JP2002302728A - 鋳造鍛造用アルミニウム合金、アルミニウム鋳造鍛造品及び製造方法 - Google Patents

鋳造鍛造用アルミニウム合金、アルミニウム鋳造鍛造品及び製造方法

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JP2002302728A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】引張強さ、耐力、伸びが大きく、耐食性に優
れ、欠陥がなくかつ、低コストなアルミニウム鋳造鍛造
品、及びその製造方法を提供すること 【解決手段】Ｓｉ：０．２〜２．０重量％、Ｍｇ：０．
３５〜１．２重量％、Ｃｕ：０．１〜０．４重量％、Ｍ
ｎ：０．０１〜０．０８重量％を含有する鋳造鍛造アル
ミニウム合金、同合金使用のアルミニウム鋳造鍛造品、
最終の鍛造製品の形状を１００％としたときに、その加
工率が１８％乃至６０％となるように鋳造したプリフォ
ーム成形品およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、車両用部品等に
用いられ、より低コスト化が図られた、鋳造鍛造用アル
ミニウム合金、アルミニウム鋳造鍛造品、及び、アルミ
ニウム鋳造鍛造品の製造方法に関する。より特定すれ
ば、自動車の燃費改善のために軽量化が求められる車両
用足廻り部品の製造に使用され、鍛造工程で生じたバリ
等の不用な鍛造用材料を原料として用いることが出来る
鋳造鍛造用アルミニウム合金と、機械的性質が優れてい
て、珪素、マグネシウム、銅、マンガンを特定量含有す
るアルミニウム鋳造鍛造品、及び、アルミニウム鋳造鍛
造品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 地球環境問題の１つである地球温暖化
は、人間のあらゆる活動における二酸化炭素の影響が大
きいといわれており、工場や発電所から排出される二酸
化炭素の低減と、自動車の燃料消費量低減が、世界的に
強く求められている。１９９７年に京都で開催された気
候変動枠組条約第３回会議、所謂地球温暖化防止会議Ｃ
ＯＰ３では、日本は主に二酸化炭素が占める温室効果ガ
ス排出量を、１９９０年比で２００８〜２０１２年の平
均で６％低減することを約束している。これに基づき自
動車の燃費には、ガソリンエンジンで２０１０年度、デ
ィーゼルエンジンで２００５年度を目標年度として、車
両重量区分別の燃費目標基準値が定められた。又、税制
も低公害車を優遇する措置が取られ、今後更に、自動車
購入者及び使用者の環境問題への理解度向上とともに、
自動車製造業者においては、燃費の向上のための技術開
発を促進し、燃費の優れた自動車の開発に努めることが
強く求められる。又、そういった開発が、業者間の競争
に打ち勝つためには必要となってくる。
【０００３】 自動車の燃費改善対策には、燃料電池、
天然ガス、及び、電気等の新しい動力源の利用、若しく
は、それらのハイブリッドな利用、あるいは、希薄燃料
エンジンや直噴エンジン等の原動機系の技術改善、更に
は、動力伝達系の損失改善や車体外形改善による走行抵
抗の低減等があるが、最も効果があり、他のどの技術と
も併用して適用可能なのが自動車重量の軽量化である。
自動車そのものを軽量化すれば動力源への負荷が減り、
何れの動力源であっても使用量を減らすことが可能とな
る。又、付加的に自動車の足廻りの軽量化を図ること
が、自動車の運転操作性、乗り心地感の向上に寄与する
ために、軽量化において足廻り部品がより優先度の高い
対象となり得る。
【０００４】 さて、自動車の軽量化を図るときにはコ
ストアップという改善すべき課題がある。軽量化技術と
して構造設計技術と材料技術に大別されるが、車体構造
や構成要素の抜本的改良に比べ、使用材料の変更がより
取り組み易い軽量化手段であるが、それらの材料は総じ
て高コストである。軽量化材料としてはＦＲＰ等樹脂材
料、高張力鋼板利用による鉄の薄板化、アルミニウム合
金、マグネシウム合金、チタン合金、セラミックス、金
属複合材料、金属間化合物等が挙げられるが、その中で
最も耐食性等の弱点が少なく、鉄に比べ高コストではあ
るが軽量化材料の中では、より低コストで適用し易いの
がアルミニウム合金である。
