JP2010534766A - 向上した機械的強度を有するＡｌ−Ｍｎアルミニウム合金製の押出製品 - Google Patents
向上した機械的強度を有するＡｌ−Ｍｎアルミニウム合金製の押出製品 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、Ｓｉ＜０．３０、Ｆｅ：＜０．３０、Ｃｕ＜０．０５、Ｍｎ：０．５〜１．２、Ｍｇ：０．５〜１．０、Ｚｎ＜０．２０、Ｃｒ：０．１０〜０．３０、Ｔｉ＜０．０５、Ｚｒ＜０．０５、Ｎｉ＜０．０５、その他がそれぞれ＜０．０５かつ全体で＜０．１５、残りがアルミニウムという組成（重量％）による合金製の押出製品、とりわけ管を目的としている。また、本発明は、この組成の押出管の製造方法も目的としており、該方法は、ビレットの鋳造、場合によっては該ビレットの均質化、管の押出、一回または複数回のこの管の引抜、そして１０秒未満の温度上昇による、３５０℃と５００℃の間に含まれる温度での連続焼鈍しを含んでいる。本発明による管は、ＣＯ2を冷媒ガスとして用いる自動車車両の室内空間の空調システムに好適に用いられる。
【選択図】なし
【選択図】なし
Description
本発明は、向上した機械的強度を有するＡｌ−Ｍｎアルミニウム合金（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの名称にしたがった３０００系）製の押出製品、とりわけ自動車製造用の搬送管あるいは熱交換器を目的とした管に関するものである。
今日では、フランスで販売されている４台中３台の車両が空調を装備している。
２０２０年には、１０台中９台の車両が空調付となるだろう。
自動車の空調は、二つの主要な理由のために気候変動に対して無視できない影響を与えている。
第一の理由は、空調が使う燃料の過剰消費である。
この第一の理由は、車両のタイプおよびその使用の仕方によっても大きく左右されるが、平均で消費量の７％だと算定される。
第二の理由は、冷媒の損失に関連している。
現状で一般的に用いられている冷媒（ＨＦＣ−Ｒ１３４ａ、ＣＨ2 ＦＣＦ3）は、同質量の二酸化炭素（ＣＯ2）よりも温室効果に関する影響がおよそ１４００倍大きく、一般に、各車両が、毎年冷却ループの容量の三分の一（約９００ｇ）を失うことが容認されている。
２０２０年には、１０台中９台の車両が空調付となるだろう。
自動車の空調は、二つの主要な理由のために気候変動に対して無視できない影響を与えている。
第一の理由は、空調が使う燃料の過剰消費である。
この第一の理由は、車両のタイプおよびその使用の仕方によっても大きく左右されるが、平均で消費量の７％だと算定される。
第二の理由は、冷媒の損失に関連している。
現状で一般的に用いられている冷媒（ＨＦＣ−Ｒ１３４ａ、ＣＨ2 ＦＣＦ3）は、同質量の二酸化炭素（ＣＯ2）よりも温室効果に関する影響がおよそ１４００倍大きく、一般に、各車両が、毎年冷却ループの容量の三分の一（約９００ｇ）を失うことが容認されている。
現在、空調システム用にハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）をＣＯ2に交替することに関係した多くの研究が行われている。
ＣＯ2は、温室効果ガスではあるが、ＨＦＣよりも与える影響がかなり小さく、このことによって、漏れに関連する放出の害を減少させることができる。
ＣＯ2は、温室効果ガスではあるが、ＨＦＣよりも与える影響がかなり小さく、このことによって、漏れに関連する放出の害を減少させることができる。
冷媒ガスとしてＣＯ2を用いるエアコンの作動は、ガスの圧縮と膨張に基づいている。
コンプレッサーがＣＯ2を高圧となるように圧縮し、ＣＯ2は続いてガス冷却器（従来的にはコンデンサと呼ばれたものであるが、該冷却器において、冷媒がＣＯ2であるとき、凝縮は起こらない）、そして、内部熱交換器（低圧区域との熱交換を可能にする）に入る。
次に、ＣＯ2は気体のまま膨張弁に入り、該膨張弁から、蒸発器を通って車両室内空間の冷却を可能にする液体が出てくる。
次に、低圧ガスは蓄積した後、内部熱交換器内を循環し、新たなサイクル用に再びコンプレッサーに戻る。
アルミニウム製の押出製品は、熱交換器（ガス冷却器、蒸発器）の製造および／または、冷媒が冷却流路のさまざまな構成要素の間を循環できるようにする搬送管の製作のために用いることができる。
