JP4158039B2 - Aluminum alloy pipe manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、高強度のアルミニウム合金パイプの製造方法に関するものであり、特に二輪車のフロントフォークアウターチューブに適用される同方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a high-strength aluminum alloy pipe, and more particularly to the same method applied to a front fork outer tube of a motorcycle.

従来よりAl−Zn−Mg系又はAl−Zn−Mg−Cu系アルミニウム合金(以下、A7000系アルミニウム合金という。)等の高強度のアルミニウム合金パイプを使用した二輪車のフロントフォークの外筒(アウターチューブ)の製造方法の一つとして、時効硬化後の高強度アルミニウムパイプを切削加工により成形する方法があり、図10に示す工程で製造される。即ち、
(1)溶体化処理の工程(以下、適宜、「溶体化工程」という。)1
(2)抽伸処理の工程(以下、適宜、「抽伸工程」という。)2
(3)人工時効処理の工程(以下、適宜、「人工時効工程」という。)3
(4)切削加工処理の工程(以下、適宜、「切削工程」という。)4
の順序で製造される。
Conventionally, an outer cylinder (outer tube) of a front fork of a motorcycle using a high-strength aluminum alloy pipe such as an Al-Zn-Mg-based or Al-Zn-Mg-Cu-based aluminum alloy (hereinafter referred to as an A7000-based aluminum alloy). 10), there is a method of forming a high-strength aluminum pipe after age hardening by cutting, which is produced by the process shown in FIG. That is,
(1) Solution treatment step (hereinafter referred to as “solution treatment step” as appropriate) 1
(2) Drawing process (hereinafter referred to as “drawing process” as appropriate) 2
(3) Step of artificial aging treatment (hereinafter referred to as “artificial aging step” as appropriate) 3
(4) Cutting process step (hereinafter referred to as “cutting step” as appropriate) 4
Manufactured in order.

また、もう一つの方法として、図11に示す工程で製造される方法がある。即ち、
(1)軟化処理の工程(以下、適宜、「軟化工程」という。)5
(2)塑性加工処理(詳細には、塑性変形加工処理)の工程(以下、適宜、「塑性加工工程」という。)6
(3)溶体化処理の工程1
(4)人工時効処理の工程3
(5)切削加工処理の工程4
の順序で製造される。
Further, as another method, there is a method manufactured by the process shown in FIG. That is,
(1) Step of softening treatment (hereinafter referred to as “softening step” as appropriate) 5
(2) Process of plastic processing (specifically, plastic deformation processing) (hereinafter referred to as “plastic processing step” as appropriate) 6
(3) Step 1 of solution treatment
(4) Step 3 of artificial aging treatment
(5) Cutting process 4
Manufactured in order.

上述の方法でオートバイのフロントフォークの外筒を成形することによって、部材全体の軽量化の要請と、部分的な強度の確保という観点から、一体化された一つの部材であっても部分的に強度が異なるようにしているのである。(例えば、特許文献1参照。)。
実開平2−143293
By molding the outer cylinder of the front fork of a motorcycle by the above-mentioned method, even in the case of a single integrated member, it is partially necessary from the viewpoint of reducing the weight of the entire member and securing partial strength. The strength is different. (For example, refer to Patent Document 1).
2-143293

しかしながら、図10に示す製造方法では(1)素材重量が重くなり無駄が多い。(2)切削時間が長くなる。(3)切り粉処理費が高くなる。(4)抽伸では大きなリダクションを与えることができず、加工硬化による強度の増強が困難なため素材段階で高強度の材料が必要になり、素材単価が高くなる。(5)人工時効時間が長く熱処理費が高い。という課題があった。 However, in the manufacturing method shown in FIG. 10, (1) the weight of the material is heavy and wasteful. (2) Cutting time becomes longer. (3) Chip processing costs increase. (4) In drawing, a large reduction cannot be given, and it is difficult to increase the strength by work hardening, so a high-strength material is required at the material stage, and the material unit price increases. (5) The artificial aging time is long and the heat treatment cost is high. There was a problem.

