JPH02270929A - スプリングバックの小さいアルミニウム合金押出材およびその製造法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スプリングバック量が小さいアルミニウム合
金押出材およびその製造法に関し、更に詳しくは押出の
まままたは押出−焼鈍後曲げ加工によるスプリングバッ
ク量小さいＡｌ１−Ｍｎ基アルミニウム合金押出材およ
びその製造法に関する。

［従来の技術］ 自り重用部品およびその他の用途に使用されるＡ１１．
−Ｍｎ基アルミニウム合金押出材は、曲げなどの加］を
行った後の寸法精度を高めるため（スプリングバック量
を小さくするため）押出後０４４処理を行ったり、化学
成分の調整を行っている。

従来、かかるＡＡ−Ｍｎ基アルミニウム合丘押出材とし
ては、３００３−０材が主に用いられており、−方、高
い寸法精度を必要とするものには純ＡＭが用いられてい
る。

しかし、近年、製品の形状が複雑になり、さらに、強度
が高く、かつ、曲げ加工後のスプリングバック量の小さ
い八１、−Ｍｎ基アルミニウム合金押出材が強く要望さ
れでいて、。しかし１、従来、提案されているＡ℃−Ｍ
ｎ基合金押出材およびその製造法ではその対応が困難に
なつ”でいる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、曲げ加工をはじめとする各行加ゴ、において
、加工後のスプリングバックが小さく１．かつ強度が高
いメ、ブリングバＪ？りの小さいアル）二ニウム合金押
出月およびその製造法を＃２供′ＪるＪ′とを目的と市
る。

［課題を解決するためのｆ段］ 本発明の第１の要旨は、Ｍｒ＋　：　０．８−２零（Ｗ
鴎以下同じ）を含ｈ−ｔ、、、さらし′、Ｃｒ、　Ｃｕ
、　Ｔｉ、　Ｂ、　Ｍ呂のうちの少なくとも１種を％Ｃ
ｒ：０．０２　ｘｏ、１’４．　Ｃｕ：０゜２零以下、
Ｔｉ：０．００５〜・０．５％、Ｂｏｏ。００ｆ＋５’
！〜０゜［１６％ｉ　、Ｖｌｇ：１を以下の割合で含有
し、さらに、不純物とｌｙ’ｔ”、　Ｆｅ：０．７％ｉ
　　ｆＪ下、Ｓｉ：０．６零以ｐ、２ｒ＋：０．ｔｋ以
下、７．ｒ　：　０．０５！に以−上、Ｖ：０．０５零
以丁とし、残部が実７２゛的にＡ２からなる八で−Ｍｎ
基合金であり、 合え・中においで、長さが０□２μｍ以上の釘状または
棒状の析ＩＪｊ物が５個／１０−２ｍｍ２以上存在する
。ニーどを特徴どｒるスプリングバック量の小さいアル
ミニウム合金押出オＡい存在する。

本発明の第２の要旨は、Ｍｎ＋０．８・〜・偽を含有し
２、さらに、Ｃｒ、　Ｃｕ、　Ｔ１．　Ｂ、　Ｍｇのう
ちの少なくとも１　え重を、　Ｃ１・：０．０２　〜０
．１　零　、（：ｕ：０．２１１１＋　　以−下、　１
１０．００５〜０．５λ、　Ｂ：０．０００５〜０．０
６％、Ｊ：１零以■・の割合で含有し、 さらにＦｅ＜　０．７％。Ｓｔ＜０．６１　とし、か・
つ、不可°避不純物は０゜へ以下とし、残部が実Ｎ的に
Ａ、１７からなる。１１−Ｍｎ基台金鋳塊を、１ｊ５０
＝−６４０℃の温度で１ｌｌｒ以］：加熱後、２０ｔ、
／Ｈｒ以丁以下令却速瓜′で４００へ□　５５０℃まで
冷却１ハン欠い（１４２０へ・５４０℃の開始温度１、
：で熱間押出しをｔ）い、含金中においで、長さが０．
２１ノｒｒｉ以１の釘状または棒状の析出物」が！；個
／’　１０　”　’田ｊ−以上存イｊ：　ｔ　′？：）
ようにした２丁どを特徴とするスプリングバック量の小
１ぎいアルミで−ラム合金押出オイの製造法に右７１ツ
帆 ［作用］ １１Ｊ、　Ｔに、本発明の作用を説明する４、（成分限
定理由） 先ず、本発明に係るスブソ゛ノデバック二の小、〜いア
ルミニウム合金押出材の一含イ１成分および成分割合に
−７）いＣ説明する。

