JP2510729B2 - 熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法 - Google Patents
熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法Info
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- JP2510729B2 JP2510729B2 JP1179724A JP17972489A JP2510729B2 JP 2510729 B2 JP2510729 B2 JP 2510729B2 JP 1179724 A JP1179724 A JP 1179724A JP 17972489 A JP17972489 A JP 17972489A JP 2510729 B2 JP2510729 B2 JP 2510729B2
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Description
（産業上の利用分野） 本発明は、熱処理型アルミニウム合金を素材として、
突出部や陥入部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部を有
する複雑な形状の軽合金部材を製造するのに利用される
熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法に関するもの
である。 （従来の技術） 上記した熱処理型アルミニウム合金としては、例えば
昭和58年４月25日に丸善株式会社が発行した「増補版
航空宇宙工学便覧」の第514頁に記載されているよう
に、Al−Cu−Mg系（JIS 2000系）,Al−Mg−Si系（JIS
6000系）,Al−Zn−Mg系（JIS 7000系）などのものが
ある。 従来、上記のような複雑な形状を有する熱処理型アル
ミニウム合金部材を製造するに際しては、上記熱処理型
アルミニウム合金からなる鋳造材を鍛造加工により矩形
状の中間粗材に成形し、次いで前記矩形状の中間粗材に
対して溶体化処理を施し、続いて前記溶体化処理後の残
留応力を除去するために、前記矩形状の中間粗材に対し
て、一方向、例えば厚さ方向の冷間圧縮を行ったあと、
時効処理を施し、さらに前記時効処理後の中間粗材に対
し切削加工を行うことによって、突出部や陥入部あるい
は貫通孔部などの凹凸形状部を有する複雑な形状のアル
ミニウム合金部材を得るようにしていた。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の熱処理型アルミニウ
ム合金部材の製造方法にあっては、鍛造加工によって成
形する矩形状の中間粗材は、のちに切削除去される陥入
部や余肉部分をも含んだ厚肉ブロック状に成形されてお
り、この状態で溶体化処理されるため、溶体化処理時に
おいて前記矩形状中間粗材の厚さがかなり大きくなって
いることから、溶体化処理の効果が十分でなく、高強
度，高靭性のものを得ることが困難であると共に、溶体
化処理後の冷間圧縮は一方向のみから行っていたため、
冷間圧縮後に比較的大きな残留応力が存在することとな
るので、引張強さや耐力などの機械的性質に劣るものに
なっていると同時に機械的性質に方向性を生じやすいも
のになっているという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、上記のような課題に着目してなされたもの
で、溶体化処理による熱処理効果を高めると共に、溶体
化処理によって発生する残留応力の除去効果を十分なも
のとすることによって、突出部や陥入部あるいは貫通孔
部などの凹凸形状部を有する複雑な形状の熱処理型アル
ミニウム合金部材の強度および靭性を改善することがで
きる熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法を提供す
ることを目的としている。
突出部や陥入部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部を有
する複雑な形状の軽合金部材を製造するのに利用される
熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法に関するもの
である。 （従来の技術） 上記した熱処理型アルミニウム合金としては、例えば
