JP2003001357A - アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法 - Google Patents
アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リサイクル材料を原料に用いることが可能で
あり、又、より工程を省略することが可能であって、よ
り引張強さ、耐力、伸びが大きく、機械的性質に優れた
アルミニウム鋳造鍛造品を、より低コスト化に作製可能
な製造方法を提供すること。 【解決手段】 アルミニウム合金からなる鍛造用材料を
鋳造して得たプリフォーム成形体を、鍛造して得られる
アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法であって、鍛造が、
プリフォーム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度以下
に加熱して行われるアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法
の提供による。
あり、又、より工程を省略することが可能であって、よ
り引張強さ、耐力、伸びが大きく、機械的性質に優れた
アルミニウム鋳造鍛造品を、より低コスト化に作製可能
な製造方法を提供すること。 【解決手段】 アルミニウム合金からなる鍛造用材料を
鋳造して得たプリフォーム成形体を、鍛造して得られる
アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法であって、鍛造が、
プリフォーム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度以下
に加熱して行われるアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法
の提供による。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、鍛造工程におい
て、鍛造温度を、通常のアルミニウム合金鍛造温度より
高温で行い、機械的性質を向上させたアルミニウム鋳造
鍛造品の製造方法に関する。
て、鍛造温度を、通常のアルミニウム合金鍛造温度より
高温で行い、機械的性質を向上させたアルミニウム鋳造
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
を防止するために、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。そして、その燃料消費量を低減
するためには、自動車の軽量化技術が最も重要であると
いわれる。自動車そのものを軽量化すれば動力源への負
荷が減り、ガソリンエンジンによらず何れの動力源であ
っても燃料使用量を減らすことが可能となるからであ
る。最もアプローチし易い軽量化技術としては軽量化材
料への使用材料の変更が挙げられる。その代表例として
アルミニウム合金材料を用いて、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の自動車用部品が
多く製造され使用されている。
を防止するために、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。そして、その燃料消費量を低減
するためには、自動車の軽量化技術が最も重要であると
いわれる。自動車そのものを軽量化すれば動力源への負
荷が減り、ガソリンエンジンによらず何れの動力源であ
っても燃料使用量を減らすことが可能となるからであ
る。最もアプローチし易い軽量化技術としては軽量化材
料への使用材料の変更が挙げられる。その代表例として
アルミニウム合金材料を用いて、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の自動車用部品が
多く製造され使用されている。
【０００３】 しかし、これらの多くは所謂鋳造品であ
る。鋳造品は製造し易い利点があるが、機械的強度の向
上には限界があり、同じ自動車用部品であっても、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
が要求され、安全性に強く関わる部品、例えば足回り部
品等においては、鋳造品の採用が困難であり、代わりに
鍛造品やスクィズ鋳造品（低速射出成形体）等が製造さ
れ使用されるようになってきている。
る。鋳造品は製造し易い利点があるが、機械的強度の向
上には限界があり、同じ自動車用部品であっても、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
が要求され、安全性に強く関わる部品、例えば足回り部
品等においては、鋳造品の採用が困難であり、代わりに
鍛造品やスクィズ鋳造品（低速射出成形体）等が製造さ
れ使用されるようになってきている。
【０００４】 ところが、鍛造品やスクィズ鋳造品には
高コストという解決すべき課題があって、適用が極限定
されているのが現状である。サスペンション等の自動車
の足回り部品に好適に用いられる、従来の、例えばＡ６
０６１合金等を用いたアルミニウム鍛造品が高コストで
ある理由として、鍛造用材料そのものが高コストであ
り、又、製造工程数が多いこと等が挙げられる。又、例
えばＡＣ４ＣＨ合金等を用いたスクィズ鋳造品も、製造
工程数が多い上に射出スピードが遅いため、生産性が上
がらない等で低コスト化出来ていない。
高コストという解決すべき課題があって、適用が極限定
されているのが現状である。サスペンション等の自動車
の足回り部品に好適に用いられる、従来の、例えばＡ６
０６１合金等を用いたアルミニウム鍛造品が高コストで
ある理由として、鍛造用材料そのものが高コストであ
り、又、製造工程数が多いこと等が挙げられる。又、例
えばＡＣ４ＣＨ合金等を用いたスクィズ鋳造品も、製造
