JPWO2015129304A1 - 成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 - Google Patents
成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015129304A1 JPWO2015129304A1 JP2016505088A JP2016505088A JPWO2015129304A1 JP WO2015129304 A1 JPWO2015129304 A1 JP WO2015129304A1 JP 2016505088 A JP2016505088 A JP 2016505088A JP 2016505088 A JP2016505088 A JP 2016505088A JP WO2015129304 A1 JPWO2015129304 A1 JP WO2015129304A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- extruded material
- formability
- value
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 12
- 229910019752 Mg2Si Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 8
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 229910018464 Al—Mg—Si Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018571 Al—Zn—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/05—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/001—Extruding metal; Impact extrusion to improve the material properties, e.g. lateral extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/002—Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
- C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
- C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
押出加工直後の空冷及びその人工時効により強度が得られる焼入れ性に優れ、プレス加工等の成形性に優れたアルミニウム合金押出材とするために、以下全て質量％で、Ｍｇ：０．３０〜１．００，Ｓｉ：０．６〜１．４０含有するとともに化学量論組成としてのＭｇ２Ｓｉの値が０．６０〜１．３０であり、かつ過剰Ｓｉ量の値が０．３０〜１．００であり、Ｆｅ：０．１０〜０．４０，Ｃｕ：０．１０〜０．４０，Ｔｉ：０．００５〜０．１，Ｍｎ：０．３以下であって、残部がアルミニウムと不可避不純物であるアルミニウム合金押出材を提供した。
Description
本発明は、押出加工時の焼入れ性に優れ、プレス成形等における成形性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金からなる押出材及びその製造方法に関する。
近年、地球環境保護の観点から自動車の軽量化による走行性能の向上、燃費改善により自動車部品のアルミ化が検討され、実用化されたものもある。
自動車の構造材としては、高強度，プレス加工性，曲げ加工性，耐食性が要求され、７０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）及び６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）が注目されているが、７０００系アルミニウム合金は自然時効型合金であり、素材の押出からプレス加工や曲げ加工までに工程が長いと硬くなり、加工がしにくくなる欠点があり、応力環境下での耐食性が低下する問題もある。
そこで、耐食性に優れる熱処理型合金として６０００系アルミニウム合金が有望視されている。
しかし、従来の高強度の６０００系アルミニウム合金からなる押出材は、引張強さは高いが伸び特性が充分でなく、プレス加工や曲げ加工時に割れが発生しやすい欠点がある。
高い強度を得るために従来は水冷によるプレス端焼入れを行うが、水冷によるプレス端焼入れは、押出材の断面形状や肉厚の差等に基づいて断面で冷却速度に差が生じ、冷却中に温度分布が不均一となって歪みが発生し、寸法精度が悪くかつ断面形状の薄肉化が難しくなり、また、そのような歪みの発生を防止しようとすれば、断面形状の自由度が小さくなるという問題がある。
