JPS6283453A - 押出加工用アルミニウム合金鋳塊の製造法 - Google Patents
押出加工用アルミニウム合金鋳塊の製造法Info
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- JPS6283453A JPS6283453A JP22340685A JP22340685A JPS6283453A JP S6283453 A JPS6283453 A JP S6283453A JP 22340685 A JP22340685 A JP 22340685A JP 22340685 A JP22340685 A JP 22340685A JP S6283453 A JPS6283453 A JP S6283453A
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- Japan
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- extrusion
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- aluminum alloy
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、比較的複雑な断面形状の多穴中空形材の熱間
押出加工が可能で、高温強度に優れかつ、熱膨張率の低
いアルミニウム合金鋳塊の製造法に関するものである。
押出加工が可能で、高温強度に優れかつ、熱膨張率の低
いアルミニウム合金鋳塊の製造法に関するものである。
（従来の技術）
従来、比較的高温に曝されかつ、高い精密度が要求され
る部品、例えば内燃機関のピストン、シリンダーブロッ
ク、シリンダ ライナー、ブレーキドラム、ヘアリング
キャップ等を製造する場合、Ｓｉを含有するアルミニウ
ム合金が用いられていた。その理由はアルミニウム合金
としてＳｉ含有量が増加するに従い、熱膨張率が低いも
のが得られるということに基づくものである。
る部品、例えば内燃機関のピストン、シリンダーブロッ
ク、シリンダ ライナー、ブレーキドラム、ヘアリング
キャップ等を製造する場合、Ｓｉを含有するアルミニウ
ム合金が用いられていた。その理由はアルミニウム合金
としてＳｉ含有量が増加するに従い、熱膨張率が低いも
のが得られるということに基づくものである。
前記の如き部品は一般的に金型鋳造成いはダイタカスト
鋳造によって製造される場合が多く、部品として使用す
るには更に切削加工等後加Ｔ工稈が多く、また品質面に
おいては内部欠陥、主に鋳巣が発生ずるという問題点を
有していた。
鋳造によって製造される場合が多く、部品として使用す
るには更に切削加工等後加Ｔ工稈が多く、また品質面に
おいては内部欠陥、主に鋳巣が発生ずるという問題点を
有していた。
一方、切削加工工程および内部欠陥等の問題を避けるた
めに、展伸材としての、Ｊｒｓ規格合金である４０３２
合金を用いて連続鋳造し、更に所望形状に押出加工する
方法も考えられるが、４０３２合金は主たる用途が鍛造
用であるため、押出加下性が悪く、歩留り及び生産性の
点で問題を有している。従って複雑な形状を有する押出
加］二製品は従来方法で製造することは不可能視されて
いた。
めに、展伸材としての、Ｊｒｓ規格合金である４０３２
合金を用いて連続鋳造し、更に所望形状に押出加工する
方法も考えられるが、４０３２合金は主たる用途が鍛造
用であるため、押出加下性が悪く、歩留り及び生産性の
点で問題を有している。従って複雑な形状を有する押出
加］二製品は従来方法で製造することは不可能視されて
いた。
（発明が解決しようとする問題点）
かかる事情に鑑み、本発明者らは複雑な形状が押出加工
可能で、しかも高温強度、熱膨張率の点で優れたアルミ
ニウム合金を取得すべく鋭意検討した結果、切削加エエ
稈を局限でき、比較的複雑な断面形状の多穴中空形材の
熱間押出加工か可能で、かつ高温強度にすくれ、熱膨張
率の低い押出加圧用アルミニウム合金鋳塊の製造法を見
出すに至った。
可能で、しかも高温強度、熱膨張率の点で優れたアルミ
ニウム合金を取得すべく鋭意検討した結果、切削加エエ
稈を局限でき、比較的複雑な断面形状の多穴中空形材の
熱間押出加工か可能で、かつ高温強度にすくれ、熱膨張
率の低い押出加圧用アルミニウム合金鋳塊の製造法を見
出すに至った。
（問題点を解決するための手段）
ずなわら本発明は、１０．０〜１３．０重量％のＳｉ。
０、３０〜２．０重量％のＣｕおよび０．２０〜０．５
０重量％のＭｇを含み、残部がアルミニウムおよび不可
避的な不純物からなるアルミニウム合金を用い、該合金
の液相線温度の少なくとも８０℃高い溶湯を連続鋳造し
