JP2002256368A - プレス加工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材 - Google Patents
プレス加工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼入れ及び人工時効処理後においてつぶし加
工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金中空
押出材を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ：０．４〜１．２％（質量％）及び
Ｓｉ：０．３〜１．２％を含有し、焼入れ及び人工時効
処理を行ったＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金中空
押出材において、引張試験を実施したときの破断面の肉
厚減少率（絞り）が２０％以上である。繊維状組織を有
することが望ましく、空冷によるプレス焼入れ後人工時
効処理を行う場合、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの１種又は２種
以上の含有量が０．１０〜０．４０％とする。
工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金中空
押出材を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ：０．４〜１．２％（質量％）及び
Ｓｉ：０．３〜１．２％を含有し、焼入れ及び人工時効
処理を行ったＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金中空
押出材において、引張試験を実施したときの破断面の肉
厚減少率（絞り）が２０％以上である。繊維状組織を有
することが望ましく、空冷によるプレス焼入れ後人工時
効処理を行う場合、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの１種又は２種
以上の含有量が０．１０〜０．４０％とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や鉄道車両
又は建築部材のフレーム等の成形に好適なプレス加工性
に優れたアルミニウム合金押出材に関する。
又は建築部材のフレーム等の成形に好適なプレス加工性
に優れたアルミニウム合金押出材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球の温暖化及びオゾン層の破壊
など環境問題の観点から、大気中の炭酸ガス等の増加を
抑制するために、自動車の軽量化及び電気自動車の導入
などが本格的に検討されている。この軽量化の一貫とし
て、素材の置換、すなわち従来自動車用構造材に主とし
て使用されてきた鋼板の代わりにアルミニウム合金材の
使用が増加している。また、電気自動車においても電池
を積載するための重量増加を補償するために車体を軽量
化する必要が強く求められている。さらに、長手方向に
一定ではあるが自由な断面形状が得られる押出材は設計
の自由度を広げ、最終形状に近い断面形状を得ることで
成形性を向上できるなど、アルミニウム合金材の使用が
注目されている。
など環境問題の観点から、大気中の炭酸ガス等の増加を
抑制するために、自動車の軽量化及び電気自動車の導入
などが本格的に検討されている。この軽量化の一貫とし
て、素材の置換、すなわち従来自動車用構造材に主とし
て使用されてきた鋼板の代わりにアルミニウム合金材の
使用が増加している。また、電気自動車においても電池
を積載するための重量増加を補償するために車体を軽量
化する必要が強く求められている。さらに、長手方向に
一定ではあるが自由な断面形状が得られる押出材は設計
の自由度を広げ、最終形状に近い断面形状を得ることで
成形性を向上できるなど、アルミニウム合金材の使用が
注目されている。
【０００３】自動車用フレーム材として利用できるアル
ミニウム合金押出材としては、少なくとも１５０ＭＰ
ａ、望ましくは２００ＭＰａ以上の耐力を有することが
要求され、高強度アルミニウム合金の中では比較的耐食
性に優れ、リサイクル性の面でも他のアルミニウム合金
より優れているＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押
出材が多く検討されている。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミ
ニウム合金押出材においてこの強度を出すためには、一
般にオンラインによるプレス焼入れ又はオフラインによ
る溶体化・焼入れ処理を行った後、人工時効処理を施し
ている。ここで、人工時効処理を施すのは、押出材の強
度を向上させ、かつ組織を安定化し経時的に自然時効が
進行して強度が変化するのを防止するためである。
ミニウム合金押出材としては、少なくとも１５０ＭＰ
ａ、望ましくは２００ＭＰａ以上の耐力を有することが
要求され、高強度アルミニウム合金の中では比較的耐食
性に優れ、リサイクル性の面でも他のアルミニウム合金
より優れているＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押
