JPS58204164A - アルミニウム合金製打抜又は鍛造部材の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製打抜又は鍛造部材の製造方法Info
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- JPS58204164A JPS58204164A JP58062060A JP6206083A JPS58204164A JP S58204164 A JPS58204164 A JP S58204164A JP 58062060 A JP58062060 A JP 58062060A JP 6206083 A JP6206083 A JP 6206083A JP S58204164 A JPS58204164 A JP S58204164A
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- quenching
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/05—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高強度及び組織硬化性(時効硬化性)アルミ
ニウム合金、特に処理後の破壊応力(Rm )が280
MPaに等しいか又はそれ以上であり、アルミニウム
協会(1’ Aluminium Ag5oalati
on )呼称200G、6000及シフ000系に相応
する合金製の゛鍛造又は打抜(型鍛造)製品(piac
e@matrlo5es+ ouforgるs+s)の
製造法に係る。
ニウム合金、特に処理後の破壊応力(Rm )が280
MPaに等しいか又はそれ以上であり、アルミニウム
協会(1’ Aluminium Ag5oalati
on )呼称200G、6000及シフ000系に相応
する合金製の゛鍛造又は打抜(型鍛造)製品(piac
e@matrlo5es+ ouforgるs+s)の
製造法に係る。
高強度アルミニウム合金製鍛造又は打抜製品の一般的製
造技術は次の工程を含んでいる。
造技術は次の工程を含んでいる。
1、 出発物質:従来の半連続鋳造法によって鋳造され
る金属 2、均質化:この処理はかな9長時間にわたって(4時
間乃至48時間)この合金を高温下(合金に応じて49
0℃乃至620℃)に維持するというものである。この
処理は一般に、−力では後の熱変形のために充分な塑性
を金属に与えるため、他力では完成品から正確な使用特
性を得るため必要である 3、室温への冷却: 4、打抜温度への再加熱:この再加熱は金属が塑性変形
され得る温度にこの金属を導くというものである 5、 いわゆる熱変形作業二この作業はふつう鍛造及び
打抜によって実施される 6、室温への部材の冷却ニ ア、 熱処理:本出願の対象をなす高強度アルミニウム
合金の場合、熱処理は組織硬化を得るために必要である
。
る金属 2、均質化:この処理はかな9長時間にわたって(4時
間乃至48時間)この合金を高温下(合金に応じて49
0℃乃至620℃)に維持するというものである。この
処理は一般に、−力では後の熱変形のために充分な塑性
を金属に与えるため、他力では完成品から正確な使用特
性を得るため必要である 3、室温への冷却: 4、打抜温度への再加熱:この再加熱は金属が塑性変形
され得る温度にこの金属を導くというものである 5、 いわゆる熱変形作業二この作業はふつう鍛造及び
打抜によって実施される 6、室温への部材の冷却ニ ア、 熱処理:本出願の対象をなす高強度アルミニウム
合金の場合、熱処理は組織硬化を得るために必要である
。
熱処理は以下の段階を含む。
7.1:合金の固溶体化処理(処理温度及び処理時間は
合金の性質によって変わる) 7.2:焼入れ(急冷)、即、ち室温で準安定状態の固
溶体を得るために充分な速度で (いわゆる臨界速度を超える)溶体化温度から室温まで
移行する 7、3二硬化相の沈澱 a)室温での成熟、又は b)焼戻し処理。
合金の性質によって変わる) 7.2:焼入れ(急冷)、即、ち室温で準安定状態の固
溶体を得るために充分な速度で (いわゆる臨界速度を超える)溶体化温度から室温まで
移行する 7、3二硬化相の沈澱 a)室温での成熟、又は b)焼戻し処理。
この工程段階は、工程の複雑さ及びそれら相互間のある
ものの非和合性のため、特に種々の作業の相対的時間に
関して、大量生産には適合しない◇しかしながら、1乃
至数個の作業ポストに高速の打抜(matriyaga
)又は鍛造(forgaage )プレス機(pre
sses rapides)が存在することから、また
さらにこの後者の場合では変形中の部材をあるポストか
ら他のポストへ自動的に移動させることによって、本発