コンプレッサーがＣＯ2を高圧となるように圧縮し、ＣＯ2は続いてガス冷却器（従来的にはコンデンサと呼ばれたものであるが、該冷却器において、冷媒がＣＯ2であるとき、凝縮は起こらない）、そして、内部熱交換器（低圧区域との熱交換を可能にする）に入る。
次に、ＣＯ2は気体のまま膨張弁に入り、該膨張弁から、蒸発器を通って車両室内空間の冷却を可能にする液体が出てくる。
次に、低圧ガスは蓄積した後、内部熱交換器内を循環し、新たなサイクル用に再びコンプレッサーに戻る。
アルミニウム製の押出製品は、熱交換器（ガス冷却器、蒸発器）の製造および／または、冷媒が冷却流路のさまざまな構成要素の間を循環できるようにする搬送管の製作のために用いることができる。
冷媒としてのＣＯ2の利用は、用いられることになる圧力のために難しい。
実際、ＣＯ2の臨界温度は、ＨＦＣ−１３４ａよりも低く、臨界圧力は高いため、流路内の高圧部分であれ低圧部分であれ、空調システムは現状で用いられている圧力および温度よりも高い圧力および高い温度で作動することを余儀なくされる。
したがって、空調用の流路で用いられる材料は、製造、成形、組立および耐腐食性という点で少なくとも同等の性能を維持しながら、現状の材料よりも強度のあるものでなければならない。
良好な冷却効率のためには、ＣＯ2は、およそ１００バールから２００バールの高圧に圧縮される必要がある。
したがって、冷媒としてのＣＯ2の利用を可能にするためには、搬送管は、１３０〜１７０℃という高温に対して、２００バールという使用圧力に耐えることができなければならず、これは、６０℃でおよそ５バールという現状の条件に比べて高い。
実際、ＣＯ2の臨界温度は、ＨＦＣ−１３４ａよりも低く、臨界圧力は高いため、流路内の高圧部分であれ低圧部分であれ、空調システムは現状で用いられている圧力および温度よりも高い圧力および高い温度で作動することを余儀なくされる。
したがって、空調用の流路で用いられる材料は、製造、成形、組立および耐腐食性という点で少なくとも同等の性能を維持しながら、現状の材料よりも強度のあるものでなければならない。
良好な冷却効率のためには、ＣＯ2は、およそ１００バールから２００バールの高圧に圧縮される必要がある。
したがって、冷媒としてのＣＯ2の利用を可能にするためには、搬送管は、１３０〜１７０℃という高温に対して、２００バールという使用圧力に耐えることができなければならず、これは、６０℃でおよそ５バールという現状の条件に比べて高い。
冷媒ガスとしてＣＯ2を用いる空調システムの熱交換器（ガス冷却器、蒸発器）用扁平管を製作するために合金が提案されてきている。
特開２００５−０６８５５７号公報は、
Ｍｎ：０．８〜２、Ｃｕ：０．２２〜０．６、Ｔｉ：０．０１〜０．２、Ｆｅ：０．０１〜０．４、Ｚｎ≦０．２、Ｓｎ≦０．０１８、Ｉｎ≦０．０２、
という組成（重量％）の合金を記載している。
Ｍｎ：０．８〜２、Ｃｕ：０．２２〜０．６、Ｔｉ：０．０１〜０．２、Ｆｅ：０．０１〜０．４、Ｚｎ≦０．２、Ｓｎ≦０．０１８、Ｉｎ≦０．０２、
という組成（重量％）の合金を記載している。
特開２００７−０７０６９９号公報は、
Ｓｉ：０．３１〜０．７、Ｆｅ：０．３〜０．６、Ｍｎ：０．０１〜０．４、そして選択的にＴｉ：０．０１〜０．３、Ｚｒ：０．０５〜０．３、Ｃｒ：０．０５〜０．３、
という組成（重量％）の合金を記載している。
Ｓｉ：０．３１〜０．７、Ｆｅ：０．３〜０．６、Ｍｎ：０．０１〜０．４、そして選択的にＴｉ：０．０１〜０．３、Ｚｒ：０．０５〜０．３、Ｃｒ：０．０５〜０．３、
という組成（重量％）の合金を記載している。
これらの合金が、特に搬送管を目的とする管に要求される硬度性能のいくつかを達成することを可能にするとは考えられない。
また、従来的な冷媒ガスを用いる空調用の管を製作するための、３ＸＸＸ系の複数の合金が知られている。
Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｍｅｔａｌｓによる国際公開第９７／４６７２６号パンフレットは、Ｘ３０３０という名称で知られている、
Ｍｎ：０．１〜０．５、Ｃｕ＜０．０３、Ｍｇ＜０．０１、Ｚｎ：０．０６〜１．０、Ｓｉ：０．０５〜０．１２、Ｆｅ＜０．５０、Ｔｉ：０．０３〜０．３０、Ｃｒ＜０．５０、残りがアルミニウムという組成（重量％）の合金に関するものである。
ＺｎとＴｉの添加は、耐腐食性の向上に貢献する。
Ｃｒは、好ましくは０．２０％未満に維持される。
Ｍｎ：０．１〜０．５、Ｃｕ＜０．０３、Ｍｇ＜０．０１、Ｚｎ：０．０６〜１．０、Ｓｉ：０．０５〜０．１２、Ｆｅ＜０．５０、Ｔｉ：０．０３〜０．３０、Ｃｒ＜０．５０、残りがアルミニウムという組成（重量％）の合金に関するものである。