出材が多く検討されている。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミ
ニウム合金押出材においてこの強度を出すためには、一
般にオンラインによるプレス焼入れ又はオフラインによ
る溶体化・焼入れ処理を行った後、人工時効処理を施し
ている。ここで、人工時効処理を施すのは、押出材の強
度を向上させ、かつ組織を安定化し経時的に自然時効が
進行して強度が変化するのを防止するためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、アルミニウム合
金押出材を自動車用フレーム材として用いる場合、限ら
れた空間のスペースの取り合いのために中空押出材の長
さ方向の一部につぶし加工を施して幅や高さを減らした
り、ボルト・ナットによる取付けに際して中空押出材の
端部につぶし加工を施し板状とすることが考えられる。
そのほか、サイドメンバやバンパーステイなどに用いる
中空押出材の板面に軸圧壊の蛇腹ピッチをコントロール
するリブを形成したり、押出材の板面に補強リブを形成
する目的で、エンボス加工を施すことも考えられる。な
お、このようなプレス加工を施すとその部位に残留応力
が発生するため、これらの用途にはＳＣＣ（応力腐食割
れ）の発生の懸念の少ないＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金押出材が適している。
金押出材を自動車用フレーム材として用いる場合、限ら
れた空間のスペースの取り合いのために中空押出材の長
さ方向の一部につぶし加工を施して幅や高さを減らした
り、ボルト・ナットによる取付けに際して中空押出材の
端部につぶし加工を施し板状とすることが考えられる。
そのほか、サイドメンバやバンパーステイなどに用いる
中空押出材の板面に軸圧壊の蛇腹ピッチをコントロール
するリブを形成したり、押出材の板面に補強リブを形成
する目的で、エンボス加工を施すことも考えられる。な
お、このようなプレス加工を施すとその部位に残留応力
が発生するため、これらの用途にはＳＣＣ（応力腐食割
れ）の発生の懸念の少ないＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金押出材が適している。
【０００５】このプレス加工はコスト面から先に述べた
時効処理後に実施されるのが望ましいが、時効処理によ
り高強度化したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押
出材は比較的成形性が劣り、プレス加工時に割れ等の不
具合を発生させやすい。もし割れが発生していると、フ
レーム材の疲労強度が低下し、あるいはサイドメンバ等
においては衝突時に割れ部が起点となり蛇腹状の座屈を
妨げるなど、それぞれ必要な所期の性能を発揮すること
ができない。
時効処理後に実施されるのが望ましいが、時効処理によ
り高強度化したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押
出材は比較的成形性が劣り、プレス加工時に割れ等の不
具合を発生させやすい。もし割れが発生していると、フ
レーム材の疲労強度が低下し、あるいはサイドメンバ等
においては衝突時に割れ部が起点となり蛇腹状の座屈を
妨げるなど、それぞれ必要な所期の性能を発揮すること
ができない。
【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、焼入れ及び人工時効処理後にお
いてつぶし加工やエンボス加工などのプレス加工性に優
れ、自動車や鉄道車両又は建築部材のフレーム等の成形
に好適なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材を
提供することを目的としてなされたものである。
鑑みてなされたもので、焼入れ及び人工時効処理後にお
いてつぶし加工やエンボス加工などのプレス加工性に優
れ、自動車や鉄道車両又は建築部材のフレーム等の成形
に好適なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材を
提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、焼入れ及
び人工時効処理後においてプレス加工性に優れるＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材を開発すべく種々
実験研究を行う過程で、引張試験を実施したときの破断
面の肉厚減少率が、押出材のプレス加工性と密接な関係
にあることを見いだし、それをもとに本発明を得ること
ができた。
び人工時効処理後においてプレス加工性に優れるＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材を開発すべく種々
実験研究を行う過程で、引張試験を実施したときの破断
面の肉厚減少率が、押出材のプレス加工性と密接な関係
にあることを見いだし、それをもとに本発明を得ること
ができた。
【０００８】すなわち、本発明は、Ｍｇ：０．４〜１．
２％及びＳｉ：０．３〜１．２％を含有し、焼入れ及び
