JPH09316583A - バルジ成形性が優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 - Google Patents
バルジ成形性が優れたアルミニウム合金材及びその製造方法Info
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- JPH09316583A JPH09316583A JP8157504A JP15750496A JPH09316583A JP H09316583 A JPH09316583 A JP H09316583A JP 8157504 A JP8157504 A JP 8157504A JP 15750496 A JP15750496 A JP 15750496A JP H09316583 A JPH09316583 A JP H09316583A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車や車両又は建築部材のフレーム及び接
合部材等の成形に好適の、バルジ成形性が優れたアルミ
ニウム合金材及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 ０．９乃至１．４ｗｔ％のＳｉ、０．４
乃至０．８ｗｔ％のＭｇ、０．１乃至０．６ｗｔ％のＣ
ｕ、０．００１乃至０．０５ｗｔ％のＴｉ又は０．００
０２乃至０．０１ｗｔ％のＢのいずれか一方又は双方を
含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミ
ニウム合金において、耐力と引張強さの比が０．６５以
下、引張強さと耐力の差が１１０Ｎ／ｍｍ2以上とした
アルミニウム合金材。上記アルミニウム合金を押出成形
後、最終熱処理工程において４７０乃至５５０℃に加熱
した後、１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃ま
で冷却することにより製造できる。
合部材等の成形に好適の、バルジ成形性が優れたアルミ
ニウム合金材及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 ０．９乃至１．４ｗｔ％のＳｉ、０．４
乃至０．８ｗｔ％のＭｇ、０．１乃至０．６ｗｔ％のＣ
ｕ、０．００１乃至０．０５ｗｔ％のＴｉ又は０．００
０２乃至０．０１ｗｔ％のＢのいずれか一方又は双方を
含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミ
ニウム合金において、耐力と引張強さの比が０．６５以
下、引張強さと耐力の差が１１０Ｎ／ｍｍ2以上とした
アルミニウム合金材。上記アルミニウム合金を押出成形
後、最終熱処理工程において４７０乃至５５０℃に加熱
した後、１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃ま
で冷却することにより製造できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両又は
建築部材のフレームあるいは接合部材等の成形に好適な
バルジ成形性が優れたアルミニウム合金材及びその製造
方法に関する。
建築部材のフレームあるいは接合部材等の成形に好適な
バルジ成形性が優れたアルミニウム合金材及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球の温暖化及びオゾン層の破壊
など環境問題の観点から、大気中の炭酸ガス等の増加を
抑制するために、自動車の軽量化及び電気自動車の導入
などが本格的に検討されている。この軽量化の一貫とし
て、素材の置換、すなわち従来自動車用構造材に主とし
て使用されてきた鋼板の代わりにアルミニウム合金材の
使用が増加している。また、電気自動車においても電池
を積載するための重量増加を補償するために車体を軽量