ＺｎとＴｉの添加は、耐腐食性の向上に貢献する。
Ｃｒは、好ましくは０．２０％未満に維持される。
同社による国際公開第９９／１８２５０号パンフレットは、Ｘ３０２０と呼ばれる合金に関するものであり、該合金は、Ｍｇ（１％まで）およびＺｒ（０．３０％まで）の添加によってＸ３０３０より優れた成形性を有している。
Ｃｒは、好ましくは０．０２％未満、さらには０．０１％未満に維持され、Ｔｉは好ましくは０．１２％より高く、Ｚｎは０．１％より高く維持される。
Ｃｒは、好ましくは０．０２％未満、さらには０．０１％未満に維持され、Ｔｉは好ましくは０．１２％より高く、Ｚｎは０．１％より高く維持される。
Ｎｏｒｓｋ Ｈｙｄｒｏによる国際公開第００／５０６５６号パンフレットは、Ｓｉ：０．０５〜０．１５、Ｆｅ：０．０６〜０．３５、Ｃｕ＜０．１０、Ｍｎ：０．０１〜１．０、Ｍｇ：０．０２〜０．６０、Ｃｒ＜０．２５、Ｚｎ：０．０５〜０．７０、Ｔｉ＜０．２５、Ｚｒ＜０．２０という組成の合金に関するものである。
Ｃｒは、好ましくは０．１５％未満に維持され、その他の合金屑のリサイクルという理由でのみ認められている。
Ｚｎは、好ましくは０．１％より高く維持される。
Ｚｎは、好ましくは０．１％より高く維持される。
本出願人による国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットは、Ｓｉ＜０．３０、Ｆｅ：０．２０〜０．５０、Ｃｕ＜０．０５、Ｍｎ：０．５〜１．２、Ｍｇ＜０．０５、Ｚｎ＜０．５０、Ｃｒ：０．１０〜０．３０、Ｔｉ＜０．０５、Ｚｒ＜０．０５という組成による向上した耐腐食性を有する合金に関するものである。
本発明が応えようとする問題は、高圧に耐えることができ、特に１３０℃から１７０℃の間に含まれる使用温度について高圧に対して耐えられ、製造、成形、組立および耐腐食性という点で、現状の製品以上に優れた性能を有する、向上した機械的強度を持つ３ＸＸＸ合金でできた押出製品を製作することである。
本発明は、
Ｓｉ＜０．３０、Ｆｅ＜０．３０、Ｃｕ＜０．０５、Ｍｎ：０．５〜１．２、Ｍｇ：０．５〜１．０、Ｚｎ＜０．２０、Ｃｒ：０．１０〜０．３０、Ｔｉ＜０．０５、Ｚｒ＜０．０５、Ｎｉ＜０．０５、その他がそれぞれ＜０．０５かつ全体で＜０．１５、残りがアルミニウムという組成（重量％）による合金製の押出製品、とりわけ引抜管を目的としている。
Ｓｉ＜０．３０、Ｆｅ＜０．３０、Ｃｕ＜０．０５、Ｍｎ：０．５〜１．２、Ｍｇ：０．５〜１．０、Ｚｎ＜０．２０、Ｃｒ：０．１０〜０．３０、Ｔｉ＜０．０５、Ｚｒ＜０．０５、Ｎｉ＜０．０５、その他がそれぞれ＜０．０５かつ全体で＜０．１５、残りがアルミニウムという組成（重量％）による合金製の押出製品、とりわけ引抜管を目的としている。
好ましい含有量（重量％）は、Ｓｉ：０．０５〜０．１５、Ｆｅ：０．０５〜０．２５、Ｃｕ＜０．０１、Ｍｎ：０．９〜１．１、Ｍｇ：０．６〜０．９、Ｚｎ＜０．０５、Ｃｒ：０．１５〜０．２５、Ｔｉ＜０．０４、Ｚｒ＜０．０４、Ｎｉ＜０．０１である。
また、本発明は、本発明による合金製の押出管の製造方法も目的としており、該方法は、ビレットの鋳造、場合によっては、このビレットの均質化と、管の押出、一回または複数回のこの管の引抜、そして１０ｓ未満の温度上昇を伴う、３５０℃と５００℃の間に含まれる温度での連続焼鈍しを含んでいる。
さらに、本発明のもう一つの目的は、自動車車両の製造における本発明による押出製品の使用法である。
反する言及がない限り、合金の化学組成に関するすべての指示は、質量パーセントで表示する。
合金の名称は、当業者によって知られているＴｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの規則ならびに規格ＥＮ５７３−１にしたがう。
金属の状態は、欧州規格ＥＮ５１５で定義されている。
規格化されたアルミニウム合金の化学組成は、たとえば規格ＥＮ５７３−３で定義されている。
反する言及がない限り、静的な機械的特性、すなわち破断強度Ｒm、弾性限界Ｒp0.2、破断伸びＡは、規格ＥＮ１０００２−１およびＥＮ７５４−２にしたがった引っ張り試験で判定される。
「押出製品」という用語には、「引抜」と呼ばれる製品、すなわち押出に続く引抜によって加工された製品も含まれる。
合金の名称は、当業者によって知られているＴｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの規則ならびに規格ＥＮ５７３−１にしたがう。