人工時効処理を行ったＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム
合金押出材において、引張試験を実施したときの破断面
の肉厚減少率が２０％以上であることを特徴とし、つぶ
し加工やエンボス加工等のプレス加工性に優れる。ここ
で、破断面の肉厚減少率（以下、絞りという）とは、引
張試験片の破断面を正面からみたときの当該破断面の中
央部の肉厚（試験片の板面に対し垂直に測定した肉厚）
をａ（図１参照）とし、引張試験片の元の肉厚をａ０と
したとき、（１−ａ／ａ０）×１００で表されるものと
する。この引張試験片は押出材からＪＩＳの規定に準じ
て採取する。なお、押出材から種類の異なる引張試験片
（ＪＩＳ準拠）を採取して試験しても、絞りの値は変わ
らない。
２％及びＳｉ：０．３〜１．２％を含有し、焼入れ及び
人工時効処理を行ったＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム
合金押出材において、引張試験を実施したときの破断面
の肉厚減少率が２０％以上であることを特徴とし、つぶ
し加工やエンボス加工等のプレス加工性に優れる。ここ
で、破断面の肉厚減少率（以下、絞りという）とは、引
張試験片の破断面を正面からみたときの当該破断面の中
央部の肉厚（試験片の板面に対し垂直に測定した肉厚）
をａ（図１参照）とし、引張試験片の元の肉厚をａ０と
したとき、（１−ａ／ａ０）×１００で表されるものと
する。この引張試験片は押出材からＪＩＳの規定に準じ
て採取する。なお、押出材から種類の異なる引張試験片
（ＪＩＳ準拠）を採取して試験しても、絞りの値は変わ
らない。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金は、上記以外の添加元素として必要に応じて、
例えばＣｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの１種又は２種以
上、Ｔｉを含み（〜を単独で又はこれらの２組
（＋、＋、＋）又は３組（＋＋）を
組み合わせて）、さらに不可避不純物としてＦｅ、その
他の元素を含むことができる。以下、本発明に係るアル
ミニウム合金押出材における各成分の添加理由について
説明する。
ウム合金は、上記以外の添加元素として必要に応じて、
例えばＣｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの１種又は２種以
上、Ｔｉを含み（〜を単独で又はこれらの２組
（＋、＋、＋）又は３組（＋＋）を
組み合わせて）、さらに不可避不純物としてＦｅ、その
他の元素を含むことができる。以下、本発明に係るアル
ミニウム合金押出材における各成分の添加理由について
説明する。
【００１０】Ｍｇ、Ｓｉ ＭｇとＳｉは結合してＭｇ２Ｓｉを形成し、合金強度を
向上させる。自動車用フレーム材等の構造部材として必
要な強度を得るためには、Ｍｇは０．４％以上の添加が
必要である。しかし、１．２％を越えて添加されると粒
界析出物が多くなり過ぎ、２０％以上の絞りを得ること
が難しくなり、優れたプレス加工性が得られなくなる。
従って、Ｍｇ含有量は０．４〜１．２％とする。より望
ましい範囲は０．４〜０．７％、さらに望ましくは０．
４５〜０．６％である。
向上させる。自動車用フレーム材等の構造部材として必
要な強度を得るためには、Ｍｇは０．４％以上の添加が
必要である。しかし、１．２％を越えて添加されると粒
界析出物が多くなり過ぎ、２０％以上の絞りを得ること
が難しくなり、優れたプレス加工性が得られなくなる。
従って、Ｍｇ含有量は０．４〜１．２％とする。より望
ましい範囲は０．４〜０．７％、さらに望ましくは０．
４５〜０．６％である。
【００１１】一方、Ｓｉ量が０．３％より少ないと必要
な強度が得られず、１．２％を越えて添加されると、同
じく粒界析出物が多くなり、２０％以上の絞りを得るこ
とが難しく、優れたプレス加工性が得られなくなる。従
って、Ｓｉ含有量は０．３〜１．２％とする。より望ま
しい範囲は、０．３〜１．０％、さらに望ましくは０．
５〜０．７％である。なお、焼入れ感受性が鋭くなるの
を抑え、空冷によるプレス焼入れでも焼きが入り必要な
強度が得られるようにするには、Ｍｇ：０．７％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、過剰Ｓｉ（Ｍｇ２Ｓｉのバランス
組成よりも過剰のＳｉ、「総Ｓｉ量−０．５７８×Ｍｇ
量」で定義される）：０．１〜０．５％とするのが望ま
しい。
な強度が得られず、１．２％を越えて添加されると、同
じく粒界析出物が多くなり、２０％以上の絞りを得るこ
とが難しく、優れたプレス加工性が得られなくなる。従
って、Ｓｉ含有量は０．３〜１．２％とする。より望ま
しい範囲は、０．３〜１．０％、さらに望ましくは０．
５〜０．７％である。なお、焼入れ感受性が鋭くなるの
を抑え、空冷によるプレス焼入れでも焼きが入り必要な
強度が得られるようにするには、Ｍｇ：０．７％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、過剰Ｓｉ（Ｍｇ２Ｓｉのバランス
組成よりも過剰のＳｉ、「総Ｓｉ量−０．５７８×Ｍｇ
量」で定義される）：０．１〜０．５％とするのが望ま
しい。
