JPH0792101B2 - アルミニウム合金製ボルトの製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製ボルトの製造方法Info
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- JPH0792101B2 JPH0792101B2 JP33874292A JP33874292A JPH0792101B2 JP H0792101 B2 JPH0792101 B2 JP H0792101B2 JP 33874292 A JP33874292 A JP 33874292A JP 33874292 A JP33874292 A JP 33874292A JP H0792101 B2 JPH0792101 B2 JP H0792101B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軽量で耐久性の優れたア
ルミニウム合金製ボルトの製造方法に関するものであ
る。
ルミニウム合金製ボルトの製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、種々の機械装置や車両などは主と
して鋼材を用いて製造されるのが普通であった。しかし
近時は、作動速度の高速化や省エネルギーのために軽量
化することが求められる傾向にあり、例えばアルミニウ
ム、チタン、マグネシウムなどの軽金属材料、セラミッ
ク材料、強化プラスチック、或いはこれらの複合材料等
の比重が小さい材料で製造されるようになってきてい
る。
して鋼材を用いて製造されるのが普通であった。しかし
近時は、作動速度の高速化や省エネルギーのために軽量
化することが求められる傾向にあり、例えばアルミニウ
ム、チタン、マグネシウムなどの軽金属材料、セラミッ
ク材料、強化プラスチック、或いはこれらの複合材料等
の比重が小さい材料で製造されるようになってきてい
る。
【０００３】一方、ボルト類は抗張力が大きくて加工が
比較的に容易な鋼材を用いて製造されていたが、比重が
大きいために取り扱うのに不便な点があった。また機械
装置などの主要部材を比重の小さい材料で製造した場合
でも、それらを結合するためのボルト類は小型であるた
めに軽視され、鋼材で製造されたものをそのまま使用す
ることが多かった。しかしボルト類の使用数量が多くな
ると全体の重量を低減するうえで無視することができな
くなり、また軽金属材料と鋼材との接触では腐食劣化が
進みやすいという問題もあった。
比較的に容易な鋼材を用いて製造されていたが、比重が
大きいために取り扱うのに不便な点があった。また機械
装置などの主要部材を比重の小さい材料で製造した場合
でも、それらを結合するためのボルト類は小型であるた
めに軽視され、鋼材で製造されたものをそのまま使用す
ることが多かった。しかしボルト類の使用数量が多くな
ると全体の重量を低減するうえで無視することができな
くなり、また軽金属材料と鋼材との接触では腐食劣化が
進みやすいという問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そのためにアルミニウ
ム等の軽金属材料でボルト類を製造しようとする試みが
なされ、しかもアルミニウム合金製ボルトの規格（ＪＩ
Ｓ−Ｂ−１０５７）も制定されるにいたっているが、此
の規格に合格する強度と耐久性を有し、しかも鋼製のボ
ルト類と同様な経済性を有する軽金属製のボルト類は未
だに得られていない。そこで本発明は軽量であってＪＩ
Ｓ規格に適合する性能を備え、且つ経済性をも満足させ
ることができるアルミニウム合金製ボルトを製造する方
法を提供しようとするものである。
ム等の軽金属材料でボルト類を製造しようとする試みが
なされ、しかもアルミニウム合金製ボルトの規格（ＪＩ
Ｓ−Ｂ−１０５７）も制定されるにいたっているが、此
の規格に合格する強度と耐久性を有し、しかも鋼製のボ
ルト類と同様な経済性を有する軽金属製のボルト類は未
だに得られていない。そこで本発明は軽量であってＪＩ
Ｓ規格に適合する性能を備え、且つ経済性をも満足させ
ることができるアルミニウム合金製ボルトを製造する方
法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
７０００系アルミニウム合金線材を加工度が加工歪みの
自然対数値で０．３５〜０．８の範囲内となるように冷
間圧造してボルト形状に成形した後、４８０℃を超える
