JPH0639651B2 - 非熱処理型切削用押出Al合金管棒材 - Google Patents
非熱処理型切削用押出Al合金管棒材Info
- Publication number
- JPH0639651B2 JPH0639651B2 JP4034551A JP3455192A JPH0639651B2 JP H0639651 B2 JPH0639651 B2 JP H0639651B2 JP 4034551 A JP4034551 A JP 4034551A JP 3455192 A JP3455192 A JP 3455192A JP H0639651 B2 JPH0639651 B2 JP H0639651B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- heat treatment
- cutting
- treatment type
- machinability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Extrusion Of Metal (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に被削性と熱間押出
性にすぐれた溶体化処理及び焼入れの不要な非熱処理型
切削用Al合金管棒材に関するものである。なお本明細
書において合金組成の%はwt%を意味するものとする。
性にすぐれた溶体化処理及び焼入れの不要な非熱処理型
切削用Al合金管棒材に関するものである。なお本明細
書において合金組成の%はwt%を意味するものとする。
【0002】
【従来の技術およびその課題】従来は、切削用Al合金
として、Al−Cu系の2011合金等及びAl−Mg
−Si系の6262合金等のいわゆる熱処理型Al合金
が使われている。しかし、熱処理型Al合金は高い温度
での溶体化処理とその後の焼入れ工程を必要とする。こ
れらのAl合金は、いわゆる熱処理を施さないと所定の
性能即ち切削性、強度の向上をはかることができない。
ところでこれらの熱処理型Al合金は溶体化処理、焼入
れにより、材料内部に不均一な応力が発生し、その後の
切削加工時に十分な寸法精度が得にくい欠点があった。
特に、押出管棒素材を所定の長さに切断し、これを精密
機械部品に冷間鍛造後、溶体化処理、焼入れする場合
は、残留応力が大きくその応力除去が困難で切削後の寸
法精度が得にくい欠点があった。
として、Al−Cu系の2011合金等及びAl−Mg
−Si系の6262合金等のいわゆる熱処理型Al合金
が使われている。しかし、熱処理型Al合金は高い温度
での溶体化処理とその後の焼入れ工程を必要とする。こ
れらのAl合金は、いわゆる熱処理を施さないと所定の
性能即ち切削性、強度の向上をはかることができない。
ところでこれらの熱処理型Al合金は溶体化処理、焼入
れにより、材料内部に不均一な応力が発生し、その後の
切削加工時に十分な寸法精度が得にくい欠点があった。
特に、押出管棒素材を所定の長さに切断し、これを精密
機械部品に冷間鍛造後、溶体化処理、焼入れする場合
は、残留応力が大きくその応力除去が困難で切削後の寸
法精度が得にくい欠点があった。
【0003】一方、このような溶体化処理とその後の焼
入れ工程を必要としない、いわゆる非熱処理型の切削用
Al合金として従来からJIS5056合金があり、さ
らにこの合金の被削性を向上させたものに特開昭53−
57111号に開示されているごとく、所定量のSi、
Cu、Sn、Pb及びCrをAl−Mg系合金に含有さ
せたものがある。
入れ工程を必要としない、いわゆる非熱処理型の切削用
Al合金として従来からJIS5056合金があり、さ
らにこの合金の被削性を向上させたものに特開昭53−
57111号に開示されているごとく、所定量のSi、
Cu、Sn、Pb及びCrをAl−Mg系合金に含有さ