【０００５】 アルミニウム合金は、鉄の約１／３の密
度で、既にエンジンシリンダヘッド、エンジンシリンダ
ブロック等に、製造し易い鋳造品が多く用いられてい
る。これらは高速射出成形、所謂ダイキャスト法によっ
て製造され、生産効率が良く比較的低コストで製造可能
であるが、厚肉で高い強度のものは作れず、上記のよう
に、軽量化が要望される足廻り部品においては、強度不
足による破損が安全に係わる重要な問題に直結するた
め、鋳造品の適用が困難であるという問題があった。
【０００６】 足廻り部品、例えば、ナックルステアリ
ング、サスペンションアーム等に用いる材料には、腐食
性が小さく強度や伸びの特性が充分で欠陥の少ないこと
が必要で、要求に合ったＡ６０６１合金鍛造品やＡＣ４
ＣＨ合金スクィズ鋳造品（低速射出成形品）等が既に用
いられているが、これらは高コストという問題が解決さ
れておらず、適用が極限定されているのが現状である。
従来のＡ６０６１合金鍛造品等の、所謂純粋なアルミニ
ウム鍛造品が高コストである理由は、工程数が多いこ
と、鍛造用原料そのものが高コストであること、且つ、
製造工程中でバリ等の無駄が生じること、更に、そのバ
リ等の不用材が鍛造品としての原料にはリサイクル出来
ないこと等が挙げられる。又、スクィズ鋳造品も工程数
が多い上に射出スピードが遅いため、生産性が上がらず
低コスト化出来ていない。
【０００７】 このように、特に車両用部品においては
軽量化を図るために、より腐食性、強度、伸びに優れ、
欠陥がなく、低コストなアルミニウム製品が求められて
いるが、これに応えて従来より、このようなアルミニウ
ム製品を作製する材料として、改善された種々のアルミ
ニウム合金が提案されている。特開平５−５９４７７号
公報によれば、成分調整によって結晶粒の粗大化を抑制
し、機械的性質が優れたものとした鍛造用アルミニウム
合金が提案されている。珪素１．０〜１．５重量％、マ
グネシウム０．８〜１．５重量％、銅０．４〜０．９重
量％、マンガン０．２〜０．６重量％、クロム０．３〜
０．９重量％他を含有する成分となるよう調整し、マト
リックスの強度向上、結晶粒の粗大化抑制を図り、引張
り強さ４０ｋｇｆ／ｍｍ2を実現したとしている。
【０００８】 しかしながら、強度の向上は図られてい
るものの、低コストにならない上に、従来の鍛造用原料
（Ａ６０６１合金）より銅を多く含んでいるために耐食
性が低下し、又、マグネシウムが多く含まれるために流
動性が低下し、鋳造性が劣るという問題が新たに生じて
いた。
【０００９】 又、特開平７−２５８７８４号公報によ
れば、鋳造性に優れ高強度な鍛造用アルミニウム合金材
料が提案されている。珪素０．８〜２．０重量％、マグ
ネシウム０．５〜１．５重量％、銅０．５〜１．０重量
％、マンガン０．４〜１．５重量％、クロム０．１〜
０．３重量％他を含有する成分となるよう調整したアル
ミニウム合金材料の溶湯を用いて、凝固過程の冷却速度
を制御して連続鋳造した後、均熱処理を施し、続いて熱
間鍛造を行って、その後に溶体化処理、更には時効処理
を行って得たアルミニウム合金鍛造品は、最終製品に近
い形状に鋳造する場合に、従来のＡ６０６１合金を原料
とした際に生じていた鋳造割れが起きないとしている。
【００１０】 この提案においては、鋳造性の改良が成
されているものの、やはり、従来の鍛造用原料（Ａ６０
６１合金）に比べて、低コストに結びつかない上に、銅
を多く含んでいるために耐食性が低下し、足廻り部品へ
の適用には不安が残る。又、マグネシウムが多く含まれ
るために流動性が低下し、鋳造工程に上記のような厳密
な制御が必要となり、むしろ製造コストは上がってしま
うという問題が生じていた。
【００１１】 更には、特開平８−３６７５号公報によ
れば、機械的特性に優れた低コストな鍛造用アルミニウ
ム合金が提案されている。珪素０．６〜３．０重量％、
マグネシウム０．２〜２．０重量％、銅０．３〜１．０
重量％、マンガン０．１〜０．５重量％、クロム０．１
〜０．５重量％他を含有し、且つ、Ｍｇ2Ｓｉが１．５
重量％以上になるように成分調整したアルミニウム合金
を、１０〜５０％の据込率で鍛造加工することにより、
鋳造時に熱間割れが発生せず、鍛造後に強度を向上させ
ることが出来るとしている。
【００１２】 この提案では、鋳造時に最終製品に近い
