JPH1171624A - アルミニウム合金製ドアビーム材 - Google Patents
アルミニウム合金製ドアビーム材Info
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- JPH1171624A JPH1171624A JP18513998A JP18513998A JPH1171624A JP H1171624 A JPH1171624 A JP H1171624A JP 18513998 A JP18513998 A JP 18513998A JP 18513998 A JP18513998 A JP 18513998A JP H1171624 A JPH1171624 A JP H1171624A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J5/00—Doors
- B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
- B60J5/042—Reinforcement elements
- B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
- B60J5/0438—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
- B60J5/0443—Beams
- B60J5/0444—Beams characterised by a special cross section
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 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
ことを特徴とするアルミニウム合金製ドアビーム材。再
結晶層の下は繊維状組織である。また、再結晶層がなく
表面に繊維状組織が存在していてもよい。
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。 【解決手段】 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
ことを特徴とするアルミニウム合金製ドアビーム材。再
結晶層の下は繊維状組織である。また、再結晶層がなく
表面に繊維状組織が存在していてもよい。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００４】従来のドアビームは、一般的には１５０ｋ
ｇｆ／ｍｍ２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。
ｇｆ／ｍｍ２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。
【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。
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。
【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。
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。
【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／ｍｍ２以上、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系では概ね３２ｋ
ｇ／ｍｍ２以上がその範ちゅうに入る。
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／ｍｍ２以上、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系では概ね３２ｋ
ｇ／ｍｍ２以上がその範ちゅうに入る。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００２１】
【表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。
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。
【００２３】
【表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。
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。
【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。
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。
【００２６】
【表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（Ｃ）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。
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（Ｃ）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。
【００２８】
【表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。
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。
【００３０】
【表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。
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。
【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。
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。
【図１】 実施例の押出材の断面形状である。
【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。
線を示す図である。
Claims (7)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10185139A JP2910920B2 (ja) | 1997-07-02 | 1998-06-30 | アルミニウム合金製ドアビーム材 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-193225 | 1997-07-02 | ||
| JP19322597 | 1997-07-02 | ||
| JP10185139A JP2910920B2 (ja) | 1997-07-02 | 1998-06-30 | アルミニウム合金製ドアビーム材 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35172698A Division JPH11241137A (ja) | 1997-07-02 | 1998-12-10 | アルミニウム合金製ドアビーム材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1171624A true JPH1171624A (ja) | 1999-03-16 |
| JP2910920B2 JP2910920B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=26502938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10185139A Expired - Lifetime JP2910920B2 (ja) | 1997-07-02 | 1998-06-30 | アルミニウム合金製ドアビーム材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910920B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6974633B2 (en) * | 2001-11-02 | 2005-12-13 | Alcoa Inc. | Structural members having improved resistance to fatigue crack growth |
| JP2006316303A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Furukawa Sky Kk | 高温成形用アルミニウム合金押出材および高温成形品 |
| JP2011144396A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
| JP2013100604A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-05-23 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたバンパーレインフォース用高強度アルミニウム合金押出材 |
| WO2015111438A1 (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 株式会社Ｕａｃｊ押出加工 | 二輪車及び三輪車用アンダーブラケット並びにその製造方法 |
| WO2015111437A1 (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 株式会社Ｕａｃｊ押出加工 | 二輪車及び三輪車用アンダーブラケット並びにその製造方法 |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP10185139A patent/JP2910920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6974633B2 (en) * | 2001-11-02 | 2005-12-13 | Alcoa Inc. | Structural members having improved resistance to fatigue crack growth |
| JP2006316303A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Furukawa Sky Kk | 高温成形用アルミニウム合金押出材および高温成形品 |
| JP2011144396A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
| JP2013100604A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-05-23 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたバンパーレインフォース用高強度アルミニウム合金押出材 |
| WO2015111438A1 (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 株式会社Ｕａｃｊ押出加工 | 二輪車及び三輪車用アンダーブラケット並びにその製造方法 |
| WO2015111437A1 (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 株式会社Ｕａｃｊ押出加工 | 二輪車及び三輪車用アンダーブラケット並びにその製造方法 |
| JP2015137377A (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 株式会社Ｕａｃｊ押出加工 | 二輪車及び三輪車用アンダーブラケット並びにその製造方法 |
| JP2015137376A (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 株式会社Ｕａｃｊ押出加工 | 二輪車及び三輪車用アンダーブラケット並びにその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2910920B2 (ja) | 1999-06-23 |
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