JPH08232035A - 曲げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材およびその製造方法 - Google Patents
曲げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH08232035A JPH08232035A JP6192995A JP6192995A JPH08232035A JP H08232035 A JPH08232035 A JP H08232035A JP 6192995 A JP6192995 A JP 6192995A JP 6192995 A JP6192995 A JP 6192995A JP H08232035 A JPH08232035 A JP H08232035A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- alloy material
- bumper
- temperature
- strength aluminum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｓｉ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ:0.2〜1.2 ％、Ｍ
ｇ:0.4〜1.5 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％を含有し、選択成
分としてＭｎ、Ｃｒ、Ｔｉのうちの１種以上を含み、残
部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金の押
出材で、該押出材のマトリックス中に粒径10〜200nm の
Ａｌ3 Ｚｒ粒子が1 μm3当たり200 個以上存在し、押出
材表層部の再結晶層が押出材表面から平均200 μm 以下
の厚さで存在する。 【効果】 強度特性および曲げ加工性に優れたアルミニ
ウム合金材が提供され、ポートホール押出でバンパー材
およびバンパー補強材として好適な形材が製造できる。
ｇ:0.4〜1.5 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％を含有し、選択成
分としてＭｎ、Ｃｒ、Ｔｉのうちの１種以上を含み、残
部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金の押
出材で、該押出材のマトリックス中に粒径10〜200nm の
Ａｌ3 Ｚｒ粒子が1 μm3当たり200 個以上存在し、押出
材表層部の再結晶層が押出材表面から平均200 μm 以下
の厚さで存在する。 【効果】 強度特性および曲げ加工性に優れたアルミニ
ウム合金材が提供され、ポートホール押出でバンパー材
およびバンパー補強材として好適な形材が製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、曲げ加工性に優れたバ
ンパー用高強度アルミニウム合金材、すなわちバンパー
およびバンパー補強材として好適なアルミニウム合金
材、およびその製造方法に関する。
ンパー用高強度アルミニウム合金材、すなわちバンパー
およびバンパー補強材として好適なアルミニウム合金
材、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】バンパーおよびバンパー補強材として使
用されるアルミニウム合金としては、6063合金、6N01合
金、6061合金などがあるが、これらの合金はバンパー材
として強度が必ずしも十分でない。また延性にも問題が
あり、とくに曲げ半径の小さい曲げ加工を行った場合、
肌荒れや微細な亀裂などの欠陥が生じ易く、これらの欠
陥に起因して割れに至ることもしばしば経験されてい
る。
用されるアルミニウム合金としては、6063合金、6N01合
金、6061合金などがあるが、これらの合金はバンパー材
として強度が必ずしも十分でない。また延性にも問題が
あり、とくに曲げ半径の小さい曲げ加工を行った場合、
肌荒れや微細な亀裂などの欠陥が生じ易く、これらの欠
陥に起因して割れに至ることもしばしば経験されてい
る。
【０００３】バンパー材は、通常、ポートホール押出を
行って所定形状の形材としのち、焼入れ、焼戻し処理を
行うことにより製造されるが、ポートホール押出は高い
押出力を必要とするため、ビレットを500 ℃以上の温度
に加熱し、変形抵抗を下げて押出加工を行うことが多
く、押出加工中に再結晶して、押し出された形材の全体
あるいは形材の表層部の相当部分に再結晶粒組織が形成
され易い。
行って所定形状の形材としのち、焼入れ、焼戻し処理を
行うことにより製造されるが、ポートホール押出は高い
押出力を必要とするため、ビレットを500 ℃以上の温度
に加熱し、変形抵抗を下げて押出加工を行うことが多
く、押出加工中に再結晶して、押し出された形材の全体
あるいは形材の表層部の相当部分に再結晶粒組織が形成
され易い。
【０００４】全体が再結晶したアルミニウム合金材で
は、焼入れ、焼戻し処理により強度を確保しようとする
と、延性が不十分となって曲げ加工において割れが生じ
易くなり、延性を確保した場合には強度が不十分とな
る。他方、表層部が再結晶した場合にも、表層部の相当
部分に粗大結晶組織が形成され、曲げ加工において割れ
発生の原因となる。
は、焼入れ、焼戻し処理により強度を確保しようとする
と、延性が不十分となって曲げ加工において割れが生じ
易くなり、延性を確保した場合には強度が不十分とな
る。他方、表層部が再結晶した場合にも、表層部の相当
部分に粗大結晶組織が形成され、曲げ加工において割れ
発生の原因となる。
【０００５】6000系アルミニウム合金材料における押出
加工中の再結晶を抑制するために、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｃｒな
どを添加することが知られているが、バンパー材のよう
に薄肉で複雑な形状を有する形材では、その抑制効果が
必ずしも十分でない。とくにＺｒは、ポートホール押出
に先立って500 ℃以上の温度領域に加熱すると、析出し
ているＡｌ3 Ｚｒ粒子がオストワルド成長により再固溶
または粗大化し、粗大化したＡｌ3 Ｚｒ粒子は安定相と
