JPH11241137A - Door beam material made of aluminum alloy - Google Patents

Door beam material made of aluminum alloy

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JPH11241137A
JPH11241137A JP35172698A JP35172698A JPH11241137A JP H11241137 A JPH11241137 A JP H11241137A JP 35172698 A JP35172698 A JP 35172698A JP 35172698 A JP35172698 A JP 35172698A JP H11241137 A JPH11241137 A JP H11241137A
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JP
Japan
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aluminum alloy
door beam
recrystallized layer
extrusion
extruded material
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Application number
JP35172698A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yamashita
浩之 山下
Masakazu Hirano
正和 平野
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11241137A publication Critical patent/JPH11241137A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60JWINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00Doors
    • B60J5/04Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/042Reinforcement elements
    • B60J5/0422Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
    • B60J5/0438Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
    • B60J5/0443Beams
    • B60J5/0444Beams characterised by a special cross section

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a door beam material capable of preventing the stress concentration at the time of bending deformation and the resultant occurrence of fracture in an early stage and increased in the amount of energy absorption as well as in the maximum load. SOLUTION: This material is an extruded material of an Al-Zn-Mg type aluminum alloy containing, by weight, 0.8-1.5% Mg and 4-7% Zn or an Al-Si-Mg type aluminum alloy containing 0.5-1.5% Si and 0.5-1.3% Mg. In this material, the thickness of a recrystallized layer in the surface is made to <=50 μm. A fibrous structure is present under the recrystallized layer. Further, the fibrous structure can be present in the surface without the presence of the recrystallized layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のドア補強
用部材として使用されるアルミニウム合金製ドアビーム
材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy door beam used as a member for reinforcing a door of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】乗用車のドアビームはその役割として衝
突時の負荷吸収性能が要求される。例えば、FMVSS
(米国連邦安全規格)では最終的には実車の側面から負
荷を与えたときにその負荷に対する曲げ荷重値と、荷重
−変形量関係の面積で表されるエネルギー吸収量に一定
の基準値を設けているが、それらは実験室レベルでは一
般的に、車両にかかる衝突を想定し、図2(a)に示す
ようにドアビーム材の両端を支持しその中央部を負荷治
具で押圧する3点曲げの曲げ性能で評価される。
2. Description of the Related Art A door beam of a passenger car is required to have a function of absorbing a load at the time of a collision. For example, FMVSS
(U.S. Federal Safety Standards) provides a fixed reference value for the bending load value when the load is applied from the side of the actual vehicle and for the energy absorption represented by the area of the load-deformation relationship. At the laboratory level, however, they generally assume a collision with a vehicle, and as shown in FIG. 2 (a), support the both ends of a door beam material and press the center with a load jig. It is evaluated by the bending performance of bending.

【0003】図2(b)は、図2(a)の曲げ試験によ
って得られる荷重(P)−変位(δ)曲線の模式図であ
り、変位が大きくなるとやがて最大荷重に達し、途中で
荷重に耐えられず座屈変形して荷重が低下する様子を示
すものだが、一般的に、この荷重(P)−変位(δ)曲
線において、最大荷重が大きく、座屈、破断するまでの
変位が大きくエネルギー吸収量(面積)が大きい方が望
ましいとされている。
FIG. 2 (b) is a schematic diagram of a load (P) -displacement (δ) curve obtained by the bending test of FIG. 2 (a). This shows that the load decreases due to buckling deformation due to inability to withstand the load, but in general, in this load (P) -displacement (δ) curve, the maximum load is large, and the displacement until buckling or fracture occurs. It is considered that a larger energy absorption (area) is more desirable.

【0004】従来のドアビームは、一般的には150k
gf/mmクラスのハイテン鋼が使用されているが、
軽量化の観点からアルミ押出形材の適用が検討されるよ
うになった。例えば特開平5−311309号公報に
は、Al−Zn−Mg系アルミニウム合金押出形材をT
6処理したドアビームが記載され、また、特開平5−2
47575号公報には、Al−Zn−Mg系アルミニウ
ム合金押出材又はAl−Si−Mg系アルミニウム合金
押出材の外表面に70μm以上の厚さの再結晶層を形成
させたドアビームが記載されている。
[0004] Conventional door beams are typically 150k
gf / mm 2 class high tensile steel is used,
The use of extruded aluminum bars has been studied from the viewpoint of weight reduction. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-31309 discloses that an extruded aluminum-Zn-Mg-based aluminum alloy
6 describes a processed door beam.
No. 47575 describes a door beam in which a recrystallized layer having a thickness of 70 μm or more is formed on the outer surface of an extruded material of an Al—Zn—Mg-based aluminum alloy or an extruded material of an Al—Si—Mg-based aluminum alloy. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平5−247
575号公報では、Al−Zn−Mg系アルミニウム合
金押出材又はAl−Si−Mg系アルミニウム合金押出
材の外表面に70μm以上の厚さの再結晶層を形成させ
ているが、これは再結晶粒は繊維状組織に比べ伸びが大
きく、従って、曲げ荷重によって引張力が生じる押出材
の外表面にこの再結晶層を70μm以上の厚さで付与す
ると破断しにくくなり、エネルギー吸収量を向上させる
ことができるという考え方に基づいている。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 5-247 is disclosed.
In Japanese Patent No. 575, a recrystallized layer having a thickness of 70 μm or more is formed on the outer surface of an extruded material of an Al—Zn—Mg-based aluminum alloy or an extruded material of an Al—Si—Mg-based aluminum alloy. The grains are larger in elongation than the fibrous structure, and therefore, when this recrystallized layer is applied to the outer surface of the extruded material having a tensile force of 70 μm or more in which a tensile force is generated by a bending load, the grains are hardly broken and the energy absorption is improved. It is based on the idea that you can.

