JPH10265884A - 被削性に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 - Google Patents
被削性に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法Info
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- JPH10265884A JPH10265884A JP7321397A JP7321397A JPH10265884A JP H10265884 A JPH10265884 A JP H10265884A JP 7321397 A JP7321397 A JP 7321397A JP 7321397 A JP7321397 A JP 7321397A JP H10265884 A JPH10265884 A JP H10265884A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被削性が良好なアルミニウム合金材を得る。
【解決手段】 このアルミニウム合金材は、Ｐｂ及びＢ
ｉを快削性元素として含み、塑性加工方向に平行な面に
おけるＰｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方向の長さの平均
値が塑性加工方向に直交する方向の長さの平均値の１〜
２倍である。塑性加工前の塑性加工方向に直交する面に
おけるアルミニウム合金材の断面積をＡ，塑性加工後の
塑性加工方向に直交する面におけるアルミニウム合金材
の断面積をＢとするとき、断面積比Ｂ／Ａが０．５以上
となるようにアルミニウム合金材を塑性加工することに
より製造される。たとえば、鋳造されたビレットを断面
積比Ｂ／Ａ≧０．５の条件下で直接引抜き加工する。 【効果】 Ｐｂ−Ｂｉ系晶出物を塑性加工後に粒状に維
持することにより、被削性が改善される。
ｉを快削性元素として含み、塑性加工方向に平行な面に
おけるＰｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方向の長さの平均
値が塑性加工方向に直交する方向の長さの平均値の１〜
２倍である。塑性加工前の塑性加工方向に直交する面に
おけるアルミニウム合金材の断面積をＡ，塑性加工後の
塑性加工方向に直交する面におけるアルミニウム合金材
の断面積をＢとするとき、断面積比Ｂ／Ａが０．５以上
となるようにアルミニウム合金材を塑性加工することに
より製造される。たとえば、鋳造されたビレットを断面
積比Ｂ／Ａ≧０．５の条件下で直接引抜き加工する。 【効果】 Ｐｂ−Ｂｉ系晶出物を塑性加工後に粒状に維
持することにより、被削性が改善される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バルク材から各種電子
部品，電気部品等を切り出す際の被削性に優れたアルミ
ニウム合金材及びその製造方法に関する。
部品，電気部品等を切り出す際の被削性に優れたアルミ
ニウム合金材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金のバルク材から切削加
工によって電子部品，電気部品等を切り出す際、長く連
なった切り屑が発生すると、製品の加工終了時に不具合
が生じる。長く連なった切り屑が工具系の隙間等に詰ま
ると、切削作業を続行することができなくなり、また製
品側に転写されると圧痕疵等の欠陥発生の原因になる。
そこで、精密加工が要求される製品を切り出す場合、Ｐ
ｂ，Ｂｉ等の添加によってアルミニウム合金バルク材の
被削性を向上させている（特開昭５７−１７４４３２号
公報，特開昭６２−３７３３８号公報等）。
工によって電子部品，電気部品等を切り出す際、長く連
なった切り屑が発生すると、製品の加工終了時に不具合
が生じる。長く連なった切り屑が工具系の隙間等に詰ま
ると、切削作業を続行することができなくなり、また製
品側に転写されると圧痕疵等の欠陥発生の原因になる。
そこで、精密加工が要求される製品を切り出す場合、Ｐ
ｂ，Ｂｉ等の添加によってアルミニウム合金バルク材の
被削性を向上させている（特開昭５７−１７４４３２号
公報，特開昭６２−３７３３８号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｐｂ，Ｂｉ等
を添加して被削性を改善したアルミニウム合金材にあっ