また、図11に示す製造方法では(1)溶体化前の材料は脆く、大きな塑性変形を与えることができないため、軟化が必須となり工程が増える。(2)溶体化処理は高温で行うためひずみが発生し、切削加工において取り代を多くとる必要がある。(3)溶体化後に塑性加工がないため加工硬化が利用できないことから、高強度の素材が必要になり、素材単価が高くなる。(4)人工時効時間が長く熱処理費が高い。という課題があった。 In addition, in the manufacturing method shown in FIG. 11, (1) the material before solution forming is brittle and cannot give large plastic deformation, so softening is essential and the number of processes increases. (2) Since the solution treatment is performed at a high temperature, distortion occurs, and it is necessary to take a lot of machining allowance in the cutting process. (3) Since there is no plastic working after solution forming and work hardening cannot be used, a high-strength material is required, and the material unit price increases. (4) The artificial aging time is long and the heat treatment cost is high. There was a problem.

本発明は上記点に鑑み、安価な素材を使用しながら加工工程を増やすことなく比較的短時間で製造することができるアルミニウム合金パイプの製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the aluminum alloy pipe which can be manufactured in a comparatively short time, without increasing a manufacturing process, using an inexpensive raw material in view of the said point.

請求項1の発明は、押出し成形された析出硬化型の高硬度アルミニウム合金パイプを素材として溶体化処理する溶体化工程と、該溶体化されたパイプを自然時効処理する自然時効工程と、該自然時効されたパイプをスピニング加工処理するスピニング加工工程と、該スピニング加工されたパイプを人工時効処理する人工時効工程とを有している高強度アルミニウム合金パイプの製造方法である。 The invention of claim 1 includes a solution treatment step of solution treatment using an extrusion-molded precipitation hardening type high hardness aluminum alloy pipe as a raw material, a natural aging step of natural aging treatment of the solution pipe, and the natural aging step. A method for producing a high-strength aluminum alloy pipe having a spinning process for spinning an aged pipe and an artificial aging process for artificially aging the spun pipe.

請求項1の発明は、また、スピニング加工工程は、素材温度を急激に上昇させる復元工程と、該復元処理されたパイプを塑性加工する塑性加工工程とを備えていることを特徴とする高強度アルミニウム合金パイプの製造方法である。 The invention according to claim 1 is characterized in that the spinning process includes a restoration process for rapidly increasing the material temperature and a plastic working process for plastic working the restored pipe. It is a manufacturing method of an aluminum alloy pipe.

請求項2の発明は、復元工程においては、ローラと素材との摩擦による発熱と素材の変形による発熱を主軸回転数により調節するとともにクーラントにより冷却することなく素材を局部的に加熱することを特徴とする請求項1に記載の高強度アルミニウム合金パイプの製造方法である。 The invention of claim 2 is characterized in that in the restoration step, the heat generated by friction between the roller and the material and the heat generated by the deformation of the material are adjusted by the number of rotations of the spindle and the material is locally heated without being cooled by the coolant. The method for producing a high-strength aluminum alloy pipe according to claim 1.

本発明は、押出し成形された析出硬化型の高硬度アルミニウム合金パイプを溶体化処理する溶体化工程と、該溶体化されたパイプを自然時効処理する自然時効工程と、該自然時効されたパイプをスピニング加工処理するスピニング加工工程と、該スピニング加工されたパイプを人工時効処理する人工時効工程とを有する高強度アルミニウム合金パイプの製造方法である。 The present invention provides a solution treatment step for solution treatment of a precipitation hardening type high hardness aluminum alloy pipe formed by extrusion, a natural aging step for natural aging treatment of the solution pipe, and the natural aging pipe. It is a manufacturing method of a high-strength aluminum alloy pipe having a spinning process for performing a spinning process and an artificial aging process for artificially aging the spun pipe.

本発明は、押出し成形された析出硬化型の高硬度アルミニウム合金パイプを溶体化処理する溶体化工程と、該溶体化されたパイプを自然時効処理する自然時効工程と、該自然時効されたパイプを復元処理する復元工程と、前記パイプをスピニング加工処理するスピニング加工工程と、該スピニング加工されたパイプを人工時効処理する人工時効工程とを有する高強度アルミニウム合金パイプの製造方法である。 The present invention provides a solution treatment step for solution treatment of a precipitation hardening type high hardness aluminum alloy pipe formed by extrusion, a natural aging step for natural aging treatment of the solution pipe, and the natural aging pipe. It is a manufacturing method of a high-strength aluminum alloy pipe having a restoration process for restoring, a spinning process for spinning the pipe, and an artificial aging process for artificially aging the spun pipe.