さらに、水冷方式は空冷に比べ高コストであるという問題がある。
また、プレス成形には従来から圧延板材が用いられるが、圧延板材は製造時に熱間圧延，冷間圧延と多くの工程が必要とされるので、高価であるという問題がある。
一方、空冷によるプレス端焼入れは、水冷によるプレス端焼入れに比べ装置が簡単なため、低コストであるという利点があるものの、従来の合金では強度が低かったり延性が劣り、成形性に問題があった。
成形性を改善したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金としては、特許文献１〜３に開示するものがあるが、いずれも圧延材である。
また、曲げ圧壊性と耐食性に優れたアルミニウム合金押出材を特許文献４に開示するが、化学量論組成Ｍｇ２Ｓｉに近いバランス組成を前提とし、かつキューブ方位の平均面積率１５％以上を確保するために強制冷却が必要となっている。
自動車の構造材としては、高強度，プレス加工性，曲げ加工性，耐食性が要求され、７０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）及び６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）が注目されているが、７０００系アルミニウム合金は自然時効型合金であり、素材の押出からプレス加工や曲げ加工までに工程が長いと硬くなり、加工がしにくくなる欠点があり、応力環境下での耐食性が低下する問題もある。
そこで、耐食性に優れる熱処理型合金として６０００系アルミニウム合金が有望視されている。
しかし、従来の高強度の６０００系アルミニウム合金からなる押出材は、引張強さは高いが伸び特性が充分でなく、プレス加工や曲げ加工時に割れが発生しやすい欠点がある。
高い強度を得るために従来は水冷によるプレス端焼入れを行うが、水冷によるプレス端焼入れは、押出材の断面形状や肉厚の差等に基づいて断面で冷却速度に差が生じ、冷却中に温度分布が不均一となって歪みが発生し、寸法精度が悪くかつ断面形状の薄肉化が難しくなり、また、そのような歪みの発生を防止しようとすれば、断面形状の自由度が小さくなるという問題がある。
さらに、水冷方式は空冷に比べ高コストであるという問題がある。
また、プレス成形には従来から圧延板材が用いられるが、圧延板材は製造時に熱間圧延，冷間圧延と多くの工程が必要とされるので、高価であるという問題がある。
一方、空冷によるプレス端焼入れは、水冷によるプレス端焼入れに比べ装置が簡単なため、低コストであるという利点があるものの、従来の合金では強度が低かったり延性が劣り、成形性に問題があった。
成形性を改善したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金としては、特許文献１〜３に開示するものがあるが、いずれも圧延材である。
また、曲げ圧壊性と耐食性に優れたアルミニウム合金押出材を特許文献４に開示するが、化学量論組成Ｍｇ２Ｓｉに近いバランス組成を前提とし、かつキューブ方位の平均面積率１５％以上を確保するために強制冷却が必要となっている。
本発明は、押出加工直後の空冷及びその人工時効により強度が得られる焼入れ性に優れるとともに、プレス加工等の成形性に優れたアルミニウム合金押出材の提供を目的とする。
本発明に係る成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材用のアルミニウム合金は、以下全て質量％で、Ｍｇ：０．３０〜１．００，Ｓｉ：０．６〜１．４０含有するとともに化学量論組成としてのＭｇ２Ｓｉの値が０．６０〜１．３０であり、かつ過剰Ｓｉ量の値が０．３０〜１．００であり、Ｆｅ；０．１０〜０．４０，Ｃｕ：０．１０〜０．４０，Ｔｉ：０．００５〜０．１，Ｍｎ：０．３以下であって、残部がアルミニウムと不可避不純物であることを特徴とする。
また、以下全て質量％で、Ｍｇ：０．３０〜１．００，Ｓｉ：０．６〜１．４０含有するとともに化学量論組成としてのＭｇ２Ｓｉの値が０．６０〜１．３０であり、かつ過剰Ｓｉ量の値が０．３０〜１．００であり、Ｆｅ；０．１０〜０．４０，Ｃｕ：０．１０〜０．４０，Ｔｉ：０．００５〜０．１，Ｍｎ：０．３以下，Ｚｎ：０．０１〜２．０，Ｚｒ：０．１０以下であって、残部がアルミニウムと不可避不純物であることを特徴とする。
また、以下全て質量％で、Ｍｇ：０．３０〜１．００，Ｓｉ：０．６〜１．４０含有するとともに化学量論組成としてのＭｇ２Ｓｉの値が０．６０〜１．３０であり、かつ過剰Ｓｉ量の値が０．３０〜１．００であり、Ｆｅ；０．１０〜０．４０，Ｃｕ：０．１０〜０．４０，Ｔｉ：０．００５〜０．１，Ｍｎ：０．３以下，Ｚｎ：０．０１〜２．０，Ｚｒ：０．１０以下であって、残部がアルミニウムと不可避不純物であることを特徴とする。