形状に成形出来、押出工程を省略して鍛造出来るため製
造コスト低減が図られているが、マンガンが過剰に含ま
れるために、強度が低下するといった問題が生じてい
た。マンガンは、アルミニウム結晶粒の成長を抑制して
組織を微細に維持し、その結果、強度を向上する元素で
あるが、その量が多いと金属間化合物の生成が起き易
く、かえって強度を低下させてしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】 上記したように、耐
食性に優り、強度、伸び等の機械的特性が優れ、自動車
用足廻り部品に安心して適用可能で、且つ、低コストな
アルミニウム製品が求められているが、適切なアルミニ
ウム製品が提案されていなかった。
【００１４】 本発明は、上記した従来の課題に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、従来技
術の問題を解決することにあり、より特定すれば、アル
ミニウム肉厚加工製品として、引張強さ、耐力、伸びが
大きく、従来の鋳造鍛造品よりも機械的性質を向上させ
ていて、耐食性に優れ、欠陥がなく高品質であり、又、
低コストなアルミニウム鋳造鍛造品、及び、その製造方
法を提供することにある。そして、このアルミニウム鋳
造鍛造品、及び、その製造方法によってもたらされる軽
量で安価な車両用足廻り部品の提供によって、自動車等
の燃費低減を図り、排出二酸化炭素を削減し、地球温暖
化防止等の環境対策に貢献することにある。
【００１５】 本発明者等は、上記の課題を解決するた
めに、アルミニウム肉厚加工製品の原料や製法について
種々検討した結果、バリ等の不用な鍛造用原料を含む鋳
造鍛造用アルミニウム合金を原料に用いて、珪素、マグ
ネシウム、銅、マンガン等の合金元素の重量比率を調整
することによって、流動性を高めて鋳造性を向上させて
いながら、充分な強度を有し、不用な金属間化合物の生
成を防止し、酸化劣化、腐食性を抑え、且つ、鍛造効果
により更なる強度向上が図られたアルミニウム鋳造鍛造
品、及び、製造工程がより簡素で歩留まりが高く生産性
の良い製造方法により、上記の目的を達成出来ることを
見出した。
【００１６】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、鋳造して鍛造用素材となる鋳造鍛造用アルミニウム
合金であって、珪素０．２〜２．０重量％、マグネシウ
ム０．３５〜１．２重量％、銅０．１〜０．４重量％、
マンガン０．０１〜０．０８重量％を含有することを特
徴とする鋳造鍛造用アルミニウム合金が提供される。こ
の鋳造鍛造用アルミニウム合金を用いて、好適に車両用
足廻り部品を製造することが可能である。又、鋳造鍛造
用アルミニウム合金を用いてなり、最終製品の形状を１
００％としたときに、その加工率が１８〜６０％となる
ように鋳造したプリフォーム成形品が提供される。
【００１７】 又、本発明によれば、鋳造した後、鍛造
して作製したアルミニウム鋳造鍛造品であって、珪素
０．２〜２．０重量％、マグネシウム０．３５〜１．２
重量％、銅０．１〜０．４重量％、マンガン０．０１〜
０．０８重量％を含有することを特徴とするアルミニウ
ム鋳造鍛造品も提供される。アルミニウム鋳造鍛造品
は、車両用足廻り部品として容易に適用することが可能
である。
【００１８】 更に、本発明によれば、珪素０．２〜
２．０重量％、マグネシウム０．３５〜１．２重量％、
銅０．１〜０．４重量％、マンガン０．０１〜０．０８
重量％を含有したアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法で
あって、鍛造用材料を、約６８０〜７８０℃で溶解し溶
湯を得る溶湯工程と、溶湯を、約６０〜１５０℃の鋳型
温度で鋳造し鍛造用素材を得る鋳造工程と、鍛造用素材
を、約３８０〜５２０℃の表面温度に加熱し、鍛造して
荒鍛造品を得る荒打鍛造工程と、荒鍛造品を、約３８０
〜５２０℃の表面温度に加熱し、鍛造して仕上鍛造品を
得る仕上鍛造工程と、仕上鍛造品を、バリ抜きして最終
製品とするトリミング工程とを含むことを特徴とするア
ルミニウム鋳造鍛造品の製造方法が提供される。鍛造用
材料は、鍛造時に生じる不用なバリを原料として含むこ
とが好ましい。又、最終製品の形状を１００％としたと