工程数が多い上に射出スピードが遅いため、生産性が上
がらない等で低コスト化出来ていない。
【０００５】 一方、一般の鋳造品では溶湯の清浄化等
で欠陥発生の低減に努めても、使用環境の厳しい足回り
部品に適用することは到底困難であることは明らかであ
った。
で欠陥発生の低減に努めても、使用環境の厳しい足回り
部品に適用することは到底困難であることは明らかであ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 従って、より機械的
強度の高い鍛造品において、コスト低減を望む要求が高
まり、鍛造用材料（以下、鍛造材ともいう）を、溶解し
て鋳造して成形し、プリフォーム成形体を得た後に鍛造
を施す鋳造鍛造による製造方法（以下、鋳造鍛造法とも
いう）により、対応が図られた。
強度の高い鍛造品において、コスト低減を望む要求が高
まり、鍛造用材料（以下、鍛造材ともいう）を、溶解し
て鋳造して成形し、プリフォーム成形体を得た後に鍛造
を施す鋳造鍛造による製造方法（以下、鋳造鍛造法とも
いう）により、対応が図られた。
【０００７】 鋳造鍛造法を採用することにより、通常
の、所謂展伸材等の鍛造材を丸棒で購入し、作製する金
属製品に応じた長さに切断した後に、この鍛造材を例え
ば鍛造型打ちする鍛造法に比べて、以下に示す利点を導
くことが出来る。先ず、溶解する鍛造材の原料として、
鍛造工程で発生したバリを含む不要な材料を繰り返し利
用することが可能となる。一般に、鍛造法では、製品と
ならないバリは、少なくても型打ち前の原料の約３０％
にも達する。即ち、鍛造材は多くても約７０％しか製品
に使用されず、大きな無駄が生じているが、これを是正
することが出来る。
の、所謂展伸材等の鍛造材を丸棒で購入し、作製する金
属製品に応じた長さに切断した後に、この鍛造材を例え
ば鍛造型打ちする鍛造法に比べて、以下に示す利点を導
くことが出来る。先ず、溶解する鍛造材の原料として、
鍛造工程で発生したバリを含む不要な材料を繰り返し利
用することが可能となる。一般に、鍛造法では、製品と
ならないバリは、少なくても型打ち前の原料の約３０％
にも達する。即ち、鍛造材は多くても約７０％しか製品
に使用されず、大きな無駄が生じているが、これを是正
することが出来る。
【０００８】 次に、鋳造して得られるプリフォーム成
形体の形状を、最終製品の形状に合わせて、後の鍛造に
よって強度が向上し得る形状でありながら、鍛造工程
も、より簡略化出来る形状に成形することが可能とな
る。従来の鍛造法では、丸棒の鍛造材を最終製品に応じ
た長さに切断する工程や、最終製品の形状によっては、
鍛造材の曲げ加工工程や、荒打鍛造前の粗鍛造工程が必
要となっていたが、これらを省略出来る。
形体の形状を、最終製品の形状に合わせて、後の鍛造に
よって強度が向上し得る形状でありながら、鍛造工程
も、より簡略化出来る形状に成形することが可能とな
る。従来の鍛造法では、丸棒の鍛造材を最終製品に応じ
た長さに切断する工程や、最終製品の形状によっては、
鍛造材の曲げ加工工程や、荒打鍛造前の粗鍛造工程が必
要となっていたが、これらを省略出来る。
【０００９】 本発明は、上記した鋳造鍛造法を採用し
コスト低減を図るとともに、従来の鍛造法に比較して、
より優れた機械的性質を有するアルミニウム鋳造鍛造品
を作製可能な製造方法を提供することを課題とする。例
えば、リサイクル材料を原料に用いることが可能であっ
て、又、例えば、より工程を省略することが可能であっ
て、より引張強さ、耐力、伸びが大きく、機械的性質に
優れた、低コストなアルミニウム鋳造鍛造品を提供可能
とすることが、本発明の目的である。鍛造工程について
様々な検討が重ねられた結果、以下に示す製造方法によ
り、上記課題を解決し、上記目的を達成出来ることが見
出された。
コスト低減を図るとともに、従来の鍛造法に比較して、
より優れた機械的性質を有するアルミニウム鋳造鍛造品
を作製可能な製造方法を提供することを課題とする。例
えば、リサイクル材料を原料に用いることが可能であっ
て、又、例えば、より工程を省略することが可能であっ
て、より引張強さ、耐力、伸びが大きく、機械的性質に
優れた、低コストなアルミニウム鋳造鍛造品を提供可能
とすることが、本発明の目的である。鍛造工程について
様々な検討が重ねられた結果、以下に示す製造方法によ
り、上記課題を解決し、上記目的を達成出来ることが見
出された。
【００１０】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、アルミニウム合金からなる鍛造用材料を鋳造して得
たプリフォーム成形体を、鍛造して得られるアルミニウ
ム鋳造鍛造品の製造方法であって、鍛造は、プリフォー
ム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度以下に加熱して
行われる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。又、本発明によれば、アルミニウ
ム合金を鋳造して得たプリフォーム成形体を、複数工程
に分けて鍛造して得られるアルミニウム鋳造鍛造品の製
造方法であって、複数工程の最初の鍛造工程は、プリフ
ォーム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度以下に加熱
して行われる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。
ば、アルミニウム合金からなる鍛造用材料を鋳造して得
たプリフォーム成形体を、鍛造して得られるアルミニウ
ム鋳造鍛造品の製造方法であって、鍛造は、プリフォー
ム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度以下に加熱して
行われる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。又、本発明によれば、アルミニウ
