JPS63297543A

JPS63297543A - アルマイト色調の明るいＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材の製造方法

Info

Publication number: JPS63297543A
Application number: JP13267187A
Authority: JP
Inventors: Koji Sakaguchi; 坂口　光司; Kenji Hayashi; 憲二林
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1988-12-05

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Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材の製造に係り、
特に強度及び耐応力腐食割れ性を低下させることなく、
アルマイト色調に優れ、二輪車（オートバイト）用に好
適なＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出形材を製造する方法に
関する。

（従来の技術）Ｊ　Ｉ　５Ａ７ＮＯ１合金等のＡｌ−Ｚｎ−ＭＥ金合金
押出形材は、二軸車部材用等として利用されている。

その製造に当たっては、使用時の応力腐食割れ特性を実
用上支障がない程度のレベルに保つために、押出用鋳塊
のソーキング６を４００〜４８０℃で６〜２４時間加熱
の如く低温で行い、かつ、合金元素としてＣｒ：０．０
５〜０．３０％、Ｚｒ：０゜１０−０．２５％を単独又
は複合添加している。

そのため１．得られた押出材の内部組織は断面全体にわ
たって繊維状（ファイバー）組織を呈している。

しかし、かＮる内部組織の押出材をアルマイト処理した
場合、第１図に示すように、脱脂及び電解工程を含むア
ルマイト処理工程で形成されたアルマイト皮膜２のエツ
チング而３の凹凸が著しい。

そのため、光の乱反射が生じて灰色又は光沢のない色調
となってしまう、このような製品は、最近、当該部材に
要求されるようになった厳しい製品外観レベルを満たす
ことができず、市場ニーズに応えることができない。

一方、押出形材の表面に再結晶層４が存在すると、アル
マイト処理工程でのエツチング而３が第２図に示すよう
に滑らかとなるため、アルマイト色調の優れた表面が得
られることは良く知られているところである。このよう
に押出形材の表面に再結晶層を形成する方法としては、
以下の方法がある。

■　押出後、冷間にて圧延又は抽伸加工を加え、その後
に焼鈍（３５０〜ｂは溶体化処理（４００〜ｂを施す方法。

■　添加元素、特にＣｒを０．０５％以下、Ｚｒを０．
１０％以下に抑制し、かつ、鋳塊のソーキングを５００
〜ｂで行い、押出形材を得る方法。

（発明が解決しようとする問題点）しかし乍ら、上記■の方法は、押出後に冷間加工を加え
る方法であるので、第３図に示すような中実材に対して
は適用可能であるが、二輪車用部材等に多量に使用され
る複雑な断面形状（第４図参照）の形材に対しては適用
することが可能である。

また、上記■の方法によれば、アルマイト色調は改善さ
れるものの、ＣｒやＺｒ量を少なくし、かつ、高温ソー
キング処理を施すので、ＣｒやＺｒを多く添加し低温ソ
ーキング処理を行う前述の方法であれば、押出形材の肉
厚方向全断面にわたって押出方向に延びるべきファイバ
ー組織が著しく弱まってしまい、その結果、耐応力腐食
割れ特性の低下、並びに焼入れ、焼戻し後に得られる１
６強度の低下等が大きく生じることになる。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、耐応力腐食割
れ特性及び強度の低下を来たすことなく、アルマ、イト
色調の優れたＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出形材を得る方
法を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため１本発明者は、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍ
ｇ系合金押出形材の適用形状の多様性を考慮し、前述の
押出−冷間加工−焼鈍乃至溶体化処理による方法以外の
プロセスにより、押出形材のファイバー組織を損わずに
表面のみを再結晶組織にすることができる方法を見い出
すべく鋭意研究を重ねた結果、Ａｌ−４／９Ｚｎ−０／
２Ｍｇ−０７Ｉ　Ｃｕ系でＣｒ：０．０５〜０．３０％
及び／又はＺｒ：０．１０〜０．２５％を含むＡｌ−Ｚ
ｎ−Ｍｇ系合金の押出用鋳塊を低温ソーキング後、押出
された形材を通常の溶体化処理温度よりも高温で長時間
の加熱を行うことにより、可能であることを見い出した
ものである。

