JP2018080355A - Aluminum alloy extrusion material - Google Patents

Aluminum alloy extrusion material Download PDF

Info

Publication number
JP2018080355A
JP2018080355A JP2016221824A JP2016221824A JP2018080355A JP 2018080355 A JP2018080355 A JP 2018080355A JP 2016221824 A JP2016221824 A JP 2016221824A JP 2016221824 A JP2016221824 A JP 2016221824A JP 2018080355 A JP2018080355 A JP 2018080355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
less
extrusion
extruded material
aluminum alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016221824A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
有賀 康博
Yasuhiro Ariga
康博 有賀
琢哉 高知
Takuya Kochi
琢哉 高知
孝太郎 豊武
Kotaro Toyotake
孝太郎 豊武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Shinko Metal Products Co Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Shinko Metal Products Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd, Shinko Metal Products Co Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2016221824A priority Critical patent/JP2018080355A/en
Priority to PCT/JP2017/039899 priority patent/WO2018088351A1/en
Publication of JP2018080355A publication Critical patent/JP2018080355A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/10Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a 7000 series aluminum alloy extrusion material capable of manufacturing a machine component having tensile strength after an artificial aging treatment of 800 MPa or more and total elongation of 5% or more.SOLUTION: There is provided an extrusion material containing Zn:8.0 to 14.0 mass%, Mg:2.0 to 4.0 mass%, Cu:0.5 to 2.0 mass%, Mn:0.2 to 1.5 mass%, Zr:0.05 to 0.3 mass% and the balance Al with inevitable impurities, and having average of circle equivalent diameter of intermetallic component measured by using SEM of 3.0 μm or less and the intermetallic compound with circle equivalent diameter of 3.0 μm or more of 4.0% or less by area percentage.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、アルミニウム合金からなる押出材に関するものである。より詳細には、7000系アルミニウム合金からなる押出材に関するものである。   The present invention relates to an extruded material made of an aluminum alloy. More specifically, the present invention relates to an extruded material made of a 7000 series aluminum alloy.

従来から、ボルトおよびナットのねじ部品、ならびにばね(スプリング)などの様々な機械部品用の素材としては、強度、耐食性および軽量性に優れたAl−Zn−Mg−Cu系アルミニウム合金(以下において、7000系アルミニウム合金と言うことがある)からなる押出材が用いられている。   Conventionally, as materials for various mechanical parts such as bolts and nuts, and springs (springs), Al-Zn-Mg-Cu-based aluminum alloys (in the following, excellent in strength, corrosion resistance and light weight) Extruded material made of 7000 series aluminum alloy is sometimes used.

7000系アルミニウム合金からなる押出材は高強度であり、押出後にT6調質することで、引張強さが700MPa以上であるものも、従来から種々提案されている。   Extruded materials made of a 7000 series aluminum alloy have high strength, and various types of materials having a tensile strength of 700 MPa or more have been conventionally proposed by T6 refining after extrusion.

例えば、特許文献1では、Zn含有量が8質量%を超えるような7000系アルミニウム合金の線棒押出材について、時効処理により引張強さ720MPaを超える強度が付与できることが開示されている。しかし、同文献に係る押出材では、粗大な再結晶粒層が生じるため、押出材を鍛造または転造等して大径ボルトに塑性加工(成形加工)する際に、割れが発生する原因となる。このため、塑性加工前に押出材表面(表層部)の粗大な再結晶粒層を除去することを必須としている。   For example, Patent Document 1 discloses that a wire rod extruded material of a 7000 series aluminum alloy having a Zn content exceeding 8 mass% can be given a strength exceeding a tensile strength of 720 MPa by aging treatment. However, in the extruded material according to the same document, a coarse recrystallized grain layer is generated. Therefore, when the extruded material is forged or rolled into a large-diameter bolt, the cause of cracking Become. For this reason, it is essential to remove the coarse recrystallized grain layer on the surface of the extruded material (surface layer portion) before plastic working.

これに対して、このような再結晶粒層自体を抑制しようとする試みも、従来から種々提案されている。例えば、特許文献2では、押出温度を480〜500℃の比較的低温として押出を行い、7000系アルミニウム合金押出材内部を繊維状組織とし、表層の再結晶層厚さを肉厚の10%以下とし、その再結晶粒径を150μm以下に制御することが開示されている。
しかし、特許文献2のように、押出温度を480〜500℃の比較的低温として押出を行っても、この温度域の押出では、やはり7000系アルミニウム合金は再結晶してしまうため、押出材の表層部および内部における再結晶化が避けがたく、再現性よく、引張強さで700MPa以上の強度を得ることができない場合があった。
In contrast, various attempts to suppress such a recrystallized grain layer have been proposed. For example, in Patent Document 2, extrusion is carried out at a relatively low extrusion temperature of 480 to 500 ° C., the inside of the extruded 7000 series aluminum alloy is made into a fibrous structure, and the recrystallized layer thickness of the surface layer is 10% or less of the wall thickness. And the recrystallized grain size is controlled to 150 μm or less.
However, even if extrusion is performed at a relatively low extrusion temperature of 480 to 500 ° C. as in Patent Document 2, the 7000 series aluminum alloy is also recrystallized in this temperature range extrusion. In some cases, recrystallization in the surface layer portion and inside is inevitable, and it is not possible to obtain a strength of 700 MPa or more with good reproducibility and tensile strength.

これに対して、特許文献3では、熱間静水圧押出によって7000系アルミニウム合金押出材を製造することが開示されている。当該押出材は、押出されたままの状態での、押出材の軸中心部を通る押出方向に平行な断面の組織として、押出材の表層部の再結晶粒の平均結晶粒径が100μm以下であるとともに、押出材軸中心部における結晶粒の半径方向の平均切片長さが35μm以下であり、かつ、押出方向の<111>方位の結晶粒の平均面積率が0.5以上1.0以下で、<001>方位の結晶粒の平均面積率と<111>方位の結晶粒の平均面積率との比、<001>/<111>が0.25以下であることが開示されている。   On the other hand, Patent Document 3 discloses manufacturing a 7000 series aluminum alloy extruded material by hot isostatic pressing. In the extruded material, the average crystal grain size of the recrystallized grains in the surface layer portion of the extruded material is 100 μm or less as a cross-sectional structure parallel to the extrusion direction passing through the axial center portion of the extruded material in the extruded state. In addition, the average intercept length in the radial direction of the crystal grains in the central portion of the extruded material axis is 35 μm or less, and the average area ratio of the <111> orientation crystal grains in the extrusion direction is 0.5 or more and 1.0 or less Thus, it is disclosed that the ratio <001> / <111> between the average area ratio of <001> oriented crystal grains and the average area ratio of <111> oriented crystal grains is 0.25 or less.

特許文献3では、これにより、熱間押出終了後、押出温度からの冷却以外には熱処理および加工処理を何も加えていない、押出されたまま(押出上がり)の押出材の組織状態として、表層部だけでなく押出材内部の再結晶(再結晶化)も抑制している。これにより、微細な押出加工組織(繊維状組織)を得て、人工時効処理後の引張強さで700MPa以上の高強度を得ることが開示されている。
しかし、特許文献3でも、その実施例の表3の記載の通り、得られる人工時効処理後の引張強さは700MPa以上ではあるが、800MPa未満程度でしかない。
In Patent Document 3, as a result of the structure of the extruded material that has not been subjected to any heat treatment or processing other than cooling from the extrusion temperature after completion of the hot extrusion, and remains extruded (extruded), the surface layer In addition to the portion, recrystallization (recrystallization) inside the extruded material is also suppressed. Thus, it is disclosed that a fine extruded structure (fibrous structure) is obtained and a high strength of 700 MPa or more is obtained as a tensile strength after artificial aging treatment.
However, even in Patent Document 3, as shown in Table 3 of the examples, the tensile strength after the artificial aging treatment obtained is 700 MPa or more, but it is only less than about 800 MPa.

