JPS6152344A - フラツシユバツト溶接用アルミニウム合金材 - Google Patents

フラツシユバツト溶接用アルミニウム合金材

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JPS6152344A
JPS6152344A JP17099584A JP17099584A JPS6152344A JP S6152344 A JPS6152344 A JP S6152344A JP 17099584 A JP17099584 A JP 17099584A JP 17099584 A JP17099584 A JP 17099584A JP S6152344 A JPS6152344 A JP S6152344A
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JP
Japan
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particles
alloy
alloy material
flash butt
less
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JP17099584A
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English (en)
Inventor
Atsushi Yamazaki
淳 山崎
Chozo Fujikura
藤倉 潮三
Akira Saito
章 斎藤
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Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は要求される強度、成形加工性を損なうことなく
フラッシュバット溶接による溶接部の性能(以下、単に
フラッシュバット溶接性という)を向上させたアルミニ
ウム合金材に関するものである。
(従来の技術) アルミニウム合金材の溶接品の加工、例えば、アルミニ
ウム合金製ホイールの製造は、まず板を管状に成形し、
この両端部をフラッシュバット溶接により素管を作り、
次にこの素管をロール加工等の成形を行いリムを製造す
るものであるが、このロール成形の際溶接部に割れが発
生し、製品の歩出りの低下が問題となる。
(発明が解決しようとする問題点) フラッシュバット溶接後の成形加工において溶接部に割
れが発生しないような溶接部を形成することが重要とな
ってくる。フラッシュバット溶接用材料としては、従来
、強度さらには成形加工性の点から、A1−2〜5%に
g系合金が使用されるのが、一般的であるが溶接後の成
形加工において、溶接部に割れが発生する場合がしばし
ばあり、従来の材料には、なお1問題があった0本発明
は、溶接後の成形加工において、この割れが発生しにく
い材料を提供することである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記の現状に鑑み非熱処理型A l −
M g系合金のフラッシュバット溶接による溶接部の性
能を向上させるため鋭意研究を重ねた結果、材料のSi
およびFeの成分範囲を規制し、A1合金中の晶出物お
よび析出物、すなわち金属間化合物の粒子の大きさ及び
数を所定範囲に規制することにより、その目的を達成す
ることができ、強度、成形加工性を損なうことなく、フ
ラッシュバット溶接による溶接部の性能を向−卜し得る
材料を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、Si0.lO〜0.25w t%。
F e  0.0? −0,25w t%、Mg  2
.4〜3.0wt%、 Mn 0.50〜1.0wt%
、Cr 0.05〜0.20wt%、Ti0.20wt
%以下を含み、残部Alおよび不可避の不純物からなり
、且つ合金組織において、粒径0.1pm以下の金属間
化合物の粒子数が全粒子数の70%以上であることを特
徴とするフラッシュバット溶接性に優れたアルミニウム
合金材を提供するものである。
本発明をさらに詳細に説明する。
本発明において合金春城中各成分の作用とその限定理由
及び合金組織中の金属間化合物の大きさ、分布の限定理
由は次の通りである。
本発明においてS i  0.10〜0.25wt%、
Fe0.07〜0.25wt%とすることが必要である
Siは、微細な金属間化合物(A5L−Mn−Fe−5
t化合物、AQ−Mn−3t化合物)を析出させる作用
がある。Siが0.10wt%未満では上記作用が達せ
られず、0.25w t%を越えると成形性が劣化する
Feは結晶粒微細化の作用を有するが、0.07wt%
未満ではその効果は不十分であり、0.25wt%を越
えると粗なAl−Mn−Feの金属間化合物が多くなり
、均一で微細な金属間化合物を得るという目的を達せら
れない。
SiとFeとの比率は重量比−t’ 1 : 0.7〜
2.5の範囲とするのが望ましい。
−に記Si、Fe量の規制と粒径0.IBm以下の微細
な金属間化合物を多数現出することによりフラッシュバ
ット溶接性が向上する。
また、SiおよびFe以外の成分は、フラッシュバット
溶接性とは直接的には関係ないが、合金材料の強度、成
形性などを維持する上で必要である。
Mgの添加は強度を向上させるためである。
Mgが2.4w t%未満ではアルミニウム合金の強度
が低く、3.(l w、t%を越えると熱間および冷間
圧延の際の耳割れが発生しやすくなるので2.4〜3.