金属の状態は、欧州規格ＥＮ５１５で定義されている。
規格化されたアルミニウム合金の化学組成は、たとえば規格ＥＮ５７３−３で定義されている。
反する言及がない限り、静的な機械的特性、すなわち破断強度Ｒm、弾性限界Ｒp0.2、破断伸びＡは、規格ＥＮ１０００２−１およびＥＮ７５４−２にしたがった引っ張り試験で判定される。
「押出製品」という用語には、「引抜」と呼ばれる製品、すなわち押出に続く引抜によって加工された製品も含まれる。
反する言及がない限り、欧州規格ＥＮ１２２５８−１の定義が適用される。
本発明による３ＸＸＸ系の合金は、比較的高いマグネシウム含有量と、不純物レベルにまで減少された亜鉛含有量とを備えている。
耐腐食性を向上させるために、３ＸＸＸ系合金に亜鉛およびチタンを添加することを推奨する先行技術の教示とは逆に、本発明による合金は、不純物レベルにまで減少された亜鉛含有量とチタン含有量で、良好な腐食挙動を有している。
したがって、亜鉛含有量は、０．２０重量％未満、好ましくは０．０５重量％未満、より好ましくは０．０４重量％未満でなければならない。
同様に、チタン含有量は、０．０５重量％未満、好ましくは０．０４重量％未満、より好ましくは０．０３重量％未満でなければならない。
また、亜鉛およびチタンの低い含有量は、本発明による合金製の製品のリサイクルに関しても利点となっている。
耐腐食性を向上させるために、３ＸＸＸ系合金に亜鉛およびチタンを添加することを推奨する先行技術の教示とは逆に、本発明による合金は、不純物レベルにまで減少された亜鉛含有量とチタン含有量で、良好な腐食挙動を有している。
したがって、亜鉛含有量は、０．２０重量％未満、好ましくは０．０５重量％未満、より好ましくは０．０４重量％未満でなければならない。
同様に、チタン含有量は、０．０５重量％未満、好ましくは０．０４重量％未満、より好ましくは０．０３重量％未満でなければならない。
また、亜鉛およびチタンの低い含有量は、本発明による合金製の製品のリサイクルに関しても利点となっている。
マグネシウム含有量は、０．５重量％と１．０重量％の間、好ましくは０．６重量％と０．９重量％の間に含まれる。
少なくとも０．５重量％、より好ましくは、少なくとも０．６重量％の含有量でマグネシウムを添加することにより、非常に顕著に機械的強度を高めることが可能となる。
しかし、製品の満足できる鑞付け可能性ならびに押出に対する適性という点で優れた性能を保証するために、マグネシウム含有量は、最大でも１．０重量％、好ましくは０．９重量％に制限しなければならない。
少なくとも０．５重量％、より好ましくは、少なくとも０．６重量％の含有量でマグネシウムを添加することにより、非常に顕著に機械的強度を高めることが可能となる。
しかし、製品の満足できる鑞付け可能性ならびに押出に対する適性という点で優れた性能を保証するために、マグネシウム含有量は、最大でも１．０重量％、好ましくは０．９重量％に制限しなければならない。
０．１０重量％と０．３０重量％の間に含まれる濃度、好ましくは０．１５重量％と０．２５重量％の間に含まれる濃度のクロムを添加することによって、合金の耐腐食性を向上させることが可能となる。
マンガンは合金の主要成分であり、その添加は、０．５重量％と１．２重量％の間に含まれる濃度、好ましくは０．９重量％と１．１重量％の間に含まれる濃度で行なわれる。
鉄およびケイ素の含有量は、０．３０重量％未満でなければならない。
好適には、鉄含有量は最大でも０．２５重量％であり、ケイ素含有量は最大でも０．１５重量％である。
これらの元素の含有量が高過ぎれば、耐腐食性の低下につながる。
主としてリサイクルの経済的な理由により、ケイ素および鉄の含有量は少なくとも０．０５重量％であることが好ましい。
好適には、鉄含有量は最大でも０．２５重量％であり、ケイ素含有量は最大でも０．１５重量％である。
これらの元素の含有量が高過ぎれば、耐腐食性の低下につながる。
主としてリサイクルの経済的な理由により、ケイ素および鉄の含有量は少なくとも０．０５重量％であることが好ましい。
その他の元素の添加は、合金に有害な影響を与える可能性があり、したがって、その他の元素は、０．０５重量％未満、全体で０．１５重量％未満の含有量でなければならない。
特に、ジルコニウム、ニッケルまたは銅があることで、耐腐食特性を低下させる可能性があり、これらの元素の含有量は、０．０５重量％未満でなければならない。
