JPH0256416B2 - - Google Patents
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- JPH0256416B2 JPH0256416B2 JP30377586A JP30377586A JPH0256416B2 JP H0256416 B2 JPH0256416 B2 JP H0256416B2 JP 30377586 A JP30377586 A JP 30377586A JP 30377586 A JP30377586 A JP 30377586A JP H0256416 B2 JPH0256416 B2 JP H0256416B2
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Landscapes
- Forging (AREA)
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Description
[産業上の利用分野]
この発明は、焼入れ性、耐応力腐食割れ性、冷
間鍜造性等にすぐれた高強度冷間鍜造用アルミニ
ウム合金に関するものである。 [従来の技術] 従来、高強度の冷間鍜造用アルミニウム合金と
しては、A.A.2014、2017、2218等の合金が代表
的である。これらの合金の焼鈍材は冷間鍜造性も
良好でT6材(焼入れ→焼戻し)の強度も高く、
高強度の冷間鍜造用アルミニウム合金として工業
的にも広範囲に使用されている。 かかる合金を使用した場合の冷間鍜造品の製造
工程は下記のようになる。 素材の押出→焼鈍→切断→潤滑処理 →冷間緞造→焼入れ→焼戻し [発明が解決しようとする問題点] 上記従来の合金は全て熱処理型のアルミニウム
合金であり、高強度を付与するには、前記製造工
程のとおり、鍜造後に熱処理(焼入れ→焼戻し)
を行う必要がある。 また、良好な冷間鍜造性を得るには、鍜造用素
材を焼鈍して軟化しておく必要がある。 このように従来の合金では焼鈍、焼入れ、焼戻
し等の熱処理工程が多く含まれるためコスト高と
なる。これに加えて冷間鍜造加工度が低い場合に
は、その後の溶体化処理により結晶粒が粗大化し
たり、あるいは溶体化処理後の焼入れにより鍜造
品に焼入れ歪等が発生する品質上の問題があつ
た。 そこで焼鈍、焼入れ、焼戻し等の熱処理不要な
非熱処理型の冷間鍜造用アルミニウム合金が開発
されれば、低コストで高品質の冷間鍜造材を得る
ことが可能となる。 [問題点を解決するための手段] この発明は、押出後の焼入れ性にすぐれ、しか
も熱処理不要で低コストの冷間鍜造用高強度アル
ミニウム合金を提供せんとするもので、その第1
発明はMg3〜4%未満、Zn2.1〜3.5%、Cu0.1〜
0.6%を含み、かつ、Mg(%)>Zn(%)であり、
残りアルミニウムと不純物よりなることを特徴と
するものである。 又、第2発明は上記第1発明の組成に、さらに
Mn0.1〜0.30%、Cr0.05〜0.20%、Zr0.05〜0.20%
のうち1種又は2種以上含むことを特徴とするも
のである。 上記合金成分の限定理由は下記のとおりであ
る。 Mg:MgはZnやCuと共存して時効硬化性を付与
し、強度の向上に寄与する。Mg量が下限未満
の場合にはこの効果が小さく、上限を越えると
冷間鍜造性や押出性が低下する。したがつて、
Mgの量は3〜4%未満の範囲とする。 Zn:ZnはMgと共存して時効硬化性を付与し、強
度の向上に寄与するばかりでなく、耐応力腐食
割れ性を改良する作用がある。Zn量が下限未
満の場合にはこの効果が小さく、上限を越える
と冷間鍜造性や耐食性が低下する。したがつ
て、Znは2.1〜3.5%の範囲とする。 Mg>Zn:Mgの量がZnの量より多いとZn2Mgの
析出ではなく、むしろ、Mgの固溶体硬化によ
り強度を得る。したがつて、焼入れ性は良好
で、鍜造加工までの時効硬化が少ないため、安
定して冷間鍜造できる。したがつて熱処理によ
る制約も少ない。一方、Znの量がMgの量より
多いと、Zn2Mgが高密度に析出し、十分に硬
化する。この系の合金はもし押出加工終了時に
Mg及びZnが十分に固溶していれば(急冷冷却
すれば)押出直後は軟らかく、冷間鍜造性が良
好である。しかし、室温で著しく時効硬化する
ため、押出後鍜造までの経過時間によつて冷間
鍜造性が異なつてしまい工業的に扱いにくい。
一方焼入れ性が悪いことから押出加工で粗大な
Zn2Mgを十分に析出させれば材料は軟らかく、
冷間鍜造性は良好となるが、溶体化処理を行わ
ないと十分な強度が得られない。 Cu:CuはMgと共存して時効硬化性を付与し強
度を向上させるばかりでなく、耐応力腐食割れ
性を改良する作用がある。Cu量が下限未満の
場合にはこの効果が小さく、上限を越えると冷
