JPH067833A - アルミニウム合金製自動車部材の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金製自動車部材の製造方法

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JPH067833A
JPH067833A JP3282399A JP28239991A JPH067833A JP H067833 A JPH067833 A JP H067833A JP 3282399 A JP3282399 A JP 3282399A JP 28239991 A JP28239991 A JP 28239991A JP H067833 A JPH067833 A JP H067833A
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JP
Japan
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aluminum alloy
extrusion
bending
strength
extruded
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JP3282399A
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Mitsuhiro Watanabe
光弘 渡辺
Nariyuki Nakagawa
成幸 中川
Yutaka Makuchi
裕 馬久地
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C25/00Profiling tools for metal extruding
    • B21C25/08Dies or mandrels with section variable during extruding, e.g. for making tapered work; Controlling variation
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    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02Making uncoated products
    • B21C23/04Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08Making wire, bars, tubes
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    • B21C29/00Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
    • B21C29/04Cooling or heating of press heads, dies or mandrels

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車部材として使用するアルミニウム合金
製の押し出し成形品を押し出し成形する際に、曲げ加工
などの2次成形時での断面形状を維持させたり、衝突時
の衝撃エネルギの吸収性能を向上させたりする。 【構成】 押し出し成形機20の成形ダイス21部分
を、加熱作用部材28の加熱動作と冷却作用部材29の
冷却動作とで温度制御することにより、アルミニウム合
金の押し出し成形時に、押し出し成形品22に、引っ張
り強さや降伏点が小さくかつ伸びが大きい結晶組織が粗
粒組織となる低強度部分22aと、引っ張り強さや降伏
点が大きくかつ伸びが小さい結晶組織が微細組織となる
高強度部分22bとを形成する。そして、低強度部分2
2aに、曲げ加工などの2次成形を行うことで、押し出
し成形品22の断面形状が維持できる。また、衝突時に
は、低強度部分22aが容易に潰れて、衝撃エネルギ吸
収性能が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金を押
し出し成形して自動車部材を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車においては、安全性や快適
性を向上することから、空気調和装置や電子制御装置お
よびその他の機能部品などの車載部品点数が多くなる傾
向にあり、車体剛性に支障を招くことなく、車体を軽く
するために、アルミニウム合金を使うことが考えられて
きている。つまり、アルミニウム合金は、比重が鋼材な
どよりも極めて軽いことから、肉厚を厚くすることがで
き、必要かつ十分な剛性を保つことができるからであ
る。
【0003】ここで、サイドメンバやバンパアーマチュ
アなどの自動車部材を製造する方法を、図7と図8を用