【0006】一方、ドアビームの性能に対する要求は次
第に厳しさを増し、その重量を増すことなく最大荷重及
びエネルギー吸収量をさらに向上させる必要が出てき
た。一例として、上記特開平5−247575号公報で
は、Al−Zn−Mg系アルミニウム合金押出材の曲げ
試験による最大荷重のレベルは、ある車種、ある曲げ条
件において1100kg級とされているが、同じ断面形
状で同じ曲げ条件であれば現在では1300kg級が要
求されるようになっている。
[0006] On the other hand, the demands on the performance of door beams have become increasingly severe, and it has become necessary to further increase the maximum load and energy absorption without increasing the weight. As an example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-247575, the maximum load level in a bending test of an Al-Zn-Mg-based aluminum alloy extruded material is 1100 kg class under a certain vehicle type and a certain bending condition. At present, a 1300 kg class is required under the same bending conditions for the shape.

【0007】ところが、このような高いレベルの最大荷
重の要求に応じて高σ設計(成分、押出条件、熱処理
等)した場合、この再結晶層がかえってエネルギー吸収
量を低下させることが分かってきた。これは、表面に再
結晶層が厚く形成されていると曲げ変形過程で肌荒れが
発生し、この肌荒れが応力集中するノッチとなり、ドア
ビームの破断を早期に引き起こすためである。特に最近
では、ドアビーム適用車がドア長さの短い小型車にも広
がっており、スパンが短いため小さい曲げストローク
(δ)でも曲げの曲率が大きくなってしまい、その分、
より早期に破断に到りやすくなっている。なお、再結晶
層を原因とする応力集中は、従来レベルの低σ設計のド
アビームでは問題にならない。なお、本発明で高σ設計
というとき、Al−Zn−Mg系では耐力で概ね40k
gf/mm以上、Al−Si−Mg系では概ね32k
gf/mm以上がその範ちゅうに入る。
However, it has been found that when a high σ design (components, extrusion conditions, heat treatment, etc.) is performed in response to the requirement of such a high level of maximum load, the recrystallized layer rather reduces the energy absorption. . This is because if the recrystallized layer is formed thick on the surface, surface roughness occurs in the bending deformation process, and the surface roughness becomes a notch where stress is concentrated, which causes early breakage of the door beam. In particular, recently, door-beam-applied vehicles have spread to small vehicles with short door lengths, and because of the short span, the bending curvature increases even with a small bending stroke (δ).
It is easier to break earlier. The stress concentration caused by the recrystallized layer is not a problem in a door beam having a low-σ design of a conventional level. When a high σ design is used in the present invention, the Al—Zn—Mg system has a proof stress of approximately 40 k.
gf / mm 2 or more, approximately 32k for Al-Si-Mg system
gf / mm 2 or more falls within the range.

【0008】本発明者らは、特開平5−247575号
公報に記載された組成のアルミニウム合金押出材に関
し、重量を増やすことなく、最大荷重が大きく、エネル
ギー吸収量が大きいドアビーム材を得ることを目的とし
て、成分組成及び外表面組織の形態について種々検討し
た。その結果、最大荷重のレベルを上げたとき、再結晶
層の厚さを小さくするか又はなくすることにより、曲げ
変形時の応力集中を防止し、エネルギー吸収量を向上さ
せることができることを見いだした。本発明は、この知
見をもとになし得たものである。
The present inventors have made an aluminum alloy extruded material having a composition described in JP-A-5-247575 to obtain a door beam material having a large maximum load and a large energy absorption without increasing the weight. For the purpose, various studies were made on the component composition and the form of the outer surface texture. As a result, it has been found that, when the level of the maximum load is increased, by reducing or eliminating the thickness of the recrystallized layer, stress concentration during bending deformation can be prevented, and the amount of energy absorption can be improved. . The present invention has been made based on this finding.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係るドアビーム
材は、Mg:0.8〜1.5%、Zn:4〜7%を含有
するAl−Zn−Mg系アルミニウム合金、又はSi:
0.5〜1.5%、Mg:0.5〜1.3%を含有する
Al−Si−Mg系アルミニウム合金の押出材であっ
て、表面の再結晶層の厚さが50μm以下であることを
特徴とする。
The door beam material according to the present invention is an Al-Zn-Mg-based aluminum alloy containing 0.8 to 1.5% of Mg and 4 to 7% of Zn, or Si:
An extruded material of an Al-Si-Mg-based aluminum alloy containing 0.5 to 1.5% and Mg: 0.5 to 1.3%, wherein the thickness of a recrystallized layer on the surface is 50 µm or less. It is characterized by the following.