せたものがある。
【0004】しかし従来の非熱処理型切削用Al合金、
例えば前述の特開昭53−57111号記載のものは、
JIS5056合金に比べ耐食性、加熱による陽極酸化
皮膜の耐剥離性などの性能をそこなうことなく被削性が
改良され、一応諸性能のバランスがとれてはいるもの
の、本来の被削性の面で、なお十分とはいえず最近の高
くなってきている要求水準を満足するのが困難となって
きている。又従来のJIS5056合金、前記改良合金
は元来Al−Mgベース合金であるため熱間押出性が悪
く、押出加工性の点でも問題があった。
例えば前述の特開昭53−57111号記載のものは、
JIS5056合金に比べ耐食性、加熱による陽極酸化
皮膜の耐剥離性などの性能をそこなうことなく被削性が
改良され、一応諸性能のバランスがとれてはいるもの
の、本来の被削性の面で、なお十分とはいえず最近の高
くなってきている要求水準を満足するのが困難となって
きている。又従来のJIS5056合金、前記改良合金
は元来Al−Mgベース合金であるため熱間押出性が悪
く、押出加工性の点でも問題があった。
【0005】したがって本発明の目的の第1は、強度、
押出加工性、冷間鍛造性、耐食性を従来合金と同等に維
持し、更に被削性を改善した新規な非熱処理型切削用押
出Al合金管棒材を提供することにある。さらに本発明
の目的の第2は、被削性とともに熱間押出加工性を改善
した非熱処理型切削用押出Al合金管棒材を提供するこ
とにある。
押出加工性、冷間鍛造性、耐食性を従来合金と同等に維
持し、更に被削性を改善した新規な非熱処理型切削用押
出Al合金管棒材を提供することにある。さらに本発明
の目的の第2は、被削性とともに熱間押出加工性を改善
した非熱処理型切削用押出Al合金管棒材を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するため鋭意研究を重ねた結果Al−Mg系合金に所
定量のSi、Cu、Zr、Fe及びPb、Snもしくは
Pb、Bi、Snを含有させたAl合金を熱間押出して
管棒材とすることにより、前述の第1の目的を満足する
非熱処理型切削用合金材が得られることを見出した。又
上記Al合金に、さらにZnを0.1%〜2.0%含有
させたAl合金とすることにより、被削性をそこなうこ
となく熱間押出性を大幅に改善できることを見出し、前
記第2の目的も達成することがわかった。本発明は、こ
れらの知見に基づきなされるに至ったものである。
成するため鋭意研究を重ねた結果Al−Mg系合金に所
定量のSi、Cu、Zr、Fe及びPb、Snもしくは
Pb、Bi、Snを含有させたAl合金を熱間押出して
管棒材とすることにより、前述の第1の目的を満足する
非熱処理型切削用合金材が得られることを見出した。又
上記Al合金に、さらにZnを0.1%〜2.0%含有
させたAl合金とすることにより、被削性をそこなうこ
となく熱間押出性を大幅に改善できることを見出し、前
記第2の目的も達成することがわかった。本発明は、こ
れらの知見に基づきなされるに至ったものである。
【0007】すなわち、本発明の第1発明はSi0.3
〜1.0%、Fe0.1〜1.0%、Cu0.1〜0.
5%、Mg2〜5%、Zr0.05〜0.2%及びP
b、Snを合計で0.5〜2.5%又はPb、Bi、S
nを合計で0.5〜2.5%含有し、残部Alと不可避
の不純物よりなる非熱処理型切削用押出Al合金管棒材
であり、第2発明はSi0.3〜1.0%、Fe0.1
〜1.0%、Cu0.1〜0.5%、Mg2〜5%、Z
r0.05〜0.2%及びPb、Snを合計で0.5〜
2.5%又はPb、Bi、Snを合計で0.5〜2.5
%含有し、さらにZn0.1〜2.0%を含有し、残部
Alと不可避の不純物よりなる非熱処理型切削用押出A
l合金管棒材である。
〜1.0%、Fe0.1〜1.0%、Cu0.1〜0.