！ｈ＋：０．７５〜２宋 ＡβのなかにＭｎを添加すると、加工↑１、耐ｊｌ情を
低重；ざぜるが強度を向上させる。０□７５＊末漏Ｔ・
あれば強度が低く、釘状の析出物の析出量が小さく、２
６４を越えるとＳ１状の析出物の析出量が多くなり結晶
粒を小さく４る効果が飽和するがスプリングバック量が
大きくなる。よって、　ｌの中へのＭ＋酷イｆ玉は０．
７５ｘ２零とする。

Ｃｒ、　Ｃｕ、Ｔｉ、　　Ｂ、　Ｍｇはいずれもスブソ
ングバ・ツク量を小ざくする作用をイ１′」る。

Ｃｕ　：　０．２鴛１．ｌＪ、　−１：”Ｃｕは、強度
を向１−さ１］る効果がある６０．電を超えると強度（
、：ｌ、高くなるｔ）のの耐ｆｋ　＋Ｉｌが低トシ７、
また、スブリノグバ・・ツノ量が蒙きくなる。、　＋、
、、、、、ｙ・が）で、（：　１．＋の添加ヱは０，２
駕以下とする。１Ｃ１・　００３−・０．１％ Ｃｒは釧状土た（、Ｊ棒状の析出物の損出を′８′易に
３−る、　０．０３零未満では−τの効果は小さく、０
．１零を５＝：１χるどスプリングバックが大きくなる
。ｌ、またがって、Ｃ「の添加ユは０９０３〜０．１堀
とする。

１’ｉ　：　Ｏ，ｎ０５　ｚｏ、５ネ Ｔｉは、鋳塊の結晶粒苓・微細化するためにｔ）用いる
。０．００５Ｘ未満では効果はなく、また、スプリング
バック量も小さくならない０．５＊を越えるとその効果
は変わらない。したがって、Ｔｉは０．００５〜０゜５
ｔとする。

Ｂ：０．０Ｏ０５零〜０．０δ零 Ｂは、鋳塊の結晶粒を微細化する。主にＴｉとの相剰効
果により鋳塊の結晶粒を微細化するためＴｉと併有する
ことが好ましい、　ｏ、ｏｏｏ繋以下では効果はなく、
また、スプリングバック量も小さくならない０．Ｏｎを
越えるとその効果は飽和する。したがって、Ｂはｏ、ｏ
ｏｏｓ零〜０．０６零とする。

なお、ＴｉおよびＢは、Ａ１−Ｔｉ、　　Ａ４−　Ｂお
よびＡ！−Ｔｉ−Ｂの中間合金として含有させることが
できる。

Ｍｇ：１零以下 Ｍｇは、添加量が増えるにつれて強度を高めるが１零を
越えるとスプリングバック量が大きくなる。したがって
、Ｍｇ添加は１９ｇ以下とする。

上記以外の元素は不可避的不純物として扱い、Ｆｅは０
．７９６未満、Ｓｌは０．６零　　未満、２ｎは０．１
零以下、Ｚｒ、　Ｖは０．０繋以下とする。これらの範
囲を超えるとスプリングバック量は大きくなる。

（組織について） 熱間押出し直前のインゴットにおける析出物の形状およ
び数は押出し後の製品のスプリングバックに影響するこ
とを見い出した。析出物の形状は球状ではスプリングバ
ックは大きくなる０本発明者は、特定の条件を満たす棒
状または針状の析出物がスプリングバックを小さくする
効果があることを見い出した。

