JPH05295496A - 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法 - Google Patents
成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法Info
- Publication number
- JPH05295496A JPH05295496A JP13015892A JP13015892A JPH05295496A JP H05295496 A JPH05295496 A JP H05295496A JP 13015892 A JP13015892 A JP 13015892A JP 13015892 A JP13015892 A JP 13015892A JP H05295496 A JPH05295496 A JP H05295496A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 軟化処理後に成形加工を施しても、肌荒れ、
割れを生じることのない成形性に優れたアルミニウム合
金の製造方法を提供する。 【構成】 Ｍｇ０．５〜１．８wt％、Ｓｉ０．２〜１．
２wt％、Ｃｕ０．１〜０．８wt％、Ｃｒ０．０１〜０．
４５wt％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからな
る合金鋳塊を均質化処理後、熱間圧延及び冷間圧延を施
し、次いで４７０〜５５０℃にて溶体化処理後冷却し、
次いで１０〜５０％の加工を施した後、３６０〜５００
℃にて軟化処理を施し、最大結晶粒径を５０μｍ以下と
することを特徴とする成形性に優れたアルミニウム合金
の製造方法。
割れを生じることのない成形性に優れたアルミニウム合
金の製造方法を提供する。 【構成】 Ｍｇ０．５〜１．８wt％、Ｓｉ０．２〜１．
２wt％、Ｃｕ０．１〜０．８wt％、Ｃｒ０．０１〜０．
４５wt％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからな
る合金鋳塊を均質化処理後、熱間圧延及び冷間圧延を施
し、次いで４７０〜５５０℃にて溶体化処理後冷却し、
次いで１０〜５０％の加工を施した後、３６０〜５００
℃にて軟化処理を施し、最大結晶粒径を５０μｍ以下と
することを特徴とする成形性に優れたアルミニウム合金
の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は成形性に優れたアルミニ
ウム合金の製造方法に関するものであり、更に詳しくは
従来の６０００系合金で代表されるＭｇ、Ｓｉ等を含有
するアルミニウム合金であって軟化処理後に成形加工を
施しても、肌荒れを生じることのない成形性に優れたア
ルミニウム合金の製造方法に関するものである。
ウム合金の製造方法に関するものであり、更に詳しくは
従来の６０００系合金で代表されるＭｇ、Ｓｉ等を含有
するアルミニウム合金であって軟化処理後に成形加工を
施しても、肌荒れを生じることのない成形性に優れたア
ルミニウム合金の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来成形用アルミニウム合金、例えば６
０６１合金等の合金は鉄道及び陸運車輛用その他の多岐
に亘る構造用材料として大量に使用されており、通常軟
質材にて予備成形加工を施し、次いで溶体化及び焼入れ
を行い、焼入れ直後の強度の低い間に仕上成形加工を行
った後、時効処理を施して高強度のアルミニウム合金と
する製造工程により製造されている。
０６１合金等の合金は鉄道及び陸運車輛用その他の多岐
に亘る構造用材料として大量に使用されており、通常軟
質材にて予備成形加工を施し、次いで溶体化及び焼入れ
を行い、焼入れ直後の強度の低い間に仕上成形加工を行
った後、時効処理を施して高強度のアルミニウム合金と
する製造工程により製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の軟質材では２０
％程度迄の予備成形加工を受けた部分は、その後の溶体
化、焼入れ等の工程において著しく粗大な再結晶組織と
なり、仕上成形加工において表面に肌荒れ或いは微少な
割れが発生しアルミニウム製品としての性能あるいは価
値を低下させる原因となるものであった。
％程度迄の予備成形加工を受けた部分は、その後の溶体
