JPS59185520A - ホイ−ル製造用アルミニウム合金素管の製造法 - Google Patents

ホイ−ル製造用アルミニウム合金素管の製造法

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JPS59185520A
JPS59185520A JP5863883A JP5863883A JPS59185520A JP S59185520 A JPS59185520 A JP S59185520A JP 5863883 A JP5863883 A JP 5863883A JP 5863883 A JP5863883 A JP 5863883A JP S59185520 A JPS59185520 A JP S59185520A
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JP
Japan
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aluminum alloy
blank pipe
heat treatment
extrusion
alloy blank
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Masahiro Yabe
正浩 矢部
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Nippon Light Metal Co Ltd
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Nippon Light Metal Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02Making uncoated products
    • B21C23/04Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08Making wire, bars, tubes
    • B21C23/085Making tubes

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。

Description

【発明の詳細な説明】 素管の製造法に係り、車幅用ホイールを製造するだめの
素材として冷間加工性に優れ、しかも強度が高く耐食性
も良好なアルミニウム合金素管の好ましい製造法を提供
しようとするものである。
車幅用ホイールをアルミニウム合金材で製造することは
軽量で特異な光沢を有し、特に近時における省エネルギ
ー目的などにも即応することから広〈実施されていると
ころであり、又斯かるホイールをアルミニウム素管によ
って製造することについても例えば特開昭56〜1 3
 ’1 0 3 3号の如きに本出願人によって提案さ
れている。ところで斯様な目的に2いて採用されるアル
ミニウム合金トしてはJISA5005、5052、5
N01、5056、5083、5NO2、5454など
が知られているが、これらのものは強度若しくは成形性
の何れか一方又は双方に難点がある。例えばJIS A
5005、5052、5N01による押出管材は押出や
圧延ないし成形加工性においては好ましいとしてもM9
%が一般的に1〜2%程度で、最高でも28%と低いた
め機械的強度や耐疲労性のような強度特性において必ず
しも好ましいものでなく(δβ中20(−以下)、又組
織的にも20ト300μmのように大きな再結晶粒とな
るため曲げ成型加工したときの圧縮面に散状欠陥が発生
し易く、この散状欠陥は製品の疲労W性を劣化させる。
一方JISA5056.5083.5N02によるもの
は吟が一般的に4〜5.5%程度で、少くとも3.5%
以上と相当に高く、従って前記したような機械的強度や
耐疲労性は高いが、押出、圧延および成形加工性におい
て著しく劣ったものとなる。これらに対しJIS A3
454′のものは吟が2.4〜3.0と中間的であって
強度的にはそれなりに好ましいが、Mn%が0.5〜1
.0%と多いので押出管の表層部に厚さで約300μm
の粗粒層が発生し、しかも内部はファイバー組織となり
、拡管成形してホイールとすると軸方向に割れが発生し
易いこととなる。
本発明は上記したような実情に鑑み仔細な検討を重ねて
創案されたものであって、MnチでMg:2.8〜3.
5%、Mガニ0.2〜0゜5%、Cr : 0.05〜
0.2%、Tt:0.001〜0.1%、B : 0.
0001〜0.01チを含有し、残部が〃および不可避
的不純物から成り押出成形された素管の軸線方向断面に
おける再結晶粒の大きさが平均粒径で100μm以下で
あることを特徴とするホイール製造用アルミニウム合金
鋳塊を提供するものであり、又その好ましい製造法とし
て前記組成をもったアルミニウム合金鋳塊を500℃以
上で3〜24時間の均質化熱処理をなしてから熱間加工
率(減面率であって、ビレット断面積をB1管体断面槓
をPとするとき、減[IiI率=(1−P−)X100