なるため、再結晶抑制効果が小さくなる。
加工中の再結晶を抑制するために、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｃｒな
どを添加することが知られているが、バンパー材のよう
に薄肉で複雑な形状を有する形材では、その抑制効果が
必ずしも十分でない。とくにＺｒは、ポートホール押出
に先立って500 ℃以上の温度領域に加熱すると、析出し
ているＡｌ3 Ｚｒ粒子がオストワルド成長により再固溶
または粗大化し、粗大化したＡｌ3 Ｚｒ粒子は安定相と
なるため、再結晶抑制効果が小さくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、6000系アル
ミニウム合金バンパー材における従来の上記問題点を解
消し、とくにＡｌ3 Ｚｒ粒子を再固溶または粗大化させ
ず適正量析出させることによりポートホール押出中にお
ける再結晶組織の形成を抑制し、且つ主要合金成分を十
分に再固溶させて、焼入れ、焼戻し処理によって優れた
強度および延性を得るために、合金組成、均質化処理条
件、押出条件、焼入れ、焼戻し処理条件の組み合わせに
ついて多角的に検討を加え、バンパー材として必要な特
性を得るためのＡｌ3 Ｚｒ粒子の大きさと析出量の限
界、再結晶層の限界について解明した結果としてなされ
たものであり、その目的は、バンパーおよびバンパー補
強材として十分な強度特性、加工性をそなえた曲げ加工
性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材および
その製造方法を提供することにある。
ミニウム合金バンパー材における従来の上記問題点を解
消し、とくにＡｌ3 Ｚｒ粒子を再固溶または粗大化させ
ず適正量析出させることによりポートホール押出中にお
ける再結晶組織の形成を抑制し、且つ主要合金成分を十
分に再固溶させて、焼入れ、焼戻し処理によって優れた
強度および延性を得るために、合金組成、均質化処理条
件、押出条件、焼入れ、焼戻し処理条件の組み合わせに
ついて多角的に検討を加え、バンパー材として必要な特
性を得るためのＡｌ3 Ｚｒ粒子の大きさと析出量の限
界、再結晶層の限界について解明した結果としてなされ
たものであり、その目的は、バンパーおよびバンパー補
強材として十分な強度特性、加工性をそなえた曲げ加工
性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材および
その製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による曲げ加工性に優れたバンパー用高強度
アルミニウム合金材は、Ｓｉ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ:0.2〜
1.2 ％、Ｍｇ:0.4〜1.5 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％を含有
し、Ｍｎ:0.05 〜1.0 ％、Ｃｒ:0.02 〜0.35％、Ｔｉ:
0.01 〜0.25％のうちの１種以上を含み、残部がＡｌお
よび不可避的不純物からなることを構成上の基本的特徴
とする。
めの本発明による曲げ加工性に優れたバンパー用高強度
アルミニウム合金材は、Ｓｉ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ:0.2〜
1.2 ％、Ｍｇ:0.4〜1.5 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％を含有
し、Ｍｎ:0.05 〜1.0 ％、Ｃｒ:0.02 〜0.35％、Ｔｉ:
0.01 〜0.25％のうちの１種以上を含み、残部がＡｌお
よび不可避的不純物からなることを構成上の基本的特徴
とする。
【０００８】また、上記組成のアルミニウム合金の押出
材であって、該押出材のマトリックス中に粒径10〜200n
m のＡｌ3 Ｚｒ粒子が1 μm3当たり200 個以上存在し、
押出材表層部の再結晶層が押出材表面から平均200 μm
以下の厚さで存在することを発明構成上の第２の特徴と
し、この場合、アルミニウム合金がさらにＭｎ:0.05
％、Ｃｒ:0.02 〜0.35％、Ｔｉ:0.01 〜0.25％のうちの
１種以上を含むことを第３の特徴とする。
材であって、該押出材のマトリックス中に粒径10〜200n
m のＡｌ3 Ｚｒ粒子が1 μm3当たり200 個以上存在し、
押出材表層部の再結晶層が押出材表面から平均200 μm
以下の厚さで存在することを発明構成上の第２の特徴と
し、この場合、アルミニウム合金がさらにＭｎ:0.05
％、Ｃｒ:0.02 〜0.35％、Ｔｉ:0.01 〜0.25％のうちの
１種以上を含むことを第３の特徴とする。
【０００９】本発明による曲げ加工性に優れたバンパー
用高強度アルミニウム合金材の製造方法は、上記組成の
アルミニウム合金の鋳塊を、350 ℃以上480 ℃未満の温
度で1 〜24時間均質化処理し、500 ℃以上の温度に加熱
して保持時間1 〜30分でポートホール押出加工を行うこ
とを第１の特徴とし、押出加工直後、60℃／分以上の速
度で冷却し、150 〜210 ℃の温度で1 〜24時間加熱する
焼戻し処理することを、および480 〜580 ℃の温度に加
熱して60℃／分以上の速度で冷却する焼入れ処理と上記
焼戻し処理を行うことを第２、第３の特徴とする。
用高強度アルミニウム合金材の製造方法は、上記組成の
アルミニウム合金の鋳塊を、350 ℃以上480 ℃未満の温
度で1 〜24時間均質化処理し、500 ℃以上の温度に加熱
して保持時間1 〜30分でポートホール押出加工を行うこ
とを第１の特徴とし、押出加工直後、60℃／分以上の速
度で冷却し、150 〜210 ℃の温度で1 〜24時間加熱する
焼戻し処理することを、および480 〜580 ℃の温度に加
熱して60℃／分以上の速度で冷却する焼入れ処理と上記
焼戻し処理を行うことを第２、第３の特徴とする。
【００１０】本発明のアルミニウム合金材の合金成分の
意義および限定理由について説明すると、Ｓｉは、Ｍｇ
と共存してＭｇ2 Ｓｉ粒子を析出し、合金材の強度を向
上させる。好ましい含有範囲は0.5 〜1.5 ％であり、0.