0wt%の範囲とすることが必要である。
Mn、Crの添加はアルミニウム合金の強度および成形
加工性(限界絞り比:LDR)を向上させるとともに結
晶粒の微細化にも効果的である。
Mnが0.50wt%未満、Crが0.05w t%未
満ではその効果が不足し、Mnが1.Ow t%を越え
、Crが0.20w t%を越えると粗大化合物が発生
し、限界絞り比が低下して成形加工性が劣化するので、
M n 0.50〜1.Ow t%、Cr 0.05〜
0.20wt%の範囲とすることが必要である。
Tiの添加は結晶粒を微細化して成形性を向上させる上
で有効である。Tiが0.20wt%を越えると粗大化
合物を形成し、成形性を低下させるので0.20wt%
以下とすることが必要である。
次にアルミニウム地金中の不可避の不純物の代表的なも
のとしてはCuおよびZnがある。Cuはアルミニウム
合金の強度を向上させるが0.10wt%を越えると耐
食性の点で不利になるため0、IOw t%以ドに抑え
るのがよい、またZnは0;25w t%を越えると耐
食性が劣化するため0.25wt%以下に抑えるのがよ
い。
本発明の合金材組織中の金属間化合物とは、析出物およ
び晶出物の粒子を意味し、晶出物としてはA文−Fe、
Al−Mn、Al−Mn−Fe  金属間化合物であり
、析出物としてはAl−Fe、Mg−3t、AX−Mn
−Fe−3i、A1−Mn−5i、A1−Mn−Fe金
属間化合物があげられる。
本発明において、0.1Bm以下の径の金属開化合物が
、全体の粒子数の70%以上であることが必要であり、
好ましくは80%以上とする。
フラッシュバット溶接ではそのフラッシング工程におい
て、溶接部がアップ上−2ト前に溶融し、アルミニウム
が飛散するが、その飛散するアルミニウム粒子が大きい
場合に溶接面に大きな凹みが生じ、アップセット後に割
れにつながる欠陥となるケースが多い。
飛散するアルミニウム粒子は金属間化合物の大きさおよ
びその分布状態に大きく左右され、金属間化合物が小さ
い程、また小さな金属間化合物が多く分散する程均−で
微細なフラッシュ粒が飛散する。金属間化合物の大きさ
がQ、lpmを越え、°さらにその分布の割合が全体の
粒子数の30%を越えると上記の均一、微細なフラッシ
ュ粒を得ることが困難で、溶接面に大きな凹みの発生す
る可能性が大きくなり後の成形加工に影響を及ぼすため
、合金組織中の金属間化合物の状態を、粒径0、I I
Lm以下のものが、全体の粒子数の70%以上とした。
次に本発明のアルミニウム合金材の製造方法を述べる。
本発明のアルミニウム合金材はSi0.10〜0.25
w t%、F e 0.07〜0.25 w t%、M
g2.4〜3.Ow t%、M n 0.50〜1.O
w t%。
Cr 0.05〜0.20wt%、Ti0.20wt%
以下を含み、残部Alおよび不可避の不純物からなるア
ルミニウム合金の鋳塊を(i)保持温度500〜6oo
℃で保持時間2〜10時間の均質化処理を施し、(11
)次に熱間圧延開始温度450〜−55(1℃、熱間圧
延終了温度200〜300℃で熱間圧延を施し、(ii
i)その後必要に応じて仕上げ冷間圧延を行い、(ii
)さらには保持温度300〜400℃で保持時間2〜8
時間の仕上げ焼鈍を施して製造することができる。
上記(i)の均質化処理において、鋳塊の保持温度50
0℃未満、保持時間2時間未満では十分な灼熱処理がで
きない、また、保持温度600℃を越えるとA l −
M g系化合物のバーニング現象1表面酸化現象がおこ
り、さらに保持時間toe間を越えると灼熱処理効果は
飽和し、熱効率の点からも不経済である。したがって、
保持温度500〜800℃保持時間2〜10時間の範囲
とする。
次に上記(ii)の熱間圧延処理において、熱間圧延開
始温度は450℃未満では圧延性の点から問題があり 
550℃を越えると粗大な再結晶粒を生じ、表面性状を
損なう可能性があり、450〜550℃の範囲とする。
熱闘圧延終了温度は200℃未満では圧延油の巻き込み
があり、コイルアップ時に焼付きの原因となる。また、
 300℃を越えると板幅方向での性能のバラツキが大
きくなる可能性があり、 200〜300℃の範囲とす
る。
上記(ii)の仕上げ焼鈍処理において保持温度300
℃未満、保持時間2時間未満では所定の性能が出ず、保
持温度が400°Cを越え、保持時間8時間を越えると
性能的には飽和状態となっており。
熱効率の点から不経済である。したがって保持温度30
0〜400℃、保持時間2〜8時間の範囲とする。
上記製造条件により粒径0.1ルm以丁の金属間化合物
