JP2003119537A - 切削性に優れたアルミニウム合金 - Google Patents
切削性に優れたアルミニウム合金Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金において、鉛を添加
しなくても、Ｐｂ添加材と同等以上の切削性を有するア
ルミニウム合金を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ
０．２〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、さらにＳｎもしく
はＢｉのいずれか１種以上の元素を総量で０．５〜２．
５ｍａｓｓ％含み、残部がアルミニウムと不可避的不純
物とからなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であって、Ｍｇ／
Ｓｉ比が質量比で１．７３以下であるアルミニウム合
金。
しなくても、Ｐｂ添加材と同等以上の切削性を有するア
ルミニウム合金を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ
０．２〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、さらにＳｎもしく
はＢｉのいずれか１種以上の元素を総量で０．５〜２．
５ｍａｓｓ％含み、残部がアルミニウムと不可避的不純
物とからなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であって、Ｍｇ／
Ｓｉ比が質量比で１．７３以下であるアルミニウム合
金。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛を添加しない切
削性に優れたアルミニウム合金に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、切削性に優れたアルミニウム合金
としては、ＪＩＳ２０１１合金や６２６２合金等の鉛を
添加した合金が使用されてきた。しかし、近年環境問題
に対する配慮の観点から、鉛を添加しない、かつ、切削
性に優れたアルミニウム合金が要求されるようになっ
た。ところで６２６２合金（Ｐｂ−Ｂｉ添加）の代替と
して、Ｓｎ−Ｂｉ添加合金が提案されているが、切粉分
断性はＰｂ−Ｂｉ添加材には及ばなかった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明はＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金において、鉛を添加しなくても、Ｐｂ添加材
と同等以上の切削性を有するアルミニウム合金の提供を
目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の手段
によって達成された。すなわち本発明は （１）Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．２〜
２．０ｍａｓｓ％を含有し、さらにＳｎもしくはＢｉの
いずれか１種以上の元素を総量で０．５〜２．５ｍａｓ
ｓ％含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とから
なるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であって、Ｍｇ／Ｓｉ比が
質量比で１．７３以下であることを特徴とするアルミニ
ウム合金を提供するものである。本発明で鉛を添加しな
いとは、地金に鉛を添加しないという意味であり、具体
的には鉛の含有量が０．０５ｍａｓｓ％以下であること
をいう。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム合金におい
てＭｇ、Ｓｉ添加は、Ｍｇ２Ｓｉ等の化合物として強度
向上に寄与すると考えられる。下限未満ではその効果が
小さく、上限を超えると押出性等の加工性が低下する。
Ｓｎ、Ｂｉの低融点元素の添加は、切粉分断性を向上さ
せる。すなわち、Ｓｎ、Ｂｉはアルミニウムにほとんど
固溶しないため、化合物として存在する。この化合物
が、切削や孔空け等の刃先での加工発熱により溶融し、
切粉にノッチができるため、切粉分断性が向上すると考
えられる。融点は、単体Ｓｎ２３２℃、単体Ｂｉ２７１
℃だが、Ｓｎ−Ｂｉ化合物となると１３９℃に低下する
ため、その効果は大きい。よって、Ｓｎ、Ｂｉの両者添
加が望ましく、共晶組成となる質量比でのＳｎ：Ｂｉ＝
４３：５７近傍での添加が望ましい。下限未満ではその
効果が小さく、上限を超えると粒界腐食が発生し耐食性
が低下する。 【０００６】しかし、Ｓｎ−Ｂｉ添加材の切粉分断性
は、Ｐｂ−Ｂｉ添加材よりも劣った。その理由について
鋭意検討の結果、以下のことが判明した。すなわち、従
来の６２６２合金ではＰｂ−Ｂｉ化合物を形成し易い
が、Ｓｎ、ＢｉはＭｇとの反応性が高いため、Ｓｎ−Ｂ
ｉ化合物に比べ、Ｍｇ−Ｓｎ、Ｍｇ−Ｂｉ、Ｍｇ−Ｓｎ
−Ｂｉ等の化合物を形成し易くなる。融点は、Ｍｇ−Ｓ
ｎ７７１℃、Ｍｇ−Ｂｉ８２１℃と著しく高くなり、切
粉分断性が低下する。そこで、ＭｇをＭｇ２Ｓｉ化合物
のバランス組成（Ｍｇ／Ｓｉ質量比＝１．７３）以下、
すなわちＳｉ過剰サイドとし、上記のＭｇ−Ｓｎ、Ｍｇ
−Ｂｉ、Ｍｇ−Ｓｎ−Ｂｉ等の化合物を形成し難くす
る。これにより、Ｓｎ、ＢｉはＳｎ−Ｂｉ化合物を形成
し易くなり、本来の低融点元素としての効果を発揮す
る。さらに好ましくは、Ｓｉ過剰量が０．１ｍａｓｓ％