上記のアルミニウム合金組成のビレットを鋳造し、押出加工し、その直後に平均速度５０〜１５０℃／ｍｉｎの空冷を行い、その後に人工時効処理を施すことで、アスペクト比が４．０以上である結晶粒の平均粒径が１００μｍ以下である成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材が得られる。
次に合金の組成を選定した理由を説明する。
＜Ｍｇ，Ｓｉ＞
ＭｇとＳｉは、熱処理によりＭｇ２Ｓｉが析出し、強度向上に寄与する。
しかし、成分量が多いと押出性が悪くなる。
Ｍｇ：０．３０〜１．００％，Ｓｉ：０．６０〜１．４０％の範囲がよい。
高強度と成形性、押出性を両立できる範囲である。
本発明では、材料の高強度を確保しつつ、プレス加工や曲げ加工性を向上させるのに過剰Ｓｉを０．３０〜０．９０％の範囲に設定した。
過剰Ｓｉ型の組成にすることで成形性，押出性を低下させずに引張強さを増大できるが、過剰Ｓｉ量が多すぎると延性が低下するので過剰Ｓｉ量の上限を１．００％としたが、好ましくは過剰Ｓｉ量を０．３０〜０．８０％の範囲にするのがよい。
＜Ｃｕ＞
Ｃｕ：０．１０〜０．４０％の範囲が好ましい。
Ｃｕ成分は強度及び延性向上に寄与するが、多く添加すると耐食性が低下し成形性，押出性を阻害する。
＜Ｆｅ＞
Ｆｅ：０．１０〜０．４０％の範囲が好ましい。
再結晶を抑制し、押出軸方向に伸長した再結晶組織を形成することで、球状の再結晶組織に比べて割れ伝播が抑制され、延性がよくなり成形性が向上する。
ただし、０．４０％を超えると鋳造時に金属間化合物を多く晶出し、成形性が低下する。
＜Ｍｎ，Ｚｒ＞
Ｍｎ：０．３％以下，Ｚｒ：０．１％以下が好ましい。
押出後の金属組織において結晶粒を微細化させ、成形性，延性を向上させる効果があるが、本発明では必須成分ではない。
遷移元素Ｃｒに比べて焼入れ感受性を強くすることなく、押出直後のファン空冷により、充分に焼入れすることができる。
本発明では、Ｃｒを不可避不純物として取り扱う。
ただし、Ｍｎ，Ｚｒが多すぎると焼入れ感受性が強くなり、強度，成形性が低下する。
そこで、好ましくはＭｎ：０．０１〜０．３％，Ｚｒ：０．０１〜０．１０％である。
＜Ｚｎ＞
Ｚｎ成分は成形性や押出性を阻害させずに強度と延性を増加させるが、多く添加すると耐食性が低下する。
本発明でＺｎ成分は必須ではないが、添加する場合には０．０１〜２．０％の範囲、好ましくは０．０２〜１．５０％の範囲である。
＜Ｔｉ＞
Ｔｉ：０．００５〜０．１％の範囲が好ましい。
鋳造時の結晶粒微細化に効果があるが、多く添加すると粗大金属間化合物が多くなり強度が低下する。
本発明において、不可避不純物として取り扱う成分は単成分で０．０５％以下、合計で０．１５％以下であれば材質に大きな影響を与えない。
なお、好ましくは単成分で０．０１％以下、合計で０．１０％以下がよい。
＜Ｍｇ，Ｓｉ＞
ＭｇとＳｉは、熱処理によりＭｇ２Ｓｉが析出し、強度向上に寄与する。
しかし、成分量が多いと押出性が悪くなる。
Ｍｇ：０．３０〜１．００％，Ｓｉ：０．６０〜１．４０％の範囲がよい。
高強度と成形性、押出性を両立できる範囲である。
本発明では、材料の高強度を確保しつつ、プレス加工や曲げ加工性を向上させるのに過剰Ｓｉを０．３０〜０．９０％の範囲に設定した。
過剰Ｓｉ型の組成にすることで成形性，押出性を低下させずに引張強さを増大できるが、過剰Ｓｉ量が多すぎると延性が低下するので過剰Ｓｉ量の上限を１．００％としたが、好ましくは過剰Ｓｉ量を０．３０〜０．８０％の範囲にするのがよい。
＜Ｃｕ＞
Ｃｕ：０．１０〜０．４０％の範囲が好ましい。
Ｃｕ成分は強度及び延性向上に寄与するが、多く添加すると耐食性が低下し成形性，押出性を阻害する。
＜Ｆｅ＞
Ｆｅ：０．１０〜０．４０％の範囲が好ましい。
再結晶を抑制し、押出軸方向に伸長した再結晶組織を形成することで、球状の再結晶組織に比べて割れ伝播が抑制され、延性がよくなり成形性が向上する。
ただし、０．４０％を超えると鋳造時に金属間化合物を多く晶出し、成形性が低下する。
＜Ｍｎ，Ｚｒ＞
Ｍｎ：０．３％以下，Ｚｒ：０．１％以下が好ましい。
押出後の金属組織において結晶粒を微細化させ、成形性，延性を向上させる効果があるが、本発明では必須成分ではない。
遷移元素Ｃｒに比べて焼入れ感受性を強くすることなく、押出直後のファン空冷により、充分に焼入れすることができる。
本発明では、Ｃｒを不可避不純物として取り扱う。
ただし、Ｍｎ，Ｚｒが多すぎると焼入れ感受性が強くなり、強度，成形性が低下する。
そこで、好ましくはＭｎ：０．０１〜０．３％，Ｚｒ：０．０１〜０．１０％である。
＜Ｚｎ＞
Ｚｎ成分は成形性や押出性を阻害させずに強度と延性を増加させるが、多く添加すると耐食性が低下する。