化する必要が強く、このためアルミニウム合金材の使用
が注目されている。
など環境問題の観点から、大気中の炭酸ガス等の増加を
抑制するために、自動車の軽量化及び電気自動車の導入
などが本格的に検討されている。この軽量化の一貫とし
て、素材の置換、すなわち従来自動車用構造材に主とし
て使用されてきた鋼板の代わりにアルミニウム合金材の
使用が増加している。また、電気自動車においても電池
を積載するための重量増加を補償するために車体を軽量
化する必要が強く、このためアルミニウム合金材の使用
が注目されている。
【０００３】車体を組み立てる場合にフレーム同士を接
合するとき、複雑な形状の継手を介したり、直接接合す
る構造がある。この複雑形状の継手にバルジ成形が有効
であり、特開平４−７１７４１号公報では熱交換機のパ
イプの接続用継手の製造に、特開昭５７−１２１８３５
号公報では自転車のフレームの接続用継手の製造にバル
ジ成形が用いられている。
合するとき、複雑な形状の継手を介したり、直接接合す
る構造がある。この複雑形状の継手にバルジ成形が有効
であり、特開平４−７１７４１号公報では熱交換機のパ
イプの接続用継手の製造に、特開昭５７−１２１８３５
号公報では自転車のフレームの接続用継手の製造にバル
ジ成形が用いられている。
【０００４】さらに、特開平７−８８５３８号公報には
バルジ成形の素材としてアルミニウム合金押出管に要求
される材料特性が規定されている。なお、この発明は目
的とする部材が自動車用マニホルドであって、フレーム
や継手を目的とするものではなく、バルジ成形性の評価
を加工後の破断の有無のみで行い、それに基づいて材料
特性が規定されている。
バルジ成形の素材としてアルミニウム合金押出管に要求
される材料特性が規定されている。なお、この発明は目
的とする部材が自動車用マニホルドであって、フレーム
や継手を目的とするものではなく、バルジ成形性の評価
を加工後の破断の有無のみで行い、それに基づいて材料
特性が規定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バルジ成形に
より特にフレームや接合継手を製作する場合、バルジ成
形性の評価として、成形中の破断のほかくびれの発生の
程度、張出し高さといった要素も重要となるが、材料に
よっては成形中に破断やくびれが発生し、十分な張出し
高さが得られないという難点があった。本発明はかかる
問題点に鑑みてなされたものであって、自動車や車両又
は建築部材のフレーム及び接合部材等の成形に好適の、
バルジ成形性が優れたアルミニウム合金材及びその製造
方法を提供することを目的とする。
より特にフレームや接合継手を製作する場合、バルジ成
形性の評価として、成形中の破断のほかくびれの発生の
程度、張出し高さといった要素も重要となるが、材料に
よっては成形中に破断やくびれが発生し、十分な張出し
高さが得られないという難点があった。本発明はかかる
問題点に鑑みてなされたものであって、自動車や車両又
は建築部材のフレーム及び接合部材等の成形に好適の、
バルジ成形性が優れたアルミニウム合金材及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルミニ
ウム合金の材料特性がバルジ成形時の割れ、くびれ、張
出し高さ等のバルジ成形性に及ぼす影響を調べるべく種
々実験を行った。その結果、バルジ成形性にはアルミニ
ウム合金材の耐力と引張強さの比、及び引張強さと耐力
の差が大きく影響しているとの知見を得た。本発明はこ
のような知見に基づいてなされたものである。
ウム合金の材料特性がバルジ成形時の割れ、くびれ、張
出し高さ等のバルジ成形性に及ぼす影響を調べるべく種
々実験を行った。その結果、バルジ成形性にはアルミニ
ウム合金材の耐力と引張強さの比、及び引張強さと耐力
の差が大きく影響しているとの知見を得た。本発明はこ
のような知見に基づいてなされたものである。
