JPH07268533A - 自動車衝撃吸収部材用アルミニウム合金 - Google Patents
自動車衝撃吸収部材用アルミニウム合金Info
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- JPH07268533A JPH07268533A JP8392794A JP8392794A JPH07268533A JP H07268533 A JPH07268533 A JP H07268533A JP 8392794 A JP8392794 A JP 8392794A JP 8392794 A JP8392794 A JP 8392794A JP H07268533 A JPH07268533 A JP H07268533A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度でかつ生産性に優れた大型薄肉中空断
面を有する押出形材を提供するためのアルミニウム合金
に関する。 【構成】 Ｚｎ６．２〜７．２ｗｔ％、Ｍｇ０．８〜
１．２ｗｔ％、Ｃｕ０．０５〜０．２０ｗｔ％、Ｍｎ
０．０５〜０．３０ｗｔ％、Ｃｎ０．０５〜０．２０ｗ
ｔ％を主添加成分とするアルミニウム合金。
面を有する押出形材を提供するためのアルミニウム合金
に関する。 【構成】 Ｚｎ６．２〜７．２ｗｔ％、Ｍｇ０．８〜
１．２ｗｔ％、Ｃｕ０．０５〜０．２０ｗｔ％、Ｍｎ
０．０５〜０．３０ｗｔ％、Ｃｎ０．０５〜０．２０ｗ
ｔ％を主添加成分とするアルミニウム合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバンパ・リィンホースメ
ントまたはインパクトビーム等の自動車用衝撃吸収部材
に関する。
ントまたはインパクトビーム等の自動車用衝撃吸収部材
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からバンパ・リィンホースメントま
たはインパクトビーム等の衝撃吸収部材の材料として
は、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金であるＪＩＳ呼称Ａ７００
３が使用されている。しかし、最近の自動車はより軽量
化しつつ、安全性向上を図る必要性に迫られている。か
かる要求の下では、Ａ７００３では０．２％耐力約３０
ｋｇｆ／ｍｍ2 と強度的に不充分であり、Ａ７０２１、
Ａ７０２９、Ａ７０４６等の合金では０．２％耐力４０
ｋｇｆ／ｍｍ2 級が得られるが、押出加工性が非常に悪
く、特に添付図面に示すごとく、大型薄肉中空断面を有
する形材に至っては形状そのものが成形できないか、た
とえ押出加工ができても非常に生産性が悪く、実用的で
なかった。また、耐応力腐食割れ性の点でも難があっ
た。
たはインパクトビーム等の衝撃吸収部材の材料として
は、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金であるＪＩＳ呼称Ａ７００
３が使用されている。しかし、最近の自動車はより軽量
化しつつ、安全性向上を図る必要性に迫られている。か
かる要求の下では、Ａ７００３では０．２％耐力約３０
ｋｇｆ／ｍｍ2 と強度的に不充分であり、Ａ７０２１、
Ａ７０２９、Ａ７０４６等の合金では０．２％耐力４０
ｋｇｆ／ｍｍ2 級が得られるが、押出加工性が非常に悪
く、特に添付図面に示すごとく、大型薄肉中空断面を有
する形材に至っては形状そのものが成形できないか、た
とえ押出加工ができても非常に生産性が悪く、実用的で
なかった。また、耐応力腐食割れ性の点でも難があっ
た。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は
０．２％耐力を３６〜４０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度に確保し
つつ、大型薄肉中空断面形状を有する押出形材を生産性
よく製造できるアルミニウム合金およびその形材の生産
方法を提供せんとするものである。さらに、自動車用衝
撃吸収部材として対応できるだけの良好な応力腐食割れ
性を確保せんとするものである。
０．２％耐力を３６〜４０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度に確保し
つつ、大型薄肉中空断面形状を有する押出形材を生産性
よく製造できるアルミニウム合金およびその形材の生産
方法を提供せんとするものである。さらに、自動車用衝
撃吸収部材として対応できるだけの良好な応力腐食割れ
性を確保せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
をベースにして各成分の引っ張り強度、０．２％耐力、
耐応力腐食割れ性および押出加工性に対する影響を精意
研究した結果、Ｍｇは強度向上に効くが、押出加工性が
著しく悪くなる。基本的強度を確保するには０．８ｗｔ
％以上が必要であり、一方、１．２ｗｔ％を超えると著
しく押出加工性が悪くなることが明らかになった。次
に、Ｚｎは押出加工性をあまり低下させず強度向上に寄
与する有効な成分であるが、Ｍｇ成分に対するＺｎ成分
量を著しく多くすると耐応力腐食割れ性が悪化し、実用
的でなくなる。従って、Ｚｎ成分は６．２〜７．２ｗｔ
％が良い。Ｃｕ成分は強度向上および応力腐食割れ性が
改善できるが、０．２ｗｔ％を超えると押出加工性が悪
くなるだけでなく一般耐食性が低下して自動車用衝撃吸
収部材への適用が困難になることが明らかになった。Ｍ
ｎは繊維状組織の安定化を図り、強度および耐応力腐食