【0010】Al−Zn−Mg系アルミニウム合金は、
Mg:0.8〜1.5%、Zn:4〜7%を含有するほ
か、適宜他の成分を含み得るが、好ましい組成として、
Mg:0.8〜1.5%、Zn:4〜7%、Ti:0.
005〜0.3%と、Cu:0.05〜0.6%、M
n:0.2〜0.7%、Cr:0.05〜0.3%、Z
r:0.05〜0.25%から選択された1種又は2種
以上を含有し、残部がAl及び不可避不純物を挙げるこ
とができ、Al−Si−Mg系アルミニウム合金は、S
i:0.5〜1.5%、Mg:0.5〜1.3%を含有
するほか、適宜他の成分を含み得るが、好ましい組成と
して、Si:0.5〜1.5%、Mg:0.5〜1.3
%、Ti:0.005〜0.2%と、Cu:0.1〜
0.7%、Mn:0.05〜0.6%、Cr:0.05
〜0.2%、Zr:0.05〜0.2%から選択された
1種又は2種以上を含有し、残部がAl及び不可避不純
物を挙げることができる。
An Al—Zn—Mg based aluminum alloy is
In addition to containing 0.8 to 1.5% of Mg and 4 to 7% of Zn, other components may be included as appropriate.
Mg: 0.8-1.5%, Zn: 4-7%, Ti: 0.
005 to 0.3%, Cu: 0.05 to 0.6%, M
n: 0.2-0.7%, Cr: 0.05-0.3%, Z
r: One or two or more selected from 0.05 to 0.25%, the balance being Al and unavoidable impurities. Al-Si-Mg based aluminum alloy is S
i: 0.5 to 1.5%, Mg: 0.5 to 1.3%, and may contain other components as appropriate, but preferred compositions are Si: 0.5 to 1.5%, Mg: 0.5 to 1.3
%, Ti: 0.005 to 0.2%, and Cu: 0.1 to
0.7%, Mn: 0.05 to 0.6%, Cr: 0.05
0.20.2%, Zr: One or more selected from 0.05 to 0.2%, with the balance being Al and unavoidable impurities.

【0011】この発明では、特に表面再結晶層の下に繊
維状組織が存在する。ただし、表面再結晶層は存在しな
くてもよい。なお、繊維状組織とは押出材にみられる熱
間加工組織で、押出方向に長く伸ばされた結晶粒組織の
ことである。
In the present invention, there is a fibrous structure particularly under the surface recrystallized layer. However, the surface recrystallization layer may not be present. The fibrous structure is a hot worked structure found in the extruded material, and is a crystal grain structure elongated in the extrusion direction.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るドアビーム材
の組成について、Al−Zn−Mg系とAl−Si−M
g系に分けて詳細に説明する。 (Al−Zn−Mg系の場合) Mg、Zn Mg、Znはアルミニウム合金の強度を維持するために
必要な元素である。Mgが0.8%未満、Znが4重量
%未満では所望の強度が得られない。また、Mgが1.
5%、Znが7%を超えるとアルミニウム合金の押出性
が低下するとともに伸びも低下し、所要の特性値が得ら
れなくなる。従って、Mg:0.8〜1.5%、Zn:
4〜7%とする。なお、これは前記特開平5−2475
75号公報のMgリッチ側に相当する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The composition of a door beam material according to the present invention will be described below with reference to Al-Zn-Mg type and Al-Si-M
This will be described in detail separately for g-system. (In the case of Al-Zn-Mg system) Mg, Zn Mg and Zn are elements necessary for maintaining the strength of the aluminum alloy. If Mg is less than 0.8% and Zn is less than 4% by weight, desired strength cannot be obtained. In addition, when Mg is 1.
If the content exceeds 5% and the content of Zn exceeds 7%, the extrudability of the aluminum alloy decreases and the elongation also decreases, so that the required characteristic values cannot be obtained. Therefore, Mg: 0.8-1.5%, Zn:
4 to 7%. It should be noted that this is disclosed in
No. 75 corresponds to the Mg-rich side.