間鍜造性や耐食性が低下する。したがつてCu
は0.1〜0.6%の範囲とする。 Mn,Cr,Zr:これらの添加元素は均質化処理時
に微細な金属間化合物として析出し、結晶粒の
微細化、強度の向上、耐応力腐食割れ性の向上
等に寄与する。添加量が下限未満の場合にはこ
れらの効果が小さく、上限を越えると焼入れ性
が低下し、空冷で焼きが入らなくなる。 したがつて、Mn0.10〜0.30%、Cr0.05〜0.20
%、Zr0.05〜0.20%の範囲とする必要がある。 上記発明合金は以下の条件で製造することが望
ましい。 (1) 溶解鋳造 通常の方法で溶解後に脱ガス、フイルター処理
等の溶湯処理を行い、H2ガスや非金属介在物等
を十分に除去してから鋳造する。溶湯処理が不十
分な場合にはH2ガスや非金属介在物が残留して
押出材に欠陥が生じる。 (2) 均質化処理 発明合金の鋳塊を420〜550℃で均質化処理し、
Mg,Zn,Cu等の主添加元素を固溶させると共
に、鋳造時に固溶されたMn,Cr,Zr等を微細な
金属間化合物として析出させ、押出材の組織を微
細化させる。 均質化処理温度が下限未満の場合には、結晶粒
が粗大化したり、高強度が得られない問題があ
る。又、上限を越えると共晶融解を生じる。な
お、均質化処理時間としては2時間以上が望まし
い。 (3) 熱間加工 通常の熱間押出でよいが、押出比は6以上とす
ることが望ましい。 押出後の冷却は1〜5℃/sec程度の空冷でも
十分に高い強度を得ることが可能である。 又、上記のような押出棒に代つて溶湯より細径
の鋳造棒を鋳込み、これを押出棒に代つて冷間鍜
造用素材として使用してもよい。 [実施例] 実施例 1 表1に示した化学成分を有する200mmφの鋳塊
を製作し、500℃で16時間均質化処理後に460℃で
40mmφの棒に押出した。押出後の冷却速度は1.2
℃/sであつた。この素棒について諸性能を調査
した結果を表2に示す。
間鍜造性等にすぐれた高強度冷間鍜造用アルミニ
ウム合金に関するものである。 [従来の技術] 従来、高強度の冷間鍜造用アルミニウム合金と
しては、A.A.2014、2017、2218等の合金が代表
的である。これらの合金の焼鈍材は冷間鍜造性も
良好でT6材(焼入れ→焼戻し)の強度も高く、
高強度の冷間鍜造用アルミニウム合金として工業
的にも広範囲に使用されている。 かかる合金を使用した場合の冷間鍜造品の製造
工程は下記のようになる。 素材の押出→焼鈍→切断→潤滑処理 →冷間緞造→焼入れ→焼戻し [発明が解決しようとする問題点] 上記従来の合金は全て熱処理型のアルミニウム
合金であり、高強度を付与するには、前記製造工
程のとおり、鍜造後に熱処理(焼入れ→焼戻し)
を行う必要がある。 また、良好な冷間鍜造性を得るには、鍜造用素
材を焼鈍して軟化しておく必要がある。 このように従来の合金では焼鈍、焼入れ、焼戻
し等の熱処理工程が多く含まれるためコスト高と
なる。これに加えて冷間鍜造加工度が低い場合に
は、その後の溶体化処理により結晶粒が粗大化し
たり、あるいは溶体化処理後の焼入れにより鍜造
品に焼入れ歪等が発生する品質上の問題があつ
た。 そこで焼鈍、焼入れ、焼戻し等の熱処理不要な
非熱処理型の冷間鍜造用アルミニウム合金が開発
されれば、低コストで高品質の冷間鍜造材を得る
ことが可能となる。 [問題点を解決するための手段] この発明は、押出後の焼入れ性にすぐれ、しか
も熱処理不要で低コストの冷間鍜造用高強度アル
ミニウム合金を提供せんとするもので、その第1
発明はMg3〜4%未満、Zn2.1〜3.5%、Cu0.1〜
0.6%を含み、かつ、Mg(%)>Zn(%)であり、
残りアルミニウムと不純物よりなることを特徴と
するものである。 又、第2発明は上記第1発明の組成に、さらに
Mn0.1〜0.30%、Cr0.05〜0.20%、Zr0.05〜0.20%
のうち1種又は2種以上含むことを特徴とするも
のである。 上記合金成分の限定理由は下記のとおりであ
る。 Mg:MgはZnやCuと共存して時効硬化性を付与
し、強度の向上に寄与する。Mg量が下限未満
の場合にはこの効果が小さく、上限を越えると
冷間鍜造性や押出性が低下する。したがつて、
Mgの量は3〜4%未満の範囲とする。 Zn:ZnはMgと共存して時効硬化性を付与し、強
度の向上に寄与するばかりでなく、耐応力腐食
割れ性を改良する作用がある。Zn量が下限未
満の場合にはこの効果が小さく、上限を越える
と冷間鍜造性や耐食性が低下する。したがつ
て、Znは2.1〜3.5%の範囲とする。 Mg>Zn:Mgの量がZnの量より多いとZn2Mgの
析出ではなく、むしろ、Mgの固溶体硬化によ
り強度を得る。したがつて、焼入れ性は良好
で、鍜造加工までの時効硬化が少ないため、安
定して冷間鍜造できる。したがつて熱処理によ