きに、鍛造用素材の形状の加工率が１８乃至６０％であ
ることが好ましい。このアルミニウム鋳造鍛造品の製造
方法によって好適に車両用足廻り部品を作製することが
可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】 以下に、本発明の鋳造鍛造用ア
ルミニウム合金、アルミニウム鋳造鍛造品、及び、アル
ミニウム鋳造鍛造品の製造方法について、実施の形態を
具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されて解
釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修
正、改良を加え得るものである。
【００２０】 本発明は、鍛造時に生じる不用なバリを
原料として含み、且つ、所定の微量金属を含んだ鋳造鍛
造用アルミニウム合金と、この鋳造鍛造用アルミニウム
合金を溶解して鋳造し、加工率が最終製品の１８〜６０
％程度となる鍛造用素材を得て、鍛造工程を経た後に、
バリ抜きして最終製品を得るアルミニウム鋳造鍛造品、
及び、その製造方法に関する発明である。
【００２１】 本発明においては、アルミニウム鋳造鍛
造品に含有する微量金属のうち、特にマグネシウムを
０．３５〜１．２重量％、銅を０．１〜０．４重量％の
比率として、従来よりこの２つの元素を少なめに含有さ
せたところに特徴がある。このような配合とすること
で、機械的強度を高めながら、且つ、耐腐食性の向上を
実現し、錆びることが殆どない。従って、本発明のアル
ミニウム鋳造鍛造品は、使用環境の厳しい自動車の足廻
り部品として好適に用いることが可能である。
【００２２】 又、本発明においては、通常の鍛造工程
で必ず発生する不用なバリを原料として再利用するとと
もに、この原料を溶解して、最終製品形状に近くない程
度の形状に、鋳造によってプリフォームしてから鍛造す
ることで、通常の鍛造工程に比べて製造工程を簡略化し
ながら、充分な鍛造の効果を得て強度を従来の鍛造品以
上としたところにも特徴がある。こうすることで、優れ
た強度の製品でありながら原料費が節約され、製造工程
費用も下げられ、製造コストの低減が実現される。従っ
て、こうして製造されたアルミニウム鋳造鍛造品は、例
えば、自動車の足廻り部品として、より詳細には、軽量
のアルミホイール等としてより広く使用されることにな
り、上記した原料のリサイクルとともに、自動車の軽量
化により改善される燃費の向上を通して、環境改善に貢
献出来る。
【００２３】 以下、本発明の鋳造鍛造用アルミニウム
合金、及びアルミニウム鋳造鍛造品を具体的に説明す
る。本発明の鋳造鍛造用アルミニウム合金、及び、アル
ミニウム鋳造鍛造品に含まれる微量金属の主なものは、
珪素、マグネシウム、銅、マンガンである。
【００２４】 珪素は、含有させることによって、流動
性を高め、引け巣性を改善するのに役立ち、又、マグネ
シウムとの混在でＭｇ2Ｓｉとして析出し、伸び、引張
り強さ、耐力等の機械的強度の改善にも寄与する元素で
ある。本発明では、鍛造工程から排出されるバリを原料
として溶かして溶湯を得るので、鋳造性に係わる流動性
の向上、引け巣性の改善に寄与する珪素を含有させるこ
とが必要となる。しかし、入れすぎると粗大粒子のＳｉ
が晶出した結果、かえって引張り強さ等の機械的強度を
低下させる。
【００２５】 珪素は、鋳造鍛造用アルミニウム合金、
及び、アルミニウム鋳造鍛造品中に０．２〜２．０重量
％含むことが好ましい。珪素が０．２重量％未満では、
溶湯からの鋳造性が低下し、鋳造時に割れが発生するの
で好ましくなく、２．０重量％より多い場合には、鍛造
加工性が低下し、内部欠陥等が生じ易くなるので好まし
くない。
【００２６】 マグネシウムは、含有させることによっ
て、珪素との混在でＭｇ 2Ｓｉとしてマトリックス中に
析出し、伸び、引張り強さ、耐力等の機械的強度を改善
する元素である。本発明は、低コストであるが従来の鍛
造品に代わるアルミニウム鋳造鍛造品であるので、従来
以上の強度は不可欠であり、マグネシウムの含有が必要
となる。しかし、多く入れても強度の改善は頭打ちにな
るばかりか、入れすぎると、マグネシウムは酸化し易い
元素であるので溶湯の酸化が促進され、流動性が低下し
鋳造欠陥が生じ易くなる。又、耐腐食性も低下し、製品
