JPH07145440A - アルミニウム合金鍛造素材 - Google Patents
アルミニウム合金鍛造素材Info
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- JPH07145440A JPH07145440A JP5314037A JP31403793A JPH07145440A JP H07145440 A JPH07145440 A JP H07145440A JP 5314037 A JP5314037 A JP 5314037A JP 31403793 A JP31403793 A JP 31403793A JP H07145440 A JPH07145440 A JP H07145440A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車部品などに使用されるアルミニウム
合金鍛造品の強度を向上させる。 【構成】 Ｍｇ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：０．６〜
１．５％、Ｃｕ：０．３〜１．１％、Ｆｅ：０．１〜
０．５％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．００
０１〜０．００４％を含有し、さらにＭｎ：０．２〜
０．８％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５
〜０．２５％のうちの１種以上を、総量で０．２〜０．
８％含有し、残りがＡｌと不可避不純物のアルミニウム
合金鋳造ビレットからなり、該ビレットのデンドライト
・アーム・スペーシングが平均２０μｍ以下であるアル
ミニウム合金鍛造素材。 【効果】 粗大な再結晶組織の形成が防止され、また
ＤＡＳの抑制によって高い強度が得られる。これによっ
て、自動車部品として十分な強度を確保することがで
き、適用範囲も拡大することができる。
合金鍛造品の強度を向上させる。 【構成】 Ｍｇ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：０．６〜
１．５％、Ｃｕ：０．３〜１．１％、Ｆｅ：０．１〜
０．５％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．００
０１〜０．００４％を含有し、さらにＭｎ：０．２〜
０．８％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５
〜０．２５％のうちの１種以上を、総量で０．２〜０．
８％含有し、残りがＡｌと不可避不純物のアルミニウム
合金鋳造ビレットからなり、該ビレットのデンドライト
・アーム・スペーシングが平均２０μｍ以下であるアル
ミニウム合金鍛造素材。 【効果】 粗大な再結晶組織の形成が防止され、また
ＤＡＳの抑制によって高い強度が得られる。これによっ
て、自動車部品として十分な強度を確保することがで
き、適用範囲も拡大することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
からなる熱間鍛造素材に関するものであり、特に軽量で
かつ高強度が要求される自動車部品用として好適のアル
ミニウム合金熱間鍛造品の鍛造素材に関する。
からなる熱間鍛造素材に関するものであり、特に軽量で
かつ高強度が要求される自動車部品用として好適のアル
ミニウム合金熱間鍛造品の鍛造素材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車部品には主として鉄系材料
が用いられていたが、最近では、地球環境問題に関連し
た熱費規制や、高性能化・高級化に伴う車重増加への対
策、さらには走行性能向上のために自動車部品の軽量化
が強く望まれ、この対策として足回り部品等にも軽量の
アルミニウム合金鍛造品が使用されるようになってきて
いる。これら部品に用いられるアルミニウム合金は、耐
食性と強度に優れていることが必要であり、この特性を
満たす合金としては、ＪＩＳ６０６１合金に代表される
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が一般的なものである。この合
金を用いた自動車部品の製造方法では、常法により溶製
されたＡｌ合金鋳塊を押出し、この押出材を素材として
熱間鍛造し、さらにその後、溶体化処理を行っている。
が用いられていたが、最近では、地球環境問題に関連し
た熱費規制や、高性能化・高級化に伴う車重増加への対
策、さらには走行性能向上のために自動車部品の軽量化
が強く望まれ、この対策として足回り部品等にも軽量の
アルミニウム合金鍛造品が使用されるようになってきて
いる。これら部品に用いられるアルミニウム合金は、耐
食性と強度に優れていることが必要であり、この特性を
満たす合金としては、ＪＩＳ６０６１合金に代表される
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が一般的なものである。この合
金を用いた自動車部品の製造方法では、常法により溶製
されたＡｌ合金鋳塊を押出し、この押出材を素材として
熱間鍛造し、さらにその後、溶体化処理を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を用いた鍛造品では、自動車
用部品としての強度は必ずしも十分といえるものではな
く、適用範囲も限定されていた。 本発明者らは、この
鍛造品の強度を増すために鋭意研究した結果、上記の製
造方法では、押出加工時に、熱間加工組織（繊維組織）
が発達し、この熱間加工組織が熱間鍛造時あるいはその
後の溶体化処理時に粗大な再結晶組織に成長して強度を
低下させるため、鍛造製品において十分な強度を得られ
ないということが判明した。
のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を用いた鍛造品では、自動車
用部品としての強度は必ずしも十分といえるものではな
く、適用範囲も限定されていた。 本発明者らは、この
鍛造品の強度を増すために鋭意研究した結果、上記の製
造方法では、押出加工時に、熱間加工組織（繊維組織）
が発達し、この熱間加工組織が熱間鍛造時あるいはその
後の溶体化処理時に粗大な再結晶組織に成長して強度を
低下させるため、鍛造製品において十分な強度を得られ
ないということが判明した。
【０００４】そこで本発明者達は、上述のような観点か
ら、粗大な再結晶粒がなくて、強度にすぐれた鍛造品が
得られる鍛造素材を開発すべく研究を重ねた結果、所定
量のＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕ及びＭｎ，Ｃｒ，Ｚｒを含有した
Ａｌ合金鋳造ビレットを素材として用い、しかもこの鋳
造ビレットのデンドライト・アーム・スペーシングを平
均２０μｍ以下に抑制することにより、熱間鍛造やその
後の溶体化処理時における粗大な再結晶粒の発生が抑制
され、高強度で、かつ表面粗大再結晶層のない鍛造品が
得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったも
のである。
ら、粗大な再結晶粒がなくて、強度にすぐれた鍛造品が
得られる鍛造素材を開発すべく研究を重ねた結果、所定
量のＭｇ，Ｓｉ，Ｃｕ及びＭｎ，Ｃｒ，Ｚｒを含有した
Ａｌ合金鋳造ビレットを素材として用い、しかもこの鋳
造ビレットのデンドライト・アーム・スペーシングを平
均２０μｍ以下に抑制することにより、熱間鍛造やその
後の溶体化処理時における粗大な再結晶粒の発生が抑制
され、高強度で、かつ表面粗大再結晶層のない鍛造品が
得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったも
のである。
【０００５】
【問題を解決するための手段】本発明はかかる知見に基
づいてなされたものであり、具体的には、本発明のアル
ミニウム合金鍛造素材は、重量％で、Ｍｇ：０．６〜
１．２％、Ｓｉ：０．６〜１．５％、Ｃｕ：０．３〜
１．１％、Ｆｅ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．００５
〜０．１％、Ｂ：０．０００１〜０．００４％を含有
し、さらにＭｎ：０．２〜０．８％、Ｃｒ：０．０５〜
０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．２５％のうちの１種以
上を、総量で０．２〜０．８％の範囲内で含有し、残り
がＡｌと不可避不純物であるアルミニウム合金からな
り、該合金のデンドライト・アーム・スペーシング（以
下「ＤＡＳ」という）が平均２０μｍ以下に抑制されて
いることを特徴とする。
づいてなされたものであり、具体的には、本発明のアル
ミニウム合金鍛造素材は、重量％で、Ｍｇ：０．６〜
１．２％、Ｓｉ：０．６〜１．５％、Ｃｕ：０．３〜
１．１％、Ｆｅ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．００５
〜０．１％、Ｂ：０．０００１〜０．００４％を含有
し、さらにＭｎ：０．２〜０．８％、Ｃｒ：０．０５〜
０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．２５％のうちの１種以
上を、総量で０．２〜０．８％の範囲内で含有し、残り
がＡｌと不可避不純物であるアルミニウム合金からな
り、該合金のデンドライト・アーム・スペーシング（以
下「ＤＡＳ」という）が平均２０μｍ以下に抑制されて
いることを特徴とする。
【０００６】
【作用】すなわち、本願発明によれば、押出加工を経
ず、しかもＤＡＳを小さくする抑制が行われるので、粗
大再結晶層の形成もなく、高い強度を有する鍛造品が得
られる。つぎに、この発明のＡｌ合金鍛造素材を構成す
るＡｌ合金の成分組成を上記の通りに限定した理由を説
明する。
ず、しかもＤＡＳを小さくする抑制が行われるので、粗
大再結晶層の形成もなく、高い強度を有する鍛造品が得
られる。つぎに、この発明のＡｌ合金鍛造素材を構成す
るＡｌ合金の成分組成を上記の通りに限定した理由を説
明する。
【０００７】（ａ）ＳｉおよびＭｇ これらの成分には、微細なＭｇ2Ｓｉ化合物として析出
し、強度を向上させる作用がある。但し、ＳｉおよびＭ
ｇのいずれかの含有量でもＳｉで０．６％未満、Ｍｇで
０．６％未満になると、Ｍｇ2Ｓｉ化合物の析出割合が
少なくなって、所望の高強度を確保することができず、
一方、その含有量が、Ｓｉで１．５％、Ｍｇで１．２％
を越えると熱間鍛造性が低下するようになることから、
その含有量をそれぞれＳｉ：０．６〜１．５％、Ｍｇ：
０．６〜１．２％と定めた。なお、Ｍｇ2Ｓｉ化合物の
析出割合をより確実に確保するために、Ｓｉは０．８％
を越えて含有させるのが望ましい。
し、強度を向上させる作用がある。但し、ＳｉおよびＭ
ｇのいずれかの含有量でもＳｉで０．６％未満、Ｍｇで
０．６％未満になると、Ｍｇ2Ｓｉ化合物の析出割合が
少なくなって、所望の高強度を確保することができず、
一方、その含有量が、Ｓｉで１．５％、Ｍｇで１．２％
を越えると熱間鍛造性が低下するようになることから、
その含有量をそれぞれＳｉ：０．６〜１．５％、Ｍｇ：
０．６〜１．２％と定めた。なお、Ｍｇ2Ｓｉ化合物の
析出割合をより確実に確保するために、Ｓｉは０．８％
を越えて含有させるのが望ましい。
【０００８】（ｂ）Ｃｕ Ｃｕ成分には、素地に固溶して強度を向上させる作用が
ある。しかし、その含有量が０．３％未満では所望の強
度向上効果が得られず、一方、その含有量が０．８％を
越えると耐食性が低下するようになるので、その含有量
を０．３％〜０．８％と定めた。なお、十分な強度を確
保するために、Ｃｕは０．４％を越えて含有させるのが
望ましい。
ある。しかし、その含有量が０．３％未満では所望の強
度向上効果が得られず、一方、その含有量が０．８％を
越えると耐食性が低下するようになるので、その含有量
を０．３％〜０．８％と定めた。なお、十分な強度を確
保するために、Ｃｕは０．４％を越えて含有させるのが
望ましい。
【０００９】（ｃ）Ｆｅ，Ｍｎ，ＣｒおよびＺｒ これらの成分には、微細な金属間化合物として素地中に
分散し、再結晶を抑制する作用がある。但し、その含有
量が、それぞれＦｅ：０．１％未満、Ｍｎ：０．２％未
満、Ｃｒ：０．０５％未満、Ｚｒ：０．０５％未満では
所望の向上効果が得られず、一方、その含有量が、それ
ぞれＦｅ：０．５％、Ｍｎ：０．８％、Ｃｒ：０．３
％、Ｚｒ：０．２５％を越えると、粗大な金属間化合物
が生成するようになって熱間鍛造性に悪化傾向が現れる
ようになることから、その含有量を、それぞれＦｅ：
０．１〜０．５％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、Ｃｒ：
０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．２５％と定
めた。さらに、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの総量が、０．２％未
満では熱間鍛造時における繊維組織の発達が不十分で所
望の強度の向上が得られず、一方、その総量が０．８％
を越えると粗大な金属間化合物が生成するようになって
鍛造性が劣化するようになるので、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの
含有量を、総量で０．２〜０．８％の範囲内に規制し
た。
分散し、再結晶を抑制する作用がある。但し、その含有
量が、それぞれＦｅ：０．１％未満、Ｍｎ：０．２％未
満、Ｃｒ：０．０５％未満、Ｚｒ：０．０５％未満では
所望の向上効果が得られず、一方、その含有量が、それ
ぞれＦｅ：０．５％、Ｍｎ：０．８％、Ｃｒ：０．３
％、Ｚｒ：０．２５％を越えると、粗大な金属間化合物
が生成するようになって熱間鍛造性に悪化傾向が現れる
ようになることから、その含有量を、それぞれＦｅ：
０．１〜０．５％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、Ｃｒ：
０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．２５％と定
めた。さらに、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの総量が、０．２％未
満では熱間鍛造時における繊維組織の発達が不十分で所
望の強度の向上が得られず、一方、その総量が０．８％
を越えると粗大な金属間化合物が生成するようになって
鍛造性が劣化するようになるので、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒの
含有量を、総量で０．２〜０．８％の範囲内に規制し
た。
【００１０】（ｄ）ＴｉおよびＢ これらの成分は、共存した状態で、鋳造組織を微細化
し、鋳造割れを防止する作用がある。但し、Ｔｉおよび
Ｂのいずれかの含有量でもＴｉ：０．００５％未満、
Ｂ：０．０００１％未満になると、所望の効果が得られ
ず、一方、ＴｉおよびＢのいずれかの含有量でも、Ｔ
ｉ：０．１％、Ｂ：０．００４％を越えると、粗大な金
属間化合物が生成するようになって鍛造性が低下するこ
とから、その含有量を、それぞれＴｉ：０．００５〜
０．１％、Ｂ：０．０００１〜０．００４％と定めた。
し、鋳造割れを防止する作用がある。但し、Ｔｉおよび
Ｂのいずれかの含有量でもＴｉ：０．００５％未満、
Ｂ：０．０００１％未満になると、所望の効果が得られ
ず、一方、ＴｉおよびＢのいずれかの含有量でも、Ｔ
ｉ：０．１％、Ｂ：０．００４％を越えると、粗大な金
属間化合物が生成するようになって鍛造性が低下するこ
とから、その含有量を、それぞれＴｉ：０．００５〜
０．１％、Ｂ：０．０００１〜０．００４％と定めた。
【００１１】（ｅ）ＤＡＳ ２０μｍ以下 次に、上記組成のＡｌ合金は、常法により溶解、鋳造さ
れ、通常１００ｍｍ径以下のいわゆる鋳造棒に溶製され
る。その鋳造棒のＤＡＳが平均で２０μｍを越えると、
所望の強度が得られないことから、ＤＡＳを平均で２０
μｍ以下と定めた。なお、具体的にはＤＡＳは鋳造時の
凝固速度（冷却速度）で決まり、冷却速度を５℃／ｓｅ
ｃ以上にすることにより、ＤＡＳを２０μｍ以下に規制
することができる。
れ、通常１００ｍｍ径以下のいわゆる鋳造棒に溶製され
る。その鋳造棒のＤＡＳが平均で２０μｍを越えると、
所望の強度が得られないことから、ＤＡＳを平均で２０
μｍ以下と定めた。なお、具体的にはＤＡＳは鋳造時の
凝固速度（冷却速度）で決まり、冷却速度を５℃／ｓｅ
ｃ以上にすることにより、ＤＡＳを２０μｍ以下に規制
することができる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明のＡｌ合金鍛造素材を実施例に
より具体的に説明する。通常の溶製法にて、表１に示さ
れる合金組成をもったＡｌ合金溶湯を溶解し、これを冷
却速度を変えて半連結鋳造法にて直径１００ｍｍの鋳造
棒とした。次に、この鋳造棒に５４０℃で４時間の均質
化処理を施した後、９０％の加工度で熱間鍛造を行っ
た。次いで、その鍛造材に対して５３５℃で１時間の溶
体化処理を施した後、水冷し、引続いて１６０℃で８時
間の時効処理を施した。
より具体的に説明する。通常の溶製法にて、表１に示さ
れる合金組成をもったＡｌ合金溶湯を溶解し、これを冷
却速度を変えて半連結鋳造法にて直径１００ｍｍの鋳造
棒とした。次に、この鋳造棒に５４０℃で４時間の均質
化処理を施した後、９０％の加工度で熱間鍛造を行っ
た。次いで、その鍛造材に対して５３５℃で１時間の溶
体化処理を施した後、水冷し、引続いて１６０℃で８時
間の時効処理を施した。
【００１３】又、比較材として同一組成で同一直径の押
出棒を常法にて製作し、上記条件にて熱間鍛造、溶体化
処理を行なって鍛造材（Ｔ６処理材）を得た。このよう
にして得た鍛造材の組織を観察し、表面粗大再結晶層の
発生状況を調べるとともに、各鍛造材から一部を切り出
してＪＩＳ１３Ｂ号試験片を作成して、引張試験を行
い、機械的性質を測定した。これらの結果は表２に示し
た。
出棒を常法にて製作し、上記条件にて熱間鍛造、溶体化
処理を行なって鍛造材（Ｔ６処理材）を得た。このよう
にして得た鍛造材の組織を観察し、表面粗大再結晶層の
発生状況を調べるとともに、各鍛造材から一部を切り出
してＪＩＳ１３Ｂ号試験片を作成して、引張試験を行
い、機械的性質を測定した。これらの結果は表２に示し
た。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】表２から明らかなように、鍛造素材として
鋳造棒を使用し、かつＤＡＳを２０μｍ以下に規制した
鍛造品では、粗大再結晶の形成もみられず、高い強度を
有している。これに対し、素材として鋳造棒を用いたも
のの、ＤＡＳが２０μｍを越える比較材では、粗大再結
晶の形成はみられないものの、強度は不十分であり、ま
た、素材として押出棒を用いた比較材では、粗大再結晶
が形成され、強度も低いものであった。
鋳造棒を使用し、かつＤＡＳを２０μｍ以下に規制した
鍛造品では、粗大再結晶の形成もみられず、高い強度を
有している。これに対し、素材として鋳造棒を用いたも
のの、ＤＡＳが２０μｍを越える比較材では、粗大再結
晶の形成はみられないものの、強度は不十分であり、ま
た、素材として押出棒を用いた比較材では、粗大再結晶
が形成され、強度も低いものであった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明のアルミ
ニウム合金鍛造素材によれば、重量％で、Ｍｇ：０．６
〜１．２％、Ｓｉ：０．６〜１．５％、Ｃｕ：０．３〜
１．１％、Ｆｅ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．００５
〜０．１％、Ｂ：０．０００１〜０．００４％を含有
し、さらにＭｎ：０．２〜０．８％、Ｃｒ：０．０５〜
０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．２５％のうちの１種以
上を、総量で０．２〜０．８％の範囲内で含有し、残り
がＡｌと不可避不純物のアルミニウム合金鋳造ビレット
からなり、該ビレットのデンドライト・アーム・スペー
シングを平均２０μｍ以下に抑制したので、再結晶層の
形成もなく、高い強度を有する鍛造品が得られる効果が
ある。
ニウム合金鍛造素材によれば、重量％で、Ｍｇ：０．６
〜１．２％、Ｓｉ：０．６〜１．５％、Ｃｕ：０．３〜
１．１％、Ｆｅ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．００５
〜０．１％、Ｂ：０．０００１〜０．００４％を含有
し、さらにＭｎ：０．２〜０．８％、Ｃｒ：０．０５〜
０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．２５％のうちの１種以
上を、総量で０．２〜０．８％の範囲内で含有し、残り
がＡｌと不可避不純物のアルミニウム合金鋳造ビレット
からなり、該ビレットのデンドライト・アーム・スペー
シングを平均２０μｍ以下に抑制したので、再結晶層の
形成もなく、高い強度を有する鍛造品が得られる効果が
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、Ｍｇ：０．６〜１．２％、Ｓ
ｉ：０．６〜１．５％、Ｃｕ：０．３〜１．１％、Ｆ
ｅ：０．１〜０．５％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、
Ｂ：０．０００１〜０．００４％を含有し、さらにＭ
ｎ：０．２〜０．８％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｚ
ｒ：０．０５〜０．２５％のうちの１種以上を、総量で
０．２〜０．８％の範囲内で含有し、残りがＡｌと不可
避不純物であるアルミニウム合金鋳造ビレットからな
り、該ビレットのデンドライト・アーム・スペーシング
が平均２０μｍ以下に抑制されていることを特徴とする
アルミニウム合金鍛造素材
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5314037A JPH07145440A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | アルミニウム合金鍛造素材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5314037A JPH07145440A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | アルミニウム合金鍛造素材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07145440A true JPH07145440A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=18048457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5314037A Pending JPH07145440A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | アルミニウム合金鍛造素材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07145440A (ja) |
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1993
- 1993-11-22 JP JP5314037A patent/JPH07145440A/ja active Pending
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