JPH108175A - 切削性に優れたアルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents
切削性に優れたアルミニウム合金及びその製造方法Info
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- JPH108175A JPH108175A JP8186578A JP18657896A JPH108175A JP H108175 A JPH108175 A JP H108175A JP 8186578 A JP8186578 A JP 8186578A JP 18657896 A JP18657896 A JP 18657896A JP H108175 A JPH108175 A JP H108175A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切削性に優れたアルミニウム合金を得る。
【解決手段】 Ｓｉ：１．５〜１２％（質量％、以下同
じ）、Ｍｇ：０．５〜６％を含み、必要に応じて、Ｍ
ｎ：０．５〜２％、Ｃｕ：０．１５〜３％、Ｃｒ：０．
０４〜０．３５％のうち少なくとも１種、さらに、Ｔ
ｉ：０．０１〜０．１％を含み、残部Ａｌ及び不可避不
純物からなり、Ｓｉ系化合物の晶出粒子の平均粒径が２
〜２０μｍ、その面積率が２〜１２％であるアルミニウ
ム合金。この合金を溶解してＤＡＳ（デンドライトアー
ムスペーシング）が１０〜５０μｍの鋳塊を得、これを
４５０〜５２０℃で均熱処理した後、押出成形すること
により得ることができる。
じ）、Ｍｇ：０．５〜６％を含み、必要に応じて、Ｍ
ｎ：０．５〜２％、Ｃｕ：０．１５〜３％、Ｃｒ：０．
０４〜０．３５％のうち少なくとも１種、さらに、Ｔ
ｉ：０．０１〜０．１％を含み、残部Ａｌ及び不可避不
純物からなり、Ｓｉ系化合物の晶出粒子の平均粒径が２
〜２０μｍ、その面積率が２〜１２％であるアルミニウ
ム合金。この合金を溶解してＤＡＳ（デンドライトアー
ムスペーシング）が１０〜５０μｍの鋳塊を得、これを
４５０〜５２０℃で均熱処理した後、押出成形すること
により得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製造の過程で切削
加工を多用する機械部品等に適する切削性に優れたアル
ミニウム合金に関する。
加工を多用する機械部品等に適する切削性に優れたアル
ミニウム合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金のうち特に３０００系
のＡｌ−Ｍｎ系合金を中心とした非熱処理型合金は、中
程度の機械的性質を持ち耐食性と冷間鍛造性に優れ、低
コストで成形が可能なため、機械部品などへの使用実績
が多く、その際、一般に冷間鍛造した後切削加工や穴あ
け加工を施して製品化されている。しかし、この系の合
金は、切削時に発生する切粉が分断され難く切削性に劣
るため、複雑な切削や穴あけ加工を必要とする機械部品
への採用は困難であった。
のＡｌ−Ｍｎ系合金を中心とした非熱処理型合金は、中
程度の機械的性質を持ち耐食性と冷間鍛造性に優れ、低
コストで成形が可能なため、機械部品などへの使用実績
が多く、その際、一般に冷間鍛造した後切削加工や穴あ
け加工を施して製品化されている。しかし、この系の合
金は、切削時に発生する切粉が分断され難く切削性に劣
るため、複雑な切削や穴あけ加工を必要とする機械部品
への採用は困難であった。
【０００３】また、アルミニウム合金のうち５０００系
のＡｌ−Ｍｇ系合金を中心とした非熱処理型合金は、中
程度の機械的性質（３０００系より強度レベルがやや高
い）を持ち耐食性と冷間加工性に優れ、低コストで加工
が可能なため、カメラや顕微鏡の筒材のような光学機器
その他の機械部品などへの使用実績が多く、その際、一
般に冷間鍛造した後切削加工や穴あけ加工を施して製品
化されている。しかし、この系の合金は、切削時に発生
する切粉が分断され難く切削性に劣り、複雑な切削や穴
あけ加工を必要とする機械部品への採用は困難であっ
た。
のＡｌ−Ｍｇ系合金を中心とした非熱処理型合金は、中
程度の機械的性質（３０００系より強度レベルがやや高
い）を持ち耐食性と冷間加工性に優れ、低コストで加工
が可能なため、カメラや顕微鏡の筒材のような光学機器
その他の機械部品などへの使用実績が多く、その際、一
般に冷間鍛造した後切削加工や穴あけ加工を施して製品
化されている。しかし、この系の合金は、切削時に発生
する切粉が分断され難く切削性に劣り、複雑な切削や穴
あけ加工を必要とする機械部品への採用は困難であっ
た。
【０００４】一方、従来の高切削性アルミニウム合金
は、展伸材の分野ではＡＡ６２６２合金（Ｓｉ：０．４
〜０．８質量％、Ｍｇ：０．８〜１．２質量％、Ｃｕ：
０．１５〜０．４質量％、Ｐｂ：０．４〜０．７質量
％、Ｂｉ：０．４〜０．７質量％、残部Ａｌ）に代表さ
