JP2021014612A - ７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｔ１調質のアルミニウム合金押出形材に塑性加工を施して製品化するにあたり、塑性加工時の割れ発生を防止するとともに、製品の引張残留応力をいっそう低減し、耐応力腐食割れ性を向上させる、７０００系アルミニウム合金製造部材の製造方法を提供する。【解決手段】Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材を１５０℃以上の温度範囲に昇温させた後、前記温度範囲内で塑性加工を行い、次いで冷却した後、人工時効処理を行う。昇温開始からの時間をｔ（ｓ）、時間ｔにおける前記押出形材の温度をＴ（ｔ）（℃）、昇温過程で前記押出形材が１４０℃に達するまでの時間をｔ１、冷却過程で前記押出材が再び１４０℃に達するまでの時間をｔ２としたとき、ｔ１≦ｔ≦ｔ２の区間における｛Ｔ（ｔ）−１４０｝２の積分値（＝Ｆ１４０）が５×１０５（℃２・ｓ）以下になるように規制する。【選択図】図１

Description

本発明は、７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法に関わり、特にＴ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材を塑性加工して７０００系アルミニウム合金製部材を製造する方法に関わる。

アルミニウム合金は、 密度が約２．７ｇｃｍ^−３と鋼の約１／３であることから、 近年、軽量化が重視される輸送機分野、特に自動車への適用が拡大している。特にアルミニウム合金製押出形材は、追加の加工なしで、任意の肉厚配分を有する閉断面の長尺材が得られるという特長があり、自動車の骨格部品や、エネルギ吸収部品などへの積極的な採用が拡大している。そのような骨格部品としてロッカー、サイドメンバー、ピラー等があり、エネルギ吸収部品としてドア補強材、バンパー補強材、ルーフ補強材等がある。

自動車部品を、鋼部品からアルミニウム合金製押出形材から製造される部品に置換して得られる軽量化効果は、アルミニウム合金の強度（耐力）に大きく依存する。このため、自動車の骨格部品やエネルギー吸収部品向けに、高強度アルミニウム合金の開発が進められている。
高強度アルミニウム合金として代表的なものに、析出硬化型合金である６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−（Ｃｕ）系）及び７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−（Ｃｕ）系）がある。一般的に、６０００系アルミニウム合金は０．２％耐力で２００〜３５０ＭＰａ程度、７０００系アルミニウム合金は０．２％耐力で３００〜５００ＭＰａ程度が、Ｔ５、Ｔ６又はＴ７調質で得られる。特に７０００系アルミニウム合金は高強度が得られ，高い軽量化効果が期待できる。

一方、高強度の７０００系アルミニウム合金では、腐食環境下で引張応力が絶えず生じている箇所において生じる割れ、すなわち応力腐食割れ（ＳＣＣ）が問題となっている。この応力腐食割れは鋭敏であるため、進展が早く、強く忌避される。
応力腐食割れは一般に高強度材であるほど生じやすく、応力腐食割れがネックとなって、自動車部品への７０００系アルミニウム合金の採用が見送られることも多々ある。
応力腐食割れは、引張応力がある閾値以上に生じている箇所が、腐食環境にさらされることで発生する。この引張応力は、製造中の塑性加工、切削加工、熱処理工程において生じた引張残留応力が要因となって生じることが多い。

アルミニウム合金押出形材を自動車部品にするためには、一般に、塑性加工や切削加工などの追加加工が必要となる。塑性加工は、機械的力により材料を変形させ、材料を所定の形状、寸法の製品に成形する手段であり、アルミニウム合金押出形材の長手方向の形状を変化させる曲げ加工、プレス機により断面を潰したり拡大させたりする変断面加工、プレス機により穴あけや切断を行う剪断加工等がこれに含まれる。
アルミニウム合金製部材（アルミニウム合金押出形材に追加加工や熱処理を施して得られた部材）の引張残留応力は、追加加工（塑性加工や切削加工）又は熱処理によって発生する。特に問題となるのは、塑性加工によって生じる引張残留応力である。アルミニウム合金押出形材に対して行われる塑性加工の代表例は、上記した曲げ加工、変断面加工及び剪断加工である。