5%、Mg2〜5%、Zr0.05〜0.2%及びP
b、Snを合計で0.5〜2.5%又はPb、Bi、S
nを合計で0.5〜2.5%含有し、残部Alと不可避
の不純物よりなる非熱処理型切削用押出Al合金管棒材
であり、第2発明はSi0.3〜1.0%、Fe0.1
〜1.0%、Cu0.1〜0.5%、Mg2〜5%、Z
r0.05〜0.2%及びPb、Snを合計で0.5〜
2.5%又はPb、Bi、Snを合計で0.5〜2.5
%含有し、さらにZn0.1〜2.0%を含有し、残部
Alと不可避の不純物よりなる非熱処理型切削用押出A
l合金管棒材である。
【0008】
【作用】次に本発明の非熱処理型切削用押出Al合金管
棒材における各成分の作用と限定理由について以下に説
明する。Mg2〜5%は合金に所定の強度を与えるのに
必要であり、主硬化元素成分である。Mgが5%をこえ
ると押出性が悪くなる。また2%未満では強度が不足す
る。Cu0.1〜0.5%は被削性の向上に作用する。
このようなCuの添加は、切削屑を細かくするばかりで
なく、切削仕上面をも滑らかにする効果があるが、0.
5%をこえると耐食性を劣化させる。0.1%未満では
上記の効果が不足する。Si0.3〜1.0%は被削性
を大幅に改善する効果がある。Siが1.0%をこえる
と切削屑はさらに細かくなるものの切削仕上面が粗くな
る。0.3%未満では上記の効果が不足する。Zr0.
05〜0.2%は結晶粒の微細化、強度改善及び耐応力
腐食割れ性改善の作用がある。Zrが0.2%をこえる
と、粗大な晶出物を形成しやすく被削性を劣化させる。
0.05%未満では前述の効果が不足する。Pb、Sn
の合計含有量又はPb、Bi、Snの合計含有量0.5
〜2.5%は、被削性を改善する効果があり、いずれも
下限値未満ではその改善効果が不足し、上限値をこえる
と粗大な化合物を作り、熱間押出加工性、表面処理性及
び耐食性を劣化させる。Fe0.1〜1.0%を結晶粒
の微細化及び被削性の改善効果があるが、1.0%をこ
えるとその効果が飽和し、0.1%未満ではその効果が
不足する。
棒材における各成分の作用と限定理由について以下に説
明する。Mg2〜5%は合金に所定の強度を与えるのに
必要であり、主硬化元素成分である。Mgが5%をこえ
ると押出性が悪くなる。また2%未満では強度が不足す
る。Cu0.1〜0.5%は被削性の向上に作用する。
このようなCuの添加は、切削屑を細かくするばかりで
なく、切削仕上面をも滑らかにする効果があるが、0.
5%をこえると耐食性を劣化させる。0.1%未満では
上記の効果が不足する。Si0.3〜1.0%は被削性
を大幅に改善する効果がある。Siが1.0%をこえる
と切削屑はさらに細かくなるものの切削仕上面が粗くな
る。0.3%未満では上記の効果が不足する。Zr0.
05〜0.2%は結晶粒の微細化、強度改善及び耐応力
腐食割れ性改善の作用がある。Zrが0.2%をこえる
と、粗大な晶出物を形成しやすく被削性を劣化させる。
0.05%未満では前述の効果が不足する。Pb、Sn
の合計含有量又はPb、Bi、Snの合計含有量0.5
〜2.5%は、被削性を改善する効果があり、いずれも
下限値未満ではその改善効果が不足し、上限値をこえる
と粗大な化合物を作り、熱間押出加工性、表面処理性及
び耐食性を劣化させる。Fe0.1〜1.0%を結晶粒
の微細化及び被削性の改善効果があるが、1.0%をこ
えるとその効果が飽和し、0.1%未満ではその効果が
不足する。
【0009】又第2発明におけるZn0.1〜2.0%
は被削性、強度を劣化させることなく熱間押出性を大幅
に改善する。しかし2.0%をこえると耐食性を劣化さ
せる。又0.1%未満ではその効果がない。
は被削性、強度を劣化させることなく熱間押出性を大幅
に改善する。しかし2.0%をこえると耐食性を劣化さ
せる。又0.1%未満ではその効果がない。
【0010】なお本発明において不可避の不純物とは、
Mn、Cu、V、Ni、Ti等をいい、Al地金に当初
から含有されている微量の成分をいう。又Ti、又はT
iBは鋳塊組織の微細化剤として、0.05%以下添加
することが好ましい。
Mn、Cu、V、Ni、Ti等をいい、Al地金に当初
から含有されている微量の成分をいう。又Ti、又はT
iBは鋳塊組織の微細化剤として、0.05%以下添加
することが好ましい。
【0011】本発明のAl合金管棒材の製造は、まず各
成分を含有する鋳塊を作り、このようにして得られたア
ルミニウム合金鋳塊を、400〜550℃で1〜24時
間均質化処理した後、390〜530℃で熱間押出加工
して管棒材とし、これをそのまま使用に供するか又は次
いで、必要により冷間加工(主として抽伸)して目的の
切削用Al合金管棒素材とする。冷間加工を行う場合