昭和58年４月25日に丸善株式会社が発行した「増補版
航空宇宙工学便覧」の第514頁に記載されているよう
に、Al−Cu−Mg系（JIS 2000系）,Al−Mg−Si系（JIS
6000系）,Al−Zn−Mg系（JIS 7000系）などのものが
ある。 従来、上記のような複雑な形状を有する熱処理型アル
ミニウム合金部材を製造するに際しては、上記熱処理型
アルミニウム合金からなる鋳造材を鍛造加工により矩形
状の中間粗材に成形し、次いで前記矩形状の中間粗材に
対して溶体化処理を施し、続いて前記溶体化処理後の残
留応力を除去するために、前記矩形状の中間粗材に対し
て、一方向、例えば厚さ方向の冷間圧縮を行ったあと、
時効処理を施し、さらに前記時効処理後の中間粗材に対
し切削加工を行うことによって、突出部や陥入部あるい
は貫通孔部などの凹凸形状部を有する複雑な形状のアル
ミニウム合金部材を得るようにしていた。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の熱処理型アルミニウ
ム合金部材の製造方法にあっては、鍛造加工によって成
形する矩形状の中間粗材は、のちに切削除去される陥入
部や余肉部分をも含んだ厚肉ブロック状に成形されてお
り、この状態で溶体化処理されるため、溶体化処理時に
おいて前記矩形状中間粗材の厚さがかなり大きくなって
いることから、溶体化処理の効果が十分でなく、高強
度，高靭性のものを得ることが困難であると共に、溶体
化処理後の冷間圧縮は一方向のみから行っていたため、
冷間圧縮後に比較的大きな残留応力が存在することとな
るので、引張強さや耐力などの機械的性質に劣るものに
なっていると同時に機械的性質に方向性を生じやすいも
のになっているという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、上記のような課題に着目してなされたもの
で、溶体化処理による熱処理効果を高めると共に、溶体
化処理によって発生する残留応力の除去効果を十分なも
のとすることによって、突出部や陥入部あるいは貫通孔
部などの凹凸形状部を有する複雑な形状の熱処理型アル
ミニウム合金部材の強度および靭性を改善することがで
きる熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法を提供す
ることを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明に係る熱処理型アルミニウム合金部材の製造方
法は、熱処理型アルミニウム合金よりなる鋳造材に対
し、鍛造加工などの塑性加工と切削加工を行うことによ
って、もしくは鍛造加工などの塑性加工のみを行うこと
によって、突出部や陥入部あるいは貫通孔部などの凹凸
形状部を有する冷間圧縮用の中間粗材となし、前記中間
粗材に対して溶体化処理を施したのち、当該溶体化処理
後の中間粗材に対して圧縮歪が1.5〜5.0％となる冷間圧
縮を一方向に行い次いで圧縮歪が1.5〜5.0％となる冷間
圧縮を前記一方向に対し直交する他の方向に行う少なく
とも２軸方向の冷間圧縮を行い、その後時効処理を施
し、必要な仕上げ加工を行うことによって、突出部や陥
入部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部を有する部材を
得る構成としたものであり、このような熱処理型アルミ
ニウム合金部材の製造方法における上記構成を前記課題
を解決するための手段としたことを特徴としている。 以下に、本発明に係る熱処理型アルミニウム合金部材
の製造方法の実施態様を説明する。 本発明において適用される熱処理型アルミニウム合金
には、前述のように例えば、JIS 2014,2017,2024に代
表される2000系、6061に代表される6000系,7N01,7075に
代表される7000系等があるが、これらJISに制定された
ものだけに限定されないことはいうまでもない。 このような熱処理型アルミニウム合金を素材とするア
ルミニウム部材を本発明に基いて製造するに際しては、
まず、前記熱処理型アルミニウム合金よりなる鋳造材に
対し、鍛造加工などの塑性加工を行うことにより、もし
くは鍛造加工などの塑性加工と切削加工とを行うことに
より、第１図に例示するような冷間圧縮用の中間粗材１
を成形する。前記中間粗材１は４ケ所の突出部2a,2a,2
a,2a,1ケ所の陥入部2bおよび２ケ所の貫通孔部2c,2cか