【００１２】Ｃｕ Ｃｕは微細な金属間化合物として析出してＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の組織を微細化し、強度
を高め絞りを大きくする効果がある。しかし、０．０５
％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．７％を越
えると耐食性及び溶接性を低下させる。従って、Ｃｕの
含有量は０．１〜０．７％とし、望ましくは０．１〜
０．６％、さらに望ましくは０．１〜０．４％とする。
Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の組織を微細化し、強度
を高め絞りを大きくする効果がある。しかし、０．０５
％未満ではその効果が十分でなく、一方、０．７％を越
えると耐食性及び溶接性を低下させる。従って、Ｃｕの
含有量は０．１〜０．７％とし、望ましくは０．１〜
０．６％、さらに望ましくは０．１〜０．４％とする。
【００１３】Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの遷移元素は、それぞれビレットの均
熱処理の際、微細な金属間化合物として析出して押出材
の結晶粒を微細化し、強度を高め絞りを大きくする効果
がある。しかし、それぞれ０．０５％、０．００１％、
０．０５％未満では前記効果が発揮されず、一方、それ
ぞれ０．６％、０．２％、０．２％を越えると前記効果
が飽和してしまう。従って、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの含有量
は、Ｍｎ：０．０５〜０．６％、Ｃｒ：０．００１〜
０．２％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％とし、これらの１
種又は２種以上が適宜添加される。より望ましくは、Ｍ
ｎ：０．１〜０．２％、Ｃｒ：０．００１〜０．１％、
Ｚｒ：０．１〜０．１５％の１種又は２種以上である。
熱処理の際、微細な金属間化合物として析出して押出材
の結晶粒を微細化し、強度を高め絞りを大きくする効果
がある。しかし、それぞれ０．０５％、０．００１％、
０．０５％未満では前記効果が発揮されず、一方、それ
ぞれ０．６％、０．２％、０．２％を越えると前記効果
が飽和してしまう。従って、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの含有量
は、Ｍｎ：０．０５〜０．６％、Ｃｒ：０．００１〜
０．２％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％とし、これらの１
種又は２種以上が適宜添加される。より望ましくは、Ｍ
ｎ：０．１〜０．２％、Ｃｒ：０．００１〜０．１％、
Ｚｒ：０．１〜０．１５％の１種又は２種以上である。
【００１４】ところで、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウ
ム合金押出材において、押出材に繊維状組織が形成され
ると強度及び絞りが向上する。この繊維状組織は押出材
断面全体に形成されているのが望ましく、表面再結晶層
が形成された場合でも、押出材断面厚さの１／２程度以
上の厚さで形成されていることが望ましい。なお、この
繊維状組織とは、熱間押出による繊維状組織が押出工程
以降の熱処理工程の間においても再結晶せずに残った状
態の組織のことである。この繊維状組織を得るには、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｚｒを合計で０．１％以上含有させる必要が
ある。
ム合金押出材において、押出材に繊維状組織が形成され
ると強度及び絞りが向上する。この繊維状組織は押出材
断面全体に形成されているのが望ましく、表面再結晶層
が形成された場合でも、押出材断面厚さの１／２程度以
上の厚さで形成されていることが望ましい。なお、この
繊維状組織とは、熱間押出による繊維状組織が押出工程
以降の熱処理工程の間においても再結晶せずに残った状
態の組織のことである。この繊維状組織を得るには、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｚｒを合計で０．１％以上含有させる必要が
ある。
【００１５】一方、製造コストの低減及び焼入れ後の寸
法精度の向上のため、必要な強度を空冷によるプレス焼
入れで得ることが望まれている。しかし、冷却速度の比
較的遅い（通常、１００〜４００℃／ｍｉｎ）空冷の場
合、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒを添加すると、これらの元素はＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の焼入れ感受性を鋭
くするため、合計含有量が０．４％を越えると十分に焼
きが入らず高い強度が得難くなる。特に耐力２００ＭＰ
ａ以上を目標にするのであれば、合計含有量が０．４％
を超えるべきではない。従って、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒを添
加して繊維状組織を得る場合、特に空冷によるプレス焼
