JP2908929B2 - アルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材 - Google Patents

アルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材

Info

Publication number
JP2908929B2
JP2908929B2 JP4734992A JP4734992A JP2908929B2 JP 2908929 B2 JP2908929 B2 JP 2908929B2 JP 4734992 A JP4734992 A JP 4734992A JP 4734992 A JP4734992 A JP 4734992A JP 2908929 B2 JP2908929 B2 JP 2908929B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
aluminum alloy
strength
absorbing member
content
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4734992A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05247575A (ja
Inventor
修 竹添
浩之 山下
直 相浦
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
Original Assignee
Kobe Steel 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 filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP4734992A priority Critical patent/JP2908929B2/ja
Publication of JPH05247575A publication Critical patent/JPH05247575A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2908929B2 publication Critical patent/JP2908929B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車の衝撃吸収用補強
部材、例えば側面衝突保護用のドア補強用の横梁及びバ
ンパビーム等に使用されるアルミニウム合金製自動車衝
撃吸収部材に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の補強部材としては、通常鋼が使
用されているが、軽量化要求に対応するため、近年では
アルミニウム合金の適用が検討されている。これらの補
強部材には、自動車の衝突の際の衝撃荷重に耐えること
と、エネルギ吸収量の高いことが要求される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アルミニウム合金では、強度及び材料の伸びが不十分で
あるため、対荷重性能とエネルギ吸収能の双方を満足さ
せることができなかった。
【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、対荷重性能、即ち曲げ強度が高く、且つエ
ネルギ吸収能が高いアルミニウム合金製自動車衝撃吸収
部材を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム合金製自動車衝撃吸収部材は、ドア補強用の横梁用ア
ルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材において、アルミ
ニウム合金の押出材で構成され、この押出材の外表面に
70μm以上の厚さの再結晶層が存在することを特徴と
する。また、前記押出材は、0.5乃至1.7重量%の
Siと、0.5乃至1.5重量%のMgとを含有し、且
つZr;0.05乃至0.25重量%、Mn;0.2乃
至0.6重量%、Cr;0.05乃至0.3重量%及び
Cu;0.1乃至1.0重量%から選択された1種又は
2種以上の元素を含有し、残部がAl及び不可避的不純
物であるアルミニウム合金か、又は、0.5乃至1.5
重量%のMgと、4.5重量%超7.0重量%以下のZ
nとを含有し、且つZr;0.05乃至0.25重量
%、V;0.03乃至0.15重量%、Mn;0.2乃
至0.6重量%、Cr;0.05乃至0.3重量%及び
Cu;0.05乃至0.6重量%から選択された1種又
は2種以上の元素を含有し、残部がAl及び不可避的不
純物であるアルミニウム合金からなることを特徴とす
る。
【0006】
【0007】
【作用】本願発明者等は、上記従来技術の欠点を解消し
たアルミニウム合金を開発すべく、鋭意研究を行った結
果、補強部材をアルミニウム合金製押出材で構成し、且
つ、この押出材の外表面に70μm以上の厚さの再結晶層
を形成することが有効であるとの知見を得、本発明を完
成するに至った。
【0008】アルミニウム合金押出材の組織は一般に亜
結晶粒からなる繊維状の結晶形態と、再結晶からなる結
晶形態とが混在するが、本願発明者らの実験研究によれ
ば、再結晶組織の方が繊維状組織に比して伸びが高い。