曲げ加工には種々の方法があるが、総じて、曲げ内側（凹側）と側面の一部に長手方向に沿って高い引張残留応力が生じる。変断面加工は、変断面加工に伴い曲げ変形する辺の凹側の面の断面周方向に沿って高い残留応力が生じる。このように、曲げ加工と変断面加工では、基本的に曲げ内側に高い引張残留応力が生じる。剪断加工では、一般に剪断変形部（剪断加工により塑性変形した箇所）に引張残留応力が生じることが多い。切削加工では、表面に高い引張残留応力が生じることは少ない。

７０００系アルミニウム合金製部材に生じる引張残留応力を抑制する技術として、特許文献１には、Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材に所定の条件で復元処理（熱処理）を施した後、常温で塑性加工を施し、その後人工時効処理を施すことが記載されている。なお、Ｔ１調質とは、押出加工後に自然時効以外は調質処理されていない状態を意味する。
また、特許文献２には、７０００系アルミニウム合金押出形材に溶体化処理及び焼き入れ後、５０〜１００℃×１〜３０分の熱処理を施し、続いて１００〜２００℃に昇温し、その温度範囲内で塑性加工（温間加工）を行い、冷却後、人工時効処理を施すことが記載されている。

特許第５６７１４２２号公報 特開２００９−１１４５１４号公報

特許文献１の技術によれば、Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材を、割れの発生なく常温で塑性加工ができ、製品（アルミニウム合金製部材）の引張残留応力を低減して耐応力腐食割れ性を向上させることができる。しかし、一層の耐応力腐食割れ性の向上が求められている。
特許文献２の技術によれば、Ｗ調質又はＴ４調質のアルミニウム合金押出形材を、割れの発生なしに塑性加工することができ、引用文献２には、製品の耐応力腐食割れ性が優れることが記載されている。しかし、特許文献２の技術は、より低コスト化が可能なＴ１調質のアルミニウム合金押出形材に適応したものではなく、また、溶体化処理と温間加工の間に別の熱処理が必要であって工程も複雑である。

本発明は、Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材に塑性加工を施して、製品化するにあたり、塑性加工時の割れ発生を防止するとともに、製品（アルミニウム合金製部材）の引張残留応力をいっそう低減し、耐応力腐食割れ性を向上させることを目的とする。

本発明は、７０００系アルミニウム合金押出形材を略室温から昇温して所定の温度範囲内の温度に到達させた後、前記温度範囲内で塑性加工を行い、次いで冷却した後、人工時効処理を行う７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法において、前記７０００系アルミニウム合金押出形材がＴ１調質材であり、前記温度範囲が１５０℃以上であり、昇温開始からの時間をｔ（単位：ｓ）、時間ｔにおける前記押出形材の温度をＴ（ｔ）（単位：℃）、昇温過程で前記押出形材が１４０℃に達するまでの時間をｔ_１、冷却過程で前記押出形材が再び１４０℃に達するまでの時間をｔ_２としたとき、ｔ_１≦ｔ≦ｔ_２の区間における｛Ｔ（ｔ）−１４０｝^２の積分値が５×１０^５（単位：℃^２・ｓ）以下であることを特徴とする。

本発明によれば、Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材に塑性加工を施して製品化するにあたり、塑性加工による割れの発生を防止し、製品（７０００系アルミニウム合金製部材）の強度を犠牲にすることなく、製品の引張残留応力を低減し、耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
そして、本発明によれば、昇温−塑性加工−冷却の過程で、塑性加工を１５０℃以上で行い、かつ前記積分値を５×１０^５（単位：℃^２・ｓ）以下となるようにする、という比較的単純な方法で上記効果を得ることができる。
また、本発明では、Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材を素材として用いるので、強度が求められるドア補強材、バンパー補強材、ルーフ補強材等のエネルギー吸収部品、及びロッカー、サイドメンバー、ピラー等の自動車骨格部品を、低コストで製造することができる。