本発明は、押出し成形された析出硬化型の高硬度アルミニウム合金パイプを溶体化し、該溶体化されたパイプをスピニング加工し、該スピニング加工されたパイプに人工時効処理を施すことにより得られるものであって、該人工時効処理を施した後のアルミニウム合金パイプの外側面と内側面の硬さが略均一となり、且つ該アルミニウム合金パイプの外側面が過時効の状態となっている高強度アルミニウム合金パイプである。 The present invention is obtained by solutionizing an extruded precipitation hardening type high-hardness aluminum alloy pipe, spinning the solutionized pipe, and subjecting the spun pipe to artificial aging treatment. A high-strength aluminum alloy in which the hardness of the outer surface and the inner surface of the aluminum alloy pipe after the artificial aging treatment is substantially uniform and the outer surface of the aluminum alloy pipe is over-aged It is a pipe.

本発明は、押出し成形された析出硬化型の高硬度アルミニウム合金パイプを溶体化し、該溶体化されたパイプを自然時効し、該自然時効されたパイプをスピニング加工し、該スピニング加工されたパイプに人工時効処理を施すことにより得られるものであって、該人工時効処理を施した後のアルミニウム合金パイプの外側面と内側面の硬さが略均一となり、且つ該アルミニウム合金パイプの外側面が過時効の状態となっている高強度アルミニウム合金パイプである。 The present invention provides a solution of an extrusion-molded precipitation-hardening type high-hardness aluminum alloy pipe, natural aging of the solution-treated pipe, spinning of the naturally aged pipe, and It is obtained by performing artificial aging treatment, and the hardness of the outer surface and inner surface of the aluminum alloy pipe after the artificial aging treatment is substantially uniform, and the outer surface of the aluminum alloy pipe is excessive. It is a high-strength aluminum alloy pipe that is in an aging state.

請求項3の発明は、塑性加工工程において、外側面のひずみが大になるように塑性加工し、人工時効工程において、少なくとも外側面を過時効とすることを特徴とする請求項1または2記載の高強度アルミニウム合金パイプの製造方法である。 The invention according to claim 3 is characterized in that in the plastic working step , plastic working is performed so that the strain on the outer surface becomes large, and in the artificial aging step, at least the outer surface is overaged. This is a method for producing a high-strength aluminum alloy pipe.

本発明では、溶体化後にスピニング加工を行うことから、加工硬化を利用して安価な素材を高強度化することができる。また、人工時効時間を短くすることができるので、熱処理費の低減を図ることができる。 In the present invention , since the spinning process is performed after the solution forming, an inexpensive material can be strengthened using work hardening. In addition, since the artificial aging time can be shortened, the heat treatment cost can be reduced.

請求項1の発明では、スピニング加工によって復元処理を行うことから、従来のようにオイルバスや誘導加熱を使用しなくても良く、安全性の向上およびコストの低減を実現することができる。 In the invention of claim 1 , since the restoration process is performed by spinning, it is not necessary to use an oil bath or induction heating as in the prior art, and it is possible to improve safety and reduce costs.

本発明ではスピニング加工の前に復元を行う。即ち、溶体化後に自然時効が進行することによって、硬さが増したパイプの析出物を再固溶させた後にスピニング加工を行うことから塑性加工性(スピニング加工性)を向上できる。 In the present invention , restoration is performed before spinning. That is, since natural aging proceeds after solutionization, the plastic workability (spinning workability) can be improved because the spinning process is performed after the precipitate of the pipe having increased hardness is dissolved again.

本発明では、外気に接して応力腐食割れを起こし易いパイプの外面を過時効の状態とすることで、耐応力腐食割れ性を向上させた高強度のアルミニウム合金パイプを製造することができる。 In the present invention , a high-strength aluminum alloy pipe with improved stress corrosion cracking resistance can be produced by placing the outer surface of a pipe that is susceptible to stress corrosion cracking in contact with the outside air into an over-aged state.