従って、曲げ荷重によって引張力が生じる押出材の表面
に再結晶層を適正厚さ(70μm以上)で付与すると、破
断しにくくなるという効果を奏する。その結果、この再
結晶層を設けたアルミニウム合金は衝突の際のエネルギ
吸収量が高い部材となる。
【0009】次に、請求項及びに記載のアルミニウ
ム合金の各成分の添加理由及び組成限定理由について説
明する。自動車用補強部材として現在使用されている鋼
材と同等の曲げ強度を有し、前記鋼材より軽い補強部材
とするためには、アルミニウム合金の強度は一定値以上
であることが必要である。従って、この一定値以上の材
料強を得るという観点から、アルミニウム材料の各成分
範囲が決まる。
【0010】先ず、請求項に記載のアルミニウム合金
の成分範囲限定理由を説明する。この請求項に記載の
ものは6000系のアルミニウム合金である。
【0011】Si,Mg アルミニウム合金中のSi及びMgの含有量が多くなる
と強度が向上するが、多くなり過ぎるとアルミニウム合
金の押出性が低下する。所要の強度を得るためには、S
iは0.5重量%以上、Mgは0.5重量%以上必要である。
また、一定の押出性を維持するため、Siの上限値は1.
7重量%、Mgの上限値は1.5重量%とする。
【0012】Zr,Mn,Cr Zr,Mn,Crはいずれも同様の作用を有する。即
ち、Zr,Mn、Crはアルミニウム合金の結晶粒を繊
維状としてその強度を高める。これらの元素の含有量が
多い場合は、押出材の全肉厚に亘って繊維状組織とな
り、表面に再結晶層が付与されず、表面の伸びが低下す
ると共に、押出性が低下する。
【0013】Zr,Mn,Crは、所要強度を得るため
に必要な量として含有量の下限値を決め、再結晶層を付
与するため、且つ押出性を維持するために、その添加量
の上限値を制限する。
【0014】Zrが0.05重量%未満では再結晶層が多く
なり過ぎ、強度が低下する。Zrが0.25重量%を超える
と再結晶層の付与が十分でなく、又は押出性が悪くな
る。従って、Zrの量を0.05乃至0.25重量%とする。同
様の理由から、Mnの含有量を0.2乃至0.6重量%、Cr
を0.05乃至0.3重量%とする。
【0015】Cu Cuはアルミニウム合金の強度を高める作用を有する。
しかし、Cu含有量が過剰であると、押出性及び耐食性
が劣化する。Cu量は強度を維持するため、0.1重量%
以上必要である。単独でCuを含有する場合は、0.3重
量%以上必要である。一方、Cu含有量が1.0重量%を
超えると、押出性及び耐食性が悪くなる。従って、Cu
含有量は0.1乃至1.0重量%とする。
【0016】次に、請求項に記載のアルミニウム合金
の成分添加理由及び組成限定理由について説明する。
【0017】Mg,Zn Mg,Znはアルミニウム合金の強度を維持するために
必要な元素である。Mgが0.5重量%未満、Znが
4.5重量%以下では、所望の強度が得られない。ま
た、Mgが1.5重量%、Znが7.0重量%を超える
と、アルミニウム合金の押出性が低下すると共に、伸び
も低下し、所要の特性値が得られなくなる。以上の理由
から、Mg含有量は0.5乃至1.5重量%、Zn含有
量は4.5重量%超7.0重量%以下とする。
【0018】Zr、V、Mn、Cr Zr、V、Mn、Crは、アルミニウム合金の強度を高
める。これらの元素の含有量は、前述の請求項に記載
のアルミニウム合金におけるこれらの成分の組成限定理
由と同様の理由によって、その範囲が決まる。即ち、所
要強度を得るために必要な量として、これらの元素の含
有量の下限値を決め、再結晶層を付与するため、且つ押
出性を維持するために、その添加量の上限値を制限す
る。このため、これらの元素の含有量を下記範囲に規定
する。
【0019】Zr;0.05〜0.25重量%、V;0.03〜0.15
重量%、Mn;0.2〜0.6重量%、Cr;0.05〜0.3重量
%とする。
【0020】Cu Cuは、アルミニウム合金の強度と耐応力腐食割れ性を
改善するために添加される。Cu含有量が0.05重量%未
満ではその効果は少ない。一方、Cu含有量が0.6重量
%以上になると、一般耐食性と押出性が悪くなる。従っ
て、Cuの含有量を0.05〜0.6重量%とする。
【0021】なお、請求項に記載のアルミニウム合金
においては、必須添加元素はMg、Siであり、請求項
に記載のアルミニウム合金においては、必須添加元素
はMg、Znである。これ以外の添加元素は、選択的に
添加するものである。
【0022】Ti いずれの合金系においても、鋳塊組織の微細化のため
に、Tiを0.005乃至0.05重量%含有させてもよい。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0024】下記表1及び表2に示す成分のアルミニウ
ム合金を、常法により溶製し、直径が200mmの鋳塊
に鋳造した。なお、表1は請求項に記載のアルミニウ
ム合金の実施例及び比較例であり、表2は請求項に記
載のアルミニウム合金の実施例及び比較例である。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】そして、各鋳塊に所要の均質化処理を加え
た後、図1に示す形状の補強部材に押出した。この押出
し材を、図2に示すように、その両端部で支持しつつ、
その中央部に荷重Pを印加して曲げ試験を行い、その破
断時の最大荷重と破断までの変位を調べた。
【0028】図3は曲げ荷重と変位の曲線の一例を示