ム合金を鋳造して得たプリフォーム成形体を、複数工程
に分けて鍛造して得られるアルミニウム鋳造鍛造品の製
造方法であって、複数工程の最初の鍛造工程は、プリフ
ォーム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度以下に加熱
して行われる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。
【００１１】 上記した２つのアルミニウム鋳造鍛造品
の製造方法においては、鍛造は、荒打鍛造と、仕上鍛造
とからなり、荒打鍛造が、プリフォーム成形体を、概ね
４５０℃以上融点温度以下に加熱して行われることが好
ましい。又、荒打鍛造が、プリフォーム成形体を、仕上
鍛造より高温に加熱して行われることが好ましい。本発
明においては、アルミニウム合金は、珪素０．２〜２．
５質量％を含有することが好ましく、鍛造用材料は、珪
素０．４〜０．８質量％、マグネシウム０．８〜１．２
質量％、銅０．１５〜０．４質量％、クロム０．０４〜
０．３５質量％を含有するアルミニウム合金であること
が好ましい。又、上記した融点温度が概ね６５２℃であ
る合金を用いることも好ましい。本発明によれば、上記
したアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法を用いて製造さ
れる車両用足回り部品が提供される。
の製造方法においては、鍛造は、荒打鍛造と、仕上鍛造
とからなり、荒打鍛造が、プリフォーム成形体を、概ね
４５０℃以上融点温度以下に加熱して行われることが好
ましい。又、荒打鍛造が、プリフォーム成形体を、仕上
鍛造より高温に加熱して行われることが好ましい。本発
明においては、アルミニウム合金は、珪素０．２〜２．
５質量％を含有することが好ましく、鍛造用材料は、珪
素０．４〜０．８質量％、マグネシウム０．８〜１．２
質量％、銅０．１５〜０．４質量％、クロム０．０４〜
０．３５質量％を含有するアルミニウム合金であること
が好ましい。又、上記した融点温度が概ね６５２℃であ
る合金を用いることも好ましい。本発明によれば、上記
したアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法を用いて製造さ
れる車両用足回り部品が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】 以下に、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。
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。
【００１３】 本発明は、アルミニウム合金からなる鍛
造用材料を鋳造して得たプリフォーム成形体を、鍛造し
て得られるアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法に関する
発明である。例えば、鍛造時に生じる不用なバリを原料
として含め溶解し鋳造することが出来る。又、プリフォ
ーム成形体の形状は、限定されず、丸棒でも構わない
が、例えば、最終製品に対し、鍛造による強度向上効果
を得つつ、製造工程を、より簡略化可能であるような、
より好ましい加工率になる形状とすることが可能であ
る。
造用材料を鋳造して得たプリフォーム成形体を、鍛造し
て得られるアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法に関する
発明である。例えば、鍛造時に生じる不用なバリを原料
として含め溶解し鋳造することが出来る。又、プリフォ
ーム成形体の形状は、限定されず、丸棒でも構わない
が、例えば、最終製品に対し、鍛造による強度向上効果
を得つつ、製造工程を、より簡略化可能であるような、
より好ましい加工率になる形状とすることが可能であ
る。
【００１４】 本発明においては、鍛造工程が、プリフ
ォーム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度以下に加熱
して行われるところに特徴がある。そして、鍛造工程
は、荒打鍛造工程と仕上鍛造工程とからなり、荒打鍛造
が、プリフォーム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度
以下に加熱して行われることが好ましく、荒打鍛造の後
の仕上鍛造は、荒打鍛造より低温で、例えば、通常のア
ルミニウム合金に適用される鍛造温度である、概ね３７
０〜４５０℃で行われることも好ましい。
ォーム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度以下に加熱
して行われるところに特徴がある。そして、鍛造工程
は、荒打鍛造工程と仕上鍛造工程とからなり、荒打鍛造
が、プリフォーム成形体を、概ね４５０℃以上融点温度
以下に加熱して行われることが好ましく、荒打鍛造の後
の仕上鍛造は、荒打鍛造より低温で、例えば、通常のア
ルミニウム合金に適用される鍛造温度である、概ね３７
０〜４５０℃で行われることも好ましい。
【００１５】 このような従来より高い温度条件で鍛造
を行うことにより、被鍛造物たるプリフォーム成形体を
チクソ（半溶融）状態にすることも出来、又、アルミニ
ウム合金が珪素及びマグネシウムを含有するものであれ
ばＭｇ2Ｓｉを固溶状態にすることが出来、その結果、
鍛造して得られる製品に、従来の鍛造温度により作製さ
れる製品と同等以上の機械的強度を付与することが出来
る。従って、本発明のアルミニウム鋳造鍛造品の製造方
法は、原料コスト、及び、製造コストの低減を図ること
が可能でありながら、例えば、使用環境が厳しく優れた
機械的性質が要求される車両用の足回り部品を好適に作
製することが出来る。
を行うことにより、被鍛造物たるプリフォーム成形体を