本発明でＺｎ成分は必須ではないが、添加する場合には０．０１〜２．０％の範囲、好ましくは０．０２〜１．５０％の範囲である。
＜Ｔｉ＞
Ｔｉ：０．００５〜０．１％の範囲が好ましい。
鋳造時の結晶粒微細化に効果があるが、多く添加すると粗大金属間化合物が多くなり強度が低下する。
本発明において、不可避不純物として取り扱う成分は単成分で０．０５％以下、合計で０．１５％以下であれば材質に大きな影響を与えない。
なお、好ましくは単成分で０．０１％以下、合計で０．１０％以下がよい。
本発明に係るアルミニウム合金押出材は、押出加工直後に空冷するプレス端焼入れを行うことにより冷間加工においても優れた成形性を有し、その後の人工時効処理により引張強さ２４５ＭＰａ以上の高強度が得られる。
図１の表に示す組成のアルミニウム合金の溶湯を調整し、円柱ビレットを鋳造した。
その時の鋳造速度を図２の表の鋳造速度として記載した。
鋳造したビレットは、図２の表に示したＨＯＭＯ条件にて均質化処理をした。
なお、比較例１５は圧延材である。
次に図２の表に示すＢＬＴ温度にビレットを予熱し、同表２の押出速度にて押出加工し、その直後に同表に示す冷却速度にてプレス端空冷をした。
次に同表に示す熱処理条件にて人工時効処理した。
このようにして得られた押出材の評価結果を図３の表に示す。
評価に用いた押出材は、肉厚２．０ｍｍの板材である。
その時の鋳造速度を図２の表の鋳造速度として記載した。
鋳造したビレットは、図２の表に示したＨＯＭＯ条件にて均質化処理をした。
なお、比較例１５は圧延材である。
次に図２の表に示すＢＬＴ温度にビレットを予熱し、同表２の押出速度にて押出加工し、その直後に同表に示す冷却速度にてプレス端空冷をした。
次に同表に示す熱処理条件にて人工時効処理した。
このようにして得られた押出材の評価結果を図３の表に示す。
評価に用いた押出材は、肉厚２．０ｍｍの板材である。
各項目の評価方法は次のとおりである。
＜引張特性＞
ＪＩＳ−Ｚ２２４１に基づいて押出材よりＪＩＳ−４号引張試験片を作製、ＪＩＳ規格に準拠した引張試験機で引張試験を実施する。
＜耐衝撃性＞
ＪＩＳ−Ｚ２２４２に基づいて押出材よりＪＩＳ−Ｖノッチ４号試験片を作製、ＪＩＳ規格に準拠したシャルピー衝撃試験機でシャルピー衝撃試験を実施した。
この試験用には４号試験片を作成できる肉厚の押出材を用いた。
＜結晶粒径＞
供試材に鏡面研磨仕上げを行い、その後エッチング（３％ＮａＯＨ ４０℃×３ｍｉｎ）を実施し、１００倍光学顕微鏡観察により金属組織を観察した。
押出軸方向に伸長した再結晶組織であり、結晶粒の押出方向の長さＬ１と厚さ方向の長さＬ２とのアスペクト比Ｌ１／Ｌ２を測定した。
＜エリクセン値＞
ＪＩＳ−Ｚ２２４７に基づいて、押出材より９０×９０×ｔ２板材を作成し、人工時効処理前にエレクセン試験を実施した。
具体的には、板材に直径２０ｍｍの鋼球を押し込み、裏面に達する割れが生じた時のパンチのストロークをエリクセン値とする。
エレクセン値が高いほど、成形性に優れる。
＜ｎ値（加工硬化指数）＞
荷重−伸び曲線から求まる真応力−真歪み曲線を近似的にσ＝Ｆεｎと表したときの指数ｎをいう。
ｎ値は、真応力−真歪み値を両対数グラフにした時の傾きである。
（ＪＩＳ−Ｚ２２４１に基づいて押出材よりＪＩＳ−４号引張試験片を作製、ＪＩＳ規格に準拠した引張試験機で引張試験を実施する。）
＜ｒ値（ランクフォード値）＞
引張試験における試験片の板厚方向の真歪みに対する幅方向の真歪みの比で表される。
ｒ＝（ｌｎｗ０／ｗ１）／（ｌｎｔ０／ｔ１）
ｗ０，ｗ１は試験前後の試験片の幅、ｔ０，ｔ１は試験前後の板厚である。
（ＪＩＳ−Ｚ２２４１に基づいて押出材よりＪＩＳ−４号引張試験片を作製、ＪＩＳ規格に準拠した引張試験機で引張試験を実施する。）
＜引張特性＞
ＪＩＳ−Ｚ２２４１に基づいて押出材よりＪＩＳ−４号引張試験片を作製、ＪＩＳ規格に準拠した引張試験機で引張試験を実施する。
＜耐衝撃性＞
ＪＩＳ−Ｚ２２４２に基づいて押出材よりＪＩＳ−Ｖノッチ４号試験片を作製、ＪＩＳ規格に準拠したシャルピー衝撃試験機でシャルピー衝撃試験を実施した。
この試験用には４号試験片を作成できる肉厚の押出材を用いた。
＜結晶粒径＞
供試材に鏡面研磨仕上げを行い、その後エッチング（３％ＮａＯＨ ４０℃×３ｍｉｎ）を実施し、１００倍光学顕微鏡観察により金属組織を観察した。
押出軸方向に伸長した再結晶組織であり、結晶粒の押出方向の長さＬ１と厚さ方向の長さＬ２とのアスペクト比Ｌ１／Ｌ２を測定した。
＜エリクセン値＞
ＪＩＳ−Ｚ２２４７に基づいて、押出材より９０×９０×ｔ２板材を作成し、人工時効処理前にエレクセン試験を実施した。
具体的には、板材に直径２０ｍｍの鋼球を押し込み、裏面に達する割れが生じた時のパンチのストロークをエリクセン値とする。
エレクセン値が高いほど、成形性に優れる。
＜ｎ値（加工硬化指数）＞
荷重−伸び曲線から求まる真応力−真歪み曲線を近似的にσ＝Ｆεｎと表したときの指数ｎをいう。