5 ％未満ではその効果が十分でなく、1.5 ％を越える
と、単体のＳｉが形成され、押出性を阻害し、伸びを低
下させる。
意義および限定理由について説明すると、Ｓｉは、Ｍｇ
と共存してＭｇ2 Ｓｉ粒子を析出し、合金材の強度を向
上させる。好ましい含有範囲は0.5 〜1.5 ％であり、0.
5 ％未満ではその効果が十分でなく、1.5 ％を越える
と、単体のＳｉが形成され、押出性を阻害し、伸びを低
下させる。
【００１１】Ｃｕは、Ｍｇと共存してＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ
系の化合物粒子を析出し、強度を向上させる。Ｃｕの好
ましい含有量は0.2 〜1.2 ％の範囲であり、0.2 ％未満
ではその効果が小さく、1.2 ％を越えて含有されると押
出性がわるくなり、耐食性も低下する。
系の化合物粒子を析出し、強度を向上させる。Ｃｕの好
ましい含有量は0.2 〜1.2 ％の範囲であり、0.2 ％未満
ではその効果が小さく、1.2 ％を越えて含有されると押
出性がわるくなり、耐食性も低下する。
【００１２】Ｍｇは、Ｓｉ、Ｃｕと共存することによ
り、化合物粒子を析出して強度を向上させる。好ましい
含有範囲は0.4 〜1.5 ％であり、0.4 ％未満ではその効
果が十分でなく、1.5 ％を越えると押出性が低下する。
Ｚｒは、Ａｌ3 Ｚｒ粒子を析出させ、合金材の再結晶を
抑制する効果がある。Ｚｒの好ましい含有量は0.05〜0.
3 ％の範囲であり、0.05％未満ではその効果が小さく、
0.3 ％を越えると巨大な不溶性金属間化合物が形成さ
れ、延性が低下する。
り、化合物粒子を析出して強度を向上させる。好ましい
含有範囲は0.4 〜1.5 ％であり、0.4 ％未満ではその効
果が十分でなく、1.5 ％を越えると押出性が低下する。
Ｚｒは、Ａｌ3 Ｚｒ粒子を析出させ、合金材の再結晶を
抑制する効果がある。Ｚｒの好ましい含有量は0.05〜0.
3 ％の範囲であり、0.05％未満ではその効果が小さく、
0.3 ％を越えると巨大な不溶性金属間化合物が形成さ
れ、延性が低下する。
【００１３】選択成分として添加されるＭｎ、Ｃｒ、Ｔ
ｉは、マトリックス中に、それぞれＡｌ−Ｍｎ（−Ｓ
ｉ）系、ＡｌＣｒ系、Ａｌ−Ｔｉ系の微細化合物粒子を
析出させ、再結晶抑制効果を高める。好ましい含有範囲
は、Ｍｎ:0.05 〜1.0 ％、Ｃｒ:0.02 〜0.35％、Ｔｉ:
0.01 〜0.25％であり、それぞれ下限未満では効果が小
さく、上限を越えると巨大な金属間化合物が形成され、
延性が害される。
ｉは、マトリックス中に、それぞれＡｌ−Ｍｎ（−Ｓ
ｉ）系、ＡｌＣｒ系、Ａｌ−Ｔｉ系の微細化合物粒子を
析出させ、再結晶抑制効果を高める。好ましい含有範囲
は、Ｍｎ:0.05 〜1.0 ％、Ｃｒ:0.02 〜0.35％、Ｔｉ:
0.01 〜0.25％であり、それぞれ下限未満では効果が小
さく、上限を越えると巨大な金属間化合物が形成され、
延性が害される。
【００１４】本発明において、Ｚｒの添加により形成さ
れるＡｌ3 Ｚｒ粒子は再結晶の抑制に有効に作用する
が、安定した効果を発揮させるためには、合金マトリッ
クス中に粒径が10〜200nm のＡｌ3 Ｚｒ粒子を1 μm3当
たり200 個以上析出させることが重要である。粒径範囲
が10〜200nm のＡｌ3 Ｚｒ粒子は、加工により導入され
た転位のピン止め効果に最も有効に作用し、再結晶を効
果的に抑制する。
れるＡｌ3 Ｚｒ粒子は再結晶の抑制に有効に作用する
が、安定した効果を発揮させるためには、合金マトリッ
クス中に粒径が10〜200nm のＡｌ3 Ｚｒ粒子を1 μm3当
たり200 個以上析出させることが重要である。粒径範囲
が10〜200nm のＡｌ3 Ｚｒ粒子は、加工により導入され
た転位のピン止め効果に最も有効に作用し、再結晶を効
果的に抑制する。
【００１５】サイズが10nm未満では、押出加工前の加熱
によって再固溶され易く、再結晶抑制効果が小さくな
る。200nm を越えるサイズでは、粒子とマトリックスと
の 整合性が失われ易く、転位のピン止め効果が低下す
る。また、マトリックス内でのＡｌ3 Ｚｒ粒子による転
位のピン止め効果の範囲は限界があるから、1 μm3当た
り200 個以上析出させる必要があり、200 個未満では、
転位をピン止めする効果が十分でなくなるため、再結晶
が生じ易くなる。
によって再固溶され易く、再結晶抑制効果が小さくな
る。200nm を越えるサイズでは、粒子とマトリックスと
の 整合性が失われ易く、転位のピン止め効果が低下す
る。また、マトリックス内でのＡｌ3 Ｚｒ粒子による転
位のピン止め効果の範囲は限界があるから、1 μm3当た
り200 個以上析出させる必要があり、200 個未満では、
転位をピン止めする効果が十分でなくなるため、再結晶
が生じ易くなる。
【００１６】また、押出材からなる本発明のアルミニウ
ム合金材においては、押出材表層部の粗大結晶粒からな
る再結晶層が押出材表面から平均 200μm 以下の厚さで
存在することが必要であり、押出材表層部の粗大結晶粒
層の厚さが平均200 μm を越えると、焼入れ、焼戻し処
理後の強度、伸びが不足し易く、曲げ加工における肌荒
れや微小亀裂発生の原因となる。
ム合金材においては、押出材表層部の粗大結晶粒からな
る再結晶層が押出材表面から平均 200μm 以下の厚さで
存在することが必要であり、押出材表層部の粗大結晶粒
層の厚さが平均200 μm を越えると、焼入れ、焼戻し処
理後の強度、伸びが不足し易く、曲げ加工における肌荒
れや微小亀裂発生の原因となる。
【００１７】本発明のアルミニウム合金材の製造方法に
ついて説明すると、造塊されたビレットについて、まず
均質化処理を行う。均質化処理は、とくにＡｌ3 Ｚｒ粒
子について所定範囲の析出を得るために必要であり、好
ましい均質化処理は350 ℃以上480 ℃未満の温度で1 〜
24時間加熱するという条件で行われる。加熱温度が350
℃未満あるいは加熱時間が1 時間未満では、Ｚｒ系化合
物の析出速度が遅くなるため、粒子の析出サイズが小さ
く析出数も少なくなり易い。加熱温度が480 ℃以上では
化合物粒子の粒径が大きくなり、また再固溶され易くな
る。