て凝固鋳塊中のＳｉ粒子を１０μｍ以下となし、得られ
た鋳塊を４５０〜５３０℃の温度で熱処理してＳｉ粒子
を球状化することを特徴とする多穴中空形材の熱間押出
加圧がｒｒｆ能でかつ、熱膨張率の低い押出加Ｔ−用ア
ルミニウノ・合金鋳塊の製造法を１足供するものである
。
０重量％のＭｇを含み、残部がアルミニウムおよび不可
避的な不純物からなるアルミニウム合金を用い、該合金
の液相線温度の少なくとも８０℃高い溶湯を連続鋳造し
て凝固鋳塊中のＳｉ粒子を１０μｍ以下となし、得られ
た鋳塊を４５０〜５３０℃の温度で熱処理してＳｉ粒子
を球状化することを特徴とする多穴中空形材の熱間押出
加圧がｒｒｆ能でかつ、熱膨張率の低い押出加Ｔ−用ア
ルミニウノ・合金鋳塊の製造法を１足供するものである
。
以下、本発明方法を更に詳細に説明する。
なお、以下の説明において％は特にＩ折らない限り重量
％で表すこととする。
％で表すこととする。
本発明方法のアルミニウム合金の合金成分の・うちＳｉ
は１０．０％未満ではｐ１膨張率の低減化が不十分であ
り、逆に１３．０％を越えると鋳造時に牛しる初晶Ｓｉ
の粗大化が著し２く、押出加工時に押出材表面に所謂カ
ジリ様の欠陥を発生し、ノ１産性を低下させるほか、切
削性や靭性をも劣化さ・ｌるので初晶Ｓｉを微細化する
ために特別な処理が必要となる。また、例え微細化処理
を施した場合でもその程度は不十分で安定性に欠ける。
は１０．０％未満ではｐ１膨張率の低減化が不十分であ
り、逆に１３．０％を越えると鋳造時に牛しる初晶Ｓｉ
の粗大化が著し２く、押出加工時に押出材表面に所謂カ
ジリ様の欠陥を発生し、ノ１産性を低下させるほか、切
削性や靭性をも劣化さ・ｌるので初晶Ｓｉを微細化する
ために特別な処理が必要となる。また、例え微細化処理
を施した場合でもその程度は不十分で安定性に欠ける。
Ｃｕは固溶強化により機械的性質を向上さ・口ろ有効成
分であり、とくに高温屁露による強度低下を抑える効果
を持つが、０．３０％未満ではその効果は少なく、一方
２．０％を越えると押出加工性、耐蝕性を損ねることに
なるので好ましくない。
分であり、とくに高温屁露による強度低下を抑える効果
を持つが、０．３０％未満ではその効果は少なく、一方
２．０％を越えると押出加工性、耐蝕性を損ねることに
なるので好ましくない。
Ｍｇは時効処理によりＳｉと結びついた金属間化合物、
マグネシウムシリサイド（Ｍ ｇ２ｓ ＋ ）の均一微
細な析出物による析出強化により機械的性質を向にさせ
、高温暴露による強度低下抑制効果も合わせ持つが、０
．２０％未満では効果が不十分であり、０．５０％を越
えると押出加工性が低下して生産性を損なうことになる
。
マグネシウムシリサイド（Ｍ ｇ２ｓ ＋ ）の均一微
細な析出物による析出強化により機械的性質を向にさせ
、高温暴露による強度低下抑制効果も合わせ持つが、０
．２０％未満では効果が不十分であり、０．５０％を越
えると押出加工性が低下して生産性を損なうことになる
。
本発明方法で使用するアルミニウム合金は通常の溶湯処
理方法によって合金成分が添加、精製され、常用の連続
鋳造法によりビレット等に鋳造される。この時Ｓｉ粒子
の大きさが１０μｍ以上になると押出加工時のカジリ様
欠陥を発生ずる危険性が高くなり、押出時の生産性を低
下させるばかりでなく、切削性や靭性をも劣化させるの
でＳｉ粒子の大きさは１０μｍ以下にすることが必須条
件である。かかる鋳造条件として高温溶湯、すなわち少
なくとも該合金の液相線温度より８０℃、好ましくは１
００℃高い溶湯を水冷式連続鋳造法により急冷凝固させ
ることにより安定的にＳｉ粒子の大きさを１０μｍ以下
とすることができることを見出した。このような鋳造条
件を採用した場合には、付加的にＳｉ粒子を微細化する
ための特別な処理を施す必要はないが、別途微細化処理
を施しても同等差支えない。
理方法によって合金成分が添加、精製され、常用の連続
鋳造法によりビレット等に鋳造される。この時Ｓｉ粒子
の大きさが１０μｍ以上になると押出加工時のカジリ様
欠陥を発生ずる危険性が高くなり、押出時の生産性を低
下させるばかりでなく、切削性や靭性をも劣化させるの
でＳｉ粒子の大きさは１０μｍ以下にすることが必須条
件である。かかる鋳造条件として高温溶湯、すなわち少
なくとも該合金の液相線温度より８０℃、好ましくは１
００℃高い溶湯を水冷式連続鋳造法により急冷凝固させ
ることにより安定的にＳｉ粒子の大きさを１０μｍ以下
とすることができることを見出した。このような鋳造条
件を採用した場合には、付加的にＳｉ粒子を微細化する
ための特別な処理を施す必要はないが、別途微細化処理
を施しても同等差支えない。
本発明方法においては、このようにして得た鋳塊を更に
熱処理することによりシャープなエツジのない丸みを持