本発明のプロセスのフロー図である。 昇温−塑性加工−冷却の工程における７０００系アルミニウム合金押出形材の温度履歴（温度と時間の関係）を説明する図である。 実施例１の温度履歴測定用試験材を５００℃に設定された空気炉に挿入したときに得られた前記試験材の温度履歴である。 実施例１で得られた７０００系アルミニウム合金押出形材の塑性加工時の温度と割れ発生状況の関係を示す図である。 実施例２に使用した７０００系アルミニウム合金押出形材の断面模式図（５Ａ）、塑性変形後の側面模式図（５Ｂ）、及び図５ＢのＩ−Ｉ、ＩＩ−ＩＩ、ＩＩＩ−ＩＩＩの各断面図（５Ｃ）である。 ｔ_１≦ｔ≦ｔ_２の区間における｛Ｔ（ｔ）−１４０｝^２の積分値（Ｆ_１４０）と、従来プロセスを基準としたときの０．２％耐力の割合（１００分率）の関係を示す図である。 ｔ_１≦ｔ≦ｔ_２の区間における｛Ｔ（ｔ）−１４０｝^２の積分値（Ｆ_１４０）と、従来プロセスを基準としたときの引張強さの割合（１００分率）の関係を示す図である。

以下、本発明に係る７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法について、より具体的に説明する。この製造方法は、図１に示すように、Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材を製造する工程（Ｐ１）、押出形材を室温（Ｒ．Ｔ．）から所定の昇温速度で１５０℃以上の温度に昇温する工程（Ｐ２）、前記温度範囲で押出形材を塑性加工する工程（Ｐ３）、押出形材を所定の冷却速度で室温まで冷却する工程（Ｐ４）、及び時効処理（Ｐ５）の５つの工程からなる。

（Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材）
本発明に係る７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法では、素材として７０００系アルミニウム合金押出形材のＴ１調質材が用いられる。
本発明が適用される７０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｚｎ（−Ｃｕ）系）アルミニウム合金の組成は特に限定的ではない。しかし、好ましい組成として、Ｚｎ：３．０〜９．０質量％、Ｍｇ：０．４〜２．５質量％、Ｃｕ：０．０５〜２．０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．２質量％を含有し、さらに、Ｍｎ：０．０１〜０．３質量％、Ｃｒ：０．０１〜０．３質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３質量％の１種又は２種以上を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる組成を挙げることができる。
本発明においてＴ１調質材とは、押出加工後に自然時効のみの調質処理をされている材料を意味する。また、本発明において押出形材とは、ＪＩＳＨ４１００に規定された形材の定義に従う押出材、及びＪＩＳＨ４０８０に規定された管の定義に従う押出材を意味し、中空形材と中実形材の両方が含まれる。
７０００系アルミニウム合金製部材の例として、ドア補強材、バンパー補強材、ルーフ補強材等のエネルギー吸収部品、及びロッカー、サイドメンバー、ピラー等の自動車骨格部品が挙げられる。

（押出形材の温度履歴）
図２は、図１に示すＰ２〜Ｐ４の一連の工程（昇温→塑性加工→冷却）において、押出形材の温度と時間の関係（温度履歴）の一例を示すグラフである。図２において、直交座標の横軸が昇温開始からの時間ｔ（単位：ｓ）であり、縦軸が時間ｔにおける押出形材の温度Ｔ（単位：℃）である。
昇温工程において押出形材は室温（Ｒ．Ｔ．）から所定の昇温速度で昇温され、１５０℃以上の温度（到達温度）に到達し、押出形材に対し塑性加工が行われ、冷却工程において所定の冷却速度で室温まで冷却される。

７０００系アルミニウム合金押出形材は、高温に長時間晒されるほど、人工時効処理後の０．２％耐力（及び引張強さ）が低下する傾向にあり、特に１４０℃を超える高温に長時間晒されたとき、その影響が顕著に生じる。このため本発明では、時刻ｔにおける押出形材の温度Ｔ（ｔ）が臨界温度（１４０℃）を超えたときの超過温度｛Ｔ（ｔ）−１４０｝を、本発明を表現するパラメーターとして選択した。