ついて説明すると、造塊されたビレットについて、まず
均質化処理を行う。均質化処理は、とくにＡｌ3 Ｚｒ粒
子について所定範囲の析出を得るために必要であり、好
ましい均質化処理は350 ℃以上480 ℃未満の温度で1 〜
24時間加熱するという条件で行われる。加熱温度が350
℃未満あるいは加熱時間が1 時間未満では、Ｚｒ系化合
物の析出速度が遅くなるため、粒子の析出サイズが小さ
く析出数も少なくなり易い。加熱温度が480 ℃以上では
化合物粒子の粒径が大きくなり、また再固溶され易くな
る。
【００１８】均質化処理されたビレットはポートホール
押出しされるが、押出加工に先立って500 ℃以上融点以
下の温度に加熱する。加熱後保持時間1 〜30分でポート
ホール押出を行い、所定の形状の形材とする。この条件
により、Ａｌ3 Ｚｒ粒子の分布を変化させることなくＭ
ｇ2 Ｓｉの固溶を促進させることができる。500 ℃未満
の加熱あるいは1 分未満の加熱では、Ｍｇ2 Ｓｉの固溶
が十分でなく強度が不足し易い。加熱時間が30分を越え
ると、Ａｌ3 Ｚｒ粒子が再固溶されて析出数が少なくな
り、また粒径も大きくなる。
押出しされるが、押出加工に先立って500 ℃以上融点以
下の温度に加熱する。加熱後保持時間1 〜30分でポート
ホール押出を行い、所定の形状の形材とする。この条件
により、Ａｌ3 Ｚｒ粒子の分布を変化させることなくＭ
ｇ2 Ｓｉの固溶を促進させることができる。500 ℃未満
の加熱あるいは1 分未満の加熱では、Ｍｇ2 Ｓｉの固溶
が十分でなく強度が不足し易い。加熱時間が30分を越え
ると、Ａｌ3 Ｚｒ粒子が再固溶されて析出数が少なくな
り、また粒径も大きくなる。
【００１９】得られたアルミニウム合金形材は、焼入
れ、焼戻し処理が施され、強度、延性が与えられる。好
ましい焼入れ温度は480 〜580 ℃の範囲であり、加熱後
60℃／分以上の速度で冷却する。加熱温度が480 ℃未満
では焼戻し後の強度が不足し、580 ℃を越えて加熱する
と部分的な融解が生じるおそれがある。焼入れ速度が60
℃／分未満では合金元素の固溶が不十分となり、また冷
却中に粒界に析出物が形成され伸びが低下する。なお、
押出前の加熱温度が500 ℃以上であることから、ポート
ホール押出時、押出機の出口で材料を60℃／分以上の速
度で冷却することにより、上記焼入れと同様の効果を得
ることができる。
れ、焼戻し処理が施され、強度、延性が与えられる。好
ましい焼入れ温度は480 〜580 ℃の範囲であり、加熱後
60℃／分以上の速度で冷却する。加熱温度が480 ℃未満
では焼戻し後の強度が不足し、580 ℃を越えて加熱する
と部分的な融解が生じるおそれがある。焼入れ速度が60
℃／分未満では合金元素の固溶が不十分となり、また冷
却中に粒界に析出物が形成され伸びが低下する。なお、
押出前の加熱温度が500 ℃以上であることから、ポート
ホール押出時、押出機の出口で材料を60℃／分以上の速
度で冷却することにより、上記焼入れと同様の効果を得
ることができる。
【００２０】焼戻し処理は、150 〜210 ℃の温度範囲に
1 〜24時間加熱することにより行うのが好ましく、焼戻
し処理によって微細なＭｇ2 Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系
化合物が析出し、高強度が得られる。加熱温度が150 ℃
未満、加熱時間が1 時間未満では析出が十分でなく、加
熱温度が210 ℃を越えると微細析出物が得難く、強度が
不足する。
1 〜24時間加熱することにより行うのが好ましく、焼戻
し処理によって微細なＭｇ2 Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系
化合物が析出し、高強度が得られる。加熱温度が150 ℃
未満、加熱時間が1 時間未満では析出が十分でなく、加
熱温度が210 ℃を越えると微細析出物が得難く、強度が
不足する。
【００２１】
【作用】本発明おいては、合金成分、均質化処理および
押出条件の組合わせにより、所定のＡｌ3 Ｚｒ粒子の分
布が得られ、また押出材表層部の粗大再結晶粒層の厚さ
が限定されるとともに、合金元素の固溶も十分に行わ
れ、焼戻し処理、あるいは焼入れ、焼戻し処理によっ
て、バンパー材として十分な強度、延性、曲げ加工性を
得ることができる。
押出条件の組合わせにより、所定のＡｌ3 Ｚｒ粒子の分
布が得られ、また押出材表層部の粗大再結晶粒層の厚さ
が限定されるとともに、合金元素の固溶も十分に行わ
れ、焼戻し処理、あるいは焼入れ、焼戻し処理によっ
て、バンパー材として十分な強度、延性、曲げ加工性を
得ることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ 表１に示す組成のアルミニウム合金を通常のＤＣ鋳造で
造塊し、直径203mm のビレットを得た。ビレットを460
℃の温度で8h均質化処理し、550 ℃に加熱して5 分後に
ポートホール押出を行い、90mm角、肉厚1.5mm の中空形
材を製作した。押出後、この中空形材を520 ℃の温度で
溶体化処理後、100 ℃／分の速度で焼入れし、160 ℃で
80h 焼戻し処理した。得られたアルミニウム合金押出形
材を試験材として、押出加工後のＡｌ3 Ｚｒ粒子の分布
および押出材表層部の再結晶層の厚さを測定し、引張試
験、および内側の曲げ半径が150mm で35°の曲げ試験を
行った。結果を表２に示す。表２にみられるように、本
発明に従う試験材はいずれもも耐力270MPa以上の優れた
機械的特性および曲げ加工性をそなえている。
明する。 実施例１ 表１に示す組成のアルミニウム合金を通常のＤＣ鋳造で
造塊し、直径203mm のビレットを得た。ビレットを460
℃の温度で8h均質化処理し、550 ℃に加熱して5 分後に
ポートホール押出を行い、90mm角、肉厚1.5mm の中空形
材を製作した。押出後、この中空形材を520 ℃の温度で
溶体化処理後、100 ℃／分の速度で焼入れし、160 ℃で
80h 焼戻し処理した。得られたアルミニウム合金押出形
材を試験材として、押出加工後のＡｌ3 Ｚｒ粒子の分布
および押出材表層部の再結晶層の厚さを測定し、引張試