らなる凹凸形状部２を有する複雑な形状をなすものとな
っている。なお、前記中間粗材１の形状によっては、鍛
造加工などの塑性加工のみならず切削加工を併用するこ
とによって、前記中間粗材１の突出部2a,陥入部2b,貫通
孔部2cなどの凹凸形状部２を設けることも可能である。 次に、前記中間粗材１に対して溶体化処理を施す。こ
の溶体化処理は、例えば2024−T62材においては490〜50
0℃で溶体化処理した後水冷する条件、6061−T62材にお
いては515〜550℃で溶体化処理した後水冷する条件、70
75−T62材においては460〜500℃で溶体化処理した後水
冷する条件で行う。 次に、溶体化処理後の前記中間粗材１に対して、前記
溶体化処理による残留応力を除去するために、圧縮歪が
1.5〜5.0％となる冷間圧縮を一方向に行い次いで圧縮歪
が1.5〜5.0％となる冷間圧縮を前記一方向に対し直交す
る他の方向に行う少なくとも２軸方向、例えば第１図に
示すようなＺ方向およびＹ方向の２軸方向からの冷間圧
縮をそれぞれに規制された圧縮歪の範囲内で行う。この
時の冷間圧縮の際の順序および方向は特に限定されず、
互いに直交する３軸のうち、加工しやすい少なくとも２
軸方向を選択すればよく、さらには必要とあれば４回以
上繰り返し行ってもよい。 本発明において、溶体化処理後の中間粗材１に対して
少なくとも２軸方向に冷間圧縮するのは、当該中間粗材
１の形状が複雑であるため、１軸方向のみでは冷間圧縮
による残留応力の除去効果が期待できない領域があるこ
とによるものであり、２軸方向に冷間圧縮したときに残
留応力が減少することについて第６図，第７図および第
８図により説明する。 第６図は板厚40mmの無限平板20を部分的に示すもので
あって、圧縮方向をZ,板厚方向をY,これら二方向に対し
相互に直交する板面方向をＸとして示している。 第７図は第６図に示した平板20に対し、470℃に加熱
したあと20℃の水中に水焼入れする溶体化処理を施した
のち、Ｚ方向に圧縮した時（外力負荷状態の時）の圧縮
歪に対する内部応力の変化を以下に示す弾塑性の基礎式
に基いて計算した結果を示すものであり、圧縮方向（Ｚ
方向）の内部応力をσz,板厚方向（Ｙ方向）の内部応力
をσy,板面方向（Ｘ方向）の内部応力をσｘで示してあ
る。 （１）力の釣合い式 （ただし、Ｊはせん断応力である。） （２）歪の適合条件式 （ただし、νはポアソン比である。） 第７図より明らかなように、Ｚ方向の内部応力σ
ｚは、圧縮歪が1.5％以上で表面および中心とも同じよ
うな応力レベルとなり、Ｙ方向の内部応力σｙおよびＸ
方向の内部応力σｘは、圧縮歪が1.5％以上で０に収束
する。なお、この解析結果は、板厚40mmの無限平板20を
対象としたものであるので、溶体化処理後においてもＹ
方向の内部応力σｙは０となっているが実際の有限（所
定）寸法を有する平板の場合には溶体化処理後において
Ｙ方向にも内部応力σｙが存在する。 したがって、圧縮方向（Ｚ方向）と直交する板厚方向
（Ｙ方向）および板面方向（Ｘ方向）の応力分布は圧縮
歪が1.5％以上で０に収束するものとなっていることか
ら、このＺ方向からの冷間圧縮後板厚方向（Ｙ方向）ま
たは／および板面方向（Ｘ方向）より冷間圧縮する２軸
方向以上の冷間圧縮を行うことによって内部応力（σz,
σy,σｘ）は圧縮歪が1.5％以上で０に向けて収束する
こととなる。 第８図は第７図のＺ方向に冷間圧縮を行った際の圧縮
歪による内部応力の変化を示す状態から前記Ｚ方向の冷
間圧縮力を解放した後の状態を示すものであって、冷間
圧縮力を解放した状態が最終の残留応力状態となり、例
えば圧縮歪が2.0％の冷間圧縮を行った場合の残留応力
分布は第８図に例示するごとくになり、残留応力は著し
く小さなものとなる。 したがって、本発明においては、冷間圧縮を行う際の
圧縮歪は前述したように内部応力が０に向かって収束す
ることが可能となる1.5％以上とした。しかし、圧縮歪
が大きすぎると中間粗材１に対する負荷が過大なものと
なるので、5.0％以下に限定した。 次いで、冷間圧縮を行った中間粗材１に対して時効処
理を施し、その後、必要に応じて前記中間粗材１の表面
に切削加工や研磨加工などの仕上げ加工を行うことによ
って、凹凸形状部２を有する所定の寸法に仕上げ、突出
部2a,陥入部2b,貫通孔部2cなどの凹凸形状部２を有する
熱処理型アルミニウム合金部材を得る。なお、前記時効