特開2010−236665号公報JP 2010-236665 A 特開平8−170139号公報JP-A-8-170139 特開2014−125676号公報JP 2014-125676 A

ボルトおよびナットのねじ部品、ならびにばね(スプリング)などの様々な機械部品用の素材としてのアルミニウム合金押出材には、従来から主に使われている鋼材を置換するために、人工時効処理後において、引張強さが800MPa以上かつ全伸びが5%以上であることが求められている。しかし、従来の7000系アルミニウム合金押出材では、ある程度の高強度化が図れるものの、ボルトおよびバネ等の高強度が要求される機械部品の素材として十分な強度を安定的に得ることが難しい場合があった。   Aluminum alloy extrusions as materials for various mechanical parts such as bolts and nuts, as well as springs (springs) are used after the artificial aging treatment in order to replace the steel materials that have been used mainly in the past. Further, it is required that the tensile strength is 800 MPa or more and the total elongation is 5% or more. However, the conventional 7000 series aluminum alloy extruded material can achieve a certain level of strength, but it may be difficult to stably obtain sufficient strength as a material for mechanical parts such as bolts and springs that require high strength. there were.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、人工時効処理後の引張強さが800MPa以上かつ全伸びが5%以上である機械部品を製造可能な7000系アルミニウム合金押出材を提供することである。   The present invention has been made to solve such problems, and the object thereof is to manufacture a mechanical part having a tensile strength after artificial aging treatment of 800 MPa or more and a total elongation of 5% or more. It is to provide a 7000 series aluminum alloy extruded material.

本発明の態様1は、
Zn:8.0〜14.0質量%、
Mg:2.0〜4.0質量%、
Cu:0.5〜2.0質量%、
Mn:0.2〜1.5質量%、
Zr:0.05〜0.3質量%を含有し、
残部がAl及び不可避的不純物であって、
SEMを用いて測定した金属間化合物の円相当直径の平均値が3.0μm以下であり、円相当直径が3.0μm以上の金属間化合物が面積率で4.0%以下であることを特徴とする押出材である。
Aspect 1 of the present invention
Zn: 8.0 to 14.0% by mass,
Mg: 2.0-4.0 mass%,
Cu: 0.5 to 2.0 mass%,
Mn: 0.2 to 1.5% by mass,
Zr: 0.05 to 0.3% by mass,
The balance is Al and inevitable impurities,
The average value of the equivalent circle diameter of the intermetallic compound measured using SEM is 3.0 μm or less, and the intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more is 4.0% or less in area ratio. It is an extruded material.

本発明の態様2は、
Cr:0.05〜0.3質量%、および
Sc:0.02〜0.5質量%
から成る群から選択される一種または二種をさらに含有する態様1に記載の押出材である。
Aspect 2 of the present invention
Cr: 0.05-0.3 mass%, and Sc: 0.02-0.5 mass%
The extruded material according to aspect 1, further comprising one or two selected from the group consisting of:

本発明の態様3は、
Ag:0.05〜0.6質量%、および
Sn:0.01〜0.2質量%
から成る群から選択される一種または二種をさらに含有する態様1または2に記載の押出材である。
Aspect 3 of the present invention
Ag: 0.05 to 0.6 mass%, and Sn: 0.01 to 0.2 mass%
The extruded material according to aspect 1 or 2, further comprising one or two selected from the group consisting of:

本発明によれば、人工時効処理後の引張強さが800MPa以上かつ全伸びが5%以上である機械部品を製造可能な7000系アルミニウム合金押出材を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the 7000 series aluminum alloy extrusion material which can manufacture the machine component whose tensile strength after an artificial aging treatment is 800 Mpa or more and whose total elongation is 5% or more can be provided.

図1は、倍率800倍におけるSEM反射電子像の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of an SEM reflected electron image at a magnification of 800 times.

本発明者らは、ボルトおよびバネ等の機械部品として十分に優れた引張り強度および全伸びを有する機械部品を製造可能な7000系アルミニウム合金押出材を実現すべく、様々な角度から検討した。
本発明者らは、材料中に分散する数μm程度の金属間化合物について、そのサイズが大きいと、材料の変形時の破断の起点となりやすいことに着眼した。
鋭意検討した結果、7000系アルミニウム合金として通常の化学成分組成を有し、押出材中に分散している金属化合物の大きさの平均値を低減するとともに、所定の大きさ以上の粗大な金属間化合物の割合を低減することにより、人工時効処理後に高い引張り強度と全伸びとを有する機械部品を製造することができることを見出した。
すなわち、押出材の組織として、SEMを用いて測定した金属間化合物の円相当直径の平均値を3.0μm以下に制御するとともに、円相当直径が3.0μm以上の金属間化合物の割合を面積率で4.0%以下に制御することにより、材料の変形時の破断の起点となる粗大な金属化合物を低減することができ、その結果、このような粗大な金属化合物が低減された押出材を用いることにより、人工時効処理後の引張強さが800MPa以上かつ全伸びが5%以上である機械部品を製造することができることを見出したのである。
なお、本明細書でいう「金属間化合物」とは、Al−Mn系、Zn−Mg系、Al−Fe系、Al−Zr系等の析出物および晶出物を意味する。
The present inventors have studied from various angles in order to realize a 7000 series aluminum alloy extruded material capable of producing mechanical parts having sufficiently excellent tensile strength and total elongation as machine parts such as bolts and springs.
The inventors of the present invention have noticed that an intermetallic compound having a size of about several μm dispersed in a material is likely to be a starting point of breakage when the material is deformed if the size is large.
As a result of intensive studies, it has a normal chemical composition as a 7000 series aluminum alloy, reduces the average value of the size of the metal compound dispersed in the extruded material, and between coarse metals having a predetermined size or more. It has been found that by reducing the proportion of the compound, a machine part having high tensile strength and total elongation can be produced after artificial aging treatment.
That is, as the texture of the extruded material, the average value of the equivalent circle diameter of the intermetallic compound measured using the SEM is controlled to 3.0 μm or less, and the ratio of the intermetallic compound having the equivalent circle diameter of 3.0 μm or more is the area. By controlling the ratio to 4.0% or less, it is possible to reduce the coarse metal compound that becomes the starting point of fracture at the time of deformation of the material. As a result, the extruded material in which such coarse metal compound is reduced It was found that a mechanical part having a tensile strength after artificial aging treatment of 800 MPa or more and a total elongation of 5% or more can be produced.
Note that the “intermetallic compound” in the present specification means Al—Mn, Zn—Mg, Al—Fe, Al—Zr, and other precipitates and crystallized substances.

以下に、本発明の実施形態にかかるアルミニウム合金押出材の詳細を示す。
本明細書でいう「押出材」とは、熱間押出して得られる押出材だけでなく、その後さらに抽伸加工および/または400℃程度の焼鈍処理を行った線棒押出材を含む概念である。
本明細書でいう「人工時効処理後」とは、「溶体化処理、焼入れ処理および人工時効処理とを施した後」という意味である。
Below, the detail of the aluminum alloy extrusion material concerning embodiment of this invention is shown.
The term “extruded material” as used herein is a concept that includes not only an extruded material obtained by hot extrusion, but also a wire rod extruded material that is further subjected to drawing and / or annealing at about 400 ° C.
As used herein, “after artificial aging treatment” means “after solution treatment, quenching treatment and artificial aging treatment”.