ても、長く連なった切り屑が発生する場合がある。その
ため、切削条件を調整することにより長く連なった切り
屑の発生を抑制しているが、調整に面倒な作業を要す
る。また、製品形状によっては、適正な切削条件を採れ
ないこともある。本発明は、このような問題を解消すべ
く案出されたものであり、切断直前の組織を制御するこ
とにより、安定して良好な被削性を呈するアルミニウム
合金材を提供することを目的とする。
を添加して被削性を改善したアルミニウム合金材にあっ
ても、長く連なった切り屑が発生する場合がある。その
ため、切削条件を調整することにより長く連なった切り
屑の発生を抑制しているが、調整に面倒な作業を要す
る。また、製品形状によっては、適正な切削条件を採れ
ないこともある。本発明は、このような問題を解消すべ
く案出されたものであり、切断直前の組織を制御するこ
とにより、安定して良好な被削性を呈するアルミニウム
合金材を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウム合
金材は、その目的を達成するため、Ｐｂ：０．３〜０．
６重量％及びＢｉ：０．３〜０．６重量％を含み、塑性
加工されたアルミニウム合金材であって、塑性加工方向
に平行な面におけるＰｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方向
の長さの平均値が塑性加工方向に直交する方向の長さの
平均値の１〜２倍であることを特徴とする。このアルミ
ニウム合金材は、塑性加工前の塑性加工方向に直交する
面におけるアルミニウム合金材の断面積をＡ，塑性加工
後の塑性加工方向に直交する面におけるアルミニウム合
金材の断面積をＢとするとき、断面積比Ｂ／Ａが０．５
以上となるようにアルミニウム合金材を塑性加工するこ
とにより製造される。たとえば、鋳造されたビレットを
断面積比Ｂ／Ａ≧０．５の条件下で直接引抜き加工す
る。
金材は、その目的を達成するため、Ｐｂ：０．３〜０．
６重量％及びＢｉ：０．３〜０．６重量％を含み、塑性
加工されたアルミニウム合金材であって、塑性加工方向
に平行な面におけるＰｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方向
の長さの平均値が塑性加工方向に直交する方向の長さの
平均値の１〜２倍であることを特徴とする。このアルミ
ニウム合金材は、塑性加工前の塑性加工方向に直交する
面におけるアルミニウム合金材の断面積をＡ，塑性加工
後の塑性加工方向に直交する面におけるアルミニウム合
金材の断面積をＢとするとき、断面積比Ｂ／Ａが０．５
以上となるようにアルミニウム合金材を塑性加工するこ
とにより製造される。たとえば、鋳造されたビレットを
断面積比Ｂ／Ａ≧０．５の条件下で直接引抜き加工す
る。
【０００５】
【実施の形態】切削加工されるアルミニウム合金材は、
Ｐｂ，Ｂｉ等の快削用特殊元素を添加することにより被
削性が付与される。アルミニウム合金溶湯は、合金溶製
の工程でＰｂ，Ｂｉ等が添加され、良く撹拌した後、Ｄ
Ｃ鋳造法でビレットに鋳造される。このビレットを均質
化処理した後、ビレットから最終製品の外径よりも若干
大径の棒を押し出し、押出し棒を引き抜いて切削棒の外
径寸法精度を出し、Ｔ６処理で機械的性質を調質し、次
いで製品寸法に合わせた切削工程に入る。本発明者等
は、この切削加工用アルミニウム合金材の製造工程を検
討した結果、押出し，引抜き等の塑性加工を施す前の材
料の横断面積Ａと塑性加工した後、換言すれば切削加工
直前の材料の横断面積Ｂとの関係が切り屑分断性に影響
を及ぼすことを見い出した。材料の横断面積は、図１に
示すように塑性加工方向に垂直な直交する方向に沿った
断面積をいう。本発明者等の調査・研究によるとき、横
断面積比Ｂ／Ａを０．５以上にすると、切り屑分断性が
良く、長く連なった切り屑が発生しないことが判った。
すなわち、塑性加工率を小さくし、なるべく鋳造材に近
い形状にしておくことが良好な被削性を確保する上で重
要である。
Ｐｂ，Ｂｉ等の快削用特殊元素を添加することにより被
削性が付与される。アルミニウム合金溶湯は、合金溶製
の工程でＰｂ，Ｂｉ等が添加され、良く撹拌した後、Ｄ
Ｃ鋳造法でビレットに鋳造される。このビレットを均質
化処理した後、ビレットから最終製品の外径よりも若干
大径の棒を押し出し、押出し棒を引き抜いて切削棒の外
径寸法精度を出し、Ｔ６処理で機械的性質を調質し、次
いで製品寸法に合わせた切削工程に入る。本発明者等