処理は、例えば、2024−T62材においては185〜195℃で
約９時間,6061−T62材においては155〜165℃で約18時
間,7075−T62材においては115〜125℃で約24時間以上の
条件で行うようにすることができる。 （発明の作用） 本発明においては、溶体化処理前に、鋳造材に対し、
鍛造加工などの塑性加工を行うことによって、あるいは
鍛造加工などの塑性加工と切削加工とを行うことによっ
て、突出部や陥入部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部
を有する最終製品形状に近似した冷間圧縮用の中間粗材
に成形したのち溶体化処理を施し、その後の冷間圧縮を
少なくとも２軸方向で行うようにしているので、溶体化
処理時には前記中間粗材の肉厚が薄くなっていて、溶体
化処理による熱処理効果が十分なものとなり、かつまた
溶体化処理により発生する残留応力の除去効果が十分な
ものとなるため、機械的性質に方向性を有しない高強度
および高靭性を備えた熱処理型アルミニウム合金部材と
なる。 （実施例） 熱処理型アルミニウム合金であるJIS 7075−T7352材
からなる鋳造材に対して、塑性加工として鍛造加工を行
うことにより、第２図に示すように、３ケ所の陥入部4
a,4b,4cおよび１ケ所の貫通孔部4dからなる凹凸形状部
４を備えた、長さL2＝680mm,幅W2＝660mm,高さH2＝285m
mの冷間圧縮用の中間粗材３を作成した。 次いで前記中間粗材３に対し、第３図に示すように、
468℃に加熱して６時間保持した後水冷する溶体化処理
を施した。 続いて、前記溶体化処理後の中間粗材３の残留応力を
除去するために、あらかじめ調べておいた第５図に示す
7075材の圧縮荷重と圧縮歪との関係、すなわち、第５図
の直線部分において、 Ｆ≒［24.9＋3.8δ］×Ｓ （ただし、Ｆはプレス荷重（kgf），δは圧縮歪（％）,
Sはプレス断面積（mm2）．定数の単位はkgf/mm2であ
る。） で表わされる関数に従って、前記溶体化処理後の中間粗
材３に対し、まず、第２図中においてＺ方向の冷間圧縮
を約67TONの圧縮荷重により行って約2.5％の圧縮歪が付
与されるようにし、続いて、同じく第２図中においてＹ
方向の冷間圧縮を同じく約67TONの圧縮荷重により行っ
て約2.5％の圧縮歪が付与されるようにして、Ｚ方向お
よびＹ方向の２軸方向からの冷間圧縮を行った。 次いで、前記冷間圧縮後の中間粗材３に対して、同じ
く第３図に示すように、108℃で７時間および165℃で７
時間の２段時効処理を施した後、仕上げ加工（切削加
工）を施すことによって、陥入部4a,4b,4cおよび貫通孔
部4dからなる凹凸形状部４を有する熱処理型アルミニウ
ム合金部材を得た。 このとき、中間粗材３の底面中央部近傍における各熱
処理段階での残留応力を測定したところ、第１表に示す
とおりであった。 また、このようにして得た実施例の熱処理型アルミニ
ウム合金部材の各方向における引張試験特性を評価した
ところ、第２表の実施例の欄に示す結果であった。 （比較例） 前記実施例と同じく熱処理型アルミニウム合金である
JIS 7075−T7352材からなる鋳造材に対して鍛造加工を
行うことにより、第４図に示すように、長さL4＝680mm,
幅W4＝660mm,高さH4＝310mmの矩形ブロック状の中間粗
材10を作成した。 続いて、前記ブロック状の中間粗材10に対して、前記
実施例と同じく第３図に示すように、468℃に加熱して
６時間保持した後水冷する溶体化処理を施した。 次に、溶体化処理後の前記ブロック状の中間粗材10に
対し、第４図中においてＺ方向のみの冷間圧縮を約67TO
Nの圧縮荷重により行って約2.5％の圧縮歪が付与される
ようにした。 次いで、前記実施例と同様に同じく第３図に示すよう
に、108℃×７時間および165℃×７時間の２段時効処理
を施した後、当該ブロック状中間粗材10に対し切削加工
を施すことによって、第２図に示した前記実施例と同一
形状，同一寸法の陥入部（4a,4b,4c）および貫通孔部
（4d）からなる凹凸形状部４を有する熱処理型アルミニ
ウム合金部材を得た。 そして、このようにして得た比較例の熱処理型アルミ
ニウム合金部材の各方向における引張試験特性を評価し
たところ、同じく第２表の比較例の欄に示す結果であっ
た。 第１表および第２表に示した結果より明らかなよう
に、本発明実施例の場合には、２段時効処理後に残留応