以上、すなわち、Ｓｉ ｍａｓｓ％−（Ｍｇ ｍａｓｓ％
／１．７３）≧０．１ｍａｓｓ％を満たす場合であり、
切削性はより向上する。なお、ここでのｍａｓｓ％は合
金中の各成分の含有量である。 【０００７】なお、本合金は、Ｆｅ１．０ｍａｓｓ％以
下、Ｎｉ１．０ｍａｓｓ％以下のうちの１種または２種
を含んでも良いし、Ｃｕ０．１〜２．０ｍａｓｓ％を含
んでも良いし、Ｃｒ０．０２〜０．４ｍａｓｓ％、Ｚｒ
０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．０５〜１．４
ｍａｓｓ％のうちの１種または２種以上を含んでも良い
し、Ｚｎ３．０ｍａｓｓ％以下を含んでも良いし、Ｔｉ
１．５ｍａｓｓ％以下を含んでも良い。その他の元素に
ついても、特に規定するものではない。 【０００８】Ｆｅ、Ｎｉ添加は、化合物を形成し、切粉
分断性が向上する。多すぎると粗大化合物を形成し易
く、強度低下や靭性低下を招く。Ｃｕ添加は、強度が向
上するため、切粉分断性も向上する。少なすぎるとその
効果が小さく、多すぎると耐食性が低下する。Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｍｎ添加は、再結晶粒を微細にし、強度向上、靭性
向上に効果がある。少なすぎるとその効果が不十分であ
り、多すぎると粗大化合物を形成し強度低下や靭性低下
を招く。Ｚｎ添加は、耐食性を向上させる。多すぎる
と、腐食減量が多くなり耐食性が劣化する。Ｔｉ添加
は、鋳造組織を微細化し、強度向上、靭性向上する。多
すぎると粗大化合物を形成し、強度低下、靭性低下を招
く。 【０００９】なお、本合金では、製造条件や調質は特に
制限はない。通常の製造条件で、用途に合った調質を選
択すれば良い。例えば、熱間加工上がりのＴ１でも良い
し、溶体化・人工時効を施したＴ６でも良いし、溶体化
・冷間加工・人工時効を施したＴ８でも良い。なお、強
度が大きい方が切粉分断性は優れるため、溶体化後に冷
間加工や人工時効を施すＴ３、Ｔ８、Ｔ６、Ｔ９等の調
質が望ましい。 【００１０】 【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。表１に示す組成の合金を溶解し、直径２２０ｍ
ｍの鋳塊を得た。この鋳塊に５５０℃で６時間の均質化
処理を施し、４００℃での押出により直径１２ｍｍの押
出丸棒とした。次いで、５３０℃で２時間の溶体化の
後、直ちに水焼入れし、さらに１８０℃で８時間の人工
時効を施した。これらの丸棒を用いて、外削による切削
試験を行なった。切削条件は、回転数５０００ｒｐｍ、
切込み量２ｍｍ、送り量０．１ｍｍ／ｒｅｖ．である。
切粉分断性は、切粉１００個当たりの質量で評価した。
評価水準は、Ａは４ｇ以下、Ｂは４ｇを越え８ｇ以下、
Ｃは８ｇを越え３０g以下、Ｄは３０ｇより大とした。
表１から明らかなように、比較例試料１１、１２と従来
例の試料６０６１は鉛を含まず、切削性が劣る。従来例
の試料６２６２は鉛を含有し、切削性が優れる。これに
対し鉛を添加しない本発明の合金材試料１〜１０は、従
来例であるＰｂ添加材と同等以上の切粉分断性を有し、
Ｓｎ、Ｂｉの同時添加材で切粉分断性が特に優れる。 【００１１】 【表１】 【００１２】 【発明の効果】本発明合金は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
において鉛を添加しなくても、Ｓｎ、Ｂｉの１種以上を
添加し、Ｍｇ／Ｓｉ比を質量比で１．７３以下とするこ
とにより、Ｐｂ添加材と同等以上の切削性を有する。
削性に優れたアルミニウム合金に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、切削性に優れたアルミニウム合金
としては、ＪＩＳ２０１１合金や６２６２合金等の鉛を
添加した合金が使用されてきた。しかし、近年環境問題
に対する配慮の観点から、鉛を添加しない、かつ、切削
性に優れたアルミニウム合金が要求されるようになっ
た。ところで６２６２合金（Ｐｂ−Ｂｉ添加）の代替と
して、Ｓｎ−Ｂｉ添加合金が提案されているが、切粉分
断性はＰｂ−Ｂｉ添加材には及ばなかった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明はＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金において、鉛を添加しなくても、Ｐｂ添加材
と同等以上の切削性を有するアルミニウム合金の提供を
目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の手段
によって達成された。すなわち本発明は （１）Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．２〜
２．０ｍａｓｓ％を含有し、さらにＳｎもしくはＢｉの
いずれか１種以上の元素を総量で０．５〜２．５ｍａｓ
ｓ％含み、残部がアルミニウムと不可避的不純物とから
なるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であって、Ｍｇ／Ｓｉ比が
質量比で１．７３以下であることを特徴とするアルミニ
ウム合金を提供するものである。本発明で鉛を添加しな
いとは、地金に鉛を添加しないという意味であり、具体
的には鉛の含有量が０．０５ｍａｓｓ％以下であること
をいう。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム合金におい