は、この切削加工用アルミニウム合金材の製造工程を検
討した結果、押出し，引抜き等の塑性加工を施す前の材
料の横断面積Ａと塑性加工した後、換言すれば切削加工
直前の材料の横断面積Ｂとの関係が切り屑分断性に影響
を及ぼすことを見い出した。材料の横断面積は、図１に
示すように塑性加工方向に垂直な直交する方向に沿った
断面積をいう。本発明者等の調査・研究によるとき、横
断面積比Ｂ／Ａを０．５以上にすると、切り屑分断性が
良く、長く連なった切り屑が発生しないことが判った。
すなわち、塑性加工率を小さくし、なるべく鋳造材に近
い形状にしておくことが良好な被削性を確保する上で重
要である。
【０００６】被削性を左右する塑性加工率の影響を調査
するため、塑性加工された合金材のミクロ組織を観察し
た。被削性改善のために添加されるＰｂ，Ｂｉ等の添加
元素は、一般にＰｂ，Ｂｉ，Ｐｂ−Ｂｉ，Ｐｂ−Ｂｉ−
Ｍｇ，Ｐｂ−Ｍｇ，Ｂｉ−Ｍｇ等としてデンドライトセ
ルの粒界に晶出している。これら晶出物をミクロ組織で
観察すると、塑性加工率に応じて形態が相違しており、
晶出形態の相違が被削性，具体的には切り屑の分断性に
影響を及ぼしているものと推察される。大きな塑性加工
率で押し出し引き抜いた材料の表層部では、図２（ａ）
の塑性加工方向に平行な面のミクロ組織にみられるよう
に、塑性加工方向に晶出物が伸ばされていた。塑性加工
方向に垂直な面のミクロ組織（図２ｂ）では、晶出物の
展延は観察されない。他方、押出し工程を経ず、小さな
塑性加工率でビレットを引き抜いた材料の表層部では、
図３（ａ）の引抜き方向に平行な面のミクロ組織にみら
れるように、引抜き方向に晶出物が伸ばされておらず、
引抜き方向に垂直な面のミクロ組織（図３ｂ）における
晶出物と同様な形態をもっていた。
するため、塑性加工された合金材のミクロ組織を観察し
た。被削性改善のために添加されるＰｂ，Ｂｉ等の添加
元素は、一般にＰｂ，Ｂｉ，Ｐｂ−Ｂｉ，Ｐｂ−Ｂｉ−
Ｍｇ，Ｐｂ−Ｍｇ，Ｂｉ−Ｍｇ等としてデンドライトセ
ルの粒界に晶出している。これら晶出物をミクロ組織で
観察すると、塑性加工率に応じて形態が相違しており、
晶出形態の相違が被削性，具体的には切り屑の分断性に
影響を及ぼしているものと推察される。大きな塑性加工
率で押し出し引き抜いた材料の表層部では、図２（ａ）
の塑性加工方向に平行な面のミクロ組織にみられるよう
に、塑性加工方向に晶出物が伸ばされていた。塑性加工
方向に垂直な面のミクロ組織（図２ｂ）では、晶出物の
展延は観察されない。他方、押出し工程を経ず、小さな
塑性加工率でビレットを引き抜いた材料の表層部では、
図３（ａ）の引抜き方向に平行な面のミクロ組織にみら
れるように、引抜き方向に晶出物が伸ばされておらず、
引抜き方向に垂直な面のミクロ組織（図３ｂ）における
晶出物と同様な形態をもっていた。
【０００７】晶出物が展延状態（図２ａ）のとき被削性
が劣り、粒状（図３ａ）のとき被削性が良好である理由
は、次のように推察される。切削加工時の応力は、アル
ミニウム合金材のマトリックスに比較して脆弱な晶出物
に集中し、晶出物を起点として切り屑が分断される。展
延状態（図２ａ）の晶出物では、マトリックスとの界面
の面積が比較的大きく、面積当りの応力が小さくなる。
そのため、切り屑の分断開始点が広い界面に分散され、
分断開始点１か所当りに集中する応力も弱くなる。その
結果、晶出物を起点として切り屑が分断される傾向が弱
められ、長く連なった切り屑が発生し易くなる。これに
対し、粒状（図３ａ）の晶出物では、マトリックスとの
界面の面積が小さく、応力が高密度で集中する。したが
って、晶出物を起点として切り屑の分断が容易に進行
し、顆粒状の切り屑（図４ａ）になるものと考えられ
る。
が劣り、粒状（図３ａ）のとき被削性が良好である理由
は、次のように推察される。切削加工時の応力は、アル
ミニウム合金材のマトリックスに比較して脆弱な晶出物
に集中し、晶出物を起点として切り屑が分断される。展
延状態（図２ａ）の晶出物では、マトリックスとの界面
の面積が比較的大きく、面積当りの応力が小さくなる。
そのため、切り屑の分断開始点が広い界面に分散され、
分断開始点１か所当りに集中する応力も弱くなる。その
結果、晶出物を起点として切り屑が分断される傾向が弱
められ、長く連なった切り屑が発生し易くなる。これに
対し、粒状（図３ａ）の晶出物では、マトリックスとの
界面の面積が小さく、応力が高密度で集中する。したが
って、晶出物を起点として切り屑の分断が容易に進行
し、顆粒状の切り屑（図４ａ）になるものと考えられ