る制約も少ない。一方、Znの量がMgの量より
多いと、Zn2Mgが高密度に析出し、十分に硬
化する。この系の合金はもし押出加工終了時に
Mg及びZnが十分に固溶していれば(急冷冷却
すれば)押出直後は軟らかく、冷間鍜造性が良
好である。しかし、室温で著しく時効硬化する
ため、押出後鍜造までの経過時間によつて冷間
鍜造性が異なつてしまい工業的に扱いにくい。
一方焼入れ性が悪いことから押出加工で粗大な
Zn2Mgを十分に析出させれば材料は軟らかく、
冷間鍜造性は良好となるが、溶体化処理を行わ
ないと十分な強度が得られない。 Cu:CuはMgと共存して時効硬化性を付与し強
度を向上させるばかりでなく、耐応力腐食割れ
性を改良する作用がある。Cu量が下限未満の
場合にはこの効果が小さく、上限を越えると冷
間鍜造性や耐食性が低下する。したがつてCu
は0.1〜0.6%の範囲とする。 Mn,Cr,Zr:これらの添加元素は均質化処理時
に微細な金属間化合物として析出し、結晶粒の
微細化、強度の向上、耐応力腐食割れ性の向上
等に寄与する。添加量が下限未満の場合にはこ
れらの効果が小さく、上限を越えると焼入れ性
が低下し、空冷で焼きが入らなくなる。 したがつて、Mn0.10〜0.30%、Cr0.05〜0.20
%、Zr0.05〜0.20%の範囲とする必要がある。 上記発明合金は以下の条件で製造することが望
ましい。 (1) 溶解鋳造 通常の方法で溶解後に脱ガス、フイルター処理
等の溶湯処理を行い、H2ガスや非金属介在物等
を十分に除去してから鋳造する。溶湯処理が不十
分な場合にはH2ガスや非金属介在物が残留して
押出材に欠陥が生じる。 (2) 均質化処理 発明合金の鋳塊を420〜550℃で均質化処理し、
Mg,Zn,Cu等の主添加元素を固溶させると共
に、鋳造時に固溶されたMn,Cr,Zr等を微細な
金属間化合物として析出させ、押出材の組織を微
細化させる。 均質化処理温度が下限未満の場合には、結晶粒
が粗大化したり、高強度が得られない問題があ
る。又、上限を越えると共晶融解を生じる。な
お、均質化処理時間としては2時間以上が望まし
い。 (3) 熱間加工 通常の熱間押出でよいが、押出比は6以上とす
ることが望ましい。 押出後の冷却は1〜5℃/sec程度の空冷でも
十分に高い強度を得ることが可能である。 又、上記のような押出棒に代つて溶湯より細径
の鋳造棒を鋳込み、これを押出棒に代つて冷間鍜
造用素材として使用してもよい。 [実施例] 実施例 1 表1に示した化学成分を有する200mmφの鋳塊
を製作し、500℃で16時間均質化処理後に460℃で
40mmφの棒に押出した。押出後の冷却速度は1.2
℃/sであつた。この素棒について諸性能を調査
した結果を表2に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
発明合金(No.1〜6)では焼入れ性良好で強度
が高く、冷間鍜造性や耐応力腐食割れ性にすぐれ
ている。No.7合金は冷間鍜造性や耐応力腐食割れ
性に問題があり、No.8合金は冷間鍜造性が悪い。
No.9合金は強度が低く、No.10合金は耐応力腐食割
れ性に問題がある。 実施例 2 表3に示した化学成分を有する200mmφの鋳塊
を製作し、500℃で10時間均質化処理後に460℃で
40mmφの棒に押出した。押出後の冷却速度は1.5
℃/sであつた。この素棒について諸性能を調査
した結果を表4に示す。
が高く、冷間鍜造性や耐応力腐食割れ性にすぐれ
ている。No.7合金は冷間鍜造性や耐応力腐食割れ
性に問題があり、No.8合金は冷間鍜造性が悪い。
No.9合金は強度が低く、No.10合金は耐応力腐食割
れ性に問題がある。 実施例 2 表3に示した化学成分を有する200mmφの鋳塊
を製作し、500℃で10時間均質化処理後に460℃で
40mmφの棒に押出した。押出後の冷却速度は1.5
℃/sであつた。この素棒について諸性能を調査
した結果を表4に示す。
【表】
【表】
【表】
(注)
*1〜*3の試験方法は実施例1に同じ
表4において、No.21〜26の発明合金は結晶粒が
微細で、強度、冷間鍜造性、耐応力腐食割れ性等
にすぐれている。 No.27およびNo.28の合金はMn,Cr等の添加量が
高いため焼入れ性が悪く、そのため強度が低い。 No.29合金はCr,Zr量が高いため巨大金属間化
合物が晶出し、押出時に割れが生じた。 No.30合金は冷間鍜造性や耐応力腐食割れ性に問
題がある。 No.31合金は強度が低く、No.32合金は耐応力腐食
割れ性に問題がある。 [発明の効果] この発明によれば、押出後の焼入れ性、冷間鍜
造性、耐応力腐食割れ性にすぐれた高強度冷間鍜
造用アルミニウム合金が、熱処理不要のため低コ
ストで得ることができる。
*1〜*3の試験方法は実施例1に同じ