れるように、有効添加元素としてＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎ等の
低融点金属を含有する（特開昭５４−１４３７１４号公
報、特開平３−３９４４２号公報参照）。これら低融点
金属はアルミニウム中にほとんど固溶せず、アルミニウ
ム合金中に粒状にミクロ偏析し、その低融点金属粒子が
切削加工時の加工発熱により溶融して切粉を分断し、ア
ルミニウム合金の切削性を向上させる。
は、展伸材の分野ではＡＡ６２６２合金（Ｓｉ：０．４
〜０．８質量％、Ｍｇ：０．８〜１．２質量％、Ｃｕ：
０．１５〜０．４質量％、Ｐｂ：０．４〜０．７質量
％、Ｂｉ：０．４〜０．７質量％、残部Ａｌ）に代表さ
れるように、有効添加元素としてＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎ等の
低融点金属を含有する（特開昭５４−１４３７１４号公
報、特開平３−３９４４２号公報参照）。これら低融点
金属はアルミニウム中にほとんど固溶せず、アルミニウ
ム合金中に粒状にミクロ偏析し、その低融点金属粒子が
切削加工時の加工発熱により溶融して切粉を分断し、ア
ルミニウム合金の切削性を向上させる。
【０００５】なお、上記ＡＡ６２６２合金は、製造の過
程で切削加工、特にドリル加工が多用される機械部品、
例えば自動車のアンチスキッド・ブレーキ・システムの
ハウジングの素材として従来より使用されている熱処理
型アルミニウム合金であるが、このようなＰｂ、Ｂｉ、
Ｓｎ等の低融点金属の添加による切削性向上効果は、上
記熱処理型合金に限らず非熱処理型合金においても等し
く得られることが予想される（例えば上記特開平３−３
９４４２号公報参照）。
程で切削加工、特にドリル加工が多用される機械部品、
例えば自動車のアンチスキッド・ブレーキ・システムの
ハウジングの素材として従来より使用されている熱処理
型アルミニウム合金であるが、このようなＰｂ、Ｂｉ、
Ｓｎ等の低融点金属の添加による切削性向上効果は、上
記熱処理型合金に限らず非熱処理型合金においても等し
く得られることが予想される（例えば上記特開平３−３
９４４２号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの低
融点金属が添加されたアルミニウム合金は切削性が向上
する反面耐食性が低下し、また、低融点金属は熱脆性を
引き起こす欠点もあり、使用環境に十分な注意を払う必
要があった。さらに、合金をスクラップとしてリサイク
ルする場合、Ｐｂ、Ｂｉ等を必要とする比較的少ない合
金種にしか転用ができず、転用範囲が狭まるためにリサ
イクル性に不利であるという問題を有する。
融点金属が添加されたアルミニウム合金は切削性が向上
する反面耐食性が低下し、また、低融点金属は熱脆性を
引き起こす欠点もあり、使用環境に十分な注意を払う必
要があった。さらに、合金をスクラップとしてリサイク
ルする場合、Ｐｂ、Ｂｉ等を必要とする比較的少ない合
金種にしか転用ができず、転用範囲が狭まるためにリサ
イクル性に不利であるという問題を有する。
【０００７】また、機械部品は耐食性、耐摩耗性又は装
飾効果を高めるために、表面にアルマイト処理を施す場
合があるが、ＰｂやＢｉが添加されたアルミニウム合金
の場合、表面にＰｂやＢｉが露出した箇所において酸化
皮膜が形成されず、不均質で光沢のないアルマイト皮膜
しか得られないという問題がある。
飾効果を高めるために、表面にアルマイト処理を施す場
合があるが、ＰｂやＢｉが添加されたアルミニウム合金
の場合、表面にＰｂやＢｉが露出した箇所において酸化
皮膜が形成されず、不均質で光沢のないアルマイト皮膜
しか得られないという問題がある。
【０００８】このような低融点金属を含有せずに切削性
を高めた非熱処理型アルミニウム合金が特開昭６０−１
８４６５８号公報に提案されてはいるが、Ｐｂ、Ｂｉ、
Ｓｎ等の低融点金属を含有したアルミニウム合金に比べ
て切削性が十分でなかった。
を高めた非熱処理型アルミニウム合金が特開昭６０−１
８４６５８号公報に提案されてはいるが、Ｐｂ、Ｂｉ、
Ｓｎ等の低融点金属を含有したアルミニウム合金に比べ
て切削性が十分でなかった。
【０００９】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたもので、切削性に優れたアルミニウム合金を得る
こと、また、耐食性にも優れ、リサイクル性を備え、均
質なアルマイト皮膜を形成することのできるアルミニウ
ム合金を得ることを目的とする。
されたもので、切削性に優れたアルミニウム合金を得る
こと、また、耐食性にも優れ、リサイクル性を備え、均
質なアルマイト皮膜を形成することのできるアルミニウ
ム合金を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、従来切削性を向