【０００７】本発明に関わるバルジ成形性が優れたアル
ミニウム合金材は、耐力と引張強さの比が０．６５以下
であるとともに、引張強さと耐力の差が１１０Ｎ／ｍｍ
2以上であることを特徴とする。そして、上記アルミニ
ウム合金材に用いるに好適なアルミニウム合金として、
０．９乃至１．４ｗｔ％のＳｉ、０．４乃至０．８ｗｔ
％のＭｇ、０．１乃至０．６ｗｔ％のＣｕ、０．００１
乃至０．０５ｗｔ％のＴｉ又は０．０００２乃至０．０
１ｗｔ％のＢのいずれか一方又は双方を含有し、必要に
応じて、さらに０．０５乃至０．５ｗｔ％のＭｎ、０．
０２乃至０．２ｗｔ％のＣｒ、０．０２乃至０．２ｗｔ
％のＺｒ及び０．８乃至２．５ｗｔ％のＺｎのうちいず
れか１種又は２種以上の元素を含有し、残部がＡｌ及び
不可避的不純物からなるアルミニウム合金を挙げること
ができる。
ミニウム合金材は、耐力と引張強さの比が０．６５以下
であるとともに、引張強さと耐力の差が１１０Ｎ／ｍｍ
2以上であることを特徴とする。そして、上記アルミニ
ウム合金材に用いるに好適なアルミニウム合金として、
０．９乃至１．４ｗｔ％のＳｉ、０．４乃至０．８ｗｔ
％のＭｇ、０．１乃至０．６ｗｔ％のＣｕ、０．００１
乃至０．０５ｗｔ％のＴｉ又は０．０００２乃至０．０
１ｗｔ％のＢのいずれか一方又は双方を含有し、必要に
応じて、さらに０．０５乃至０．５ｗｔ％のＭｎ、０．
０２乃至０．２ｗｔ％のＣｒ、０．０２乃至０．２ｗｔ
％のＺｒ及び０．８乃至２．５ｗｔ％のＺｎのうちいず
れか１種又は２種以上の元素を含有し、残部がＡｌ及び
不可避的不純物からなるアルミニウム合金を挙げること
ができる。
【０００８】また、本発明に関わるバルジ成形性が優れ
たアルミニウム合金材の製造方法は、上記組成のアルミ
ニウム合金を４７０乃至５５０℃に加熱した後押出成形
し、続けて１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃
まで冷却する、あるいは上記組成のアルミニウム合金を
押出成形し、最終熱処理工程においてこの成形材を４７
０乃至５５０℃に加熱した後、１００℃／分以上の平均
冷却速度で２００℃まで冷却することを特徴とする。
たアルミニウム合金材の製造方法は、上記組成のアルミ
ニウム合金を４７０乃至５５０℃に加熱した後押出成形
し、続けて１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃
まで冷却する、あるいは上記組成のアルミニウム合金を
押出成形し、最終熱処理工程においてこの成形材を４７
０乃至５５０℃に加熱した後、１００℃／分以上の平均
冷却速度で２００℃まで冷却することを特徴とする。
【０００９】以下、本発明に係るアルミニウム合金材の
材料特性の限定理由について説明する。 ［耐力と引張強さの比］耐力と引張強さの比はアルミニ
ウム合金の成分や熱処理によって変化する。耐力と引張
強さの比が０．６５よりも大きいと、バルジ成形時に割
れが発生しやすくなり、割れ防止のために圧力を抑える
と張出高さの低下や張出径の低下（くびれ）が生じる。
従って、耐力と引張強さとの比は０．６５以下であるこ
とが必要である。
材料特性の限定理由について説明する。 ［耐力と引張強さの比］耐力と引張強さの比はアルミニ
ウム合金の成分や熱処理によって変化する。耐力と引張
強さの比が０．６５よりも大きいと、バルジ成形時に割
れが発生しやすくなり、割れ防止のために圧力を抑える
と張出高さの低下や張出径の低下（くびれ）が生じる。
従って、耐力と引張強さとの比は０．６５以下であるこ
とが必要である。
【００１０】［引張強さと耐力の差］引張強さと耐力と
の差はアルミニウム合金の成分や熱処理によって変化す
る。引張強さと耐力の差が１１０Ｎ／ｍｍ2より小さい
と塑性変形能が低下し、特にバルジ成形時の張出し高さ
の低下を招来する。従って引張強さと耐力の差は１１０
Ｎ／ｍｍ2以上であることが必要である。
