JPH1030158A

JPH1030158A - 加工性に優れたアルミニウム合金製自動車用配管材の製造方法

Info

Publication number: JPH1030158A
Application number: JP18936196A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Taguchi; 和夫田口; Yoshiya Eda; 義弥枝
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】加工性に優れたAl-Mg-Si系合金製自動車用配
管材を製造する。【解決手段】必須成分としてＳｉ０．２０〜０．６０
重量％、Ｍｇ０．４５〜０．９重量％を含有し、選択成
分としてＣｕ０．１０重量％以下、Ｍｎ０．１０重量％
以下、Ｃｒ０．１０重量％以下のうちの１種又は２種以
上を含有し、残部が不可避不純物とアルミニウムからな
るアルミニウム合金の鋳塊を均質化処理後、熱間押出
し、次いで常温にて引抜加工し、次いで熱処理するアル
ミニウム合金製自動車用配管材の製造方法において、前
記熱処理での加熱温度を１００〜１３０℃とし、加熱時
間を４時間以上とする。【効果】延性に優れたAl-Mg-Si系合金製自動車用配管
材が得られ、端末加工性が大幅に改善される。特に、近
年採用が著しい軸シールビード等の強端末加工において
も割れ等が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のフレック
スホース配管やパワーステアリング配管等に適したＡｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系合金製配管材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用配管材には、用途に応じ、鉄
系、銅合金系、アルミニウム合金系、樹脂系等の種々の
材料が用いられている。このうちアルミニウム合金系材
料は自動車用クーラーの冷媒移送用配管に、耐食性に優
れたＡｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等が広
く用いられている。前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金は、強
度的にも優れる為、クーリングシステム内の、コンプレ
ッサーに接続されその振動の影響を受け易いフレックス
ホースに用いられている。又、自動車パワーステアリン
グシステムのオイル移送配管、いわゆるパワステ配管に
も、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ
−Ｍｇ系合金等のアルミニウム合金の適用が検討されて
いる。さらに、前記以外の配管にも、車体軽量化に対す
る強い要請を受けて、従来、鉄系あるいは銅合金系材料
が使用されていた部分をアルミニウム合金に代える検討
が盛んに進められている。

【０００３】ところでＡｌ合金製自動車用配管材の製造
は、例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金鋳塊を均質化処理
したのち、４００〜５００℃に再加熱して熱間で断面環
状に押出し、押出後ただちに冷却してＭｇ及びＳｉを溶
体化させ、次いで常温で引抜加工して所定寸法の素管と
し、次いでこの素管を１３０℃を超え１８０℃以下で熱
処理（時効処理）して所望特性の配管材とする方法によ
り行われている。前記熱間押出しには、主に経済的なポ
ートホール押出法が採用される。熱間押出直後の冷却に
は、通常、送風冷却（ファン空冷）が用いられる。

【０００４】Ａｌ合金製自動車用配管材では配管時に曲
げ加工が施されることが多い。又ゴムホースや他の配管
材を接続する為の端末加工が施される。前記端末加工と
は、例えば、図１(ハ) に示すような、他の配管材をＯリ
ング（図示せず）を介在させて接続する為に端末部を拡
径して鍔部１を形成するビード加工等である。図で２は
ビード部分である。最近は、代替えフロンへの移行に伴
って、より高いシール性が求められており、図１(イ),
(ロ) に示すような、Ｏリング（図示せず）を装填する溝
部３を設けた軸シールビードが採用される傾向にある。
この軸シールビード加工では、強加工が行われる為、従
来法で製造された配管材では加工が困難になってきてい
る。これらの端末加工は、拡管、パンチング、転造等の
加工を単独で、又は組合わせて行われる。溝部３は転造
加工により形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の配管材を端末加
工すると、加工部分（ビード部分等）に微小クラックや
割れが生じたり、肉厚減少等の形状不良が生じる場合が
ある。このようなことから、本発明者等は、自動車用配
管材の端末加工性の改善について研究し、端末加工で
は、長さ方向のみならず径方向にも塑性変形される為、
配管材には延性（引張破断面の絞り性）が必要なこと、
前記延性は引抜加工後の熱処理条件に影響されることを
知見し、さらに研究を進めて本発明を完成させるに至っ
た。本発明の目的は、端末加工性に優れたアルミニウム
合金製自動車用配管材の製造方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、必須成分とし
てＳｉ０．２０〜０．６０重量％、Ｍｇ０．４５〜０．
９重量％を含有し、選択成分としてＣｕ０．１０重量％
以下、Ｍｎ０．１０重量％以下、Ｃｒ０．１０重量％以
下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部が不可避不
純物とアルミニウムからなるアルミニウム合金の鋳塊を
均質化処理後、熱間押出し、次いで常温にて引抜加工
し、次いで熱処理するアルミニウム合金製自動車用配管
材の製造方法において、前記熱処理での加熱温度を１０
０〜１３０℃とし、加熱時間を４時間以上とすることを
特徴とする加工性に優れたアルミニウム合金製自動車用
配管材の製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系合金には、必須成分としてＳｉ０．２０〜０．６０
重量％、Ｍｇ０．４５〜０．９重量％を含有し、選択成
分としてＣｕ０．１０重量％以下、Ｍｎ０．１０重量％
以下、Ｃｒ０．１０重量％以下のうちの１種又は２種以
上を含有し、残部が不可避不純物とアルミニウムからな
る合金が用いられる。

【０００８】必須成分のＭｇとＳｉは、前述した引抜加
工後の熱処理でＧＰゾーン若しくはＭｇ₂Ｓｉとして析
出して強度向上に寄与する。前記ＭｇとＳｉの含有量の
下限は、前記熱処理後において所定の強度が得られるよ
うに選択される。上限は押出性を確保し、熱間押出後の
ファン冷却でＭｇとＳｉが充分に溶体化する範囲で選択
される。又選択成分のＣｕ、Ｍｎ、又はＣｒは、配管材
を高温でろう付けするとき等に起きる結晶粒の粗大化を
防止する。前記選択成分が上限を超えて含有されると粗
大化合物が晶出し、加工性が悪化する。

【０００９】本発明において、引抜加工後に行う熱処理
はＭｇとＳｉを析出させる為の時効処理である。この熱
処理は前述のように従来１３０℃を超え１８０℃以下の
加熱温度で行われており、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の時
効処理を本発明のように１００〜１３０℃の低温で行う
ことについてはこれまで報告されていない。

【００１０】本発明により製造される配管材は、熱処理
温度が１００〜１３０℃と低い為、従来の１３０℃を超
え１８０℃以下の温度での熱処理材に較べて、析出が充
分に進行せず引張強度が低く、又加工歪みの回復が遅れ
伸びも低くなる。しかし、本発明により製造される配管
材の引張破面は、肉厚方向に顕著に絞れる延性破面を呈
する。つまり熱処理を１００〜１３０℃の低温で行うこ
とにより配管材の延性において等方性が維持され、長さ
方向と径方向への塑性変形によりなされる端末加工性が
改善される。従来の配管材の引張破面は剪断的な破面を
呈するが、これは配管材が非等方的延性挙動を有してい
るからである。

【００１１】本発明で、引抜加工後に行う熱処理での加
熱温度（熱処理温度）を１００〜１３０℃に規定した理
由は、前記熱処理温度が１００℃未満では充分な伸びが
得られないで、曲げ加工性が低下し、１３０℃を超える
と延性の等方性が低下してビード加工等の端末加工性が
劣るようになる為である。本発明において、前記熱処理
での加熱時間（熱処理時間）は４時間以上必要である。
これ未満では伸びが低くなり、曲げ加工性の低下を招
く。熱処理時間の上限は工業的見地から２４時間以内と
することが望ましい。本発明の熱処理は、実用上特に問
題になる点はなく、熱処理炉の温度管理も従来と同様に
容易に行うことができる。

【００１２】上述のように、本発明で製造される配管材
は、従来の配管材に較べて引張強さや伸びが低下する
が、使用時、加工時いずれも実用上の問題は生じない。
又延性に優れる為、従来のビード加工や軸シールビード
加工等の端末加工が容易に行える。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。（実施例１）Ｓｉ０．３５重量％、Ｍｇ０．４８重量
％、Ｃｕ０．０５重量％、Ｍｎ０．０３重量％、Ｃｒ
０．０３重量％を含有し、残部不可避不純物とＡｌから
なるＡｌ合金鋳塊に、均質化処理、再熱、ポートホール
法による熱間押出、１回の常温引抜加工、熱処理を順に
施して、外径１４．５５mm、肉厚１．５mmのＡｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金製配管材を製造した。前記熱間押出では、
押出後ただちにファン空冷して合金成分を充分溶体化し
た。熱処理は８０，１００℃の温度で行った。比較の為
１３５℃の温度でも行った。得られたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金製配管材について６０度曲げ試験と端末加工試験
を行った。端末加工試験は、各々の配管材に図１ (イ)に
示す形状のビードを拡管、パンチング、転造加工を組合
わせた加工法により形成し、ビード部分２の割れ、し
わ、微小クラック等の有無を調べて行った。比較の為熱
処理を行わないものについても同様の試験を行った。結
果を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１より明らかなように、本発明例の方法
により製造した配管材は、いずれも、曲げ加工性及び端
末加工性に優れている。これに対し、比較例の方法によ
り製造した配管材は曲げ加工で割れ若しくはネッキング
が生じた。これは熱処理を施さない為、加工歪みが除去
されず、長手方向の伸びが不足した為である。従来の方
法で製造した配管材は、ビード部分の転造溝部に割れが
生じた。このように熱処理温度が 130℃を超えると軸シ
ールビードの加工に不具合を生じる。

【００１６】（実施例２）外径１４．５５mm、肉厚２．
０mmに引抜加工した他は、実施例１と同じ方法によりＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金製素管を作製した。この合金製素
管に１００〜１３０℃で１０時間熱処理を施して配管材
とし、この配管材について６０度曲げ試験と端末加工試
験を行った。比較の為、７０〜９０℃、及び１４０〜１
５０℃の温度で熱処理したものについても同様の試験を
行った。端末加工試験は、図１(ロ) に示す形状の軸シー
ルビードを拡管、パンチング、転造加工を組合わせた加
工法により形成し、ビード部分２の割れ等の有無を調べ
て行った。結果を表２に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】表２より明らかなように、本発明例の方法
により製造した配管材はいずれも、曲げ加工性及び端末
加工性に優れるものである。これに対し比較例の方法に
より製造した配管材は熱処理温度が低い為、曲げ加工で
割れ及びネッキングが生じた。これは加工歪みが充分に
除去されなかった為である。従来の方法により製造した
配管材は転造加工でビード部分の溝部に割れが生じた。
これは熱処理温度が高く等方的延性が低下した為であ
る。

【００１９】（実施例３）Ｓｉ０．３４重量％、Ｍｇ
０．５０重量％、Ｃｕ０．０４重量％、Ｍｎ０．０３重
量％、Ｃｒ０．０３重量％を含有し、残部不可避不純物
とＡｌからなるＡｌ合金鋳塊に、均質化処理、再熱、ポ
ートホール押出し、２回の常温引抜加工、１１５℃で１
６時間の熱処理を順に施して外径９．０mm、肉厚２．０
mmのＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金製配管材を製造した。前記
熱間押出では、押出直後ただちにファン空冷して合金成
分を充分溶体化した。得られたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
製配管材について端末加工試験を行った。端末加工試験
は、図１(ハ) に示す形状のビードを拡管、パンチングを
組合わせた加工法により形成し、ビード部分２の割れ等
の有無を調べて行った。

【００２０】その結果、本発明例の方法により製造した
配管材には、ビード部分に、割れ等が生じなかった。こ
れに対し、１５０℃で８時間の条件で熱処理した従来品
は、ビード部分の鍔部に微小クラックが多発した。

【００２１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
延性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金製配管材が得ら
れ、端末加工性が大幅に改善される。特に、近年、採用
が著しい軸シールビード等の強端末加工においても割れ
等が生じない。依って、工業上顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】端末加工したビード部分の説明図である。

【符号の説明】

１鍔部２ビード部分３溝部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】必須成分としてＳｉ０．２０〜０．６０
重量％、Ｍｇ０．４５〜０．９重量％を含有し、選択成
分としてＣｕ０．１０重量％以下、Ｍｎ０．１０重量％
以下、Ｃｒ０．１０重量％以下のうちの１種又は２種以
上を含有し、残部が不可避不純物とアルミニウムからな
るアルミニウム合金の鋳塊を均質化処理後、熱間押出
し、次いで常温にて引抜加工し、次いで熱処理するアル
ミニウム合金製自動車用配管材の製造方法において、前
記熱処理での加熱温度を１００〜１３０℃とし、加熱時
間を４時間以上とすることを特徴とする加工性に優れた
アルミニウム合金製自動車用配管材の製造方法。