好ましくは、ニッケルおよび銅の含有量は、０．０１重量％未満であり、ジルコニウム含有量は、０．０４重量％未満である。
特に、ジルコニウム、ニッケルまたは銅があることで、耐腐食特性を低下させる可能性があり、これらの元素の含有量は、０．０５重量％未満でなければならない。
好ましくは、ニッケルおよび銅の含有量は、０．０１重量％未満であり、ジルコニウム含有量は、０．０４重量％未満である。
押出製品、とりわけ管の製造方法は、指示した合金のビレットの鋳造、場合によってはビレットの均質化と、再加熱と、直線形の長さまたは環状をした管を得るための押出、選択的には、所望のサイズの製品とするための一回または複数回の引抜工程を含む。
次に、管は引抜されると、好適には、通過炉、好ましくは誘導炉における高速での進行による連続焼鈍しをすることができる。
押出製品の再加熱は非常に素早く、１０秒未満、好ましくは２秒未満であり、製品の流れる速度は、２０ｍ／ｍｎと２００ｍ／ｍｎの間に含まれる。
炉の温度は、３５０℃と５００℃の間に含まれる。
製品は、焼鈍しの後、機械的強度を高めるために、新たな引抜にかけることができる（状態Ｈ）。
次に、管は引抜されると、好適には、通過炉、好ましくは誘導炉における高速での進行による連続焼鈍しをすることができる。
押出製品の再加熱は非常に素早く、１０秒未満、好ましくは２秒未満であり、製品の流れる速度は、２０ｍ／ｍｎと２００ｍ／ｍｎの間に含まれる。
炉の温度は、３５０℃と５００℃の間に含まれる。
製品は、焼鈍しの後、機械的強度を高めるために、新たな引抜にかけることができる（状態Ｈ）。
この連続焼鈍しは、等軸細粒組織を有する微細構造を導き、インターセプト法で測定した平均の粒子サイズは、４０μｍ未満、典型的にはおよそ２５μｍである。
細かな粒子による微細構造は、機械的特性および管の耐腐食特性に関して特に好適である。
細かな粒子による微細構造は、機械的特性および管の耐腐食特性に関して特に好適である。
本発明による製品は、高い機械的強度を有する。
たとえば、状態Ｈ１２において、室温での破断強度は、同等のマンガン含有量を有する国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットによる製品と比べて、少なくとも４０％高くなる。
驚くべきことに、その利点は、高温で行った試験でより際立つ。
たとえば、状態Ｈ１２では、１７０℃での破断強度は、同等のマンガン含有量を有する国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットによる製品と比べて６０％近く高くなるのである。
特に、本発明による押出製品は、状態Ｈ１２において、室温では１５０ＭＰａを超え、１７０℃では１４０ＭＰａを超える破断強度Ｒmを有している。
さらに、本発明の好適な組成にしたがった押出製品は、状態Ｈ１２において、室温では１６０ＭＰａを超え、１７０℃では１５０ＭＰａを超える破断強度Ｒmを有している。
たとえば、状態Ｈ１２において、室温での破断強度は、同等のマンガン含有量を有する国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットによる製品と比べて、少なくとも４０％高くなる。
驚くべきことに、その利点は、高温で行った試験でより際立つ。
たとえば、状態Ｈ１２では、１７０℃での破断強度は、同等のマンガン含有量を有する国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットによる製品と比べて６０％近く高くなるのである。
特に、本発明による押出製品は、状態Ｈ１２において、室温では１５０ＭＰａを超え、１７０℃では１４０ＭＰａを超える破断強度Ｒmを有している。
さらに、本発明の好適な組成にしたがった押出製品は、状態Ｈ１２において、室温では１６０ＭＰａを超え、１７０℃では１５０ＭＰａを超える破断強度Ｒmを有している。
関係式Ｒp%＝（Ｒm−Ｒp0.2）／Ｒp0.2で定義される塑性の相対差Ｒp%によって、破断のない塑性変形に対する適性を評価することができる。
本発明による製品は、状態Ｈ１２において、国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットによる製品よりもわずかに低い室温での塑性の差を呈するが、驚くべきことに、１３０℃以上の試験温度については向上した塑性の相対差を呈する。
たとえば、状態Ｈ１２においては、本発明による製品で得られる塑性の相対差は、１４０℃の試験温度については５％を超える。