入れを行うときは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの合計含有量は
０．１〜０．４％とする。ただし、通常のファン空冷
（２００℃／ｍｉｎ程度）において繊維状組織を得るに
は、０．１８％以上の含有量が望ましい。
法精度の向上のため、必要な強度を空冷によるプレス焼
入れで得ることが望まれている。しかし、冷却速度の比
較的遅い（通常、１００〜４００℃／ｍｉｎ）空冷の場
合、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒを添加すると、これらの元素はＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の焼入れ感受性を鋭
くするため、合計含有量が０．４％を越えると十分に焼
きが入らず高い強度が得難くなる。特に耐力２００ＭＰ
ａ以上を目標にするのであれば、合計含有量が０．４％
を超えるべきではない。従って、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒを添
加して繊維状組織を得る場合、特に空冷によるプレス焼
入れを行うときは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの合計含有量は
０．１〜０．４％とする。ただし、通常のファン空冷
（２００℃／ｍｉｎ程度）において繊維状組織を得るに
は、０．１８％以上の含有量が望ましい。
【００１６】Ｔｉ Ｔｉは鋳造時における結晶粒を微細化することにより合
金強度を向上させる。この効果を発揮させるには、Ｔｉ
添加量は０．００５％以上とすることが必要である。ま
た、０．００５％より少ないと、結晶粒が粗大化して絞
りが小さくなる。一方、Ｔｉ添加量が０．２％を超える
と前記効果が飽和してしまい、また粗大な金属間化合物
が晶出し所定の合金強度が得られない。また、２０％以
上の絞りを得るのが難しくなる。従って、Ｔｉの含有量
は０．００５〜０．２％とし、より望ましくは０．０１
〜０．１％、さらに望ましくは０．０１〜０．０５％と
する。
金強度を向上させる。この効果を発揮させるには、Ｔｉ
添加量は０．００５％以上とすることが必要である。ま
た、０．００５％より少ないと、結晶粒が粗大化して絞
りが小さくなる。一方、Ｔｉ添加量が０．２％を超える
と前記効果が飽和してしまい、また粗大な金属間化合物
が晶出し所定の合金強度が得られない。また、２０％以
上の絞りを得るのが難しくなる。従って、Ｔｉの含有量
は０．００５〜０．２％とし、より望ましくは０．０１
〜０．１％、さらに望ましくは０．０１〜０．０５％と
する。
【００１７】不可避不純物 不可避不純物のうちＦｅはアルミニウム地金に最も多く
含まれる不純物であり、０．３５％を超えて合金中に存
在すると鋳造時に粗大な金属間化合物を晶出し、合金の
機械的性質を損なう。従って、Ｆｅの含有量は０．３５
％以下に規制する。望ましくは０．３０％以下であり、
さらに０．２５％以下が望ましい。また、アルミニウム
合金を鋳造する際には地金、添加元素の中間合金等様々
な経路より不純物が混入する。混入する元素は様々であ
るが、Ｆｅ以外の不純物は単体で０．０５％以下、総量
で０．１５％以下であれば合金の特性にほとんど影響を
及ぼさない。従って、これらの不純物は単体で０．０５
％以下、総量で０．１５％以下とする。なお、不純物の
うちＢについてはＴｉの添加に伴い合金中にＴｉ含有量
の１／５程度の量で混入するが、より望ましい範囲は
０．０２％以下、さらに０．０１％以下が望ましい。
含まれる不純物であり、０．３５％を超えて合金中に存
在すると鋳造時に粗大な金属間化合物を晶出し、合金の
機械的性質を損なう。従って、Ｆｅの含有量は０．３５
％以下に規制する。望ましくは０．３０％以下であり、
さらに０．２５％以下が望ましい。また、アルミニウム
合金を鋳造する際には地金、添加元素の中間合金等様々
な経路より不純物が混入する。混入する元素は様々であ
るが、Ｆｅ以外の不純物は単体で０．０５％以下、総量
で０．１５％以下であれば合金の特性にほとんど影響を
及ぼさない。従って、これらの不純物は単体で０．０５
％以下、総量で０．１５％以下とする。なお、不純物の
うちＢについてはＴｉの添加に伴い合金中にＴｉ含有量
の１／５程度の量で混入するが、より望ましい範囲は
０．０２％以下、さらに０．０１％以下が望ましい。
【００１８】また、前記組成のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アル
ミニウム合金押出材において、本発明で定義された絞り
の値が２０％以上のとき、つぶし加工やエンボス加工等
のプレス加工性に優れる理由については、絞りの値は材
料の局部的な変形能を示す１つの指標であり、一方、押
出材がつぶし加工やエンボス加工等を受ける場合、被加
工部の表面に発生する伸びは２０％程度に達し、このよ
うな領域では材料は絞りのような局部的な変形をしてい
ると考えられることから、絞りの値が所定値以上の場合
に割れの発生が抑制されたものと推測される。この絞り
の値は、２５％以上であることが望ましい。
ミニウム合金押出材において、本発明で定義された絞り
の値が２０％以上のとき、つぶし加工やエンボス加工等
のプレス加工性に優れる理由については、絞りの値は材
