよ
うに、均質化熱処理を行なうことを除き、前記実施例1
〜4と同様に、通常の溶製法にて元素の含有量が本発明
で規制する範囲内にあるAl合金溶湯を調製し(S
01)、引き続いてこれらのAl合金溶湯を半連続鋳造
法(DC鋳造法)にて、冷却速度を各々本発明の要件を
満たす25℃/秒で冷却して鋳造し(S02)、直径が
89mmの鋳塊を作製した。
(Example: No. 5) As shown in FIG.
4 to 4, an Al alloy melt having an element content within the range regulated by the present invention is prepared by a normal melting method (S
0 1) Subsequently, these Al alloy melts were cast by a semi-continuous casting method (DC casting method) at a cooling rate of 25 ° C./sec each satisfying the requirements of the present invention (S 02 ). An ingot having a diameter of 89 mm was produced.

【0036】(比較例:No.1、2、3)一方、比較
例として、図3(b)に示すように、前記実施例と同様
の通常の溶製法にて元素の含有量が本発明で規制する範
囲内にあるAl合金溶湯、および、元素の含有量が本発
明で規制する範囲内にないAl合金溶湯を調製し(S1
1)、続いてこれらのAl合金溶湯を半連続鋳造法(D
C鋳造法)にて、冷却速度を各々本発明の要件を満たさ
ない6、および、8℃/秒で冷却して鋳造し(S
12)、直径が89mmのAl合金鍛造素材を作製し
た。
(Comparative Examples: Nos. 1, 2, and 3) On the other hand, as a comparative example, as shown in FIG. An Al alloy melt within the range regulated by the formula and an Al alloy melt whose element content is not within the range regulated by the present invention are prepared (S 1).
1) Then, these Al alloy melts are semi-continuously cast (D
C casting method), and cooled at a cooling rate of 6 and 8 ° C./sec, each of which does not satisfy the requirements of the present invention, and cast (S
12 ) A forged Al alloy material having a diameter of 89 mm was produced.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】いいかえると、表1において、Siの含有
量が0.76〜0.82質量%、Feの含有量が0.2
2〜0.28質量%、Cuの含有量が0.23〜0.2
6質量%、Mnの含有量が0.01質量%未満、Mgの
含有量が0.98〜1.09質量%、Crの含有量が
0.13質量%、Znの含有量が0.01質量%未満、
Tiの含有量が0.04〜0.23質量%、残部がAl
と不可避的不純物で構成されるNo.1〜7のAl合金
の供試材を用いて、表2に示すような本発明に係る実施
例(No.1、2、3、4、5)と、本発明の要件を満
足しない比較例(No.1、2、3)のAl合金鍛造素
材を作製した。
In other words, in Table 1, the content of Si is 0.76 to 0.82% by mass, and the content of Fe is 0.2 to 0.8%.
2 to 0.28 mass%, the content of Cu is 0.23 to 0.2
6% by mass, Mn content is less than 0.01% by mass, Mg content is 0.98 to 1.09% by mass, Cr content is 0.13% by mass, Zn content is 0.01% Less than mass%,
The content of Ti is 0.04 to 0.23% by mass, and the balance is Al
And No. consisting of unavoidable impurities. Examples (Nos. 1, 2, 3, 4, and 5) according to the present invention as shown in Table 2 and comparative examples that do not satisfy the requirements of the present invention using Al alloy test materials 1 to 7 (No. 1, 2, and 3) forged Al alloy materials were produced.

【0040】そして、このようにして作製した実施例に
かかるAl合金鍛造素材、および、比較例に係るAl合
金鍛造素材に対してDAS測定を行なった。
Then, DAS measurement was performed on the forged Al alloy material according to the example manufactured as described above and the forged Al alloy material according to the comparative example.