1.組織
上述したように、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金押出材は、後述する7000系アルミニウム合金として通常の化学成分組成を有した上で、材料中に分散する金属化合物の大きさの平均値を低減し、かつ一定の大きさ以上の粗大な金属化合物の量を低減することにより、材料の変形時の破断の起点の数を減少することができる。そのため、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金材を素材として用いることにより、人工時効処理後に優れた引張強度と全伸びとを有する機械部品を製造することができる。
以下に、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金押出材の組織について説明する。
1. As described above, the aluminum alloy extruded material according to the embodiment of the present invention has an ordinary chemical component composition as a 7000 series aluminum alloy described later, and an average value of the size of the metal compound dispersed in the material. By reducing the amount of coarse metal compounds having a certain size or more, the number of fracture starting points when the material is deformed can be reduced. Therefore, by using the aluminum alloy material according to the embodiment of the present invention as a raw material, it is possible to manufacture a machine part having excellent tensile strength and total elongation after artificial aging treatment.
Below, the structure | tissue of the aluminum alloy extrusion material which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

(1)SEMを用いて測定した金属間化合物の円相当直径の平均値:3.0μm以下
SEMを用いて測定した金属間化合物の円相当直径の平均値が3.0μmを超えると、材料の変形時の破断の起点数が増して、強度と伸びのバランスが低下する。そのため、SEMを用いて測定した金属間化合物の円相当直径の平均値は3.0μm以下であり、好ましくは2.5μm以下である。押出材の組織をこのような形態にすることで、材料の変形時の破断の起点の数を減少することができる。そのため、本発明の実施形態に係る押出材を用いて、適切な条件により機械加工と熱処理を施した場合に、優れた引張り強度と全伸びとを有する機械部品を得ることができる。
(1) Average value of equivalent circle diameter of intermetallic compound measured using SEM: 3.0 μm or less When the average value of equivalent circle diameter of intermetallic compound measured using SEM exceeds 3.0 μm, The number of starting points of rupture during deformation increases, and the balance between strength and elongation decreases. Therefore, the average value of the equivalent circle diameter of the intermetallic compound measured using SEM is 3.0 μm or less, preferably 2.5 μm or less. By making the structure of the extruded material into such a form, it is possible to reduce the number of starting points of breakage when the material is deformed. Therefore, a machine part having excellent tensile strength and total elongation can be obtained when machining and heat treatment are performed under appropriate conditions using the extruded material according to the embodiment of the present invention.

(2)円相当直径が3.0μm以上の金属間化合物の面積率:4.0%以下
金属間化合物のサイズが大きいほど、材料の変形時の破断の起点となりやすい。特に、金属間化合物の円相当直径が3.0μm以上の場合には、人工時効後の機械部品の全伸びが著しく低下する。そのため、本発明の実施形態に係る押出材の組織において、円相当直径が3.0μm以上の金属間化合物の面積率は4.0%以下であり、好ましくは3.5%以下である。押出材の組織をこのような形態にすることで、材料の変形時の破断の起点の数を減少することができる。そのため、本発明の実施形態に係る押出材を用いて、適切な条件により機械加工と熱処理を施した場合に、優れた引張り強度と全伸びとを有する機械部品を得ることができる。
円相当直径が3.0μm以上の化合物の面積率は少ないほど好ましいが、実際の製造方法の限界からして、完全に0%とすることは難しい。
(2) Area ratio of intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more: 4.0% or less The larger the size of the intermetallic compound, the easier it is to be a starting point of fracture during deformation of the material. In particular, when the equivalent circle diameter of the intermetallic compound is 3.0 μm or more, the total elongation of the machine part after artificial aging is significantly reduced. Therefore, in the structure of the extruded material according to the embodiment of the present invention, the area ratio of an intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more is 4.0% or less, preferably 3.5% or less. By making the structure of the extruded material into such a form, it is possible to reduce the number of starting points of breakage when the material is deformed. Therefore, a machine part having excellent tensile strength and total elongation can be obtained when machining and heat treatment are performed under appropriate conditions using the extruded material according to the embodiment of the present invention.
The smaller the area ratio of a compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more, the better.

・金属間化合物の分散の測定
金属間化合物の円相当直径の平均値と、円相当直径が3.0μm以上である金属間化合物の面積率は、SEM(Scanning Electron Microscope)にて反射電子像を撮像することにより測定することができる。
具体的には、棒状試験片の表面から中心方向へ1/4部の任意の点において、SEMを用いて測定する。撮像した反射電子像を画像解析して、円相当直径が0.78μm以上である金属間化合物の平均値と、円相当直径が3.0μm以上である金属間化合物の面積率(すなわち、撮影面積に対する百分率)を算出する。解析ソフトとして、例えば、“Image−Pro Plus”等を用いてよい。SEMの1視野あたりの測定領域を150μm×120μmとし、各試験片につき10箇所(10視野)の撮像と画像解析を行い、その平均値を求めることにより算出することができる。金属間化合物の分散の測定に当たっては、SEMの倍率を800倍とすることが好ましい。
図1に800倍のSEM反射電子像の一例を示す。図1に示すように、白色および灰色に写っている箇所が、本発明の実施形態で対象とするAl−Mn系およびZn−Mg系等の金属間化合物(析出物、晶出物)である。
・ Measurement of dispersion of intermetallic compound The average value of the equivalent circle diameter of the intermetallic compound and the area ratio of the intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more were measured with a scanning electron microscope (SEM). It can be measured by imaging.
Specifically, measurement is performed using an SEM at an arbitrary point of ¼ part from the surface of the rod-shaped test piece toward the center. The captured backscattered electron image is subjected to image analysis, and the average value of the intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 0.78 μm or more and the area ratio of the intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more (that is, an imaging area) As a percentage). For example, “Image-Pro Plus” may be used as the analysis software. The measurement area per field of view of the SEM can be set to 150 μm × 120 μm, and 10 locations (10 fields of view) are taken for each test piece and image analysis is performed. In measuring the dispersion of the intermetallic compound, the SEM magnification is preferably 800 times.
FIG. 1 shows an example of an 800 times magnified SEM reflected electron image. As shown in FIG. 1, the portions shown in white and gray are the intermetallic compounds (precipitates and crystallized products) such as Al—Mn and Zn—Mg based in the embodiment of the present invention. .

なお、本発明で規定する化合物の円相当直径とは、不定形である化合物と同じ面積を有する円の直径であり、化合物の大きさを、正確に、かつ再現性良く測定する方法として、従来から汎用されている。円相当直径(L)の算出式としては、

を用いることができる。
In addition, the circle equivalent diameter of the compound defined in the present invention is the diameter of a circle having the same area as the compound having an indefinite shape, and as a method for measuring the size of the compound accurately and with good reproducibility, It is widely used. As a formula for calculating the equivalent circle diameter (L),

Can be used.

2.化学成分組成:
次に、本発明の実施形態に係る押出材の組成について説明する。本発明の実施形態に係る押出材は7000系アルミニウム合金からなるものであり、その成分組成は、7000系アルミニウム合金として通常の化学成分組成を有していればよい。
2. Chemical composition:
Next, the composition of the extruded material according to the embodiment of the present invention will be described. The extruded material according to the embodiment of the present invention is made of a 7000 series aluminum alloy, and the component composition only needs to have a normal chemical composition as a 7000 series aluminum alloy.

(1)Zn:8.0〜14.0質量%
Znは、Mgとともに、後述する人工時効処理時に、MgとZnとの金属間化合物である時効析出物を形成して強度を向上させる元素である。
Zn含有量が8.0質量%未満では機械部品としての強度が不足する。そのため、Zn含有量は8.0質量%以上であり、好ましくは9.0質量%以上である。
一方、Zn含有量が14.0質量%を超えると、素材押出材用の鋳造ビレットの鋳造時に鋳塊割れが発生しやすくなり、造塊が困難となる。そのため、Zn含有量は14.0質量%以下であり、好ましくは13.0質量%以下である。
なお、Zn含有量が高いと、SCC感受性が鋭くなるが、それを抑えるためには、後述するCuあるいはAgを添加することが望ましい。
(1) Zn: 8.0 to 14.0% by mass
Zn, together with Mg, is an element that improves the strength by forming an aging precipitate that is an intermetallic compound of Mg and Zn during an artificial aging treatment described later.
If the Zn content is less than 8.0% by mass, the strength as a machine part is insufficient. Therefore, Zn content is 8.0 mass% or more, Preferably it is 9.0 mass% or more.
On the other hand, if the Zn content exceeds 14.0% by mass, ingot cracking is likely to occur during casting of the billet for the extruded material, and ingot making becomes difficult. Therefore, Zn content is 14.0 mass% or less, Preferably it is 13.0 mass% or less.
In addition, when Zn content is high, SCC sensitivity becomes sharp, but in order to suppress it, it is desirable to add Cu or Ag described later.