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係るアルミニウム合金パイプの製造方法の第1の実施形態を示す説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a method for producing an aluminum alloy pipe according to the present invention.

まず、本発明におけるアルミニウム合金パイプの素材としては、析出硬化型の高硬度アルミニウム合金を使用するものであるが、その一例として、A7000系アルミニウム合金を挙げることができる。このA7000系アルミニウム合金は強度が高い分、伸びが小さいという性質をもった部材である。このA7000系アルミニウム合金を予め押出し成形して析出硬化型の高硬度アルミニウム合金パイプとしておくのである。 First, as a material of the aluminum alloy pipe in the present invention, a precipitation hardening type high hardness aluminum alloy is used. As an example, an A7000 series aluminum alloy can be mentioned. This A7000 series aluminum alloy is a member having the property that the elongation is small because the strength is high. This A7000 series aluminum alloy is extruded and formed in advance to form a precipitation hardening type high hardness aluminum alloy pipe.

そして、この析出硬化型の高硬度アルミニウム合金パイプを加熱して溶体化させる工程(溶体化工程)1を行うのである。ここで、溶体化処理する温度の最適値としては450℃〜500℃の範囲が好ましい。 And the process (solution process) 1 which heats and precipitates this precipitation hardening type high hardness aluminum alloy pipe is performed. Here, the optimum temperature for the solution treatment is preferably in the range of 450 ° C to 500 ° C.

そして、溶体化工程1を経た後、急冷し、常温に戻してスピニング加工の工程(スピニング加工工程)6aを行うのである。ここで、スピニング加工工程6a(特に回転しごきスピニング加工という。)とは、図5に示すように、パイプ状の部材(素材)(以下、便宜上、「パイプ」という。)13を回転させながら、この部材の側面にローラー12を押し当てて部材を伸ばすことによって成形を行う加工方法であり、加工の度合いによって部材内部に生じるひずみの大きさに変化を与えることができるものである。ここで、図面のローラ12は、片面のみがテーパ状となっているが、パイプ13を往復して加工する場合には、両面がテーパ状となっているものを使用すれば良い。また、回転は、ローラー12を回転させても、パイプ13を回転させても良く、パイプ13を該パイプ13の軸方向に移動させても、ローラー12をパイプ13の軸方向に移動させても良い。 Then, after passing through the solution treatment step 1, it is rapidly cooled, returned to room temperature, and a spinning process (spinning process) 6a is performed. Here, the spinning process 6a (particularly referred to as “rotating ironing spinning process”), as shown in FIG. 5, while rotating a pipe-shaped member (material) (hereinafter referred to as “pipe”) 13, This is a processing method in which molding is performed by pressing the roller 12 against the side surface of the member and extending the member, and the magnitude of strain generated inside the member can be changed depending on the degree of processing. Here, as for the roller 12 of drawing, only one side is taper-shaped, However, When processing the pipe 13 by reciprocating, what is necessary is just to use what has both surfaces tapered. Further, the rotation may be performed by rotating the roller 12 or the pipe 13, moving the pipe 13 in the axial direction of the pipe 13, or moving the roller 12 in the axial direction of the pipe 13. good.

したがって、パイプ13の肉厚を変化させて、強度を確保する部分と伸びを確保する部分とを一体化された1本のパイプ13に部分的に形成させたい場合に有効な加工方法である。 Therefore, it is an effective processing method when the thickness of the pipe 13 is changed to partially form the portion for securing the strength and the portion for securing the elongation in one integrated pipe 13.

また、主軸回転数を速くすると単位時間あたりの発熱量(ローラー12と素材(パイプ13)間の摩擦熱、変形による素材からの発熱)が多くなるため、熱源を必要とせず温間加工が可能である。 Also, if the spindle speed is increased, the amount of heat generation per unit time (friction heat between the roller 12 and the material (pipe 13), heat generation from the material due to deformation) increases, so warm processing is possible without the need for a heat source. It is.

さらに、スピニング加工工程6aの両側に配設されたノズル14よりクーラントを吹き付けて冷却することにより、熱伝導率の高いアルミ製のパイプ13中を熱が伝達してしまうことを防止して、所望の形状に加工することが可能となる。 Furthermore, the coolant is sprayed from the nozzles 14 disposed on both sides of the spinning process 6a and cooled to prevent heat from being transmitted through the aluminum pipe 13 having a high thermal conductivity. It becomes possible to process into the shape.