化、焼入れ等の工程において著しく粗大な再結晶組織と
なり、仕上成形加工において表面に肌荒れ或いは微少な
割れが発生しアルミニウム製品としての性能あるいは価
値を低下させる原因となるものであった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる状況に鑑
み、鋭意検討の結果、板材、管材及び棒材などの軟質材
に施される圧延、抽伸、スウェージ、冷間鍛造などにお
ける全ての冷間加工後に於いて再結晶粒が粗大とならず
且つ仕上成形加工後も均一微細な結晶粒を有し、肌荒れ
の生じない成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法
を開発したものであり、Ｍｇ０．５〜１．８wt％、Ｓｉ
０．２〜１．２wt％、Ｃｕ０．１〜０．８wt％、Ｃｒ
０．０１〜０．４５wt％を含有し、残部がＡｌと不可避
不純物とからなる合金鋳塊を均質化処理後、熱間圧延及
び冷間圧延を施し、次いで４７０〜５５０℃にて溶体化
処理後冷却し、次いで１０〜５０％の加工を施した後、
３６０〜５００℃にて軟化処理を施し、最大結晶粒径を
５０μｍ以下とすることを特徴とする成形性に優れたア
ルミニウム合金の製造方法である。
み、鋭意検討の結果、板材、管材及び棒材などの軟質材
に施される圧延、抽伸、スウェージ、冷間鍛造などにお
ける全ての冷間加工後に於いて再結晶粒が粗大とならず
且つ仕上成形加工後も均一微細な結晶粒を有し、肌荒れ
の生じない成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法
を開発したものであり、Ｍｇ０．５〜１．８wt％、Ｓｉ
０．２〜１．２wt％、Ｃｕ０．１〜０．８wt％、Ｃｒ
０．０１〜０．４５wt％を含有し、残部がＡｌと不可避
不純物とからなる合金鋳塊を均質化処理後、熱間圧延及
び冷間圧延を施し、次いで４７０〜５５０℃にて溶体化
処理後冷却し、次いで１０〜５０％の加工を施した後、
３６０〜５００℃にて軟化処理を施し、最大結晶粒径を
５０μｍ以下とすることを特徴とする成形性に優れたア
ルミニウム合金の製造方法である。
【０００５】
【作用】本発明において、合金組成を上記の如く限定し
たのは、次の理由によるものである。Ｍｇの含有量を
０．５〜１．８wt％と限定したのは、０．５wt％未満で
は成形加工後、溶体化処理及び時効処理を行っても十分
な強度が得られず、１．８wt％を超えると軟質材の冷間
圧延性及び成形加工性を低下させ、更に時効処理後の靱
性が低下する為好ましくないためである。Ｓｉの含有量
を０．２〜１．２wt％と限定したのは、０．２wt％未満
では成形加工後、溶体化処理及び時効処理を行っても十
分な強度が得られず、１．２wt％を超えると合金中の不
溶性化合物の量が増加し、靱性が低下する為好ましくな
いためである。Ｃｕの含有量を０．１〜０．８wt％と限
定したのは、０．１wt％未満では成形加工後、溶体化処
理及び時効処理を行っても十分な強度が得られず、０．
８wt％を超えると耐食性を悪くさせる為好ましくないか
らである。Ｃｒは結晶粒微細化の効果があるがその含有
量を０．０１〜０．４５wt％と限定したのは、０．０１
wt％未満では結晶粒微細化の効果が少なく、０．４５wt
％を超えると巨大な金属間化合物が晶出する為好ましく
ないからである。なお、その他含有される元素は通常市
販の純アルミニウムに含有されている不純物程度であれ
ば特に規制はしない。
たのは、次の理由によるものである。Ｍｇの含有量を
０．５〜１．８wt％と限定したのは、０．５wt％未満で
は成形加工後、溶体化処理及び時効処理を行っても十分
な強度が得られず、１．８wt％を超えると軟質材の冷間
圧延性及び成形加工性を低下させ、更に時効処理後の靱
性が低下する為好ましくないためである。Ｓｉの含有量
を０．２〜１．２wt％と限定したのは、０．２wt％未満
では成形加工後、溶体化処理及び時効処理を行っても十
分な強度が得られず、１．２wt％を超えると合金中の不
溶性化合物の量が増加し、靱性が低下する為好ましくな
いためである。Ｃｕの含有量を０．１〜０．８wt％と限
定したのは、０．１wt％未満では成形加工後、溶体化処
理及び時効処理を行っても十分な強度が得られず、０．
８wt％を超えると耐食性を悪くさせる為好ましくないか
らである。Ｃｒは結晶粒微細化の効果があるがその含有