上させる目的で添加されていたＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎなどの
低融点金属を添加せず、その代わり、母相中に適当な粒
径の第２相硬質粒子をある面積率で分散させることで切
削性を向上させることができることを見い出し、その知
見を基に本発明を完成するに至った。
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、従来切削性を向
上させる目的で添加されていたＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎなどの
低融点金属を添加せず、その代わり、母相中に適当な粒
径の第２相硬質粒子をある面積率で分散させることで切
削性を向上させることができることを見い出し、その知
見を基に本発明を完成するに至った。
【００１１】本発明に関わる切削性に優れるアルミニウ
ム合金は、第２相硬質粒子の平均粒径が２〜２０μｍ、
その面積率が２〜１２％であることを特徴とする。この
第２相硬質粒子は、好ましくはアルミニウム合金溶湯が
凝固時に晶出するＳｉ系化合物である。
ム合金は、第２相硬質粒子の平均粒径が２〜２０μｍ、
その面積率が２〜１２％であることを特徴とする。この
第２相硬質粒子は、好ましくはアルミニウム合金溶湯が
凝固時に晶出するＳｉ系化合物である。
【００１２】第２相硬質粒子がＳｉ系化合物である場
合、アルミニウム合金の好ましい組成は、Ｓｉ：１．５
〜１２％、Ｍｇ：０．５〜６％を含む組成である。より
具体的には、Ｓｉ：１．５〜１２％、Ｍｇ：０．５〜６
％を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニ
ウム合金、さらに、Ｍｎ：０．５〜２％、Ｃｕ：０．１
５〜３％、Ｃｒ：０．０４〜０．３５％のうち少なくと
も１種を含むアルミニウム合金、これらの成分に加え、
さらに、Ｔｉ：０．０１〜０．１％を含むアルミニウム
合金を挙げることができる。
合、アルミニウム合金の好ましい組成は、Ｓｉ：１．５
〜１２％、Ｍｇ：０．５〜６％を含む組成である。より
具体的には、Ｓｉ：１．５〜１２％、Ｍｇ：０．５〜６
％を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニ
ウム合金、さらに、Ｍｎ：０．５〜２％、Ｃｕ：０．１
５〜３％、Ｃｒ：０．０４〜０．３５％のうち少なくと
も１種を含むアルミニウム合金、これらの成分に加え、
さらに、Ｔｉ：０．０１〜０．１％を含むアルミニウム
合金を挙げることができる。
【００１３】また、上記アルミニウム合金を用いて所定
の平均粒径及び面積率の第２相硬質粒子を得るには、上
記アルミニウム合金を鋳造してＤＡＳ（デンドライトア
ームスペーシング）が１０〜５０μｍの鋳塊を得、これ
を４５０〜５２０℃で均熱処理した後、押出成形すれば
よい。
の平均粒径及び面積率の第２相硬質粒子を得るには、上
記アルミニウム合金を鋳造してＤＡＳ（デンドライトア
ームスペーシング）が１０〜５０μｍの鋳塊を得、これ
を４５０〜５２０℃で均熱処理した後、押出成形すれば
よい。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム合金は、平
均粒径が２〜２０μｍ、その面積率が２〜１２％の第２
相硬質粒子が母相中に分散していることで、この硬質粒
子が切削時に切粉に発生する結晶のすべりを止め、ここ
にすべり線が集積して微少な空洞をつくり、これが切粉
の分断の起点となるため優れた切削性を示すものと考え
られる。このような第２相硬質粒子としては、少なくと
もアルミニウム合金母材より硬いもので、かつ母材との
界面の整合性が低いものがよく、Ｓｉ及びＳｉ系化合物
のほか、Ｎｉ系化合物、Ｆｅ系化合物等の晶出又は析出
粒子が挙げられる。これらのうちで硬さ、整合性を考え
ると、Ｓｉ及びＳｉ系化合物が最も好ましい。
均粒径が２〜２０μｍ、その面積率が２〜１２％の第２
相硬質粒子が母相中に分散していることで、この硬質粒
子が切削時に切粉に発生する結晶のすべりを止め、ここ
にすべり線が集積して微少な空洞をつくり、これが切粉
の分断の起点となるため優れた切削性を示すものと考え
られる。このような第２相硬質粒子としては、少なくと
もアルミニウム合金母材より硬いもので、かつ母材との
界面の整合性が低いものがよく、Ｓｉ及びＳｉ系化合物
のほか、Ｎｉ系化合物、Ｆｅ系化合物等の晶出又は析出
粒子が挙げられる。これらのうちで硬さ、整合性を考え
ると、Ｓｉ及びＳｉ系化合物が最も好ましい。
【００１５】ここで、第２相硬質粒子の平均粒径を２〜
２０μｍと規定したのは、平均粒径が２μｍより小さい
とすべり線の集積が起こりにくく分断の起点となる箇所
が減って切削性が劣り、一方、平均粒径が２０μｍを越
えるようであると、押出加工性が悪くなり、切削時の工