(2)Mg:2.0〜4.0質量%
Mgは、Znとともに、後述する人工時効処理時に、本発明の実施形態で規定するMgとZnとの金属間化合物である時効析出物を形成して機械部品としての強度と伸びを向上させる元素である。
Mg含有量が2.0質量%未満では強度が不足する。そのためMg含有量は2.0質量%以上であり、好ましくは2.5質量%以上である。
一方、Mg含有量が4.0質量%を超えると、素材押出材用の鋳造ビレットの未再結晶温度域(再結晶温度未満の温度域)の低温での押出性が低下し、SCC感受性が強くなる。そのため、Mg含有量は4.0質量%以下であり、好ましくは3.5質量%以下である。
(2) Mg: 2.0 to 4.0 mass%
Mg, together with Zn, is an element that improves the strength and elongation as a mechanical component by forming an aging precipitate, which is an intermetallic compound of Mg and Zn, defined in the embodiment of the present invention during the artificial aging treatment described later. is there.
If the Mg content is less than 2.0% by mass, the strength is insufficient. Therefore, the Mg content is 2.0% by mass or more, preferably 2.5% by mass or more.
On the other hand, if the Mg content exceeds 4.0% by mass, the extrudability at a low temperature in the non-recrystallization temperature range (temperature range below the recrystallization temperature) of the cast billet for the extruded material is lowered, and the SCC sensitivity is reduced. Become stronger. Therefore, Mg content is 4.0 mass% or less, Preferably it is 3.5 mass% or less.

(3)Cu:0.5〜2.0質量%
Cuは機械部品としての耐SCC性を向上させる作用がある。
Cu含有量が0.5質量%未満では、耐SCC性向上効果が小さい。そのため、Cu含有量は0.5質量%以上であり、好ましくは0.7質量%以上である。
一方、Cu含有量が2.0質量%を超えると、押出材用の鋳造ビレットの鋳造時に割れが生じやすくなり、鋳造ビレットの押出性を低下させる。そのため、Cu含有量は2.0質量%以下であり、好ましくは1.8質量%以下である。
(3) Cu: 0.5 to 2.0% by mass
Cu has the effect of improving the SCC resistance as a machine part.
When the Cu content is less than 0.5% by mass, the effect of improving the SCC resistance is small. Therefore, the Cu content is 0.5% by mass or more, and preferably 0.7% by mass or more.
On the other hand, if the Cu content exceeds 2.0% by mass, cracks are likely to occur during casting of the cast billet for the extruded material, and the extrudability of the cast billet is lowered. Therefore, Cu content is 2.0 mass% or less, Preferably it is 1.8 mass% or less.

(4)Mn:0.2〜1.5質量%
Mnは、結晶粒を微細化するほか、分散粒子を形成して、機械部品の強度向上に寄与する。
Mn含有量が0.2質量%未満では、含有量が不足して強度が低下する。そのため、Mn含有量は0.2質量%以上であり、好ましくは0.3質量%以上である。
一方、Mn含有量が1.5質量%を超えると、粗大晶出物を形成するため伸びが低下する。そのため、Mn含有量は1.5質量%以下であり、好ましくは1.2質量%以下である。
(4) Mn: 0.2 to 1.5% by mass
In addition to refining crystal grains, Mn contributes to improving the strength of mechanical parts by forming dispersed particles.
When the Mn content is less than 0.2% by mass, the content is insufficient and the strength is lowered. Therefore, the Mn content is 0.2% by mass or more, preferably 0.3% by mass or more.
On the other hand, when the Mn content exceeds 1.5% by mass, a coarse crystallized product is formed, resulting in a decrease in elongation. Therefore, the Mn content is 1.5% by mass or less, preferably 1.2% by mass or less.

(5)Zr:0.05〜0.3質量%
Zrは、微細な析出物を形成し、再結晶も抑制して、機械部品の強度向上に寄与する。
Zrの含有量が0.05質量%未満では、含有量が不足して強度が低下する。そのため、Zr含有量は0.05質量%以上であり、好ましくは0.1質量%以上である。
一方、Zrの含有量が上限を超えた場合には、粗大晶出物を形成するため、伸びが低下する。そのため、Zr含有量は0.3質量%以下であり、好ましくは0.25質量%以下である。
(5) Zr: 0.05 to 0.3% by mass
Zr forms fine precipitates, suppresses recrystallization, and contributes to improving the strength of machine parts.
When the content of Zr is less than 0.05% by mass, the content is insufficient and the strength is lowered. Therefore, the Zr content is 0.05% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more.
On the other hand, when the content of Zr exceeds the upper limit, a coarse crystallized product is formed, so that the elongation decreases. Therefore, the Zr content is 0.3% by mass or less, preferably 0.25% by mass or less.

(6)残部
好ましい1つの実施形態では、残部は、Alおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれるFe、Si、TiおよびBなどの微量元素の混入が想定される。しかし、7000系合金のJIS規格で規定する範囲において、これら不可避的不純物の各々の含有を許容する。例えば、Fe、Siは各0.5質量%以下(0質量%を含む)の範囲で、それぞれ含有してもよい。
(6) Balance In one preferred embodiment, the balance is Al and inevitable impurities. As unavoidable impurities, it is assumed that trace elements such as Fe, Si, Ti and B brought in depending on the conditions of raw materials, materials, manufacturing facilities, and the like are mixed. However, the inclusion of each of these inevitable impurities is allowed within the range specified by JIS standards for 7000 series alloys. For example, Fe and Si may each be contained within a range of 0.5% by mass or less (including 0% by mass).

本発明の実施形態に係る押出材は、上述した組成に限定されるものではない。本発明の実施形態に係る押出材の特性を維持できる限り、必要に応じてその他の元素を更に含んでよい。そのように選択的に含有させることができるその他の元素を以下に例示する。   The extruded material according to the embodiment of the present invention is not limited to the above-described composition. As long as the characteristics of the extruded material according to the embodiment of the present invention can be maintained, other elements may be further included as necessary. Other elements that can be selectively contained as described above are exemplified below.

(7)Cr:0.05〜0.3質量%、Sc:0.02〜0.5質量%のうちの一種または二種
CrおよびScは、Zrと同様、微細な析出物を形成し、再結晶も抑制して機械部品の強度向上に寄与する。
これらをいずれか一種または二種を選択的に含有させる場合、Crの含有量が0.05質量%未満である場合や、Scの含有量が0.02質量%未満である場合は、強度向上効果が得られない可能性がある。そのため、Crの含有量は0.05質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましい。同様の理由で、Sc含有量は0.02質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましい。
(7) Cr: 0.05 to 0.3% by mass, Sc: 0.02 to 0.5% by mass of one or two types Cr and Sc, like Zr, form fine precipitates, It also suppresses recrystallization and contributes to improving the strength of machine parts.
When one or two of these are selectively contained, the strength is improved when the Cr content is less than 0.05% by mass or the Sc content is less than 0.02% by mass. The effect may not be obtained. Therefore, the Cr content is preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more. For the same reason, the Sc content is preferably 0.02% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more.

一方、Crの含有量が0.3質量%を超える場合や、Scの含有量が0.5質量%を超える場合には、粗大晶出物を形成するため、伸びが低下する可能性がある。そのため、Cr含有量は0.3質量%以下が好ましく、0.25質量%以下がより好ましい。同様の理由から、Sc含有量は0.5質量%以下が好ましく、0.4質量%以下がより好ましい。   On the other hand, when the Cr content exceeds 0.3% by mass or when the Sc content exceeds 0.5% by mass, a coarse crystallized product is formed, which may reduce the elongation. . Therefore, the Cr content is preferably 0.3% by mass or less, and more preferably 0.25% by mass or less. For the same reason, the Sc content is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 0.4% by mass or less.