尚、溶体化工程1とスピニング加工工程6aの間に自然時効の工程を設けてもよい。 In addition, you may provide the process of natural aging between the solution treatment process 1 and the spinning process 6a.

次に、スピニング加工工程6aが終了した部材を人工時効処理の工程(人工時効工程)3へと移すのである。この人工時効による加熱の最適値としては100℃〜190℃の温度範囲で部材を加熱するのが好ましい。 Next, the member for which the spinning process 6a has been completed is transferred to an artificial aging treatment process (artificial aging process) 3. It is preferable to heat the member in the temperature range of 100 ° C. to 190 ° C. as the optimum value for heating by this artificial aging.

この人工時効工程3を経ることによって、図2の時間と強度の関係を示すグラフにおけるピークの強度7へと短時間で到達させることができるのである。 By passing through this artificial aging step 3, the peak intensity 7 in the graph showing the relationship between time and intensity in FIG. 2 can be reached in a short time.

ここで、図3に示すように、部材内部のひずみが大きい場合8と小さい場合9とでは、時間と強度の関係を示す波形が異なっている。これは、ひずみが大きい程、部材内の析出物(A7000系アルミニウム合金の場合ではMgZn2等)の析出が早いためである。上述したスピニング加工を用いる理由はこの点にもある。即ち、スピニング加工の度合いが大きい部分は部材内部のひずみも大きくなるので、ピークの強度への到達時間が短時間となる。反対にスピニング加工の度合いが小さい部分は部材内部のひずみも小さくなるので、ピークの強度への到達時間はスピニング加工の度合いが大きい部分よりも長時間となる。 Here, as shown in FIG. 3, the waveform indicating the relationship between time and strength differs between when the internal strain of the member is large and when it is small. This is because the larger the strain, the faster the precipitate in the member (such as MgZn2 in the case of an A7000 series aluminum alloy) precipitates. This is the reason why the spinning process described above is used. That is, since the portion in which the degree of spinning is large also increases the strain inside the member, the time to reach the peak intensity is short. On the contrary, since the strain inside the member is small in the portion where the degree of spinning is small, the time to reach the peak intensity is longer than the portion where the degree of spinning is large.

したがって、ひずみが小さい部分が最高強度となる時間まで人工時効を行った場合には、ひずみが大きい(即ち、肉厚の薄い)部分は既に最高強度を超えて強度が低下する過時効の状態となっているのであり、強度が低下した分、伸びが大きくなっているのである。 Therefore, when artificial aging is performed until the time when the portion with low strain reaches the maximum strength, the portion with high strain (that is, with a thin wall thickness) already exceeds the maximum strength and is over-aging. That is, as the strength decreases, the elongation increases.

また、スピニング加工ではローラー12と接する外面のひずみが大きくなる。このため、図4に示すようにスピニング加工後は外側面近傍が硬化するが、人工時効が進むにつれ転位密度が高い外側面で時効の進行が早く、過時効となり硬さが低下する。一方、内部は時効の進行が遅いため硬さの変化が少ない。 In the spinning process, the strain on the outer surface in contact with the roller 12 increases. For this reason, as shown in FIG. 4, the vicinity of the outer surface hardens after the spinning process, but as the artificial aging progresses, the aging progresses quickly on the outer surface having a high dislocation density and becomes over-aged and the hardness decreases. On the other hand, since the aging progresses slowly inside, there is little change in hardness.

したがって、本発明ではパイプの外側面及び内部の硬さは略均一とすることができるが、外気に接して応力腐食割れを起こし易い外側面は過時効の状態とすることができ、耐応力腐食割れ性が強く、高強度なアルミパイプを製造することが可能となる。 Therefore, in the present invention, the hardness of the outer surface and the inside of the pipe can be made substantially uniform, but the outer surface that is prone to stress corrosion cracking in contact with the outside air can be over-aged, and the stress corrosion resistance It is possible to produce a high-strength aluminum pipe having high cracking property.