は、被削性の点から冷間加工率は20%以下にすること
が望ましい。
成分を含有する鋳塊を作り、このようにして得られたア
ルミニウム合金鋳塊を、400〜550℃で1〜24時
間均質化処理した後、390〜530℃で熱間押出加工
して管棒材とし、これをそのまま使用に供するか又は次
いで、必要により冷間加工(主として抽伸)して目的の
切削用Al合金管棒素材とする。冷間加工を行う場合
は、被削性の点から冷間加工率は20%以下にすること
が望ましい。
【0012】
【発明の効果】本発明のAl合金管棒材は特に被削性が
優れると共に、強度、冷間鍛造性及び耐食性にも優れ、
これらの性能のバランスがよいという優れた効果を有す
る。又これにZnを添加した合金は、素材製造過程の熱
間押出加工性を大幅に改善する効果を有する。さらに本
発明のAl合金管棒材は非熱処理型であるので、溶体化
処理とその後の焼入れ工程を省略できることによるコス
トダウンと、この工程省略により、低残留応力化が達成
でき、切削加工時の寸法精度の大幅な向上を図ることが
できる。
優れると共に、強度、冷間鍛造性及び耐食性にも優れ、
これらの性能のバランスがよいという優れた効果を有す
る。又これにZnを添加した合金は、素材製造過程の熱
間押出加工性を大幅に改善する効果を有する。さらに本
発明のAl合金管棒材は非熱処理型であるので、溶体化
処理とその後の焼入れ工程を省略できることによるコス
トダウンと、この工程省略により、低残留応力化が達成
でき、切削加工時の寸法精度の大幅な向上を図ることが
できる。
【0013】
【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。 実施例 表1に示す種々の組成の合金鋳塊を調製した。この9イ
ンチφの棒状鋳塊を500℃で4時間均質化処理した
後、430℃に加熱して熱間押出加工を行った。押出材
の形状は全て丸棒とし、一部のものについては、14%
と17%の冷間加工率にて抽伸加工した。これらの試験
材の外径が全て40mmφになるよう、押出材の外径を変
化させて試験材を製作した。このようにして得られた押
出材の被削性、熱間押出加工性、冷間鍛造性、耐食性な
どを下記の試験方法によって試験した。その結果を表2
に示す。
明する。 実施例 表1に示す種々の組成の合金鋳塊を調製した。この9イ
ンチφの棒状鋳塊を500℃で4時間均質化処理した
後、430℃に加熱して熱間押出加工を行った。押出材
の形状は全て丸棒とし、一部のものについては、14%
と17%の冷間加工率にて抽伸加工した。これらの試験
材の外径が全て40mmφになるよう、押出材の外径を変
化させて試験材を製作した。このようにして得られた押
出材の被削性、熱間押出加工性、冷間鍛造性、耐食性な
どを下記の試験方法によって試験した。その結果を表2
に示す。
【0014】試験方法: a)切削屑処理性 切削屑100個当りの重量(g/100個)を測定し、
次の基準で判定する。 ◎…50未満 ○…50以上100未満 △…100以上150未満 ×…150以上 b)切削仕上面 切削仕上面の最大あらさRmax(μm)を測定し、次
の基準で判定する。 ◎…5未満 ○…5以上10未満 △…10以上20未満 ×…20以上 (2) 押出加工性 押出時の変形応力(kg/cm2 )を測定し、次の基準で判
定する。 ◎…550未満 ○…550以上750未満 △…750以上 (3) 冷間鍛造性 常温にて据込鍛造を行い割れが発生する限界据込比
(%)を測定し、次の基準で判定する。 ◎…40以上 ○…30以上40未満 △…20以上30未満 ×…20未満 (4) 耐食性 10μmの硫酸による陽極酸化皮膜を形成させた試験材
をJISZ2371に基づき100時間塩水噴霧試験を
行い、発生した単位面積当りのピット数(個/cm2 )を
測定し、次の基準で判定する。 ◎…0〜1 ○…2〜3 △…4〜5 ×…6以上
次の基準で判定する。 ◎…50未満 ○…50以上100未満 △…100以上150未満 ×…150以上 b)切削仕上面 切削仕上面の最大あらさRmax(μm)を測定し、次
の基準で判定する。 ◎…5未満 ○…5以上10未満 △…10以上20未満 ×…20以上 (2) 押出加工性 押出時の変形応力(kg/cm2 )を測定し、次の基準で判
定する。 ◎…550未満 ○…550以上750未満 △…750以上 (3) 冷間鍛造性 常温にて据込鍛造を行い割れが発生する限界据込比
(%)を測定し、次の基準で判定する。 ◎…40以上 ○…30以上40未満 △…20以上30未満 ×…20未満 (4) 耐食性 10μmの硫酸による陽極酸化皮膜を形成させた試験材
をJISZ2371に基づき100時間塩水噴霧試験を
行い、発生した単位面積当りのピット数(個/cm2 )を