力がほとんど除去されていると共に、耐力（Y.S）およ
び引張強さ（T.S）のいずれにおいても比較例の場合に
比べてより優れた値を示しかつまた方向による耐力およ
び引張強さのばらつきも著しく小さなものとなってお
り、破断伸び（El）についても良好な値を示していて、
溶体化処理および残留応力除去の効果が十分に得られて
いることが認められた。
法は、熱処理型アルミニウム合金よりなる鋳造材に対
し、鍛造加工などの塑性加工と切削加工を行うことによ
って、もしくは鍛造加工などの塑性加工のみを行うこと
によって、突出部や陥入部あるいは貫通孔部などの凹凸
形状部を有する冷間圧縮用の中間粗材となし、前記中間
粗材に対して溶体化処理を施したのち、当該溶体化処理
後の中間粗材に対して圧縮歪が1.5〜5.0％となる冷間圧
縮を一方向に行い次いで圧縮歪が1.5〜5.0％となる冷間
圧縮を前記一方向に対し直交する他の方向に行う少なく
とも２軸方向の冷間圧縮を行い、その後時効処理を施
し、必要な仕上げ加工を行うことによって、突出部や陥
入部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部を有する部材を
得る構成としたものであり、このような熱処理型アルミ
ニウム合金部材の製造方法における上記構成を前記課題
を解決するための手段としたことを特徴としている。 以下に、本発明に係る熱処理型アルミニウム合金部材
の製造方法の実施態様を説明する。 本発明において適用される熱処理型アルミニウム合金
には、前述のように例えば、JIS 2014,2017,2024に代
表される2000系、6061に代表される6000系,7N01,7075に
代表される7000系等があるが、これらJISに制定された
ものだけに限定されないことはいうまでもない。 このような熱処理型アルミニウム合金を素材とするア
ルミニウム部材を本発明に基いて製造するに際しては、
まず、前記熱処理型アルミニウム合金よりなる鋳造材に
対し、鍛造加工などの塑性加工を行うことにより、もし
くは鍛造加工などの塑性加工と切削加工とを行うことに
より、第１図に例示するような冷間圧縮用の中間粗材１
を成形する。前記中間粗材１は４ケ所の突出部2a,2a,2
a,2a,1ケ所の陥入部2bおよび２ケ所の貫通孔部2c,2cか
らなる凹凸形状部２を有する複雑な形状をなすものとな
っている。なお、前記中間粗材１の形状によっては、鍛
造加工などの塑性加工のみならず切削加工を併用するこ
とによって、前記中間粗材１の突出部2a,陥入部2b,貫通
孔部2cなどの凹凸形状部２を設けることも可能である。 次に、前記中間粗材１に対して溶体化処理を施す。こ
の溶体化処理は、例えば2024−T62材においては490〜50
0℃で溶体化処理した後水冷する条件、6061−T62材にお
いては515〜550℃で溶体化処理した後水冷する条件、70
75−T62材においては460〜500℃で溶体化処理した後水
冷する条件で行う。 次に、溶体化処理後の前記中間粗材１に対して、前記
溶体化処理による残留応力を除去するために、圧縮歪が
1.5〜5.0％となる冷間圧縮を一方向に行い次いで圧縮歪
が1.5〜5.0％となる冷間圧縮を前記一方向に対し直交す
る他の方向に行う少なくとも２軸方向、例えば第１図に
示すようなＺ方向およびＹ方向の２軸方向からの冷間圧
縮をそれぞれに規制された圧縮歪の範囲内で行う。この
時の冷間圧縮の際の順序および方向は特に限定されず、
互いに直交する３軸のうち、加工しやすい少なくとも２
軸方向を選択すればよく、さらには必要とあれば４回以
上繰り返し行ってもよい。 本発明において、溶体化処理後の中間粗材１に対して
少なくとも２軸方向に冷間圧縮するのは、当該中間粗材
１の形状が複雑であるため、１軸方向のみでは冷間圧縮
による残留応力の除去効果が期待できない領域があるこ
とによるものであり、２軸方向に冷間圧縮したときに残
留応力が減少することについて第６図，第７図および第
８図により説明する。 第６図は板厚40mmの無限平板20を部分的に示すもので
あって、圧縮方向をZ,板厚方向をY,これら二方向に対し
相互に直交する板面方向をＸとして示している。 第７図は第６図に示した平板20に対し、470℃に加熱
したあと20℃の水中に水焼入れする溶体化処理を施した
のち、Ｚ方向に圧縮した時（外力負荷状態の時）の圧縮
歪に対する内部応力の変化を以下に示す弾塑性の基礎式