チクソ（半溶融）状態にすることも出来、又、アルミニ
ウム合金が珪素及びマグネシウムを含有するものであれ
ばＭｇ2Ｓｉを固溶状態にすることが出来、その結果、
鍛造して得られる製品に、従来の鍛造温度により作製さ
れる製品と同等以上の機械的強度を付与することが出来
る。従って、本発明のアルミニウム鋳造鍛造品の製造方
法は、原料コスト、及び、製造コストの低減を図ること
が可能でありながら、例えば、使用環境が厳しく優れた
機械的性質が要求される車両用の足回り部品を好適に作
製することが出来る。
【００１６】 以下、本発明のアルミニウム鋳造鍛造品
の製造方法について、図面を参酌しながら、具体的に説
明する。図１は、本発明のアルミニウム鋳造鍛造品の製
造方法を含む製造工程の一実施例を示すブロックフロー
図である。アルミニウム鋳造鍛造品の製造工程は、例え
ば、原料たる鍛造材８を溶解して溶湯３を得る溶解工程
１１と、溶湯３を鋳造して鋳造成形されたプリフォーム
成形体６を得る鋳造工程１４と、プリフォーム成形体６
を鍛造して鍛造品４を得る荒打鍛造工程１６及び仕上鍛
造工程２０と、鍛造品４をバリ抜きして鍛造製品とする
トリミング工程１８とを備えてなる。
の製造方法について、図面を参酌しながら、具体的に説
明する。図１は、本発明のアルミニウム鋳造鍛造品の製
造方法を含む製造工程の一実施例を示すブロックフロー
図である。アルミニウム鋳造鍛造品の製造工程は、例え
ば、原料たる鍛造材８を溶解して溶湯３を得る溶解工程
１１と、溶湯３を鋳造して鋳造成形されたプリフォーム
成形体６を得る鋳造工程１４と、プリフォーム成形体６
を鍛造して鍛造品４を得る荒打鍛造工程１６及び仕上鍛
造工程２０と、鍛造品４をバリ抜きして鍛造製品とする
トリミング工程１８とを備えてなる。
【００１７】 上記した工程に加えて、例えば、鋳造工
程１４により作製されるプリフォーム成形体６の温度を
荒打鍛造工程１６に適する温度に下げる冷却工程１５
や、鍛造してトリミングした鍛造製品の機械的性質を向
上させ、金属製品７を得る熱処理工程１９等を備えるこ
とも好ましい。
程１４により作製されるプリフォーム成形体６の温度を
荒打鍛造工程１６に適する温度に下げる冷却工程１５
や、鍛造してトリミングした鍛造製品の機械的性質を向
上させ、金属製品７を得る熱処理工程１９等を備えるこ
とも好ましい。
【００１８】 鍛造材８としては、珪素０．２〜２．５
質量％を含んだアルミニウム合金が知られており、例え
ば、日本工業規格Ｈ４１４０によるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
熱処理型アルミニウム合金展伸材Ａ６０６１（以下、単
にＡ６０６１合金ともいう）を挙げて、図１のブロック
フロー図の先頭から順に説明する。尚、鍛造材８は、Ａ
６０６１合金に限定されるものではない。
質量％を含んだアルミニウム合金が知られており、例え
ば、日本工業規格Ｈ４１４０によるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
熱処理型アルミニウム合金展伸材Ａ６０６１（以下、単
にＡ６０６１合金ともいう）を挙げて、図１のブロック
フロー図の先頭から順に説明する。尚、鍛造材８は、Ａ
６０６１合金に限定されるものではない。
【００１９】 Ａ６０６１合金の標準組成は、純アルミ
ニウムの他に、例えば、マグネシウム１．０質量％、珪
素０．６質量％、銅０．２５質量％、及び、クロム０．
２５質量％を含むものである。鍛造材８として、バリ
材、バリ溜まり、不良品等の不用材料を含んでも構わな
いが、その場合には、後に溶解して得られる溶湯３の成
分分析を発光分光分析法等により行うことが好ましい。
ニウムの他に、例えば、マグネシウム１．０質量％、珪
素０．６質量％、銅０．２５質量％、及び、クロム０．
２５質量％を含むものである。鍛造材８として、バリ
材、バリ溜まり、不良品等の不用材料を含んでも構わな
いが、その場合には、後に溶解して得られる溶湯３の成
分分析を発光分光分析法等により行うことが好ましい。
【００２０】 溶解工程１１は、鍛造材８を加熱して液
体金属、即ち、溶湯３にする。加熱するための燃料は、
材料によって、液体、固体、気体を問わない。電気抵
抗、電気誘導、アーク等の電気系の発熱源や、あるい
は、レーザー、電子ビーム等の電子系の加熱方法を用い
ても構わない。又、溶解に用いる炉の形状も、るつぼ
型、みぞ型、回転型等、加熱方法に合わせてより好まし
いものを採用すればよい。
体金属、即ち、溶湯３にする。加熱するための燃料は、
材料によって、液体、固体、気体を問わない。電気抵
抗、電気誘導、アーク等の電気系の発熱源や、あるい
は、レーザー、電子ビーム等の電子系の加熱方法を用い
ても構わない。又、溶解に用いる炉の形状も、るつぼ
型、みぞ型、回転型等、加熱方法に合わせてより好まし
いものを採用すればよい。
【００２１】 アルミニウム合金は、温度を、約６８０
〜７８０℃程度に維持して溶解し、溶湯３を得ることが
出来る。原料に、バリ材等の不用材料を含んでいる場合
には、得られた溶湯３の不純物を、より少なくするため
に清浄化処理を施すことが好ましい。
〜７８０℃程度に維持して溶解し、溶湯３を得ることが
出来る。原料に、バリ材等の不用材料を含んでいる場合
には、得られた溶湯３の不純物を、より少なくするため
に清浄化処理を施すことが好ましい。
【００２２】 鋳造工程１４は、鋳型に溶湯３を注入
し、凝固後に固体金属として鋳造品、即ち、プリフォー
ム成形体６を得る工程である。鋳型により、最終製品に
近い形状のプリフォーム成形体６を得ることも可能であ
るが、その後の鍛造工程による機械的特性向上効果と鍛
造工程の簡略化によるコスト低減とのバランスを取り、
プリフォーム成形体６の形状を決定することが好まし
い。
し、凝固後に固体金属として鋳造品、即ち、プリフォー
ム成形体６を得る工程である。鋳型により、最終製品に