の差はアルミニウム合金の成分や熱処理によって変化す
る。引張強さと耐力の差が１１０Ｎ／ｍｍ2より小さい
と塑性変形能が低下し、特にバルジ成形時の張出し高さ
の低下を招来する。従って引張強さと耐力の差は１１０
Ｎ／ｍｍ2以上であることが必要である。
【００１１】次に、アルミニウム合金材の各成分の添加
理由及びその含有量限定理由について説明する。 ［Ｓｉ］ＳｉはＭｇとともにアルミニウム合金の強度を
高める効果がある。Ｓｉ含有量が０．９ｗｔ％未満の場
合には、強度を向上させる効果を十分に得ることができ
ない。また、Ｓｉ含有量が１．４ｗｔ％を超えると強度
を向上させる効果が飽和するとともに、耐食性も劣化す
る。従ってＳｉ含有量は０．９乃至１．４ｗｔ％とす
る。
理由及びその含有量限定理由について説明する。 ［Ｓｉ］ＳｉはＭｇとともにアルミニウム合金の強度を
高める効果がある。Ｓｉ含有量が０．９ｗｔ％未満の場
合には、強度を向上させる効果を十分に得ることができ
ない。また、Ｓｉ含有量が１．４ｗｔ％を超えると強度
を向上させる効果が飽和するとともに、耐食性も劣化す
る。従ってＳｉ含有量は０．９乃至１．４ｗｔ％とす
る。
【００１２】［Ｍｇ］Ｍｇはアルミニウム合金の強度を
高める主要な元素である。しかし、Ｍｇ含有量が０．４
ｗｔ％未満では強度を向上させる効果を十分に得ること
ができない。また、Ｍｇ含有量が０．８ｗｔ％を超える
と強度は高くなるものの、押出成形性が低下して薄肉化
し難くなる。従って、Ｍｇ含有量は０．４乃至０．８ｗ
ｔ％とする。
高める主要な元素である。しかし、Ｍｇ含有量が０．４
ｗｔ％未満では強度を向上させる効果を十分に得ること
ができない。また、Ｍｇ含有量が０．８ｗｔ％を超える
と強度は高くなるものの、押出成形性が低下して薄肉化
し難くなる。従って、Ｍｇ含有量は０．４乃至０．８ｗ
ｔ％とする。
【００１３】［Ｃｕ］Ｃｕはアルミニウム合金の強度を
高めるとともに、耐力と引張強さの差を高める作用があ
る。しかし、Ｃｕ含有量が０．１ｗｔ％未満の場合は強
度を高めたり耐力と引張強さの差を十分に向上させるこ
とができない。また、Ｃｕ含有量が０．６ｗｔ％を超え
ると強度が高くなり耐力と引張強さの差が高くなるもの
の、押出成形性や耐食性が低下してしまう。このため、
Ｃｕ含有量は０．１乃至０．６ｗｔ％とする。
高めるとともに、耐力と引張強さの差を高める作用があ
る。しかし、Ｃｕ含有量が０．１ｗｔ％未満の場合は強
度を高めたり耐力と引張強さの差を十分に向上させるこ
とができない。また、Ｃｕ含有量が０．６ｗｔ％を超え
ると強度が高くなり耐力と引張強さの差が高くなるもの
の、押出成形性や耐食性が低下してしまう。このため、
Ｃｕ含有量は０．１乃至０．６ｗｔ％とする。
【００１４】［Ｔｉ、Ｂ］Ｔｉはアルミニウム合金鋳塊
中の結晶粒を微細化する効果がある。しかし、Ｔｉ含有
量が０．００１ｗｔ％未満の場合はその効果を十分得る
ことができない。また、Ｔｉ含有量が０．０５ｗｔ％を
超えると結晶粒を微細化する効果が飽和し、それ以上の
添加は無駄となる。このため、Ｔｉ含有量は０．００１
乃至０．０５ｗｔ％とする。また、同様な効果を狙って
Ｔｉに代わり又はＴｉとともにＢを添加してもよい。こ
の場合、Ｔｉと同様の理由によりその添加量は０．００
０２乃至０．０１ｗｔ％とする。なお、Ｂは通常Ｔｉ−
Ｂ化合物のかたちで添加され、Ｔｉ単体よりさらに高い
微細化効果を示す。
中の結晶粒を微細化する効果がある。しかし、Ｔｉ含有
量が０．００１ｗｔ％未満の場合はその効果を十分得る
ことができない。また、Ｔｉ含有量が０．０５ｗｔ％を
超えると結晶粒を微細化する効果が飽和し、それ以上の
添加は無駄となる。このため、Ｔｉ含有量は０．００１
乃至０．０５ｗｔ％とする。また、同様な効果を狙って
Ｔｉに代わり又はＴｉとともにＢを添加してもよい。こ
の場合、Ｔｉと同様の理由によりその添加量は０．００
０２乃至０．０１ｗｔ％とする。なお、Ｂは通常Ｔｉ−
