JPH0718391A - アルミニウム合金の粗大結晶粒材の機械的性質改善方法 - Google Patents
アルミニウム合金の粗大結晶粒材の機械的性質改善方法Info
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- JPH0718391A JPH0718391A JP16780693A JP16780693A JPH0718391A JP H0718391 A JPH0718391 A JP H0718391A JP 16780693 A JP16780693 A JP 16780693A JP 16780693 A JP16780693 A JP 16780693A JP H0718391 A JPH0718391 A JP H0718391A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 建材用として十分な機械的性質を有したアル
ミニウム合金粗大結晶模様の製品を提供することを目的
とする。 【構成】 アルミニウム合金を押出加工し、４６０℃以
上の温度で熱処理を施し結晶粒の平均粒径を１mm以上に
粗大化させ、熱処理後直ちに形材を３６００℃／ｈ以上
の速度で冷却し、その後人工時効処理を施すことによっ
て機械的性質が向上することを特徴とする。
ミニウム合金粗大結晶模様の製品を提供することを目的
とする。 【構成】 アルミニウム合金を押出加工し、４６０℃以
上の温度で熱処理を施し結晶粒の平均粒径を１mm以上に
粗大化させ、熱処理後直ちに形材を３６００℃／ｈ以上
の速度で冷却し、その後人工時効処理を施すことによっ
て機械的性質が向上することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金材特に
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系結晶模様（粗大結晶粒）材に対する
機械的性質改善方法に関するものである。
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系結晶模様（粗大結晶粒）材に対する
機械的性質改善方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、アルミニウム合金特にＡｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金材は、軽量且つ加工性、耐食性及び表面処
理性に優れ、また適度の強度を有することから、押出形
材として、建材用を中心に広く消費が普及してきた。こ
れら建材用製品として、消費者ニ−ズから現在種々の模
様を有したアルミニウム製品が検討されてきており、そ
の中の１つに結晶模様材がある。
−Ｓｉ系合金材は、軽量且つ加工性、耐食性及び表面処
理性に優れ、また適度の強度を有することから、押出形
材として、建材用を中心に広く消費が普及してきた。こ
れら建材用製品として、消費者ニ−ズから現在種々の模
様を有したアルミニウム製品が検討されてきており、そ
の中の１つに結晶模様材がある。
【０００３】一般に、建材として用られるこの結晶模様
材のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金中には、銅成分を０．０１
重量％程度、また鉄成分を０．１３〜０．２３重量％程
度不純物として含んでいる。銅成分による効果は、故意
に０．０５〜０．４０重量％程度添加することにより、
人工時効硬化性の向上や光輝合金に対して光輝性を出現
させるため等に有効である。一方、鉄成分による効果
は、表面処理後の外観において過度の光輝性を抑制し落
着きのあるシルバ−材やブロンズ系の着色材を得るのに
有効である。また、一部には表面処理後に光輝性を出現
させるためにはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金中のＦｅ成分を
０．０５〜０．１重量％の低い成分とした材料もある。
結晶粒がアルミニウム合金材料の表面に出現するのは、
表面処理で特に材料表面の溶解を伴うエッチング工程に
おいてであるが、通常のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の押出
形材の場合は、その結晶粒径は５０μｍ程度以下で目視
では観察できない位、均一微細である。
材のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金中には、銅成分を０．０１
重量％程度、また鉄成分を０．１３〜０．２３重量％程
度不純物として含んでいる。銅成分による効果は、故意
に０．０５〜０．４０重量％程度添加することにより、
人工時効硬化性の向上や光輝合金に対して光輝性を出現
させるため等に有効である。一方、鉄成分による効果
は、表面処理後の外観において過度の光輝性を抑制し落
着きのあるシルバ−材やブロンズ系の着色材を得るのに
有効である。また、一部には表面処理後に光輝性を出現
させるためにはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金中のＦｅ成分を
０．０５〜０．１重量％の低い成分とした材料もある。
結晶粒がアルミニウム合金材料の表面に出現するのは、
表面処理で特に材料表面の溶解を伴うエッチング工程に
おいてであるが、通常のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の押出
形材の場合は、その結晶粒径は５０μｍ程度以下で目視
では観察できない位、均一微細である。
【０００４】出願人は、先に特開平５−７３１１７号に
て、鉄成分を０．０５重量％未満含有し、更に銅成分を
０．０５重量％以上含有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を
押出加工し、４６０℃以上の温度で熱処理を施し、次い
で該合金材を前処理（エッチング処理）し、平均結晶粒
径が１mm以上の鮮明な模様を生成せしめることを特徴と
するアルミ合金材の結晶模様製造方法と、また、前記該
合金材を前処理（エッチング処理）し、更に陽極酸化処
理を施し、押出の平行方向に対して陽極酸化処理後の４
５度鏡面光沢度と７４度鏡面光沢度との比率が０．６５
以下であることを特徴とし、更に前記陽極酸化処理を施
し、次いで電解着色処理、染色処理及び塗装処理から選
ばれた処理を施すことを特徴とするアルミ合金材の結晶
模様製造方法を出願した。
て、鉄成分を０．０５重量％未満含有し、更に銅成分を
０．０５重量％以上含有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を
押出加工し、４６０℃以上の温度で熱処理を施し、次い
で該合金材を前処理（エッチング処理）し、平均結晶粒
径が１mm以上の鮮明な模様を生成せしめることを特徴と
するアルミ合金材の結晶模様製造方法と、また、前記該
合金材を前処理（エッチング処理）し、更に陽極酸化処
理を施し、押出の平行方向に対して陽極酸化処理後の４
５度鏡面光沢度と７４度鏡面光沢度との比率が０．６５
以下であることを特徴とし、更に前記陽極酸化処理を施
し、次いで電解着色処理、染色処理及び塗装処理から選
ばれた処理を施すことを特徴とするアルミ合金材の結晶
模様製造方法を出願した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム合金材の結晶模様はアルミニウム合金の結晶粒を
粗大化させたもので、人工時効処理しても機械的性質が
あまり向上せず強度を要する部材へは適用不十分なもの
であった。一方、前述の如く、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
材は、軽量であり、加工性、耐食性及び表面処理性に優
れ、また適度の強度を有することから、押出形材とし
て、建材用を中心に広く消費が普及してきており、この
アルミ合金に結晶粒模様と機械的性質を付与した場合、
更に建材として有効な材料となることが予想される。従
って、本発明は、建材用として十分な機械的性質を有し
た結晶模様製品を提供することを目的としたものであ
る。
ニウム合金材の結晶模様はアルミニウム合金の結晶粒を
粗大化させたもので、人工時効処理しても機械的性質が
あまり向上せず強度を要する部材へは適用不十分なもの
であった。一方、前述の如く、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
材は、軽量であり、加工性、耐食性及び表面処理性に優
れ、また適度の強度を有することから、押出形材とし
て、建材用を中心に広く消費が普及してきており、この
アルミ合金に結晶粒模様と機械的性質を付与した場合、
更に建材として有効な材料となることが予想される。従
って、本発明は、建材用として十分な機械的性質を有し
た結晶模様製品を提供することを目的としたものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
合金を押出加工し、４６０℃以上の温度で熱処理を施し
結晶粒の平均粒径を１mm以上に粗大化させ、熱処理後直
ちに形材を３６００℃／ｈ以上の速度で冷却し、その後
人工時効処理を施すことによって機械的性質が向上する
ことを特徴とするアルミニウム合金の粗大結晶粒材の機
械的性質改善方法である。
合金を押出加工し、４６０℃以上の温度で熱処理を施し
結晶粒の平均粒径を１mm以上に粗大化させ、熱処理後直
ちに形材を３６００℃／ｈ以上の速度で冷却し、その後
人工時効処理を施すことによって機械的性質が向上する
ことを特徴とするアルミニウム合金の粗大結晶粒材の機
械的性質改善方法である。
【０００７】
【作用】一般に、結晶粒が粗大化したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金押出材は機械的性質が向上しないことで知られて
いる。本発明者は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出材の結
晶粒を粗大化させる為に適当な熱処理を施し、その後直
ちに３６００℃／ｈ以上の速度で冷却することによっ
て、人工時効処理後の機械的性質が改善される知見を得
た。この機械的性質が改善される理由は未だ不明な点も
多いが、熱処理後の冷却速度の違いによって人工時効処
理時のＭｇ，Ｓｉや過剰Ｓｉ等の析出形態が異なり、冷
却が遅いと、析出物が粗でかつ結晶粒界析出が多く、冷
却が速くなるに従って均密にかつムラなく析出するため
と考えられる。この結果、熱処理後の冷却が速いほうが
時効硬化が進み易くなり、また結晶粒界破断がし難くく
なって機械的性質は向上する。なお、熱処理後の冷却は
水冷が望ましい。
系合金押出材は機械的性質が向上しないことで知られて
いる。本発明者は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出材の結
晶粒を粗大化させる為に適当な熱処理を施し、その後直
ちに３６００℃／ｈ以上の速度で冷却することによっ
て、人工時効処理後の機械的性質が改善される知見を得
た。この機械的性質が改善される理由は未だ不明な点も
多いが、熱処理後の冷却速度の違いによって人工時効処
理時のＭｇ，Ｓｉや過剰Ｓｉ等の析出形態が異なり、冷
却が遅いと、析出物が粗でかつ結晶粒界析出が多く、冷
却が速くなるに従って均密にかつムラなく析出するため
と考えられる。この結果、熱処理後の冷却が速いほうが
時効硬化が進み易くなり、また結晶粒界破断がし難くく
なって機械的性質は向上する。なお、熱処理後の冷却は
水冷が望ましい。
【０００８】本発明の製造方法に於ける各工程について
述べる。 (1)押出工程 この工程は、通常のアルミニウム合金の押出工程の押出
条件と同じであるが具体的には以下の通りである。 押出温度：４８０〜５７０℃；押出速度：２０〜８０ｍ
／ｍｉｎ (2)熱処理工程 上記アルミニウム合金押出材を４６０℃以上の温度で熱
処理すると結晶粒は粗大化する。但し、熱処理は固溶と
いう観点から５００℃以上で３０分以上が望ましく、熱
処理に当たっての熱処理炉は冷却が最も速くなる焼入れ
炉が望ましい。 (3)冷却工程 熱処理後、直ちに３６００℃／ｈ以上の冷却速度で冷却
することが粗大結晶粒材の機械的特性改善の為に望まし
く、冷却に当たっては後述する実施例に示すように水冷
が最も望ましい。 (4)人工時効処理工程 建材として十分な機械的性質を有する人工時効処理条件
は１７０〜２００℃×２〜１０時間が望ましい。また、
人工時効処理炉はバッチ炉或いは連続炉どちらでもよ
い。なお、人工時効処理は人工時効処理工程で行わず、
表面処理時の塗装の焼付で時効処理を兼ねてもよい。
述べる。 (1)押出工程 この工程は、通常のアルミニウム合金の押出工程の押出
条件と同じであるが具体的には以下の通りである。 押出温度：４８０〜５７０℃；押出速度：２０〜８０ｍ
／ｍｉｎ (2)熱処理工程 上記アルミニウム合金押出材を４６０℃以上の温度で熱
処理すると結晶粒は粗大化する。但し、熱処理は固溶と
いう観点から５００℃以上で３０分以上が望ましく、熱
処理に当たっての熱処理炉は冷却が最も速くなる焼入れ
炉が望ましい。 (3)冷却工程 熱処理後、直ちに３６００℃／ｈ以上の冷却速度で冷却
することが粗大結晶粒材の機械的特性改善の為に望まし
く、冷却に当たっては後述する実施例に示すように水冷
が最も望ましい。 (4)人工時効処理工程 建材として十分な機械的性質を有する人工時効処理条件
は１７０〜２００℃×２〜１０時間が望ましい。また、
人工時効処理炉はバッチ炉或いは連続炉どちらでもよ
い。なお、人工時効処理は人工時効処理工程で行わず、
表面処理時の塗装の焼付で時効処理を兼ねてもよい。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施態様例に於ける工程説明
図である。０．５０重量％Ｍｇ，０．３０重量％Ｓｉ，
０．０１重量％Ｆｅ，０．１５重量％Ｃｕ，残余がＡｌ
からなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金ビレットを用いて図１
に示す工程により次のごとく処理した。先ず、図２，図
３に示す型Ｎｏ．１及びＮｏ．２の型の２型を１５００
ｕｓｔｏｎ（６吋）押出プレスにより押出加工し、その
後、５２０℃×２時間の条件でで熱処理を施した形材
（平均結晶粒径３mm）を次の表１に示す冷却条件で冷却
した。
図である。０．５０重量％Ｍｇ，０．３０重量％Ｓｉ，
０．０１重量％Ｆｅ，０．１５重量％Ｃｕ，残余がＡｌ
からなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金ビレットを用いて図１
に示す工程により次のごとく処理した。先ず、図２，図
３に示す型Ｎｏ．１及びＮｏ．２の型の２型を１５００
ｕｓｔｏｎ（６吋）押出プレスにより押出加工し、その
後、５２０℃×２時間の条件でで熱処理を施した形材
（平均結晶粒径３mm）を次の表１に示す冷却条件で冷却
した。
【００１０】 表 １ 冷却方法 推定冷却速度（℃／ｈ） Ａ 水冷 （●印） ３２５００ Ｂ ファン空冷（▼印） ６２５０ Ｃ 放冷 （×印） １２５０
【００１１】そしてその形材に対して熱風恒温器（ＴＡ
ＢＡＩ製）で１８０℃×（０〜５）時間の人工時効処理
を施し機械的性質を調査した。その結果を図４〜図７に
示す。図４は図２に示す型Ｎｏ．１を用い表１の各冷却
条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と伸び率（％）と
の関係グラフ、図５は図４と同様の冷却条件に於ける人
工時効処理時間（ｈ）と引張強さ（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）と
の関係グラフ、図６は図３に示す型Ｎｏ．２を用い表１
の各冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と伸び率
（％）との関係グラフ、図７は図６と同様の冷却条件に
於ける人工時効処理時間（ｈ）と引張強さ（ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 ）との関係グラフである。
ＢＡＩ製）で１８０℃×（０〜５）時間の人工時効処理
を施し機械的性質を調査した。その結果を図４〜図７に
示す。図４は図２に示す型Ｎｏ．１を用い表１の各冷却
条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と伸び率（％）と
の関係グラフ、図５は図４と同様の冷却条件に於ける人
工時効処理時間（ｈ）と引張強さ（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）と
の関係グラフ、図６は図３に示す型Ｎｏ．２を用い表１
の各冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と伸び率
（％）との関係グラフ、図７は図６と同様の冷却条件に
於ける人工時効処理時間（ｈ）と引張強さ（ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 ）との関係グラフである。
【００１２】図４〜図７に示すごとく、熱処理後の冷却
速度が速くなる程、伸び率（％），引張強さ（ｋｇｆ／
ｍｍ2 ）等の機械的性質は向上することが判る。一般に
アルミニウム建材はＪＩＳ Ａ６０６３Ｓ−Ｔ５規格の
機械的性質：伸び率８％以上、引張強さ１６ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以上を満足する必要があるが、本発明の場合、上記
の各図より、人工時効時間が比較的短時間で規格値を満
足することが判る。また２型に対して実験を行ったが同
様な傾向にあることが判る。
速度が速くなる程、伸び率（％），引張強さ（ｋｇｆ／
ｍｍ2 ）等の機械的性質は向上することが判る。一般に
アルミニウム建材はＪＩＳ Ａ６０６３Ｓ−Ｔ５規格の
機械的性質：伸び率８％以上、引張強さ１６ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以上を満足する必要があるが、本発明の場合、上記
の各図より、人工時効時間が比較的短時間で規格値を満
足することが判る。また２型に対して実験を行ったが同
様な傾向にあることが判る。
【００１３】
【発明の効果】本発明のアルミニウム合金粗大結晶粒材
の機械的性質改善方法によれば、建材として十分な伸び
率（％），引張強さ（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）等の機械的性質
を有する結晶模様製品を提供することが可能であり、建
材の需要開拓に資すること大である。
の機械的性質改善方法によれば、建材として十分な伸び
率（％），引張強さ（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）等の機械的性質
を有する結晶模様製品を提供することが可能であり、建
材の需要開拓に資すること大である。
【図１】本発明の実施態様例に於ける工程説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例における型NO.1の押出形材形状
の説明図である。
の説明図である。
【図３】本発明の実施例における型NO.2の押出形材形状
の説明図である。
の説明図である。
【図４】本発明の実施例における型NO.1の型を用い、各
冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と伸び率
（％）との関係グラフである。
冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と伸び率
（％）との関係グラフである。
【図５】本発明の実施例における型NO.1の型を用い、各
冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と引張強さ
（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）との関係グラフである。
冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と引張強さ
（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）との関係グラフである。
【図６】本発明の実施例における型NO.2の型を用い、各
冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と伸び率
（％）との関係グラフである。
冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と伸び率
（％）との関係グラフである。
【図７】本発明の実施例における型NO.2の型を用い、各
冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と引張強さ
（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）との関係グラフである。
冷却条件に於ける人工時効処理時間（ｈ）と引張強さ
（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）との関係グラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム合金を押出加工し、４６０
℃以上の温度にて熱処理を施し結晶粒の平均粒径を１mm
以上に粗大化させ、熱処理後直ちに形材を３６００℃／
ｈ以上の速度で冷却し、その後人工時効処理を施すこと
特徴とするアルミニウム合金の粗大結晶粒材の機械的性
質改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16780693A JPH0718391A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | アルミニウム合金の粗大結晶粒材の機械的性質改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16780693A JPH0718391A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | アルミニウム合金の粗大結晶粒材の機械的性質改善方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0718391A true JPH0718391A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15856459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16780693A Pending JPH0718391A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | アルミニウム合金の粗大結晶粒材の機械的性質改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718391A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5653015A (en) * | 1994-09-12 | 1997-08-05 | The Whitaker Corporation | Multiwire cable connection apparatus |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP16780693A patent/JPH0718391A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5653015A (en) * | 1994-09-12 | 1997-08-05 | The Whitaker Corporation | Multiwire cable connection apparatus |
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