【0013】Ti Tiは、鋳塊組織の微細化のために必須の元素である。
Tiが0.005%より少ないと、微細化の効果が十分
でなく、0.3%より多いと飽和して巨大化合物が発生
してしまう。従って、Tiの含有量は0.005〜0.
3%とする。
Ti Ti is an essential element for refining the ingot structure.
If the Ti content is less than 0.005%, the effect of miniaturization is not sufficient, and if the Ti content is more than 0.3%, saturation occurs and a giant compound is generated. Therefore, the content of Ti is 0.005 to 0.5.
3%.

【0014】Cu、Mn、Cr、Zr これらの元素はアルミニウム合金の強度を高める。ま
た、Cuはアルミニウム合金の耐応力腐食割れ性を改善
し、Mn、Cr、Zrは押出材に繊維状組織を形成して
合金を強化する作用があり、これらの中から1種又は2
種以上が適宜添加される。好適な範囲は、Cu:0.0
5〜0.6%、Mn:0.2〜0.7%、Cr:0.0
5〜0.3%、Zr:0.05〜0.25%である。そ
れぞれ下限未満では上記の作用が不十分であり、また、
上限を超えると、押出性が悪くなり、Cuの場合は一般
耐食性が悪くなる。
Cu, Mn, Cr, Zr These elements increase the strength of the aluminum alloy. Further, Cu improves the stress corrosion cracking resistance of the aluminum alloy, and Mn, Cr, and Zr have a function of forming a fibrous structure in the extruded material to strengthen the alloy.
Seeds or more are added as appropriate. The preferred range is Cu: 0.0
5 to 0.6%, Mn: 0.2 to 0.7%, Cr: 0.0
5 to 0.3%, Zr: 0.05 to 0.25%. If each is less than the lower limit, the above action is insufficient, and
Exceeding the upper limit will result in poor extrudability and Cu will result in poor general corrosion resistance.

【0015】不可避不純物 不可避不純物のうちFeはアルミニウム地金に最も多く
含まれる不純物であり、0.35%を超えて合金中に存
在すると鋳造時に粗大な金属間化合物を晶出し、合金の
機械的性質を損なう。従って、Feの含有量は0.35
%以下に規制する。また、アルミニウム合金を鋳造する
際には地金、添加元素の中間合金等様々な経路より不純
物が混入する。混入する元素は様々であるが、Fe以外
の不純物は単体で0.05%以下、総量で0.15%以
下であれば合金の特性にほとんど影響を及ぼさない。従
って、これらの不純物は単体で0.05%以下、総量で
0.15%以下とする。
Inevitable impurities Fe is the most inevitable impurity contained in aluminum ingots. If it exceeds 0.35% in the alloy, coarse intermetallic compounds are crystallized during casting, and the mechanical properties of the alloy are reduced. Impair the nature. Therefore, the content of Fe is 0.35
% Or less. Further, when casting an aluminum alloy, impurities are mixed from various routes such as a base metal and an intermediate alloy of an additive element. There are various elements to be mixed, but impurities other than Fe alone have 0.05% or less, and if the total amount is 0.15% or less, it hardly affects the properties of the alloy. Therefore, these impurities are set to 0.05% or less in a simple substance, and 0.15% or less in total.

【0016】(Al−Si−Mg系の場合) Si、Mg Si、Mgはアルミニウム合金の強度を維持するために
必要な元素である。Siが0.5%未満、Mgが0.5
重量%未満では所望の強度が得られない。一方、Siが
1.5%、Mgが1.3%を超えるとアルミニウム合金
の押出性が低下するとともに伸びも低下し、所要の特性
値が得られなくなる。従って、Si:0.5〜1.5
%、Mg:0.5〜1.3%とする。一方、Ti、C
u、Mn、Cr、Zr、及び不可避不純物については、
Al−Zn−Mg系と同様の理由で、前記の範囲内に限
定される。
(In the case of Al-Si-Mg type) Si, Mg Si and Mg are elements necessary for maintaining the strength of the aluminum alloy. Si is less than 0.5%, Mg is 0.5
If the amount is less than the weight percentage, the desired strength cannot be obtained. On the other hand, if the content of Si exceeds 1.5% and the content of Mg exceeds 1.3%, the extrudability of the aluminum alloy decreases and the elongation also decreases, so that the required characteristic values cannot be obtained. Therefore, Si: 0.5 to 1.5
%, Mg: 0.5 to 1.3%. On the other hand, Ti, C
For u, Mn, Cr, Zr, and unavoidable impurities,
For the same reason as for the Al-Zn-Mg system, it is limited to the above range.