割れ性を維持するために有効な元素である。しかし、
０．３ｗｔ％を超えて含有されると押出性が阻害される
ため、含有量は０．３ｗｔ％以下とする。Ｃｒ、Ｚｒは
粗大再結晶化を抑制し、繊維状組織を維持することで耐
応力腐食割れ性を改善する。しかし、Ｃｒ０．２ｗｔ
％、Ｚｒ０．２５ｗｔ％を超えると靱性が低下し、０．
０５ｗｔ％以下ではその効果が小さい。従って、含有量
はＣｒ０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｚｒ０．０５〜０．２
５ｗｔ％とする。Ｔｉは結晶粒を微細化し、組織の安定
化を図ることができるが、０．２ｗｔ％を超えると押出
性を阻害する。従って、含有量は０．２ｗｔ％以下とし
た。以上のような成分配合のアルミニウム合金を常用手
段を用いて円柱ビレットに鋳造し、その後に４２０〜４
６０℃で４Ｈｒ以上均質化処理すると、高強度で、かつ
大型薄肉中空断面形状を有する押出形材を製造できるこ
とが明らかになった。ここで、均質化処理が４６０℃以
上では安定した強度が得られず、４２０℃以下では耐応
力腐食割れ性が悪くなることも明らかになった。
をベースにして各成分の引っ張り強度、０．２％耐力、
耐応力腐食割れ性および押出加工性に対する影響を精意
研究した結果、Ｍｇは強度向上に効くが、押出加工性が
著しく悪くなる。基本的強度を確保するには０．８ｗｔ
％以上が必要であり、一方、１．２ｗｔ％を超えると著
しく押出加工性が悪くなることが明らかになった。次
に、Ｚｎは押出加工性をあまり低下させず強度向上に寄
与する有効な成分であるが、Ｍｇ成分に対するＺｎ成分
量を著しく多くすると耐応力腐食割れ性が悪化し、実用
的でなくなる。従って、Ｚｎ成分は６．２〜７．２ｗｔ
％が良い。Ｃｕ成分は強度向上および応力腐食割れ性が
改善できるが、０．２ｗｔ％を超えると押出加工性が悪
くなるだけでなく一般耐食性が低下して自動車用衝撃吸
収部材への適用が困難になることが明らかになった。Ｍ
ｎは繊維状組織の安定化を図り、強度および耐応力腐食
割れ性を維持するために有効な元素である。しかし、
０．３ｗｔ％を超えて含有されると押出性が阻害される
ため、含有量は０．３ｗｔ％以下とする。Ｃｒ、Ｚｒは
粗大再結晶化を抑制し、繊維状組織を維持することで耐
応力腐食割れ性を改善する。しかし、Ｃｒ０．２ｗｔ
％、Ｚｒ０．２５ｗｔ％を超えると靱性が低下し、０．
０５ｗｔ％以下ではその効果が小さい。従って、含有量
はＣｒ０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｚｒ０．０５〜０．２
５ｗｔ％とする。Ｔｉは結晶粒を微細化し、組織の安定
化を図ることができるが、０．２ｗｔ％を超えると押出
性を阻害する。従って、含有量は０．２ｗｔ％以下とし
た。以上のような成分配合のアルミニウム合金を常用手
段を用いて円柱ビレットに鋳造し、その後に４２０〜４
６０℃で４Ｈｒ以上均質化処理すると、高強度で、かつ
大型薄肉中空断面形状を有する押出形材を製造できるこ
とが明らかになった。ここで、均質化処理が４６０℃以
上では安定した強度が得られず、４２０℃以下では耐応
力腐食割れ性が悪くなることも明らかになった。
【０００５】さらに、大型薄肉中空断面形状を有する形
材の押出加工性を向上させる手段として、当該アルミニ
ウム合金からなるビレットの予備加熱方法を次のように
組み合わせることにより効果的であることも明らかにな
った。円柱ビレットを用いて図１、図２に示す大型薄肉
中空断面を押出加工する際に、ビレット内部のアルミニ
ウム変形抵抗が大きく、加工熱が多く発生する。従っ
て、押出スピードを高めようとすると押出時の加工熱に
よりビレットの押出後方部が温度上昇し、押出形材の結
晶粒の粗大化および割れ、むしれ等の表面欠陥が生じ
る。そこで、押出加工時のビレットの予備加熱を押出始
め側ビレット先端部を４６０〜５２０℃で、かつ先端か
ら押出終わり側ビレット後端にかけて５０〜１５０℃／
ｍの割合にて高温から低温側へと温度傾斜を設けた。こ
のような予備加熱方法をとることにより、さらに押出加
工性が良くなった。
材の押出加工性を向上させる手段として、当該アルミニ
ウム合金からなるビレットの予備加熱方法を次のように
組み合わせることにより効果的であることも明らかにな
った。円柱ビレットを用いて図１、図２に示す大型薄肉
中空断面を押出加工する際に、ビレット内部のアルミニ
ウム変形抵抗が大きく、加工熱が多く発生する。従っ
て、押出スピードを高めようとすると押出時の加工熱に
よりビレットの押出後方部が温度上昇し、押出形材の結
晶粒の粗大化および割れ、むしれ等の表面欠陥が生じ
る。そこで、押出加工時のビレットの予備加熱を押出始
め側ビレット先端部を４６０〜５２０℃で、かつ先端か
ら押出終わり側ビレット後端にかけて５０〜１５０℃／
ｍの割合にて高温から低温側へと温度傾斜を設けた。こ
のような予備加熱方法をとることにより、さらに押出加
工性が良くなった。
【０００６】
【実施例】本発明による具体的な実施例を以下に示す。 実施例１ 表１に示す本発明による各種合金を用いて直径２０４ｍ
ｍ、長さ９００ｍｍの円柱ビレットを鋳造し、図１およ
び図２に示す大型薄肉中空断面を有する形材を通常用い
られる３０００ＴＯＮ油圧押出プレスを用いて押出成形
評価した結果を表２に示す。なお、比較のために従来合
金および比較例も示した。図１は４０〜７０ｍｍ×８０
〜１４０ｍｍ、肉厚１〜２．５ｍｍの中空断面を有する
形材を示し、図２は６０〜８０ｍｍ×６０〜１６０ｍ
ｍ、肉厚１〜３ｍｍの中空断面を有する形材を示す。そ
の際の評価項目および評価方法を以下に概説すると、押
出加工性は肉ひけ、割れ等、形状欠陥およびむしれ等の
外観欠陥が生じない形材の押出最大スピードを測定し
た。引っ張り強度および０．２％耐力はＪＩＳ５号片を
切り出し、評価した。また、耐応力腐食割れ性は一定応
力を負荷した試験片を酸化クロム３６ｇ／ｌ、ニクロム
酸カリウム３０ｇ／ｌ、塩化ナトリウム３ｇ／ｌからな
る５０℃水溶液に７２時間浸漬後にクラックの発生状況
を評価した。 注）耐応力腐食割れ性評価基準 ○：クラック発生なし △：微少クラック発生
×：層状割れ発生 表２から明らかなように、本発明合金は従来合金ＮＯ．
６より２０％以上０．２％耐力が向上し、しかも押出加
工性は低下させない。一方、従来合金ＮＯ．７〜ＮＯ．
８は高強度は得られるが、大型薄肉中空断面形状を有す
る形材が実用上、得られない。
ｍ、長さ９００ｍｍの円柱ビレットを鋳造し、図１およ
び図２に示す大型薄肉中空断面を有する形材を通常用い
られる３０００ＴＯＮ油圧押出プレスを用いて押出成形
評価した結果を表２に示す。なお、比較のために従来合
金および比較例も示した。図１は４０〜７０ｍｍ×８０
〜１４０ｍｍ、肉厚１〜２．５ｍｍの中空断面を有する
形材を示し、図２は６０〜８０ｍｍ×６０〜１６０ｍ
ｍ、肉厚１〜３ｍｍの中空断面を有する形材を示す。そ
の際の評価項目および評価方法を以下に概説すると、押
出加工性は肉ひけ、割れ等、形状欠陥およびむしれ等の
外観欠陥が生じない形材の押出最大スピードを測定し
た。引っ張り強度および０．２％耐力はＪＩＳ５号片を
切り出し、評価した。また、耐応力腐食割れ性は一定応
力を負荷した試験片を酸化クロム３６ｇ／ｌ、ニクロム
酸カリウム３０ｇ／ｌ、塩化ナトリウム３ｇ／ｌからな
る５０℃水溶液に７２時間浸漬後にクラックの発生状況
を評価した。 注）耐応力腐食割れ性評価基準 ○：クラック発生なし △：微少クラック発生
×：層状割れ発生 表２から明らかなように、本発明合金は従来合金ＮＯ．
６より２０％以上０．２％耐力が向上し、しかも押出加
工性は低下させない。一方、従来合金ＮＯ．７〜ＮＯ．
８は高強度は得られるが、大型薄肉中空断面形状を有す
る形材が実用上、得られない。
【０００７】次に、合金ＮＯ．１を用いてビレットの均
質化処理条件を種々変化させて図２に示す形材を同様に
押出評価した結果を表３に示す。
質化処理条件を種々変化させて図２に示す形材を同様に
押出評価した結果を表３に示す。
【０００８】実施例２ 合金ＮＯ．１を用いて直径２０４ｍｍ×９００ｍｍの円
柱ビレットを４４０℃×１２時間の均質化処理をした後
に３０００ＴＯＮの通常の直接押出プレスによる押出加
工時のビレットの予備加熱の条件を変化させて図２に示
す断面形状を有する形材を押出評価した。ここで、ビレ
ットの予備加熱は通常使用されているコイル状の誘導低
周波加熱装置のコイルの巻き幅を変化させて、ビレット
の押出先端部から後端部へ温度傾斜させた。その評価結
果を表４に示す。 表４から、明らかにビレット後端にかけてビレット加熱
温度を低くした方が押出形材全長に渡り良好な形材が得
られた。
柱ビレットを４４０℃×１２時間の均質化処理をした後
に３０００ＴＯＮの通常の直接押出プレスによる押出加
工時のビレットの予備加熱の条件を変化させて図２に示
す断面形状を有する形材を押出評価した。ここで、ビレ
ットの予備加熱は通常使用されているコイル状の誘導低
周波加熱装置のコイルの巻き幅を変化させて、ビレット
の押出先端部から後端部へ温度傾斜させた。その評価結
果を表４に示す。 表４から、明らかにビレット後端にかけてビレット加熱
温度を低くした方が押出形材全長に渡り良好な形材が得
られた。
【０００９】
【発明の効果】本発明によるアルミニウム合金にて大型
薄肉中空断面形状を有する押出形材が、生産性良く良好
に得られる。また、自動車用衝撃吸収部材に適用すると
耐応力腐食割れ性に優れ、軽量で小型かつ高衝撃吸収製
品が得られる。
薄肉中空断面形状を有する押出形材が、生産性良く良好
に得られる。また、自動車用衝撃吸収部材に適用すると
耐応力腐食割れ性に優れ、軽量で小型かつ高衝撃吸収製
品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
【図２】本発明により得られたアルミニウム合金を用い
て押出加工される大型薄肉中空断面の例を示す。
て押出加工される大型薄肉中空断面の例を示す。
【図３】本発明によるアルミニウム押出形材が適用され
たバンパ・リィンホースメントの例を示す。
たバンパ・リィンホースメントの例を示す。
【図４】本発明によるアルミニウム押出形材が適用され
たインパクトビームの例を示す。
たインパクトビームの例を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｚｎ６．２〜７．２ｗｔ％、Ｍｇ０．８
〜１．２ｗｔ％、Ｃｕ０．０５〜０．２０ｗｔ％、Ｍｎ
０．０５〜０．３０ｗｔ％、Ｃｒ０．０５〜０．２０ｗ
ｔ％、Ｚｒ０．０５〜０．２５ｗｔ％、Ｔｉ０．０１〜
０．２０ｗｔ％を含み、残部Ａｌと不可避不純物からな
る自動車衝撃吸収部材用アルミニウム合金。 - 【請求項２】 請求項第１項記載のアルミニウム合金を
用いて円柱ビレットを鋳造成形し、該ビレットの先端部
から後端部へと先端部に対して５０〜１５０℃／ｍの低
温傾斜加熱後、押出成形を行うことを特徴とした自動車
用衝撃吸収部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8392794A JPH07268533A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 自動車衝撃吸収部材用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8392794A JPH07268533A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 自動車衝撃吸収部材用アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07268533A true JPH07268533A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13816238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8392794A Pending JPH07268533A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 自動車衝撃吸収部材用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07268533A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007119904A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-05-17 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 衝撃吸収性及び耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| JP2011144396A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
| JP2013100604A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-05-23 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたバンパーレインフォース用高強度アルミニウム合金押出材 |
| JP2015221924A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| CN107964615A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-27 | 华南理工大学 | 一种挤压型材用高强7xxx系铝合金及其制备方法 |
| US10697047B2 (en) | 2011-12-12 | 2020-06-30 | Kobe Steel, Ltd. | High strength aluminum alloy extruded material excellent in stress corrosion cracking resistance |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP8392794A patent/JPH07268533A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007119904A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-05-17 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 衝撃吸収性及び耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| JP2011144396A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
| US10697047B2 (en) | 2011-12-12 | 2020-06-30 | Kobe Steel, Ltd. | High strength aluminum alloy extruded material excellent in stress corrosion cracking resistance |
| JP2013100604A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-05-23 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたバンパーレインフォース用高強度アルミニウム合金押出材 |
| JP2015221924A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| CN107964615A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-27 | 华南理工大学 | 一种挤压型材用高强7xxx系铝合金及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041019 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041217 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20041224 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20050121 |