温度からの急冷と１５０〜２２０℃の範囲内での時効処
理とを含む熱処理を加え、次いで亜鉛メッキ、クロム酸
酸化、及び陽極酸化から選択されたいずれかの表面処理
を行うことを特徴とするアルミニウム合金製ボルトの製
造方法によって達成される。
７０００系アルミニウム合金線材を加工度が加工歪みの
自然対数値で０．３５〜０．８の範囲内となるように冷
間圧造してボルト形状に成形した後、４８０℃を超える
温度からの急冷と１５０〜２２０℃の範囲内での時効処
理とを含む熱処理を加え、次いで亜鉛メッキ、クロム酸
酸化、及び陽極酸化から選択されたいずれかの表面処理
を行うことを特徴とするアルミニウム合金製ボルトの製
造方法によって達成される。
【０００６】そして本発明のアルミニウム合金製ボルト
の製造方法において使用される７０００系アルミニウム
合金線材としては、特に７０５０系アルミニウム合金線
材であることが好ましい。
の製造方法において使用される７０００系アルミニウム
合金線材としては、特に７０５０系アルミニウム合金線
材であることが好ましい。
【０００７】７０００系アルミニウム合金は弾性係数が
低いうえに引張り強さに対する弾性限界の比が高く、更
に加工時の限界歪みが小さい特性がある。このようなア
ルミニウム合金の線材を用いてボルトの圧造を行うに当
たっては、頭部は軸方向に圧縮して径を増加させ、また
ネジ部は径方向に圧縮してねじ山を立てるのであるが、
この際の全ての部分の加工度が加工歪みの自然対数値で
０．３５〜０．８の範囲内となるように加工条件を設定
する必要がある。此の加工度の値が０．３５に満たない
部分があると、次工程の熱処理において結晶粒径の粗大
化が起こって使用時に破断し易いから、更に加工度を高
めて０．３５以上にする。また加工度の値が０．８を超
えるときは、熱処理後の強度低下の問題はないが圧造時
に加工割れを起こし易いから、０．８以上の加工は好ま
しくない。
低いうえに引張り強さに対する弾性限界の比が高く、更
に加工時の限界歪みが小さい特性がある。このようなア
ルミニウム合金の線材を用いてボルトの圧造を行うに当
たっては、頭部は軸方向に圧縮して径を増加させ、また
ネジ部は径方向に圧縮してねじ山を立てるのであるが、
この際の全ての部分の加工度が加工歪みの自然対数値で
０．３５〜０．８の範囲内となるように加工条件を設定
する必要がある。此の加工度の値が０．３５に満たない
部分があると、次工程の熱処理において結晶粒径の粗大
化が起こって使用時に破断し易いから、更に加工度を高
めて０．３５以上にする。また加工度の値が０．８を超
えるときは、熱処理後の強度低下の問題はないが圧造時
に加工割れを起こし易いから、０．８以上の加工は好ま
しくない。
【０００８】上記のように線材から圧造されたボルト
は、一旦４８０℃以上に加熱した後例えば１２０℃以下
に急冷する。次に例えば１２０℃に２４時間保持した後
に１８０〜２２０℃の範囲内まで加熱し、更に１００〜
１５０℃に２〜２４時間程度保持して材料内部の結晶構
造の強化に寄与する析出物の分布を制御するための時効
処理を行う。このような熱処理は圧造によって乱れた材
料内部の結晶構造の歪みを緩和するだけでなく、結晶粒
界が強化されるので、応力腐食の発生を防ぐのに必須で
ある。
は、一旦４８０℃以上に加熱した後例えば１２０℃以下
に急冷する。次に例えば１２０℃に２４時間保持した後
に１８０〜２２０℃の範囲内まで加熱し、更に１００〜
１５０℃に２〜２４時間程度保持して材料内部の結晶構
造の強化に寄与する析出物の分布を制御するための時効
処理を行う。このような熱処理は圧造によって乱れた材
料内部の結晶構造の歪みを緩和するだけでなく、結晶粒
界が強化されるので、応力腐食の発生を防ぐのに必須で
ある。
【０００９】こうして熱処理されたボルトは、使用時の
耐久性を高めるために表面処理を行う必要があるが、か
かる表面処理方法としては亜鉛メッキ、クロム酸酸化、
及び陽極酸化から選択されたいずれかの方法が適してい
る。これらの方法はボルトの締め付け性能や使用環境等
の使用目的及び経済性などを勘案して選択することが望
ましい。
耐久性を高めるために表面処理を行う必要があるが、か
かる表面処理方法としては亜鉛メッキ、クロム酸酸化、
及び陽極酸化から選択されたいずれかの方法が適してい
る。これらの方法はボルトの締め付け性能や使用環境等
の使用目的及び経済性などを勘案して選択することが望
ましい。
【００１０】
【作用】本発明のアルミニウム合金製ボルトの製造方法