昇温工程で押出形材が１４０℃に達するまでの時間をｔ_１、冷却過程で前記押出形材が再び１４０℃に達するまでの時間をｔ_２としたとき、本発明では、ｔ_１≦ｔ≦ｔ_２の区間における｛Ｔ（ｔ）−１４０｝^２の積分値Ｆ_１４０が５×１０^５（単位：℃^２・ｓ）以下に制限される。この積分値Ｆ_１４０は、下記式（１）で表される。なお、後述する実施例（図６，７）に示すように、アルミニウム合金押出形材の強度に対する温度履歴の影響を整理する因子として、この積分値Ｆ_１４０を採用したことにより、温度履歴と耐力比（ＹＳ／ＹＳ_０）及び引張強さ比（ＴＳ／ＴＳ_０）の関係が、精度よく線形で整理できる。

前記積分値Ｆ_１４０が５×１０^５℃^２・ｓ以下のとき、従来の製造方法に比べて、ほとんど遜色のない、高強度を有する７０００系アルミニウム合金部材を製造することができる。一方、この積分値Ｆ_１４０が５×１０^５℃^２・ｓを超えるとき、従来の製造方法に比べて、７０００系アルミニウム合金部材の人工時効処理後の０．２％耐力及び引張強さの低下が顕在化する。

昇温工程における昇温速度、到達温度、到達温度での保持時間及び冷却工程における冷却速度は、前記積分値Ｆ_１４０が５×１０^５℃^２・ｓ以下という条件内で、適宜選択できる。
なお、本発明が主な対象とする自動車部材は、大量生産が前提であり、経済的な観点からもサイクルタイム（部品１つを生産するために必要な時間）の極小化が重要である。昇温及び塑性加工の工程では、加熱装置及びプレス装置によりアルミニウム合金押出形材が１個ずつ処理されるため、サイクルタイムの極小化には、昇温及び塑性加工の工程に要する時間を短縮する必要がある。自動車業界の一般的なサイクルタイム目標は６０ｓ以下（１時間当たり６０個以上の生産性）であり、そのためには昇温及び塑性加工の工程を６０ｓ以下で終了することが好ましく、昇温速度は好ましくは３℃／ｓ以上、より好ましくは５℃／ｓ以上とする。
一方、冷却工程では、冷却装置により複数の製品（アルミニウム合金部材）を連続的に処理することができるため、冷却速度をサイクルタイムの観点で選択する必要はない。しかし、冷却速度が大きいほど、人工時効処理後の０．２％耐力（及び引張強さ）が上がるため、冷却速度は好ましくは３℃／ｓ以上とする。

（塑性加工）
本発明では、７０００系アルミニウム合金押出形材を室温から１５０℃以上の温度（到達温度）に昇温させ、昇温した箇所に塑性加工（温間加工）を施した後、当該箇所を冷却する。前記到達温度の上限値は、前記積分値Ｆ_１４０を５×１０^５℃^２・ｓ以下に保つことができる限り、特に制限がないが、現実的にみて３００℃以下であることが好ましい。
昇温工程でアルミニウム合金押出形材を昇温させる箇所は、少なくとも塑性加工が予定されている箇所が含まれていればよく、アルミニウム合金押出形材の全体（全長）でも、長手方向の一部（例えば塑性加工が行われる箇所及びその近傍）でもよい。塑性加工には、一般的に、曲げ加工、変断面加工及び剪断加工が含まれる。なお、塑性加工時の温度低下を防止するため、塑性加工時に押出形材に接触する金型、ジグ等を、昇温工程における到達温度又はその近傍の温度に保っておくことが好ましい。