明に基く次の方法を、連続自動化ライン上での大量生産
のために適用することが可能となる。
ものの非和合性のため、特に種々の作業の相対的時間に
関して、大量生産には適合しない◇しかしながら、1乃
至数個の作業ポストに高速の打抜(matriyaga
)又は鍛造(forgaage )プレス機(pre
sses rapides)が存在することから、また
さらにこの後者の場合では変形中の部材をあるポストか
ら他のポストへ自動的に移動させることによって、本発
明に基く次の方法を、連続自動化ライン上での大量生産
のために適用することが可能となる。
鋳造されたプルームから出発すると、温度TIでの均質
化の後、プルームは変形温度T量まで(もしT、−T寓
であれば)、冷却速度を速くしながら冷却され、つぎに
直ちに熱変形され、そしてこの作業の最後に直接焼入れ
される。
化の後、プルームは変形温度T量まで(もしT、−T寓
であれば)、冷却速度を速くしながら冷却され、つぎに
直ちに熱変形され、そしてこの作業の最後に直接焼入れ
される。
もし均質化され、あらかじめ熱lR(予備鍛圧)された
合金または均質化の前処理を必要としない合金のプルー
ムから出発するならば、方法は、変形に先立つ再加熱が
温度T、に於いて・焼入れ前の従来の溶体化に通常用い
られる時間のあいだ(温度TIでの処理に代って)続行
され不ことを除けば、はぼ同一である。
合金または均質化の前処理を必要としない合金のプルー
ムから出発するならば、方法は、変形に先立つ再加熱が
温度T、に於いて・焼入れ前の従来の溶体化に通常用い
られる時間のあいだ(温度TIでの処理に代って)続行
され不ことを除けば、はぼ同一である。
温度Tlはこれらの合金の通常の均質化温度である。さ
まざまな合金の均質化温度については、例エバパン・ホ
ーン(Van Horn )による論文[アルオニウム
J (ASM誌、1967年版・第1巻。
まざまな合金の均質化温度については、例エバパン・ホ
ーン(Van Horn )による論文[アルオニウム
J (ASM誌、1967年版・第1巻。
325頁)にリストが掲載されている。この温度の保持
時間は主要合金元素の固溶体化を可能ならしめるのに充
分でなければならない。
時間は主要合金元素の固溶体化を可能ならしめるのに充
分でなければならない。
温度T鵞は成形の始tシが生じる温度である。この温度
は、前記の合金が実現すべき部材を得るために充分な塑
性又は成形適性を示すようにして選ばれる。変形作業の
間、この温度はさらにこの変形程度、変形速度、工具類
温度及び合金の性質に従って変化し、そして値1に達す
ることができる。
は、前記の合金が実現すべき部材を得るために充分な塑
性又は成形適性を示すようにして選ばれる。変形作業の
間、この温度はさらにこの変形程度、変形速度、工具類
温度及び合金の性質に従って変化し、そして値1に達す
ることができる。
温度T1は合金の溶体化温度である。これについては例
えば前記のパン・ホーンの論文(332頁以下)にリス
トが記載されている。
えば前記のパン・ホーンの論文(332頁以下)にリス
トが記載されている。
均質化温度Tl (又は溶体化温度’rm)と変形開始
温度T鵞との間の冷却は、できるかぎり短かい時間内で
実施されなければならない。
温度T鵞との間の冷却は、できるかぎり短かい時間内で
実施されなければならない。
T、(又はT3)とT瀧の間の急速な冷却は好ましくは
パルス空気又は霧によるプルームの冷却によって得られ
る。
パルス空気又は霧によるプルームの冷却によって得られ
る。
一般に、均質化温度T1又//i溶体化温度T、と室温
との間の平均冷却速度は最終製品の優れた特性を保証す
るために充分(臨界焼入れ速度を上廻わる)でなければ
ならない。2000 、6000及び7000系の組織
硬化アルミ−ラム合金については、合金の性質に従って
これまた可変の臨界焼入れ範囲内で合金の組成とその微
細構造とに主として左右されるこの臨界焼入れ速度の観
念を用いるのが通例である。この臨界範囲は一般に溶体
化温度と200℃乃至250′cK近い温度との間に含
まれ、特に400℃乃至290℃の間に位置する。臨界
焼入れ速度は平均冷却速度として定義されることかでき
、これは最終特性にとって有害な粗雑な沈澱を防ぐため
には臨界範囲を超える必要がある。
との間の平均冷却速度は最終製品の優れた特性を保証す
るために充分(臨界焼入れ速度を上廻わる)でなければ
ならない。2000 、6000及び7000系の組織
硬化アルミ−ラム合金については、合金の性質に従って
これまた可変の臨界焼入れ範囲内で合金の組成とその微
細構造とに主として左右されるこの臨界焼入れ速度の観
念を用いるのが通例である。この臨界範囲は一般に溶体
化温度と200℃乃至250′cK近い温度との間に含