す。エネルギ吸収量は、図3の斜線の領域の面積で示さ
れる。この曲げ試験において、押出形材が破断すると、
荷重及び変位曲線は図3の(ロ)の曲線のようになり、
荷重は急激に低下し、エネルギ吸収量が小さい。一般的
には最大荷重が高く、破断までの変位が長いものが、エ
ネルギ吸収量が多く、衝撃吸収部材として適することと
なる。この曲げ試験の結果を表1及び表2の合金に対応
させて夫々下記表3及び表4に示す。
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】但し、押出性は、高速で押出すと、割れが
発生するが、この割れが生じない範囲の最大速度でその
優劣を評価した。その基準は、◎は最大押出速度が10m
/分以上、○は最大押出速度が5〜9m/分、×は最大押
出速度が2m/分の場合である。また、曲げ最大荷重は、
この曲げ試験の条件で、800kg以上であれば、鋼材より
も軽量化することができるので、最大強度が800〜1100k
gの場合を○、1100kg以上の場合を◎で表した。更に、
破断までの変位は、350mm以上の場合を◎、350〜250mm
の場合を○、200mm以下の場合を×で表した。
【0032】その結果、表3及び表4から明らかなよう
に、本発明の実施例の場合には、再結晶層の厚さが70μ
m以上であるので、押出性が優れており、曲げ強度が高
く、破断までの変位が大きくてエネルギの吸収能が優れ
ている。これに対し、再結晶層の厚さが70μmに達しな
いか、又は再結晶層が全く存在しない比較例の場合に
は、いずれかの特性が低く、総合評価が悪いものであっ
た。
【0033】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、アルミニウム合金の押出材の表面に70μm以上の
厚さの再結晶層を形成したので、曲げ強度が高く、エネ
ルギ吸収能が高い軽量の自動車衝撃吸収部材を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例及び比較例に係る衝撃吸収部材
の形状の一部を示す斜視図である。
【図2】曲げ試験方法を示す斜視図である。
【図3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C22C 21/00 - 21/18 B60J 5/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドア補強用の横梁用アルミニウム合金製
    自動車衝撃吸収部材において、アルミニウム合金の押出
    材で構成され、この押出材の外表面に70μm以上の厚
    さの再結晶層が存在すると共に、前記押出材が0.5乃
    至1.7重量%のSiと、0.5乃至1.5重量%のM
    gとを含有し、且つZr;0.05乃至0.25重量
    %、Mn;0.2乃至0.6重量%、Cr;0.05乃
    至0.3重量%及びCu;0.1乃至1.0重量%から
    選択された1種又は2種以上の元素を含有し、残部がA
    l及び不可避的不純物であるアルミニウム合金からなる
    ことを特徴とするアルミニウム合金製自動車衝撃吸収部
    材。
  2. 【請求項2】 ドア補強用の横梁用アルミニウム合金製
    自動車衝撃吸収部材において、アルミニウム合金の押出
    材で構成され、この押出材の外表面に70μm以上の厚
    さの再結晶層が存在すると共に、前記押出材が0.5乃
    至1.5重量%のMgと、4.5重量%超7.0重量%
    以下のZnとを含有し、且つZr;0.05乃至0.2
    5重量%、V;0.03乃至0.15重量%、Mn;
    0.2乃至0.6重量%、Cr;0.05乃至0.3重
    量%及びCu;0.05乃至0.6重量%から選択され
    た1種又は2種以上の元素を含有し、残部がAl及び不
    可避的不純物であるアルミニウム合金からなることを特
    徴とするアルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材。
  3. 【請求項3】 前記押出材は、Tiを0.005乃至
    0.05重量%含有することを特徴とする請求項1又は
    2に記載のアルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材。
JP4734992A 1992-03-04 1992-03-04 アルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材 Expired - Fee Related JP2908929B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4734992A JP2908929B2 (ja) 1992-03-04 1992-03-04 アルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4734992A JP2908929B2 (ja) 1992-03-04 1992-03-04 アルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05247575A JPH05247575A (ja) 1993-09-24
JP2908929B2 true JP2908929B2 (ja) 1999-06-23