験、および内側の曲げ半径が150mm で35°の曲げ試験を
行った。結果を表２に示す。表２にみられるように、本
発明に従う試験材はいずれもも耐力270MPa以上の優れた
機械的特性および曲げ加工性をそなえている。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】 《表注》曲げ加工性 ○：肌荒れなどがなく外観良好
【００２５】比較例１ 表３に示す組成のアルミニウム合金を、実施例１と同様
に造塊し、得られたビレットを実施例１と同じ条件で均
質化処理、ポートホール押出加工、焼入れ、焼み戻し処
理し、実施例１と同様、押出後のＡｌ3 Ｚｒ粒子の分
布、押出材の表層部の再結晶層の厚さを測定し、引張試
験および曲げ試験を行った。結果を表４に示す。なお、
表３および表４において、本発明の条件を外れたものに
は下線を付した。
に造塊し、得られたビレットを実施例１と同じ条件で均
質化処理、ポートホール押出加工、焼入れ、焼み戻し処
理し、実施例１と同様、押出後のＡｌ3 Ｚｒ粒子の分
布、押出材の表層部の再結晶層の厚さを測定し、引張試
験および曲げ試験を行った。結果を表４に示す。なお、
表３および表４において、本発明の条件を外れたものに
は下線を付した。
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】 《表注》再結晶層の厚さ 全面：全面再結晶 曲げ加工性 ×：割れ発生
【００２８】表４に示されるように、試験材No.13 、N
o.14 、No.15 は、それぞれＳｉ、Ｃｕ、Ｍｇが下限未
満であるため強度が十分でない。試験材No.16 、No.17
、No.18 は、それぞれＳｉ、Ｃｕ、Ｍｇが上限を越え
ているため、押出性が低下し、押出加工時に押し詰まり
が生じて製品が作製できなかった。試験材No.19 はＺｒ
量が下限未満であるため、全面再結晶を生じ、強度およ
び曲げ加工性が劣化した。試験材No.20 はＺｒ量が上限
を越えているため、巨大な化合物が形成され、延性が低
下し、曲げ試験で割れが生じた。No.21 、No.22 、No.2
3 は、いずれも従来合金であり、成分が本発明と異なる
ため、強度が不足するとともに曲げ成形性が劣ってい
る。
o.14 、No.15 は、それぞれＳｉ、Ｃｕ、Ｍｇが下限未
満であるため強度が十分でない。試験材No.16 、No.17
、No.18 は、それぞれＳｉ、Ｃｕ、Ｍｇが上限を越え
ているため、押出性が低下し、押出加工時に押し詰まり
が生じて製品が作製できなかった。試験材No.19 はＺｒ
量が下限未満であるため、全面再結晶を生じ、強度およ
び曲げ加工性が劣化した。試験材No.20 はＺｒ量が上限
を越えているため、巨大な化合物が形成され、延性が低
下し、曲げ試験で割れが生じた。No.21 、No.22 、No.2
3 は、いずれも従来合金であり、成分が本発明と異なる
ため、強度が不足するとともに曲げ成形性が劣ってい
る。
【００２９】実施例２、比較例２ Ｓｉ:0.9％、Ｃｕ:0.5％、Ｍｇ:0.8％、Ｚｒ:0.15 ％を
含有し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウ
ム合金を通常のＤＣ鋳造で造塊し、得られたビレットを
表５に示す条件で均質化処理、押出加工し、実施例１と
同一形状の形材とした。これらのアルミニウム合金押出
形材について、実施例１と同様、Ａｌ3Ｚｒ粒子の分
布、再結晶層の厚さを測定し、引張強さおよび曲げ試験
を行った。結果を表６に示す。なお、表５および表６に
おいて、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
含有し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウ
ム合金を通常のＤＣ鋳造で造塊し、得られたビレットを
表５に示す条件で均質化処理、押出加工し、実施例１と
同一形状の形材とした。これらのアルミニウム合金押出
形材について、実施例１と同様、Ａｌ3Ｚｒ粒子の分
布、再結晶層の厚さを測定し、引張強さおよび曲げ試験
を行った。結果を表６に示す。なお、表５および表６に
おいて、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
【００３０】
【表５】
【００３１】
【表６】
【００３２】表６に示されるように、本発明の条件に従
う試験材は、いずれも耐力270MPa以上の優れた強度特性
および曲げ加工性をそなえているが、試験材No.31 、N
o.32は均質化処理温度が本発明の範囲を外れ、試験材N
o.33 は均質化処理の時間が短いため、耐力が不十分で
あり、曲げ加工性も劣っている。試験材No.34 は押出前
の加熱温度が低く、また試験材No.35 、No.36 は押出前
の加熱時間が本発明の範囲を外れているために、いずれ
も耐力が不足し、曲げ加工性が劣り曲げ加工において肌
荒れが生じた。
う試験材は、いずれも耐力270MPa以上の優れた強度特性
および曲げ加工性をそなえているが、試験材No.31 、N
o.32は均質化処理温度が本発明の範囲を外れ、試験材N
o.33 は均質化処理の時間が短いため、耐力が不十分で
あり、曲げ加工性も劣っている。試験材No.34 は押出前
の加熱温度が低く、また試験材No.35 、No.36 は押出前
の加熱時間が本発明の範囲を外れているために、いずれ
も耐力が不足し、曲げ加工性が劣り曲げ加工において肌
荒れが生じた。
【００３３】実施例３、比較例３ Ｓｉ:0.9％、Ｃｕ:0.5％、Ｍｇ:0.8％、Ｚｒ:0.15 ％を
含有し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウ
ム合金を通常のＤＣ鋳造で造塊し、得られたビレットを
450 ℃で10h 均質化処理し、540 ℃の温度に加熱後5 分
間保持して、ポートホール押出加工により100mm 角で肉
厚2.5mm の中空形材を作製した。押出後表７に示す条件
で焼入れ、焼戻し処理を行い、一部のものについては、
押出出口で強制冷却を行うダイクエンチ押出により表７
に示す条件で冷却したのち、焼戻し処理を行った。押出