(8)Ag:0.05〜0.6質量%、Sn:0.01〜0.2質量%のうちの一種または二種
AgおよびSnは、人工時効処理での結晶粒界近傍の無析出帯の形成を抑制して機械部品の強度向上に寄与する。
選択的に含有させる場合、Agの含有量が0.05質量%未満である場合や、Snの含有量が0.01質量%未満である場合は、微細化効果が小さい可能性がある。そのため、Ag含有量は0.05質量以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましい。同様の理由から、Sn含有量は0.01質量以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。
(8) Ag: 0.05 to 0.6% by mass, Sn: 0.01 to 0.2% by mass One or two of Ag and Sn are non-precipitated in the vicinity of the grain boundary in the artificial aging treatment Suppresses the formation of bands and contributes to improving the strength of machine parts.
When selectively contained, if the Ag content is less than 0.05% by mass, or the Sn content is less than 0.01% by mass, the effect of miniaturization may be small. Therefore, the Ag content is preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more. For the same reason, the Sn content is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more.

一方、Agの含有量が0.6質量%を超える場合、またSnの含有量が0.2質量%を超える場合は、素材押出材用の鋳造ビレットの鋳造時に粗大な初晶化合物を形成し、押出加工時の焼付や、製品としての機械部品の伸びの低下をもたらす可能性がある。そのため、Ag含有量は0.6質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましい。同様の理由から、Sn含有量は0.2質量%以下が好ましく、0.15質量%以下がより好ましい。   On the other hand, when the Ag content exceeds 0.6% by mass, and when the Sn content exceeds 0.2% by mass, a coarse primary crystal compound is formed during casting of the cast billet for the extruded material. This may cause seizure during extrusion and decrease in elongation of machine parts as a product. Therefore, the Ag content is preferably 0.6% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. For the same reason, the Sn content is preferably 0.2% by mass or less, and more preferably 0.15% by mass or less.

3.機械的特性
本発明の実施形態に係るアルミニウム合金押出材は、7000系アルミニウム合金として通常の化学成分組成を有した上で、組織中の金属間化合物の分散状態を上述したように制御することにより、適切な条件で機械部品に模して加工して熱処理を行った場合に、優れた引張り強度および全伸びを発揮することができる。
3. Mechanical Properties The aluminum alloy extruded material according to the embodiment of the present invention has a normal chemical composition as a 7000 series aluminum alloy, and controls the dispersion state of intermetallic compounds in the structure as described above. When subjected to heat treatment by imitating machine parts under appropriate conditions, excellent tensile strength and total elongation can be exhibited.

本発明の実施形態に係るアルミニウム合金押出材が、機械加工および熱処理後に優れた引張り強度および全伸びを有することは、次のようにして確認することができる。
例えば、本発明の実施形態に係る合金押出材を、断面形状が円形であり、70〜90%の減面率で抽伸加工した線棒材とし、当該線棒材に対して450〜550℃の温度で0.5〜10時間保持する溶体化処理を行った後水冷し、その後100〜200℃で2時間以上保持する人工時効処理を施して機械部品を得る。本発明の実施形態に係るアルミニウム合金押出材を用いて、このような条件で機械加工および熱処理を施して製造した機械部品は、800MPa以上の引張強さおよび5%以上の全伸びとを有することができる。
It can be confirmed as follows that the aluminum alloy extruded material according to the embodiment of the present invention has excellent tensile strength and total elongation after machining and heat treatment.
For example, the extruded alloy material according to the embodiment of the present invention is a wire rod material having a circular cross-sectional shape and drawn at a reduction in area of 70 to 90%, and is 450 to 550 ° C. with respect to the wire rod material. A solution treatment for holding at a temperature for 0.5 to 10 hours is performed, followed by water cooling, and then an artificial aging treatment for holding at 100 to 200 ° C. for 2 hours or more is performed to obtain a mechanical part. A machine part manufactured by performing machining and heat treatment under such conditions using an aluminum alloy extruded material according to an embodiment of the present invention has a tensile strength of 800 MPa or more and a total elongation of 5% or more. Can do.

4.製造方法
本発明の実施形態に係る押出材の製造方法について説明する。
4). Manufacturing method The manufacturing method of the extrusion material which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

(1)溶解、鋳造
(鋳造時の平均冷却速度:液相線温度から固相線温度までを30℃/分以上)
溶解、鋳造工程では、7000系成分組成範囲内に溶解調整されたアルミニウム合金溶湯を、半連続鋳造法(DC鋳造法)等の通常の溶解鋳造法を適宜選択して鋳造してビレットとしてよい。
鋳造時の冷却において、液相線温度から固相線温度までの冷却速度が遅すぎると、冷却中に生成するAl−Mn系などの金属間化合物が粗大化し、人工時効処理後の引張り強さおよび伸びが劣化する。そのため、鋳造時の液相線温度から固相線温度までの平均冷却速度は30℃/分以上であり、好ましくは40℃/分以上である。
(1) Melting and casting (average cooling rate during casting: from liquidus temperature to solidus temperature of 30 ° C / min or more)
In the melting and casting process, the molten aluminum alloy melt-adjusted within the range of the 7000-based component composition may be cast by appropriately selecting a normal melting casting method such as a semi-continuous casting method (DC casting method).
In cooling at the time of casting, if the cooling rate from the liquidus temperature to the solidus temperature is too slow, the intermetallic compound such as Al-Mn system generated during cooling becomes coarse, and the tensile strength after artificial aging treatment And elongation deteriorates. Therefore, the average cooling rate from the liquidus temperature to the solidus temperature during casting is 30 ° C./min or more, preferably 40 ° C./min or more.

このような冷却速度は、例えば、ビレットの大きさ、断面積および形状を調整する、鋳型の素材を選択する、等の手段により達成することができる。   Such a cooling rate can be achieved, for example, by means such as adjusting the billet size, cross-sectional area, and shape, or selecting a mold material.

(2)均質化熱処理
後述する熱間押出に先立って、得られたアルミニウム合金ビレット(鋳塊)に対して均質化熱処理(均熱処理)を行う。これにより組織の均質化(すなわち、鋳塊組織中の結晶粒内の偏析をなくす等)を行うことができる。
(2) Homogenization heat treatment Prior to the hot extrusion described later, the obtained aluminum alloy billet (ingot) is subjected to a homogenization heat treatment (soaking). This makes it possible to homogenize the structure (that is, eliminate segregation in the crystal grains in the ingot structure).

(均熱温度:400〜450℃)
本発明の実施形態に係る押出材の製造方法は、均熱温度を400〜450℃に制御する。これにより、Zn−Mg系などの金属間化合物を微細に分散させることができる。
均熱温度が400℃未満であると、均質化の効果が不十分となり、鋳塊に存在していた金属間化合物が粗大なまま残存する。そのため、均熱温度は400℃以上であり、好ましくは410℃以上である。
一方、均熱温度が450℃を超えると、鋳塊に存在していた金属間化合物が粗大化する。そのため、均熱温度は450℃以下であり、好ましくは440℃以下である。
均熱温度での保持時間は特に制限しないが、1〜8時間程度が好ましい。
(Soaking temperature: 400-450 ° C)
In the method for producing an extruded material according to the embodiment of the present invention, the soaking temperature is controlled to 400 to 450 ° C. Thereby, an intermetallic compound such as Zn—Mg can be finely dispersed.
If the soaking temperature is less than 400 ° C., the effect of homogenization becomes insufficient, and the intermetallic compound present in the ingot remains coarse. Therefore, the soaking temperature is 400 ° C. or higher, preferably 410 ° C. or higher.
On the other hand, when the soaking temperature exceeds 450 ° C., the intermetallic compound existing in the ingot is coarsened. Therefore, the soaking temperature is 450 ° C. or lower, preferably 440 ° C. or lower.
The holding time at the soaking temperature is not particularly limited, but is preferably about 1 to 8 hours.