料の局部的な変形能を示す１つの指標であり、一方、押
出材がつぶし加工やエンボス加工等を受ける場合、被加
工部の表面に発生する伸びは２０％程度に達し、このよ
うな領域では材料は絞りのような局部的な変形をしてい
ると考えられることから、絞りの値が所定値以上の場合
に割れの発生が抑制されたものと推測される。この絞り
の値は、２５％以上であることが望ましい。
【００１９】絞りの値を大きくするには、繊維状組織の
割合を大きくすること、粒界析出物を少なくする（例え
ば焼入れは空冷より水冷、Ｍｇ２Ｓｉの化学量論的Ｓｉ
量より過剰のＳｉを少なくする）こと、より時効の進ん
だ状態とする（時効温度、時効時間）ことが有効であ
り、これらを適宜組み合わせることで、実施例に示す通
り２０％以上の絞りを得ることができる。なお、後述す
る実施例に示されるように、破断伸び（全伸び）の大き
さと絞りの値の間に一定の関係は見いだせない。
割合を大きくすること、粒界析出物を少なくする（例え
ば焼入れは空冷より水冷、Ｍｇ２Ｓｉの化学量論的Ｓｉ
量より過剰のＳｉを少なくする）こと、より時効の進ん
だ状態とする（時効温度、時効時間）ことが有効であ
り、これらを適宜組み合わせることで、実施例に示す通
り２０％以上の絞りを得ることができる。なお、後述す
る実施例に示されるように、破断伸び（全伸び）の大き
さと絞りの値の間に一定の関係は見いだせない。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。先
ず、下記表１に示す組成のアルミニウム合金鋳塊を通常
の方法により溶製し、これらの鋳塊に対し５００℃×４
ｈｒの均質化処理を施し、その後押出温度が５００℃、
押出速度が４ｍ／ｍｉｎの条件で押出加工を行い、４０
×４０×２ｔの口型中空押出材（図２参照）を得た。な
お、押出直後に材料を強制ファン空冷（冷却速度２００
℃／ｍｉｎ程度）又は水冷（冷却速度１００００℃／ｍ
ｉｎ以上）で冷却し焼入れた。これを表１の焼入方法の
欄に示す。続いて表１に示す条件で人工時効処理を施
し、供試材とした。
ず、下記表１に示す組成のアルミニウム合金鋳塊を通常
の方法により溶製し、これらの鋳塊に対し５００℃×４
ｈｒの均質化処理を施し、その後押出温度が５００℃、
押出速度が４ｍ／ｍｉｎの条件で押出加工を行い、４０
×４０×２ｔの口型中空押出材（図２参照）を得た。な
お、押出直後に材料を強制ファン空冷（冷却速度２００
℃／ｍｉｎ程度）又は水冷（冷却速度１００００℃／ｍ
ｉｎ以上）で冷却し焼入れた。これを表１の焼入方法の
欄に示す。続いて表１に示す条件で人工時効処理を施
し、供試材とした。
【００２１】
【表１】
【００２２】この供試材を用いて、以下の測定を行っ
た。その結果を表２に示す。 繊維状組織；光学顕微鏡により外側表面及び内側表面か
らの再結晶層厚を測定し、残部を繊維状組織層としてそ
の厚さの割合を求めた。 機械的特性；押出方向に平行方向にＪＩＳ５号試験片を
採取し、引張強さσB、耐力σ0.2、破断伸びδをＪＩＳ
Ｚ２２４１に規定する金属材料引張試験方法に準じて測
定した。
た。その結果を表２に示す。 繊維状組織；光学顕微鏡により外側表面及び内側表面か
らの再結晶層厚を測定し、残部を繊維状組織層としてそ
の厚さの割合を求めた。 機械的特性；押出方向に平行方向にＪＩＳ５号試験片を
採取し、引張強さσB、耐力σ0.2、破断伸びδをＪＩＳ
Ｚ２２４１に規定する金属材料引張試験方法に準じて測
定した。
【００２３】絞り；引張試験後の試験片について、先に
説明した方法で破断面の中央部の肉厚を測定し、先に定
義した絞りの値を求めた。元の肉厚は２ｍｍである。 プレス加工性；供試材を長さ２００ｍｍに切断し、３０
Ｔｏｎ万能試験機を用い、図３に示すように、供試材を
左右の辺が鉛直、上下の辺が水平になるように置き、上
方から５０×５０ｍｍ角の治具１を鉛直に２０ｍｍ押し
込んてつぶし試験を行い、供試材の表面状態及び割れの
有無を目視にて観察し、◎：割れ、肌荒れなし、○：割
れなし、微小な肌荒れあり、×：割れ発生、と評価し
た。
説明した方法で破断面の中央部の肉厚を測定し、先に定
義した絞りの値を求めた。元の肉厚は２ｍｍである。 プレス加工性；供試材を長さ２００ｍｍに切断し、３０
Ｔｏｎ万能試験機を用い、図３に示すように、供試材を
左右の辺が鉛直、上下の辺が水平になるように置き、上
方から５０×５０ｍｍ角の治具１を鉛直に２０ｍｍ押し
込んてつぶし試験を行い、供試材の表面状態及び割れの
有無を目視にて観察し、◎：割れ、肌荒れなし、○：割
れなし、微小な肌荒れあり、×：割れ発生、と評価し
た。
【００２４】
【表２】
【００２５】成分組成及び絞りの値が本発明の規定を満
たす発明例Ｎｏ．１〜５はいずれもつぶし加工性が良好
であり、特に絞りの値が２５％以上であるＮｏ．１、
２、４、５は加工部に割れも表面の肌荒れも生じなかっ
た。また、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの１種又は２種以上が適
量添加され、繊維状組織とされたＮｏ．１、４、５は絞
りの値が大きく、そのうちＮｏ．１は空冷であるが、耐
力値をみると焼きが入っていることが分かる。一方、絞
りの値が小さい比較例Ｎｏ．６〜９、１１、１２は開口