また、１３０℃での時効の後であっても、状態Ｈ１２における塑性の相対差は、５％を超えたままである。
また、本発明による製品は、腐食においても良好な性能を有している。
特に、本発明による製品は、規格ＡＳＴＭ Ｇ８５Ａ３によるＳＷＡＡＴタイプの塩水噴霧試験の際に、深い腐食穴を有することがない。
本発明による製品は、状態Ｈ１２において、国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットによる製品よりもわずかに低い室温での塑性の差を呈するが、驚くべきことに、１３０℃以上の試験温度については向上した塑性の相対差を呈する。
たとえば、状態Ｈ１２においては、本発明による製品で得られる塑性の相対差は、１４０℃の試験温度については５％を超える。
また、１３０℃での時効の後であっても、状態Ｈ１２における塑性の相対差は、５％を超えたままである。
また、本発明による製品は、腐食においても良好な性能を有している。
特に、本発明による製品は、規格ＡＳＴＭ Ｇ８５Ａ３によるＳＷＡＡＴタイプの塩水噴霧試験の際に、深い腐食穴を有することがない。
この好ましい結果は、少なくとも部分的には、ＭｇとＺｎが同時に存在する場合に形成される可能性があり、特に耐腐食性に悪影響を有する可能性のあるＭｇＺｎ2析出物がないことによると考えられる。
本発明による押出製品の好ましい形状は、単一の空洞しか備えていない円筒状の管である。
本発明による押出製品は、とりわけ自動車車両の製造における管として使用することができる。
特に、本発明による押出製品は、自動車用の、燃料、オイル、ブレーキ液または冷媒の搬送用管として、そして、エンジンの冷却システムおよび／または、特にＣＯ2を冷媒ガスとして用いるときには、自動車車両の室内空間の空調システムの熱交換器用の管として使用することができる。
本発明による管、とりわけ引抜管は、より詳細には、ＣＯ2を冷媒ガスとして用いる自動車車両の室内空間の空調システムで用いられる冷媒の搬送管のために、好ましくは単一の空洞しか備えていない円筒状の管の形状で用いるために特に適合化されている。
特に、本発明による押出製品は、自動車用の、燃料、オイル、ブレーキ液または冷媒の搬送用管として、そして、エンジンの冷却システムおよび／または、特にＣＯ2を冷媒ガスとして用いるときには、自動車車両の室内空間の空調システムの熱交換器用の管として使用することができる。
本発明による管、とりわけ引抜管は、より詳細には、ＣＯ2を冷媒ガスとして用いる自動車車両の室内空間の空調システムで用いられる冷媒の搬送管のために、好ましくは単一の空洞しか備えていない円筒状の管の形状で用いるために特に適合化されている。
Ａ〜Ｃに分類した３つの合金製のビレットを鋳造し、均質化した。
合金ＡおよびＢは、それぞれ合金ＡＡ３１３０の組成および先行技術の国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットによる合金の組成に対応している。
合金Ｃは、本発明にしたがっている。
合金の組成（重量％）は、表１に示している。
合金ＡおよびＢは、それぞれ合金ＡＡ３１３０の組成および先行技術の国際公開第０２／０５５７５０号パンフレットによる合金の組成に対応している。
合金Ｃは、本発明にしたがっている。
合金の組成（重量％）は、表１に示している。
ビレットを管の環状になるように押し出し、次に、直径１２ｍｍ、厚み１．２５ｍｍの管を得るために引抜を行った。
押出および引抜に対する適性に関して、三つの合金について、いかなる有意差も記録されなかった。
これらの環状物は、誘導炉において４７０℃に固定された温度、６０ｍ／ｍｎと１２０ｍ／ｍｎの間の通過速度で連続焼鈍しした。
次に、環状物は、規格ＥＮ５１５にしたがった状態Ｈ１２にするために、新たな引抜工程にかけられた。
３つの管サンプルについて、室温と、管ＢおよびＣについては、ＣＯ2を冷媒として用いる空調設備における管の使用条件をシミュレートするために、１４０℃および１７０℃で、破断強度Ｒm（ＭＰａ表示）および弾性限界Ｒp0.2（ＭＰａ表示）を測定した。
結果は、表２に示している。
押出および引抜に対する適性に関して、三つの合金について、いかなる有意差も記録されなかった。
これらの環状物は、誘導炉において４７０℃に固定された温度、６０ｍ／ｍｎと１２０ｍ／ｍｎの間の通過速度で連続焼鈍しした。
次に、環状物は、規格ＥＮ５１５にしたがった状態Ｈ１２にするために、新たな引抜工程にかけられた。