ｎ値は、真応力−真歪み値を両対数グラフにした時の傾きである。
（ＪＩＳ−Ｚ２２４１に基づいて押出材よりＪＩＳ−４号引張試験片を作製、ＪＩＳ規格に準拠した引張試験機で引張試験を実施する。）
＜ｒ値（ランクフォード値）＞
引張試験における試験片の板厚方向の真歪みに対する幅方向の真歪みの比で表される。
ｒ＝（ｌｎｗ０／ｗ１）／（ｌｎｔ０／ｔ１）
ｗ０，ｗ１は試験前後の試験片の幅、ｔ０，ｔ１は試験前後の板厚である。
（ＪＩＳ−Ｚ２２４１に基づいて押出材よりＪＩＳ−４号引張試験片を作製、ＪＩＳ規格に準拠した引張試験機で引張試験を実施する。）
図３の表に示すように実施例１〜５は、Ｔ１引張強さ２００ＭＰａ以上，Ｔ１耐力８０ＭＰａ以上，Ｔ５引張強さ２４５ＭＰａ以上，Ｔ５耐力２０５ＭＰａ以上を有する高強度でありながら、成形性の評価であるエリクセン値が１１．０以上である。
また、ｎ値０．３０以上，ｒ値０．４０以上であった。
伸びの値もＴ１材で２４％以上，Ｔ５材で８％以上であった。
また、高強度でありながらシャルピー衝撃値が２０Ｊ／ｃｍ２以上であった。
実施例１〜５は、ミクロ組織が扁平再結晶組織であり、アスペクト比４．０以上で且つ平均結晶粒径１００μｍ以下であった。
これに対して比較例１１は、Ｓｉ量が０．５７％であり、過剰Ｓｉ（ｅｘＳｉ）が０．２９％と０．３０％以下であったので、Ｔ５処理前のエリクセン値が低く、強度もＴ５引張強さ２００ＭＰａと２４５ＭＰａ以下であった。
比較例１２〜１４は、さらに過剰Ｓｉ量が少なく強度が目標以上であってもエリクセン値が低かった。
また、ｎ値０．３０以上，ｒ値０．４０以上であった。
伸びの値もＴ１材で２４％以上，Ｔ５材で８％以上であった。
また、高強度でありながらシャルピー衝撃値が２０Ｊ／ｃｍ２以上であった。
実施例１〜５は、ミクロ組織が扁平再結晶組織であり、アスペクト比４．０以上で且つ平均結晶粒径１００μｍ以下であった。
これに対して比較例１１は、Ｓｉ量が０．５７％であり、過剰Ｓｉ（ｅｘＳｉ）が０．２９％と０．３０％以下であったので、Ｔ５処理前のエリクセン値が低く、強度もＴ５引張強さ２００ＭＰａと２４５ＭＰａ以下であった。
比較例１２〜１４は、さらに過剰Ｓｉ量が少なく強度が目標以上であってもエリクセン値が低かった。
本発明に係るアルミニウム合金を用いた押出材は、成形性等に優れるので各種プレス成形品や曲げ加工製品等に利用できる。
Claims (4)
- 以下全て質量％で、Ｍｇ：０．３０〜１．００，Ｓｉ：０．６〜１．４０含有するとともに化学量論組成としてのＭｇ２Ｓｉの値が０．６０〜１．３０であり、かつ過剰Ｓｉ量の値が０．３０〜１．００であり、Ｆｅ；０．１０〜０．４０，Ｃｕ：０．１０〜０．４０，Ｔｉ：０．００５〜０．１，Ｍｎ：０．３以下であって、残部がアルミニウムと不可避不純物であることを特徴とする成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材用のアルミニウム合金。
- 以下全て質量％で、Ｍｇ：０．３０〜１．００，Ｓｉ：０．６〜１．４０含有するとともに化学量論組成としてのＭｇ２Ｓｉの値が０．６０〜１．３０であり、かつ過剰Ｓｉ量の値が０．３０〜１．００であり、Ｆｅ；０．１０〜０．４０，Ｃｕ：０．１０〜０．４０，Ｔｉ：０．００５〜０．１，Ｍｎ：０．３以下，Ｚｎ：０．０１〜２．０，Ｚｒ：０．１０以下であって、残部がアルミニウムと不可避不純物であることを特徴とする成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材用のアルミニウム合金。
- 請求項１又は２記載のアルミニウム合金を用いた押出材であって、アスペクト比が４．０以上である結晶粒の平均粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材。
- 請求項１又は２記載のアルミニウム合金のビレットを、押出加工し、その直後に平均速度５０〜１５０℃／ｍｉｎの空冷を行い、その後に人工時効処理を施すことを特徴とする成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014038677 | 2014-02-28 | ||
| JP2014038677 | 2014-02-28 | ||
| PCT/JP2015/050595 WO2015129304A1 (ja) | 2014-02-28 | 2015-01-13 | 成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2015129304A1 true JPWO2015129304A1 (ja) | 2017-03-30 |
| JP6644376B2 JP6644376B2 (ja) | 2020-02-12 |
Family