すなわち、本発明は、Ｚｎ：４．０〜９．０％、Ｍｇ≦
２．０％及びＣｕ≦１．０％を含み、更にＣｒ：０．０
５〜０．３０％及びＺｒ：０．１０〜０．２５％の１種
又は２種を含み、残部がＡｌ及び不純物からなるＡｌ−
Ｚｎ−Ｍｇ系合金の鋳塊を４００〜４８０℃で６〜２４
時間のソーキング処理後、押出を行い、得られた該押出
形材にその表面層が再結晶組織となる熱処理を施すこと
を特徴とするアルマイト色調の明るいＡＭ−Ｚｎ−Ｍｇ
系合金押出材の製造方法を要旨とするものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

既述のように、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出形材は、Ｃ
ｒ：０．０５〜０．３０％及び／又はＺｒ：０゜１０〜
０．２５％を添加すると共に低温ソーキングすると、第
５図に示すように、断面全体にわたって押出方向に延び
たファイバー組織１が得られるが、押出形材の表面付近
は、押出ダイス５付近での大きな剪断、変形作用のため
、高い残留歪エネルギーをもったサブグレイン層６とな
る。

このサブグレイン層６は、通常の焼鈍（３５０〜ｂｂ変化するには至らないことが判明した。

そこで、本発明では、このサブグレイン層を再結晶化さ
せるために通常の焼鈍又は溶体化処理以上の熱エネルギ
ーを与え得る熱処理を押出形材に施すのである。

そのための熱処理としては、５００℃×１時間以上の加
熱が必要であるが、該合金の融点から５５０℃以下の温
度に抑える必要があり、更に結晶粒そのものの粗大化に
よるアルマイト色調ムラを防止するために加熱時間を５
時間以下に制限する必要がある。押出形材にこのような
熱処理を施すことにより、サブグレイン層６を再結晶化
して表面層だけが再結晶組織４を呈し、内部は押出方向
に延びたファイバー組織１を保つことが可能となる（第
６図参照）。したがって、耐応力腐食割れ特性や強度の
低下は生じることがなく、優れたアルマイト色調が得ら
れる。

なお、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の押出用鋳塊に加えるソ
ーキング処理としては４００〜ｂ６〜２４時間の低温ソ
ーキングを行う必要がある。

ソーキングにより鋳塊全体を均一化するためには４ｏｏ
℃×６時間以上の加熱が必要であるが、４８０℃×２４
時間を超える加熱をすると低温ソーキングの効果が得ら
れなくなり、耐応力腐食割れ特性の低下、焼入れ、焼戻
し後に得られる１６強度の低下等を招くので、好ましく
ない。

次に本発明法を適用するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の化学
成分限定理由を示す。

そのようなＡｌ２−Ｚｎ−Ｍｇ系合金としては、概ね、
Ｊ　ＩＳＡ７Ｍ０１．７００３．７００４．７００５．
７００８．７０１１．７０１６．７１１６．７０２０．
７０２９．７０４６．７０７６等のＡｌ−４／９Ｚｎ−
０／２Ｍｇ−０／ＩＣｕ系合金で、Ｃｒ：０．０５〜０
．３０％及び／又はＺｒ：０゜１０〜０．２５％を含む
Ａｌ合金組成相当であるが、以下の元素を必須成分とす
るものである。

Ｚｎは熱処理後の強度を確保するために少なくとも４．
０％以上必要である。しかし、９．０％を超えると応力
腐食割れが著しくなるので、Ｚｎは４．０〜９．０％の
範囲とする。

Ｍｇは多すぎると押出性を劣化させるので、２゜０％以
下に規制する必要がある。

Ｃｕは多すぎると溶接割れが生じ易くなるので、１．０
％以下に規制する必要がある。

Ｃｒ及びＺｒは、それぞれ、低温ソーキングにより押出
形材の表面付近にサブグレイン層を得て。

これを上記高温熱処理により再結晶化し、応力腐食割れ
及び強度の低下を防止する作用があるので、Ｃｒ及びＺ
ｒの１種又は２種を適量添加する。　Ｃｒ０．０５％未
満並びにＺｒ０．１０％未満では、上記高温熱処理によ
り押出形材の肉厚全断面が再結晶化し、応力腐食割れを
生じ易く且つ強度も低下する。一方、Ｃｒが０．３０％
を超え、またＺｒが０．２５％を超えると、高温熱処理
で表面のみを再結晶化することが困粱になる。したがっ
て、Ｃｒは０．０５〜０．３０％の範囲で添加し、Ｚｒ
は０．１０〜０．２５％の範囲で添加する。

なお、上記合金には不純物が随伴され得るが、それらの
量は本発明の効果を損わない限度において許容される。

例えば、Ｍｎが１．０％以上含まれると押出プレス時の
熱処理効果（プレス焼入性）による強度向上が小さくな
り、ＳＬが０．５０％以上含まれると押出表面に焼付き
が生じ易くなり、またＦｅが０．５０％以上含まれると
Ａ　Ｑ　−Ｆ　ｅ系の晶出物が大きくなって材料の靭性
が低下し、Ｔｉが０．３％以上含まれるとＭｎ、Ｃｒと
共に巨大金属間化合物が生成して素材が脆化する。した
がって、Ｍｎは１．０％以下、ＳＬは０．５０％以下、
Ｆｅは０．５０％以下、Ｔｉは０．３％以下にそれぞれ
規制するのが望ましい。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例）第１表に示す化学成分（ｗｔ％）を有するＡｌ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金の鋳塊に同表に示す条件でソーキング処理を
施した後、押出を行い、得られた押出形材についてアル
マイト処理を施した。押出形材の表面及び断面内部の組
織を調べると共に、応力腐食割れ試験を行って耐応力腐
食割れ性を調べ、またアルマイト色調並びに機械的性質
を調べた。

それらの結果は第２表に示す。

また、従来例として、上記化学成分を有するＡｌ２−Ｚ
ｎ−Ｍｇ系合金の鋳塊を同様の条件でソーキング処理し
、押出で得られた押出形材を従来条件の焼鈍（３８０℃
Ｘ　６０　ｗｉｎ）或いは溶体化処理（４７０℃Ｘ　６
０ｍ１ｎ）を施し１次いでアルマイト処理後、同様に組
織、耐応力腐食割れ性、アルマイト色調、機械的性質等
を調べた。それらの結果を第２表に併記する。

第２表より明らかなとおり１本発明例により得られた押
出形材は、表面厚さ０．２〜０　、８　＋ａｍで再結晶
組織が得られ、明るいアルマイト色調を呈し、しかも従
来材と同等の良好な耐応力腐食割れ性と強度を有してい
る。一方、従来例により得られた押出形材は、表面がフ
ァイバー組織を呈し、灰色のアルマイト色調を呈してい
た。

【以下余白１（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍ
ｇ系合金押出形材を特定条件の低温ソーキング処理及び
高温加熱処理によるプロセスで製造するものであるので
、従来材と同等の良好な耐応力腐食割れ性並びに強度を
保ちつつ、明るいアルマイト色調を得ることができ、特
に二輪車用部材等の押出形材の製造に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法により得られた押出材の表面層の組織及
び表面状況を示す説明断面図。第２図は従来法の改良プロセスにより表面に再結晶組織
を有する押出材の表面層の組織表面状況を示す説明断面
図、第３図（ａ）、（ｂ）は中実押出材の形状を示す断面図
、第４回（ａ）、（ｂ）は複雑な形状の押出形材の断面図
、第５図はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出形材のサブグレイ
ン層を有する内部組織と押出プロセスの関係を説明する
概念図。第６図は本発明法により得られたＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合
金押出形材の内部組織を示す説明断面図である。１・・・繊維状（ファイバー）組織、２・・・アルマイ
ト皮膜、３・・・エツチング面、４・・・再結晶層、５
・・・ダイス、６・・・サブグレイン層、７・・・メタ
ルフロー、８・・・ベアリング。特許出願人　　株式会社神戸製鋼所代理人弁理士　中　　村　　　尚第１図　　第２図（Ｑ）　　　（ｂ）第４図（Ｑ）　　　　　　　（ｂ）第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％で（以下、同じ）、Ｚｎ：４．０〜９．０
％、Ｍｇ≦２．０％及びＣｕ≦１．０％を含み、更にＣ
ｒ：０．０５〜０．３０％及びＺｒ：０．１０〜０．２
５％の１種又は２種を含み、残部がＡｌ及び不純物から
なるＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の鋳塊を４００〜４８０℃
で６〜２４時間のソーキング処理後、押出を行い、得ら
れた該押出形材にその表面層が再結晶組織となる熱処理
を施すことを特徴とするアルマイト色調の明るいＡｌ−
Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材の製造方法。
（２）前記熱処理として、５００〜５５０℃×１〜５時
間の加熱を行う特許請求の範囲第１項記載の方法。