測定し、次の基準で判定する。 ◎…0〜1 ○…2〜3 △…4〜5 ×…6以上
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】表2から明らかなように、比較合金材H及
びI(試験No.10、11)は被削性が、又比較合金材
J(試験No.12)は耐食性が良くないことがわかる。
さらに従来合金材K(JIS5056)(試験No.1
3)は被削性特に切削屑処理性が劣る。さらに従来合金
材L(試験No.14)は、被削性が○印で本発明合金材
(◎印)のごとく十分良いとはいえない。これに対し、
本発明合金材A、B1 、B2 、C、D、E1 、E2 (試
験No.1〜7)は、特に被削性が非常に良好(◎印)で
ある。又本発明合金材F、G(Znを添加したもの、試
験No.8、9)は、従来合金材K、L(試験No.13、
14)に比較し他の特性をそこなうことなく熱間押出加
工性が非常に改善されていることがわかる。表には示さ
ないが、本発明合金材について耐応力耐食割れ性及び陽
極酸化皮膜の熱による耐剥離性についても試験したが、
結果は非常に良好であった。
びI(試験No.10、11)は被削性が、又比較合金材
J(試験No.12)は耐食性が良くないことがわかる。
さらに従来合金材K(JIS5056)(試験No.1
3)は被削性特に切削屑処理性が劣る。さらに従来合金
材L(試験No.14)は、被削性が○印で本発明合金材
(◎印)のごとく十分良いとはいえない。これに対し、
本発明合金材A、B1 、B2 、C、D、E1 、E2 (試
験No.1〜7)は、特に被削性が非常に良好(◎印)で
ある。又本発明合金材F、G(Znを添加したもの、試
験No.8、9)は、従来合金材K、L(試験No.13、
14)に比較し他の特性をそこなうことなく熱間押出加
工性が非常に改善されていることがわかる。表には示さ
ないが、本発明合金材について耐応力耐食割れ性及び陽
極酸化皮膜の熱による耐剥離性についても試験したが、
結果は非常に良好であった。
Claims (2)
- 【請求項1】 Si0.3〜1.0%(wt%以下同
じ)、Fe0.1〜1.0%、Cu0.1〜0.5%、
Mg2〜5%、Zr0.05〜0.2%及びPb、Sn
を合計で0.5〜2.5%又はPb、Bi、Snを合計
で0.5〜2.5%含有し、残部Alと不可避の不純物
よりなることを特徴とする非熱処理型切削用押出Al合
金管棒材。 - 【請求項2】 Si0.3〜1.0%(wt%以下同
じ)、Fe0.1〜1.0%、Cu0.1〜0.5%、
Mg2〜5%、Zr0.05〜0.2%及びPb、Sn
を合計で0.5〜2.5%又はPb、Bi、Snを合計
で0.5〜2.5%含有し、さらにZn0.1〜2.0
%を含有し、残部Alと不可避の不純物よりなることを
特徴とする非熱処理型切削用押出Al合金管棒材。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60002193A JPS61163233A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 非熱処理型快削アルミニウム合金 |
JP4034551A JPH0639651B2 (ja) | 1985-01-11 | 1992-01-24 | 非熱処理型切削用押出Al合金管棒材 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60002193A JPS61163233A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 非熱処理型快削アルミニウム合金 |
JP4034551A JPH0639651B2 (ja) | 1985-01-11 | 1992-01-24 | 非熱処理型切削用押出Al合金管棒材 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60002193A Division JPS61163233A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 非熱処理型快削アルミニウム合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0649575A JPH0649575A (ja) | 1994-02-22 |
JPH0639651B2 true JPH0639651B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=26335529