ID=54008634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016505088A Active JP6644376B2 (ja) | 2014-02-28 | 2015-01-13 | 成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20160362771A1 (ja) |
| JP (1) | JP6644376B2 (ja) |
| WO (1) | WO2015129304A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6612029B2 (ja) * | 2015-01-28 | 2019-11-27 | アイシン軽金属株式会社 | 耐衝撃性に優れる高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| JP2016222958A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度アルミニウム合金板 |
| KR102075838B1 (ko) * | 2018-07-12 | 2020-02-10 | (주)알루코 | 알루미늄 압출소재 및 이 압출소재를 이용한 박스 밴딩 방법 |
| KR20220132546A (ko) * | 2020-01-30 | 2022-09-30 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 알루미늄 합금, 알루미늄 합금선, 알루미늄 합금 부재 및 볼트 |
| JP7151002B2 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-11 | Ｍａアルミニウム株式会社 | 表面品質に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10183287A (ja) * | 1996-12-22 | 1998-07-14 | Kobe Steel Ltd | 冷間鍛造用アルミニウム合金とその製造方法 |
| JPH10245650A (ja) * | 1997-03-03 | 1998-09-14 | Kobe Steel Ltd | 溶接用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金 |
| JP2001207233A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-07-31 | Kobe Steel Ltd | 曲げ加工性に優れた自動車フレーム用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材 |
| JP2001316750A (ja) * | 2001-05-11 | 2001-11-16 | Kobe Steel Ltd | 圧壊性能に優れるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材 |
| JP2006097104A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Toyota Motor Corp | 塗装焼付け硬化性に優れた６０００系アルミニウム押出材及びその製造方法 |
| JP2007254809A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 衝撃吸収特性に優れ、かつ良好な焼入れ性を有するアルミニウム合金押出形材及びその製造方法 |
| JP2011252212A (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | ６０００系アルミニウム合金材の成形加工方法および成形加工品 |
| JP5160930B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2013-03-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 曲げ圧壊性と耐食性に優れたアルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
| WO2013115227A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | アイシン軽金属株式会社 | 耐食性、延性及び焼入れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0860285A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-03-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アルミニウム合金製バンパー補強材およびその製造方法 |