まれ、特に400℃乃至290℃の間に位置する。臨界
焼入れ速度は平均冷却速度として定義されることかでき
、これは最終特性にとって有害な粗雑な沈澱を防ぐため
には臨界範囲を超える必要がある。
熱変形工程終了時温度(i)と室温(実際上200℃)
との間の部材の平均冷却速度は、合金の臨界焼入れ速度
を上廻らなければならない。特に臨界焼入れ範囲内では
これが守られなければならない。この冷却条件は固溶体
の分解、従って硬化々合物の沈#を避けることを可能に
する。この沈澱は製品の特性、特に機械的強度及び耐食
性にとって有害であることが分っている。
との間の部材の平均冷却速度は、合金の臨界焼入れ速度
を上廻らなければならない。特に臨界焼入れ範囲内では
これが守られなければならない。この冷却条件は固溶体
の分解、従って硬化々合物の沈#を避けることを可能に
する。この沈澱は製品の特性、特に機械的強度及び耐食
性にとって有害であることが分っている。
実際は冷却サイクルはTTPカーブ(時間、温度性質)
を使用することで定義することができる。
を使用することで定義することができる。
これらのカーブは所定の合金に特有のものであつ
1てCの形状を示す。従って製品の冷却サイクル
を与えるカーブはこれらの性質に関するTTPカーブの
先M(鼻部)左側に常に位置している必要がある。
1てCの形状を示す。従って製品の冷却サイクル
を与えるカーブはこれらの性質に関するTTPカーブの
先M(鼻部)左側に常に位置している必要がある。
アルミニウム合金の臨界焼入れ速度は合金の性質、微細
構造、さらに最終特性に左右される。例えば、2000
及び7000系の鋼合金について、臨界焼入れ速度は引
張り機械特性だけを考慮すれば20℃/秒乃至100℃
/秒の間に含まれる。
構造、さらに最終特性に左右される。例えば、2000
及び7000系の鋼合金について、臨界焼入れ速度は引
張り機械特性だけを考慮すれば20℃/秒乃至100℃
/秒の間に含まれる。
但しこの臨界焼入れ速度はもし粒子間腐食(corro
@lon intergranulaira )への耐
性を考慮すれば100℃/秒を超える可能性がある(例
えば7075T−合金については150℃/秒、202
4T、合金については500℃/秒)。銅を含まない7
ooo゛系合金については、臨界焼入れ速度ははるかに
低い(例えば7020合金については0.5℃/秒乃至
1℃/秒)。6000合金については臨界焼入れ速度は
1℃/秒乃至10℃/秒の間で変化する(例えば606
3合金については1℃/秒及び6061合金については
10℃/秒)。
@lon intergranulaira )への耐
性を考慮すれば100℃/秒を超える可能性がある(例
えば7075T−合金については150℃/秒、202
4T、合金については500℃/秒)。銅を含まない7
ooo゛系合金については、臨界焼入れ速度ははるかに
低い(例えば7020合金については0.5℃/秒乃至
1℃/秒)。6000合金については臨界焼入れ速度は
1℃/秒乃至10℃/秒の間で変化する(例えば606
3合金については1℃/秒及び6061合金については
10℃/秒)。
本発明は添付図面並びに次の具体例によってさらに詳し
く理解されよう。
く理解されよう。
以下の実施例で得られた結果を示す。
実施例1 6061合金
組成(%重重)
st : o、a。
Mg : 1.05
Cu : 0.25
Cr : 0.20
Fe : 0.19
Mn < 0.01
\
Ti : 0.02
同一組成の、直径60m+の鋳造ビレット(bille
tL@l)をそれぞれ下記の処理サイクルにかける。
tL@l)をそれぞれ下記の処理サイクルにかける。
一すイクルA(従来法)
0均質化:590℃で6時間
α定常空気による室温までの冷却
0再加熱:500℃
O打抜
0空気冷却
O溶体化:540℃で1時間
O水焼入れ
O焼入れ 24時間後の焼戻し1175℃で8時間
一すイクルC(本発明方法)
0均質化:580℃で6時間
O流動(吹付)空気での冷却:580℃から500℃ま
で 0打抜=(工具温度450℃) 0水焼入れ 0焼入れ 24時間後の焼戻し1175℃で8時間 このサイクル中の平均焼入れ速度は、約り0℃/秒であ
る合金の臨界焼入れ速度金上層わった。
で 0打抜=(工具温度450℃) 0水焼入れ 0焼入れ 24時間後の焼戻し1175℃で8時間 このサイクル中の平均焼入れ速度は、約り0℃/秒であ
る合金の臨界焼入れ速度金上層わった。
打抜部品について得られ比特性値は次の通りである:
以上の如く、サイクルCに従って得られた特性値はサイ
クルAのそれ金上層わっている。
クルAのそれ金上層わっている。
組成(%重量)
Cu : 3.85
Mg : 0.61
Mn : 0.54
81 : 0.35