に基いて計算した結果を示すものであり、圧縮方向（Ｚ
方向）の内部応力をσz,板厚方向（Ｙ方向）の内部応力
をσy,板面方向（Ｘ方向）の内部応力をσｘで示してあ
る。 （１）力の釣合い式 （ただし、Ｊはせん断応力である。） （２）歪の適合条件式 （ただし、νはポアソン比である。） 第７図より明らかなように、Ｚ方向の内部応力σ
ｚは、圧縮歪が1.5％以上で表面および中心とも同じよ
うな応力レベルとなり、Ｙ方向の内部応力σｙおよびＸ
方向の内部応力σｘは、圧縮歪が1.5％以上で０に収束
する。なお、この解析結果は、板厚40mmの無限平板20を
対象としたものであるので、溶体化処理後においてもＹ
方向の内部応力σｙは０となっているが実際の有限（所
定）寸法を有する平板の場合には溶体化処理後において
Ｙ方向にも内部応力σｙが存在する。 したがって、圧縮方向（Ｚ方向）と直交する板厚方向
（Ｙ方向）および板面方向（Ｘ方向）の応力分布は圧縮
歪が1.5％以上で０に収束するものとなっていることか
ら、このＺ方向からの冷間圧縮後板厚方向（Ｙ方向）ま
たは／および板面方向（Ｘ方向）より冷間圧縮する２軸
方向以上の冷間圧縮を行うことによって内部応力（σz,
σy,σｘ）は圧縮歪が1.5％以上で０に向けて収束する
こととなる。 第８図は第７図のＺ方向に冷間圧縮を行った際の圧縮
歪による内部応力の変化を示す状態から前記Ｚ方向の冷
間圧縮力を解放した後の状態を示すものであって、冷間
圧縮力を解放した状態が最終の残留応力状態となり、例
えば圧縮歪が2.0％の冷間圧縮を行った場合の残留応力
分布は第８図に例示するごとくになり、残留応力は著し
く小さなものとなる。 したがって、本発明においては、冷間圧縮を行う際の
圧縮歪は前述したように内部応力が０に向かって収束す
ることが可能となる1.5％以上とした。しかし、圧縮歪
が大きすぎると中間粗材１に対する負荷が過大なものと
なるので、5.0％以下に限定した。 次いで、冷間圧縮を行った中間粗材１に対して時効処
理を施し、その後、必要に応じて前記中間粗材１の表面
に切削加工や研磨加工などの仕上げ加工を行うことによ
って、凹凸形状部２を有する所定の寸法に仕上げ、突出
部2a,陥入部2b,貫通孔部2cなどの凹凸形状部２を有する
熱処理型アルミニウム合金部材を得る。なお、前記時効
処理は、例えば、2024−T62材においては185〜195℃で
約９時間,6061−T62材においては155〜165℃で約18時
間,7075−T62材においては115〜125℃で約24時間以上の
条件で行うようにすることができる。 （発明の作用） 本発明においては、溶体化処理前に、鋳造材に対し、
鍛造加工などの塑性加工を行うことによって、あるいは
鍛造加工などの塑性加工と切削加工とを行うことによっ
て、突出部や陥入部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部
を有する最終製品形状に近似した冷間圧縮用の中間粗材
に成形したのち溶体化処理を施し、その後の冷間圧縮を
少なくとも２軸方向で行うようにしているので、溶体化
処理時には前記中間粗材の肉厚が薄くなっていて、溶体
化処理による熱処理効果が十分なものとなり、かつまた
溶体化処理により発生する残留応力の除去効果が十分な
ものとなるため、機械的性質に方向性を有しない高強度
および高靭性を備えた熱処理型アルミニウム合金部材と
なる。 （実施例） 熱処理型アルミニウム合金であるJIS 7075−T7352材
からなる鋳造材に対して、塑性加工として鍛造加工を行
うことにより、第２図に示すように、３ケ所の陥入部4
a,4b,4cおよび１ケ所の貫通孔部4dからなる凹凸形状部
４を備えた、長さL2＝680mm,幅W2＝660mm,高さH2＝285m
mの冷間圧縮用の中間粗材３を作成した。 次いで前記中間粗材３に対し、第３図に示すように、
468℃に加熱して６時間保持した後水冷する溶体化処理
を施した。 続いて、前記溶体化処理後の中間粗材３の残留応力を
除去するために、あらかじめ調べておいた第５図に示す
7075材の圧縮荷重と圧縮歪との関係、すなわち、第５図
の直線部分において、 Ｆ≒［24.9＋3.8δ］×Ｓ （ただし、Ｆはプレス荷重（kgf），δは圧縮歪（％）,
Sはプレス断面積（mm2）．定数の単位はkgf/mm2であ
る。） で表わされる関数に従って、前記溶体化処理後の中間粗
材３に対し、まず、第２図中においてＺ方向の冷間圧縮