| WO2011134486A1 (en) * | 2010-04-26 | 2011-11-03 | Sapa Ab | Damage tolerant aluminium material having a layered microstructure |
-
2015
- 2015-01-13 WO PCT/JP2015/050595 patent/WO2015129304A1/ja active Application Filing
- 2015-01-13 JP JP2016505088A patent/JP6644376B2/ja active Active
-
2016
- 2016-08-26 US US15/248,114 patent/US20160362771A1/en not_active Abandoned
-
2020
- 2020-09-28 US US17/034,539 patent/US20210010121A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10183287A (ja) * | 1996-12-22 | 1998-07-14 | Kobe Steel Ltd | 冷間鍛造用アルミニウム合金とその製造方法 |
| JPH10245650A (ja) * | 1997-03-03 | 1998-09-14 | Kobe Steel Ltd | 溶接用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金 |
| JP2001207233A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-07-31 | Kobe Steel Ltd | 曲げ加工性に優れた自動車フレーム用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材 |
| JP2001316750A (ja) * | 2001-05-11 | 2001-11-16 | Kobe Steel Ltd | 圧壊性能に優れるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材 |
| JP2006097104A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Toyota Motor Corp | 塗装焼付け硬化性に優れた６０００系アルミニウム押出材及びその製造方法 |
| JP2007254809A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 衝撃吸収特性に優れ、かつ良好な焼入れ性を有するアルミニウム合金押出形材及びその製造方法 |
| JP5160930B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2013-03-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 曲げ圧壊性と耐食性に優れたアルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
| JP2011252212A (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | ６０００系アルミニウム合金材の成形加工方法および成形加工品 |
| WO2013115227A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | アイシン軽金属株式会社 | 耐食性、延性及び焼入れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20210010121A1 (en) | 2021-01-14 |
| JP6644376B2 (ja) | 2020-02-12 |
| US20160362771A1 (en) | 2016-12-15 |
| WO2015129304A1 (ja) | 2015-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6955483B2 (ja) | 耐食性に優れ、良好な焼入れ性を有する高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 | |
| US20210010121A1 (en) | High-Strength Aluminum Alloy Extruded Material That Exhibits Excellent Formability And Method For Producing The Same | |