【0017】次に押出材の組織について説明する。表面
に再結晶層が厚く形成されていると、曲げ変形過程で肌
荒れが発生し、この肌荒れが応力集中のノッチとなり、
ドアビームの破断を早期に引き起こし、その結果、エネ
ルギー吸収量が減少する。しかし、本発明のように再結
晶層が50μm以下と薄いとき又は再結晶層が存在しな
いときは、繊維状組織が薄い再結晶層の下又は表面に存
在することになり、ドアビームに予定されている曲げ変
形程度では、その過程で表面に肌荒れが発生せず、従っ
て、肌荒れ部分が応力集中のノッチになることもない。
なお、押出材の表面に形成される再結晶層のうち、ドア
ビームの破断に結び付くものは、曲げの外側になる側の
表面に形成される再結晶層である。従って、本発明でい
う再結晶層の厚さとは、ドアビームの曲げの外側になる
側の表面で測定される再結晶層の厚さとする。
Next, the structure of the extruded material will be described. If the recrystallized layer is formed thick on the surface, rough surface occurs in the bending deformation process, and this rough surface becomes a notch of stress concentration,
Premature breakage of the door beam, resulting in reduced energy absorption. However, when the recrystallized layer is as thin as 50 μm or less as in the present invention, or when the recrystallized layer is not present, the fibrous structure exists under or on the thin recrystallized layer. With a certain degree of bending deformation, surface roughness does not occur on the surface in the process, so that the roughened portion does not become a notch for stress concentration.
Among the recrystallized layers formed on the surface of the extruded material, the one that leads to breakage of the door beam is the recrystallized layer formed on the surface on the side outside the bend. Therefore, the thickness of the recrystallized layer referred to in the present invention is the thickness of the recrystallized layer measured on the surface on the side outside the bending of the door beam.

【0018】押出材表面の再結晶層は、押出時に特に大
きい変形を受ける表面層が押出過程で押出材自体が保有
する熱により再結晶を起こすことで生成される。従っ
て、押出温度、押出速度を小さくとりあるいは多穴押出
法を採用し押出比を比較的小さくとることで、再結晶層
の生成又は成長を防止することができる。さらに押出ダ
イスの下流側のダイス出口位置近傍において押出材の表
面層のみ急冷することによっても、再結晶層の生成又は
その後の成長を防止する効果がある。
The recrystallized layer on the surface of the extruded material is formed by causing the surface layer which undergoes particularly large deformation at the time of extrusion to undergo recrystallization by the heat of the extruded material itself during the extrusion process. Therefore, the formation or growth of the recrystallized layer can be prevented by setting the extrusion temperature and the extrusion rate low or adopting a multi-hole extrusion method to make the extrusion ratio relatively small. Furthermore, by rapidly cooling only the surface layer of the extruded material in the vicinity of the die outlet position on the downstream side of the extrusion die, there is an effect of preventing generation of a recrystallized layer or subsequent growth.