３つの管サンプルについて、室温と、管ＢおよびＣについては、ＣＯ2を冷媒として用いる空調設備における管の使用条件をシミュレートするために、１４０℃および１７０℃で、破断強度Ｒm（ＭＰａ表示）および弾性限界Ｒp0.2（ＭＰａ表示）を測定した。
結果は、表２に示している。
本発明による合金Ｃは、合金Ｂと比べて、室温で行われた試験については大幅に向上した機械的強度、１７０℃で行われた試験については、より一層向上した機械的強度となることが確認される。
たとえば、破断強度は、室温で約４０％、１７０℃では約６０％向上している。
少なくとも１４０℃で行った試験での塑性の差も大幅に向上し、１４０℃および１７０℃という温度について、合金Ｂに対する０％から合金Ｃに対する５％超に変化した。
たとえば、破断強度は、室温で約４０％、１７０℃では約６０％向上している。
少なくとも１４０℃で行った試験での塑性の差も大幅に向上し、１４０℃および１７０℃という温度について、合金Ｂに対する０％から合金Ｃに対する５％超に変化した。
合金Ｃの破断強度特性および弾性限界も、１３０℃での７２ｈにわたる時効と、１３０℃での１０００ｈにわたる時効の後に１３０℃で測定し、１６５℃での７２ｈにわたる時効と、１６５℃での１０００ｈにわたる時効の後に１６５℃で測定した。
比較のために、合金Ｂは最も厳しい条件においてのみ、つまり、１６５℃での１０００ｈの時効後に１６５℃で測定された条件でのみ特徴付けた。
結果は、表３に示している。
比較のために、合金Ｂは最も厳しい条件においてのみ、つまり、１６５℃での１０００ｈの時効後に１６５℃で測定された条件でのみ特徴付けた。
結果は、表３に示している。
本発明による合金Ｃは、時効後に、合金Ｂと比べて４０％高くなっているため、明らかに向上した破断強度と弾性限界という機械的特性を保持していることが確認される。
粒子の平均サイズを、３つの管サンプルについて、インターセプト法によって測定した。
結果は、表４に示している。
３つの合金で得られた管は、およそ２０μｍの等軸細粒を有している。
結果は、表４に示している。
３つの合金で得られた管は、およそ２０μｍの等軸細粒を有している。
耐腐食性を、規格ＡＳＴＭ Ｇ８５ Ａ３にしたがったＳＷＡＡＴ試験（Ｓｅａ Ｗａｔｅｒ Ａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ Ｔｅｓｔ）を用いて測定した。
測定は、各合金Ａ、ＢおよびＣの長さ２００ｍｍの３つの管に対し、４９℃の温度における５００サイクルの間について測定した。
試験の最後に、管を筐体から取り出し、腐食生成物を溶解するために、６８％に濃縮された硝酸溶液で洗浄した。
次に、各管について、偏向によって表面の穴の深さを光学的に測定し、最も深い５つの穴の深さの平均を計算した。
続いて３つの管について、得られた値の平均Ｐｍｏｙを計算した。
耐腐食性は、Ｐｍｏｙが小さければ、それだけ優れていることになる。
連続する５回のＳＷＡＡＴ試験の結果は、表５に示している。
記号「＊」の数は、試験した３つの管のロット中で穿孔された管の数を示している。
測定は、各合金Ａ、ＢおよびＣの長さ２００ｍｍの３つの管に対し、４９℃の温度における５００サイクルの間について測定した。
試験の最後に、管を筐体から取り出し、腐食生成物を溶解するために、６８％に濃縮された硝酸溶液で洗浄した。
次に、各管について、偏向によって表面の穴の深さを光学的に測定し、最も深い５つの穴の深さの平均を計算した。
続いて３つの管について、得られた値の平均Ｐｍｏｙを計算した。
耐腐食性は、Ｐｍｏｙが小さければ、それだけ優れていることになる。
連続する５回のＳＷＡＡＴ試験の結果は、表５に示している。
記号「＊」の数は、試験した３つの管のロット中で穿孔された管の数を示している。
本発明による合金Ｃが先行技術である合金Ｂと同等の耐腐食性を有し、合金Ａと比べて明らかに向上した耐腐食性を有することが確認される。
本発明の枠組みにおいて深い穴という用語が０．５ｍｍを超えるＰｍｏｙの値を意味するとすれば、合金Ｃは深い穴を有することがないのである。
本発明の枠組みにおいて深い穴という用語が０．５ｍｍを超えるＰｍｏｙの値を意味するとすれば、合金Ｃは深い穴を有することがないのである。
本発明による組成、とりわけＭｇの添加、Ｚｎがないことによって、合金Ｂと比べて機械的強度、特に１３０℃と１７０℃の間に含まれる温度に対する機械的強度を著しく向上させることを可能としながら、耐腐食性を犠牲にすることはない。