いて説明する。先ず、図7に示すように、押し出し成形
機1の押し出しプレス2により、アルミニウム合金ビレ
ット3を押し出し成形機1の成形ダイス4から所定の断
面形状に押し出して、押し出し成形品5を成形する。こ
の成形ダイス4から押し出された押し出し成形品5は、
ガイドレール6に沿って押し出し成形品5の押し出し方
向に移動する保持装置7により保持されながら長尺状に
なる。次に、所定長さの長尺状に押し出し成形された押
し出し成形品5は、図8に示すように、引き曲げ成形機
10により、2次成形としての曲げ加工が行われる。こ
の曲げ加工は、押し出し成形品5の一半部を、引き曲げ
成形機10の固定側曲げ成形型11に固定した後、引き
曲げ成形機10の可動側曲げ成形型12を、固定側曲げ
成形型11に沿って移動することにより、押し出し成形
品5の他半部を、固定側曲げ成形型11の所定曲げ半径
を有する加工面13に沿って曲げる。これにより、押し
出し成形品5が所定の曲げ形状に成形されたサイドメン
バやバンパアーマチュアなどの自動車部材となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】自動車部材に使用され
るアルミニウム合金としては、A6000系やA700
0系のT5調質材などの高強度材が用いられることが多
いが、この高強度なアルミニウム合金は、材料の伸びが
小さいことから、曲げ加工時に、局部伸びを発生し易
い。このため、前記のように、自動車部品として高強度
なアルミニウム合金製の押し出し成形品5に曲げ加工を
施した場合には、局部伸びが材料破断に結びつき易かっ
たり、あるいは、押し出し成形品5の断面形状を維持す
ることが極めて困難である。
【0005】このようなことから、従来のアルミニウム
合金製の自動車部材の製造方法にあっては、その曲げ形
状に制限を加えるか、または、時効硬化の成形や低強度
材を使用するか、あるいは、曲げの曲率半径をどうして
も小さくしなければならないときには、複数の押し出し
成形品5を溶接などで接合するか、または、押し出し成
形品5の曲げ加工対象部分に局部的に焼きなましを行っ
た後、曲げ加工を行うなど、多くの制約がある。また、
高強度なアルミニウム合金が、引っ張り強さや降伏点が
大きく、かつ、伸びが小さいという機械的性質を持つこ
とから、衝突時の衝撃エネルギの吸収性が小さくなる可
能性もある。
【0006】そこで本発明は、アルミニウム合金製の押
し出し成形品を、自動車部材として製造する場合に、曲
げ加工などの2次成形時での押し出し成形品の断面形状
を維持させたり、あるいは、衝突時の衝撃エネルギの吸
収性を向上させたりできることを課題にしている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
合金の押し出し成形時に、アルミニウム合金の結晶組織
を制御して、押し出し成形品に局部的に複数の強度差部
分を形成する。
【0008】
【作用】押し出し成形機の成形ダイス部分を温度制御す
ることにより、アルミニウム合金の押し出し成形時に、
押し出し成形品の2次成形対象部分の結晶組織を、引っ
張り強さや降伏点が小さくかつ伸びが大きい粗粒組織と
し、押し出し成形品の2次成形非対象部分の結晶組織
を、引っ張り強さや降伏点が大きくかつ伸びが小さい微
細組織とする。そして、押し出し成形品の2次成形対象
部分に、曲げ加工などの2次成形を行うことにより、押
し出し成形品の断面形状が維持される。
【0009】また、上記押し出し成形機の温度制御によ
り、アルミニウム合金の押し出し成形時に、押し出し成
形品に、その結晶組織が粗粒組織となる低強度部分と、
その結晶組織が微細組織となる高強度部分とを形成す
る。これにより、低強度部分が衝突時に容易に潰れて衝
撃エネルギを吸収する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面とともに前述
の従来例と同一部分に同一符号を付して詳述する。
【0011】図1は、一実施例に使用する押し出し成形
機を示している。この図1に示す押し出し成形機20
は、押し出しプレス2により、高強度なアルミニウム合
金ビレット3を、成形ダイス21から所定の断面形状に
押し出して、押し出し成形品22に成形し、この成形ダ
イス21から押し出された押し出し成形品22を、ガイ
ドレール6に沿って押し出し成形品22の押し出し方向
に移動する保持装置7で保持しながら長尺状に成形す
る。この押し出し成形機20には、成形ダイス21を通
過する押し出し成形品22の温度を制御するために、温
度制御装置23を設けてある。この温度制御装置23の
コントローラ24は、成形ダイス21に設けられた熱電
対のような温度センサ25が検出した検出温度に相当す
る出力信号(以下、検出温度と称する)と、押し出しプ
レス2に設けられた圧力センサ26が検出した検出押し
出し圧力に相当する出力信号(以下、検出押し出し圧力