近い形状のプリフォーム成形体６を得ることも可能であ
るが、その後の鍛造工程による機械的特性向上効果と鍛
造工程の簡略化によるコスト低減とのバランスを取り、
プリフォーム成形体６の形状を決定することが好まし
い。
【００２３】 鋳造工程１４の方法は限定されない。例
えば、所謂低圧鋳造法を用いることにより、最終の金属
製品７の機械的特性を、より高めることが出来る。低圧
鋳造法とは、一般に、気体圧力等で溶湯容器内へ加圧す
るか、若しくは、鋳型側から真空で吸引して、低圧力で
溶湯３を鋳型内へ充填し、成形して、鋳造品を得るとい
う方法である。鋳造により得られたプリフォーム成形体
６は、例えば、磁気探傷器、超音波探傷器等により、内
部に欠陥がないことを検査することが好ましい。鍛造用
材料は、必ずしも鋳造性に優れる材料ではないため、鍛
造型打ちする前において、内部欠陥が生じていないこと
を確認しておくことが、品質管理上、より好ましいから
である。
えば、所謂低圧鋳造法を用いることにより、最終の金属
製品７の機械的特性を、より高めることが出来る。低圧
鋳造法とは、一般に、気体圧力等で溶湯容器内へ加圧す
るか、若しくは、鋳型側から真空で吸引して、低圧力で
溶湯３を鋳型内へ充填し、成形して、鋳造品を得るとい
う方法である。鋳造により得られたプリフォーム成形体
６は、例えば、磁気探傷器、超音波探傷器等により、内
部に欠陥がないことを検査することが好ましい。鍛造用
材料は、必ずしも鋳造性に優れる材料ではないため、鍛
造型打ちする前において、内部欠陥が生じていないこと
を確認しておくことが、品質管理上、より好ましいから
である。
【００２４】 鋳造成形後、プリフォーム成形体６の温
度が荒打鍛造工程１６に適した温度に下がったときに、
荒打鍛造し、次いで、仕上鍛造工程２０に適した温度に
下がったときに、仕上鍛造し、鍛造品４を得ることが肝
要である。こうすることで、通常の鍛造装置で必要とな
る、常温の鍛造用材料を鍛造型打ちに要求される一定の
温度範囲に昇温するための昇温工程、及び、熱が不要と
なり、溶解時に費やした熱が有効利用され、製造コスト
削減に寄与する。
度が荒打鍛造工程１６に適した温度に下がったときに、
荒打鍛造し、次いで、仕上鍛造工程２０に適した温度に
下がったときに、仕上鍛造し、鍛造品４を得ることが肝
要である。こうすることで、通常の鍛造装置で必要とな
る、常温の鍛造用材料を鍛造型打ちに要求される一定の
温度範囲に昇温するための昇温工程、及び、熱が不要と
なり、溶解時に費やした熱が有効利用され、製造コスト
削減に寄与する。
【００２５】 アルミニウム合金においては、荒打鍛造
工程１６において要求される被鍛造物（プリフォーム成
形体６）の温度は、通常の温度より高温である概ね４５
０℃以上融点温度以下であることが好ましい。Ａ６０６
１合金の場合には、融点は概ね６５２℃である。又、仕
上鍛造工程２０においては、被鍛造物の温度は、荒打鍛
造工程１６より低温にすることが好ましく、例えば、通
常、アルミニウム合金の鍛造時に要求される概ね３７０
〜４５０℃である。荒打鍛造工程１６及び仕上鍛造工程
２０の手段は限定されないが、Ａ６０６１合金を用い
て、例えば金属製品７として車両用足回り部品を作製す
る場合には、２０００〜４０００トンのプレス機を用い
ることが出来る。尚、鍛造工程は、荒打及び仕上の２回
に分けることに限定されず、１回の鍛造のみで構成する
ことも、より製造工程が簡素になるので好ましい。
工程１６において要求される被鍛造物（プリフォーム成
形体６）の温度は、通常の温度より高温である概ね４５
０℃以上融点温度以下であることが好ましい。Ａ６０６
１合金の場合には、融点は概ね６５２℃である。又、仕
上鍛造工程２０においては、被鍛造物の温度は、荒打鍛
造工程１６より低温にすることが好ましく、例えば、通
常、アルミニウム合金の鍛造時に要求される概ね３７０
〜４５０℃である。荒打鍛造工程１６及び仕上鍛造工程
２０の手段は限定されないが、Ａ６０６１合金を用い
て、例えば金属製品７として車両用足回り部品を作製す
る場合には、２０００〜４０００トンのプレス機を用い
ることが出来る。尚、鍛造工程は、荒打及び仕上の２回
に分けることに限定されず、１回の鍛造のみで構成する
ことも、より製造工程が簡素になるので好ましい。
【００２６】 鍛造品４は、例えば冷却工程１７によっ
て冷やされた後に、例えばトリミング工程１８よって鍛
造製品とバリ材に分離される。鍛造製品は、その後、例
えば熱処理工程１９によってＴ３〜Ｔ６等の溶体化時効
処理が施され、機械的特性の向上が図られて最終の金属
製品７となる。高い引張強さと硬度が要求されるＡ６０
６１合金を用いた車両用足回り部品の場合には、熱処理
として、例えばＴ４及びＴ６処理が望ましい。
て冷やされた後に、例えばトリミング工程１８よって鍛
造製品とバリ材に分離される。鍛造製品は、その後、例
えば熱処理工程１９によってＴ３〜Ｔ６等の溶体化時効
処理が施され、機械的特性の向上が図られて最終の金属
製品７となる。高い引張強さと硬度が要求されるＡ６０
６１合金を用いた車両用足回り部品の場合には、熱処理
として、例えばＴ４及びＴ６処理が望ましい。
【００２７】 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して得
られるプリフォーム成形体の形状を、鍛造による強度向
上の効果を得ながら、従来の鍛造材である丸棒より最終
製品の形状に近づけることが可能であるため、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、といった工程を経ずに、より簡略化出来、製
造コストの低減が図ることが可能である。
造方法では、原料を溶かして溶湯を得た後に鋳造して得
られるプリフォーム成形体の形状を、鍛造による強度向
上の効果を得ながら、従来の鍛造材である丸棒より最終