図6は本発明に係るアルミニウム合金パイプの製造方法の第2の実施形態を示す説明図である。同実施形態は第1の実施形態と比較して溶体化工程1の直後にスピニング加工工程6aを行わず、自然時効処理の工程(自然時効工程)10を経て、復元処理の工程(復元工程)11後にスピニング加工工程6aを行うところが異なる部分である。 FIG. 6 is an explanatory view showing a second embodiment of the method for producing an aluminum alloy pipe according to the present invention. In the present embodiment, the spinning process 6a is not performed immediately after the solution treatment process 1 as compared with the first embodiment, and after the natural aging process (natural aging process) 10, the restoration process (restoration process) is performed. 11 is the part where the spinning process 6a is performed after 11 parts.

これは、通常、部材メーカーと加工メーカーとは異なるため、部材が溶体化された直後に加工するのは難しく、溶体化処理の終了している部材を部材メーカーから仕入れて倉庫に保管することにより自然時効が進行し、塑性加工性が低下したものを再加熱する復元処理を行うことで塑性加工性を向上している。 This is usually different from the member manufacturer and the processing manufacturer, so it is difficult to process immediately after the member is solutionized, and by purchasing the member that has undergone solution treatment from the member manufacturer and storing it in the warehouse The plastic workability is improved by carrying out a restoration process in which natural aging progresses and the plastic workability is lowered and reheated.

この復元工程11における加熱温度の最適値としては150℃〜250℃の温度範囲で行うのが好ましい。更には、昇温速度を早くするために、150℃〜300℃の油の中に浸ける方式(図7参照)を採用したり、誘導加熱方式(図示せず)を採用することが好ましい。 The optimum heating temperature in the restoration step 11 is preferably performed in a temperature range of 150 ° C to 250 ° C. Furthermore, in order to increase the rate of temperature rise, it is preferable to employ a method (see FIG. 7) dipping in oil of 150 ° C. to 300 ° C. or an induction heating method (not shown).

そして、復元工程11をした後に塑性加工の一つであるスピニング加工工程6aを行うのである。また、スピニング加工工程6aが終了した部材は人工時効工程3へと移すのである。 Then, after performing the restoration process 11, a spinning process 6a, which is one of plastic processes, is performed. The member for which the spinning process 6a has been completed is transferred to the artificial aging process 3.

このスピニング加工工程6a及び人工時効3は、第1の実施形態で示したものと同様であるから説明は省略する。 Since the spinning process 6a and the artificial aging 3 are the same as those shown in the first embodiment, the description thereof is omitted.

図8は本発明に係るアルミニウム合金パイプの製造方法の第3の実施形態を示す説明図である。同実施形態は第2実施形態と比較して、自然時効工程10後に行う台形状の復元工程11を、三角形状の復元工程11aとしたところが異なる部分である。 FIG. 8 is explanatory drawing which shows 3rd Embodiment of the manufacturing method of the aluminum alloy pipe based on this invention. This embodiment is different from the second embodiment in that the trapezoidal restoration process 11 performed after the natural aging process 10 is changed to a triangular restoration process 11a.

図9は、復元工程11aの詳細を説明する。復元工程11aにおいては、スピニング加工によりローラー12と素材であるパイプ13との摩擦による発熱と、パイプ13の塑性変形による発熱を利用するのである。この際、昇温効果を高めるために、クーラントを使用することなく(即ち、冷却することなく)、且つ、主軸回転数をスピニング加工工程6a時よりも速くすることにより、パイプ13を局部的に急速に加熱するようにしている。例えば、数十センチの長さのパイプ13を復元する場合には、スピニング加工を数十秒間程度、実施される。 FIG. 9 illustrates details of the restoration step 11a. In the restoration process 11a, heat generation due to friction between the roller 12 and the pipe 13 that is a raw material and heat generation due to plastic deformation of the pipe 13 are used by spinning. At this time, in order to increase the temperature rising effect, the pipe 13 is locally used without using a coolant (that is, without cooling) and by making the spindle rotation speed faster than that in the spinning process 6a. Heat is rapidly applied. For example, when restoring the pipe 13 having a length of several tens of centimeters, the spinning process is performed for several tens of seconds.