と全体の粒子数の70%以上の割合で現出させることが
でき、フラッシュバット溶接性の向上したアルミニウム
合金材が得られる。
本発明のアルミニウム合金材の形状は板状が最も一般的
であるが、これに限定されず、形材、棒、線などの形状
でもよい。
(発明の効果) 本発明のアルミニウム合金材は強度、成形加工性を損な
うことなくフラッシュバット溶接性を著しく向上させる
ことができる。即ち、この合金材、例えば板材を用いて
フラッシュバット溶接した素管をロール加工等により成
形しても溶接部に割れが発生するようなことが極めて少
なく、製品の歩走りを著しく向上させることができる。
(実施例) 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
第1表にノ■<す組成の合金鋳塊を調製した6合金No
、1〜3は本発明の合金鋳塊であり、合金No。
4〜6は従来のJIS  A3454相当合金として従
来一般に使用されている成分組成の合金鋳塊である。
この合金No、1〜6を第2表の製造No、1〜12に
示す各条件下で、均質化処理、熱間圧延。
仕上げ焼鈍して板厚5mmの合金板を製造した。なお、
製造No、1〜6は本発明の合金(第1表No。
1〜3)の製造であり、製造No、7〜12は従来合金
(第1表No、4〜6)の製造条件である。
このようにして製造した各合金板の機械的性質、成形性
、粒径Q、1pm以下の金属間化合物の粒子の割合、フ
ラッシュバット溶接部の曲げ試験による割れ発生率を試
験した。この結果を第3表に示した。
各試験方法は次の通りである。
(i)金属間化合物の粒子の割合(%)板の圧延方向の
平行断面1mrn’当りの粒子数を測定し、次式に従っ
て算出した。
全粒子数 (■)フランシュバット溶接部の曲げ試験第1図(a)
、(b)、(c)に示すように厚さ5mmX幅200m
mの合金板(焼鈍材)1.1をすべて一定の条件でフラ
ッシュ〆、くット溶接しく第1図(a))、次いで、溶
接部2のパリ2aを除去しく第1図(b))、次いで曲
げ半径R5m mで溶接部2を中心に180°曲げ試験
に付した(第1図(C))。これはJIS  Z224
8押し曲げ法に準するものである。曲げ試験後の割れの
発生状況を目視観察により判定した。
このようにして溶接部の割れ発生率を試験し第3表の結
果から明らかなように、本発明の合金板は粒径0.1μ
m以下の金属間化合物を全体の粒子数の70%以上現出
させるように製造することにより、機械的性質、成形性
を劣化させることなく、フラッシュバット溶接後成形時
の割れ発生率を従来の4〜6%から1%以下にまで低減
させることができ、例えば2ピースホイール用リムに使
用されるフラッシュバット溶接リム製造における歩走り
向上に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)はフラッシュバット溶接した状態を示す断
面図、第1図(b)は溶接部パリを除去した状態を示す
断面図、第1図(c)は曲げ加工した状態を示す断面図
である。 特許出願人 古河アルミニウム工業株式会社第1図 (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Si0.10〜0.25wt%、Fe0.07〜0.2
    5wt%、Mg2.4〜3.0wt%、Mn0.50〜
    1.0wt%、Cr0.05〜0.20wt%、Ti0
    .20wt%以下を含み、残部Alおよび不可避の不純
    物からなり、且つ合金組織において粒径0.1μm以下
    の金属間化合物の粒子数が全粒子数の70%以上である
    ことを特徴とするフラッシュバット溶接用アルミニウム
    合金材。
JP17099584A 1984-08-18 1984-08-18 フラツシユバツト溶接用アルミニウム合金材 Pending JPS6152344A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7156930B2 (en) 2002-02-05 2007-01-02 Furukawa-Sky Aluminum Corporation Aluminum alloy pipe having multistage formability
CN110184511A (zh) * 2019-06-25 2019-08-30 天津忠旺铝业有限公司 一种高压螺旋焊管用铝合金卷材的制备方法

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