を約67TONの圧縮荷重により行って約2.5％の圧縮歪が付
与されるようにし、続いて、同じく第２図中においてＹ
方向の冷間圧縮を同じく約67TONの圧縮荷重により行っ
て約2.5％の圧縮歪が付与されるようにして、Ｚ方向お
よびＹ方向の２軸方向からの冷間圧縮を行った。 次いで、前記冷間圧縮後の中間粗材３に対して、同じ
く第３図に示すように、108℃で７時間および165℃で７
時間の２段時効処理を施した後、仕上げ加工（切削加
工）を施すことによって、陥入部4a,4b,4cおよび貫通孔
部4dからなる凹凸形状部４を有する熱処理型アルミニウ
ム合金部材を得た。 このとき、中間粗材３の底面中央部近傍における各熱
処理段階での残留応力を測定したところ、第１表に示す
とおりであった。 また、このようにして得た実施例の熱処理型アルミニ
ウム合金部材の各方向における引張試験特性を評価した
ところ、第２表の実施例の欄に示す結果であった。 （比較例） 前記実施例と同じく熱処理型アルミニウム合金である
JIS 7075−T7352材からなる鋳造材に対して鍛造加工を
行うことにより、第４図に示すように、長さL4＝680mm,
幅W4＝660mm,高さH4＝310mmの矩形ブロック状の中間粗
材10を作成した。 続いて、前記ブロック状の中間粗材10に対して、前記
実施例と同じく第３図に示すように、468℃に加熱して
６時間保持した後水冷する溶体化処理を施した。 次に、溶体化処理後の前記ブロック状の中間粗材10に
対し、第４図中においてＺ方向のみの冷間圧縮を約67TO
Nの圧縮荷重により行って約2.5％の圧縮歪が付与される
ようにした。 次いで、前記実施例と同様に同じく第３図に示すよう
に、108℃×７時間および165℃×７時間の２段時効処理
を施した後、当該ブロック状中間粗材10に対し切削加工
を施すことによって、第２図に示した前記実施例と同一
形状，同一寸法の陥入部（4a,4b,4c）および貫通孔部
（4d）からなる凹凸形状部４を有する熱処理型アルミニ
ウム合金部材を得た。 そして、このようにして得た比較例の熱処理型アルミ
ニウム合金部材の各方向における引張試験特性を評価し
たところ、同じく第２表の比較例の欄に示す結果であっ
た。 第１表および第２表に示した結果より明らかなよう
に、本発明実施例の場合には、２段時効処理後に残留応
力がほとんど除去されていると共に、耐力（Y.S）およ
び引張強さ（T.S）のいずれにおいても比較例の場合に
比べてより優れた値を示しかつまた方向による耐力およ
び引張強さのばらつきも著しく小さなものとなってお
り、破断伸び（El）についても良好な値を示していて、
溶体化処理および残留応力除去の効果が十分に得られて
いることが認められた。
以上説明したように、本発明に係る熱処理型アルミニ
ウム合金部材の製造方法では、熱処理型アルミニウム合
金よりなる鋳造材に対し、鍛造加工などの塑性加工と切
削加工を行うことによって、もしくは鍛造加工などの塑
性加工のみを行うことによって、突出部や陥入部あるい
は貫通孔部などの凹凸形状部を有する冷間圧縮用の中間
粗材となし、前記中間粗材に対して溶体化処理を施した
のち、当該溶体化処理後の中間粗材に対して圧縮歪が1.
5〜5.0％となる冷間圧縮を一方向に行い次いで圧縮歪が
1.5〜5.0％となる冷間圧縮を前記一方向に対し直交する
他の方向に行う少なくとも２軸方向の冷間圧縮を行な
い、その後時効処理を施すことによって、突出部や陥入
部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部を有する部材を得
る構成としたものであるから、溶体化処理時の肉厚が薄
くなり、溶体化処理による熱処理効果が十分なものとな
ると共に、残留応力の除去効果が十分なものとなり、優
れた強度および靭性を備えた熱処理型アルミニウム合金
部材を得ることが可能であって、アルミニウム合金部材
の残留応力の低減および耐応力腐食割れ性の向上をはか
ることができるという著しく優れた効果を奏するもので
ある。
ウム合金部材の製造方法では、熱処理型アルミニウム合
金よりなる鋳造材に対し、鍛造加工などの塑性加工と切
削加工を行うことによって、もしくは鍛造加工などの塑
性加工のみを行うことによって、突出部や陥入部あるい
は貫通孔部などの凹凸形状部を有する冷間圧縮用の中間
粗材となし、前記中間粗材に対して溶体化処理を施した
のち、当該溶体化処理後の中間粗材に対して圧縮歪が1.
