JPS62182256A - 成形加工性に優れたアルミニウム合金の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は成形用高力アルミニウム合金に関するものであ
り、特に従来の２０１４合金、２０１８合金で代表され
るＣｕ　＋　Ｍｇ　＋　Ｓ　ｉ　ＨＭｎ　ＨＮｉを含有
するアルミニウム合金において、軟化処理後成形加工を
施すも肌荒れを生ずることのないアルミニウム合金の製
造方法を提供せんとするものである。

（従来の技術） 一般に成形用高力アルミニウム合金例えば２０１４合金
、２０１８合金は航空機用材料その他の構造用材料とし
て重要視され広範囲に使用されており、通常軟質材にて
予備成形加工を施し、次いで溶体化、焼入れを行い、焼
入れ直後の強度が低い短時間の間に最終成形加工を行っ
た後、時効処理を施して高強度のものとする製造工程が
採用されている。

上記の製造工程において、軟質材で１〜１０％程度の予
備成形加工を受けた部分はその後の溶体化、焼入れ工程
で著しく粗大な再結晶組織となり、最終成形加工におい
て肌荒れ或は微小な割れが発生し製品の性能を低下せし
める原因をなすものであった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は成形用アルミニウム合金例えば２０１４合金、
２０１８合金の如（Ｃｕ　ｒ　Ｍｇ　、　Ｓｌ　、Ｎｉ
を含有するアルミニウム合金又はＣｕ、Ｍｇ１ＳｉｌＮ
ｊ、Ｍｎを含有するアルミニウム合金の製造法において
軟質材の状態でも結晶粒が微細であり且つ板材、管材ま
たは棒材などの軟質材に施される圧延１．ｔｔ＆伸、ス
ウェージ、冷間鍛造などにおいて、所望の冷間加工率に
よる冷間加工後における溶体化、焼入れを行うも再結晶
粒が粗大にならず且つ最終成形加工後においても均一微
細な結晶粒を有し、肌荒れを生ぜず表面を平滑美麗に仕
上げる成形加工性の優れたアルミニウム合金の製造方法
を開発したものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明方法はＣｕ　ｒ　Ｍｇ　ｒ　Ｓ　ｉｒ　Ｎｉ＋ｉ
ｒＡｔよりなる合金又はＣｕ　、Ｍｇ　＋　Ｓｉ　、Ｎ
ｉ　＋Ｍｎ残部Ａｔよシなる合金の製造方法において、
均質化処理後、圧延を施し、溶体化処理によシ添加元素
をマトリックスに固溶させ急冷し、その状態を室温にも
ちきたすか又はその後Ｇ、Ｐ相もしくはＧ、Ｐ、Ｂ相が
析出した状態において、適度の歪を加えることにより軟
化処理で微細な再結晶粒がえられ、この状態で成形加工
を施し、更に溶体化処理及び最終成形加工を施しても肌
荒れを生じないものをうる。

即ち本発明方法はＣｕ　、　Ｍｇ　＋　Ｓｔ　ｒ　Ｎｉ
又はＣｕ。

Ｍｇ　＊　Ｓｉ　＋Ｎｉ　＋Ｍｎを含有するアルミニウ
ム合金を均質化処理後、圧延を施し、次いでこれを４６
０℃〜５６０℃にて加熱、保持後、室温まで冷却し、次
いで２０〜６０％の加工を施した後、更に３６０℃〜５
００℃にて軟化することを特徴とする成形加工性に優れ
たアルミニウム合金の製造方法である。

本発明方法においてｃｕ、Ｍｇ１ｓｉ、Ｎｉ又はＣｕ。

Ｍｇ　、　８１　、　Ｎｉ　、　Ｍｎを含有するアルミ
ニウム合金の鋳塊を均質化処理後、熱間圧延或はさらに
冷間圧延を行って板材とした後、まず４６０℃〜５６０
′ＣＫ加熱保持し、好ましくは０．６℃／ｍ　ｉ　ｎ以
上の冷却温度で、より好ましくは水焼入れにより室温ま
で冷却を行なう。これは溶質原子が過飽和に固溶してい
る状態、またはその後のＧ−Ｐ相もしくはＧ、Ｐ、Ｂ相
が析出した状態にすることにあるが、上記加熱温度が４
６０℃未満の場合には十分な固溶が出来ず、又５６ｏ℃
を超えた場合には共晶溶融が起り好ましくない。又加熱
保持時間は数分間程度でよいが、可能ならば十分な時間
の保持が好ましい。そして加熱保持後の冷却速度は０．
６℃／ｍ　ｉ　ｎ以下になるとθ安定相もしくはＳ安定
相が析出して再結晶粒微細化の効果がなくなるおそれが
あり好ましくない。

なお室温まで冷却するのは溶質原子を十分に過飽和に固
溶させるためである。

次いで２０〜６０チの加工、好ましくは室温にて冷間加
工を行なう。これは微細再結晶粒をうるために必要な適
度な量の転位を導入させることにあるが、その加工率が
２０％未満の場合には転位の量が少なく、又６０チを起
える場合では転位の量が多くなり、何れも再結晶粒が大
きくなり好ましくない。又このときの加工温度θ安定相
もしくはＳ安定相の析出或は転位の消滅がおこる高温（
約２５０℃以上）では好ましくなく、できれば室温にて
冷間加工が好ましい。

次いで急速加熱（約り０℃／ｈｒ以上）によシ３６０〜
５００℃にて軟化処理を行なう。これは急速加熱により
加工で導入された転位を微細均一なセル組織として分布
させ、それを核として再結晶を生ぜしめ微細な再結晶組
織のものをうるためである。この場合が熱速度時間が長
い場合には軟化温度への加熱中に不均一な析出がおこる
と共に転位も完全に消滅するか或は粗大な不均一サイズ
のセル組織が残留し結晶粒が粗大化するため好ましくな
い。又加熱温度は３６０℃未満の場合では十分に軟化さ
れず、５００℃を超える場合には結晶粒が著しく成長す
るか或は共晶溶融がおこシ好ましくない。そして加熱保
持時間は再結晶に必要な時間でよＣ１高温側では数分〜
数時間でよく、低温側では長い保持時間が必要であるが
、６時間程度までの保持時間で十分である。なお軟化後
の冷却は徐冷が好ましい。

又本発明方法において適用するアルミニウム合金として
は、Ｃｕ　３．４〜５．５　ｗｔ％、Ｍｇ　０．１〜１
．０ｗｔ％。

Ｓｉ１．２ｗｔチ以下、Ｎｉ　１．！’ｉ〜２．５ｗｔ
％を含有するアルミニウム合金又はこの合金にＭｎ　Ｏ
１２〜１．２ｗｔ％を含有するアルミニウム合金でおる
。

（実施例） 第１表に示す組成からなる（４）及び（Ｂ）のアルミニ
ウム合金を通常の溶に法によυ鋳造した鋳塊を４９０℃
にて２４時間均質化処理を行りた後、４６０℃にて熱間
圧延を行い厚さ５１１１１の板材を製造し、次いで冷間
圧延を行って厚さ２ｍの板材とした。

この板材を第２表に示す本発明方法、比較例法及び従来
法により夫々試料をえた。なお試料随１〜間１２は本発
明方法による試料、随１３〜Ｎ（Ｌ２２は比較例方法に
よる試料、Ｎａ２３〜Ｎα２４は従来法による試料であ
り、何れの試料においても溶体化処理後、常温まで冷却
した、また軟化処理は何れの試料においても第２表に示
す条件に８０℃／１１ｒで加熱後、２５０℃まで２５℃
／ｈ　ｒの冷却速度で徐冷して行った。

これらの各試料を更に５％、１０％の予備成形加工（Ｌ
方向、引張）を行い、予備成形加工を行はないものを含
めて溶体化、焼入れ処理（５００℃Ｘ　ｌｈｒ　、水焼
入れ）を行い、直ちに最終成形加工（２Ｘ１０％Ｌ方向
、引張）を行って、肌荒れ及び結晶粒径を測定した、そ
の結果は第３表に示す通りである。

第３表より明らかな如く本発明方法によれば軟化処理後
の予備成形加工率が異るとしても最終成形加工後に肌荒
を発生せず且つ結晶粒径は微細なものかえられるもので
ある。

（効果） 以上詳述した如く本発明方法によれば連体化及び焼入れ
処理を行うも微細均一な再結晶組織を有し、最終成形加
工後においても肌荒れを発生させない高力アルミニウム
合金と製造しつる等顕著な効果を有する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｎｉを含有するアルミニウム
   合金を均質化処理後、圧延を施し次いで４６０℃〜５６
   ０℃に加熱保持後、室温まで冷却し、次いで２０〜６０
   ％の加工を施した後、再度３６０℃〜５００℃にて軟化
   せしめることを特徴とする成形加工性に優れたアルミニ
   ウム合金の製造方法。
2. （２）Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎを含有するアルミ
   ニウム合金を均質化処理後、圧延を施し次いで４６０℃
   〜５６０℃に加熱保持後室温まで冷却し、次いで２０〜
   ６０％の加工を施した後、再度３６０℃〜５００℃にて
   軟化せしめることを特徴とする成形加工性に優れたアル
   ミニウム合金の製造方法。