具摩耗が激しくなり、また、材料の伸びが劣るようにな
るためである。また、第２相硬質粒子の面積率を２〜１
２％としたのは、面積率が２％より少ないと分断の起点
となる箇所が少なく切削性が劣り、一方、面積率が１２
％を越えるようであると、押出加工性が悪くなり、切削
時の工具摩耗が激しくなり、また、材料の伸びが劣るよ
うになるためである。なお、第２相硬質粒子の平均粒径
は３〜１０μｍ、さらに４〜６μｍが好ましく、面積率
は５〜１０％、さらに５〜７％が好ましい。
２０μｍと規定したのは、平均粒径が２μｍより小さい
とすべり線の集積が起こりにくく分断の起点となる箇所
が減って切削性が劣り、一方、平均粒径が２０μｍを越
えるようであると、押出加工性が悪くなり、切削時の工
具摩耗が激しくなり、また、材料の伸びが劣るようにな
るためである。また、第２相硬質粒子の面積率を２〜１
２％としたのは、面積率が２％より少ないと分断の起点
となる箇所が少なく切削性が劣り、一方、面積率が１２
％を越えるようであると、押出加工性が悪くなり、切削
時の工具摩耗が激しくなり、また、材料の伸びが劣るよ
うになるためである。なお、第２相硬質粒子の平均粒径
は３〜１０μｍ、さらに４〜６μｍが好ましく、面積率
は５〜１０％、さらに５〜７％が好ましい。
【００１６】次に、上記アルミニウム合金における各元
素の添加理由及び添加量の限定理由を説明する。
素の添加理由及び添加量の限定理由を説明する。
【００１７】Ｓｉ：１．５〜１２．０％ Ｓｉはアルミニウム組織中にＳｉ系の化合物を形成し切
粉の分断性をよくし切削性を向上させる。これはＳｉ系
化合物が切粉を分断する起点となるためである。Ｓｉ添
加下限値はアルミニウム中での固溶限である１．５％を
越えていることが必要であり、Ｓｉによる効果を明確に
させるためには２．０％以上の添加が望ましい。つま
り、優れた切削性を得るとの観点からは、Ｓｉは２．０
〜１２．０％とするのがよい。一方、Ｓｉの添加上限
は、粗大な初晶Ｓｉが生じ変形抵抗が増加することによ
る押出性の低下や押出材の脆化を招かないために、共晶
点の１２．０％以下とする必要がある。特に押出性が良
好な６％以下が望ましい。
粉の分断性をよくし切削性を向上させる。これはＳｉ系
化合物が切粉を分断する起点となるためである。Ｓｉ添
加下限値はアルミニウム中での固溶限である１．５％を
越えていることが必要であり、Ｓｉによる効果を明確に
させるためには２．０％以上の添加が望ましい。つま
り、優れた切削性を得るとの観点からは、Ｓｉは２．０
〜１２．０％とするのがよい。一方、Ｓｉの添加上限
は、粗大な初晶Ｓｉが生じ変形抵抗が増加することによ
る押出性の低下や押出材の脆化を招かないために、共晶
点の１２．０％以下とする必要がある。特に押出性が良
好な６％以下が望ましい。
【００１８】Ｍｇ：０．５〜６．０％ Ｍｇは歪硬化能を向上させるため切粉分断性を向上さ
せ、また固溶体化して素材の強度を高める効果がある。
Ｍｇ含有量が０．５％未満では十分その効果が得られ
ず、６．０％を越えて添加すると変形抵抗が増し押出性
が低下する。強度と良好な押出性を確保するとの観点か
ら、概ね１．０％以上、３．０％以下が好ましいが、専
ら押出加工時の変形抵抗を抑えて押出性を向上させると
の観点からすれば、１．０％未満、特に０．９％以下と
することで顕著な効果を得ることができる。従って、そ
の場合はＭｇは０．５〜１．０％、あるいは０．５〜
０．９％とすればよい。
せ、また固溶体化して素材の強度を高める効果がある。
Ｍｇ含有量が０．５％未満では十分その効果が得られ
ず、６．０％を越えて添加すると変形抵抗が増し押出性
が低下する。強度と良好な押出性を確保するとの観点か
ら、概ね１．０％以上、３．０％以下が好ましいが、専
ら押出加工時の変形抵抗を抑えて押出性を向上させると
の観点からすれば、１．０％未満、特に０．９％以下と
することで顕著な効果を得ることができる。従って、そ
の場合はＭｇは０．５〜１．０％、あるいは０．５〜
０．９％とすればよい。
【００１９】Ｍｎ：０．５〜２．０％ Ｍｎは固溶体化して素材の強度を高める効果があり、ま
た、歪硬化能を向上させるため切粉分断を助長する効果
を持つ。しかし、Ｍｎ含有量が０．５％未満では十分な
効果が得られず、一方、２．０％を越えて添加すると押
出性が低下する。特に強度と良好な押出性を確保すると
の観点から、０．７％以上、１．５％以下が望まれる。
た、歪硬化能を向上させるため切粉分断を助長する効果
を持つ。しかし、Ｍｎ含有量が０．５％未満では十分な
効果が得られず、一方、２．０％を越えて添加すると押
出性が低下する。特に強度と良好な押出性を確保すると
の観点から、０．７％以上、１．５％以下が望まれる。
【００２０】Ｃｕ：０．１５〜３．０％ Ｃｕは固溶体化して素材の強度を高めるとともに、歪硬
化能を向上させるため切粉分断も助長する効果を持ち、
Ｍｎに代えて又はＭｎとともに添加される。しかし、Ｃ