【0041】さらに、前記本発明に係るAl合金鍛造素
材(鋳塊)に、圧下率75%で、この鋳塊の組織の内部
に通常存在する微細な空孔を潰して緻密な組織を形成す
る鍛造を施した後、T6処理を施して、本発明に係るA
l合金鍛造素材から製造された実施例(No.1、2、
3、4、5)と比較例(No.1、2、3)のAl合金
鍛造材を作製した。
Further, in the forged Al alloy material (ingot) according to the present invention, fine pores usually present inside the structure of the ingot are crushed at a rolling reduction of 75% to form a dense structure. After forging, a T6 treatment is performed to obtain the A according to the present invention.
Examples manufactured from alloy forged materials (Nos. 1, 2,
3, 4 and 5) and forged Al alloys of Comparative Examples (Nos. 1, 2, and 3).

【0042】そして、このようにして作製したアルミニ
ウム合金鍛造材の長手方向、および、幅方向においてJ
IS3号の衝撃試験用の試験片を切り出し、シャルピー
衝撃値を測定した。その際、試験片の測定箇所は肉厚中
心部とし、測定箇所は各方向で3箇所とし、得られた各
測定値の平均値をとって、この平均値が16J/cm 2
のものを合格とした。その結果を表2に示す。
The aluminum thus produced is
In the longitudinal and width directions of the forged alloy
Cut out test specimens for IS3 impact test
The impact value was measured. At that time, the measurement point of the test piece is
The core was measured, and the measurement points were three in each direction.
The average of the measured values is taken and this average is 16 J / cm Two
Passed. Table 2 shows the results.

【0043】表2に示す各試験片の衝撃値を参照する
と、前記鋳造時の冷却速度(℃/秒)、DAS(μ
m)、およびTi含有量(質量%)がすべて本発明の要
件を満たしている実施例1、2、3、4、5では、衝撃
値が16.9〜25.7(J/cm 2)であり、比較的
高い機械的強度を有するAl合金鍛造材となっているこ
とが確認された。特に、本発明に係る製造方法から製造
されたAl合金鍛造素材を鍛造して得られたAl合金鍛
造材は(実施例1,2,3,4)、均質化熱処理を施さ
なかったにもかかわらず、比較的高い機械的強度を有す
るAl合金鍛造材となっていることが確認された。
Reference is made to the impact value of each test piece shown in Table 2.
And the cooling rate during casting (° C./sec), DAS (μ
m) and the Ti content (% by mass) are all essential for the present invention.
In Examples 1, 2, 3, 4, and 5, which satisfy the conditions,
When the value is 16.9 to 25.7 (J / cm Two) And relatively
Being an aluminum alloy forging with high mechanical strength
And was confirmed. In particular, it is manufactured from the manufacturing method according to the present invention.
Alloy forging obtained by forging the forged Al alloy forging material
The building materials (Examples 1, 2, 3, 4) were subjected to a homogenizing heat treatment.
Has relatively high mechanical strength despite lack of
It was confirmed that the aluminum alloy was forged.

【0044】一方、鋳造時の冷却速度(℃/秒)、DA
Sが本発明に規制する範囲内にないもの(比較例No.
1、2)、または、Tiの含有量が本発明で規制する範
囲にないもの(比較例No.7)では、均質化熱処理の
有りとなしとにかかわらず衝撃値が15.2〜16.2
(J/cm2)と、本発明に係る実施例(No.1、
2、3、4、5))に比べてより低いものとなっている
ことが確認された。いいかえると、DASが23μmを
超えている比較例(No.1、2)では、均質化熱処理
の有無に拘わらず前記衝撃値が不合格となった。また、
DASが本発明で規制する23μm以下であっても、T
i含有量が本発明で規制する0.01〜0.1質量%を
満たさない比較例(No.3)では、前記衝撃値が不合
格となった。そして、鋳造時の冷却速度が本発明で規制
する10℃/秒以上を満たさない比較例(No.1、
2、3)では、DASが23μm超となっており、前記
衝撃値が不合格となった。
On the other hand, the cooling rate during casting (° C./sec)
S is not within the range regulated by the present invention (Comparative Example No.
1, 2) or those in which the content of Ti is not within the range regulated by the present invention (Comparative Example No. 7), the impact value is 15.2 to 16. 2
(J / cm 2 ) and the examples (No. 1,
2, 3, 4, 5)). In other words, in Comparative Examples (Nos. 1 and 2) in which DAS exceeds 23 μm, the impact value was rejected regardless of the presence or absence of the homogenizing heat treatment. Also,
Even if DAS is 23 μm or less regulated by the present invention, T
In the comparative example (No. 3) in which the i content did not satisfy the 0.01 to 0.1% by mass regulated by the present invention, the impact value was rejected. Comparative examples in which the cooling rate during casting does not satisfy 10 ° C./sec or more regulated by the present invention (No. 1,
In (2) and (3), the DAS exceeded 23 μm, and the impact value was rejected.