| US8168013B2 (en) | Al-Mg-Si aluminum alloy extruded product exhibiting excellent fatigue strength and impact fracture resistance | |
| JP5588170B2 (ja) | ７０００系アルミニウム合金押出材及びその製造方法 | |
| EP2811043B1 (en) | High-strength aluminum alloy extrudate with excellent corrosion resistance, ductility, and hardenability and process for producing same | |
| JP6301095B2 (ja) | 自動車パネル用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板及びその製造方法 | |
| JP2011252212A (ja) | ６０００系アルミニウム合金材の成形加工方法および成形加工品 | |
| JP7018332B2 (ja) | アルミニウム合金を用いた曲げ成形品の製造方法 | |
| CA2950075C (en) | Method for manufacturing aluminum alloy member and aluminum alloy member manufactured by the same | |
| JP2008303455A (ja) | プレス成形用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の製造方法、及びプレス成形用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板 | |
| JP6612029B2 (ja) | 耐衝撃性に優れる高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 | |
| JP4856368B2 (ja) | 成形加工性に優れたアルミニウム合金フィン材 | |
| JP5111966B2 (ja) | アルミニウム合金パネルの製造方法 | |
| JP6581347B2 (ja) | アルミニウム合金板の製造方法 | |
| JP4201745B2 (ja) | 塗装焼付け硬化性に優れた超塑性成形用６０００系アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
| JP2012077320A (ja) | 曲げ加工用マグネシウム合金板材およびその製造方法ならびにマグネシウム合金パイプおよびその製造方法 | |
| US20200270729A1 (en) | Method for producing aluminum alloy extruded material | |
| JP2001262265A (ja) | 高成形性アルミニウム合金板の熱間圧延材 | |
| JP2001207233A (ja) | 曲げ加工性に優れた自動車フレーム用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材 | |
| JP3073197B1 (ja) | 自動車のフレーム構造における衝撃吸収部材 | |
| JP4281609B2 (ja) | 成形性に優れたアルミニウム合金押出材およびその製造方法 | |
| JP2009221531A (ja) | 冷間加工用Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材及びその製造方法 | |
| JP7543161B2 (ja) | アルミニウム合金押出材 | |
| JP2006265723A (ja) | ブロー成形用熱処理型アルミニウム合金板及びその製造方法 | |
| JP2009001841A (ja) | プレス成形用アルミニウム合金板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190401 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190529 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191225 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6644376 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |