JPH0570703B2

JPH0570703B2 -

Info

Publication number: JPH0570703B2
Application number: JP2325587A
Authority: JP
Inventors: Masao Ito; Shinji Yamamoto; Seiichi Hirano
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1987-02-02
Filing date: 1987-02-02
Publication date: 1993-10-05
Also published as: JPS63190150A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、金属光沢の優れたオートバイリムの
製造方法に係り、特にリム表面相当部の陽極酸化
皮膜処理面を、均一で且つ良好な金属光沢を有す
る外観と為すための、改善された加工方法に関す
るものである。

（従来技術とその問題点）オートバイリムには、強度や耐蝕性と共に、そ
の外観の美しさが要求されているが、従来からの
Al−Mg−Si系（6000系）やAl−Zn−Mg系
（7000系）などのAl合金押出形材を用いて製造さ
れるオートバイリムにあつては、その陽極酸化皮
膜処理後に、その表面に均一且つ良好に金属光沢
を有する外観を作り出すことが難しく、外観不良
による歩留りの低下が大きいことが問題とされて
いる。

ところで、そのような外観不良は、Al合金押
出形材の表面の組織に基因するものであるが、か
かる表面の組織は、押出形材の押出成形条件に大
きく依存し、そのような押出成形作用にて本来的
に形成される繊維状組織と、押出時の加工熱等に
基づいて形成される再結晶組織として現出される
場合がある。而して、かかる表層組織のうち、押
出形材本来の繊維状組織は、均一な金属光沢を作
り出すことが出来ず、またその光沢も劣るもので
あり、一方、再結晶組織は、良好な金属光沢を与
えるものであるが、強度、耐応力腐食割れ性及び
成形性が劣る問題がある。従つて、オートバイリ
ムを製造するAl合金押出形材の組織構成として
は、その表層に必要最小限の再結晶組織を形成せ
しめる一方、内部を繊維状組織とすることが必要
であるが、長尺のAl合金押出形材の全長に亘つ
て、そのような組織構成とすることは、押出条
件、特にその加工熱等の制御が難しいために、著
しく困難であつたのである。

このため、得られるAl合金押出形材にあつて
は、その表面に、往々にして再結晶組織と繊維状
組織の領域が併存することとなり、そしてそのよ
うな場合にあつては、顕著な帯状の光沢ムラを生
じた外観不良のリムが形成されることとなるので
ある。また、押出形材の表面が繊維状組織となる
ために、光沢に劣るリムが出来るのであり、更に
は、極く微小な再結晶組織が表面に散在するとこ
ろから、筋状等のムラの惹起された外観不良のリ
ムとなるのである。

かかる状況下、従来にあつては、押出成形して
得られるAl合金押出形材において、その表層に
再結晶組織が適当量の厚さをもつて存在し、或い
はかかる再結晶組織の過大成長が許容最小限度内
にあるもののみを、オートバイリムの製造用素材
として選択、採用していたのであり、それ故に、
その歩留りは著しく悪いものであつたのである。
また、かかる再結晶組織の過大成長を抑制するた
めに、Al合金の合金組成や押出条件の厳密な選
定を行ない対処しているが、後者の場合には必然
的に遅い押出速度が採用されるものであるところ
から、生産性も悪化する等の問題が内在していた
のである。

（解決手段）ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景に
して、そこに内在する問題を悉く解消すべく為さ
れたものであつて、その要旨とするところは、
Al−Zn−Mg系合金押出形材を素材として用い
て、それを所定のリム形状に加工し、得られる粗
リムを溶体化処理に付するまでの間に、シヨツ
ト・ピーニング処理を施して、リム表面に所要の
硬化層を形成した後、溶体化処理を施すことによ
り、該硬化層を再結晶組織と為し、更にその後、
必要ならば所定のバフ研磨、化学研磨を施した
後、陽極酸化皮膜処理を施すようにしたことにあ
る。

（具体的構成・作用）ところで、かかる本発明において、オートバイ
リムの素材として用いられるAl−Zn−Mg系合金
押出形材としては、例えば7000系合金等としての
公知の合金系のAl合金を用いて得られたものの、
何れもが使用可能であるが、一般に、重量基準
で、3.5〜7.5％のZnと0.2〜4.0％のMgを含み、且
つ0.05〜3.0％のCu、0.05〜0.7％のMn、0.05〜
0.25％のCr、0.03〜0.10％のTi、0.05〜0.25％の
Zr、0.01〜0.15％Ｖ、0.0005〜0.05％のＢのうち
の少なくとも１種以上を含む、残部がAlからな
るAl合金を用いて得られた押出形材が有利に用
いられることとなる。

かかるAl−Zn−Mg系合金において、Zn及び
Mgは、何れも材料強度の向上等に寄与する合金
元素であり、上記範囲内の添加量において、オー
トバイリムに要求される強度を有利に実現するも
のであり、またその他の成分として添加される
Cuも、主として材料強度の向上に寄与し、更に
Mn、Cr、Ti及びZrは、材料の耐応力腐食割れ性
を改善し、且つ結晶粒の微細化等に寄与する元素
であり、更にまたＶやＢは、鋳塊の安定製造のた
めに添加される元素であつて、何れも、上記添加
量範囲において、それぞれの優れた添加効果を発
揮するものである。

なお、かくの如きAl−Zn−Mg系のAl合金は、
よく知られている通常の鋳造手法に従つて造塊せ
しめられ、目的とする押出形材製造用鋳塊とされ
るのである。

そして、このようにして得られたAl合金鋳塊
を用いて、通常の押出手法によつて、目的とする
リム断面、例えば第１図に示される如き断面を有
する押出形材が製造されるのであるが、その際の
押出条件には、従来の如き表面再結晶組織層の形
成のための厳格な制御は何等要求されず、通常の
押出条件がそのまま採用されるものである。けだ
し、本発明にて用いられる押出形材には、その表
層に再結晶組織を作り出す必要がなく、長尺材の
全域を繊維状組織としても良いからであり、それ
によつて、強度、耐応力腐食割れ性及び成形性に
優れた押出形材を得るようにすればよいからであ
る。要するに、本発明にて用いられる押出形材を
製造するに際しては、その押出尾部の再結晶組織
の形成を抑制すれば良く、それ故に押出条件の選
択範囲が広がり、その結果、生産性が向上し、ま
た歩留りも向上することとなるのである。

次いで、かくの如きAl−Zn−Mg系合金押出形
材からなるオートバイリム製造用素材には、従来
のリム製造手法と同様にして、(a)スパイラル曲
げ・切断工程→(b)フラツシユバツト溶接工程→(c)
バリ取り・研磨工程→(d)絞り加工乃至は張出し加
工（スポーク取付座の形成）工程が適用され、以
て目的とするリム形状を有する粗リムが製造さ
れ、そしてこの得られた粗リムに対して、所定の
溶体化処理(e)が施されることとなるが、本発明に
あつては、かかる溶体化処理に先立つて、所定の
シヨツト・ピーニング（ブラスト）処理を施し
て、リム表面に所要の硬化層を形成するようにす
るのである。

この本発明に従うシヨツト・ピーニング処理
は、所定のピーニング材、例えばガラスビーズ、
ステンレスビーズ、その他の各種の研掃研磨材等
を、目的とする金属光沢を与えるべきリム表面に
対して圧力空気（圧縮空気）などの作用にて吹き
付けることにより、当該リム表面部位に所要の加
工硬化層が形成されるようにするものであつて、
ピーニング材（粒子）の大きさや吹付け圧力（空
気圧力）、更にはその処理時間等は、目的とする
硬化層の厚さ等によつて適宜に選定されることと
なるが、一般に、ピーニング材としては50〜
500μｍ程度の粒径のものが用いられ、また吹付
け圧力としては１〜10Kg／cm²、更には処理時間と
しては10〜60秒程度が採用されることとる。

また、かかるシヨツト・ピーニング処理は、一
般に、均一且つ良好な金属光沢外観の要請される
粗リムのリム表面部位（第１図参照）に対して行
なわれるものであり、更にそのようなシヨツト・
ピーニング処理は、押出形材の製作の後、溶体化
処理までの何れの工程において、換言すれば上記
の(a)〜(d)の工程の前後或いはその途中等の何れの
工程で実施しても良いのである。

なお、このようなピーニング処理により、リム
表面が均らされるため、かかる表面に凹凸や傷等
が存在しても、それが緩和され、後の研磨工程が
大幅に短縮され得る利点があり、またかかるピー
ニングの際に必要部分をマスキングすれば、模様
付けとしても利用可能となるのである。

次いで、このようにシヨツト・ピーニング処理
された粗リムには、通常の溶体化処理(e)が施さ
れ、これによつて、上記シヨツト・ピーニング処
理にて形成された硬化層が再結晶組織に変化せし
められて、目的とする再結晶組織層が表層部に形
成された粗リムとされるのである。なお、この溶
体化処理の条件は、その対象とする粗リムの材質
等に応じて適宜に選定されることとなるが、一般
に450〜550℃の温度で10分〜数時間程度加熱処理
することにより、実施されることとなる。

そして、この溶体化処理によつて再結晶組織の
表層が形成された粗リムに対しては、従来のオー
トバイリムの製造手法と同様に、(f)粗バフ研磨工
程→(g)焼戻し処理工程→(h)穴開け工程→(i)仕上げ
バフ研磨工程→(j)化学研磨工程→(k)陽極酸化皮膜
処理工程が適用され、目的とするリムが製造され
ることとなるが、本発明によれば、溶体化処理に
よつて、粗リムの表層部には所定厚さの再結晶組
織層が形成されているところから、そのような再
結晶組織層によつて、リム表面には、均一で且つ
良好な金属光沢を有する外観が実現されるのであ
る。

このように、本発明に従つて、溶体化処理後、
リム表面をバフ研磨し、更に化学研磨し、そして
通常の陽極酸化皮膜処理（例えば、硫酸アルマイ
ト法、燐酸法、蓚酸法、クロム酸法等）を行なう
と、均一で且つ良好な金属光沢を有する外観が得
られるのであるが、かかるバフ研磨と化学研磨に
よる研磨量は、再結晶組織形成層の厚さ以内とさ
れることとなる。尤も、そのような研磨量を定め
た後、再結晶組織層の必要厚さを設定し、その設
定厚さを形成するピーニング条件を選ぶようにす
ることも可能である。

なお、本発明にあつては、かかる化学研磨を省
略しても、同等の優れた光沢が得られるものであ
り、また仕上げバフ研磨を省略しても、均一な且
つ優れた光沢が得られるのである。

（実施例）以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発
明を更に具体的に明らかにすることとするが、本
発明が、そのような実施例の記載によつて、何等
の制約をも受けるものでないことは、言うまでも
ないところである。

また、以下の実施例の他にも、更には上記の具
体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限
りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、
理解されるべきである。

なお、以下の実施例中の百分率は、特に断わり
のない限り、何れも重量基準によつて示されるも
のである。

先ず、７％のZn、1.5％のMg、1.2％のCu、
0.15％のMn、0.05％のCrを含み、残部がAlから
なる合金鋳塊を用いて、通常の熱間押出手法に従
つて、第１図に示される断面形状の押出形材（リ
ム素材）を製造した。次いで、この得られた押出
形材のリム表面に相当する面に対して、各種の条
件下においてシヨツト・ピーニング処理を施し
た。なお、このシヨツト・ピーニング処理におい
ては、ピーニング材（粒子）としてガラスビーズ
が用いられ、その粒径として300μｍ、200μｍ、
130μｍ、100μｍの４種が採用され、また圧力と
して２Kgｆ／cm²、３Kgｆ／cm²および４Kgｆ／cm²が
採用され、処理時間は25秒間であつた。