Claims (21)
- 押出製品、とりわけ引抜管であり、Ｓｉ＜０．３０、Ｆｅ：＜０．３０、Ｃｕ＜０．０５、Ｍｎ：０．５〜１．２、Ｍｇ：０．５〜１．０、Ｚｎ＜０．２０、Ｃｒ：０．１０〜０．３０、Ｔｉ＜０．０５、Ｚｒ＜０．０５、Ｎｉ＜０．０５、その他がそれぞれ＜０．０５かつ全体で＜０．１５、残りがアルミニウムという組成（重量％）による合金製の押出製品。
- Ｚｎ＜０．０５重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の製品。
- Ｔｉ＜０．０４重量％、好ましくはＴｉ＜０．０３重量％であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の製品。
- Ｍｎ：０．９〜１．１重量％であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の製品。
- Ｃｒ：０．１５〜０．２５重量％であることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載の製品。
- Ｍｇ：０．６〜０．９重量％であることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載の製品。
- Ｆｅ：０．０５〜０．２５重量％であることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の製品。
- Ｓｉ：０．０５〜０．１５重量％であることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の製品。
- Ｃｕ＜０．０１、Ｎｉ＜０．０１（重量％）であることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか一つに記載の製品。
- 粒子のサイズが４０μｍ未満であることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の押出製品。
- 状態Ｈ１２における破断強度Ｒmが、室温で１５０ＭＰａを超え、１７０℃で１４０ＭＰａを超えることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか一つに記載の押出製品。
- Ｓｉ：０．０５〜０．１５、Ｆｅ：０．０５〜０．２５、Ｃｕ＜０．０１、Ｍｎ：０．９〜１．１、Ｍｇ：０．６〜０．９、Ｚｎ：＜０．０５、Ｃｒ：０．１５〜０．２５、Ｔｉ＜０．０４、Ｚｒ＜０．０４、Ｎｉ＜０．０１という組成（重量％）の、請求項１１に記載の押出製品であり、状態Ｈ１２における破断強度Ｒmが室温で１６０ＭＰａを超え、１７０℃で１５０ＭＰａを超えることを特徴とする押出製品。
- 単一の空洞しか備えていない円筒状の管であることを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいずれか一つに記載の押出製品。
- 請求項１〜請求項１３のいずれか一つに記載の押出管の製造方法であり、ビレットの鋳造、場合によっては、このビレットの均質化、管の押出、一回または複数回のこの管の引抜、そして１０ｓ未満の温度上昇による、３５０℃と５００℃の間に含まれる温度での連続焼鈍しを含む製造方法。
- 温度の上昇が２ｓ未満で行われることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
- 焼鈍しが誘導炉で行われることを特徴とする、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
- 焼鈍しの後に引抜が続くことを特徴とする、請求項１４〜請求項１６のいずれか一つに記載の方法。
- 自動車車両の製造における請求項１〜請求項１３のいずれか一つに記載の押出製品の使用法。
- 燃料、オイル、ブレーキ液または冷媒の搬送用管としての、請求項１８に記載の使用法。
- エンジンの冷却システムおよび／またはＣＯ2が冷媒ガスとして用いられる自動車の室内空間の空調システムの熱交換器の管としての、請求項１８に記載の使用法。
- 冷媒ガスとしてＣＯ2を用いる室内空間の空調システムにおける冷媒の搬送管として、前記押出製品が単一の空洞しか備えていない円筒状の管の形状である、請求項１８に記載の使用法。
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