F・ : 0.41
Cr (0,01
〕
Zn : 0.01
Ti : 0.02
同一組成の、直径55■の鋳造ビレットをそれぞれ下記
の処理サイクルにかける。
の処理サイクルにかける。
サイクルA(従来法)
0均質化:490℃で8時間
O定常空気による室温までの冷却
O再加熱:420℃まで
Oダイインク成形(matrlyag* an une
frappe )0定常空気による室温までの冷却 0溶体化=495℃で1時間 O水焼入れ 0室温での成熟 一すイクルC(本発明方法) 0均質化=490℃で8時間 O流動(吹付)空気での冷却二490℃から410℃ま
で ・ダイインク成形=(工具温度410℃)・成形作業直
後の冷水焼入れ O室温での成熟 このサイクル中の450℃乃至250℃の間の平均冷却
速度は20℃/秒を上廻った。
frappe )0定常空気による室温までの冷却 0溶体化=495℃で1時間 O水焼入れ 0室温での成熟 一すイクルC(本発明方法) 0均質化=490℃で8時間 O流動(吹付)空気での冷却二490℃から410℃ま
で ・ダイインク成形=(工具温度410℃)・成形作業直
後の冷水焼入れ O室温での成熟 このサイクル中の450℃乃至250℃の間の平均冷却
速度は20℃/秒を上廻った。
成形部品について得られた特性値は次の通9である:
4種の合金がテストされ念。
組成(%重量)
各々の合金について、直径190■のビレットが半連続
鋳造によって得られた。これらのビレットは480℃で
6時間均質化され、空気冷却され、2回加熱式鍛造によ
って420℃まで再加熱された。即ち −加熱第1回目: 50X5 osの角板形ビレットの
引抜き 一加熱第2回目=50閣の入角形状付はロッド形状に変
形可能な体積にプルームを切断した後、次の仕様に従っ
てサイクルDが適用されたO O溶体化:450℃に於いて1時間15分0450℃で
のロッド形状への圧延成形(matrlyags):
(工具源9420℃)O冷水焼入れ O成熟:室温で125日 又は O焼戻し:100℃で4時間+130℃で24時間 得られた機械的特性値は次の通シである:これらの特性
値は従来法(サイクルB)の同じ合金について普通に得
られる特性値と一致する。
鋳造によって得られた。これらのビレットは480℃で
6時間均質化され、空気冷却され、2回加熱式鍛造によ
って420℃まで再加熱された。即ち −加熱第1回目: 50X5 osの角板形ビレットの
引抜き 一加熱第2回目=50閣の入角形状付はロッド形状に変
形可能な体積にプルームを切断した後、次の仕様に従っ
てサイクルDが適用されたO O溶体化:450℃に於いて1時間15分0450℃で
のロッド形状への圧延成形(matrlyags):
(工具源9420℃)O冷水焼入れ O成熟:室温で125日 又は O焼戻し:100℃で4時間+130℃で24時間 得られた機械的特性値は次の通シである:これらの特性
値は従来法(サイクルB)の同じ合金について普通に得
られる特性値と一致する。
これらのAA −Zn −Mg合金は次のような特性を
示すから、特に本発明の方法に適応することに注意すべ
きであるニ ー溶体化温度の範囲が広い(少くとも360℃乃至55
0℃) □ 一臨界焼入れ速度が低い(約0.5℃/秒乃至2℃/秒
)
示すから、特に本発明の方法に適応することに注意すべ
きであるニ ー溶体化温度の範囲が広い(少くとも360℃乃至55
0℃) □ 一臨界焼入れ速度が低い(約0.5℃/秒乃至2℃/秒
)
第1図は点(1)から始まる鋳造プルームのS合(サイ
クル人)と点(1)から始まる均質化され且つあらかじ
め熱鍛されたプルームの場合(サイクルB)の先行技術
に従う従来の変化段階を示す略図であり、その工程段階
については本明細書中発明の詳細な説明の冒頭に記載し
た通りである。 第2a図は鋳造したプルームから出発する場合(サイク
ルC)の本発明に従う製造段階を示す略図であシ、 第2b図は均質化され且つあらかじめ熱鍛されたプルー
ムから出発する場合(tイクルD)の本発明に従う製造
段階を示す略図である。 第3図はTTPカーブ(10又は11)に対する2つの
製造サイクル(aS及びC黛)の位置を示すグラフであ
る。 1.1′・・・出発点、2・・・均質化、3.6・・・
冷却、4・・・再加熱、5・・・熱変形、7.1・・・
溶体化、7.2・・・焼入れ、7.3 a・・・成熟、
7.3b・・・焼戻し、■、■・・・従来の製造工程、
■、■、C1,C,・・・本発明の製造工程、T1・・
・均質化温度、T鵞・・・熱変形温度、1・・・熱変形
終了時温度、10.11・・・TTPカーブ。
クル人)と点(1)から始まる均質化され且つあらかじ
め熱鍛されたプルームの場合(サイクルB)の先行技術
に従う従来の変化段階を示す略図であり、その工程段階