製品の形状に近づけることが可能であるため、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、といった工程を経ずに、より簡略化出来、製
造コストの低減が図ることが可能である。
【００２８】 以下に、本発明のアルミニウム鋳造鍛造
品の製造方法に好適に用いられるアルミニウム合金につ
いて説明する。鋳造鍛造に用いられるアルミニウム合金
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。
品の製造方法に好適に用いられるアルミニウム合金につ
いて説明する。鋳造鍛造に用いられるアルミニウム合金
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。
【００２９】 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。珪素は、アルミニウム合金中に０．４〜０．８質
量％含むことが好ましい。珪素が０．２質量％未満で
は、溶湯からの鋳造性が低下するので好ましくなく、
０．８質量％より多い場合には、鍛造加工性が低下する
ので好ましくない。
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。珪素は、アルミニウム合金中に０．４〜０．８質
量％含むことが好ましい。珪素が０．２質量％未満で
は、溶湯からの鋳造性が低下するので好ましくなく、
０．８質量％より多い場合には、鍛造加工性が低下する
ので好ましくない。
【００３０】 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。マグネシウムは、アルミニウム合金中
に０．８〜１．２質量％含むことが好ましい。マグネシ
ウムが０．８質量％未満では、強度不足となるので好ま
しくなく、１．２質量％より多い場合には、鍛造欠陥が
起き易くなるので好ましくない。
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。マグネシウムは、アルミニウム合金中
に０．８〜１．２質量％含むことが好ましい。マグネシ
ウムが０．８質量％未満では、強度不足となるので好ま
しくなく、１．２質量％より多い場合には、鍛造欠陥が
起き易くなるので好ましくない。
【００３１】 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。銅
は、アルミニウム合金中に０．１５〜０．４質量％含む
ことが好ましい。銅が０．１５質量％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質量％より
多い場合には、耐腐食性が低下し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。
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。銅
は、アルミニウム合金中に０．１５〜０．４質量％含む
ことが好ましい。銅が０．１５質量％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質量％より
多い場合には、耐腐食性が低下し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。
【００３２】 クロムは、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。例えば、自動車等
の車両用足回り部品等に適用する場合には、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、クロムを微量、即ち、０．０４〜
０．３５質量％程度を含有させることが好ましい。
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。例えば、自動車等
の車両用足回り部品等に適用する場合には、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、クロムを微量、即ち、０．０４〜
０．３５質量％程度を含有させることが好ましい。
【００３３】
【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。
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】（実施例） 図２は、アルミニウム鋳造鍛
造品の一実施例を示す図で、車両用足回り部品のナック
ルステアリングである。原料としてＡ６０６１合金材料
を用意し、次の工程に従い、このナックルステアリング
を製造した。
造品の一実施例を示す図で、車両用足回り部品のナック
ルステアリングである。原料としてＡ６０６１合金材料
を用意し、次の工程に従い、このナックルステアリング
を製造した。
【００３５】 原料を所定の溶解温度で溶解し溶湯を得
た後に、最終のナックルステアリングの形状に対し、所
望の加工率となるような形状に型を取ったプリフォーム
成形体を、所定の鋳型温度によって成形した。次いで、
荒打鍛造温度５００℃（表面温度）にて鍛造プレスによ
り所定の荒打鍛造荷重をかけて型打ちし荒鍛造品を得
た。次に、仕上鍛造温度４３０℃（表面温度）にて、再
度、鍛造プレスにより所定の仕上鍛造荷重をかけて型打
ちした。最後にトリミングで形状を整え、雰囲気炉を用
いて、溶体化処理として５５０℃で３時間の加熱を行っ
た後に冷却し、時効化処理として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を得た。
た後に、最終のナックルステアリングの形状に対し、所
望の加工率となるような形状に型を取ったプリフォーム
成形体を、所定の鋳型温度によって成形した。次いで、
荒打鍛造温度５００℃（表面温度）にて鍛造プレスによ
り所定の荒打鍛造荷重をかけて型打ちし荒鍛造品を得