Ｂ化合物のかたちで添加され、Ｔｉ単体よりさらに高い
微細化効果を示す。
【００１５】［Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ］Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒ
はいずれも結晶粒を微細化する効果がある。しかし、そ
の含有量がそれぞれ０．０５ｗｔ％未満、０．０２ｗｔ
％未満、０．０２ｗｔ％未満の場合はその効果が十分で
なく、また、それぞれ０．５ｗｔ％、０．２ｗｔ％、
０．２ｗｔ％を超えるとその添加効果は飽和する。従っ
て、それぞれの含有量は、Ｍｎを添加する場合は０．０
５ｗｔ％乃至０．５ｗｔ％、Ｃｒを添加する場合は０．
０２ｗｔ％乃至０．２ｗｔ％、Ｚｒを添加する場合は
０．０２ｗｔ％乃至０．２ｗｔ％とする。
はいずれも結晶粒を微細化する効果がある。しかし、そ
の含有量がそれぞれ０．０５ｗｔ％未満、０．０２ｗｔ
％未満、０．０２ｗｔ％未満の場合はその効果が十分で
なく、また、それぞれ０．５ｗｔ％、０．２ｗｔ％、
０．２ｗｔ％を超えるとその添加効果は飽和する。従っ
て、それぞれの含有量は、Ｍｎを添加する場合は０．０
５ｗｔ％乃至０．５ｗｔ％、Ｃｒを添加する場合は０．
０２ｗｔ％乃至０．２ｗｔ％、Ｚｒを添加する場合は
０．０２ｗｔ％乃至０．２ｗｔ％とする。
【００１６】［Ｚｎ］Ｚｎはアルミニウム合金の強度を
向上させる効果がある。しかし、Ｚｎ含有量が０．８ｗ
ｔ％未満の場合は強度を十分に向上させることができな
い。また、Ｚｎ含有量が２．５ｗｔ％を超えると強度は
向上するものの耐食性が低下する。従って、Ｚｎを添加
する場合はその含有量を０．８ｗｔ％乃至２．５ｗｔ％
とする。なお、上述のＭｎ、Ｃｒ、Ｚｒ及びＺｎは選択
的元素であり、必要に応じてこれら元素のうち１種又は
２種以上の元素を添加すればよい。
向上させる効果がある。しかし、Ｚｎ含有量が０．８ｗ
ｔ％未満の場合は強度を十分に向上させることができな
い。また、Ｚｎ含有量が２．５ｗｔ％を超えると強度は
向上するものの耐食性が低下する。従って、Ｚｎを添加
する場合はその含有量を０．８ｗｔ％乃至２．５ｗｔ％
とする。なお、上述のＭｎ、Ｃｒ、Ｚｒ及びＺｎは選択
的元素であり、必要に応じてこれら元素のうち１種又は
２種以上の元素を添加すればよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】このように構成された本発明に関
わるアルミニウム合金材は、バルジ成形性が優れてお
り、自動車や車両又は建築部材のフレーム及び接合部材
の成形に極めて適している。本発明においては、上述の
含有量でＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＴｉ等を含有するアルミ
ニウム合金を４７０乃至５５０℃に加熱した後押出成形
し、続けて１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃
まで冷却する。あるいは、押出成形材に対し最終熱処理
工程において４７０乃至５５０℃に加熱した後、続けて
１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃まで冷却す
る。４７０乃至５５０℃の加熱は上記元素を溶体化する
ためであり、続く冷却で析出物の大きさを制御し材料特
性を変化させることができる。本発明では１００℃／分
以上の平均冷却速度で２００℃まで冷却することによ
り、上述の材料特性を有したバルジ成形性が優れたアル
ミニウム合金材を得ることができる。
わるアルミニウム合金材は、バルジ成形性が優れてお
り、自動車や車両又は建築部材のフレーム及び接合部材
の成形に極めて適している。本発明においては、上述の
含有量でＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ及びＴｉ等を含有するアルミ
