JPS6383251A

JPS6383251A - 高力高弾性アルミニウム合金の製造法

Info

Publication number: JPS6383251A
Application number: JP61225898A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kawakatsu; 一郎川勝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1988-04-13
Also published as: US4830826A

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］本発明はビス、ナツト等のネジ類や、ワッシャ、スプリ
ング等の機械構造部品ならびに電子工業用端末機器部品
に好適な高力アルミニウム合金の製造法に関するもので
、特にバネ性を改善したものである。

［従来技術］高力高硬度Ａｌ合金としては本出願人の発明に係る特公
昭４８−３１８０７号公報に記載の合金があり、これは
Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系に微量のＮｉおよび又はＧｏ
、Ｚｒおよび又はＨｆ、Ｂ、Ｂｅ、等を添加した溶湯に
窒素化処理を施したもので、溶体化処理および時効処理
（Ｔ６処理）によって引張強さ６０ｋｇ／ｎｏ２以」二
、引続いての冷間加工処理（Ｔ、処理）によって引張強
さ７０ｋｇ／ＩＩＥ２以上ピンカース硬度２１０Ｈｖ異
常で軟鋼あるいは銅系非鉄合金に匹敵する高強度高硬度
のアルミニウム合金ですぐれた耐摩粍性を有し、しかも
Ｃｕ含有料が低いため、耐食性と表面処理性にすぐれた
各種機械部品素材として好適なものである。

［発明が解決しようとする問題点ゴしかし乍ら近時各種装置特に電子工業用端末機器、精密
機器用部品の軽量化指向によりＡｌ合金の軽量高力高弾
性のバネ材料に対する要求が強まっている。一般にＡｌ
合金はバネ材としては殆ど実用化されていない実状にあ
るが本発明は非鉄合金のバネ材料として代表的なリン青
銅を凌駕するバネ特性を有するＡｌ合金を得んとするこ
とにある。

［発明の構成］本発明は微量のＡｌを前記組成を主成分とした合金に添
加することにより上記問題点を解決したものである。

発明の構成について述べると、重量％でＺｎ３．２〜８
．０％、ＭｇＣ２〜４，５％、Ｃｕ０．２〜１．５％、
Ｍｎ０．１−１．２％、Ｃｒ０．１−０゜５％、ＢＯ，
００５−０，２％、Ｂｅ０．０２〜１．０％、Ｎｉ（お
よび又はＧｏ）０．１−１．２％、Ｚｒ（および又はＨ
ｆ）０．０５−１．２％およびＡｇ０．０５〜２．０％
を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物より成る合金を
窒素化し、溶解鋳造後、塑性、加工を行い、４４０℃〜
５２０℃で溶体化処理を行いたる後、低温時効処理によ
り強度および弾性を高めることを特長とする。

本発明合金の各構成元素の限定理由を述べたらば次の如
くである。まずＺｎ３．２〜８．０％、Ｍｇ１．２〜４
．５％はＭｇＺｎ２の生成により時効硬化を促進し強度
増加に寄与する。その限界以下では硬化および強化不充
分であり、上限以上では加工性並びに耐食性な劣化する
。またＣｕ０．２〜１゜５％は時効硬化および強度増加
に寄与するが、上限以上では著しく耐食性を劣化し、又
陽極酸化処理等の表面処理を低下する。

Ｎｉ又はＣｏの０．１〜１．２％添加はＡｌ中への固溶
度が僅少でかつ金属間化合物を生成し結晶粒界イーｊ近
に集合し転位密度を増大するため加工硬化を促進する。

しかし１．２％以」二では加工性に有害であり、０．１
％以下ではその効果が少ない。

つぎにＺｒ（場合によりＨｆにて一部代換）０．０５〜
ｊ、２％およびＢＯ，００５〜０．２％は窒素化処理に
よって窒化物を形成、分散粒子となり、辷り変形による
転位の移動を阻止することにより分散強化の作用に効果
がある。この際Ｚｒおよびその族はいづれも最低限以下
では効果なく最大以上では加工性を害するか、あるいは
脆化のおそれがある。

Ｃｒ又はＭｎは結晶粒の微細化により、粒界の脆化の防
止し、耐食性の改善に効果ある有効な元素である。この
際のＣｒは０．１〜０．５％で、０゜１％のＣｒ’の添
加は粒界腐食および応力腐食の防止に効果があり、又０
゜５％以上では粗大析出物の生成により加工性を劣化さ
せる。そしてＭｎは０．１〜１．２％で可鍛性を改善す
るが、１．２％以上添加しても効果ない。

またＢｅは時効硬化を助長し、同じに窒化物形成により
、ＺｒまたはＢと同様分散強化を行うものと思考され、
０．０２〜１．０％が強度や硬度の増大に寄与し、かつ
靭性を害しない。Ａｇの添加は、０．０５〜３．０％で
時効強化を促進し弾性の向上に効果的である。その限定
理由は０．０５％以下では効果少なく、又３％以上では
硬度は上昇するが、加工性が低下する。

Ａｇの作用効果についてはＡｇはＡｌとジータ−相（Ａ
ｇＡｌ．を主体とする）を形成し、之は高温（５６６℃
）においてＡｇ５５．６％と極めて大きな固溶限を有し
、１５０℃においてＡｇ０．７％以下に減少するため、
溶体化処理後の時効処理によってジータ−相の析出によ
り硬化が促進され、従ってバネ性の向上に効果的なるも
のと推測される。また不可避不純物であるＳｉ、Ｆｅは
なるべく少ない方が望ましいが、本発明の機械的性質を
劣化させないため最大Ｓ　ｉ　０．３％、Ｆｅ０．４％
まで含むことが出来る。

［発明の実施例］第１表に示す基本的化学成分＝ＡｇＯ〜１．０％シ添加
し、次の如きＡｌ合金板を製造した。

第１表　基本的化学成分ＡｇｗｔはＯｌｏ、１．０．３．０．５．１．０を添加
した。

まずＡｌ地金溶解後Ｚｎ、Ｍｇを除く添加成分を加え、
約７５０〜８００℃に保持し、耐火性吹管にて精製した
、窒素ガスを溶湯内に吹き込み、最後にＺｎ、Ｍｇを添
加して、合金の融点以」−５０〜１００’Ｃまで冷却し
たる後インゴットに鋳造する。ついでインゴットを熱間
加工および圧延により０．５ｍ＋板となし、４４０〜５
２０℃で溶体化処理を行い、更に８５〜１３０℃にて時
効硬化（ＴＧ処理）を行った。これらの０．５ｎｗｍＡ
ｌ合金板の機械的諸性質を第２表に一括して示す。特に
バネ性試験についてはＪＩＳＨ３１３０記載の［繰返し
たわみ試験」を適用した。

第２表（参考値）リン青銅（８％Ｓｎ）板　　　　Ｋｂ値　４−７．９　
ｋｇ／ａｍ”第２表に示すごとく、Ａｇの添加は強度お
よび硬度の増加に寄与すると共に、バネ特性の改善に効
果的であって６０ｋｇ／ｍ＋ａ”に近いバネ限界値（Ｋ
ｂ値）を示している。

なお第２表参考値に示した如く、非鉄系バネ合金として
代表的なリン青銅（Ｓｎ８％ＰＢ）Ｋｂ値５０ｋｇ／ｎ
ＩＩ＋”弱である事を比較すれば本発明のＡｌ合金がバ
ネ材として充分実用性のあることが認められる。従って
本発明の合金は電子工業用精密バネや、端末機器の部分
等に使用可能である。

［発明の効果］前述の如く基本成分の合金にＡｇを添加した本発明の合
金は強度、硬度ともに向上しているが、特にバネ限界値
において、Ａｇの添加威しのものに比べ１０％以上向上
し、非鉄合金バネ材の代表であるリンに比べて之を上ま
わる値を示し、各種電子機器構造部品、特にバネ用材料
として極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

重量％でＺｎ３．２〜８．０％、Ｍｇ１．２〜４．５％
、Ｃｕ０．２〜１．５％、Ｍｎ０．１〜１．２％、Ｃｒ
０．１〜０．５％、Ｂ０．００５〜０．２％、Ｂｅ０．
０２〜１．０％、Ｎｉおよび又はＣｏ０．１〜１．２％
、Ｚｒおよび又はＨｆ０．０５〜１．２％、およびＡｇ
０．０５〜２．０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避不
純物よりなる合金を窒素化し、溶解鋳造後塑性加工を行
い、４４０〜５２０℃で溶体化処理を行いたる後、時効
硬化処理により強度および弾性を高めることを特長とす
る高力高弾性アルミニウム金の製造法。