た。次に、仕上鍛造温度４３０℃（表面温度）にて、再
度、鍛造プレスにより所定の仕上鍛造荷重をかけて型打
ちした。最後にトリミングで形状を整え、雰囲気炉を用
いて、溶体化処理として５５０℃で３時間の加熱を行っ
た後に冷却し、時効化処理として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を得た。
【００３６】 得られた製品のナックルステアリング３
体（製品Ｎｏ．１〜３）から、それぞれ図２に示す試験
片採取位置Ａ〜Ｇ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１に示す。尚、引張強さ、耐力、及び、伸びという
機械的特性は、日本工業規格Ｚ２２０１で規定されてい
る試験法に従って求めたものであり、耐力とは０．２％
耐力を指す。
体（製品Ｎｏ．１〜３）から、それぞれ図２に示す試験
片採取位置Ａ〜Ｇ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１に示す。尚、引張強さ、耐力、及び、伸びという
機械的特性は、日本工業規格Ｚ２２０１で規定されてい
る試験法に従って求めたものであり、耐力とは０．２％
耐力を指す。
【００３７】
【表１】
【００３８】（比較例） 荒打鍛造温度を４３０℃、仕
上鍛造温度を４３０℃とした以外は、実施例と同様にし
てナックルステアリングを製造した。得られた製品のナ
ックルステアリング３体（製品Ｎｏ．１１〜１３）か
ら、実施例と同様に、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
２に示す。
上鍛造温度を４３０℃とした以外は、実施例と同様にし
てナックルステアリングを製造した。得られた製品のナ
ックルステアリング３体（製品Ｎｏ．１１〜１３）か
ら、実施例と同様に、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
２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】 実施例の結果より、本発明のアルミニウ
ム鋳造鍛造品の製造方法により作製されたアルミニウム
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、優れていることが確認出来た。又、比較
例の結果とあわせて、本発明のアルミニウム鋳造鍛造品
の製造方法により作製されたアルミニウム鋳造鍛造品の
機械的性質は、従来の、本発明より低い鍛造温度で製造
されたアルミニウム鋳造鍛造品と比較して、特に、伸び
においては、バラツキが少ない上に、顕著な向上がみら
れることが確認出来た。
ム鋳造鍛造品の製造方法により作製されたアルミニウム
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、優れていることが確認出来た。又、比較
例の結果とあわせて、本発明のアルミニウム鋳造鍛造品
の製造方法により作製されたアルミニウム鋳造鍛造品の
機械的性質は、従来の、本発明より低い鍛造温度で製造
されたアルミニウム鋳造鍛造品と比較して、特に、伸び
においては、バラツキが少ない上に、顕著な向上がみら
れることが確認出来た。
【００４１】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、例えば、リサイクル材料を原料に用いることが可能
であり、又、より工程を省略可能であり、製造コストの
低減が可能である製造方法を用いて、引張強さ、耐力、
伸びが大きく、従来より機械的性質に優れたアルミニウ
ム鋳造鍛造品を提供することが可能である。従って、こ
のアルミニウム鋳造鍛造品の製品として、例えば、車両
用足回り部品等が広く供給されれば、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。
ば、例えば、リサイクル材料を原料に用いることが可能
であり、又、より工程を省略可能であり、製造コストの
低減が可能である製造方法を用いて、引張強さ、耐力、
伸びが大きく、従来より機械的性質に優れたアルミニウ
ム鋳造鍛造品を提供することが可能である。従って、こ
のアルミニウム鋳造鍛造品の製品として、例えば、車両
用足回り部品等が広く供給されれば、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１】 本発明に係るアルミニウム鋳造鍛造品の製造
方法の一実施例を示すブロックフロー図である。
方法の一実施例を示すブロックフロー図である。
【図２】 本発明に係るアルミニウム鋳造鍛造品の一実
施例を示す図で、車両用足回り部品の側面図である。
施例を示す図で、車両用足回り部品の側面図である。
３…溶湯、４…鍛造品、６…プリフォーム成形体、７…
金属製品、８…鍛造材、１１…溶解工程、１４…鋳造工
程、１５…冷却工程、１６…荒打鍛造工程、１７…冷却
工程、１８…トリミング工程、１９…熱処理工程、２０
…仕上鍛造工程。
金属製品、８…鍛造材、１１…溶解工程、１４…鋳造工
程、１５…冷却工程、１６…荒打鍛造工程、１７…冷却
工程、１８…トリミング工程、１９…熱処理工程、２０
…仕上鍛造工程。
─────────────────────────────────────────────────────
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
６８２ ６８２
６９１ ６９１Ｂ
(72)発明者 渡部 正利
三重県員弁郡員弁町上笠田2781 豊栄工業
株式会社内
(72)発明者 町野 大輔
三重県員弁郡員弁町上笠田2781 豊栄工業
株式会社内
Ｆターム(参考） 4E087 BA04 BA20 BA24 CA11 CB01
DA04 DB02 DB14 DB24 HA28
HA82
Claims (8)
- 【請求項１】 アルミニウム合金からなる鍛造用材料を