後に測定した粒径10〜200nm のＡｌ3 Ｚｒ粒子の1 μm3
当たりの数は1400個であり、押出材表層部における再結
晶層の平均厚さは80μm であった。焼戻し処理後、引張
試験、および内側の曲げ半径が135mm で35°の曲げ試験
を行い、強度特性および曲げ加工性を評価した。結果を
表７に示す。なお、表７において、本発明の条件を外れ
たものには下線を付した。
含有し、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウ
ム合金を通常のＤＣ鋳造で造塊し、得られたビレットを
450 ℃で10h 均質化処理し、540 ℃の温度に加熱後5 分
間保持して、ポートホール押出加工により100mm 角で肉
厚2.5mm の中空形材を作製した。押出後表７に示す条件
で焼入れ、焼戻し処理を行い、一部のものについては、
押出出口で強制冷却を行うダイクエンチ押出により表７
に示す条件で冷却したのち、焼戻し処理を行った。押出
後に測定した粒径10〜200nm のＡｌ3 Ｚｒ粒子の1 μm3
当たりの数は1400個であり、押出材表層部における再結
晶層の平均厚さは80μm であった。焼戻し処理後、引張
試験、および内側の曲げ半径が135mm で35°の曲げ試験
を行い、強度特性および曲げ加工性を評価した。結果を
表７に示す。なお、表７において、本発明の条件を外れ
たものには下線を付した。
【００３４】
【表７】 《表注》焼入れ温度 DQ: ダイクエンチ
【００３５】表７にみられるように、本発明の条件に従
う試験材No.37 〜43は、いずれも270MPa以上の優れた耐
力、および曲げ加工性を示したが、試験材No.44 は焼入
れ温度が低いため、強度が不十分であり、試験材No.45
は焼入れ温度が高過ぎ、溶体化処理中に一部共晶融解が
生じた。No.46 は焼入れ後の冷却速度が小さいため、強
度、延性が不足し、曲げ試験において割れが発生した。
No.47 は焼戻し温度が低いため、十分な強度が得られ
ず、No.48 は焼戻し温度が高過ぎるため、強度、伸びと
もに不十分となり、曲げ試験において割れが生じた。N
o.49 は焼戻し時間が短いため十分な強度が得られず、
曲げ加工性も劣っている。試験材No.49 は押出後に強制
冷却を行わなかったため強度が不足している。
う試験材No.37 〜43は、いずれも270MPa以上の優れた耐
力、および曲げ加工性を示したが、試験材No.44 は焼入
れ温度が低いため、強度が不十分であり、試験材No.45
は焼入れ温度が高過ぎ、溶体化処理中に一部共晶融解が
生じた。No.46 は焼入れ後の冷却速度が小さいため、強
度、延性が不足し、曲げ試験において割れが発生した。
No.47 は焼戻し温度が低いため、十分な強度が得られ
ず、No.48 は焼戻し温度が高過ぎるため、強度、伸びと
もに不十分となり、曲げ試験において割れが生じた。N
o.49 は焼戻し時間が短いため十分な強度が得られず、
曲げ加工性も劣っている。試験材No.49 は押出後に強制
冷却を行わなかったため強度が不足している。
【００３６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、強度特
性および曲げ加工性に優れたアルミニウム合金材が提供
され、ポートホール押出しによりバンパー材およびバン
パー補強材として好適なアルミニウム合金形材が製造で
きる。
性および曲げ加工性に優れたアルミニウム合金材が提供
され、ポートホール押出しによりバンパー材およびバン
パー補強材として好適なアルミニウム合金形材が製造で
きる。
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｓｉ:0.5〜1.5 ％（質量％、以下同
じ）、Ｃｕ:0.2〜1.2 ％、Ｍｇ:0.4〜1.5 ％、Ｚｒ:0.0
5 〜0.3 ％を含有し、Ｍｎ:0.05 〜1.0 ％、Ｃｒ:0.02
〜0.35％、Ｔｉ:0.01 〜0.25％のうちの１種以上を含
み、残部Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴とす
る曲げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合
金材。 - 【請求項２】 Ｓｉ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ:0.2〜1.2 ％、
Ｍｇ:0.4〜1.5 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.25％を含有し、残部
Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金の押出
材であって、該押出材のマトリックス中に粒径10〜200n
m のＡｌ3 Ｚｒ粒子が1 μm3当たり200 個以上存在し、
押出材表層部の再結晶層が押出材表面から平均200 μm
以下の厚さで存在することを特徴とする曲げ加工性に優
れたバンパー用高強度アルミニウム合金材。 - 【請求項３】 アルミニウム合金がＭｎ:0.05 〜1.0
％、Ｃｒ:0.02 〜0.35％、Ｔｉ:0.01 〜0.25％のうちの
１種以上を含むことを特徴とする請求項２記載の曲げ加
工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材。 - 【請求項４】 Ｓｉ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ0.2 〜1.2 ％、
Ｍｇ:0.4〜1.5 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％を含有し、残部
Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金の鋳塊
を、350 ℃以上480 ℃未満の温度で1 〜24時間均質化処
理し、500 ℃以上の温度に加熱して保持時間1 〜30分で
ポートホール押出を行うことを特徴とする曲げ加工性に
優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材の製造方