このようにすれば、アルミ材は熱伝導率が高いために、短時間で昇降することが可能となる。されば、自然時効(常温時効ともいう)が進行した素材(パイプ13)であっても、塑性加工性を向上させることができ、その直後(数秒から数十秒)に実行されるスピニング加工工程6aにおいては容易に高加工度のスピニング加工を実現することが可能となる。 In this way, since the aluminum material has a high thermal conductivity, it can be moved up and down in a short time. In this case, even with a material (pipe 13) that has undergone natural aging (also referred to as normal temperature aging), plastic workability can be improved, and a spinning process performed immediately after that (several seconds to several tens of seconds). In 6a, it is possible to easily realize a high-spinning spinning process.

また、オイルバス等を利用した(第2の実施形態における)復元工程11においては、加熱時間が長いために、加熱後に冷却処理が必要であったが、復元工程11aにおいては、発生する熱が局部的に熱量も小さいために、自己冷却で十分冷却が可能であると考えられる。 Further, in the restoration process 11 (in the second embodiment) using an oil bath or the like, the heating time is long, and thus a cooling process is necessary after the heating. In the restoration process 11a, the generated heat is generated. Since the amount of heat is locally small, it is considered that sufficient cooling is possible by self-cooling.

更に、スピニング加工工程6aにおいては、上述のとおりローラー12の両脇よりクーラントを吹き付けて冷却しているので、このクーラントによる冷却を利用すれば、復元工程11aにおいては、自己冷却による冷却が不足する場合にも、復元工程11aの直後に実行されるスピニング加工工程6aにより冷却効果を十分に得ることが可能となる。 Further, in the spinning process 6a, as described above, the coolant is sprayed from both sides of the roller 12 for cooling, so if cooling by this coolant is used, the cooling by self-cooling is insufficient in the restoration process 11a. Even in this case, a sufficient cooling effect can be obtained by the spinning process 6a performed immediately after the restoration process 11a.

尚、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の実施形態をとるこができることは言うまでもない。上記実施形態においては、析出硬化型の高硬度アルミニウム合金の一例として、A7000系アルミニウム合金を挙げているがこれに限定されないことは言うまでもない。 In addition, it cannot be overemphasized that various embodiment can be taken in the range which does not deviate from the meaning of this invention. In the above embodiment, an A7000 series aluminum alloy is cited as an example of a precipitation hardening type high hardness aluminum alloy, but it goes without saying that the present invention is not limited to this.

また、人工時効時間は、ひずみが最も小さい部分の最高強度到達時間以上であれば、その部材に生じているひずみに対応する強度の全てを過時効とすることができるので、その部材の伸びを大きくすることができるとともに、耐応力腐食割れ性も向上することができるのである。 In addition, if the artificial aging time is equal to or greater than the maximum strength arrival time of the portion with the smallest strain, all the strengths corresponding to the strain generated in the member can be over-aged, so the elongation of the member can be increased. While being able to enlarge, stress corrosion cracking resistance can also be improved.

尚、本発明の特許請求の範囲の記載においては、スピニング加工工程より、復元工程及び塑性加工工程の両工程が実施されるという観点より表現されている。しかしながら、本発明は、復元処理工程を従来の方式に代えてスピニング加工方式により行うという観点より表現することも可能である。以下、特許請求の範囲の記載に適合するように記載する。 In addition, in description of the claim of this invention, it represents from a viewpoint that both the process of a restoration process and a plastic working process is implemented rather than a spinning process. However, the present invention can also be expressed from the viewpoint that the restoration process is performed by a spinning method instead of the conventional method. In the following, description is made so as to conform to the description of claims.

復元処理工程は、スピニング加工によりローラと素材との摩擦による発熱と素材の変形による発熱を主軸回転数により調節するとともに冷却することなく素材を局部的に加熱することにより行われることを特徴とする高強度アルミニウム合金パイプの製造方法。 The restoration processing step is performed by adjusting the heat generation due to friction between the roller and the material by the spinning process and the heat generation due to the deformation of the material by the main shaft rotation speed and locally heating the material without cooling. Manufacturing method of high strength aluminum alloy pipe.