る。
【０００８】以上のように、良好な被削性を得る上で
は、切削加工されるアルミニウム合金材の晶出物を塑性
加工後において粒状（図３ａ）にしておくことが重要で
ある。本発明者等の調査・研究によるとき、塑性加工方
向に平行な面におけるＰｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方
向の長さの平均値が塑性加工方向に直交する長さの平均
値の１〜２倍であると、良好な被削性が得られることが
判った。また、塑性加工を施す前の材料の横断面積を
Ａ，塑性加工した材料の横断面積をＢとし、横断面積比
Ｂ／Ａで表される塑性加工率を０．５以上にすることに
より、Ｐｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方向の長さの平均
値が塑性加工方向に直交する長さの平均値の１〜２倍の
範囲に維持することができることも多数の実験から見い
出された。本発明が対象とするアルミニウム合金材は、
被削性を改善するため０．３〜０．６重量％のＰｂ及び
０．３〜０．６重量％のＢｉを含み、その他にＳｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｔｉ等を任意成分として
含んでいる。
は、切削加工されるアルミニウム合金材の晶出物を塑性
加工後において粒状（図３ａ）にしておくことが重要で
ある。本発明者等の調査・研究によるとき、塑性加工方
向に平行な面におけるＰｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方
向の長さの平均値が塑性加工方向に直交する長さの平均
値の１〜２倍であると、良好な被削性が得られることが
判った。また、塑性加工を施す前の材料の横断面積を
Ａ，塑性加工した材料の横断面積をＢとし、横断面積比
Ｂ／Ａで表される塑性加工率を０．５以上にすることに
より、Ｐｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方向の長さの平均
値が塑性加工方向に直交する長さの平均値の１〜２倍の
範囲に維持することができることも多数の実験から見い
出された。本発明が対象とするアルミニウム合金材は、
被削性を改善するため０．３〜０．６重量％のＰｂ及び
０．３〜０．６重量％のＢｉを含み、その他にＳｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｔｉ等を任意成分として
含んでいる。
【０００９】Ｐｂ：０．３〜０．６重量％ Ｂｉ：
０．３〜０．６重量％ Ｐｂ及びＢｉがアルミニウム中に共存すると、Ｐｂ−Ｂ
ｉ系の共晶化合物が晶出し、切削時の加工熱で溶融する
ため、切り屑が微細に破断する。また、種々のＰｂ−Ｂ
ｉ系化合物が粒状又はほぼ粒状となるように形態制御す
ると、切削時に応力が瞬間的にＰｂ−Ｂｉ系化合物に集
中し、切り屑分断の起点となる。このような効果は、
０．３重量％以上のＰｂ，Ｂｉ含有量で顕著になる。ま
た、Ｐｂ及びＢｉ含有量の上限を０．６重量％と設定す
ることにより、鋳造割れ，鋳造偏析等の欠陥が抑制さ
れ、容易に鋳造することが可能になる。
０．３〜０．６重量％ Ｐｂ及びＢｉがアルミニウム中に共存すると、Ｐｂ−Ｂ
ｉ系の共晶化合物が晶出し、切削時の加工熱で溶融する
ため、切り屑が微細に破断する。また、種々のＰｂ−Ｂ
ｉ系化合物が粒状又はほぼ粒状となるように形態制御す
ると、切削時に応力が瞬間的にＰｂ−Ｂｉ系化合物に集
中し、切り屑分断の起点となる。このような効果は、
０．３重量％以上のＰｂ，Ｂｉ含有量で顕著になる。ま
た、Ｐｂ及びＢｉ含有量の上限を０．６重量％と設定す
ることにより、鋳造割れ，鋳造偏析等の欠陥が抑制さ
れ、容易に鋳造することが可能になる。
【００１０】Ｓｉ：０．６〜１．０重量％ Ｍｇ：
０．８〜１．２重量％ Ｓｉ及びＭｇは、硬化に有効なＭｇ2 Ｓｉを析出させる
ために必要な合金成分である。０．６重量％未満のＳｉ
含有量及び０．８重量％未満のＭｇ含有量では十分な強
度が得られず、逆に１．０重量％を超えるＳｉ含有量及
び１．２重量％を超えるＭｇ含有量では強度が向上する
ものの、耐食性や加工性が劣化する。 Ｃｕ：０．２〜０．４重量％ 強度及び延性の改善に有効な合金成分であり、０．２重
量％以上のＣｕを含有させることによって人工時効時に
Ｍｇ2 ＳｉやＣｕＡｌ2 の析出が促進され、強度を向上
させる作用を呈する。しかし、０．４重量％を超える多