鋳造して得たプリフォーム成形体を、鍛造して得られる
アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法であって、 前記鍛造は、前記プリフォーム成形体を、略４５０℃以
上融点温度以下に加熱して行われることを特徴とするア
ルミニウム鋳造鍛造品の製造方法。 - 【請求項２】 アルミニウム合金を鋳造して得たプリフ
ォーム成形体を、複数工程に分けて鍛造して得られるア
ルミニウム鋳造鍛造品の製造方法であって、 前記複数工程の最初の鍛造工程は、前記プリフォーム成
形体を、略４５０℃以上融点温度以下に加熱して行われ
ることを特徴とするアルミニウム鋳造鍛造品の製造方
法。 - 【請求項３】 前記鍛造は、荒打鍛造と、仕上鍛造とか
らなり、 前記荒打鍛造が、前記プリフォーム成形体を、略４５０
℃以上融点温度以下に加熱して行われる請求項１又は２
に記載のアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法。 - 【請求項４】 前記荒打鍛造が、前記プリフォーム成形
体を、前記仕上鍛造より高温に加熱して行われる請求項
３に記載のアルミニウム鋳造鍛造品の製造方法。 - 【請求項５】 前記アルミニウム合金が、珪素０．２〜
２．５質量％を含有する請求項２に記載のアルミニウム
鋳造鍛造品の製造方法。 - 【請求項６】 前記鍛造用材料が、珪素０．４〜０．８
質量％、マグネシウム０．８〜１．２質量％、銅０．１
５〜０．４質量％、クロム０．０４〜０．３５質量％を
含有するアルミニウム合金である請求項１に記載のアル
ミニウム鋳造鍛造品の製造方法。 - 【請求項７】 前記融点温度が、略６５２℃である請求
項１又は３に記載のアルミニウム鋳造鍛造品の製造方
法。 - 【請求項８】 請求項１〜７に記載のアルミニウム鋳造
鍛造品の製造方法を用いて製造される車両用足回り部
品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001187156A JP2003001357A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001187156A JP2003001357A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003001357A true JP2003001357A (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=19026489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001187156A Pending JP2003001357A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | アルミニウム鋳造鍛造品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003001357A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100829457B1 (ko) | 2007-03-09 | 2008-05-15 | 주식회사 센트랄 | 자동차용 볼조인트 일체형 알루미늄 컨트롤암 제조 방법 |
| JP2014223667A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 三菱重工業株式会社 | 合金材の成形方法及びプレス成形機 |
| WO2015092969A1 (ja) * | 2013-12-16 | 2015-06-25 | 日本軽金属株式会社 | 自動車用足回り部品及びその製造方法 |
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| JPH09249951A (ja) * | 1996-03-12 | 1997-09-22 | Nippon Light Metal Co Ltd | 微細組織を有するアルミ鍛造製品の製造方法 |
-
2001
- 2001-06-20 JP JP2001187156A patent/JP2003001357A/ja active Pending
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| WO2008111723A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Central Corporation | Ball joint integrated aluminum control arm for automobile and method of fabricating the same |
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| CN105829150A (zh) * | 2013-12-16 | 2016-08-03 | 日本轻金属株式会社 | 汽车用行走部分部件及其制造方法 |
| KR20160099569A (ko) * | 2013-12-16 | 2016-08-22 | 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 | 자동차용 언더보디 부품 및 그 제조 방법 |
| KR102142892B1 (ko) | 2013-12-16 | 2020-08-10 | 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 | 자동차용 언더보디 부품 및 그 제조 방법 |
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