割れが発生し、つぶし加工性が劣る。また比較例Ｎｏ．
１０は絞りの値が大きくつぶし加工性は比較的よいがＳ
ｉ及びＭｇ含有量が少なく、耐力値が小さくなってい
る。
たす発明例Ｎｏ．１〜５はいずれもつぶし加工性が良好
であり、特に絞りの値が２５％以上であるＮｏ．１、
２、４、５は加工部に割れも表面の肌荒れも生じなかっ
た。また、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの１種又は２種以上が適
量添加され、繊維状組織とされたＮｏ．１、４、５は絞
りの値が大きく、そのうちＮｏ．１は空冷であるが、耐
力値をみると焼きが入っていることが分かる。一方、絞
りの値が小さい比較例Ｎｏ．６〜９、１１、１２は開口
割れが発生し、つぶし加工性が劣る。また比較例Ｎｏ．
１０は絞りの値が大きくつぶし加工性は比較的よいがＳ
ｉ及びＭｇ含有量が少なく、耐力値が小さくなってい
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系アルミニウム合金押出材において、焼入れ及び人工時
効処理後の破断面の肉厚減少率（絞り）の値を２０％以
上とすることにより、優れたプレス加工性が得られる。
このＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材は、つ
ぶし加工やエンボス加工を伴う自動車フレーム（サイド
メンバー、クロスメンバー、バンパーステイ、サイドフ
レーム、ピラー）、バンパー、ドアビーム、インパクト
ビーム（ドア内に前後方向に配置され軸方向の衝撃荷重
を受け止める安全部材）等の自動車用構造部材、鉄道車
両、船舶又は建築部材のフレーム等の構造部材として好
適である。
系アルミニウム合金押出材において、焼入れ及び人工時
効処理後の破断面の肉厚減少率（絞り）の値を２０％以
上とすることにより、優れたプレス加工性が得られる。
このＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材は、つ
ぶし加工やエンボス加工を伴う自動車フレーム（サイド
メンバー、クロスメンバー、バンパーステイ、サイドフ
レーム、ピラー）、バンパー、ドアビーム、インパクト
ビーム（ドア内に前後方向に配置され軸方向の衝撃荷重
を受け止める安全部材）等の自動車用構造部材、鉄道車
両、船舶又は建築部材のフレーム等の構造部材として好
適である。
【図１】 破断面の肉厚減少率（絞り）の測定方法を説
明する図である。
明する図である。
【図２】 実施例の供試材の断面形状を示す図である。
【図３】 つぶし試験方法を説明する図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｍｇ：０．４〜１．２％（質量％、以下
同じ）及びＳｉ：０．３〜１．２％を含有し、焼入れ及
び人工時効処理を行ったＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウ
ム合金中空押出材において、引張試験を実施したときの
破断面の肉厚減少率が２０％以上であることを特徴とす
るプレス加工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウ
ム合金押出材。 - 【請求項２】 Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの１種又は２種以上
の含有量が合計で０．１０〜０．４０％であり、繊維状
組織を有し、空冷によるプレス焼入れ後人工時効処理を
行ったことを特徴とする請求項１に記載されたプレス加
工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001060951A JP5288671B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | プレス加工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001060951A JP5288671B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | プレス加工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002256368A true JP2002256368A (ja) | 2002-09-11 |
| JP5288671B2 JP5288671B2 (ja) | 2013-09-11 |
Family
ID=18920314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001060951A Expired - Lifetime JP5288671B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | プレス加工性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5288671B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008019483A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Kobe Steel Ltd | 温間成形用アルミニウム合金板および温間成形方法 |