量のＣｕが含まれると、耐食性が劣化する。 Ｆｅ：０．２５重量％以下 不純物として混入する元素であり、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ，
Ａｌ3 Ｆｅ等の金属間化合物を晶出させ、耐食性を劣化
させる原因となる。そこで、本発明においては、Ｆｅ含
有量の上限を０．２５重量％に規制した。
０．８〜１．２重量％ Ｓｉ及びＭｇは、硬化に有効なＭｇ2 Ｓｉを析出させる
ために必要な合金成分である。０．６重量％未満のＳｉ
含有量及び０．８重量％未満のＭｇ含有量では十分な強
度が得られず、逆に１．０重量％を超えるＳｉ含有量及
び１．２重量％を超えるＭｇ含有量では強度が向上する
ものの、耐食性や加工性が劣化する。 Ｃｕ：０．２〜０．４重量％ 強度及び延性の改善に有効な合金成分であり、０．２重
量％以上のＣｕを含有させることによって人工時効時に
Ｍｇ2 ＳｉやＣｕＡｌ2 の析出が促進され、強度を向上
させる作用を呈する。しかし、０．４重量％を超える多
量のＣｕが含まれると、耐食性が劣化する。 Ｆｅ：０．２５重量％以下 不純物として混入する元素であり、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ，
Ａｌ3 Ｆｅ等の金属間化合物を晶出させ、耐食性を劣化
させる原因となる。そこで、本発明においては、Ｆｅ含
有量の上限を０．２５重量％に規制した。
【００１１】Ｍｎ：０．１〜０．３重量％ 強度及び耐食性を改善する有効な合金成分であり、０．
１重量％以上の含有量でＭｎの効果が顕著となる。しか
し、０．３重量％を超える多量のＭｎが含まれると、巨
大な金属間化合物が生成し、耐食性が劣化する傾向を示
す。 Ｃｒ：０．０５〜０．３重量％ Ｍｎと同様に強度及び耐食性を改善する有効な合金成分
であり、０．０５重量％以上の含有量でＣｒの効果が顕
著となる。しかし、０．３重量％を超える多量のＣｒが
含まれると、巨大な金属間化合物が生成し、耐食性が劣
化する傾向を示す。 Ｔｉ：０．００６〜０．３重量％ 鋳造割れ防止のために、鋳造結晶粒の微細化剤として添
加される。結晶粒を微細化させる上では、０．００６重
量％以上のＴｉ含有量が必要である。しかし、０．３重
量％を超える多量のＴｉが含まれると、巨大なＴｉＡｌ
3 ，ＴｉＢ2 が生成し、加工後の表面肌を劣化させる傾
向を示す。
１重量％以上の含有量でＭｎの効果が顕著となる。しか
し、０．３重量％を超える多量のＭｎが含まれると、巨
大な金属間化合物が生成し、耐食性が劣化する傾向を示
す。 Ｃｒ：０．０５〜０．３重量％ Ｍｎと同様に強度及び耐食性を改善する有効な合金成分
であり、０．０５重量％以上の含有量でＣｒの効果が顕
著となる。しかし、０．３重量％を超える多量のＣｒが
含まれると、巨大な金属間化合物が生成し、耐食性が劣
化する傾向を示す。 Ｔｉ：０．００６〜０．３重量％ 鋳造割れ防止のために、鋳造結晶粒の微細化剤として添
加される。結晶粒を微細化させる上では、０．００６重
量％以上のＴｉ含有量が必要である。しかし、０．３重
量％を超える多量のＴｉが含まれると、巨大なＴｉＡｌ
3 ，ＴｉＢ2 が生成し、加工後の表面肌を劣化させる傾
向を示す。
【００１２】
【実施例】表１に示す組成をもつアルミニウム合金を溶
解炉で溶製し、十分撹拌し、ＤＣ鋳造法で鋳造し、表２
に示すサイズのビレットを製造した。各ビレットに、５
１０℃×４時間保持→空冷（冷却速度２００℃／時）の
均質化処理を施した。
解炉で溶製し、十分撹拌し、ＤＣ鋳造法で鋳造し、表２
に示すサイズのビレットを製造した。各ビレットに、５
１０℃×４時間保持→空冷（冷却速度２００℃／時）の
均質化処理を施した。
【００１３】
【００１４】得られた各ビレットを次のように塑性加工
し、被切削材であるアルミニウム合金材を用意した。 ・ 試料Ｎo.１〜４については、面削することなく均質
化処理後のビレットを直ちに押出した後、引き抜いた。 ・ 試料Ｎo.５については、均質化処理したビレットを
直径９７ｍｍに面削した後、直径４０ｍｍに押し出し
た。押出し材を、引抜きすることなく被削材とした。 ・ 試料Ｎo.６については、均質化処理したビレットを
直径５０．３ｍｍに面削した後、押出しすることなく、
引抜きにより直径３９ｍｍの被削材とした。塑性加工さ
れた各試料に、何れもＴ６処理（５２５℃×２時間→水
冷→１８０℃×８時間）を施した。試料１〜６の合金材
の横断面サイズ及び横断面積比の変化を加工段階ごとに