てＭｇ、Ｓｉ添加は、Ｍｇ２Ｓｉ等の化合物として強度
向上に寄与すると考えられる。下限未満ではその効果が
小さく、上限を超えると押出性等の加工性が低下する。
Ｓｎ、Ｂｉの低融点元素の添加は、切粉分断性を向上さ
せる。すなわち、Ｓｎ、Ｂｉはアルミニウムにほとんど
固溶しないため、化合物として存在する。この化合物
が、切削や孔空け等の刃先での加工発熱により溶融し、
切粉にノッチができるため、切粉分断性が向上すると考
えられる。融点は、単体Ｓｎ２３２℃、単体Ｂｉ２７１
℃だが、Ｓｎ−Ｂｉ化合物となると１３９℃に低下する
ため、その効果は大きい。よって、Ｓｎ、Ｂｉの両者添
加が望ましく、共晶組成となる質量比でのＳｎ：Ｂｉ＝
４３：５７近傍での添加が望ましい。下限未満ではその
効果が小さく、上限を超えると粒界腐食が発生し耐食性
が低下する。 【０００６】しかし、Ｓｎ−Ｂｉ添加材の切粉分断性
は、Ｐｂ−Ｂｉ添加材よりも劣った。その理由について
鋭意検討の結果、以下のことが判明した。すなわち、従
来の６２６２合金ではＰｂ−Ｂｉ化合物を形成し易い
が、Ｓｎ、ＢｉはＭｇとの反応性が高いため、Ｓｎ−Ｂ
ｉ化合物に比べ、Ｍｇ−Ｓｎ、Ｍｇ−Ｂｉ、Ｍｇ−Ｓｎ
−Ｂｉ等の化合物を形成し易くなる。融点は、Ｍｇ−Ｓ
ｎ７７１℃、Ｍｇ−Ｂｉ８２１℃と著しく高くなり、切
粉分断性が低下する。そこで、ＭｇをＭｇ２Ｓｉ化合物
のバランス組成（Ｍｇ／Ｓｉ質量比＝１．７３）以下、
すなわちＳｉ過剰サイドとし、上記のＭｇ−Ｓｎ、Ｍｇ
−Ｂｉ、Ｍｇ−Ｓｎ−Ｂｉ等の化合物を形成し難くす
る。これにより、Ｓｎ、ＢｉはＳｎ−Ｂｉ化合物を形成
し易くなり、本来の低融点元素としての効果を発揮す
る。さらに好ましくは、Ｓｉ過剰量が０．１ｍａｓｓ％
以上、すなわち、Ｓｉ ｍａｓｓ％−（Ｍｇ ｍａｓｓ％
／１．７３）≧０．１ｍａｓｓ％を満たす場合であり、
切削性はより向上する。なお、ここでのｍａｓｓ％は合
金中の各成分の含有量である。 【０００７】なお、本合金は、Ｆｅ１．０ｍａｓｓ％以
下、Ｎｉ１．０ｍａｓｓ％以下のうちの１種または２種
を含んでも良いし、Ｃｕ０．１〜２．０ｍａｓｓ％を含
んでも良いし、Ｃｒ０．０２〜０．４ｍａｓｓ％、Ｚｒ
０．０２〜０．２５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．０５〜１．４
ｍａｓｓ％のうちの１種または２種以上を含んでも良い
し、Ｚｎ３．０ｍａｓｓ％以下を含んでも良いし、Ｔｉ
１．５ｍａｓｓ％以下を含んでも良い。その他の元素に
ついても、特に規定するものではない。 【０００８】Ｆｅ、Ｎｉ添加は、化合物を形成し、切粉
分断性が向上する。多すぎると粗大化合物を形成し易
く、強度低下や靭性低下を招く。Ｃｕ添加は、強度が向
上するため、切粉分断性も向上する。少なすぎるとその
効果が小さく、多すぎると耐食性が低下する。Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｍｎ添加は、再結晶粒を微細にし、強度向上、靭性
向上に効果がある。少なすぎるとその効果が不十分であ
り、多すぎると粗大化合物を形成し強度低下や靭性低下
を招く。Ｚｎ添加は、耐食性を向上させる。多すぎる
と、腐食減量が多くなり耐食性が劣化する。Ｔｉ添加
は、鋳造組織を微細化し、強度向上、靭性向上する。多
すぎると粗大化合物を形成し、強度低下、靭性低下を招
く。 【０００９】なお、本合金では、製造条件や調質は特に
制限はない。通常の製造条件で、用途に合った調質を選
択すれば良い。例えば、熱間加工上がりのＴ１でも良い
し、溶体化・人工時効を施したＴ６でも良いし、溶体化
・冷間加工・人工時効を施したＴ８でも良い。なお、強
度が大きい方が切粉分断性は優れるため、溶体化後に冷
間加工や人工時効を施すＴ３、Ｔ８、Ｔ６、Ｔ９等の調
質が望ましい。 【００１０】 【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。表１に示す組成の合金を溶解し、直径２２０ｍ
ｍの鋳塊を得た。この鋳塊に５５０℃で６時間の均質化
処理を施し、４００℃での押出により直径１２ｍｍの押
出丸棒とした。次いで、５３０℃で２時間の溶体化の
後、直ちに水焼入れし、さらに１８０℃で８時間の人工
時効を施した。これらの丸棒を用いて、外削による切削
試験を行なった。切削条件は、回転数５０００ｒｐｍ、
切込み量２ｍｍ、送り量０．１ｍｍ／ｒｅｖ．である。
切粉分断性は、切粉１００個当たりの質量で評価した。
評価水準は、Ａは４ｇ以下、Ｂは４ｇを越え８ｇ以下、
Ｃは８ｇを越え３０g以下、Ｄは３０ｇより大とした。
表１から明らかなように、比較例試料１１、１２と従来
例の試料６０６１は鉛を含まず、切削性が劣る。従来例
の試料６２６２は鉛を含有し、切削性が優れる。これに
対し鉛を添加しない本発明の合金材試料１〜１０は、従
来例であるＰｂ添加材と同等以上の切粉分断性を有し、
Ｓｎ、Ｂｉの同時添加材で切粉分断性が特に優れる。 【００１１】 【表１】 【００１２】 【発明の効果】本発明合金は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
において鉛を添加しなくても、Ｓｎ、Ｂｉの１種以上を
添加し、Ｍｇ／Ｓｉ比を質量比で１．７３以下とするこ
とにより、Ｐｂ添加材と同等以上の切削性を有する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ
０．２〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、さらにＳｎもしく