【0045】以上より、発明の要件を満たすAl合金鍛
造素材を鍛造して得られた鍛造材である実施例(No.
1、2、3、4、5)は、本発明の要件を満たさない比
較例(No.1、2、3)に比べて優れた耐衝撃性を備
えているということがいえた。また、本発明に係るAl
合金鍛造素材の製造方法によりえられたAl合金鍛造素
材から得られたAl合金鍛造材である実施例(No.
1、2、3、4)では、均質化熱処理を施すことなく、
自動車緩衝部材に要求される鍛造材の長手方向と幅方向
の衝撃値の平均値が所要の値を満足させることが可能で
あるということがいえた。
As described above, the embodiment (No. 1) is a forged material obtained by forging an Al alloy forged material satisfying the requirements of the invention.
1, 2, 3, 4, and 5) were found to have better impact resistance than Comparative Examples (Nos. 1, 2, and 3) that did not satisfy the requirements of the present invention. Further, the Al according to the present invention
Example (No. 1) is an Al alloy forged material obtained from the Al alloy forged material obtained by the method for manufacturing an alloy forged material.
In 1, 2, 3, 4), without performing homogenizing heat treatment,
It can be said that the average value of the impact value in the longitudinal direction and the width direction of the forged material required for the automobile cushioning member can satisfy the required value.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は以下の効果
を奏する。請求項1に係るアルミニウム合金鍛造素材の
製造方法によれば、鍛造組織が微細化されて晶出物が微
細化されて靭性がより一層向上するようになり、均質化
熱処理、および、押出加工を施すことなくそのまま熱間
鍛造を施して鍛造材を製造することができるようにな
る。請求項2に係るアルミニウム合金鍛造素材によれ
ば、断面中心部におけるデンドライト二次アーム間隔
(DAS)を23μm以下としたので、鍛造組織が微細
化されて晶出物が微細化され、靭性がより一層向上した
アルミニウム合金鍛造材を提供することができるように
なる。
As described above, the present invention has the following effects. According to the method for manufacturing an aluminum alloy forged material according to claim 1, the forged structure is refined, the crystallized material is refined, and the toughness is further improved, and the homogenizing heat treatment and the extrusion process are performed. Hot forging can be performed as it is without performing forging to produce a forged material. According to the aluminum alloy forging material according to claim 2, since the dendrite secondary arm interval (DAS) at the center of the cross section is set to 23 μm or less, the forging structure is refined, the crystallized material is refined, and the toughness is further improved. A further improved aluminum alloy forging can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明に係る実施例におけるアルミニウ
ム合金鍛造素材の断面を示すマクロ観察写真である。
FIG. 1 is a macro observation photograph showing a cross section of a forged aluminum alloy material in an example according to the present invention.