としたとき劣悪な使用環境に耐えられない。従って、少
なめに含有することが好ましい。
【００２７】 マグネシウムは、鋳造鍛造用アルミニウ
ム合金、及び、アルミニウム鋳造鍛造品中に０．３５〜
１．２重量％含むことが好ましい。マグネシウムが０．
３５重量％未満では、Ｍｇ2Ｓｉの析出量が不足し、強
度不足となるので好ましくなく、１．２重量％より多い
場合には、上記に加えて、焼入感受性が低下し鍛造欠陥
も起き易くなる結果、鍛造品としての品質が低下し、や
はり機械的強度の低下を招くことになるので好ましくな
い。
【００２８】 銅は、これを含有させることによって、
強度改善を図ることが出来る元素である。銅を含有させ
た鍛造品では、冷却後に常温放置し、時間をかけて結晶
を析出させる、所謂時効処理で発現するＡｌ−Ｃｕ、又
は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系の析出物を得ることが出来、こ
れらによって、上記のような析出したＭｇ 2Ｓｉによる
強度改善作用を促進させることで強度が向上する。本発
明では、鍛造品として従来以上の強度が不可欠なので、
銅を含有させることが好ましい。しかし、例えば自動車
の足廻り部品等の耐腐食性が最重要視される製品への適
用を考慮した場合に、酸化し易い銅は、入れすぎると腐
食し易くなるので、少なめに含有することが肝要であ
る。
【００２９】 銅は、鋳造鍛造用アルミニウム合金、及
び、アルミニウム鋳造鍛造品中に０．１〜０．４重量％
含むことが好ましい。銅が０．１重量％未満では、強度
の向上に寄与しないので好ましくなく、０．４重量％よ
り多い場合には、耐腐食性が低下し、錆び易くなり長期
にわたり強度を維持出来なくなるので好ましくない。
【００３０】 マンガンは、含有させることによって、
アルミニウム合金が再結晶し、結晶粒が成長するのを抑
制する元素である。その結果、アルミニウム合金中の組
織が微細に維持され、強度が保たれる。本発明では、長
期にわたって伸び、引張り強さ、耐力等の機械的強度が
保持されることが必要なので、マンガンを微量含有させ
ることが必要となる。しかし、入れすぎると鍛造時に加
工性が低下し、又、金属間化合物が生成され、機械的強
度、特に伸びの低下がみられるようになる。
【００３１】 マンガンは、鋳造鍛造用アルミニウム合
金、及び、アルミニウム鋳造鍛造品中に０．０１〜０．
０８重量％含むことが好ましい。マンガンが０．０１重
量％未満では、強度が保持され難いので好ましくなく、
０．０８重量％より多い場合には、鍛造加工性が低下
し、欠陥が生じ易くなるので好ましくない。
【００３２】 本発明の鋳造鍛造用アルミニウム合金、
及び、アルミニウム鋳造鍛造品における含有微量金属
は、上記の通りであり、残りはアルミニウムである。こ
の成分の鋳造鍛造用アルミニウム合金を得るための原料
として、容易に従来の鍛造工程にて生じる不用なバリを
利用することが出来る。例えば、日本工業規格によれ
ば、従来の鍛造に好適に用いられるＡ６０６１合金の成
分規格は、珪素０．４〜０．８重量％、鉄０．７重量％
以下、マグネシウム０．８〜１．２重量％、銅０．１５
〜０．４重量％、クロム０．０４〜０．３５重量％、残
りアルミニウムである。従って、例えば、Ａ６０６１合
金の不用なバリを用いた場合に、大きく成分を変更する
ことなく、本発明の鋳造鍛造用アルミニウム合金の成分
に調整することが出来る。
【００３３】 従来は、鍛造工程から発生するバリは、
回収してより安価な鋳造材用のインゴットとして再利用
されているだけで、より高価な鍛造用の原料としてリサ
イクルされていなかった。本発明では、鍛造工程から発
生する、一般に使用する原料の概ね３０％にもなる不用
なバリを、鍛造用の原料としてリサイクルすることを実
現し、原料費の削減を図ることが出来る。
【００３４】 次いで、本発明のアルミニウム鋳造鍛造
品の製造方法について説明する。上記の通り、鍛造時に
生じる不用なバリを原料として用いることが好ましい。
この原料は、目的とする、珪素０．２〜２．０重量％、
マグネシウム０．３５〜１．２重量％、銅０．１〜０．
４重量％、マンガン０．０１〜０．０８重量％を含有す
るアルミニウム合金となるように、不足となる金属を純
粋な該当金属として用意するか、若しくは、その他のア