法。 - 【請求項５】 押出直後、60℃／分以上の速度で冷却
し、150 〜210 ℃の温度に1 〜24時間加熱する焼戻し処
理を行うことを特徴とする請求項４記載の曲げ加工性に
優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材の製造方
法。 - 【請求項６】 押出材を480 〜580 ℃の温度に加熱して
60℃／分以上の速度で冷却する焼入れ処理と、150 〜21
0 ℃の温度に1 〜24時間加熱する焼戻し処理を行うこと
を特徴とする請求項４記載の曲げ加工性に優れたバンパ
ー用高強度アルミニウム合金材の製造方法。 - 【請求項７】 アルミニウム合金がＭｎ:0.05 〜1.0
％、Ｃｒ:0.02 〜0.35％、Ｔｉ:0.01 〜0.25％のうちの
１種以上を含むことを特徴とする請求項４〜６記載の曲
げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6192995A JP2931538B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 曲げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6192995A JP2931538B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 曲げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08232035A true JPH08232035A (ja) | 1996-09-10 |
| JP2931538B2 JP2931538B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=13185353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6192995A Expired - Lifetime JP2931538B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 曲げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2931538B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0997547A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Al-Mg-Si based aluminum alloy extrusion |
| EP1059362A1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-13 | Corus Aluminium Walzprodukte GmbH | Aluminium extrusion alloy |
| US6391129B1 (en) | 1999-06-11 | 2002-05-21 | Corus Aluminium N.V. | Aluminium extrusion alloy |
| JP2007177308A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金押出材および鍛造材、該押出材および鍛造材の製造方法 |
| WO2007094686A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Norsk Hydro Asa | Aluminium alloy with improved crush properties |
| CN103710580A (zh) * | 2012-10-05 | 2014-04-09 | 住友轻金属工业株式会社 | 高强度铝合金挤压材料及其制造方法 |
| JP2020510760A (ja) * | 2017-03-08 | 2020-04-09 | ナノアル エルエルシー | 高性能３０００系アルミニウム合金 |
| CN115927929A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-07 | 马鞍山市新马精密铝业有限责任公司 | 一种提升Al-Mg-Si系挤压铝合金折弯性能的生产方法 |
| CN116065108A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种高Cu含量超高强耐蚀7xxx系铝合金的均匀化热处理方法 |
-
1995
- 1995-02-24 JP JP6192995A patent/JP2931538B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0997547A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Al-Mg-Si based aluminum alloy extrusion |
| EP1059362A1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-13 | Corus Aluminium Walzprodukte GmbH | Aluminium extrusion alloy |
| US6391129B1 (en) | 1999-06-11 | 2002-05-21 | Corus Aluminium N.V. | Aluminium extrusion alloy |
| JP2007177308A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金押出材および鍛造材、該押出材および鍛造材の製造方法 |
| WO2007094686A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Norsk Hydro Asa | Aluminium alloy with improved crush properties |