(平均冷却速度:80℃/時間以上)
均熱処理の後は、一旦室温まで冷却した後、熱間押出の開始温度に加熱してもよく、あるいは、室温まで冷却せずに、均熱温度から熱間押出の開始温度まで直接冷却してもよい。いずれの場合であっても、均熱温度からの平均冷却速度を80℃/時間以上とすることにより、冷却中におけるZn−Mg系等の金属間化合物の生成を抑制することができる。均熱温度からの平均冷却速度は、100℃/時間以上が好ましい。
均熱処理の後一旦室温まで冷却する場合は、均熱温度から200℃までの平均冷却速度を80℃/時間以上とする。この温度間の平均冷却速度80℃/時間未満の場合には、冷却中に生成するZn−Mg系などの化合物量が増加する。
(Average cooling rate: 80 ° C / hour or more)
After soaking, after cooling to room temperature, it may be heated to the starting temperature of hot extrusion, or directly cooled from the soaking temperature to the starting temperature of hot extrusion without cooling to room temperature. Also good. In any case, by setting the average cooling rate from the soaking temperature to 80 ° C./hour or more, generation of an intermetallic compound such as a Zn—Mg system during cooling can be suppressed. The average cooling rate from the soaking temperature is preferably 100 ° C./hour or more.
When cooling to room temperature once after the soaking, the average cooling rate from the soaking temperature to 200 ° C. is 80 ° C./hour or more. When the average cooling rate between these temperatures is less than 80 ° C./hour, the amount of a compound such as Zn—Mg produced during cooling increases.

(3)熱間押出
(押出開始温度:300〜380℃)
熱間押出によって、最終の機械部品形状に応じた、この最終形状に近い押出材形状とする。熱間押出により、押出材の表層部だけでなく、押出材内部の再結晶化も抑制して、微細な押出加工組織とすることができる。
押出開始温度が380℃を超えると、押出時の温度が上昇し、高温で再結晶が起こりやすくなり、押出材の表層部および内部に粗大な再結晶組織が形成されるだけでなく、粗大粒子が析出し、強度と伸びの低下をもたらす。そのため、押出開始温度は380℃以下であり、好ましくは370℃以下である。
一方、押出開始温度は低いほど好ましいが、低すぎると、変形抵抗が増大して押出が困難になる。そのため、押出開始温度は300℃以上とする。好ましくは320℃以上である。
(3) Hot extrusion (extrusion start temperature: 300 to 380 ° C.)
By hot extrusion, an extruded material shape close to this final shape corresponding to the final machine part shape is obtained. By hot extrusion, not only the surface layer portion of the extruded material but also recrystallization inside the extruded material can be suppressed, and a fine extruded structure can be obtained.
When the extrusion start temperature exceeds 380 ° C., the temperature at the time of extrusion rises and recrystallization easily occurs at a high temperature, and not only a coarse recrystallized structure is formed in the surface layer portion and the inside of the extruded material, but also coarse particles Precipitates, causing a decrease in strength and elongation. Therefore, the extrusion start temperature is 380 ° C. or lower, preferably 370 ° C. or lower.
On the other hand, the lower the extrusion start temperature, the better. However, if it is too low, the deformation resistance increases and the extrusion becomes difficult. Therefore, extrusion start temperature shall be 300 degreeC or more. Preferably it is 320 degreeC or more.

押出方法としては、直接押出あるいは間接押出でもよいが、前記した未再結晶域の好ましい押出条件にて、焼き付きが多く発生する場合がある。そのため、押出加工が困難な場合には静水圧押出で行うことが好ましい。   As an extrusion method, direct extrusion or indirect extrusion may be used, but there are cases where many seizures occur under the preferable extrusion conditions in the non-recrystallized region. Therefore, when extrusion is difficult, it is preferable to carry out by hydrostatic extrusion.

直接押出および間接押出は、静水圧押出に比べて効率的ではあるが、押出材表層部(表面部)の再結晶粒層が、押出材内部の比較的細かい、押出方向に伸長した繊維状結晶粒(押出加工)組織に比して、粒状の粗大な結晶粒になりやすいという問題がある。また、本発明の実施形態のように、Zn含有量が8質量%を超えるような7000系アルミニウム合金を押出する場合には、直接押出あるいは間接押出の場合には、再結晶温度域未満の押出加工はかなり困難がある。   Direct extrusion and indirect extrusion are more efficient than hydrostatic extrusion, but the recrystallized grain layer on the surface of the extruded material (surface portion) is relatively fine, fibrous crystals extending in the extrusion direction. There is a problem that it becomes easy to become a grainy coarse crystal grain as compared with a grain (extrusion process) structure. Further, as in the embodiment of the present invention, when extruding a 7000 series aluminum alloy having a Zn content exceeding 8% by mass, in the case of direct extrusion or indirect extrusion, extrusion below the recrystallization temperature range Processing is quite difficult.

これは、たとえ、押出素材であるビレットを再結晶温度域未満の低い加熱温度としても、直接押出あるいは間接押出では、その押出機の構造上、ビレットがコンテナ壁面およびダイスと接触して押し出されるために摩擦熱が生じる。この結果、押出中の温度は再結晶温度域となる。このため、特許文献1で問題とするような粗大な再結晶(粒)層が押出材の表層部にできやすい。   This is because, even if the billet, which is an extrusion material, has a heating temperature lower than the recrystallization temperature range, in the case of direct extrusion or indirect extrusion, the billet is extruded in contact with the container wall surface and the die due to the structure of the extruder. Frictional heat is generated. As a result, the temperature during extrusion becomes the recrystallization temperature range. For this reason, a coarse recrystallized (grain) layer which causes a problem in Patent Document 1 is easily formed on the surface layer portion of the extruded material.

これに対して、熱間静水圧押出は、コンテナとビレットの間に潤滑剤を入れ、この潤滑剤の中に、押出用のビレットが浮いている状態を作り、ステム(ダミーブロック付き)によって押し出す。このため、ビレットは、この潤滑剤の作用によって、直接押出および間接押出と違って、コンテナおよびダイスと直接接触しない。すなわち、ビレットが直接接触するのは、ダイスの厚みの約5mm程度を通過する間だけである。この結果、摩擦および摩擦熱も軽減され、メタルフローも均一に近くなる。この結果、Zn含有量が高い、本発明の実施形態のような7000系アルミニウム合金のビレットであっても、再結晶温度未満の低温でも押出加工が可能であり、押出材の表層部および内部の再結晶粒層を抑制(微細化)することが可能となる。   On the other hand, in hot isostatic pressing, a lubricant is put between the container and the billet, and a state in which the billet for extrusion floats in this lubricant is pushed out by a stem (with a dummy block). . Thus, the billet is not in direct contact with the container and die due to the action of this lubricant, unlike direct and indirect extrusion. That is, the billet is in direct contact only while it passes through about 5 mm of the die thickness. As a result, friction and heat of friction are also reduced, and the metal flow becomes nearly uniform. As a result, even a billet of a 7000 series aluminum alloy as in the embodiment of the present invention having a high Zn content can be extruded even at a low temperature below the recrystallization temperature, and the surface layer portion and the inside of the extruded material It becomes possible to suppress (miniaturize) the recrystallized grain layer.

このため、熱間静水圧押出による押出材は、再結晶粒層を含めて、あるいは再結晶粒層が存在していても、表層部から内部までの組織の均一性が図れる。この結果、線棒あるいは線棒製品の素材としても、抽伸性、伸線性あるいは加工性および成形性が著しく向上する。また、本発明の実施形態のように再結晶粒層を抑制すれば、微細な押出加工組織であることによって、アルミニウム合金製ボルトなどの線棒製品に要求される耐へたり性などの基本特性も保証できる。   For this reason, the extruded material by hot isostatic pressing includes the recrystallized grain layer, or even if there is a recrystallized grain layer, the structure from the surface layer to the inside can be made uniform. As a result, the drawability, drawability, workability, and formability of the wire rod or wire rod product are significantly improved. In addition, if the recrystallized grain layer is suppressed as in the embodiment of the present invention, the basic characteristics such as sag resistance required for wire rod products such as aluminum alloy bolts by being a fine extruded structure. Can also be guaranteed.