と称する)と、保持装置6に設けられた速度センサ27
が検出した押し出し成形品22の検出押し出し速度に相
当する出力信号(以下、検出押し出し速度と称する)と
により、成形ダイス21に設けられた加熱作用部材28
の加熱動作と成形ダイス21に設けられた冷却作用部材
29の冷却動作とを制御するものであって、このコント
ローラ24への押し出し成形品22の生産計画データ入
力により、押し出し成形品22の押し出し成形温度を制
御する。
【0012】したがって、この一実施例では、温度制御
装置23のコントローラ24が、温度センサ25から入
力された検出温度と、圧力センサ26から入力された検
出押し出し圧力と、速度センサ27から入力された検出
押し出し速度と、コントローラ24に予め入力された生
産計画データとにより、加熱作用部材28の加熱動作と
冷却作用部材29の冷却動作とを制御して、成形ダイス
21部分の温度を制御することにより、アルミニウム合
金ビレット3が成形ダイス21を通って所定の断面形状
の押し出し成形品22となる、アルミニウム合金の押し
出し成形時に、押し出し成形品22の結晶組織を制御し
て、押し出し成形品22に局部的に複数の強度差部分を
形成する。
【0013】具体的には、押し出し成形品22の曲げ加
工などの2次成形対象部分については、成形ダイス21
部分の温度を、標準押し出し成形温度よりも高温に設定
することにより、2次成形対象部分での押し出し成形品
22の結晶組織を、図2に示す粗粒組織なる低強度部分
22a(図1においては網目模様を付してある)に形成
し、押し出し成形品22の2次成形非対象部分について
は、成形ダイス21部分の温度を、標準押し出し成形温
度に設定することにより、2次成形非対象部分での押し
出し成形品22の結晶組織を、図2に示す微細組織なる
高強度部分22b(図1においては白抜きにしてある)
に形成する。上記成形ダイス21部分の温度制御は、例
えばA7000系T5調質材なる高強度なアルミニウム
合金ビレット3においては、微細組織なる高強度部分2
2bを得るための標準押し出し成形温度を420〜46
0℃に設定し、粗粒組織なる低強度部分22aを得るた
めの温度を標準押し出し成形温度よりも70〜60℃程
度高めの490〜520℃に設定した。
【0014】ここで、一般的に行う直接押し出し成形法
により押し出し成形されたアルミニウム合金部材Aの結
晶組織について、図3と図4とを用いて説明する。アル
ミニウム合金部材Aの結晶組織は、アルミニウム合金部
材Aの成形ダイス通過時の温度に大きく影響を受けて変
化するが、その一例を図3(A),(B)(アマダ技術
ジャーナル86年夏季号P.21の図11より引用)に
示してある。これは、アルミニウム合金部材Aが図外の
成形ダイスを通過する時に、アルミニウム合金部材Aの
温度が、押し出し後端では成形ダイスとの摩擦熱により
上昇し、所定の機械的性質を得るための各種アルミニウ
ム合金材料特有の標準押し出し成形温度より高い状態で
押し出し成形された場合に、押し出し成形されるアルミ
ニウム合金部材Aの結晶組織が粗粒組織A1となること
を示している。なお、図2(A),(B)中において、
押し出し成形されるアルミニウム合金部材Aの中心部分
では、成形ダイスとの摩擦熱が伝わりにくく、温度上昇
が少なく、標準押し出し成形温度で押し出し成形される
ことから、その結晶組織が微細組織A2になっているこ
とを示している。そして、上記粗粒組織A1なる部分
は、図4(アマダ技術ジャーナル86年夏季号P.20
の図10より引用)に示すように、引っ張り強さと降伏
点とが小さくなり、伸びが大きくなるというように、そ
の機械的性質を微細組織A2なる部分と機械的性質を比
べて見ると、低強度部分になる。
【0015】要するに、この一実施例では、上記図3と
図4とで説明したような押し出し成形されたアルミニウ
ム合金部材Aの結晶組織の粗粒,微細の違いにより、そ
の押し出し成形されたアルミニウム合金部材Aの機械的
性質に差を生じることに着目し、図1に示すように、温
度制御装置23のコントローラ24が検出温度と検出押
し出し圧力と検出押し出し速度と生産計画データとにも
とづいて、加熱作用部材28の加熱動作と冷却作用部材
29の冷却動作とを制御することにより、押し出し成形
機20の成形ダイス21部分の温度を制御し、押し出し
成形品22に結晶組織が粗粒組織なる低強度部分22a
と、結晶組織が微細組織なる高強度部分22bとを、押
し出し成形品22の押し出し方向に連続的に形成する。
このようにして得られたアルミニウム合金製の押し出し
成形品22の粗粒組織なる低強度部分22aにおいて
は、引っ張り強さと降伏点とが小さくかつ伸びが大きい
機械的性質が得られ、また、微細組織なる高強度部分2
2bにおいては、標準押し出し成形温度で押し出し成形
されているため、引っ張り強さと降伏点とが大きくかつ
伸びが小さい、機械的性質が得られる。なお、粗粒組織