はＢｉのいずれか１種以上の元素を総量で０．５〜２．
５ｍａｓｓ％含み、残部がアルミニウムと不可避的不純
物とからなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であって、Ｍｇ／
Ｓｉ比が質量比で１．７３以下であることを特徴とする
アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314398A JP2003119537A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 切削性に優れたアルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314398A JP2003119537A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 切削性に優れたアルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003119537A true JP2003119537A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19132721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001314398A Pending JP2003119537A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 切削性に優れたアルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003119537A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008144213A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Furukawa Sky Kk | Ｏｈ基を含むアルコール液に対する耐食性に優れた快削アルミニウム合金押出材 |
| DE102010007664A1 (de) * | 2009-03-03 | 2010-09-09 | Dongyang Gangchul Co., Ltd. | Al-Si-Mg-Legierung und Verfahren zur Herstellung derselben |
| WO2015144303A3 (fr) * | 2014-03-24 | 2016-06-02 | Constellium Extrusion Decin S.R.O. | Produit filé en alliage 6xxx apte au décolletage et présentant une faible rugosité après anodisation |
| JP7323668B1 (ja) | 2022-03-29 | 2023-08-08 | 株式会社Uacj | 切削加工用アルミニウム合金押出材、ブレージングシート屑のリサイクル方法、及びアルミニウム合金押出材の製造方法 |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001314398A patent/JP2003119537A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008144213A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Furukawa Sky Kk | Ｏｈ基を含むアルコール液に対する耐食性に優れた快削アルミニウム合金押出材 |
| DE102010007664A1 (de) * | 2009-03-03 | 2010-09-09 | Dongyang Gangchul Co., Ltd. | Al-Si-Mg-Legierung und Verfahren zur Herstellung derselben |
| WO2015144303A3 (fr) * | 2014-03-24 | 2016-06-02 | Constellium Extrusion Decin S.R.O. | Produit filé en alliage 6xxx apte au décolletage et présentant une faible rugosité après anodisation |
| JP7323668B1 (ja) | 2022-03-29 | 2023-08-08 | 株式会社Uacj | 切削加工用アルミニウム合金押出材、ブレージングシート屑のリサイクル方法、及びアルミニウム合金押出材の製造方法 |
| JP2023146389A (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-12 | 株式会社Uacj | 切削加工用アルミニウム合金押出材、ブレージングシート屑のリサイクル方法、及びアルミニウム合金押出材の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060703 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060822 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061219 |