ｕ含有量が０．１５％未満ではその効果に乏しく、一
方、３．０％を越えて添加すると耐食性が低下し、また
押出性も低下する。特に強度と良好な耐食性及び押出性
を確保するとの観点から、０．３％以上、０．８％以下
が望まれる。
化能を向上させるため切粉分断も助長する効果を持ち、
Ｍｎに代えて又はＭｎとともに添加される。しかし、Ｃ
ｕ含有量が０．１５％未満ではその効果に乏しく、一
方、３．０％を越えて添加すると耐食性が低下し、また
押出性も低下する。特に強度と良好な耐食性及び押出性
を確保するとの観点から、０．３％以上、０．８％以下
が望まれる。
【００２１】Ｃｒ：０．０４〜０．３５％、 ＣｒはＡｌとの化合物を形成し、切粉分断の起点となっ
て切削性を向上させる。しかし、０．０４％未満ではそ
の効果が十分でなく、一方、０．３５％を越えると粗大
な化合物を生成し押出性が低下する。
て切削性を向上させる。しかし、０．０４％未満ではそ
の効果が十分でなく、一方、０．３５％を越えると粗大
な化合物を生成し押出性が低下する。
【００２２】Ｔｉ：０．０１〜０．１％ Ｔｉは鋳造組織を微細化して機械的性質を安定化する。
しかし、Ｔｉ含有量が０．０１％未満ではその効果が得
られず、一方、０．１％を越えて添加してもその効果は
飽和する。
しかし、Ｔｉ含有量が０．０１％未満ではその効果が得
られず、一方、０．１％を越えて添加してもその効果は
飽和する。
【００２３】また、上記アルミニウム合金の不可避不純
物としては、ＪＩＳＨ４０４０に規定する化学成分に準
じ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎは各々０．０５質量％以下が許容
される。これらの低融点金属は多く含まれるとアルミニ
ウム合金の耐食性を劣化させるが、この範囲内であれば
その特性に影響を与えない。また、他の不可避不純物も
個々に０．０５質量％以下が許容される。
物としては、ＪＩＳＨ４０４０に規定する化学成分に準
じ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎは各々０．０５質量％以下が許容
される。これらの低融点金属は多く含まれるとアルミニ
ウム合金の耐食性を劣化させるが、この範囲内であれば
その特性に影響を与えない。また、他の不可避不純物も
個々に０．０５質量％以下が許容される。
【００２４】上記Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金において上記
のような第２相硬質粒子の分布を得るためには、ＤＡＳ
が５０μｍ以下の鋳塊を得、これを４５０〜５２０℃で
均熱処理する必要がある。この鋳塊は、押し出し後切削
加工用の素材とされるが、その組成に応じて又は必要に
応じて、押出後直ちに焼入れ−時効処理を行うか、再加
熱して溶体化−焼入れ−時効処理を行った後切削加工に
供したり、また、鍛造加工を行ったうえで切削加工に供
することもできる。
のような第２相硬質粒子の分布を得るためには、ＤＡＳ
が５０μｍ以下の鋳塊を得、これを４５０〜５２０℃で
均熱処理する必要がある。この鋳塊は、押し出し後切削
加工用の素材とされるが、その組成に応じて又は必要に
応じて、押出後直ちに焼入れ−時効処理を行うか、再加
熱して溶体化−焼入れ−時効処理を行った後切削加工に
供したり、また、鍛造加工を行ったうえで切削加工に供
することもできる。
【００２５】なお、ＤＡＳは鋳造工程における凝固速度
によって調整され、これが５０μｍより大きいと均熱処
理後のＳｉ系化合物の平均粒径が２０μｍより大きくな
り、１０μｍより小さいと２μｍ以上の平均粒径を得る
のが難しくなる。均熱処理温度は５２０℃より高いと平
均粒径が２０μｍより大きく成長し、４５０℃より低い
と変形抵抗が大きく押出性が劣るようになる。均熱処理
の時間は、１〜２４ｈｒ程度を目処とする。１ｈｒより
短いと効果がなく、２４ｈｒより長くてもその効果は飽
和する。
によって調整され、これが５０μｍより大きいと均熱処
理後のＳｉ系化合物の平均粒径が２０μｍより大きくな
り、１０μｍより小さいと２μｍ以上の平均粒径を得る
のが難しくなる。均熱処理温度は５２０℃より高いと平
均粒径が２０μｍより大きく成長し、４５０℃より低い
と変形抵抗が大きく押出性が劣るようになる。均熱処理
の時間は、１〜２４ｈｒ程度を目処とする。１ｈｒより
短いと効果がなく、２４ｈｒより長くてもその効果は飽
和する。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例について、比較例と比
較して具体的に説明する。表１に示した化学組成の合金
を溶解し半連続鋳造により種々の冷却条件で１６０ｍｍ
径の押出ビレットを作製し、各々表１に示す均熱温度で
１２時間均質化熱処理を施した。この押出ビレットのＤ
ＡＳを各々測定した後、５００℃の押出温度で６０ｍｍ
径に押し出し、直ちに水冷した後、１７０℃×６ｈｒの