で表示されるンが95%以上の押出加工を行い、しかも
該押出加工時においてダイス出口に8ける温度を500
℃以上とすることを提案するものである。
即ち斯かる本発明によるものは押出、圧延および成形加
工性においてはJIS A3005.5052に相当し
た良好な結果を示し、しかも機械的性質や疲労強度にお
いては前記したJIS A3083および5056に相
当した高い値を示すもpであって、又拡管成形時におい
ても軸方向割れの発生などを見ることがないものであり
、このような本発明によるものについて先ずその成分組
成範囲に関する限定理由を説明すると以下の如くである
棒は、このような〃−均系合金は固溶体硬化型合金であ
つCMgの固溶量が多くなる程、機械的強度や疲労強度
は向上することは前記した通りであって、2.8%未満
ではこの効果が充゛分に得られないことになり、一方こ
の均が3.5チ以上になると加工硬化度が著しくなると
共に伸びが低下して成形性が悪くなり、成形加工中に材
料が破断し易くなるので2.8〜3.5%とする。なお
この均量についてはMnおよびCrの含有量を考慮して
具体的に決にすべきであって、これらのMnおよびCr
は何れも成形性を低下せしめる傾向を有するから、その
添加量が比較的多い場合には上記範囲内において低目に
選ぶこ−とが好ましい。
勘は、後述するCrと共に何れも遷移元素であり、〃−
殉系合釡における再結晶粒が粗大化するのを防止するた
めに添加するものであって、均質化熱処理において固溶
量くは一部品出せしめ、該晶出物を高温押出加工時に更
に一部固溶化ないし微細分散化させて# −M?L。
At−Cr、At−吟一馳−Cr等の微細化合物とし、
前記のように固溶しているものはその後の冷却過程で微
細晶出物となると共に高度加工による内部歪と相俟って
朽i晶核を多数発生せしめ再結晶組織の好ましい微細化
をもたらし、疲労強度を向上するものである。然してM
nは鋳塊金属組織中において結晶粒内に固溶し熱処理で
微細粒子となって分布するものであって、0.2%以下
では上記のような効果を適切に得ることができず、一方
0.5%以上となるとMn粒子が多くなって一種の析出
硬化作用を呈しその成形性が損われ、又硬くて脆い励主
体の巨大晶を発生して成形性を低下し且つノツチ感受性
が高くなって成形加工中に割れが発生することとなるの
でこれを上限とし、0.2〜0.5%とした。
Crは、再結晶粒の粗大化防止目的において前記Mnと
同様に作用するが、このCrは結晶の粒界附近(結晶粒
の表層部)に固溶するものでMnと共に含有することが
必要であり、熱処理によってやはり微細に析出し疲労強
度の向上をもたらす。0.05%以下では斯かる効果が
適切に得られず、一方。、20%以上になると晶出化合
物が粒大化してリム加工時における割れ発生の起点とな
る傾向を鳴するので0.05〜0.2係とする。
Ti、Bは、鋳造組織の結晶粒微細化をもたらずことに
より鋳造時の鋳塊割れを防止するもので、夫々の下限値
以下であるとこのような効果を得難り、又その上限値以
上になるとMnおよびCrとの粗大な金属間化合物が発
生して機械的性質jこおける伸び、靭性を低下し、疲労
強度などを劣化する。
上記以外の成分については原則的には〃および不可避的
不純物であるが、cuを0.1%以内、Niを0.1%
以内、Znを0.1%iJ内、を含有せしめても本発明
の実態を損うものでない。同様に84については0.2
%、hについては03%を上限として適宜に含有してよ
い。
次に本発明では上記のような範囲で均、M7I−ver
およびTiを含有し残部が〃および不可避的不純物であ
るアルミニウム合金累管ニおいて、その軸勝方向iOT
曲での再結晶粒の平均粒径を100μm以下と1−るも
のであり、ホイールを得るための素管において再結晶粒
の大きさがこれより犬となるとリム1′N、形時の曲げ
加工面に肌荒れや皺を発生しやすくなり、特に200μ
mを超えるようなものにおいては皺の発生や割れの発生
が不可避的である。耐疲労性においても再結晶粒の平均
粒径を100μm以下とすることが頗る有効であって耐
用1住の高い製品を得ることができる。押出成形につい
ては前方押出、後方押出しの11jJれによってもよい
なお上記したような本発明の木材を的確に得るだめの製
造法としては均質化熱処理を長目に実施してM711C
rを充分に固溶せしめ、これらから成る晶・析出物を細
かく分散させることが必要である。即ちこのようなM−
Mp系合金において均質化熱処理すること自体は従来か
ら普通に実施されているところであるが、従来は500
℃X 2 hr @度であり、この程度でも均の均質化
は達せられるが、本発明者等が仔細に検討した結果によ
ると、M7+およびCrの析出に関してはなお不充分で
あって前記したよう1よ成分組成の合金においてそれら
の析出を充分に達成し目板とした特性を倚るには500
℃以上の温度で3 hr以上、荷に500℃以上の温度
で4 hr以上の均質化熱処理を実施することが必要で
ある。
又この熱処理後にイエわれる押田用J工に関しては熱間
加工率を95%以上とすることか好ましく、このように
高い加工率をもった刀口工をなすことより前記した程度