5〜5.0％となる冷間圧縮を一方向に行い次いで圧縮歪が
1.5〜5.0％となる冷間圧縮を前記一方向に対し直交する
他の方向に行う少なくとも２軸方向の冷間圧縮を行な
い、その後時効処理を施すことによって、突出部や陥入
部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部を有する部材を得
る構成としたものであるから、溶体化処理時の肉厚が薄
くなり、溶体化処理による熱処理効果が十分なものとな
ると共に、残留応力の除去効果が十分なものとなり、優
れた強度および靭性を備えた熱処理型アルミニウム合金
部材を得ることが可能であって、アルミニウム合金部材
の残留応力の低減および耐応力腐食割れ性の向上をはか
ることができるという著しく優れた効果を奏するもので
ある。
第１図は本発明に係る熱処理型アルミニウム合金部材の
製造方法に用いる熱処理前の中間粗材の一形状例を示す
斜視図、第２図は本発明の実施例に用いた熱処理前の中
間粗材の形状を示す斜視図、第３図は本発明の実施例お
よび比較例において適用した熱処理条件を示す説明図、
第４図は比較例に用いた熱処理前の中間粗材の形状を示
す斜視図、第５図は7075材における圧縮荷重と圧縮歪と
の関係を調べた結果を例示するグラフ、第６図および第
７図は２軸方向に冷間圧縮したときに残留応力が減少す
ることを説明するために用いた各々平板の斜面説明図お
よび応力と圧縮歪との関係を例示するグラフ、第８図は
冷間圧縮応力を解放した後の残留応力分布を例示するグ
ラフである。 1,3……中間粗材、2,4……凹凸形状部、2a……突出部、
2b,4a,4b,4c……陥入部、2c,4d……貫通孔部。
製造方法に用いる熱処理前の中間粗材の一形状例を示す
斜視図、第２図は本発明の実施例に用いた熱処理前の中
間粗材の形状を示す斜視図、第３図は本発明の実施例お
よび比較例において適用した熱処理条件を示す説明図、
第４図は比較例に用いた熱処理前の中間粗材の形状を示
す斜視図、第５図は7075材における圧縮荷重と圧縮歪と
の関係を調べた結果を例示するグラフ、第６図および第
７図は２軸方向に冷間圧縮したときに残留応力が減少す
ることを説明するために用いた各々平板の斜面説明図お
よび応力と圧縮歪との関係を例示するグラフ、第８図は
冷間圧縮応力を解放した後の残留応力分布を例示するグ
ラフである。 1,3……中間粗材、2,4……凹凸形状部、2a……突出部、
2b,4a,4b,4c……陥入部、2c,4d……貫通孔部。
Claims (1)
- 【請求項１】突出部や陥入部あるいは貫通孔部などの凹
凸形状部を有する熱処理型アルミニウム合金部材を製造
するに際し、熱処理型アルミニウム合金よりなる鋳造材
に対し、塑性加工と切削加工を行うことによって、もし
くは塑性加工のみを行うことによって、突出部や陥入部
あるいは貫通孔部などの凹凸形状部を有する冷間圧縮用
の中間粗材となし、前記中間粗材に対して溶体化処理を
施したのち、当該溶体化処理後の中間粗材に対して圧縮
歪が1.5〜5.0％となる冷間圧縮を一方向に行い次いで圧
縮歪が1.5〜5.0％となる冷間圧縮を前記一方向に対し直
交する他の方向に行う少なくとも２軸方向の冷間圧縮を
行い、その後時効処理を施すことによって、突出部や陥
入部あるいは貫通孔部などの凹凸形状部を有する部材を
得ることを特徴とする熱処理型アルミニウム合金部材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179724A JP2510729B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179724A JP2510729B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344452A JPH0344452A (ja) | 1991-02-26 |
| JP2510729B2 true JP2510729B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=16070765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1179724A Expired - Lifetime JP2510729B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 熱処理型アルミニウム合金部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510729B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2283847T3 (es) * | 2002-12-06 | 2007-11-01 | Alcan Rhenalu | Relajacion de esfuerzos en chapas de aluminio gruesas en la direccion de los bordes. |
| FR2848480B1 (fr) | 2002-12-17 | 2005-01-21 | Pechiney Rhenalu | Procede de fabrication d'elements structuraux par usinage de toles epaisses |
| AU2003300632A1 (en) * | 2002-12-17 | 2004-07-14 | Pechiney Rhenalu | Method for making structural elements by machining thick plates |
| JP2005314803A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Asahi Tec Corp | アルミニウム製品の製造方法 |
| JP5082483B2 (ja) * | 2007-02-13 | 2012-11-28 | トヨタ自動車株式会社 | アルミニウム合金材の製造方法 |
| BR112013005557A2 (pt) | 2010-09-08 | 2016-05-03 | Alcoa Inc | "produto de liga de alumínio 6xxx aperfeiçoada laminado ou forjado, e seu processo de produção" |
| WO2013172910A2 (en) | 2012-03-07 | 2013-11-21 | Alcoa Inc. | Improved 2xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63153252A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-25 | Kobe Steel Ltd | Ａｌ−Ｌｉ系合金の鍛造方法 |
| JPH086160B2 (ja) * | 1987-10-28 | 1996-01-24 | 日産自動車株式会社 | 円錐筒状部材の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-12 JP JP1179724A patent/JP2510729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344452A (ja) | 1991-02-26 |
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