すなわち、長さが０．２μｍ以上の針状または棒状の析
出物が５個／１０−’ｆｆ１ｍ”以上存在するとスプリ
ングバックを小さくする効果があることを見い出した。

長さが０．２μｍ未満の析出物が存在してもスプリング
バックを小さくする効果は小さく、出来るだけ長くする
ことが好ましい。また、長さが０．２μｍ以上であって
も、（長さ）／（幅）は１以上が好ましい。かかる針状
または棒状の析出物の存在数は、５個／１０−２ｍ＋ｏ
’以上とする。５個／１０′″２　ｍ　１１２未満では
スプリングバックが大きくなる。

（製造条件について） 本発明に係る合金の製造は、溶解−造塊一均貢化処理一
熱間押出し一冷却という工程により製造される。

本発明は、上記工程での均質化処理条件とこれにつづく
熱間押出温度などにつき独自の条件を見い出したもので
ある。

その条件は次の通りである。

イ　鋳塊の均質化処理温度までの昇温速度の遅速は特に
影響しない。

口　均質化処理温度は高くなるほど＾ＪＺ　−ｕｎ系の
析出が多くなり、スプリングバック量が小さくなり、か
つ製品の結晶粒も小さくなる。その効果は５５０℃未満
では小さい、　ｓｓｏ　ｔ：以上で本発明の効果が生ず
る。しかし、６４０　ｔを超えると合金のバーニングが
生じる。

ハ　均質化処理時間は長いほど効果は大きくなる。１時
間未満ではその効果は小さく、１時間を超え、長くなる
ほど効果は大きくなる。

二　均質化処理後の押出開始温度（４２０〜５４０℃）
までの冷却温度は大きくなる程スプリングバックが大き
くなる。２０℃／）Ｉｒを越えるとスプリングバックが
大きくなる。したがって、生産性を考慮して、２０℃／
Ｈｒ以下の内より最適な設定をすればよい。

ホ　均質化処理につづく熱間押出し温度は生産性および
スプリングバックに効果がある。４２０℃未満ではスプ
リングバックが大きくかつ生産性が悪い、５４０℃を超
えるとスプリングバックは大きくなり表面品質が低下す
る。

へ　熱間押出速度、熱間押出終了温度、熱間押出後の製
品の冷却速度、更に製品の寸法精度のため、ストレッチ
加工および冷間引抜きおよびこの後に焼鈍を行う場合が
あるが、これらの条件については通常工業的に行われて
いる範囲でよい。

ト　均質化処理（５５０〜６４０℃ＸＩ　ｈｒ以上）後
押出開始温度（４２０〜５４０℃）まで２０℃／Ｈｒ以
下で緬却後は、直ちに押出を行う方が生産性はよいが、
熱間押出しが直ちに行えないときは、所望時間（好まし
くは１２）１ｒ以下）４２０〜５４０　ｔ：保持後熱間
押出を行ってもよい。また、−度室温に下げ、再度熱間
押出温度（４２０〜５４０ｔ）まで加熱してもよい。

したがって、製造条件は、鋳塊を５５０〜８３０　ｔＸ
１Ｈｒ以上で均質化し、熱間押出温度（４２０〜５４０
℃）までに２０℃／Ｈｒ以下で冷却し、押出しを行い、
その後の条件は通常の工業的生産条件が良い。

［実施例］ 次に本発明による押出用＾１１−Ｍｎ系アルミニウム合
金および製造法の実施例を説明する。

（実施例１） 本発明による押出用へｎ−Ｍｎ系アルミニウム合金の代
表的な含有成分および成分割合を第１表に示す。

この第１表に示す合金を、通常の溶解→ビレットー皮む
き一均買化処理（６００℃Ｘ　ＪＨｒ後、冷却４４０℃
まで５℃／　ｈ　ｒ　）−熱間押出（開始４４０℃）−
室温まで冷却−調整し、試料を作製して、スプリングバ
ック量、引張強度を調査した。その結果を表２に示す。