かかるシヨツト・ピーニング処理にて形成され
加工硬化層の形成状況を調べ、その代表例を第２
図に示すが、かかる第２図から明らかなように、
粒子の大きいピーニング材を用いたもの程、また
圧力が高い程、加工硬化層は厚く（深く）、表面
の硬化が大きいことが認められる。

また、上記で得られた各種の加工硬化層を有す
る押出形材について、それぞれ460℃×1.5時間の
溶体化処理を施し、それぞれの加工硬化層を再結
晶組織とすることにより得られる再結晶組織層の
形成状況を調べ、その代表例の表層部断面の金属
組織写真（×100）を、第３図に示した。この第
３図から明らかなように、加工硬化層は溶体化処
理によつて再結晶組織層となり、ピーニング材の
粒子の大きいもの程、また圧力が高い程、かかる
再結晶組織層の厚いものが得られることが認めら
れる。

次いで、かかる事実に基づいて、上記のリム断
面形状を有する押出形材を用いて、従来と同様に
して、(a)スパイラル曲げ・切断工程、(b)フラツシ
ユバツト溶接工程、(c)バリ取り・研磨工程、(d)絞
り加工工程を適用し、粗リムを製作した後、かか
る粗リムに対して、そのリム表面にピーニング処
理を施した。なお、このピーニング処理には、
300μｍの粒径のガラスビーズを用い、また圧力
として４Kgｆ／cm²を採用し、処理時間は25秒かけ
て、当該リム表面部位に加工硬化層を形成し、そ
れをリム全周に亘つて順次実施した。そして、か
かるピーニング処理の施された粗リムに対して、
460℃×1.5時間の溶体化処理を施すことにより、
加工硬化層は再結晶組織層となり、そして、かか
る再結晶組織層が粗リムのリム表面全体に均一に
形成された。

その後、かくして得られた、リム表面に均一な
再結晶組織層が形成された粗リムに対して、その
フランジ部表面（側面）についてのみバフ仕上げ
研磨を施したところ、そのようなフランジ表面
は、均一且つ良好な金属光沢を呈し、ピーニング
処理による優れた効果が確かめられた。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明は、
Al−Zn−Mg系合金押出形材を素材とするオート
バイリムの製造法において、溶体化処理に先立つ
て、リム表面相当部にシヨツト・ピーニング処理
を施すようにしたことにより、得られる陽極酸化
皮膜処理面を均一で且つ良好な金属光沢を有する
外観と為し得たものであつて、オートバイリムと
して有利に用いられ得、また従来の如きリム素材
用の押出形材の押出工程における厳密な制御を行
なう必要がないところから、生産性が著しく向上
し、また歩留りも効果的に向上せしめられ得るこ
ととなつたのであり、そこに、本発明の大きな工
業的意義を見い出すことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、オートバイリムの横断面の一例を示
す断面図であり、第２図は、実施例において得ら
れたピーニング粒子及び圧力と加工硬化層の深さ
との関係を示すグラフであり、第３図は、実施例
における溶体化処理後の各種の表層部断面の再結
晶組織（金属組織）を示す顕微鏡写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ Al−Zn−Mg系合金押出形材を素材として用
いて、それを所定のリム形状に加工し、得られる
粗リムを溶体化処理に付するまでの間に、シヨツ
ト・ピーニング処理を施して、リム表面に所要の
硬化層を形成した後、溶体化処理を施すことによ
り、該硬化層を再結晶組織と為し、更にその後、
必要ならば所定のバフ研磨、化学研磨を施した
後、陽極酸化皮膜処理を施すことを特徴とする金
属光沢の優れたオートバイリムの製造方法。