ニウム合金を４７０乃至５５０℃に加熱した後押出成形
し、続けて１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃
まで冷却する。あるいは、押出成形材に対し最終熱処理
工程において４７０乃至５５０℃に加熱した後、続けて
１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃まで冷却す
る。４７０乃至５５０℃の加熱は上記元素を溶体化する
ためであり、続く冷却で析出物の大きさを制御し材料特
性を変化させることができる。本発明では１００℃／分
以上の平均冷却速度で２００℃まで冷却することによ
り、上述の材料特性を有したバルジ成形性が優れたアル
ミニウム合金材を得ることができる。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。先
ず、下記表１に示す組成のアルミニウム合金鋳塊を通常
の方法により溶製した。なお、比較例４は６Ｎ０１相当
のアルミニウム合金、比較例３は６０６３相当のアルミ
ニウム合金、比較例８は６０６１相当のアルミニウム合
金及び比較例９は３００４相当のアルミニウム合金であ
る。
ず、下記表１に示す組成のアルミニウム合金鋳塊を通常
の方法により溶製した。なお、比較例４は６Ｎ０１相当
のアルミニウム合金、比較例３は６０６３相当のアルミ
ニウム合金、比較例８は６０６１相当のアルミニウム合
金及び比較例９は３００４相当のアルミニウム合金であ
る。
【００１９】
【表１】
【００２０】次に、これらの鋳塊に対して５５０℃の温
度で６時間均質化処理を施した。その後、押出温度が５
３０℃、押出速度が１２ｍ／分の条件で各鋳塊を押出加
工して、外径が４０ｍｍ、肉厚が２ｍｍの丸パイプを得
た。次に、各丸パイプを２００ｍｍの長さに切断した。
続いて比較例９（３００４材）は３８０℃×２時間保持
の焼きなまし処理を施した。他の各丸パイプは４５０℃
（比較例１０のみ）又は５３０℃の温度で１時間保持
し、その後強制ファン空冷で冷却した。冷却速度の測定
は、同形状のダミー材の肉厚方向に熱電対を埋め込んで
行った。表２に各供試材の最終熱処理条件及びファンに
よる平均冷却速度をまとめて示す。
度で６時間均質化処理を施した。その後、押出温度が５
３０℃、押出速度が１２ｍ／分の条件で各鋳塊を押出加
工して、外径が４０ｍｍ、肉厚が２ｍｍの丸パイプを得
た。次に、各丸パイプを２００ｍｍの長さに切断した。
続いて比較例９（３００４材）は３８０℃×２時間保持
の焼きなまし処理を施した。他の各丸パイプは４５０℃
（比較例１０のみ）又は５３０℃の温度で１時間保持
し、その後強制ファン空冷で冷却した。冷却速度の測定
は、同形状のダミー材の肉厚方向に熱電対を埋め込んで
行った。表２に各供試材の最終熱処理条件及びファンに
よる平均冷却速度をまとめて示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】これらの実施例及び比較例の各供試材の引
張強さσＢ、耐力σ0.2及び破断伸びδをＪＩＳ１２号
Ｂ試験片を用いてＪＩＳＺ２２０１に規定する金属材料
試験方法に準じて測定した。その結果を表３に示す。
張強さσＢ、耐力σ0.2及び破断伸びδをＪＩＳ１２号
Ｂ試験片を用いてＪＩＳＺ２２０１に規定する金属材料
試験方法に準じて測定した。その結果を表３に示す。
【００２３】
【表３】
【００２４】さらに、実施例及び比較例の各供試材につ
いてバルジ成形試験を行った。図１はバルジ成形試験方
法を示す模式図である。下型１に各供試材（パイプ）５
をセットし、マンドレル２、３をパイプの端面に挿入し
た後上型４を締め、マンドレル２、３内部の穴２ａ、３
ａに水６を通しパイプ内部に圧力をかけると同時に、マ
ンドレル２、３を移動させてパイプを長手方向に圧縮す
ることでＴ型の成形を行った。なお、内圧（水の圧力）