押出材は、更に抽伸加工および/または焼鈍を行ってもよい。このような処理を施したとしても、上述した本発明の実施形態に係る押出材の組織の規定は維持される。   The extruded material may be further subjected to drawing and / or annealing. Even if such a treatment is performed, the above-described definition of the structure of the extruded material according to the embodiment of the present invention is maintained.

なお、前述した焼鈍処理は選択的であり、抽伸または転造の途中で焼鈍処理を行ってもよい。焼鈍処理を行う場合には、例えば、400℃で数時間程度の条件で行ってもよい。抽伸加工は、例えば90%程度以下の減面率で行ってもよい。   In addition, the annealing process mentioned above is selective, and you may perform an annealing process in the middle of drawing or rolling. When performing an annealing process, you may carry out on the conditions for about several hours at 400 degreeC, for example. The drawing process may be performed with a reduction in area of, for example, about 90% or less.

以上に説明した本発明の実施形態に係る押出材の製造方法に接した当業者であれば、試行錯誤により、上述した製造方法と異なる製造方法により本発明の実施形態に係る押出材を得ることができる可能性がある。   If it is those skilled in the art who contacted the manufacturing method of the extrusion material which concerns on embodiment of this invention demonstrated above, by the trial and error, the extrusion material which concerns on embodiment of this invention will be obtained by the manufacturing method different from the manufacturing method mentioned above. May be possible.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前記、後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited by the following examples, and can be implemented with modifications within a range that can be adapted to the above-described gist, which are all included in the technical scope of the present invention. Is done.

1.サンプル作成
表1に示す組成の7000系アルミニウム合金鋳塊を鋳造後、表1に示す均熱温度(均質化処理温度)で保持時間4時間の均質化処理を経て、熱間静水圧押出を行い、各例とも共通して、断面が円形な直径25mmの線棒押出材を製造した。鋳造時の液相線温度〜固相線温度までの冷却は、各例とも共通して、表1に示す平均冷却速度で行った。均熱後の冷却は、各例とも共通して、表1に示す平均冷却速度で行った。押出条件は、各例とも共通して、表1に示す押出開始温度で熱間静水圧押出を行った。
1. Sample preparation After casting a 7000 series aluminum alloy ingot having the composition shown in Table 1, hot isostatic extrusion is performed after a homogenization treatment at a soaking temperature (homogenization treatment temperature) shown in Table 1 for a holding time of 4 hours. In common with each example, a wire rod extruded material having a circular cross section and a diameter of 25 mm was manufactured. Cooling from the liquidus temperature to the solidus temperature during casting was performed at the average cooling rate shown in Table 1 in common with each example. Cooling after soaking was performed at the average cooling rate shown in Table 1 in common with each example. Extrusion conditions were the same for each example, and hot isostatic pressing was performed at the extrusion start temperature shown in Table 1.

各例とも共通して、機械部品を模擬して、線棒押出材に減面率が84%の抽伸加工を施し、断面形状が円形である10mmφの線棒材とした上で、この線棒材に、480℃で1時間の溶体化処理を施した後水冷し、120℃で72時間保持する人工時効処理を行った。   In common with each example, a machine part is simulated, and the wire rod extruded material is subjected to a drawing process with a reduction in area of 84% to obtain a wire rod material of 10 mmφ having a circular cross section. The material was subjected to a solution treatment at 480 ° C. for 1 hour, followed by water cooling and an artificial aging treatment in which the material was kept at 120 ° C. for 72 hours.

2.金属間化合物の分散の測定
金属間化合物の円相当直径の平均値と、円相当直径が3.0μm以上である金属間化合物の面積率は、SEMを用いて、倍率を800倍として、反射電子像を撮像することにより測定した。具体的には、線棒材の表面(側面)から中心方向へ1/4部の任意の点において、SEMを用いて撮像した反射電子像を画像解析して、円相当直径が0.78μm以上である金属間化合物の平均値と、円相当直径が3.0μm以上である金属間化合物の面積率(すなわち、撮影面積に対する百分率)を算出した。解析ソフトとして、“Image−Pro Plus”を用いた。SEMの1視野あたりの測定領域を150μm×120μmとし、各線棒材につき10箇所(10視野)の撮像と画像解析を行い、その平均値を求めることにより算出した。測定結果を表1に示す。
3.機械的性質の測定
人工時効処理後の線棒材から、丸棒平滑引張試験片(3mmφ×12mmGL)を採取し、当該引張試験片の機械的性質を、引張試験機を用いて測定した。具体的には、12mm/分のクロスヘッド速度で、常温中で、破断まで引張試験を行った。応力−歪速度より、引張強さ(MPa)を測定した。全伸び(%)は前記引張試験時の引張試験前後のケガキ線の間隔(引張試験前の間隔10mm)より算出した。なお、これらの測定値は、各例とも前記5個の試験片の平均値とした。測定結果を表1に示す。
2. Measurement of dispersion of intermetallic compound The average value of the equivalent circle diameter of the intermetallic compound and the area ratio of the intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more were measured using a SEM, with a magnification of 800 times. It was measured by taking an image. Specifically, at an arbitrary point of ¼ part from the surface (side surface) of the wire rod to the center, the reflected electron image captured using the SEM is subjected to image analysis, and the equivalent circle diameter is 0.78 μm or more. The average value of the intermetallic compound and the area ratio of the intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more (that is, the percentage with respect to the imaging area) were calculated. “Image-Pro Plus” was used as analysis software. The measurement area per field of view of the SEM was 150 μm × 120 μm, and 10 points (10 fields of view) were imaged and image analyzed for each wire rod, and the average value was calculated. The measurement results are shown in Table 1.
3. Measurement of Mechanical Properties A round bar smooth tensile test piece (3 mmφ × 12 mmGL) was taken from the wire rod material after the artificial aging treatment, and the mechanical properties of the tensile test piece were measured using a tensile tester. Specifically, a tensile test was performed until breakage at room temperature at a crosshead speed of 12 mm / min. The tensile strength (MPa) was measured from the stress-strain rate. The total elongation (%) was calculated from the spacing between the marking lines before and after the tensile test during the tensile test (10 mm before the tensile test). In addition, these measured values were made into the average value of the said 5 test pieces in each example. The measurement results are shown in Table 1.

4.まとめ
表1に示すとおり、発明例1〜7は、本発明で規定する要件(組成、製造条件および押出材の組織)を満たす押出材を用いて機械部品を製造したものである。その結果、発明例1〜6による得られる機械部品はいずれも、引張強さ:800MPa以上かつ全伸び:5%以上の優れた機械特性を示した。
4). Summary As shown in Table 1, Invention Examples 1 to 7 are mechanical parts manufactured using an extruded material that satisfies the requirements (composition, manufacturing conditions, and structure of the extruded material) defined in the present invention. As a result, all the machine parts obtained according to Invention Examples 1 to 6 exhibited excellent mechanical properties of tensile strength: 800 MPa or more and total elongation: 5% or more.

比較例1は、Zn含有量が少なすぎ、人工時効処理後の線棒材の引張強さが不足した。   In Comparative Example 1, the Zn content was too small, and the tensile strength of the wire rod after the artificial aging treatment was insufficient.

比較例2は、Mg含有量が少なすぎ、人工時効処理後の線棒材の引張強さが不足した。   In Comparative Example 2, the Mg content was too small, and the tensile strength of the wire rod after the artificial aging treatment was insufficient.

比較例3は、Mn含有量が少なすぎ、人工時効処理後の線棒材の引張強さが不足した。   In Comparative Example 3, the Mn content was too small, and the tensile strength of the wire rod after the artificial aging treatment was insufficient.

比較例4は、Mn含有量が多すぎ、粗大な化合物の割合が増加し、人工時効処理後の線棒材の全伸びが不足した。   In Comparative Example 4, the Mn content was too high, the proportion of coarse compounds increased, and the total elongation of the wire rod after the artificial aging treatment was insufficient.

比較例5は、Zr含有量が少なすぎ、人工時効処理後の線棒材の引張強さが不足した。   In Comparative Example 5, the Zr content was too small, and the tensile strength of the wire rod after the artificial aging treatment was insufficient.

比較例6は、鋳造時の平均冷却速度が小さすぎ、化合物が粗大になり、人工時効処理後の線棒材の引張強さおよび全伸びが低下した。   In Comparative Example 6, the average cooling rate during casting was too small, the compound became coarse, and the tensile strength and total elongation of the wire rod after the artificial aging treatment were reduced.

比較例7は、均質化熱処理温度が低すぎ、粗大な化合物の割合が増加し、人工時効処理後の線棒材の引張強さおよび全伸びが低下した。   In Comparative Example 7, the homogenization heat treatment temperature was too low, the proportion of coarse compounds increased, and the tensile strength and total elongation of the wire rod after the artificial aging treatment decreased.

比較例8は、均質化熱処理温度が高すぎ、粗大な化合物の割合が増加し、人工時効処理後の線棒材の引張強さが低下した。   In Comparative Example 8, the homogenization heat treatment temperature was too high, the proportion of coarse compounds increased, and the tensile strength of the wire rod after the artificial aging treatment decreased.

比較例9は、均質化熱処理後の冷却速度が小さすぎ、化合物が粗大になり、人工時効処理後の線棒材の引張強さおよび全伸びが低下した。   In Comparative Example 9, the cooling rate after the homogenization heat treatment was too small, the compound became coarse, and the tensile strength and total elongation of the wire rod material after the artificial aging treatment were reduced.

比較例10は、押出開始温度が高すぎ、化合物が粗大になり、人工時効処理後の線棒材の引張強さが低下した。   In Comparative Example 10, the extrusion start temperature was too high, the compound became coarse, and the tensile strength of the wire rod after the artificial aging treatment was lowered.

Claims (3)

Zn:8.0〜14.0質量%、
Mg:2.0〜4.0質量%、
Cu:0.5〜2.0質量%、
Mn:0.2〜1.5質量%、
Zr:0.05〜0.3質量%を含有し、
残部がAl及び不可避的不純物であって、
SEMを用いて測定した金属間化合物の円相当直径の平均値が3.0μm以下であり、円相当直径が3.0μm以上の金属間化合物が面積率で4.0%以下であることを特徴とする押出材。
Zn: 8.0 to 14.0% by mass,
Mg: 2.0-4.0 mass%,
Cu: 0.5 to 2.0 mass%,
Mn: 0.2 to 1.5% by mass,
Zr: 0.05 to 0.3% by mass,
The balance is Al and inevitable impurities,
The average value of the equivalent circle diameter of the intermetallic compound measured using SEM is 3.0 μm or less, and the intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 3.0 μm or more is 4.0% or less in area ratio. Extruded material.
Cr:0.05〜0.3質量%、および
Sc:0.02〜0.5質量%
から成る群から選択される一種または二種をさらに含有する請求項1に記載の押出材。
Cr: 0.05-0.3 mass%, and Sc: 0.02-0.5 mass%
The extruded material according to claim 1, further comprising one or two selected from the group consisting of:
Ag:0.05〜0.6質量%、および
Sn:0.01〜0.2質量%
から成る群から選択される一種または二種をさらに含有する請求項1または2に記載の押出材。
Ag: 0.05 to 0.6 mass%, and Sn: 0.01 to 0.2 mass%
The extruded material according to claim 1 or 2, further comprising one or two selected from the group consisting of:
JP2016221824A 2016-11-14 2016-11-14 Aluminum alloy extrusion material Pending JP2018080355A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016221824A JP2018080355A (en) 2016-11-14 2016-11-14 Aluminum alloy extrusion material
PCT/JP2017/039899 WO2018088351A1 (en) 2016-11-14 2017-11-06 Aluminum alloy extruded material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016221824A JP2018080355A (en) 2016-11-14 2016-11-14 Aluminum alloy extrusion material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018080355A true JP2018080355A (en) 2018-05-24

Family

ID=62110693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016221824A Pending JP2018080355A (en) 2016-11-14 2016-11-14 Aluminum alloy extrusion material

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2018080355A (en)
WO (1) WO2018088351A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109468558B (en) * 2019-01-08 2020-11-10 合肥工业大学 Extrusion and heat treatment process of 7xxx series aluminum alloy for aerospace
CN112111680A (en) * 2020-09-17 2020-12-22 湖南恒佳新材料科技有限公司 Aluminum alloy and preparation method of aluminum alloy plate
CN112646997B (en) * 2020-12-17 2022-06-28 东北轻合金有限责任公司 Scandium-containing ultrahigh-strength aluminum alloy for aerospace and manufacturing method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1340618C (en) * 1989-01-13 1999-06-29 James T. Staley Aluminum alloy product having improved combinations of strength, toughness and corrosion resistance
FR2716896B1 (en) * 1994-03-02 1996-04-26 Pechiney Recherche Alloy 7000 with high mechanical resistance and process for obtaining it.
CN100554464C (en) * 2007-12-27 2009-10-28 北京科技大学 A kind of high-toughness manganese-containing aluminum alloy
JP5830006B2 (en) * 2012-12-27 2015-12-09 株式会社神戸製鋼所 Extruded aluminum alloy with excellent strength
JP6193808B2 (en) * 2014-05-22 2017-09-06 株式会社神戸製鋼所 Aluminum alloy extruded material and method for producing the same
JP2017133097A (en) * 2016-01-21 2017-08-03 株式会社神戸製鋼所 Mechanical member and manufacturing method and extrusion material

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018088351A1 (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6420553B2 (en) Aluminum alloy, aluminum alloy wire, aluminum alloy wire manufacturing method, aluminum alloy member manufacturing method, and aluminum alloy member
JP5830006B2 (en) Extruded aluminum alloy with excellent strength
JP2009221566A (en) Aluminum alloy material for high pressure gas vessel having excellent hydrogen embrittlement resistance
WO2016204043A1 (en) High strength aluminum alloy hot-forged material
JP6182490B2 (en) Aluminum alloy forging
JP6126235B2 (en) Semi-finished product obtained by deforming heat-resistant aluminum base alloy and method for producing the same
JP2009144190A (en) High-strength and high-ductility aluminum alloy sheet and manufacturing method therefor
JP7350805B2 (en) Method for manufacturing deformed semi-finished products from aluminum-based alloy
WO2018088351A1 (en) Aluminum alloy extruded material
JP2016505713A5 (en)
JP2004084058A (en) Method for producing aluminum alloy forging for transport structural material and aluminum alloy forging
KR101400140B1 (en) Preparing method for magnesium alloy extrudate and the magnesium alloy extrudate thereby
JP2009249647A (en) Magnesium alloy excellent in creep characteristics at high temperature, and manufacturing method therefor
JPS63282232A (en) High-strength magnesium alloy for plastic working and its production
JP2017133097A (en) Mechanical member and manufacturing method and extrusion material
JPH07197165A (en) High wear resistant free cutting aluminum alloy and its production
JP2001181771A (en) High strength and heat resistant aluminum alloy material
WO2017126413A1 (en) Machine component, method for producing same, and extruded material
KR102407828B1 (en) Wrought magnesium alloys with high mechanical properties and method for preparing the same
KR101680046B1 (en) Method for manufacturing high-strength wrought magnesium alloy by conducting aging treatment prior to plastic working and high-strength wrought magnesium alloy manufactured thereby
JP2023548476A (en) Improved 6XXX aluminum alloy
EA034631B1 (en) Heat resistant ultrafine-grain aluminium conductor alloy and method of production thereof
JP4169941B2 (en) Aluminum alloy extruded shape having excellent bending workability and manufacturing method thereof
JP6843353B2 (en) Mg alloy and its manufacturing method
JP5792696B2 (en) High strength copper alloy tube

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20161226

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20190712

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190723

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190712