なる低強度部分22aから微細組織なる高強度部分22
bへの変化、また、微細組織なる高強度部分22bから
粗粒組織なる低強度部分22aへの変化は、連続的に行
われるものであり、その機械的性質も連続的に変化す
る。
【0016】このように、結晶組織が制御されたアルミ
ニウム合金製の押し出し成形品22は、引っ張り強さと
降伏点とが低くかつ伸びが大きい粗粒組織なる低強度部
分22aを、曲げ加工などの2次成形対象部分として使
用することにより、従来不可能であった曲げなどの2次
成形を行っても、押し出し成形品22の断面形状を維持
することができる。そして、この2次成形なる曲げ加工
を行うことにより、加工硬化を受けるので、2次成形後
での強度が向上し、最終的な自動車部材としての強度低
下の影響は少ない。
【0017】図5は、アルミニウム合金製自動車部材と
してのサイドメンバに前記一実施例を適用した例であっ
て、(A)は曲げ加工前の押し出し成形品22Aを示
し、(B)は曲げ加工後のサイドメンバ22Bを示し、
網目模様を付したように、押し出し成形時に、2次成形
対象部分に対応して、結晶組織が粗粒組織なる低強度部
分22aを形成してあり、この低強度部分22aは、曲
げ成形加工が施される領域よりも少し多めに設定してあ
る。図5において、白抜き部分は、結晶組織が微細なる
高強度部分22bである。
【0018】図6は、アルミニウム合金製自動車部材と
してのサイドメンバに前記一実施例を適用した異なる例
であって、(A)は曲げ加工前の押し出し成形品22C
を示し、(B)は曲げ加工後のサイドメンバ22Dを示
し、網目模様を付したように、押し出し成形時に、2次
成形対象部分と2次成形非対象部分とに、結晶組織が粗
粒組織なる低強度部分22aを分散配置して、衝突時の
衝撃エネルギの吸収性能が高くなるようにしたものであ
る。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アルミニ
ウム合金の押し出し成形時に、アルミニウム合金の結晶
組織を制御して、押し出し成形品に局部的に複数の強度
差部分を形成するので、押し出し成形品の結晶組織が粗
粒組織となる低強度部分に、曲げ加工などの2次成形を
行うことにより、押し出し成形品の断面形状を維持する
ことができる。また、低強度部分が衝突時に容易に潰れ
るこから、衝撃エネルギの吸収性を向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に使用する押し出し成形機を
示す構成図。
【図2】一実施例による押し出し成形品の結晶組織を示
す模式図。
【図3】一般的な直接押し出し成形法で押し出し成形し
たアルミニウム合金部材の熱的影響による結晶組織を模
式的に示すものであって、(A)は軸方向断面図、
(B)は(A)に示すB−B線に沿う断面図。
【図4】一般的な直接押し出し成形法でのアルミニウム
合金部材の押し出し成形温度と機械的性質との関係を示
す特性図。
【図5】一実施例をサイドメンバに適用した例を示すも
のであって、(A)は曲げ加工前の状態の平面図、
(B)は曲げ加工後の平面図。
【図6】一実施例をサイドメンバに適用した異なる例を
示すものであって、(A)は、曲げ加工前の状態の平面
図、(B)は曲げ加工後の状態の平面図。
【図7】従来の押し出し成形機を示す構成図。
【図8】従来の引き曲げ成形機を示す構成図。
【符号の説明】
3…アルミニウム合金ビレット 5,22,22A,22C…押し出し成形品 22B,22D…サイドメンバ 22a…粗粒組織なる低強度部分 22b…微細組織なる高強度部分

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム合金の押し出し成形時に、
    押し出し成形品の結晶組織を制御して、押し出し成形品
    に局部的に複数の強度差部分を形成することを特徴とす
    るアルミニウム合金製自動車部材の製造方法。
JP3282399A 1991-10-29 1991-10-29 アルミニウム合金製自動車部材の製造方法 Pending JPH067833A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7637136B2 (en) * 2002-09-30 2009-12-29 Rinascimetalli Ltd. Method of working metal, metal body obtained by the method and metal-containing ceramic body obtained by the method
JP2011511711A (ja) * 2008-01-14 2011-04-14 コリア インスティチュート オブ インダストリアル テクノロジー 半溶融押出成形装置及び方法

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