によれば、圧造時に加工割れを起こすことなく強度が大
きくて耐久性の高いアルミニウム合金製ボルトを製造す
ることができる。
によれば、圧造時に加工割れを起こすことなく強度が大
きくて耐久性の高いアルミニウム合金製ボルトを製造す
ることができる。
【００１１】
【実施例】（実施例）径が６mmの７０５０アルミニウム
合金線材を用いて、ボルトのどの部分も加工歪みの自然
対数値が０．３５〜０．８の範囲内となるように頭部を
据え込み、またねじ部を押し出して圧造し、呼び径５m
m、ピッチ０．８mmの十字穴付き六角アプセットボルト
を成形した。次いでＪＩＳ−Ｂ１０５７−ＡＬ６の熱処
理方法に従って４７０℃からの急冷処理を行い、１２０
℃で２４時間保持したのち、一旦２５０℃に達しないよ
う短時間加熱して母相粒界に優先的に析出した金属間化
合物を再固溶させ、更に１７０℃で６時間の再時効処理
を行った。その後、金属亜鉛めっきを施して、本発明の
アルミニウム合金製ボルトを得た。このボルトはＪＩＳ
−Ｂ１０５７−ＡＬ６に規定された機械的性質を満足し
ており、しかも締めつけた状態で腐食性塩類水溶液中に
浸漬する促進試験を１０００時間行っても異常が認めら
れなかった。
合金線材を用いて、ボルトのどの部分も加工歪みの自然
対数値が０．３５〜０．８の範囲内となるように頭部を
据え込み、またねじ部を押し出して圧造し、呼び径５m
m、ピッチ０．８mmの十字穴付き六角アプセットボルト
を成形した。次いでＪＩＳ−Ｂ１０５７−ＡＬ６の熱処
理方法に従って４７０℃からの急冷処理を行い、１２０
℃で２４時間保持したのち、一旦２５０℃に達しないよ
う短時間加熱して母相粒界に優先的に析出した金属間化
合物を再固溶させ、更に１７０℃で６時間の再時効処理
を行った。その後、金属亜鉛めっきを施して、本発明の
アルミニウム合金製ボルトを得た。このボルトはＪＩＳ
−Ｂ１０５７−ＡＬ６に規定された機械的性質を満足し
ており、しかも締めつけた状態で腐食性塩類水溶液中に
浸漬する促進試験を１０００時間行っても異常が認めら
れなかった。
【００１２】（比較例１）径が４．５mmの７０７５アル
ミニウム合金線材を用いて実施例と同じ形状のボルトを
成形したが、頭部が割れて満足な製品が得られなかっ
た。
ミニウム合金線材を用いて実施例と同じ形状のボルトを
成形したが、頭部が割れて満足な製品が得られなかっ
た。
【００１３】（比較例２）径が４．５mmの７０５０アル
ミニウム合金線材を用いて実施例と同じ形状のボルトを
成形した他は、実施例と同様にしてアルミニウム合金製
ボルトを得た。このボルトはＪＩＳ−Ｂ１０５７−ＡＬ
６に規定された機械的性質の規格値を満たしていなかっ
た。
ミニウム合金線材を用いて実施例と同じ形状のボルトを
成形した他は、実施例と同様にしてアルミニウム合金製
ボルトを得た。このボルトはＪＩＳ−Ｂ１０５７−ＡＬ
６に規定された機械的性質の規格値を満たしていなかっ
た。
【００１４】（比較例３）実施例と同様にしてボルトを
成形し、１７０℃で６時間の再時効処理を省略した他は
実施例と同様にしてアルミニウム合金製ボルトを得た。
このボルトはＪＩＳ−Ｂ１０５７−ＡＬ６に規定された
機械的性質の規格値を満足していたが、実施例と同様の
促進試験では約５０時間で破壊した。
成形し、１７０℃で６時間の再時効処理を省略した他は
実施例と同様にしてアルミニウム合金製ボルトを得た。
このボルトはＪＩＳ−Ｂ１０５７−ＡＬ６に規定された
機械的性質の規格値を満足していたが、実施例と同様の
促進試験では約５０時間で破壊した。
【００１５】（比較例４）実施例と同様にして成形と熱
処理を行い、亜鉛めっき処理を省略したアルミニウム合
金製ボルトについて、実施例と同様の促進試験を行った
ところ約７００時間で破壊した。
処理を行い、亜鉛めっき処理を省略したアルミニウム合
金製ボルトについて、実施例と同様の促進試験を行った
ところ約７００時間で破壊した。
【００１６】
【発明の効果】本発明のアルミニウム合金製ボルトの製
造方法は、軽量で充分に大きい締め付け強度を有し、し
かも耐久性が高くて信頼性も高いアルミニウム合金製ボ
ルトを、経済的に生産することができる効果を有する。
造方法は、軽量で充分に大きい締め付け強度を有し、し
かも耐久性が高くて信頼性も高いアルミニウム合金製ボ
ルトを、経済的に生産することができる効果を有する。
Claims (2)
- 【請求項１】 ７０００系アルミニウム合金線材を加工
度が加工歪みの自然対数値で０．３５〜０．８の範囲内
となるよう冷間圧造してボルト形状に成形した後、４８
０℃を超える温度からの急冷と１５０〜２２０℃の範囲
内での時効処理とを含む熱処理を加え、次いで亜鉛メッ
キ、クロム酸酸化、及び陽極酸化から選択されたいずれ
かの表面処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金
製ボルトの製造方法。 - 【請求項２】 ７０００系アルミニウム合金線材が７０
５０系アルミニウム合金線材である請求項１記載のアル
ミニウム合金製ボルトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33874292A JPH0792101B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | アルミニウム合金製ボルトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33874292A JPH0792101B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | アルミニウム合金製ボルトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06185512A JPH06185512A (ja) | 1994-07-05 |
| JPH0792101B2 true JPH0792101B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=18321035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33874292A Expired - Fee Related JPH0792101B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | アルミニウム合金製ボルトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792101B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4944525B2 (ja) * | 2006-07-18 | 2012-06-06 | 株式会社神戸製鋼所 | ボルトの製造方法、ボルト、ボルト用の形材、ボルト用の形材の成形装置及びボルト用の形材の成形方法 |
| JP6091046B2 (ja) | 2010-11-10 | 2017-03-08 | 株式会社トープラ | アルミ合金ボルトの製造方法及びアルミ合金ボルト |
| JP6351229B2 (ja) * | 2013-10-08 | 2018-07-04 | Sus株式会社 | ボルトの製造方法 |
| CN105088303A (zh) * | 2014-05-16 | 2015-11-25 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种7050超厚铝合金的硬质阳极化工艺方法 |
| JP6461854B2 (ja) * | 2016-05-10 | 2019-01-30 | 日産ネジ株式会社 | 高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法 |
| CN109909690A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-21 | 浙江力友汽车科技有限公司 | 一种变速箱螺栓的加工工艺 |
| JP7403109B2 (ja) * | 2019-10-31 | 2023-12-22 | 松本重工業株式会社 | アルミニウム合金製ボルトおよびその製造方法 |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33874292A patent/JPH0792101B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06185512A (ja) | 1994-07-05 |
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|---|---|---|---|
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