【0019】上記の成分組成のAl−Zn−Mg系アル
ミニウム合金において、本発明に規定する上記の組織を
もつ押出材の製造方法としては、例えば、ソーキング条
件;450℃〜500℃、押出温度;400〜500
℃、押出速度;6〜10m/分、押出比;35〜70、
時効条件;130〜170℃×6〜12時間が挙げら
れ、さらに押出ダイス出口位置近傍において押出材表面
に冷却した窒素ガスを吹き付けて、押出ダイスから開放
直後の製品温度の上昇を防止することが挙げられる。ま
た、上記の成分組成のAl−Si−Mg系アルミニウム
合金において、本発明に規定する上記の組織をもつ押出
材の製造方法としては、例えば、ソーキング条件;48
0℃〜550℃、押出温度;480〜550℃、押出速
度;6〜12m/分、押出比;35〜70、時効条件;
150〜200℃×4〜16時間が挙げられ、さらに押
出ダイス出口位置近傍において押出材表面に冷却した窒
素ガスを吹き付けて、押出ダイスから開放直後の製品温
度の上昇を防止することが挙げられる。
In the Al—Zn—Mg-based aluminum alloy having the above-mentioned composition, the method for producing an extruded material having the above-mentioned structure specified in the present invention includes, for example, soaking conditions; 450 ° C. to 500 ° C., extrusion temperature; 400-500
C, extrusion speed; 6 to 10 m / min, extrusion ratio: 35 to 70,
Aging conditions: 130 to 170 ° C. × 6 to 12 hours. Cooling nitrogen gas is blown onto the surface of the extruded material near the exit of the extrusion die to prevent a rise in product temperature immediately after opening from the extrusion die. No. In addition, in the Al—Si—Mg-based aluminum alloy having the above component composition, the method for producing an extruded material having the above structure specified in the present invention includes, for example, soaking conditions;
0 ° C to 550 ° C, extrusion temperature; 480 to 550 ° C, extrusion speed; 6 to 12 m / min, extrusion ratio; 35 to 70, aging conditions;
150 to 200 [deg.] C. for 4 to 16 hours. In addition, a cooled nitrogen gas is sprayed on the surface of the extruded material near the exit position of the extrusion die to prevent a rise in product temperature immediately after opening from the extrusion die.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例について、比較例と比
較して説明する。 (実施例1)表1に示すNo.1の成分のアルミニウム
合金を、常法により溶解し、直径200mmの鋳塊に鋳
造した。この鋳塊を470℃×8hrソーキングし、押
出温度470℃、押出速度4m/分にて2本取りで押し
出し(押出比42)、押出直後位置において冷却した窒
素ガスを押出材表面に吹き付けて冷却した。押出材の断
面形状は図1(A)に示すとおりである。この押出材に
対し130℃×12hrの時効処理を行い、実施例1の
供試材とした。一方、比較例1として、470℃×8h
rソーキングし、押出温度500℃、押出速度12m/
分にて、1本取りで同一断面形状に押し出した(押出比
83)。押出直後位置における冷却した窒素ガスによる
冷却は行わなかった。この押出材に対し130℃×12
hrの時効処理を行い、比較例1の供試材とした。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in comparison with comparative examples. (Example 1) The aluminum alloy of the component 1 was melted by a conventional method and cast into an ingot having a diameter of 200 mm. This ingot was soaked at 470 ° C. for 8 hours, extruded in two pieces at an extrusion temperature of 470 ° C. and an extrusion speed of 4 m / min (extrusion ratio: 42), and cooled at the position immediately after extrusion by blowing nitrogen gas onto the surface of the extruded material. did. The cross-sectional shape of the extruded material is as shown in FIG. This extruded material was subjected to an aging treatment at 130 ° C. for 12 hours to obtain a test material of Example 1. On the other hand, as Comparative Example 1, 470 ° C. × 8 h
r soaking, extrusion temperature 500 ° C, extrusion speed 12m /
In one minute, the pieces were extruded into the same cross-sectional shape by one piece (extrusion ratio 83). Cooling with the cooled nitrogen gas at the position immediately after extrusion was not performed. 130 ° C × 12 for this extruded material
After the aging treatment for hr, the test material of Comparative Example 1 was obtained.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】この供試材の表面再結晶層厚の測定は、押
出方向に垂直な断面において、曲げの外側になる側(図
1Aの下側フランジ)を左右に4等分し、その分割位置
(3箇所・・・・矢印で示す)の金属組織を顕微鏡写真にと
り、表面からの再結晶層厚を測定して3箇所の平均値を
求めた。その結果を表2に示す。なお、実施例1は表面
再結晶層厚が本発明の規定範囲内であり、表面再結晶層
の下は繊維状組織であった。一方、比較例1は表面再結
晶層厚が本発明の規定範囲を越え、表面再結晶層の下は
繊維状組織であった。また、曲げスパン950mmの3
点曲げ試験を行った結果を表2にあわせて示す。表2に
示すように、表面再結晶層厚が本発明の規定範囲内の実
施例1は、表面再結晶層厚が厚い比較例1と比較する
と、破断変位が長くなっている。なお、破断変位は供試
材の曲げ外側(ドアのインナー側)に割れが発生するま
でのストロークである。
In the measurement of the surface recrystallized layer thickness of this test material, in the cross section perpendicular to the extrusion direction, the outer side of the bend (the lower flange in FIG. 1A) is divided into four equal parts on the left and right sides, and the dividing position The microstructure of the metal structure at three places (indicated by arrows) was taken as a micrograph, the thickness of the recrystallized layer from the surface was measured, and the average value at three places was determined. Table 2 shows the results. In Example 1, the thickness of the surface recrystallized layer was within the specified range of the present invention, and the lower part of the surface recrystallized layer had a fibrous structure. On the other hand, in Comparative Example 1, the thickness of the surface recrystallized layer exceeded the specified range of the present invention, and a fibrous structure was formed below the surface recrystallized layer. In addition, 3 of bending span 950mm
Table 2 shows the results of the point bending test. As shown in Table 2, in Example 1 in which the surface recrystallized layer thickness is within the specified range of the present invention, the breaking displacement is longer as compared with Comparative Example 1 in which the surface recrystallized layer thickness is large. The breaking displacement is a stroke until a crack occurs on the outside of the bending of the test material (the inner side of the door).