Family

ID=12772675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4734992A Expired - Fee Related JP2908929B2 (ja) 1992-03-04 1992-03-04 アルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2908929B2 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3068395B2 (ja) * 1993-12-17 2000-07-24 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金製ドアインパクトビーム材
EP0882610B1 (en) 1997-06-07 2003-11-05 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Aluminium extruded door beam material
US6258465B1 (en) 1997-07-09 2001-07-10 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Energy absorbing member
EP1041165A1 (en) * 1999-04-02 2000-10-04 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Shock absorbing material
JP2002067693A (ja) * 2000-09-01 2002-03-08 Kobe Steel Ltd 自動車用安全部材及びその断面設計方法
JP4773853B2 (ja) * 2006-03-17 2011-09-14 富士重工業株式会社 自動車ドアビーム用アルミニウム合金押出形材
JP5166702B2 (ja) * 2006-03-30 2013-03-21 トヨタ自動車株式会社 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法
JP5204793B2 (ja) * 2010-01-12 2013-06-05 株式会社神戸製鋼所 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材
US10697047B2 (en) 2011-12-12 2020-06-30 Kobe Steel, Ltd. High strength aluminum alloy extruded material excellent in stress corrosion cracking resistance
KR20130104740A (ko) * 2012-03-15 2013-09-25 (주)경남금속 충격 흡수성 및 열적 안정성이 우수한 고강도 알루미늄 합금
JP5631379B2 (ja) * 2012-12-27 2014-11-26 株式会社神戸製鋼所 耐応力腐食割れ性に優れたバンパーレインフォース用高強度アルミニウム合金押出材
JP5946425B2 (ja) * 2013-05-31 2016-07-06 アイシン軽金属株式会社 アルミニウムの合金押出材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05247575A (ja) 1993-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2908929B2 (ja) アルミニウム合金製自動車衝撃吸収部材
US6338817B2 (en) Aluminum extruded door beam material
JP2011001563A (ja) 耐衝撃割れ性に優れたアルミニウム合金押出材
JP5946425B2 (ja) アルミニウムの合金押出材の製造方法
JP3454755B2 (ja) 耐圧壊割れ性に優れた衝撃吸収部材
JP2003034834A (ja) 衝撃エネルギー吸収性能に優れたAl−Mg−Si系アルミニウム合金押出材およびその製造方法
JP3539980B2 (ja) アルミニウム合金製自動車サイドドアインパクトビーム
JP3077974B2 (ja) 軸圧壊特性に優れるAl−Mg−Si系アルミニウム合金押出形材
JP2910920B2 (ja) アルミニウム合金製ドアビーム材
JP5288671B2 (ja) プレス加工性に優れたAl−Mg−Si系アルミニウム合金押出材
JP3068395B2 (ja) アルミニウム合金製ドアインパクトビーム材
JP4086404B2 (ja) アルミニウム合金製ドアビーム
JPH09241785A (ja) 高靭性アルミニウム合金
JP3253244B2 (ja) 軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Al−Mg−Si系アルミニウム合金押出形材。
JP3073197B1 (ja) 自動車のフレーム構造における衝撃吸収部材
JP4183396B2 (ja) 圧壊特性に優れるアルミニウム合金押出材
JP3077976B1 (ja) 押出軸方向の衝撃エネルギー吸収特性に優れるAl−Mg−Si系アルミニウム合金押出形材
JP2939243B2 (ja) アルミニウム製ドアビーム材
JP2001355032A (ja) 衝撃吸収性に優れたアルミニウム合金押出材
JP2003183757A (ja) 耐圧壊割れ性に優れた衝撃吸収部材
JP2004131826A (ja) 軸圧壊割れ性に優れる衝撃吸収部材
JP3313059B2 (ja) アルミニウム合金中空押出形材からなる軸圧壊特性に優れるエネルギー吸収部材
JPH0741897A (ja) 押出用高強度アルミニウム合金
JP3525979B2 (ja) 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出材
JP4204105B2 (ja) 軸圧壊特性に優れるアルミニウム合金押出形材

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080402

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090402

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100402

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees