JPH04289073A - Manufacture of mirror surface finishing material made of light alloy - Google Patents
Manufacture of mirror surface finishing material made of light alloyInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム合金や
マグネシウム合金等の軽合金からなる素材の表面に鏡面
仕上を行なった，軽合金製鏡面仕上材の製造方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a mirror-finished material made of a light alloy, in which the surface of a material made of a light alloy such as an aluminum alloy or a magnesium alloy is mirror-finished.
【０００２】0002
【従来の技術】素材の表面に鏡面仕上面を形成した鏡面
仕上材は、一般に熱処理等により均質に調整された素材
を用いて、その素材の表面に順次高精度の加工を行い、
最終的にバフ研摩等の極めて高精度の鏡面仕上加工を行
なうことにより製造されている。[Prior Art] Mirror-finished materials, which have a mirror-finished surface formed on the surface of the material, are generally made by using a material that has been homogeneously adjusted by heat treatment, etc., and then sequentially processing the surface of the material with high precision.
Finally, it is manufactured by performing extremely high-precision mirror finish processing such as buffing.
【０００３】これは、素材が軽合金製である場合でも同
様である。[0003] This is the same even when the material is made of light alloy.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】ところが、軽合金製素
材を用いて鏡面仕上材を製造する場合、素材が均質に調
整されていても所定の面精度に鏡面仕上げを行なうこと
ができない場合があり、この場合には、高価な作業コス
トが無駄となるので好ましくない。[Problems to be Solved by the Invention] However, when manufacturing a mirror-finish material using a light alloy material, it may not be possible to achieve a mirror-finish with a predetermined surface accuracy even if the material is adjusted to be homogeneous. In this case, expensive work costs are wasted, which is not preferable.
【０００５】本願発明者は、このような従来技術を鋭意
研究の結果、アルミニウム合金等の軽合金製素材の鏡面
仕上げにおいては、素材表面での結晶の周囲に存在する
粒界が鏡面の形成に重要な影響を有することを察知し、
この粒界を破砕することによって、確実に良好な鏡面を
形成できることに想到した。[0005] As a result of intensive research on such conventional techniques, the inventor of the present application found that in the mirror finishing of light alloy materials such as aluminum alloys, the grain boundaries existing around the crystals on the surface of the material are responsible for the formation of the mirror surface. Sensing that it has a significant impact,
We have come up with the idea that by crushing these grain boundaries, we can reliably form a good mirror surface.
【０００６】また、鏡面仕上材としての素材には種々の
形状のものが用いられ、鏡面仕上面は素材中の種々の部
分に形成されるので、前記粒界の破砕は自由度の高い加
工法により行なうことが必要である。[0006] Furthermore, materials of various shapes are used as mirror-finished materials, and mirror-finished surfaces are formed in various parts of the material, so crushing the grain boundaries is a processing method with a high degree of freedom. It is necessary to do so by
【０００７】この発明は、このような背景に基づいてな
されたもので、作業コストの高価な鏡面仕上加工が無駄
となることを少なくするとともに、鏡面仕上材の形状等
の如何にかかわらず，良好な鏡面を備えた軽合金製鏡面
仕上材を安定的に製造することを目的とするものである
。[0007] The present invention was made based on this background, and reduces the waste of expensive mirror finishing processing, and also provides a good finish regardless of the shape of the mirror finished material. The purpose of this project is to stably produce a mirror-finished light alloy material with a mirror-like surface.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、軽合金製素材の表面に、シ
ョットピーニング加工を施し、その加工面に鏡面仕上加
工を行なうことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the invention as claimed in claim 1 involves subjecting the surface of a light alloy material to shot peening and mirror-finishing the processed surface. Features.
【０００９】[0009]
【作用】請求項１記載の発明によれば、軽合金製素材の
表面にショットピーニングを施すので、確実に良好な鏡
面仕上を行なうことができる。According to the first aspect of the invention, since shot peening is applied to the surface of the light alloy material, a good mirror finish can be reliably achieved.
【００１０】そして、このショットピーニング加工は、
種々の形状の素材に対しても施すことのできる自由度の
高い加工法であるので、鏡面仕上材の形状等の如何にか
かわらず，良好な鏡面を備えた軽合金製鏡面仕上材を安
定的に製造することができる。[0010]This shot peening process is
Since this is a highly flexible processing method that can be applied to materials of various shapes, it is possible to stably produce mirror-finished light alloy materials with a good mirror finish, regardless of the shape of the mirror-finished material. can be manufactured.
【００１１】[0011]
【実施例】以下に、まず、軽合金材料の鏡面仕上げのメ
カニズムを図１，図２により説明し、その後、具体例を
説明する。EXAMPLES First, the mechanism of mirror finishing of light alloy materials will be explained with reference to FIGS. 1 and 2, and then specific examples will be explained.
【００１２】図１において、１は鏡面仕上用軽合金素材
としてのアルミニウム合金素材（以下、単に素材という
）、２は結晶粒、３は粒界であり、粒界３は結晶粒２の
周囲部分に析出している。In FIG. 1, 1 is an aluminum alloy material (hereinafter simply referred to as material) as a light alloy material for mirror finishing, 2 is a crystal grain, and 3 is a grain boundary. It is precipitated in.
【００１３】そして、粒界３は、ＳｉやＭｇ等を含んで
おり、軽合金の常として結晶粒２の内部より硬さの大き
いものである。The grain boundaries 3 contain Si, Mg, etc., and are harder than the inside of the crystal grains 2, as is the case with light alloys.
【００１４】このような素材１の表面をバフ研摩加工等
により鏡面仕上加工を行なうと、コンパウンドの塗着さ
れたバフは、結晶粒２の内部部分と粒界３との区別なく
同様に接触し、素材１の表面を研摩する。[0014] When the surface of such a material 1 is polished to a mirror finish by buffing or the like, the buff coated with the compound contacts the internal portions of the crystal grains 2 and the grain boundaries 3 in the same way, without distinguishing between them. , polish the surface of material 1.
【００１５】しかし、前述のように粒界３は結晶粒２の
内部より硬さが大きく、逆に結晶粒２の内部は粒界３よ
り硬さが小さいので、結晶粒２の内部と粒界３との間で
のバフによる加工能率が相違し、所要の鏡面仕上加工を
行なった後には、素材１の表面において粒界３が上方に
突出し，結晶粒２の内部部分に下方に凹んだ凹部４が形
成される（図２参照）。なお、図中において、Ｓは素材
１の表面に仮想した真直平面である。However, as mentioned above, the hardness of the grain boundary 3 is greater than that of the inside of the grain 2, and conversely, the hardness of the inside of the grain 2 is smaller than that of the grain boundary 3. The processing efficiency by buffing is different between 3 and 3, and after performing the required mirror finish processing, the grain boundaries 3 protrude upward on the surface of the material 1, and the internal parts of the crystal grains 2 have concave portions concave downward. 4 is formed (see Figure 2). In addition, in the figure, S is an imaginary straight plane on the surface of the material 1.
【００１６】したがって、軽合金からなる素材１におい
て、一定の鏡面仕上加工により確実に良好な鏡面を得る
には、前記粒界３の上端位置から凹部４の底までの深さ
Ｌを小さくすることが重要な要素となる。Therefore, in order to reliably obtain a good mirror surface through a certain mirror finishing process in the material 1 made of a light alloy, the depth L from the upper end of the grain boundary 3 to the bottom of the recess 4 must be made small. is an important element.
【００１７】このような軽合金製素材の鏡面仕上げのメ
カニズムを考慮して、本願発明の実施例は、次のように
行なわれるものであり、鏡面仕上加工に先立って行なわ
れるショットピーニング加工に最大の特徴がある。[0017] Taking into consideration the mechanism of mirror finishing of light alloy materials, the embodiment of the present invention is carried out as follows, and the shot peening process performed prior to the mirror finishing process has the maximum It has the characteristics of
【００１８】すなわち、以下に説明する実施例は、アル
ミニウム合金（ＡＣ４Ｃ材）の鋳造により形成された自
動車用アルミホイール素材（以下、単にホイールという
）１１のデザイン面１２に鏡面仕上げを行い、得られた
鏡面は、その後アルマイト被膜を形成するための下地と
して用いられるものである。なお、デザイン面１２とは
、ホイール１１を自動車に装着した場合に、車体外側を
向く面のことであり、自動車の外観の一部を構成する部
分である。That is, in the embodiment described below, the design surface 12 of an automobile aluminum wheel material (hereinafter simply referred to as a wheel) 11 formed by casting an aluminum alloy (AC4C material) is mirror-finished. The mirror surface is then used as a base for forming an alumite film. Note that the design surface 12 is a surface that faces the outside of the vehicle body when the wheel 11 is mounted on the vehicle, and is a part that constitutes a part of the exterior of the vehicle.
【００１９】所定の形状に鋳造されたホイール１１は、
所定の溶体化処理（Ｔ６）の後、ショットピーニング機
械によりショットピーニング加工が行なわれる（図３参
照）。The wheel 11 cast into a predetermined shape is
After a predetermined solution treatment (T6), shot peening is performed using a shot peening machine (see FIG. 3).
【００２０】このショットピーニングの条件は、例えば
表１のようである。The conditions for this shot peening are as shown in Table 1, for example.
【００２１】[0021]
【表１】[Table 1]
【００２２】
このような条件の下に図３に示すように、１本のショッ
ト用ノズルを用いて、ホイール１１の全体に渡り、ショ
ットピーニング加工をおよそ２０分行なうと、ショット
ピーニング加工を受けたホイール１１のデザイン面１２
の表面は、微細ななし地状の凹凸面となり、その表層部
分には塑性変形層が形成される。Under these conditions, as shown in FIG. 3, shot peening is performed for approximately 20 minutes over the entire wheel 11 using one shot nozzle, and the shot peening process is performed for approximately 20 minutes. Design aspect 12 of wheel 11
The surface of the material is a finely textured uneven surface, and a plastically deformed layer is formed on the surface layer.
【００２３】この塑性変形層はショットの衝撃により形
成されたものであるので、アルミニウム合金の結晶の周
囲に形成されていた粒界は、破砕され，表面に均一に分
散されるとともに、一部は表層部分内に埋没し、また一
部はデザイン面１２から脱落した状態となっている。[0023] Since this plastic deformation layer was formed by the impact of the shot, the grain boundaries that had been formed around the crystals of the aluminum alloy were crushed and uniformly distributed on the surface, and some of them were It is buried in the surface layer part, and a part has fallen off from the design surface 12.
【００２４】この実施例のショットピーニング加工は、
ショットの吹付速度が大きいので、ショットの有する運
動エネルギが高く、これにより前記塑性変形層の厚さは
１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度となっている。The shot peening process in this example is as follows:
Since the spraying speed of the shot is high, the kinetic energy of the shot is high, so that the thickness of the plastically deformed layer is approximately 1.5 mm to 3.0 mm.
【００２５】ショットピーニング加工は比較的自由度の
高い加工法であって、とくにこの実施例で用いている空
気吹付式ショットピーニングは、図３に示すように、工
作物に向けてショットを噴射する，ショット用ノズル１
３に、それぞれ可撓材からなる圧縮空気用ホース１４と
ショット用ホース１５を介して圧縮空気とショットとを
供給するので、ショット用ノズル１３の向きや位置を自
由に調整することができ、デザイン面１２に対する加工
の自由度がきわめて高いものである。Shot peening is a processing method with a relatively high degree of freedom, and in particular, the air blast type shot peening used in this example injects a shot toward the workpiece, as shown in FIG. , shot nozzle 1
3, since compressed air and shot are supplied through the compressed air hose 14 and the shot hose 15, which are made of flexible materials, the direction and position of the shot nozzle 13 can be freely adjusted, and the design The degree of freedom in processing the surface 12 is extremely high.
【００２６】なお、このショットピーニング加工におい
てはショット用ノズル１３を複数個設け、同時にホイー
ル１１にショットを吹き付けることとすれば、このショ
ットピーニング加工の時間を短縮することができる。In this shot peening process, if a plurality of shot nozzles 13 are provided and shots are sprayed onto the wheel 11 at the same time, the time required for this shot peening process can be shortened.
【００２７】このようにしてショットピーニング加工の
なされたホイール１１は、機械加工されることにより所
要の形状に形成され、この後バレル研摩装置に供給され
てホイール１１の全体表面にバレル研摩を行い表面を一
層平滑にする。The wheel 11 that has been shot peened in this way is machined into a desired shape, and is then fed to a barrel polishing device where the entire surface of the wheel 11 is barrel polished to smooth the surface. Make it even smoother.
【００２８】そして、このホイール１１のデザイン面１
２は、一定の研摩荷重の下に所要のバフで適宜のコンパ
ウンドを用いてバフ研摩による，所定の鏡面仕上加工を
行なう。[0028] Design aspect 1 of this wheel 11
2, a predetermined mirror finish process is performed by buff polishing using a suitable compound with a necessary buff under a constant polishing load.
【００２９】これにより、デザイン面１２が鏡面仕上げ
された鏡面仕上材としてのホイール１１を得ることがで
き、これにアルマイト処理を行なってその表面をバフ等
で研摩することによりデザイン面１２に表面の平滑なア
ルマイト被膜を有するホイール１１が得られる。[0029] As a result, it is possible to obtain a wheel 11 as a mirror-finishing material in which the design surface 12 is mirror-finished, and by performing alumite treatment on this wheel and polishing the surface with a buff or the like, the design surface 12 has a surface finish. A wheel 11 having a smooth alumite coating is obtained.
【００３０】このようなショットピーニング加工による
鏡面に対する効果を確認するために、次のような実験を
行なった。In order to confirm the effect of shot peening on mirror surfaces, the following experiment was conducted.
【００３１】この確認試験は、前記ホイールと同様に鋳
造された２つのアルミ合金製ホイール素材をテストピー
スとし、これらのホイール１１のリム溝１６以外の表面
全体に鏡面仕上を行なうものである。In this confirmation test, two aluminum alloy wheel materials cast in the same manner as the aforementioned wheels were used as test pieces, and the entire surface of these wheels 11 other than the rim groove 16 was mirror-finished.
【００３２】なお、このテストピースはショットピーニ
ング加工による効果を確認することが目的であるので、
鋳造条件を調整して結晶の粒界が若干析出した金属組織
となっており、これらのテストピースはいずれも前記と
同様に所定の機械加工とバレル研摩加工がなされている
。[0032]The purpose of this test piece is to confirm the effect of shot peening, so
By adjusting the casting conditions, the metal structure has become such that the grain boundaries of the crystals are slightly precipitated, and all of these test pieces have been subjected to prescribed machining and barrel polishing in the same manner as described above.
【００３３】そして、このように形成された２つテスト
ピースのうちの一方の表面には、前記実施例と同様に所
定のショットピーニング加工を行い（テストピースＡと
いう）、他方のテストピースにはショットピーニング加
工は行なわない（テストピースＢという）。Then, the surface of one of the two test pieces thus formed was subjected to a prescribed shot peening process (referred to as test piece A) in the same manner as in the above embodiment, and the other test piece was subjected to a prescribed shot peening process (referred to as test piece A). No shot peening was performed (referred to as test piece B).
【００３４】これらのテストピースＡ，Ｂの表面を工具
顕微鏡で観察すると、ショットピーニング加工を行なっ
たテストピースＡの表面においては、結晶の周囲に形成
されていた粒界は、ショットによる衝撃で破砕され、あ
たかも微小な結晶粒として再結晶したような金属組織を
呈しており、粒界は表面の全体に渡ってほぼ均一に微細
化して分散されていた。When the surfaces of these test pieces A and B were observed using a tool microscope, it was found that on the surface of test piece A that had been subjected to shot peening, the grain boundaries that had been formed around the crystals were fractured by the impact from the shot. The metal structure was as if it had been recrystallized as minute crystal grains, and the grain boundaries were almost uniformly refined and dispersed over the entire surface.
【００３５】他方、ショットピーニング加工を行なわな
かったテストピースＢの表面においては、結晶の周囲に
は明瞭に多量の粒界が集中的に分布していることが確認
できた。On the other hand, on the surface of test piece B which was not subjected to shot peening, it was confirmed that a large number of grain boundaries were clearly concentrated and distributed around the crystals.
【００３６】このようなテストピースＡ，Ｂの表面を、
それぞれ同一の研摩荷重の下に同一のバフで同一のコン
パウンドを用いたバフ研摩により鏡面仕上加工を行なっ
た。[0036] The surfaces of such test pieces A and B are
Mirror finishing was performed by buff polishing using the same buff and the same compound under the same polishing load.
【００３７】なお、この鏡面仕上加工の時間を一定に設
定すると、各テストピースＡ，Ｂのテスト前の表面の良
否により影響を受けるおそれがあるので、無制限とし、
各テストピースＡ，Ｂのそれぞれが最良の仕上面となっ
た時点で鏡面仕上加工を終了することとした。Note that if the time for this mirror finishing process is set constant, it may be affected by the quality of the surface of each test piece A and B before the test, so it is set as unlimited.
The mirror finishing process was terminated when each of the test pieces A and B had the best finished surface.
【００３８】このようにして鏡面仕上加工が行なわれた
各テストピースＡ，Ｂの表面は、いずれも１μｍ以下の
面精度を有するものであるので、これらの各テストピー
スＡ，Ｂの仕上面の評価は、１０名の観察者による目視
観察でテストピースＡ，Ｂの相対比較として行なった。The surfaces of each of the test pieces A and B that have been mirror-finished in this way both have a surface accuracy of 1 μm or less, so the finished surfaces of each of these test pieces A and B are The evaluation was performed as a relative comparison of test pieces A and B through visual observation by 10 observers.
【００３９】その評価結果は、次の表２のとおりである
。The evaluation results are shown in Table 2 below.
【００４０】[0040]
【表２】[Table 2]
【００４１】
この表２に示す評価結果からすれば、ショットピーニン
グ加工を行なったテストピースＡがテストピースＢより
良好な鏡面に形成されていることを、観察者のいずれも
が認めるところである。From the evaluation results shown in Table 2, all observers agree that test piece A, which has undergone shot peening, has a better mirror surface than test piece B.
【００４２】すなわち、アルミニウム合金製素材の表面
にショットピーニングを施した後、バフ研摩等の鏡面仕
上加工を行なうことにより、良好な鏡面が確実に得られ
たことが確認されたものである。That is, it was confirmed that a good mirror surface could be reliably obtained by subjecting the surface of an aluminum alloy material to shot peening and then performing a mirror finish process such as buffing.
【００４３】そして、このショットピーニング加工は、
素材に向けてショットを吹き付けて行なうものであるの
で、種々の形状の素材に対しても比較的高い自由度をも
って加工することができ、鏡面仕上材の形状等の如何に
かかわらず，良好な鏡面を備えたアルミニウム合金製鏡
面仕上材を安定的に製造することができる。[0043] This shot peening process is
Since the shot is sprayed onto the material, it is possible to process materials of various shapes with a relatively high degree of freedom, and regardless of the shape of the mirror finish material, a good mirror finish can be achieved. It is possible to stably produce mirror-finished aluminum alloy materials with
【００４４】なお、以上説明した実施例においては、鋳
物製アルミホイール素材のデザイン面等の表面を鏡面仕
上面とする場合をあげて説明したが、その他のアルミニ
ウム合金製鋳物であってもよく、またアルミニウム合金
に限らず、例えばマグネシウム合金等のその他の軽合金
であっても同様に実施することができる。。[0044] In the embodiments described above, the design surface of the cast aluminum wheel material is given a mirror finish, but other aluminum alloy castings may also be used. Furthermore, the present invention is not limited to aluminum alloys, and may be similarly applied to other light alloys such as magnesium alloys. .
【００４５】一般にアルミニウム合金等の軽合金製鋳物
においては、結晶の周囲に析出する粒界が顕著であり、
本願によるショットピーニング加工による効果がとくに
大きいと考えられる。Generally, in light alloy castings such as aluminum alloys, grain boundaries that precipitate around crystals are noticeable.
It is thought that the effect of the shot peening process according to the present application is particularly large.
【００４６】また、軽合金製鋳物に限らず、例えば圧延
材等の場合においても熱処理等により粒界が析出するの
で、本願を圧延材等に用いても良いことはいうまでもな
い。Furthermore, grain boundaries are precipitated not only in light alloy castings but also in rolled materials, for example, due to heat treatment, so it goes without saying that the present invention may be used in rolled materials.
【００４７】さらに、以上説明した実施例においては、
鏡面仕上加工としてはバフ研摩を行なうこととしたが、
精密切削や精密研削あるいはバレル仕上等のように鏡面
仕上加工としての公知の技術を用いることとしてもよい
。Furthermore, in the embodiments described above,
We decided to perform buffing for mirror finishing, but
It is also possible to use known techniques for mirror finishing such as precision cutting, precision grinding, or barrel finishing.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、アルミニウム合金製素材の表面にショット
ピーニングを施せば、確実に良好な鏡面仕上を行なうこ
とができる。As described above, according to the first aspect of the invention, by subjecting the surface of an aluminum alloy material to shot peening, a good mirror finish can be reliably achieved.
【００４９】そして、このショットピーニング加工は、
種々の形状の素材に対しても施すことのできる自由度の
高い加工法であるので、鏡面仕上材の形状等の如何にか
かわらず，良好な鏡面を備えた軽合金製鏡面仕上材を安
定的に製造することができる。[0049] This shot peening process is
Since this is a highly flexible processing method that can be applied to materials of various shapes, it is possible to stably produce mirror-finished light alloy materials with a good mirror finish, regardless of the shape of the mirror-finished material. can be manufactured.
【図１】軽合金素材の表面模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of the surface of a light alloy material.
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う，断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1.
【図３】本願実施例の製造方法におけるショットピーニ
ング加工の状況概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of the shot peening process in the manufacturing method of the embodiment of the present application.
１１ 自動車用アルミホイール素材（ホイール）１２
デザイン面（加工面）
１３ ショット用ノズル11 Automotive aluminum wheel material (wheel) 12
Design side (processing side) 13 Shot nozzle
Claims (2)
ニング加工を施し、その加工面に鏡面仕上加工を行なう
ことを特徴とする軽合金製鏡面仕上材の製造方法。1. A method for manufacturing a mirror-finished light alloy material, which comprises subjecting the surface of the light alloy material to shot peening and mirror-finishing the processed surface.
製造方法において、前記軽合金製素材を鋳物材としたこ
とを特徴とする軽合金製鏡面仕上材の製造方法。2. The method of manufacturing a light alloy mirror finished material according to claim 1, wherein the light alloy material is a cast material.
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|---|---|---|---|
| JP05494791A JP3531942B2 (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Manufacturing method of light alloy mirror finish |
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| JP05494791A JP3531942B2 (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Manufacturing method of light alloy mirror finish |
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| JP3531942B2 JP3531942B2 (en) | 2004-05-31 |
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| JP (1) | JP3531942B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010095015A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Showa Denko Kk | Rim material for two wheeler |
| JP2010269346A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Asahi Tec Corp | Method for machining surface of casting, and method for manufacturing casting |
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-
1991
- 1991-03-19 JP JP05494791A patent/JP3531942B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010095015A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Showa Denko Kk | Rim material for two wheeler |
| JP2010269346A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Asahi Tec Corp | Method for machining surface of casting, and method for manufacturing casting |
| WO2018142777A1 (en) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | 住友電気工業株式会社 | Magnesium member |
| JPWO2018142777A1 (en) * | 2017-02-01 | 2019-11-21 | 住友電気工業株式会社 | Magnesium alloy parts |
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