については本明細書中発明の詳細な説明の冒頭に記載し
た通りである。 第2a図は鋳造したプルームから出発する場合(サイク
ルC)の本発明に従う製造段階を示す略図であシ、 第2b図は均質化され且つあらかじめ熱鍛されたプルー
ムから出発する場合(tイクルD)の本発明に従う製造
段階を示す略図である。 第3図はTTPカーブ(10又は11)に対する2つの
製造サイクル(aS及びC黛)の位置を示すグラフであ
る。 1.1′・・・出発点、2・・・均質化、3.6・・・
冷却、4・・・再加熱、5・・・熱変形、7.1・・・
溶体化、7.2・・・焼入れ、7.3 a・・・成熟、
7.3b・・・焼戻し、■、■・・・従来の製造工程、
■、■、C1,C,・・・本発明の製造工程、T1・・
・均質化温度、T鵞・・・熱変形温度、1・・・熱変形
終了時温度、10.11・・・TTPカーブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1] アルミニウム合金の均質化温度に等しい温度
T、での鋳造プルームの再加熱、又は前記アルミニウム
合金の溶体化温度に等しい温度T1での鋳造プルーム又
は均質化及び予備鍛圧プルームの再加熱、再加熱直後の
温度T、 ((T、又はTs)での熱変形、熱変形直後
の焼入れ、及び焼入後の成熟及び/又は焼戻しから成り
、TI (又はTa)及びT、間の冷却がパルス空気又
は霧によって実施されることを特徴とする、組織硬化性
高強度(Rm)280MPa)アルミニウム合金製打抜
又は鍛造部材の製造方法。 (2) 400℃乃至290℃間の平均焼入れ速度が前
記合金の臨界焼入れ速度を上層わることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の方法〇(3) 熱変形終
了時温度(モ)と200℃との間の平均焼入れ速度が前
記合金の臨界焼入れ速度を上層わることを特徴とする特
許請求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。 (4) 温度T1(又はTa)での再加熱期間終了時
温度と200℃との間の平均冷却速度が前記合金の臨界
焼入れ速度を上層わることを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第3項のいずれかに記載の方法。 (51Tl又はT1でのプルームの再加熱終了時と焼入
れ終了時との間の製造サイクルが、温度・時間ダイヤグ
ラム上で、前記合金のTTPカーブ(1乃至数本)よp
前のゾーン内に完全に収まることを特徴とする特許請求
の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8206705 | 1982-04-13 | ||
FR8206705A FR2524908A1 (fr) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | Procede de fabrication de pieces matricees ou forgees en alliage d'aluminium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58204164A true JPS58204164A (ja) | 1983-11-28 |
Family
ID=9273142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58062060A Pending JPS58204164A (ja) | 1982-04-13 | 1983-04-08 | アルミニウム合金製打抜又は鍛造部材の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4490189A (ja) |
EP (1) | EP0092492A1 (ja) |
JP (1) | JPS58204164A (ja) |
ES (1) | ES8402360A1 (ja) |
FR (1) | FR2524908A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02185956A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-20 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム系熱間鍛造品の製造方法 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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