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】(実施例2)表1に示すNo.1の成分の
アルミニウム合金を、常法により溶解し、直径200m
mの鋳塊に鋳造した。この鋳塊を470℃×8hrソー
キングし、押出温度460℃、押出速度5m/分にて2
本取りで押し出し(押出比35)、押出直後位置におい
て冷却した窒素ガスを押出材表面に吹き付けて冷却し
た。押出材の断面形状は図1(B)に示すとおりであ
る。この押出材に対し130℃×12hrの時効処理を
行い、実施例2の供試材とした。一方、表1に示すN
o.2の成分のアルミニウム合金を用い、同じプロセス
で同じ断面形状の押出材を得、同じ時効処理を行い、比
較例2の供試材とした。
(Embodiment 2) The aluminum alloy of the component 1 is melted by a conventional method, and the diameter is 200 m.
m. The ingot was soaked at 470 ° C. for 8 hours, and extruded at 460 ° C. at an extrusion speed of 5 m / min.
Extrusion (extrusion ratio 35) was performed in the main sampling, and nitrogen gas cooled at a position immediately after extrusion was blown onto the surface of the extruded material to be cooled. The cross-sectional shape of the extruded material is as shown in FIG. This extruded material was subjected to an aging treatment at 130 ° C. for 12 hours to obtain a test material of Example 2. On the other hand, N shown in Table 1
o. An extruded material having the same cross-sectional shape was obtained by the same process using the aluminum alloy of the second component, and the same aging treatment was performed.

【0025】この押出材の表面再結晶厚及び曲げスパン
700mmの3点曲げ試験を行った結果を表3に示す。
表面再結晶厚の測定方法は実施例1と同じである。表3
に示すように、実施例2、比較例2とも表面再結晶層厚
は本発明の規定範囲内にあり、かつ表面再結晶層の下は
いずれも繊維状組織であったが、成分組成が本発明の規
定範囲内にある実施例2は、主成分が不足する比較例2
と比較すると最大曲げ荷重が大きく、変位量6インチま
でのエネルギー吸収量が大きくなっている。
Table 3 shows the results of a three-point bending test of the extruded material having a surface recrystallization thickness and a bending span of 700 mm.
The method for measuring the surface recrystallization thickness is the same as in Example 1. Table 3
As shown in Table 2, in both Example 2 and Comparative Example 2, the surface recrystallized layer thickness was within the specified range of the present invention, and the fibrous structure was formed under the surface recrystallized layer. Example 2, which is within the specified range of the invention, is Comparative Example 2 in which the main component is insufficient.
In comparison with, the maximum bending load is large, and the energy absorption up to a displacement of 6 inches is large.

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】(実施例3)表4に示す成分のアルミニウ
ム合金を、常法により溶解し、直径200mmの鋳塊に
鋳造した。この鋳塊を530℃×12hrソーキング
し、押出温度530℃、押出速度8m/分にて2本取り
で押し出し(押出比42)、押出直後位置において冷却
した窒素ガスを押出材表面に吹き付けて冷却した。押出
材の断面形状は図1(C)に示すとおりである。この押
出材に対し190℃×8hrの時効処理を行い、実施例
3の供試材とした。一方、同じアルミニウム合金を用
い、押出速度を15m/分とし、押出直後位置における
冷却した窒素ガスによる冷却は行わなかった以外は、実
施例3と同一の条件で製造した同一形状の押出材を比較
例3の供試材とした。
Example 3 An aluminum alloy having the components shown in Table 4 was melted by a conventional method and cast into an ingot having a diameter of 200 mm. The ingot was soaked at 530 ° C. for 12 hours, extruded in two pieces at an extrusion temperature of 530 ° C. and an extrusion speed of 8 m / min (extrusion ratio: 42), and cooled at the position immediately after extrusion by blowing nitrogen gas onto the surface of the extruded material. did. The cross-sectional shape of the extruded material is as shown in FIG. This extruded material was subjected to aging treatment at 190 ° C. for 8 hours to obtain a test material of Example 3. On the other hand, the same aluminum alloy was used, the extrusion speed was set to 15 m / min, and extruded materials of the same shape manufactured under the same conditions as in Example 3 except that cooling with a cooled nitrogen gas was not performed immediately after the extrusion. The test material of Example 3 was used.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】この押出材の表面再結晶厚及び曲げスパン
900mmの3点曲げ試験(変位量300mmまで実
施)を行った結果を表5に示す。表面再結晶厚の測定方
法は実施例1と同じである。
Table 5 shows the results of a three-point bending test (implemented up to a displacement of 300 mm) of the extruded material having a surface recrystallization thickness and a bending span of 900 mm. The method for measuring the surface recrystallization thickness is the same as in Example 1.