表２及び表３にそれぞれ示す。
し、被切削材であるアルミニウム合金材を用意した。 ・ 試料Ｎo.１〜４については、面削することなく均質
化処理後のビレットを直ちに押出した後、引き抜いた。 ・ 試料Ｎo.５については、均質化処理したビレットを
直径９７ｍｍに面削した後、直径４０ｍｍに押し出し
た。押出し材を、引抜きすることなく被削材とした。 ・ 試料Ｎo.６については、均質化処理したビレットを
直径５０．３ｍｍに面削した後、押出しすることなく、
引抜きにより直径３９ｍｍの被削材とした。塑性加工さ
れた各試料に、何れもＴ６処理（５２５℃×２時間→水
冷→１８０℃×８時間）を施した。試料１〜６の合金材
の横断面サイズ及び横断面積比の変化を加工段階ごとに
表２及び表３にそれぞれ示す。
【００１５】
【００１６】
【００１７】塑性加工されＴ６処理された各試料につい
て、加工方向に平行な面におけるミクロ組織を画像解析
し、Ｐｂ−Ｂｉ系晶出物の加工方向及び加工方向に直交
する方向での長さを測定した。測定結果を、Ｐｂ−Ｂｉ
系晶出物の加工方向に沿った長さの平均値Ｘ，Ｐｂ−Ｂ
ｉ系晶出物の加工方向に直交する方向に沿った長さの平
均値Ｙ，及び長さ比Ｘ／Ｙとして表４に示す。
て、加工方向に平行な面におけるミクロ組織を画像解析
し、Ｐｂ−Ｂｉ系晶出物の加工方向及び加工方向に直交
する方向での長さを測定した。測定結果を、Ｐｂ−Ｂｉ
系晶出物の加工方向に沿った長さの平均値Ｘ，Ｐｂ−Ｂ
ｉ系晶出物の加工方向に直交する方向に沿った長さの平
均値Ｙ，及び長さ比Ｘ／Ｙとして表４に示す。
【００１８】
【００１９】また、塑性加工されＴ６処理された各試料
を、次の条件で切削加工し、被削性を調査した。 切削条件： 回転数 ２０００ｒｐｍ（周速２４５ｍ／分） 送り速度 ０．１５ｍｍ／Ｒ（外削），０．１０ｍｍ／Ｒ（内削） 切込み深さ（外削） １．５，１．０ｍｍ 切込み深さ（内削） ０．５ｍｍ 切削長さ ２０ｍｍ バイトチップ 外削，内削共に超硬工具系チップ 被削性は、切り屑の形状から判定した。図４に示すよう
に５ｍｍ以下の長さに分断された切り屑（ａ）が発生し
たものを５，長さが５〜２０ｍｍ程度で螺旋状に丸まっ
た切り屑（ｂ）が発生したものを４，長さが２０〜５０
ｍｍ程度で縮れた切り屑（ｃ）が発生したものを３，分
断されることなく螺旋状に連なった切り屑（ｄ）が発生
したものを２，分断されることなく縮れた切り屑（ｅ）
が発生したものを１として５段階評価した。
を、次の条件で切削加工し、被削性を調査した。 切削条件： 回転数 ２０００ｒｐｍ（周速２４５ｍ／分） 送り速度 ０．１５ｍｍ／Ｒ（外削），０．１０ｍｍ／Ｒ（内削） 切込み深さ（外削） １．５，１．０ｍｍ 切込み深さ（内削） ０．５ｍｍ 切削長さ ２０ｍｍ バイトチップ 外削，内削共に超硬工具系チップ 被削性は、切り屑の形状から判定した。図４に示すよう
に５ｍｍ以下の長さに分断された切り屑（ａ）が発生し
たものを５，長さが５〜２０ｍｍ程度で螺旋状に丸まっ
た切り屑（ｂ）が発生したものを４，長さが２０〜５０
ｍｍ程度で縮れた切り屑（ｃ）が発生したものを３，分
断されることなく螺旋状に連なった切り屑（ｄ）が発生
したものを２，分断されることなく縮れた切り屑（ｅ）
が発生したものを１として５段階評価した。
【００２０】
【００２１】表５の調査結果にみられるように、試験番
号６は、良好な被削性を呈した。これに対し、試験番号
１〜５では、長く連なった切り屑が発生し、被削性に劣
ることが判る。試験番号６では、表３に示すように塑性
加工前後の横断面積比Ｂ／Ａが０．６０１であり、ミク
ロ組織を観察すると図３（ａ）に示すように晶出物が塑
性加工方向に展延されることなく粒状であった。他方、
同じ組成のアルミニウム合金材であっても、塑性加工前
後の横断面積比Ｂ／Ａが０．１７０と小さい試験番号５
では、図２（ａ）に示すように晶出物が塑性加工方向に
展延されていた。また、表４と表５との対比から、長さ
比Ｘ／Ｙと被削性との間に密接な相関関係があり、長さ
比Ｘ／Ｙを１〜２の範囲に調整するとき良好な被削性が
得られることが判る。以上の結果から、塑性加工前後の
横断面積比を大きくとり、晶出物を粒状のままに維持す
ることにより、良好な被削性を呈するアルミニウム合金
材が得られることが確認された。
号６は、良好な被削性を呈した。これに対し、試験番号
１〜５では、長く連なった切り屑が発生し、被削性に劣
ることが判る。試験番号６では、表３に示すように塑性
加工前後の横断面積比Ｂ／Ａが０．６０１であり、ミク