ルミニウム合金を混合する等の手段によって、上記目的
成分となるように調整する。この際、なるべく不可避な
不純物は含まれないようにすることが好ましい。
【００３５】 これらの原料を、溶解炉に入れて約６８
０〜７８０℃に熱して溶解し、次いで、保持炉に入れて
脱ガス処理及び脱酸処理を施し溶湯を得る。そして、こ
の溶湯から、鋳造装置を用いて金型成形し、鍛造用素材
を得る。この際、金型の温度は、約６０〜１５０℃に調
整しておくことが好ましい。又、この金型は、最終の鍛
造製品の形状を１００％としたときに、加工率を概ね１
８〜６０％とする形状であることが、その後の鍛造によ
って強度が向上し、又、鍛造工程もより簡略化出来るの
で好ましい。即ち、この加工率を概ね１８〜６０％とす
ることで、鍛造による強度向上効果と鍛造工程の簡略化
によるコストダウンとのバランスが取れる。ここで加工
率とは加工の程度を表す値で、例えば、図３に示すよう
な初めの厚さＤ１の材料Ａが荷重Ｆによって加工され、
加工後に厚さＤ２となったときに、その加工率Ｒは次式
で表される。 Ｒ［％］＝（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１×１００ （Ｄ１＞Ｄ２） 但し、加工後の厚さＤ２の方が厚い場合には、次式で表
す。 Ｒ［％］＝（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１×１００ （Ｄ２＞Ｄ１） 即ち、本発明において、鋳造によって最終の鍛造製品の
形状を１００％としたときに加工率が概ね１８〜６０％
である形状の鍛造用素材を得ることとは、その鍛造用素
材を鍛造して最終製品を得る場合に、鍛造用素材の各部
分の厚さと、最終製品において相当する各部分の厚さと
を用いて求めた加工率が、各部分において概ね１８〜６
０％におさまるような形状の鍛造用素材を鋳造によって
得るということである。
【００３６】 本発明の、鋳造して鍛造用素材とし、更
に鍛造プレスして得るアルミニウム鋳造鍛造品において
は、例えば、使用環境が必ずしも良くない自動車の足廻
り部品等を、求める最終製品としており、機械的強度と
耐腐食性を、従来の鍛造品、例えばＡ６０６１合金を原
料として製造した鍛造品以上とすることが最優先であ
る。このため、鋳造性は、即ち、流動性や引け巣性は、
元来の鋳造材料に比べると優るものではない。従って、
製造工程の効率向上を重視するあまり、鍛造用素材を得
る工程において、あまりにも最終製品に近い形状の金型
で成形すると、割れや内部欠陥等が生じ易くなり、又、
鍛造の効果による強度も得難いので好ましくない。その
ため、上記の加工率に抑えることが好ましい。
【００３７】 次いで、鋳造装置を用いて金型成形し得
られた鋳造品、即ち、鍛造用素材を、約３８０〜５２０
℃の表面温度に加熱し、鍛造プレスによって型打ちし、
荒鍛造品を得る。荒鍛造品は、冷却後、再度、約３８０
〜５２０℃の表面温度に加熱して、鍛造プレスによって
仕上げの型打ちを行い、仕上鍛造品を得る。この仕上鍛
造品に、トリミングを行って、Ｔ６処理等の熱処理を施
し、鍛造製品とする。鍛造プレスの荷重は、例えば、自
動車用足廻り部品であるナックルステアリングを製造す
る場合に、荒鍛造では概ね２６００〜２８００トン、仕
上鍛造では概ね３２００〜３８００トンである。このよ
うな製造工程によって本発明のアルミニウム鋳造鍛造品
が得られる。
【００３８】 本発明においては、本発明の製造工程中
の、鍛造プレス、及びトリミングによって生じるバリ
も、バリ抜き機によって集められて、再び本発明のアル
ミニウム鋳造鍛造品の原料として再利用することが可能
である。従って、鍛造用原料が全てリサイクルされ、廃
棄物や安価な鋳造用原料となることがない。
【００３９】 本発明の、アルミニウム鋳造鍛造品の製
造方法では、原料を溶かして溶湯を得た後に、鋳造用の
金型を、最終の鍛造製品の形状を１００％としたときの
加工率が、概ね１８〜６０％程度として、鍛造による強
度向上の効果を得ながら、従来の鍛造用原料より製品の
形状に近づけ、プレスし易くしているため、従来の鍛造
工程のように、押出、切断、加熱、粗鍛造、荒鍛造、仕
上鍛造、トリミングといった工程を経ずに製造工程が簡
略化出来ていて、製造コストの低減が図られている。
