JPS6223973A - 自動車ホイ−ル用アルミニウム合金の製造法 - 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−１−の利用分野１ 本発明は自動車ホイール用アルミニウム今金に関し、さ
らに詳しくは、スピニング加工性および光輝性の優れた
自動車ホイール用アルミニウム合金に関する。

［従来技術１ 従来より自動車ホイールのリム用アルミニウム合金とし
ては、強度、加工性、耐蝕性および累月コストの面から
非熱処理型のＡｌｌ’ｉ旬系合金、例えば、５０５２合
位、５１５４合位また５４５４合金が使用されて外でい
る。

しかし、最近になって、自動用用３ピース型ボイールは
高性能化およびファツション性志向のため、リムの広幅
化等厳しい加工が必要な製品が求められるよう１こなっ
てきている。

この３ピース型ホイールの成形加工は、殆んど第１図に
示すようにマンドレルＭでＡｌ板をパス回数５回でホイ
ール製品トＩを製造するスピニング成形法が採用されて
いるが、使用されている５０５２合位、５１５４今金ま
た５４５４合金では加工に際して割れが発生したり、所
定の寸法形状の製品が得られない等、加工が困ｉｌｌな
場合があり、スピニング加工性の良好な材料が要求され
ている。

また、ファツション性が要求されることか呟リムの光輝
性が良好であることも必要であり、このため、リム表面
をを機械研磨或いは化学研磨後にクリアー塗装が行なわ
れているが、被膜が軟かいため表面疵が発生し易く、ま
た、使用中に剥離する等必ずしも充分要求に応じられな
かった。

この軟かい被膜に対して、被膜の硬い表面処理法の陽極
酸化処理か行なわれているが、５　（’１５２合金、５
１５４合位また５４５４合金に陽極酸化処理を行なうと
素材表面の光沢が著しく　＃ｉ’＋なわれ光輝性が低下
し、要求には応じられなかった。

［発明か解決しようとする問題点１ 本発明は」−記に説明した従来の自動車ホイール用アル
ミニウム合金の製造法の問題点を解消すべくなされたも
のであって、特に、従来から行なわれている曲げ、プレ
ス、絞り、張り出し等の成形加工法とは異なる複雑な成
形加工であるスピニング加工法と材料特性との関係が明
らかでないにも拘わらず、本発明者の鋭意研究の結果、
優れたスピニング加工性を有するアルミニウム合金の製
造法を開発したのである。

［問題点を解決するための手段１ 本発明に係る自動車ホイール用アルミニウム合金の製造
法は、 （１）　　Ｍｇ　１．５〜５．０ｗｔ％、Ｔｉ０．００
５〜０．２０ｗｔ％を含有し、また、 Ｃｕ　０．０１〜０．３０ｗｔ％を 含有し、さらに、 Ｍｎ　０．０５〜０．６０ｗｔ％、Ｃｒ　０．０５〜０
．４０＋＋ｒ１％、Ｚｒ　０．０５〜０．３０ｗｔ：％
、Ｖ　０．０５〜０．２０ｗｔ％、Ｂ　０１０００５〜
０．０！５ｗｔ％のうちから選んだ１種または２押収１
−を含有し、かつ、不純物として、 Ｆｅ　０．１０ｗｔ％以下、Ｓｉ　０．１０ｗｔ％以下
、その他の不純物単独で０．０５ｗｔ％以下に抑制し、
残部Ａｌよりなる結晶粒度か２開以下のアルミニウム合
金鋳塊を、４５０〜５５０℃の温度で４〜２４時間の均
質化処理後、熱間圧延および冷間圧延により所定の板厚
としてから軟質化処理を行なうことを特徴とする自動車
ホイール用アルミニウム合金の製造法を第１の発明とし
、（２）　　　Ｍ　ｇ　１．５〜５．Ｏｕ＋ｌ　％、　
Ｉ″ｉ　　０．００５〜０．２０＋ｕｌ　％を含有し、
また、 Ｚｎ０．２〜１．．５ｔｕ１％ を含有しさらに、 Ｍｎ　０．０５□〜０．６０ｕ＋１％、Ｃｒ　０．０５
〜０．−４０ｗｔ％、Ｚｒ　０１０５〜０．３０＋ＩＪ
１％、＼’　０．０５〜０．２０＋ｌＩ１％、Ｂ　０．
０００５〜０．０５ｉｕｔ％ のうちから選んだ１種または２種以上 を含有し、かつ、不純物として、 ｒｅ　０．］Ｏｕ＋Ｌ％以下、Ｓｉ　０．］Ｏｕ＋Ｉ％
以下、その辿の不純物ｊｉｔ独で０．０５ｗｔ％以下に
抑制し、残部Ａｌよりなる結晶粒度が２＋ｎｍ以下のア
ルミニウム合金鋳塊を、４５０〜５５０℃の温度で４〜
２４時間の均質化処理後、熱間圧延および冷間圧延によ
り所定の板厚としてから軟質化処理を行なうことを特徴
とする自動車ホイール用アルミニウム合金の製造法を第
２の発明とし、（３）　　Ｍｇ１．５〜５．０田１１％
、Ｔｉ　０．００５〜０．２０＋ＩＩＬ％を含有し、ま
た、 Ｃｕ　０．０１〜０．３０ｗｔ％を 含有し、また、 Ｚｎ　０．２−１，５ｗｔ％ を含有し、さらに、 Ｍｎ　０．０５〜０．６０ｕ１％、Ｃｒ　０．０５〜０
．４０ｕ＋１％、Ｚｒ　０９０５〜０．３０ｗｔ％、Ｖ
　０．０５＝０．２（１ｗｔ％、Ｂ　０．０００５〜０
．０５田↑％ を含有し、かつ、不純物として、 Ｐｅ　００１０＋＋＋ｔ％以下、Ｓｉ　００１０ｗｔ％
以丁、その他の不純物単独で０．０５ｕＩｔ％以下に抑
制し、残部Ａｌよりなる結晶粒度が２ｍｍ以下のアルミ
ニウム合金鋳塊を、４５０〜５５０℃の温度で４〜２４
時間の均質化処理後、熱間圧延および冷間圧延により所
定の板厚とじてから軟質化処理を行なうことを特徴とす
る自動車ホイール用アルミニウム合金の製造法を第３の
発明とする３つの発明よりなるものである。

７一 本発明に係る自動中ホイール用アルミニウム合金の製造
法について以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係る自動車ホイール用アルミニウム合金
の製造法において使用するアルミニウム合金の含有成分
おＪ：び成分割合について説明する。

Ｍｇは自動車ホイール用拐料として必要な（幾械的性質
をイ」与する最も重要な元素であり、含有量が］、５ｕ
＋Ｉ％未満では充分な強度が得られず、また、５．０１
％を越えで含有されるとスピニング加工性が劣化し、か
つ、応力腐蝕割れが起り易くなる。

よって、Ｍｇ含有量は１．５〜５．０ｗｔ％とする。

Ｔｉは組織安定化のために重要な元素であり、含有量が
０．００５ｗｔ％未満では組織の微細化が充分でなく、
また、０．２０ｗｔ％を越えて含有されると光輝性が劣
化し、かつ、巨大化合物の発生する可能性がある。よっ
て、Ｔｉ含有量は０．００５〜０．２０ｗｔ％とする。

Ｃｕは光輝性を向」こさせるのに有効な元素であり、含
有量が０．０１ｕ＋１％未満ではこの効果が小さく、ま
た、０．３０ｗｔ％を越えて含有されると効果が一８＝ 飽和すると共に加工性が劣化する。よって、ＣＬＩ含有
量は０．０１〜０．３０ｗｔ％とする。

Ｚｎは加工性を向上させるのに有効な元素であり、含有
量が０．２ｗｔ％未満ではこの効果が小さく、また、１
．５ｕ＋１．％を越えて含有されると効果が飽和してし
まう。よって、Ｚｎ含有量は０．２〜］、、５ｕ＋Ｌ％
とする。

Ｍｎ、　Ｃｒ、　Ｚｒ、■、Ｂは組織安定化に有効な元
素であり、Ｍｎ　０．０．５ｕｊ％未満、Ｃｒ　０．０
５ｗｔ％未満、Ｚｒ　０．０５ｕｌｔ％未満、Ｖ　０１
０５ｗｔ％未満、Ｂ０．０Ｏ０５ｗｔ％未満ではこの効
果が小さく、また、Ｍｎ　００６０ｗｔ％、Ｃｒ　０１
４０ｗｔ％、Ｚｒ　０．３０ｗ＋％、■０．２０ｗｔ％
、８０００５１１１１％を越えて含有されると効果が飽
和してしまい、かつ、巨大化合物が発生する可能性があ
る。よって、Ｍｎ含有量は０．０５〜０．６０ｕ＋Ｌ％
、Ｃｒ含有量は０．０５〜０．４０ｗｔ％、Ｚ　ｒ　Ｍ
　ｎ量は０．０５〜０．３０ｗｔ％、■含有量は０．０
５〜０．２０ＩｌｌＥ％、Ｂ含有量は０．０００５〜０
．０５ｗｔ％とする。

Ｆｅ、Ｓｉは共に不純物であって、何れも加工性、光輝
性に大柊な影響を与える元素であり、Ｆｅ含有量および
Ｓ１含有惜が０．］０ＩＩＩＬ％を越えて含有されると
加工性および光輝性を者しく劣化させる。

よって、Ｆｅ含含量量０．ＩＯａ＋Ｉ％以下、Ｓｉ含有
）１：。

は０．］Ｏ＋ｕｊ％以Ｔζに抑制する必要がある。その
辿の不純物も同様な理由によｔ）　Ｉｉｊ独で０．０５
ｕ１９に以下に抑制しなければならない。

次に、本発明に係る自動車ホイール用アルミニウム合金
の製造法においで、アルミニウム合金タノｊ塊の結晶粒
度、熱処理について説明する。

アルミニウム合金Ｓ）′Ｊ塊の結晶粒度が２ｍｍを越え
る粒度および均質化処理後ＰＩを外れる場合には、最終
的に代られる製品の結晶粒の短径が５　ｒ）μＩ１１以
下のものとならず、そして、この結晶粒の短径か５０μ
ｍｎを越えるとスピニング加工において製品に肌荒れが
発生し、この肌荒れをノツチとして加工割れが発生する
ようになる。

均質化処理におけるアルミニウム合金Ｍｊ塊の均熱温度
が４５０　’Ｃ未満の温度では、アルミニウム合金の結
晶粒の短径と長径の比が１．　：　５　Ｊ：り大きくな
り、がっ、熱間圧延性が劣るようになり、また、５５０
℃の温度を越えるとアルミニウム合金に局部的な溶融が
発生する。

この均質化処理時間は４時間未満ではアルミニウム合金
！塊の均質化が充分でなく、２４時間を越えると効果が
それ以」二増加せず飽和してしよう。

次に、熱間圧延および冷間圧延により所定の板厚とする
ことにより導入された加圧子を、最終的に軟質化処理を
行なうことにより除去ｌ、て所期の結晶粒度とし、優れ
たスピニング加工性−性および光輝性を持たせる。この
Ｊ：うな効果を発揮するための軟質化処理の条件は、３
００〜・４００’Ｃの温度で１〜４時間の処理が適当で
ある。

最終的にアルミニウム合金製品の結晶粒の短径と長径の
比が１：５を越えるとスピニング加工性か劣化し、光輝
性に方向性があって均一な優れた光輝性か得られなくな
る。

［実施例］ 本発明に径る自動車ホイール用アルミニウム合金の製造
法について実施例を説明する。

実施例 第１表に示す含有成分および成分割合のアルミニウム合
金を通常の方法にＪ：り溶製して摺られた厚さ４．　Ｏ
Ｏｍｍのアルミニウム合金鋳塊を用いて夫々下記の工程
により製造した材料についで調査した。

Ａ　：　本発明に係る自動車ホイール用アルミニウム合
金の製ｉｆｆ法 ５００’Ｃの温度で８時間の均質化処理後、熱間圧延に
より８ｍｍ１の板とし、さらに、冷間圧延により５ｍｍ
の板としてか呟　３４０℃の温度で２時間の軟質化処理
を行なった。

Ｂ　：　比較方法 ４２０℃の温度で２４時間の均質化処理後、熱間圧延に
よ１）厚さ８ｍ＋ｎｊの板とし、さらに、冷間圧延によ
り５ｍｍｔの板としてから、３４０℃の温度で２時間の
軟質化処理を行なった。

その結果を第２表に示す。

この第２表から明らかなように、本発明に係る自動車ホ
イール用アルミニウム合金の製造法により得られたアル
ミニウム合金製品は、比較方法により得られた製品より
も者しく優れたスピニング加工性および光輝性を示して
いることがわかる。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明に係る自動車ホイール用ア
ルミニウム合金の製造法は」１記の構成を有しているか
ら、製造されたアルミニウム合金製品はスピニング加工
性に優れ、かつ、均一な優れた光輝性が得られるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は３ピースホイールのスピニング加工を説明する
ための概略図、第２図はスピニング成形加工性の試験方
法を説明するための図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇ１．５〜５．０ｗｔ％、Ｔｉ０．００５〜０
   ．２０ｗｔ％を含有し、また、 Ｃｕ０．０１〜０．３０ｗｔ％ を含有し、さらに、 Ｍｎ０．０５〜０．６０ｗｔ％、Ｃｒ０．０５〜０．４
   ０ｗｔ％、Ｚｒ０．０５〜０．３０ｗｔ％、Ｖ０．０５
   〜０．２０ｗｔ％、Ｂ０．０００５〜０．０５ｗｔ％ のうちから選んだ１種または２種以上 を含有し、かつ、不純物として、 Ｆｅ０．１０ｗｔ％以下、Ｓｉ０．１０ｗｔ％以下、そ
   の他の不純物単独で０．０５ｗｔ％以下 に抑制し、残部Ａｌよりなる結晶粒度が２ｍｍ以下のア
   ルミニウム合金鋳塊を、４５０〜５５０℃の温度で４〜
   ２４時間の均質化処理後、熱間圧延および冷間圧延によ
   り所定の板厚としてから軟質化処理を行なうことを特徴
   とする自動車ホイール用アルミニウム合金の製造法。
2. （２）Ｍｇ１．５〜５．０ｗｔ％、Ｔｉ０．００５〜０
   ．２０ｗｔ％を含有し、また、 Ｚｎ０．２〜１．５ｗｔ％ を含有し、さらに、 Ｍｎ０．０５〜０．６０ｗｔ％、Ｃｒ０．０５〜０．４
   ０ｗｔ％、Ｚｒ０．０５〜０．３０ｗｔ％、Ｖ０．０５
   〜０．２０ｗｔ％、Ｂ０．０００５〜０．０５ｗｔ％ のうちから選んだ１種または２種以上 を含有し、かつ、不純物として、 Ｆｅ０．１０ｗｔ％以下、Ｓｉ０．１０ｗｔ％以下、そ
   の他の不純物単独で０．０５ｗｔ％以下 に抑制し、残部Ａｌよりなる結晶粒度が２ｍｍ以下のア
   ルミニウム合金鋳塊を、４５０〜５５０℃の温度で４〜
   ２４時間の均質化処理後、熱間圧延および冷間圧延によ
   り所定の板厚としてから軟質化処理を行なうことを特徴
   とする自動車ホイール用アルミニウム合金の製造法。
3. （３）Ｍｇ１．５〜５．０ｗｔ％、Ｔｉ０．００５〜０
   ．２０ｗｔ％を含有し、また、 Ｃｕ０．０１〜０．３０ｗｔ％ を含有し、また、 Ｚｎ０．２〜１．５ｗｔ％ を含有し、さらに、 Ｍｎ０．０５〜０．６０ｗｔ％、Ｃｒ０．０５〜０．４
   ０ｗｔ％、Ｚｒ０．０５〜０．３０ｗｔ％、Ｖ０．０５
   〜０．２０ｗｔ％、Ｂ０．０００５〜０．０５ｗｔ％ を含有し、かつ、不純物として、 Ｆｅ０．１０ｗｔ％以下、Ｓｉ０．１０ｗｔ％以下、そ
   の他の不純物単独で０．０５ｗｔ％以下 に抑制し、残部Ａｌよりなる結晶粒度が２ｍｍ以下のア
   ルミニウム合金鋳塊を、４５０〜５５０℃の温度で４〜
   ２４時間の均質化処理後、熱間圧延および冷間圧延によ
   り所定の板厚としてから軟質化処理を行なうことを特徴
   とする自動車ホイール用アルミニウム合金の製造法。