ロ組織を観察すると図３（ａ）に示すように晶出物が塑
性加工方向に展延されることなく粒状であった。他方、
同じ組成のアルミニウム合金材であっても、塑性加工前
後の横断面積比Ｂ／Ａが０．１７０と小さい試験番号５
では、図２（ａ）に示すように晶出物が塑性加工方向に
展延されていた。また、表４と表５との対比から、長さ
比Ｘ／Ｙと被削性との間に密接な相関関係があり、長さ
比Ｘ／Ｙを１〜２の範囲に調整するとき良好な被削性が
得られることが判る。以上の結果から、塑性加工前後の
横断面積比を大きくとり、晶出物を粒状のままに維持す
ることにより、良好な被削性を呈するアルミニウム合金
材が得られることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のアルミ
ニウム合金材は、被削性改善元素としてＰｂ，Ｂｉを添
加した合金系において、切削加工直前のＰｂ−Ｂｉ系晶
出物を塑性加工方向の長さと塑性加工方向に直交する方
向の長さの比で１〜２に維持することにより良好な被削
性が得られる。そのため、このアルミニウム合金材は、
工具の目詰まりや圧痕疵等を発生させることなく、高い
寸法精度が要求される電子部品，電気部品等の各種部品
の切出しに使用できる。
ニウム合金材は、被削性改善元素としてＰｂ，Ｂｉを添
加した合金系において、切削加工直前のＰｂ−Ｂｉ系晶
出物を塑性加工方向の長さと塑性加工方向に直交する方
向の長さの比で１〜２に維持することにより良好な被削
性が得られる。そのため、このアルミニウム合金材は、
工具の目詰まりや圧痕疵等を発生させることなく、高い
寸法精度が要求される電子部品，電気部品等の各種部品
の切出しに使用できる。
【図１】 丸材（ａ）及び角材（ｂ）を塑性加工する前
後の形状
後の形状
【図２】 大きな断面積減少率で塑性加工したアルミニ
ウム合金材表層部の金属組織を塑性加工方向と平行な面
（ａ）及び塑性加工方向に直交する面（ｂ）でみた顕微
鏡写真
ウム合金材表層部の金属組織を塑性加工方向と平行な面
（ａ）及び塑性加工方向に直交する面（ｂ）でみた顕微
鏡写真
【図３】 小さな断面積減少率で塑性加工したアルミニ
ウム合金材表層部の金属組織を塑性加工方向と平行な面
（ａ）及び塑性加工方向に直交する面（ｂ）でみた顕微
鏡写真
ウム合金材表層部の金属組織を塑性加工方向と平行な面
（ａ）及び塑性加工方向に直交する面（ｂ）でみた顕微
鏡写真
【図４】 切削加工で発生した５ｍｍ以下の長さに分断
された切り屑（ａ），長さが５〜２０ｍｍ程度で螺旋状
に丸まった切り屑（ｂ），長さが２０〜５０ｍｍ程度で
縮れた切り屑（ｃ），分断されることなく螺旋状に連な
った切り屑（ｄ），分断されることなく縮れた切り屑
（ｅ）
された切り屑（ａ），長さが５〜２０ｍｍ程度で螺旋状
に丸まった切り屑（ｂ），長さが２０〜５０ｍｍ程度で
縮れた切り屑（ｃ），分断されることなく螺旋状に連な
った切り屑（ｄ），分断されることなく縮れた切り屑
（ｅ）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年３月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 信一 静岡県庵原郡蒲原町蒲原161番地 日本軽 金属株式会社蒲原工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｐｂ：０．３〜０．６重量％及びＢｉ：
０．３〜０．６重量％を含み、塑性加工されたアルミニ
ウム合金材であって、塑性加工方向に平行な面における
Ｐｂ−Ｂｉ系晶出物の塑性加工方向の長さの平均値が塑
性加工方向に直交する方向の長さの平均値の１〜２倍で
あることを特徴とする被削性に優れたアルミニウム合金
材。 - 【請求項２】 Ｐｂ：０．３〜０．６重量％及びＢｉ：
０．３〜０．６重量％を含むアルミニウム合金材を塑性
加工する際、塑性加工前の塑性加工方向に直交する面に
おけるアルミニウム合金材の断面積をＡ，塑性加工後の
塑性加工方向に直交する面におけるアルミニウム合金材
の断面積をＢとするとき、断面積比Ｂ／Ａが０．５以上
となるようにアルミニウム合金材を塑性加工することを
特徴とする被削性に優れたアルミニウム合金材の製造方
法。 - 【請求項３】 鋳造されたビレットを直接引抜き加工す