本発明に係るアルミニウム合金パイプの製造方法の第1の実施形態を示す説 明図である。1 is an explanatory diagram showing a first embodiment of a method for producing an aluminum alloy pipe according to the present invention. FIG. 析出硬化型の高硬度アルミニウム合金の時間と強度の関係を示すグラフであ る。3 is a graph showing the relationship between time and strength of a precipitation hardening type high hardness aluminum alloy. ひずみがある場合の析出硬化型の高硬度アルミニウム合金の時間と強度の関 係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between time and strength of a precipitation hardened high hardness aluminum alloy when there is strain. 人工時効時間と硬さの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between artificial aging time and hardness. 第1の実施形態におけるスピニング加工工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spinning process process in 1st Embodiment. 本発明に係るアルミニウム合金パイプの製造方法の第2の実施形態を示す説 明図である。It is explanatory drawing which shows 2nd Embodiment of the manufacturing method of the aluminum alloy pipe which concerns on this invention. 第2の実施形態における復元工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the decompression | restoration process in 2nd Embodiment. 本発明に係るアルミニウム合金パイプの製造方法の第3の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 3rd Embodiment of the manufacturing method of the aluminum alloy pipe which concerns on this invention. 第3の実施形態における復元工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the decompression | restoration process in 3rd Embodiment. 従来のアルミニウム合金パイプの製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the conventional aluminum alloy pipe. 従来のアルミニウム合金パイプの製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the conventional aluminum alloy pipe.

符号の説明Explanation of symbols

1 溶体化処理の工程(溶体化工程)
2 抽伸処理の工程(抽伸工程)
3 人工時効処理の工程(人工時効工程)
4 切削加工処理の工程(切削加工工程)
5 軟化処理の工程(軟化工程)
6 塑性加工処理の工程(塑性加工工程)
6a スピニング加工処理の工程(スピニング加工工程)
10 自然時効処理の工程(自然時効工程)
11 復元処理の工程(復元工程)
11a 復元処理の工程(復元工程)
12 ローラー
13 パイプ
14 ノズル
1 Solution treatment process (Solution process)
2 Drawing process (drawing process)
3 Artificial aging process (artificial aging process)
4 Cutting process (cutting process)
5 Softening process (softening process)
6 Plastic working process (plastic working process)
6a Spinning process (spinning process)
10 Natural aging process (natural aging process)
11 Restoration process (restoration process)
11a Restoration process (restoration process)
12 Roller 13 Pipe 14 Nozzle

Claims (3)

押出し成形された析出硬化型の高硬度アルミニウム合金パイプを素材として溶体化処理する溶体化工程と、該溶体化されたパイプを自然時効処理する自然時効工程と、該自然時効されたパイプをスピニング加工処理するスピニング加工工程と、該スピニング加工されたパイプを人工時効処理する人工時効工程とを有し、
スピニング加工工程は、溶体化後に自然時効されたパイプを復元処理する復元工程と、該復元処理されたパイプを塑性加工する塑性加工工程とを備えていることを特徴とする高強度アルミニウム合金パイプの製造方法。
A solution treatment process using a precipitation hardened aluminum alloy pipe formed by extrusion as a raw material, a natural aging process in which the solution-treated pipe is naturally aged, and a spinning process for the naturally aged pipe A spinning process for processing, and an artificial aging process for artificially aging the spun pipe,
The spinning process comprises: a restoration process for restoring a pipe that has been naturally aged after solution treatment; and a plastic machining process for plastically processing the restored pipe. Production method.
復元工程においては、ローラと素材との摩擦による発熱と素材の変形による発熱を主軸回転数により調節するとともにクーラントにより冷却することなく素材を局部的に加熱することを特徴とする請求項1に記載の高強度アルミニウム合金パイプの製造方法。 2. The restoring process according to claim 1, wherein the heat generation due to friction between the roller and the material and the heat generation due to deformation of the material are adjusted by the number of revolutions of the spindle and the material is locally heated without being cooled by the coolant. Manufacturing method of high strength aluminum alloy pipe. 塑性加工工程において、外側面のひずみが大になるように塑性加工し、人工時効工程において、少なくとも外側面を過時効とすることを特徴とする請求項1または2記載の高強度アルミニウム合金パイプの製造方法The high-strength aluminum alloy pipe according to claim 1 or 2 , wherein in the plastic working step, plastic working is performed so that the strain on the outer surface becomes large, and in the artificial aging step, at least the outer surface is over-aged . Manufacturing method .
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