| CN103710580A (zh) * | 2012-10-05 | 2014-04-09 | 住友轻金属工业株式会社 | 高强度铝合金挤压材料及其制造方法 |
| JP2014074213A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Uacj Corp | 高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| JP2020510760A (ja) * | 2017-03-08 | 2020-04-09 | ナノアル エルエルシー | 高性能３０００系アルミニウム合金 |
| US12018354B2 (en) | 2017-03-08 | 2024-06-25 | NanoAL LLC | High-performance 3000-series aluminum alloys |
| CN115927929A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-07 | 马鞍山市新马精密铝业有限责任公司 | 一种提升Al-Mg-Si系挤压铝合金折弯性能的生产方法 |
| CN116065108A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种高Cu含量超高强耐蚀7xxx系铝合金的均匀化热处理方法 |
| CN116065108B (zh) * | 2023-04-06 | 2023-08-15 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种高Cu含量超高强耐蚀7xxx系铝合金的均匀化热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2931538B2 (ja) | 1999-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109355538B (zh) | 一种高强7系铝合金管材生产工艺 | |
| JP3194742B2 (ja) | 改良リチウムアルミニウム合金系 | |
| US4844750A (en) | Aluminum-lithium alloys | |
| EP0247181B1 (en) | Aluminum-lithium alloys and method of making the same | |
| US5571347A (en) | High strength MG-SI type aluminum alloy | |
| EP2563944B1 (en) | Damage tolerant aluminium material having a layered microstructure | |
| US8133331B2 (en) | Aluminum-zinc-magnesium-scandium alloys and methods of fabricating same | |
| US5961752A (en) | High strength Mg-Si type aluminum alloy | |
| EP0610006A1 (en) | Superplastic aluminum alloy and process for producing same | |
| US4961792A (en) | Aluminum-lithium alloys having improved corrosion resistance containing Mg and Zn | |
| JP7044863B2 (ja) | Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系アルミニウム合金材 | |
| JPH09310141A (ja) | 押出し性に優れた構造材料用高強度Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出し形材及びその製造方法 | |
| JP3101280B2 (ja) | Ａｌ基合金およびＡｌ基合金製品の製造方法 | |
| JPH0713281B2 (ja) | アルミニウムベース合金加工製品の製造方法 | |
| JP2004084058A (ja) | 輸送機構造材用アルミニウム合金鍛造材の製造方法およびアルミニウム合金鍛造材 | |
| JPH10219381A (ja) | 耐粒界腐食性に優れた高強度アルミニウム合金およびその製造方法 | |
| JP3681822B2 (ja) | Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材とその製造方法 | |
| JPH08232035A (ja) | 曲げ加工性に優れたバンパー用高強度アルミニウム合金材およびその製造方法 | |
| JP2000212673A (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れた航空機ストリンガ―用アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
| JPH04341546A (ja) | 高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法 | |
| EP0846781B1 (en) | Process of forming an aluminium sheet with excellent high speed superplastic formability | |
| JPH10298691A (ja) | アルミニウム押出形材とその押出形材及び構造部材の製造方法 | |
| JPH11286759A (ja) | アルミニウム押出し材を用いた鍛造製品の製造方法 | |
| WO2022181306A1 (ja) | 高強度で耐ｓｃｃ性及び焼入れ性に優れるアルミニウム合金押出材の製造方法 | |
| JP3853021B2 (ja) | 強度と耐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金中空押出材の製造方法 |