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60002193A Granted JPS61163233A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 非熱処理型快削アルミニウム合金 |
JP4034551A Expired - Lifetime JPH0639651B2 (ja) | 1985-01-11 | 1992-01-24 | 非熱処理型切削用押出Al合金管棒材 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60002193A Granted JPS61163233A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 非熱処理型快削アルミニウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPS61163233A (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2521220Y2 (ja) * | 1992-01-23 | 1996-12-25 | ダイワゴルフ株式会社 | ゴルフクラブヘッド |
JP3913792B2 (ja) * | 1994-07-12 | 2007-05-09 | 本田技研工業株式会社 | プッシュロッド |
US5776269A (en) * | 1995-08-24 | 1998-07-07 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Lead-free 6000 series aluminum alloy |
CZ286150B6 (cs) * | 1996-09-09 | 2000-01-12 | Alusuisse Technology & Management Ag | Hliníková slitina s dobrou obrobitelností |
BR122018017039B1 (pt) | 2011-09-16 | 2020-01-21 | Ball Corp | processo para a fabricação de um recipiente conformado a partir de uma pastilha em um processo de fabricação de extrusão por impacto |
US9517498B2 (en) | 2013-04-09 | 2016-12-13 | Ball Corporation | Aluminum impact extruded bottle with threaded neck made from recycled aluminum and enhanced alloys |
US20180044155A1 (en) | 2016-08-12 | 2018-02-15 | Ball Corporation | Apparatus and Methods of Capping Metallic Bottles |
AU2016433840B2 (en) | 2016-12-30 | 2020-10-15 | Ball Corporation | Aluminum alloy for impact extruded containers and method of making the same |
MX2019009745A (es) | 2017-02-16 | 2020-02-07 | Ball Corp | Aparato y metodo para formar y aplicar tapas a prueba de robo giratorias en cuellos roscados de contenedores de metal. |
WO2019055777A1 (en) | 2017-09-15 | 2019-03-21 | Ball Corporation | SYSTEM AND METHOD FOR FORMING A METAL CLOSURE FOR A THREADED CONTAINER |
CN111889535B (zh) * | 2019-05-06 | 2022-11-25 | 国核宝钛锆业股份公司 | 一种锆合金棒材制备方法 |
CN110310757A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-08 | 天津市津和双金属线材有限公司 | 一种铝制漆包线专用铝杆的制备方法 |
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