表4において、No.21〜26の発明合金は結晶粒が
微細で、強度、冷間鍜造性、耐応力腐食割れ性等
にすぐれている。 No.27およびNo.28の合金はMn,Cr等の添加量が
高いため焼入れ性が悪く、そのため強度が低い。 No.29合金はCr,Zr量が高いため巨大金属間化
合物が晶出し、押出時に割れが生じた。 No.30合金は冷間鍜造性や耐応力腐食割れ性に問
題がある。 No.31合金は強度が低く、No.32合金は耐応力腐食
割れ性に問題がある。 [発明の効果] この発明によれば、押出後の焼入れ性、冷間鍜
造性、耐応力腐食割れ性にすぐれた高強度冷間鍜
造用アルミニウム合金が、熱処理不要のため低コ
ストで得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Mg3〜4%未満、Zn2.1〜3.5%、Cu0.1〜0.6
%を含み、かつ、Mg(%)>Zn(%)であり、残
りアルミニウムと不純物よりなることを特徴とす
る押出後の焼入れ性がすぐれた冷間鍜造用アルミ
ニウム合金。 2 Mg3〜4%未満、Zn2.1〜3.5%、Cu0.1〜0.6
%で、かつ、Mg(%)>Zn(%)を主成分とし、
Mn0.1〜0.30%、Cr0.05〜0.20%、Zr0.05〜0.20%
のうち1種又は2種以上を含み、残りアルミニウ
ムと不純物よりなることを特徴とする押出後の焼
入れ性がすぐれた冷間鍜造用アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30377586A JPS63157830A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 押出後の焼入性がすぐれた冷間鍛造用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30377586A JPS63157830A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 押出後の焼入性がすぐれた冷間鍛造用アルミニウム合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63157830A JPS63157830A (ja) | 1988-06-30 |
JPH0256416B2 true JPH0256416B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=17925136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30377586A Granted JPS63157830A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 押出後の焼入性がすぐれた冷間鍛造用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63157830A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4933890B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2012-05-16 | 古河スカイ株式会社 | 耐応力腐食割れ性に優れた溶接可能な鍛造用アルミニウム合金およびそれを用いた鍛造品 |
EP2835435B1 (en) * | 2012-04-05 | 2017-04-19 | Nippon Light Metal Co., Ltd. | Aluminum alloy for microporous hollow material which has excellent extrudability and grain boundary corrosion resistance, and method for producing same |
CN112981288B (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-20 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种铝合金铸锭的退火方法 |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP30377586A patent/JPS63157830A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63157830A (ja) | 1988-06-30 |
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