【図2】図2(a)は、鋳型Mにより鋳造される状態に
おけるアルミニウム合金の鋳塊表面の急冷される部分
(一次冷却部)と、このアルミニウム合金の鋳塊表面が
直接水で冷却される部分(二次冷却部)とを模式的に示
す図である。図2(b)は、図2(a)の冷却工程の進
行方向の位置と奪われた熱量である抜熱量qとの関係を
示すグラフである。
FIG. 2 (a) is a view showing a portion (primary cooling portion) of a surface of an aluminum alloy ingot in a state of being cast by a mold M and a surface of the aluminum alloy ingot which is directly cooled by water. FIG. 4 is a diagram schematically showing a part (secondary cooling unit). FIG. 2B is a graph showing the relationship between the position in the direction of progress of the cooling step in FIG. 2A and the heat removal q which is the amount of heat taken.

【図3】(a)本発明に係るアルミニウム合金鍛造素材
の製造工程のフローを示す図面である。 (b)従来のアルミニウム合金鍛造素材の製造工程のフ
ローを示す図面である。
FIG. 3 (a) is a drawing showing a flow of a manufacturing process of an aluminum alloy forged material according to the present invention. (B) Drawing which shows the flow of the manufacturing process of the conventional aluminum alloy forging material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A アルミニウム合金の鋳塊 CW 冷却水 M 鋳型 MC 鋳型Mが当接された部分 CWC 冷却水が導入された部分 S1 アルミニウム合金の鋳塊Aの一次冷却部 S2 アルミニウム合金の鋳塊Aの二次冷却部 A Aluminum alloy ingot CW cooling water M Mold MC Part in contact with mold M CWC Part in which cooling water is introduced S1 Primary cooling part of aluminum alloy ingot A S2 Secondary cooling of aluminum alloy ingot A Department

───────────────────────────────────────────────────── 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) C22C 21/02 C22C 21/02 21/06 21/06 C22F 1/05 C22F 1/05 // C22F 1/00 601 1/00 601 630 630A 630B 630K 692 692A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22C 21/02 C22C 21/02 21/06 21/06 C22F 1/05 C22F 1/05 // C22F 1 / 00 601 1/00 601 630 630A 630B 630K 692 692A

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Tiの含有量を0.01〜0.1質量%
に規制したJIS6000系合金の成分規格を備えるア
ルミニウム合金を、半連続鋳造法を含む連続鋳造法によ
り10℃/秒以上の冷却速度にて鋳造して鋳塊を形成
し、前記鋳塊に均質化熱処理を施すことなく、かつ、押
出し加工を経ずに、鍛造素材を得ることを特徴とするア
ルミニウム合金鍛造素材の製造方法。
1. The method according to claim 1, wherein the content of Ti is 0.01 to 0.1% by mass.
An ingot is formed by casting an aluminum alloy having a component standard of JIS 6000 alloy regulated in accordance with JIS 6000 at a cooling rate of 10 ° C./sec or more by a continuous casting method including a semi-continuous casting method, and homogenizing the ingot. A method for producing a forged aluminum alloy material, characterized in that a forged material is obtained without heat treatment and without extrusion.
【請求項2】 Tiの含有量を0.01〜0.1質量%
に規制したJIS6000系合金の成分規格を備えるア
ルミニウム合金から、半連続鋳造法を含む連続鋳造法に
より製造されるアルミニウム合金鍛造素材であって、断
面中心部における交線法を用いて算出したデンドライト
アームスペーシングの値の平均値が23μm以下である
ことを特徴とするアルミニウム合金鍛造素材。
2. The content of Ti is adjusted to 0.01 to 0.1% by mass.
Forged aluminum alloy produced by continuous casting including semi-continuous casting from an aluminum alloy having a component standard of JIS 6000 alloy regulated in Japan, wherein the dendrite arms calculated using the intersection line method at the center of the cross section An aluminum alloy forging material, characterized in that an average pacing value is 23 μm or less.
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JP2009513357A (en) * 2005-10-28 2009-04-02 ノベリス・インコーポレイテッド Homogenization and heat treatment of cast metal
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