量を０．０１〜０．４５wt％と限定したのは、０．０１
wt％未満では結晶粒微細化の効果が少なく、０．４５wt
％を超えると巨大な金属間化合物が晶出する為好ましく
ないからである。なお、その他含有される元素は通常市
販の純アルミニウムに含有されている不純物程度であれ
ば特に規制はしない。
【０００６】次に製造方法を上記の如く限定したのは、
以下の理由によるものである。先ず均質化処理後、熱間
圧延及び冷間圧延を施した後、４７０〜５５０℃にて溶
体化処理後冷却するのは、溶質元素をマトリックスに固
溶させるか、又はその後Ｇ．Ｐ相もしくはβ′−Ｍｇ2
Ｓｉ中間相が析出した状態にする為である。４７０℃未
満では十分に固溶することができず、又５５０℃を超え
ると共晶溶融が起こり好ましくない。なおこの時の保持
時間は数分程度で良いが、できれば十分な時間の保持が
望ましい。又冷却速度は３０℃／sec.以上が良く、でき
れば水焼き入れが望ましい。
以下の理由によるものである。先ず均質化処理後、熱間
圧延及び冷間圧延を施した後、４７０〜５５０℃にて溶
体化処理後冷却するのは、溶質元素をマトリックスに固
溶させるか、又はその後Ｇ．Ｐ相もしくはβ′−Ｍｇ2
Ｓｉ中間相が析出した状態にする為である。４７０℃未
満では十分に固溶することができず、又５５０℃を超え
ると共晶溶融が起こり好ましくない。なおこの時の保持
時間は数分程度で良いが、できれば十分な時間の保持が
望ましい。又冷却速度は３０℃／sec.以上が良く、でき
れば水焼き入れが望ましい。
【０００７】次に１０〜５０％の加工を施すのは、微細
再結晶粒を得る為に必要な適度の量の転位を導入させる
為である。１０％未満では転位の量が少なく、又５０％
を超えると転位の量が多くなり何れも再結晶粒が大きく
なるので好ましくない。次に軟化処理にて最大結晶粒径
を５０μｍ以下とする。最大結晶粒径を５０μｍ以下と
限定したのは、５０μｍを超えると最終成形後の肌荒れ
防止に効果が現れない為である。この時の熱処理温度
は、３６０〜５００℃とする。これは加工で導入された
転位を微細均一なセル組織として分布させ、それを核と
して微細な再結晶組織を得る為であり、３６０℃未満で
は十分に軟化されず、又５００℃を超えると結晶粒が著
しく成長する為好ましくないからである。またこの時の
加熱速度は４０℃／hr. 以上が望ましい。又保持時間
は、高温側では数分〜数時間でよく低温側でも６時間程
度迄の保持時間で十分である。更に軟化後の冷却は徐冷
が望ましい。
再結晶粒を得る為に必要な適度の量の転位を導入させる
為である。１０％未満では転位の量が少なく、又５０％
を超えると転位の量が多くなり何れも再結晶粒が大きく
なるので好ましくない。次に軟化処理にて最大結晶粒径
を５０μｍ以下とする。最大結晶粒径を５０μｍ以下と
限定したのは、５０μｍを超えると最終成形後の肌荒れ
防止に効果が現れない為である。この時の熱処理温度
は、３６０〜５００℃とする。これは加工で導入された
転位を微細均一なセル組織として分布させ、それを核と
して微細な再結晶組織を得る為であり、３６０℃未満で
は十分に軟化されず、又５００℃を超えると結晶粒が著
しく成長する為好ましくないからである。またこの時の
加熱速度は４０℃／hr. 以上が望ましい。又保持時間
は、高温側では数分〜数時間でよく低温側でも６時間程
度迄の保持時間で十分である。更に軟化後の冷却は徐冷
が望ましい。
【０００８】
【実施例】表１に示す組成の合金鋳塊を通常の溶製法に
より鋳造し、面削後５３５℃で２４時間の均質化処理し
て熱間圧延、冷間圧延を経て、厚さ２mmの板材とした。
この板材を表２に示す本発明法、比較法による処理条件
及び従来の焼鈍処理（軟化処理）によりそれぞれ処理を
行って試料を得た。なお何れの場合も溶体化処理後は室
温迄水冷し、軟化処理は８０℃／hr．にて加熱後、２５
０℃迄２５℃／hr．の冷却速度で徐冷した。この軟化後
の最大結晶粒は、画像解析装置を用いて測定した。この
様にして得た本発明材、比較材及び従来材についてその
性能を試みる為に、表３に示す０〜２０％の予備成形加
工（Ｌ方向引張）を行い、次に溶体化焼入れ処理（５０
０℃×１hr．水冷）を実施後直ちに仕上げ成形加工（２
〜１０％Ｌ方向引張）を行って肌荒れの有無を確認し
た。
より鋳造し、面削後５３５℃で２４時間の均質化処理し
て熱間圧延、冷間圧延を経て、厚さ２mmの板材とした。
この板材を表２に示す本発明法、比較法による処理条件
及び従来の焼鈍処理（軟化処理）によりそれぞれ処理を
行って試料を得た。なお何れの場合も溶体化処理後は室
温迄水冷し、軟化処理は８０℃／hr．にて加熱後、２５
０℃迄２５℃／hr．の冷却速度で徐冷した。この軟化後
の最大結晶粒は、画像解析装置を用いて測定した。この
様にして得た本発明材、比較材及び従来材についてその
性能を試みる為に、表３に示す０〜２０％の予備成形加
工（Ｌ方向引張）を行い、次に溶体化焼入れ処理（５０
０℃×１hr．水冷）を実施後直ちに仕上げ成形加工（２
〜１０％Ｌ方向引張）を行って肌荒れの有無を確認し
た。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
【表３】
【００１２】表３から明らかなように本発明材試料No．
１〜８は、軟化処理後の最大結晶粒の大きさが微細であ
り且つ予備成形加工率が異なっても仕上成形加工後の肌
荒れは認められなかった。これに対し、溶体化処理温度
の低い比較材試料No．９、溶体化処理後の加工率の低い
比較材試料No．１０、軟化処理の温度が低い比較材試料
No．１１、軟化処理の温度が高い比較材試料No．１２及
び従来材試料No．１３、１４ではいずれも肌荒れ、また
は割れが発生した。
１〜８は、軟化処理後の最大結晶粒の大きさが微細であ
り且つ予備成形加工率が異なっても仕上成形加工後の肌
荒れは認められなかった。これに対し、溶体化処理温度
の低い比較材試料No．９、溶体化処理後の加工率の低い
比較材試料No．１０、軟化処理の温度が低い比較材試料
No．１１、軟化処理の温度が高い比較材試料No．１２及
び従来材試料No．１３、１４ではいずれも肌荒れ、また
は割れが発生した。
【００１３】以上述べたように本発明法によれば、軟化
処理材で予備成形加工をうけた部分は、後工程で溶体化
焼入れ処理を行っても均一微細な再結晶組織を有し、仕
上成形加工後も肌荒れを発生しない成形性に優れたアル
ミニウム合金の製造が可能であり、工業上顕著な効果を
奏するものである。
処理材で予備成形加工をうけた部分は、後工程で溶体化
焼入れ処理を行っても均一微細な再結晶組織を有し、仕
上成形加工後も肌荒れを発生しない成形性に優れたアル
ミニウム合金の製造が可能であり、工業上顕著な効果を
奏するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｍｇ０．５〜１．８wt％、Ｓｉ０．２〜
１．２wt％、Ｃｕ０．１〜０．８wt％、Ｃｒ０．０１〜
０．４５wt％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物とか
らなる合金鋳塊を均質化処理後、熱間圧延及び冷間圧延
を施し、次いで４７０〜５５０℃にて溶体化処理後冷却
し、次いで１０〜５０％の加工を施した後、３６０〜５
００℃にて軟化処理を施し、最大結晶粒径を５０μｍ以
下とすることを特徴とする成形性に優れたアルミニウム
合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13015892A JPH05295496A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13015892A JPH05295496A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295496A true JPH05295496A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=15027387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13015892A Pending JPH05295496A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05295496A (ja) |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP13015892A patent/JPH05295496A/ja active Pending
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