なお、スプリングバック量は第１図に示す方法により測
定した。

表２より次のことが分かる。

■比較材はスプリングバック量と引張り強さのバランス
が悪く、本発明材はバランスがよく、特に強度のねりに
はスプリングバックが小さい。

（実施例２） 第１表に示す試材Ｎｏ、３　（Ｃｒ添加なし）とＮｏ、
７（Ｃｒ添加０．０３Ｎ　＞を用い製造条件（均質化処
理、均質化処理後、押出温度までの冷却速度、押出温度
）の効果について求めた結果を第３表に示す。

なお、析出物の存在数は、光学顕微鏡で１０００倍で撮
影し７３Ｘ９５１１１１ｎの面積中における数を数える
ことにより評価した。

第３表より次のことが分かる。

■針状または棒状の析出物の長さが０．１　μｍのもの
で多数（カウントするのが困難なほど）あってもスプリ
ングバック量は小さくならない。

■針状または棒状の析出物の長さが８μｍのものが存在
してもその数が３個程度ではスプリングバック量が大き
い。

■本発明のものスプリングバック量は従来製造条件のも
のに比べ小さい。

■Ｃｒの添加については、同一の製造条件でもＣｒ無添
加のものに比べ析出物の量が多く、スプリングバック量
は小さい。

［発明の効果］ ゛以上、説明したように、本発明によれば所定のｉ−Ｍ
ｎ基を特定の均質化処理を行い、特定の析出物が存在す
る構成にしたので、押出のままで結晶粒は小さく、かつ
、スプリングバック量を小さくすることができる。

したがって、曲げ加工やプレス成形加工を行う使用や設
計に際し、従来材より、格別の処置を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スプリングバック量の測定方法を示す手順図
である。 第 Ｔ、　Ｐ、　　−り萌　〉（５ｃニー１＝；＝“ｘｔｏ
ｃｍＪ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｎ：０．８〜２％（ｗｔ％以下同じ）を含有し
   、さらに、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｂ、Ｍｇのうちの少なく
   とも１種を、Ｃｒ：０．０２〜０．１％、Ｃｕ：０．２
   ％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．５％、Ｂ：０．０００
   ５％〜０．０６％、Ｍｇ：１％以下の割合で含有し、 さらに、不純物として、Ｆｅ：０．７％以下、Ｓｉ：０
   ．６％以下、Ｚｎ：０．１％以下、Ｚｒ：０．０５％以
   下、Ｖ：０．０５％以下とし、残部が実質的にＡｌから
   なるＡｌ−Ｍｎ基合金であり、 合金中において、長さが０．２μｍ以上の針状または棒
   状の析出物が５個／１０＾−＾２ｍｍ＾２以上存在する
   ことを特徴とするスプリングバック量の小さいアルミニ
   ウム合金押出材。
2. （２）Ｍｎ：０．８〜２％を含有し、さらに、Ｃｒ、Ｃ
   ｕ、Ｔｉ、Ｂ、Ｍｇのうちの少なくとも１種を、Ｃｒ：
   ０．０２〜０．１％、Ｃｕ：０．２％以下、Ｔｉ：０．
   ００５〜０．５％、Ｂ：０．０００５〜０．０６％、Ｍ
   ｇ：１％以下の割合で含有し、さらにＦｅ＜０．７％、
   Ｓｉ＜０．６％とし、かつ、不可避不純物は０．２％以
   下とし、残部が実質的にＡｌからなるＡｌ−Ｍｎ基合金
   鋳塊を、５５０〜６４０℃の温度で１Ｈｒ以上加熱後、
   ２０℃／Ｈｒ以下の冷却速度で４２０〜５４０℃まで冷
   却し、次いで４２０〜５４０℃の開始温度にて熱間押出
   しを行い、合金中において、長さが０．２μｍ以上の針
   状または棒状の析出物が５個／１０＾−＾２ｍｍ＾２以
   上存在するようにしたことを特徴とするスプリングバッ
   ク量の小さいアルミニウム合金押出材の製造法。