つＳｉ粒子に改変する。かかる熱処理条件としては４５
０〜５３０℃の温度で１〜１０時間加熱処理されるが、
具体的な熱処理温度、時間は合金成分、連続鋳造品の大
きさ、長さ等により適宜選択すればよい。かかる熱処理
によりＳｉ粒子は球状化され、押出加工性が著しく向上
し、比較的複雑な断面形状を有する多穴の中空形材の熱
間押出加工が工業的に可能となる。熱処理温度が４５０
℃以下ではＳｉ粒子の球状化に時間がかかり、また５３
０℃以−にでは工業炉の温度管理幅と本成分合金の共晶
温度を名産ずれば鋳塊の部分熔融の危険性があり、好ま
しくない。なお、押出加工に先立ち通常、ビレットは均
質化熱処理が実施されるが、本発明方法におけるＳｉ粒
子球状化の熱処理と兼ねて熱処理を実施してもよい。Ｓ
ｉ粒子球状化のための熱処理を実施しない場合には押出
形材の表面にカジレ様の欠陥を発生し、材料はもろくな
り、疲労強度が低下するなど機械的特性も低下する。
熱処理することによりシャープなエツジのない丸みを持
つＳｉ粒子に改変する。かかる熱処理条件としては４５
０〜５３０℃の温度で１〜１０時間加熱処理されるが、
具体的な熱処理温度、時間は合金成分、連続鋳造品の大
きさ、長さ等により適宜選択すればよい。かかる熱処理
によりＳｉ粒子は球状化され、押出加工性が著しく向上
し、比較的複雑な断面形状を有する多穴の中空形材の熱
間押出加工が工業的に可能となる。熱処理温度が４５０
℃以下ではＳｉ粒子の球状化に時間がかかり、また５３
０℃以−にでは工業炉の温度管理幅と本成分合金の共晶
温度を名産ずれば鋳塊の部分熔融の危険性があり、好ま
しくない。なお、押出加工に先立ち通常、ビレットは均
質化熱処理が実施されるが、本発明方法におけるＳｉ粒
子球状化の熱処理と兼ねて熱処理を実施してもよい。Ｓ
ｉ粒子球状化のための熱処理を実施しない場合には押出
形材の表面にカジレ様の欠陥を発生し、材料はもろくな
り、疲労強度が低下するなど機械的特性も低下する。
本発明方法により得られた鋳塊（ビレット）は常法によ
り押出加］−に供される。すなわち熱処理後のビレソ］
・はそのまま、或いは一般的には一旦冷却され、押出加
工に先立ち更に適切な温度まで予熱され、常法により押
出加工される。押出温度は通常４４０〜５００℃程度で
ある。
り押出加］−に供される。すなわち熱処理後のビレソ］
・はそのまま、或いは一般的には一旦冷却され、押出加
工に先立ち更に適切な温度まで予熱され、常法により押
出加工される。押出温度は通常４４０〜５００℃程度で
ある。
このようにして目的の形状に押出された形材は通常１４
０〜２２０℃の温度で１〜１２時間加熱する所謂Ｔ５処
理が施されて強度の発現をみる。
０〜２２０℃の温度で１〜１２時間加熱する所謂Ｔ５処
理が施されて強度の発現をみる。
押出形材はそのまま使用されることもあるが、塗装、切
削等の加工がなされ、製品となる。なお、塗装工程等で
高温に加熱される場合は、これをＴ５処理に代用しても
よいし、更に高温に加熱される場合にはその後に人工時
効を施すことにより強度を得ることも可能である。
削等の加工がなされ、製品となる。なお、塗装工程等で
高温に加熱される場合は、これをＴ５処理に代用しても
よいし、更に高温に加熱される場合にはその後に人工時
効を施すことにより強度を得ることも可能である。
（実施例）
以下、実施例により本発明方法を更に詳細に説明するが
、本発明はかかる実施例により制限されるものではない
。
、本発明はかかる実施例により制限されるものではない
。
実施例
第１表に示す化学組成からなるアルミニウム合金溶湯を
同表に示す条件で連続鋳造し、１７６ｍｍφ×６００１
１１のビレットを取得した。
同表に示す条件で連続鋳造し、１７６ｍｍφ×６００１
１１のビレットを取得した。
次いで第１表に示す条件で熱処理を行い、鋳塊中のＳｉ
粒子の形状及び大きさを観察し、その状況を第１表に示
すとともに試’ＩＥＩ Ｎ ｏ ２及び１１のビレット
のミクロ組織を第２図に示す。なお、試料Ｎｏ１３のビ
レットは熱処理時に部分溶解を起こしてしまった。
粒子の形状及び大きさを観察し、その状況を第１表に示
すとともに試’ＩＥＩ Ｎ ｏ ２及び１１のビレット
のミクロ組織を第２図に示す。なお、試料Ｎｏ１３のビ
レットは熱処理時に部分溶解を起こしてしまった。
Δ
八
更に得られたビレットについて、ボー ｌ−ポールダイ
スにより第１図に示す如き断面形状を有する４大の中空
押出材に押出比１１、ビレット予熱温度４６５℃〜４８
０℃で押出加工を試めた。試料Ｎｏ２並びに押出時に押
出材表面にカジレ様の欠陥を生じた試料Ｎｏ８及びＮｏ
１４の押出形材について顕微鏡観察を行い、ミクロ組織
写真を第３図に示す。
スにより第１図に示す如き断面形状を有する４大の中空
押出材に押出比１１、ビレット予熱温度４６５℃〜４８
０℃で押出加工を試めた。試料Ｎｏ２並びに押出時に押
出材表面にカジレ様の欠陥を生じた試料Ｎｏ８及びＮｏ
１４の押出形材について顕微鏡観察を行い、ミクロ組織
写真を第３図に示す。
次ぎに試料Ｎｏ１〜７及び９の押出材を１９５℃の温度
で３時間加熱し、人１一時効する所謂Ｔ５処理を実施し
た。以上８種の試料及び更にこれらを３４０℃の温度に
２０分間暴露した試料について機械的性質を測定し、（
写られた結果を第２表に示す。
で３時間加熱し、人１一時効する所謂Ｔ５処理を実施し
た。以上８種の試料及び更にこれらを３４０℃の温度に
２０分間暴露した試料について機械的性質を測定し、（
写られた結果を第２表に示す。
更に試料ＮＯ１，２，９について３０〜１５０℃の温度
範囲の平均熱膨張率を測定し、第３表にその結果を示す
。
範囲の平均熱膨張率を測定し、第３表にその結果を示す
。
第 ２ 表
第 ３ 表
（発明の効果）
第１表に示した如く、本発明方法により取得される押出
加工用アルミニウム合金は約１■１／分強の押出速度で
押出加Ｔすることが可能であり、試料Ｎｏ１０（ＪＩＳ
規格の４０３２合金に相当）に比べ、生産性に優れてい
る。また第２表に示すＴ５材強度を有し、更にｉ′Ｉ′
Ｉｉ温暴露後においても試料Ｎ Ｏ９（ｌｌｌ’出用合
金として最も代表的なＪＩＳ規格の６０６３合金に相当
）に比−ぺ本発明方法による合金ビレットによる製品の
高を品暴露（多の強度低下の程度は著しく少ないことが
立証された。
加工用アルミニウム合金は約１■１／分強の押出速度で
押出加Ｔすることが可能であり、試料Ｎｏ１０（ＪＩＳ
規格の４０３２合金に相当）に比べ、生産性に優れてい
る。また第２表に示すＴ５材強度を有し、更にｉ′Ｉ′
Ｉｉ温暴露後においても試料Ｎ Ｏ９（ｌｌｌ’出用合
金として最も代表的なＪＩＳ規格の６０６３合金に相当
）に比−ぺ本発明方法による合金ビレットによる製品の
高を品暴露（多の強度低下の程度は著しく少ないことが
立証された。
更に第３表から本発明方法による合金ではｐ１５膨張率
が試料Ｎｏ９よりかなり低く、また第２図から熱処理に
よりＳｉ粒子が球状化され、第３図と第１表からＳｉ粒
子が１０μｍ以下であれば押出形材表面にカジレ様欠陥
を生じず、工業的に実用しうる製品を得ることが可能で
あることが明示された。
が試料Ｎｏ９よりかなり低く、また第２図から熱処理に
よりＳｉ粒子が球状化され、第３図と第１表からＳｉ粒
子が１０μｍ以下であれば押出形材表面にカジレ様欠陥
を生じず、工業的に実用しうる製品を得ることが可能で
あることが明示された。
以」二詳述したように本発明方法は比較的複雑な断面形
状の多穴中空形材を熱間押出加工することが可能で、高
温暴露による強度低下がす（なく、かつ熱膨張率が低い
押出加工用アルミニウム合金鋳塊の製造法を提供するも
のであり、例えば内燃機関用部品のように高温に曝され
ながらも寸法上の精密度を要求されるような部品の押出
加工による製造のため広く使用し得るビレットを提供す
るものであり、その工業的価値は頗る大なるものである
。
状の多穴中空形材を熱間押出加工することが可能で、高
温暴露による強度低下がす（なく、かつ熱膨張率が低い
押出加工用アルミニウム合金鋳塊の製造法を提供するも
のであり、例えば内燃機関用部品のように高温に曝され
ながらも寸法上の精密度を要求されるような部品の押出
加工による製造のため広く使用し得るビレットを提供す
るものであり、その工業的価値は頗る大なるものである
。
第１図は本発明方法により取得されるアルミニウム合金
ビレットで押出される中空形材の一実施例の断面図であ
り、第２図は試料Ｎｏ２及びＮ。 １］のビレットのミクロ組織の写真であり、第３図は試
料Ｎｏ２並びに試料Ｎｏ８及びＮｏ１４の押出形材のミ
クロ組織の写真である。 −１３完− ×４θＯ ｙ ｔ４ｏ。 第２図 試粁Ｎｏ、 ２ 第３図
ビレットで押出される中空形材の一実施例の断面図であ
り、第２図は試料Ｎｏ２及びＮ。 １］のビレットのミクロ組織の写真であり、第３図は試
料Ｎｏ２並びに試料Ｎｏ８及びＮｏ１４の押出形材のミ
クロ組織の写真である。 −１３完− ×４θＯ ｙ ｔ４ｏ。 第２図 試粁Ｎｏ、 ２ 第３図
Claims (1)
- １０．０〜１３．０重量％のＳｉ、０．３０〜２．０重
量％のＣｕおよび０．２０〜０．５０重量％のＭｇを含
み、残部がアルミニウムおよび不可避的な不純物からな
るアルミニウム合金を用い、該合金の液相線温度より少
なくとも８０℃高い溶湯を連続鋳造して凝固鋳塊中のＳ
ｉ粒子を１０μｍ以下となし、得られた鋳塊を４５０〜
５３０℃の温度で熱処理してＳｉ粒子を球状化すること
を特徴とする多穴中空形材の熱間押出加工が可能でかつ
、熱膨張率の低い押出加工用アルミニウム合金鋳塊の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22340685A JPS6283453A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 押出加工用アルミニウム合金鋳塊の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22340685A JPS6283453A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 押出加工用アルミニウム合金鋳塊の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283453A true JPS6283453A (ja) | 1987-04-16 |
| JPH0418024B2 JPH0418024B2 (ja) | 1992-03-26 |
Family
ID=16797642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22340685A Granted JPS6283453A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 押出加工用アルミニウム合金鋳塊の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283453A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0635318A1 (de) * | 1993-07-22 | 1995-01-25 | Alusuisse-Lonza Services AG | Strangpressverfahren |
| WO1998040188A1 (en) * | 1997-03-12 | 1998-09-17 | Pita Witehira | A method of engine manufacture |
| JP2004060571A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Aisin Seiki Co Ltd | 弁開閉時期制御装置 |
| WO2009003365A1 (fr) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Northeastern University | Pièce de matériau de structure en alliage d'al contenant mg et à forte teneur en si et procédé de fabrication de celle-ci |
| JP2021000661A (ja) * | 2016-10-27 | 2021-01-07 | ノベリス・インコーポレイテッドＮｏｖｅｌｉｓ Ｉｎｃ． | 金属鋳造及び圧延ライン |
| US11821065B2 (en) | 2016-10-27 | 2023-11-21 | Novelis Inc. | High strength 6XXX series aluminum alloys and methods of making the same |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS50137316A (ja) * | 1974-04-20 | 1975-10-31 | ||
| JPS60184667A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性アルミニウム合金押出材の製造方法 |
-
1985
- 1985-10-07 JP JP22340685A patent/JPS6283453A/ja active Granted
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| US11806779B2 (en) | 2016-10-27 | 2023-11-07 | Novelis Inc. | Systems and methods for making thick gauge aluminum alloy articles |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418024B2 (ja) | 1992-03-26 |
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