【0030】[0030]

【表5】 [Table 5]

【0031】実施例3及び比較例3はいずれも表面再結
晶層の下は繊維状組織であったが、表5に示すように、
表面再結晶層厚が本発明の規定範囲内の実施例3は、表
面再結晶層厚が厚い比較例3と比較すると、破断変位が
長く、最大曲げ荷重が大きく、変位量300mmまでの
エネルギー吸収量が大きくなっている。
In both Example 3 and Comparative Example 3, a fibrous structure was present under the surface recrystallized layer.
Example 3 having a surface recrystallized layer thickness within the specified range of the present invention has a longer breaking displacement, a larger maximum bending load, and energy absorption up to a displacement amount of 300 mm, as compared with Comparative Example 3 having a larger surface recrystallized layer thickness. The amount is growing.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、曲げ変形時の応力集中
及びそれに基づく早期の破断を防止し、最大荷重が大き
くエネルギー吸収量の大きいドアビーム材を得ることが
できる。
According to the present invention, it is possible to prevent stress concentration at the time of bending deformation and to prevent premature breakage based on the stress concentration, and to obtain a door beam material having a large maximum load and a large energy absorption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例の押出材の断面形状である。FIG. 1 is a cross-sectional shape of an extruded material of an example.

【図2】 ドアビーム材の曲げ試験方法と荷重−変位曲
線を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a bending test method and a load-displacement curve of a door beam material.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Mg:0.8〜1.5%(重量%、以下
同じ)、Zn:4〜7%を含有するAl−Zn−Mg系
アルミニウム合金の押出材であって、表面の再結晶層の
厚さが50μm以下であることを特徴とするアルミニウ
ム合金製ドアビーム材。
1. An extruded material of an Al—Zn—Mg-based aluminum alloy containing 0.8 to 1.5% (wt%, the same applies hereinafter) of Mg and 4 to 7% of Zn. An aluminum alloy door beam material, wherein the thickness of the crystal layer is 50 μm or less.
【請求項2】 上記Al−Zn−Mg系アルミニウム合
金が、Mg:0.8〜1.5%、Zn:4〜7%、T
i:0.005〜0.3%と、Cu:0.05〜0.6
%、Mn:0.2〜0.7%、Cr:0.05〜0.3
%、Zr:0.05〜0.25%から選択された1種又
は2種以上を含有し、残部がAl及び不可避不純物から
なるアルミニウム合金であることを特徴とする請求項1
に記載されたアルミニウム合金製ドアビーム材。
2. The Al—Zn—Mg based aluminum alloy contains 0.8 to 1.5% of Mg, 4 to 7% of Zn,
i: 0.005 to 0.3%, Cu: 0.05 to 0.6
%, Mn: 0.2-0.7%, Cr: 0.05-0.3
%, Zr: An aluminum alloy containing one or more selected from 0.05 to 0.25%, and the balance being Al and unavoidable impurities.
A door beam material made of an aluminum alloy described in 1.
【請求項3】 Si:0.5〜1.5%、Mg:0.5
〜1.3%を含有するAl−Si−Mg系アルミニウム
合金の押出材であって、表面の再結晶層の厚さが50μ
m以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ドア
ビーム材。
3. Si: 0.5 to 1.5%, Mg: 0.5
An extruded material of an Al-Si-Mg-based aluminum alloy containing up to 1.3%, wherein the thickness of the recrystallized layer on the surface is 50 µm.
m or less, wherein the door beam is made of an aluminum alloy.
【請求項4】 上記Al−Si−Mg系アルミニウム合
金が、Si:0.5〜1.5%、Mg:0.5〜1.3
%、Ti:0.005〜0.2%と、Cu:0.1〜
0.7%、Mn:0.05〜0.6%、Cr:0.05
〜0.2%、Zr:0.05〜0.2%から選択された
1種又は2種以上を含有し、残部がAl及び不可避不純
物からなるアルミニウム合金であることを特徴とする請
求項3に記載されたアルミニウム合金製ドアビーム材。
4. The Al—Si—Mg-based aluminum alloy contains 0.5% to 1.5% of Si and 0.5% to 1.3% of Mg.
%, Ti: 0.005 to 0.2%, and Cu: 0.1 to
0.7%, Mn: 0.05 to 0.6%, Cr: 0.05
4. An aluminum alloy containing at least one selected from the group consisting of Al and unavoidable impurities, wherein one or more selected from 0.05 to 0.2% and Zr: 0.05 to 0.2% are contained. A door beam material made of an aluminum alloy described in 1.
【請求項5】 再結晶層の下に繊維状組織が存在するこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載されたア
ルミニウム合金製ドアビーム材。
5. The aluminum alloy door beam material according to claim 1, wherein a fibrous structure exists under the recrystallized layer.
【請求項6】 再結晶層が存在しないことを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載されたアルミニウム合金
製ドアビーム材。
6. An aluminum alloy door beam material according to claim 1, wherein no recrystallized layer is present.
【請求項7】 表面に繊維状組織が存在することを特徴
とする請求項6に記載されたアルミニウム合金製ドアビ
ーム材。
7. The aluminum alloy door beam material according to claim 6, wherein a fibrous structure exists on the surface.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013023753A (en) * 2011-07-25 2013-02-04 Kobe Steel Ltd Method of manufacturing high-strength 7000 series aluminum alloy member and the high-strength 7000 series aluminum alloy member

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