７０００系アルミニウム合金押出形材に対する塑性加工を１５０℃以上で行うことにより、塑性加工時の割れの発生を防止するとともに、塑性加工により製品（７０００系アルミニウム合金製部材）に生じる引張残留応力を低減することができる。しかし、塑性加工時の温度が１５０℃未満では、割れの発生を防止する効果が十分でなく、割れの発生がなかったとしても、塑性加工により製品に生じる引張残留応力を十分低減することができない。引張残留応力を低減するとの観点からは、塑性加工時の温度は１７０℃以上が好ましく、２００℃以上がより好ましい。人工時効処理後の０．２％耐力（及び引張強さ）を向上させるには、塑性加工後の冷却は、３℃／秒以上の冷却速度で行うことが好ましい。

（人工時効処理）
人工時効処理は、製品（７０００系アルミニウム合金製部材）の機械的特性、特に０．２％耐力値を向上させるために行う。人工時効処理の条件は特に限定的ではなく、通常の７０００系アルミニウム合金で行われている一般的な時効処理条件、例えば１２０〜１６０℃×６〜２４時間で行うことができる。又は、一般的な時効処理より高温・長時間の条件で時効処理（過時効処理）を行うことができる。

Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材を室温から昇温し、到達温度を種々変化させ、当該到達温度にて塑性加工（温間加工）を施し、割れが発生しない温度条件を調査した。この７０００系アルミニウム合金は、Ｍｇ：１．４質量％、Ｚｎ：６．５質量％、Ｃｕ：０．１５質量％、Ｚｒ：０．１５質量％、Ｃｒ：０．０３質量％、Ｔｉ：０．０２５質量％を含み、残部Ａｌ及び不純物からなる。前記押出形材は、断面が高さ約５０ｍｍ×幅約１５０ｍｍの矩形輪郭を有し、２個の中空部を有し、肉厚が２〜４ｍｍで、長さ約１５０ｍｍの一対のフランジと、前記一対のフランジに等間隔で接続する３つの長さ約５０ｍｍのウエブからなる。この押出形材は、例えばバンパーリインフォースの素材として用いられる。

前記押出形材を押出方向に対し垂直に一定長さに切断し、温度履歴測定用の試験材と複数個の塑性加工用の試験材を作成した。
前記試験材の昇温は５００℃に設定した空気炉で行った。まず、温度履歴測定用の試験材のウエブに熱電対を添付し、前記空気炉に装入して、前記試験材の温度履歴を測定した。その結果を図３に示す。前記温度履歴から、前記試験材が前記空気炉に装入されてから種々の温度（到達温度）に到達するまでの時間（到達時間）を求めた。なお、図３に示されるように、３５０℃までの昇温速度は約５℃／ｓであった。
次に塑性加工用の試験材を１個ずつ前記空気炉に装入し、所定の到達温度に到達後（すなわち、所定の到達時間経過後すぐ）、前記試験材を前記空気炉から取出し、直ちに塑性加工（温間加工）を施した。塑性加工は通常のプレス機を用い、上下平行な金型を前記到達温度に保持し、前記試験材の断面高さが２０ｍｍになるまで潰し加工を行った。

潰し加工された箇所では、ウエブは大きく曲げ変形し、前記到達温度によっては、ウエブの曲げ外側に、曲げの稜線と平行な割れや肌荒れの発生が確認された。前記到達温度とウエブの曲げ外側の外観品質の関係をプロット（×、△、○）したものを図４に示す。図４において、×は明確な割れの発生、△は軽微な亀裂の発生、○は肌荒れのみの発生を意味する。
図４に示すように、塑性加工時の温度（到達温度）が１５０℃以上のとき、塑性加工（潰し加工）で割れが生じていない。

Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材に対し、室温を超える種々の温度で塑性加工を施し、塑性加工温度と引張残留応力の関係を調査した。この７０００系アルミニウム合金の組成は、実施例１のものと同じである。前記押出形材は、例えばドアビームの素材として用いられるもので、図５Ａに示すように、互いに平行な一対のフランジと前記一対のフランジを連結する一対のウエブからなり、高さが３５ｍｍで、前記フランジとウエブは互いに垂直である。一対のフランジのうち一方のフランジ（薄肉側フランジ）は、肉厚が２．２ｍｍで幅が約３４ｍｍであり、他方のフランジ（厚肉側フランジ）は、肉厚が５．６ｍｍで、幅が４０ｍｍである。また、前記ウエブは共に肉厚が２ｍｍで、長さが２７．２ｍｍである。

前記押出形材を押出方向に対し垂直に一定長さに切断し、厚肉側フランジの突出部を切除し、複数個の試験材を作成した。
前記試験材を５００℃に設定した空気炉に挿入して加熱し、５００℃に到達後、空気炉から取出し、接触式温度計で温度を管理しつつ冷却し、各試験温度（３００℃、２５０℃、２００℃、１５０℃、５０℃）に達した時点で、直ちに塑性加工を行った。塑性加工は通常のプレス機を用い、上下平行な金型を前記試験温度に保持し、前記試験材の先端から長さ２００ｍｍまでを、断面高さが２５ｍｍになるまで潰し加工を行った。なお、試験材は各試験温度ごとに２個ずつとし、それぞれに同じ潰し加工を行った。
潰し加工後の試験材は、直ちに室温まで強制空冷した。

潰し加工された箇所では、ウエブは大きく曲げ変形している。
潰し加工後の試験材（時効処理前）を用い、潰し加工によりウエブの曲げ外側に発生した残留応力を、Ｘ線応力測定装置ＭＳＦ−３Ｍ（リガク株式会社製）を用いて測定した。測定箇所は、潰し加工された領域（断面高さ２５ｍｍの領域）と潰し加工されていない領域（断面高さ３５ｍｍの領域）の間の領域における厚肉側フランジ近傍位置（測定箇所Ａ）と、潰し加工された領域における厚肉側フランジ近傍位置（測定箇所Ｂ）とした。測定条件及び解析条件を表１に示し、測定箇所Ａ，Ｂを図５Ｂ、５Ｃに○印で示す。測定箇所Ａは略平坦であり、測定箇所Ｂは凹部である。
塑性加工温度と測定結果を表２に示す。表２に示す引張残留応力の値は２個の試験材の平均値である。表２において、−の付与された数値は圧縮残留応力である。

表２に示すように、塑性加工温度がＲ．Ｔ．に近い５０℃のとき、測定箇所Ａ，Ｂの両方において高い引張残留応力が発生するが、塑性加工温度が１５０℃以上では、引張残留応力が５０℃のときの６０％以下に低減される。また、塑性加工温度が１５０℃を超えると引張残留応力の低下が顕著であった。なお、塑性加工温度が１５０℃以上のとき、ウエブに発生した引張残留応力の大きさは十分に低く、その値が人工時効処理によって大きく変化しないことが確認された。

実施例１と同じＴ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材を用い、そのフランジから長手方向が押出平行方向となるようにＪＩＳ１３Ｂ号試験片（Ｎｏ．１〜２３）を作成した。この試験片の厚さは３ｍｍである。このうちＮｏ．１〜２０の試験片を室温から昇温し、到達温度を種々変化させ、当該到達温度にて所定時間保持し、続いて室温まで種々の冷却速度で冷却した後、時効処理を施し、機械的性質を測定した。

Ｎｏ．１〜２０の試験片の到達温度は１５０℃、２００℃、２５０℃、２７５℃のいずれかとし、前記到達温度への昇温は、前記到達温度に保持したオイルバス（１５０℃、２００℃）又は硝石炉（２５０℃、２７５℃）で行った。前記到達温度における保持時間は３０ｓ、６０ｓ、９０ｓ、１５０ｓ、１８０ｓのいずれかとし、冷却方法は自然空冷又は水冷とした。前記到達温度から１４０℃までの冷却速度は、自然空冷の場合約１℃／ｓ、水冷の場合約１００℃／ｓであった。なお、各試験片の温度履歴は、各試験片にＴ熱電対をカプトン（登録商標）テープで添付して測定した。
また、従来技術との比較のため、Ｎｏ．２１〜２３の試験片を再加熱して溶体化処理した後（４８０℃で３６００ｓ保持後、ファン空冷）、Ｎｏ．１〜２０の試験片と同じ条件で時効処理し、機械的性質を測定した。

時効処理後の試験片（Ｎｏ．１〜２３）を用い、ＪＩＳＺ２２４１（２０１１）に準拠して引張試験を実施し、機械的性質（０．２％耐力、引張強さ、破断伸び）を測定した。
表３に、Ｎｏ．１〜２０の試験片の到達温度、到達温度での保持時間、冷却方法、引張強さ、０．２％耐力、破断伸び、及びＦ_１４０の値と、Ｎｏ．２１〜２３の試験片の溶体化処理条件（保持温度、保持時間）、０．２％耐力、引張強さ及び破断伸びを示す。
さらに、従来技術で処理した試験片（Ｎｏ．２１〜２３の試験片）の０．２％耐力の平均値を基準値（ＹＳ_０）とし、前記基準値に対するＮｏ．１〜２０の各試験片の０．２％耐力値（ＹＳ）の割合（（ＹＳ／ＹＳ_０）×１００）を求め、表３に記載した。また、従来技術で処理した試験片（Ｎｏ．２１〜２３の試験片）の引張強さの平均値を基準値（ＴＳ_０）とし、前記基準値に対するＮｏ．１〜２０の各試験片の引張強さ（ＴＳ）の割合（（ＴＳ／ＹＳ_０）×１００）を求め、表３に記載した。
表３のデータを基に、（ＹＳ／ＹＳ_０）×１００とＦ_１４０との関係、及び（ＴＳ／ＹＳ_０）×１００とＦ_１４０との関係を図６，７のグラフに示す。

図６，７に示すように、Ｎｏ．１〜２０の試験片のうち、Ｆ_１４０≦５×１０^５（℃^２・ｓ）を満たす試験片において、（ＹＳ／ＹＳ_０）×１００又は（ＴＳ／ＹＳ_０）×１００の値として９０％以上が得られている。つまり、Ｆ_１４０≦５×１０^５（℃^２・ｓ）のとき、従来技術（Ｎｏ．２１〜２３）と比較したときの０．２％耐力の変化率（低下率）を、ほぼ１０％以下に抑えることができている。なお、強度部材では、機械的性質のうち０．２％耐力が最も重要視されている。

以上の［実施例１］〜［実施例３］に示されたように、Ｔ１調質の７０００系アルミニウム合金押出形材に塑性加工を加えてアルミニウム合金部材を製造する場合に、塑性加工時の温度が１５０℃以上のとき、塑性加工において割れの発生が防止され、かつ引張残留応力が低減する。また、塑性加工時の７０００系アルミニウム合金押出形材の温度履歴において、Ｆ_１４０が５×１０^５（℃^２・ｓ）以下のとき、時効処理後に従来材と比べて遜色のない高強度を得ることができる。

Claims (4)

1. ７０００系アルミニウム合金押出形材を略室温から昇温して所定の温度範囲内の温度に到達させた後、前記温度範囲内で塑性加工を行い、次いで冷却した後、人工時効処理を行う７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法において、前記７０００系アルミニウム合金押出形材がＴ１調質材であり、前記温度範囲が１５０℃以上であり、昇温開始からの時間をｔ（ｓ）、時間ｔにおける前記押出形材の温度をＴ（ｔ）（℃）、昇温過程で前記押出形材が１４０℃に達するまでの時間をｔ_１、冷却過程で前記押出形材が再び１４０℃に達するまでの時間をｔ_２としたとき、ｔ_１≦ｔ≦ｔ_２の区間における｛Ｔ（ｔ）−１４０｝^２の積分値が５×１０^５（℃^２・ｓ）以下であることを特徴とする７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法。
2. 昇温速度が３℃／ｓ以上であることを特徴とする請求項１に記載された７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法。
3. 前記塑性加工が変断面加工、曲げ加工、剪断加工のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載された７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法。
4. 前記７０００系アルミニウム合金製部材がエネルギー吸収部品又は自動車骨格部品であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された７０００系アルミニウム合金製部材の製造方法。

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