る請求項２記載の被削性に優れたアルミニウム合金材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7321397A JPH10265884A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 被削性に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7321397A JPH10265884A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 被削性に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265884A true JPH10265884A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13511669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7321397A Pending JPH10265884A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 被削性に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10265884A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009013503A (ja) * | 2008-09-29 | 2009-01-22 | Showa Denko Kk | 切削加工用アルミニウム合金押出材、アルミニウム合金製切削加工品及び自動車部品用バルブ材 |
| FR3018823A1 (fr) * | 2014-03-24 | 2015-09-25 | Constellium Extrusion Decin S R O | Produit file en alliage 6xxx apte au decolletage et presentant une faible rugosite apres anodisation |
| JP2020041224A (ja) * | 2016-01-29 | 2020-03-19 | 昭和電工株式会社 | アルミニウム合金鋳塊 |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP7321397A patent/JPH10265884A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009013503A (ja) * | 2008-09-29 | 2009-01-22 | Showa Denko Kk | 切削加工用アルミニウム合金押出材、アルミニウム合金製切削加工品及び自動車部品用バルブ材 |
| FR3018823A1 (fr) * | 2014-03-24 | 2015-09-25 | Constellium Extrusion Decin S R O | Produit file en alliage 6xxx apte au decolletage et presentant une faible rugosite apres anodisation |
| WO2015144303A3 (fr) * | 2014-03-24 | 2016-06-02 | Constellium Extrusion Decin S.R.O. | Produit filé en alliage 6xxx apte au décolletage et présentant une faible rugosité après anodisation |
| US10724123B2 (en) | 2014-03-24 | 2020-07-28 | Constellium Extrusion Decin S.R.O. | Extruded 6XXX alloy product that is suitable for turning and has low roughness after anodisation |
| JP2020041224A (ja) * | 2016-01-29 | 2020-03-19 | 昭和電工株式会社 | アルミニウム合金鋳塊 |
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|---|---|---|---|
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