【００４０】
【実施例】 以下、本発明を実施例により説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】（実施例１） 図１は、本発明のアルミニ
ウム鋳造鍛造品の一実施例を示す図で、自動車用部品の
ナックルステアリング４０である。Ａ６０６１合金の端
材に、マンガンを少量加えて、珪素０．６重量％、マグ
ネシウム０．８重量％、銅０．２重量％、マンガン０．
０３重量％を含有する成分となるような原料を用意し、
これをもとに次の工程に従い、図１に示す形状のナック
ルステアリング４０を製造した。
【００４２】 原料を溶湯温度７２８℃で溶解し溶湯を
得た後に、最終のナックルステアリング４０の形状を１
００％としたとき、これに比べて加工率３０％の形状に
型を取った鍛造用素材を、鋳型温度１００℃によって成
形した。次いで、荒打鍛造温度３９５℃（表面温度）に
て鍛造プレスにより荒打鍛造荷重２７７０トンをかけて
型打ちし荒鍛造品を得た。次に、仕上鍛造温度４６０℃
（表面温度）にて、再度、鍛造プレスにより仕上鍛造荷
重３２６０トン荷重で型打ちした。最後にトリミングで
形状を整え、Ｔ４処理として溶体化処理を５３０℃で３
時間の加熱を行った後に冷却し、Ｔ６処理として時効化
処理を１８０℃で６時間の加熱を行い、製品としてナッ
クルステアリング４０を得た。それぞれの温度条件、荷
重条件を表１、及び表２に掲げる。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】 得られた製品のナックルステアリング４
０から、図１に示す試験片採取位置４１〜４４において
試験片を切り出し、機械的性質として引張り強さ、耐
力、伸びを測定した。その結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】（実施例２） 温度条件、荷重条件を変更
して、溶湯温度を７２０℃、鋳型温度を１２５℃、荒打
鍛造温度を４００℃、荒打鍛造荷重を２７３０トン、仕
上鍛造温度を４４５℃、仕上鍛造荷重を３７８０トンと
した以外は、実施例１と同様にしてナックルステアリン
グを製造し、機械的性質を調べた。温度条件、荷重条件
を表１、及び表２に示す。機械的性質の測定結果を表３
に示す。
【００４８】 実施例１、及び実施例２の結果より、本
発明のアルミニウム鋳造鍛造品の機械的性質は、引張り
強さ、耐力、伸びの全てにおいて、従来の鍛造工程で製
造されるＡ６０６１ＦＤの規格値以上が確保されてい
た。
【００４９】（実施例３） 実施例１と同様の原料を用
意し、円柱試験片を製造した。溶湯温度７２８℃で溶解
し溶湯を得た後に、鍛造用素材を成形した。鍛造時に加
工率を、５％、１２％、１５％、１８％、２７％、３０
％、３７％、４１％、４５％、５１％、６０％、６７
％、７３％、８０％と変更して１４体を作製した。図２
（ａ）は、加工率毎の形状の違いを示す図で、これら形
状の違いのある鍛造用素材（円柱試験片）について、各
々の内部観察を実施した。
【００５０】 その結果、図２（ｂ）に示すように、加
工率１３％以下の鍛造用素材において内部欠陥が残って
いた。加工率１８％以上では、全てが図２（ｃ）に示す
通り、内部欠陥はなく良好であった。
【００５１】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、不用な鍛造用原料を再利用した鋳造鍛造用アルミニ
ウム合金を用いて、アルミニウム肉厚加工製品として、
引張強さ、耐力、伸びが大きく、耐食性に優れ、従来の
鋳造鍛造用材料よりも機械的性質を向上させていて、欠
陥がなく高品質であり、且つ、製造工程がより簡素で生
産性の良い、低コストなアルミニウム鋳造鍛造品が提供
される。そして、このアルミニウム鋳造鍛造品の製品と
して、例えば、軽量で安価な車両用足廻り部品等が提供
されるので、車両の軽量化を通して自動車等の燃費が低
減され、その結果、排出二酸化炭素が削減され、地球温
暖化防止に貢献するといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のアルミニウム鋳造鍛造品の一実施例
を示す側面図である。
【図２】 本発明のアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法
の一実施例を示す図で、図２（ａ）は、鋳造時の加工率
毎の、鍛造用素材成形体（円柱試験片）の形状の違いを
示す概略説明図であり、図２（ｂ）は、鋳造時に内部欠
陥が生じた成形体の一例を示す拡大側面図であり、図２
（ｃ）は、鋳造時に内部欠陥のない成形体の一例を示す
拡大側面図である。
【図３】 加工率を説明するための鍛造用素材の断面図
である。
【符号の説明】
２１，２２…円柱試験片、４０…ナックルステアリン
グ、４１，４２，４３，４４…試験片採取位置、５０…
内部欠陥。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/06 Ｃ２２Ｃ 21/06 Ｃ２２Ｆ 1/05 Ｃ２２Ｆ 1/05 // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１１ 1/00 ６１１ ６３１ ６３１Ａ ６８１ ６８１ ６８３ ６８３ ６９１ ６９１Ｂ ６９４ ６９４Ａ ６９４Ｂ Ｆターム(参考） 4E087 BA04 BA20 CA11 CB01 DA04 DB02 HA00 HA82

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鋳造して鍛造用素材となる鋳造鍛造用ア
    ルミニウム合金であって、 珪素０．２〜２．０重量％、マグネシウム０．３５〜
    １．２重量％、銅０．１〜０．４重量％、マンガン０．
    ０１〜０．０８重量％を含有することを特徴とする鋳造
    鍛造用アルミニウム合金。
  2. 【請求項２】 鋳造した後に、鍛造して作製したアルミ
    ニウム鋳造鍛造品であって、 珪素０．２〜２．０重量％、マグネシウム０．３５〜
    １．２重量％、銅０．１〜０．４重量％、マンガン０．
    ０１〜０．０８重量％を含有することを特徴とするアル
    ミニウム鋳造鍛造品。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の鋳造鍛造用アルミニウ
    ム合金を用いてなり、最終製品の形状を１００％とした
    ときに、その加工率が１８乃至６０％となるように鋳造
    したプリフォーム成形品。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の鋳造鍛造用アルミニウ
    ム合金を用いて製造した車両用足廻り部品。
  5. 【請求項５】 前記最終製品が車両用足廻り部品である
    請求項３に記載のプリフォーム成形品。
  6. 【請求項６】 珪素０．２〜２．０重量％、マグネシウ
    ム０．３５〜１．２重量％、銅０．１〜０．４重量％、
    マンガン０．０１〜０．０８重量％を含有したアルミニ
    ウム鋳造鍛造品の製造方法であって、 鍛造用材料を、略６８０乃至７８０℃で溶解し溶湯を得
    る溶湯工程と、 前記溶湯を、略６０乃至１５０℃の鋳型温度で鋳造し鍛
    造用素材を得る鋳造工程と、 前記鍛造用素材を、略３８０乃至５２０℃の表面温度に
    加熱し、鍛造して荒鍛造品を得る荒打鍛造工程と、 前記荒鍛造品を、略３８０乃至５２０℃の表面温度に加
    熱し、鍛造して仕上鍛造品を得る仕上鍛造工程と、 前記仕上鍛造品を、バリ抜きして最終製品とするトリミ
    ング工程とを含むことを特徴とするアルミニウム鋳造鍛
    造品の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記鍛造用材料が、鍛造時に生じる不用
    なバリを原料として含む請求項６に記載のアルミニウム
    鋳造鍛造品の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記最終製品の形状を１００％としたと
    きに、前記鍛造用素材の形状の加工率が１８乃至６０％
    である請求項６に記載のアルミニウム鋳造鍛造品の製造
    方法。
  9. 【請求項９】 請求項６〜８の何れか一項に記載のアル
    ミニウム鋳造鍛造品の製造方法によって作製された車両
    用足廻り部品。
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