| JP2011208251A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Kobe Steel Ltd | 曲げ圧壊性と耐食性に優れたアルミニウム合金押出材 |
| WO2013115227A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | アイシン軽金属株式会社 | 耐食性、延性及び焼入れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| EP2841611B1 (en) | 2012-04-25 | 2018-04-04 | Norsk Hydro ASA | Extruded profile of Al-Mg-Si aluminium alloy with improved properties |
| CN112342442A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-09 | 超捷紧固系统(上海)股份有限公司 | 一种用铝制功能连接件与紧固件制造及材料配制方法 |
| EP3631030B1 (en) | 2017-05-26 | 2022-06-29 | Novelis Inc. | High-strength corrosion-resistant 6xxx series aluminum alloys and methods of making the same |
| CN115011848A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-09-06 | 北京理工大学 | 一种高纯铝合金导线及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06212336A (ja) * | 1993-01-13 | 1994-08-02 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 強度および曲げ加工性のすぐれたＡｌ合金押出加工材 |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001060951A patent/JP5288671B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06212336A (ja) * | 1993-01-13 | 1994-08-02 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 強度および曲げ加工性のすぐれたＡｌ合金押出加工材 |
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| WO2013115227A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | アイシン軽金属株式会社 | 耐食性、延性及び焼入れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| JPWO2013115227A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2015-05-11 | アイシン軽金属株式会社 | 耐食性、延性及び焼入れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
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| EP3339457B1 (en) | 2012-04-25 | 2020-03-11 | Norsk Hydro ASA | Extruded al-mg-si aluminium alloy profile with improved properties |
| EP3631030B1 (en) | 2017-05-26 | 2022-06-29 | Novelis Inc. | High-strength corrosion-resistant 6xxx series aluminum alloys and methods of making the same |
| CN112342442A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-09 | 超捷紧固系统(上海)股份有限公司 | 一种用铝制功能连接件与紧固件制造及材料配制方法 |
| CN115011848A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-09-06 | 北京理工大学 | 一种高纯铝合金导线及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5288671B2 (ja) | 2013-09-11 |
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