のMg、MnおよびCr、7Zを含有したアルミニウム
合金において再結晶核の多数発生をもたらし組織の機軸
化を得しめることができる。
なおこの押出加工時においてダイス出口における温度を
500℃以上とするも・ので、このように500℃以上
とすることによ−り押出加工後に再結晶化が適当に得ら
れて微細結晶の球状化が図られその後のリム部を形成す
るための成形刃ロエで割れなどの発生することのない材
質として的確に得られる。ダイス出口温度が500℃に
達しない場合においては押出加工によって得られた組織
が殆んど再結晶しないで加工組織と再結晶粒が混在した
紺綬となることからリム部形ルytcどの曲げ加工性に
おいて相当に劣ったものとなり、仮りにその後焼鈍処理
しても均一でしかも彼測な再結晶粒組織にならず粗大な
再結晶組織となって曲げ加工性が若干数置されたとして
も曲げ加工時において肌荒れ欠陥の末しいものとならざ
るを得ない。
本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
以1の遡りである。
実施例1゜ 次の第1表に示すような成分組成の〃合金鋳塊(中空ビ
レット)を準備した。
第1表 これらの鋳塊は何れも540℃で6時間の均質化熱処理
を行ってから熱間加工率か98%となるように大型押出
機で押出成形し、外径300閣で内径が290 m (
厚さ5胴)の素管を製造した。押出ダイス出口における
温度は何れの合金鋳塊の場合も505〜510℃であり
、このようにして得られた押出成形素管の金稿組織その
他の特性を要約して示づ゛と次の第2表の通りである。
なおこれらの押出成形素管の組織については添附図面第
1図に示す通りであって、その(−)は比較材であるJ
IS A3052のもの、(b)は比較材であるJIS
 A3454の内部におけるファイバー組織、(C)は
同じく比較材であるJISA5154材を示し、(d)
が本発明によるものであるO 然してこれらのものについて代表的なホイールの断面形
状として第3図に示すような断面形状のホイールリム部
に拡管成形した結果は、(a)のものは成形は容易であ
るとしても強度、耐疲労性の如きにおいて劣ると共に曲
げ加工面に皺の発生することは第2衣の結果から明かで
あり、(b)のものはその拡管部分の端部において割れ
が発生し、(C)のものは強度的に(、)よりもよいと
してもなお不充分なものであり、本発明による(d)の
ものは強度的及び成形性の何れにおいても好ましいもの
であることが確認された。
実施例2゜ 次の第3表に示す成分組成の〃合金鋳塊(中空ビレット
)を用いた。
第3表 [ 該鋳塊は540℃X 6hrの均熱化処理を行って 。
から大型押出機で次の第4茨の加工条件により中空素管
を製造した。比較材につ(・ては中空素管に対し350
℃X 2 hrの焼鈍を加えたことは第4表の通りであ
る。
第4表 又これらの素管についての金属組織は第2図に示す通力
であって、(a)は本発明によるもの、(b)は比較材
の焼鈍前のもの、(C)はその焼鈍後のものを示す、が
、更にこれらの素管についての特性を要約して示すと次
の第5表の通力である。
即ち本発明によるものは微細で均一な再結晶組織となり
、曲げ加工性に優れたものであるのに対し、比較材にあ
っては曲げ加工性において著しく劣り、焼鈍処理しても
未再結晶粒が混在した組織であって曲げ加工時に肌荒れ
の太きいものである。
以上説明したような本発明によるときは冷間加工性に優
れ、しかも強度的に高く、肌荒れなどを生することのな
いアルミニウム合金素管を的確に製造し得るものであっ
て、工業的にその効果の太ぎい発明である。
【図面の簡単な説明】
図面は不発明の実施態様を示すものであって、第1図は
本発明の実施例1にSける比較材及び本発明材の金属組
織を示した倍率15倍の顕微鏡写真、第2図は実施例2
における本発明材及び比軟材についての金属組織を示し
た倍率30倍の顕微f1!与真、第3図は車輌用ホイー
ルリム部についての断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、  Mg:28〜3.5%、M?1:0.2〜0.
    5%、Cr :  0.05〜0.2%、Ti : 0
    .00 ]−0,1%、B:0.0O01〜0.01%
    を含有し、残部が〃および不可避的不純物から成るアル
    ミニウム合金鋳塊を500℃以上で3〜24時間の均質
    化熱処理を施してから熱間加工率95%以上の押出加工
    を行い、しかも該押出加工時においてダイス出口におけ
    る温度を500℃以上とすることを特徴とするホイール
    製造用アルミニウム合金素管の製造法。
JP5863883A 1983-04-05 1983-04-05 ホイ−ル製造用アルミニウム合金素管の製造法 Granted JPS59185520A (ja)

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Cited By (3)

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