時効処理を施してこれを供試材とし、各々のＳｉ系化合
物粒子の平均粒径とその面積率、切削性、工具摩耗、機
械的性質を下記の要領で測定した。ただし、比較例１１
は押し出しができなかったため、測定していない。
較して具体的に説明する。表１に示した化学組成の合金
を溶解し半連続鋳造により種々の冷却条件で１６０ｍｍ
径の押出ビレットを作製し、各々表１に示す均熱温度で
１２時間均質化熱処理を施した。この押出ビレットのＤ
ＡＳを各々測定した後、５００℃の押出温度で６０ｍｍ
径に押し出し、直ちに水冷した後、１７０℃×６ｈｒの
時効処理を施してこれを供試材とし、各々のＳｉ系化合
物粒子の平均粒径とその面積率、切削性、工具摩耗、機
械的性質を下記の要領で測定した。ただし、比較例１１
は押し出しができなかったため、測定していない。
【００２７】
【表１】
【００２８】平均粒径、面積率；４００倍の光学顕微鏡
写真をもとに、画像解析装置（株式会社ニレコ製、商品
名ルーゼックス）を用いてＳｉ系化合物粒子の平均粒径
と面積率を求めた。 切削性；市販の高速度鋼製の１０ｍｍ径ドリルを用い、
回転数１５００ｍｍ／分、送り速度３００ｍｍ／分の条
件にて切削し、切粉１００個当りの重量を測定し、０．
５ｇ以下のものを○、０．５ｇを越えるものを×と評価
した。 工具摩耗；上記と同じ条件で、厚さ３０ｍｍの供試材に
深さ２０ｍｍの穴を５０個あけ、５０個目の穴の内面の
Ｒmaxが６．３μｍ以下のものを○、６．３μｍを越え
るものを×と評価した。 機械的性質；押出方向に採取したＪＩＳ４号試験片を用
い、ＪＩＳＺ２２４１に規定する金属材料試験方法に準
じ、引張強さ（σB）、耐力（σ0.2）、及び伸び（δ）
を測定した。
写真をもとに、画像解析装置（株式会社ニレコ製、商品
名ルーゼックス）を用いてＳｉ系化合物粒子の平均粒径
と面積率を求めた。 切削性；市販の高速度鋼製の１０ｍｍ径ドリルを用い、
回転数１５００ｍｍ／分、送り速度３００ｍｍ／分の条
件にて切削し、切粉１００個当りの重量を測定し、０．
５ｇ以下のものを○、０．５ｇを越えるものを×と評価
した。 工具摩耗；上記と同じ条件で、厚さ３０ｍｍの供試材に
深さ２０ｍｍの穴を５０個あけ、５０個目の穴の内面の
Ｒmaxが６．３μｍ以下のものを○、６．３μｍを越え
るものを×と評価した。 機械的性質；押出方向に採取したＪＩＳ４号試験片を用
い、ＪＩＳＺ２２４１に規定する金属材料試験方法に準
じ、引張強さ（σB）、耐力（σ0.2）、及び伸び（δ）
を測定した。
【００２９】これらの試験結果を表１にあわせて示す。
なお、試験番号１〜４は組成と製造条件が本発明の規定
を満たすもの、試験番号５〜７は製造条件のみ本発明の
規定を満たすもの、試験番号８〜１１は組成のみ本発明
の規定を満たすものである。表１に示すように、組成と
第２相硬質粒子（Ｓｉ系化合物）の平均粒径及び面積率
が本発明の規定を満たす発明例１〜４は、切削性に優れ
工具摩耗が少ない。一方、Ｓｉ量が少ない比較例５は平
均粒径が小さく切削性が劣る。Ｓｉ量が多い比較例６と
７は平均粒径が大きく工具摩耗が大きく、材料の伸びが
劣る。また、組成が本発明の規定を満たしても、ＤＡＳ
が小さい比較例８は第２相硬質粒子の平均粒径が小さく
切削性に劣り、ＤＡＳが大きい比較例９は平均粒径が大
きく工具摩耗が大きく、伸びが劣る。均熱温度が高い比
較例１０は平均粒径が大きく工具摩耗が大きく、伸びが
劣る。
なお、試験番号１〜４は組成と製造条件が本発明の規定
を満たすもの、試験番号５〜７は製造条件のみ本発明の
規定を満たすもの、試験番号８〜１１は組成のみ本発明
の規定を満たすものである。表１に示すように、組成と
第２相硬質粒子（Ｓｉ系化合物）の平均粒径及び面積率
が本発明の規定を満たす発明例１〜４は、切削性に優れ
工具摩耗が少ない。一方、Ｓｉ量が少ない比較例５は平
均粒径が小さく切削性が劣る。Ｓｉ量が多い比較例６と
７は平均粒径が大きく工具摩耗が大きく、材料の伸びが
劣る。また、組成が本発明の規定を満たしても、ＤＡＳ
が小さい比較例８は第２相硬質粒子の平均粒径が小さく
切削性に劣り、ＤＡＳが大きい比較例９は平均粒径が大
きく工具摩耗が大きく、伸びが劣る。均熱温度が高い比
較例１０は平均粒径が大きく工具摩耗が大きく、伸びが
劣る。
【００３０】
【発明の効果】このように、本発明に関わるアルミニウ
ム合金は、Ｐｂ、Ｂｉ等の低融点金属を使用していない
にも関わらず切削性に優れ、機械的性質にも優れてい
る。そして、長い切粉による工具への切粉の巻き付き等
のトラブルも発生せず、工具摩耗も少ないことから、特
に自動工作機械を用いた無人運転で作成される機械部品
用素材として適しており、加えて低融点金属に起因する
熱脆性も生じ得ず、リサイクル性にも難がなく、工業的
価値が極めて大きいものである。また、本発明に関わる
アルミニウム合金は、ＰｂやＢｉを添加することなく切
削性を高めていることから、アルマイト処理性に優れ、
均質で光沢のあるアルマイト皮膜を形成することができ
る。
ム合金は、Ｐｂ、Ｂｉ等の低融点金属を使用していない
にも関わらず切削性に優れ、機械的性質にも優れてい
る。そして、長い切粉による工具への切粉の巻き付き等
のトラブルも発生せず、工具摩耗も少ないことから、特
に自動工作機械を用いた無人運転で作成される機械部品
用素材として適しており、加えて低融点金属に起因する
熱脆性も生じ得ず、リサイクル性にも難がなく、工業的
価値が極めて大きいものである。また、本発明に関わる
アルミニウム合金は、ＰｂやＢｉを添加することなく切
削性を高めていることから、アルマイト処理性に優れ、
均質で光沢のあるアルマイト皮膜を形成することができ
る。
Claims (8)
- 【請求項１】 第２相硬質粒子の平均粒径が２〜２０μ
ｍ、その面積率が２〜１２％であることを特徴とする切
削性に優れたアルミニウム合金。 - 【請求項２】 第２相硬質粒子がＳｉ及びＳｉ系化合物
である請求項１に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項３】 第２相硬質粒子が晶出粒子である請求項
１に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項４】 Ｓｉ：１．５〜１２％（質量％、以下同
じ）、Ｍｇ：０．５〜６％を含む請求項２に記載された
アルミニウム合金。 - 【請求項５】 Ｓｉ：１．５〜１２％、Ｍｇ：０．５〜
６％を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる請求項
４に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項６】 さらに、Ｍｎ：０．５〜２％、Ｃｕ：
０．１５〜３％、Ｃｒ：０．０４〜０．３５％のうち少
なくとも１種を含む請求項４又は５に記載されたアルミ
ニウム合金。 - 【請求項７】 さらに、Ｔｉ：０．０１〜０．１％を含
む請求項４〜６のいずれかに記載されたアルミニウム合
金。 - 【請求項８】 Ｓｉ：１．５〜１２％、Ｍｇ：０．５〜
６％を含むアルミニウム合金を鋳造してＤＡＳ（デンド
ライトアームスペーシング）が１０〜５０μｍの鋳塊を
得、これを４５０〜５２０℃で均熱処理した後、押出成
形することを特徴とする切削性に優れたアルミニウム合
金の製造方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP18657896A JP3301919B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 切粉分断性に優れたアルミニウム合金押出材 |
| US08/880,689 US6059902A (en) | 1996-06-26 | 1997-06-23 | Aluminum alloy of excellent machinability and manufacturing method thereof |
| DE19727096A DE19727096B4 (de) | 1996-06-26 | 1997-06-25 | Aluminiumlegierung mit ausgezeichneter maschineller Bearbeitbarkeit und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18657896A JP3301919B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 切粉分断性に優れたアルミニウム合金押出材 |
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|---|---|---|---|
| JP2001361430A Division JP2002206132A (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 切削性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108175A true JPH108175A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3301919B2 JP3301919B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=16190998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18657896A Expired - Lifetime JP3301919B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 切粉分断性に優れたアルミニウム合金押出材 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6059902A (ja) |
| JP (1) | JP3301919B2 (ja) |
| DE (1) | DE19727096B4 (ja) |
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| JP2011080118A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム合金部材およびその製造法 |
| WO2015030121A1 (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 表面粗さを抑制し、生産性に優れた快削アルミニウム合金押出材 |
| JP2015180779A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 切削性に優れたアルミニウム合金押出材 |
| WO2016017046A1 (ja) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | 株式会社神戸製鋼所 | 切削性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| KR101864788B1 (ko) * | 2018-01-31 | 2018-06-05 | 인지에이엠티 주식회사 | 주조 및 다이캐스팅용 알루미늄 합금 |
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| DE10053664A1 (de) * | 2000-10-28 | 2002-05-08 | Leybold Vakuum Gmbh | Mechanische kinetische Vakuumpumpe |
| FR2818288B1 (fr) * | 2000-12-14 | 2003-07-25 | Pechiney Aluminium | PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE DE SECURITE EN ALLIAGE Al-Si |
| US6719859B2 (en) | 2002-02-15 | 2004-04-13 | Northwest Aluminum Company | High strength aluminum base alloy |
| EP1944495A1 (en) | 2004-02-27 | 2008-07-16 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine component part and method for producing the same |
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| US20090214886A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-08-27 | Hideki Ishii | Metal matrix composite material |
| US7854886B2 (en) * | 2007-10-23 | 2010-12-21 | Nippon Light Metal Co., Ltd. | Production method for metal matrix composite material |
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| US7854887B2 (en) * | 2007-10-23 | 2010-12-21 | Nippon Light Metal Co., Ltd. | Production method for metal matrix composite material |
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- 1996-06-26 JP JP18657896A patent/JP3301919B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-06-23 US US08/880,689 patent/US6059902A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-25 DE DE19727096A patent/DE19727096B4/de not_active Expired - Lifetime
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