は１６０ｋｇｆ／ｃｍ2、マンドレルの圧縮量は１００
ｍｍ（片側５０ｍｍ）に設定した。図２に示す成形後の
張出高さＸと張出部のくびれ率Ｙ（Ｙ＝（（Ｙ１−Ｙ
２）／Ｙ１）×１００）でバルジ成形性を評価した。Ｙ
１とＹ２はそれぞれ外径である。結果を下記表４に示
す。ここで、張出高さＸは６７ｍｍを超えると○、６５
乃至６７ｍｍを△、６５ｍｍ未満を×と評価した。ま
た、張出部のくびれ率Ｙが０．５％未満を○、０．５乃
至１％を△、１％を超えると×と評価した。さらにま
た、これらの結果から自動車や車両又は建築部材のフレ
ーム及び接合部材等の材料としての適性を総合評価し
た。その結果も表４に合わせて示す。ここで、自動車や
車両又は建築部材のフレーム及び接合部材等の材料とし
て適している場合を○、適していない場合を×と評価し
た。
いてバルジ成形試験を行った。図１はバルジ成形試験方
法を示す模式図である。下型１に各供試材（パイプ）５
をセットし、マンドレル２、３をパイプの端面に挿入し
た後上型４を締め、マンドレル２、３内部の穴２ａ、３
ａに水６を通しパイプ内部に圧力をかけると同時に、マ
ンドレル２、３を移動させてパイプを長手方向に圧縮す
ることでＴ型の成形を行った。なお、内圧（水の圧力）
は１６０ｋｇｆ／ｃｍ2、マンドレルの圧縮量は１００
ｍｍ（片側５０ｍｍ）に設定した。図２に示す成形後の
張出高さＸと張出部のくびれ率Ｙ（Ｙ＝（（Ｙ１−Ｙ
２）／Ｙ１）×１００）でバルジ成形性を評価した。Ｙ
１とＹ２はそれぞれ外径である。結果を下記表４に示
す。ここで、張出高さＸは６７ｍｍを超えると○、６５
乃至６７ｍｍを△、６５ｍｍ未満を×と評価した。ま
た、張出部のくびれ率Ｙが０．５％未満を○、０．５乃
至１％を△、１％を超えると×と評価した。さらにま
た、これらの結果から自動車や車両又は建築部材のフレ
ーム及び接合部材等の材料としての適性を総合評価し
た。その結果も表４に合わせて示す。ここで、自動車や
車両又は建築部材のフレーム及び接合部材等の材料とし
て適している場合を○、適していない場合を×と評価し
た。
【００２５】
【表４】
【００２６】この表４から明らかなように、（σＢ−σ
0.2）及び（σ0.2／σＢ）について本発明に規定する材
料特性を備えた実施例１、２はいずれもバルジ成形性
（張出高さ及び張出部のくびれ率）が良好であり、自動
車や車両又は建築部材のフレーム及び接合部材等の材料
として適していた。一方、本発明に規定する材料特性を
備えていない比較例３〜１１はいずれもバルジ成形性が
満足できるものではなかった。なお、比較例３〜９はア
ルミニウム合金組成が本発明に規定する範囲外であり、
比較例１０は最終熱処理温度が低く、比較例１１は平均
冷却速度が低く、いずれも本発明の規定を満たしていな
い。
0.2）及び（σ0.2／σＢ）について本発明に規定する材
料特性を備えた実施例１、２はいずれもバルジ成形性
（張出高さ及び張出部のくびれ率）が良好であり、自動
車や車両又は建築部材のフレーム及び接合部材等の材料
として適していた。一方、本発明に規定する材料特性を
備えていない比較例３〜１１はいずれもバルジ成形性が
満足できるものではなかった。なお、比較例３〜９はア
ルミニウム合金組成が本発明に規定する範囲外であり、
比較例１０は最終熱処理温度が低く、比較例１１は平均
冷却速度が低く、いずれも本発明の規定を満たしていな
い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明に関わるアル
ミニウム合金材は、引張強さと耐力の差及び耐力と引張
強さの比を所定の範囲とすることでバルジ成形性が優
れ、自動車や車両又は建築部材のフレーム及び接合部材
等の材料として好適である。また、本発明に関わるアル
ミニウム合金材の製造方法によれば、所定量のＳｉ、Ｍ
ｇ、Ｃｕ及びＴｉ等を含有するアルミニウム合金に対し
規定の処理を加えることにより、引張強さと耐力の差及
び耐力と引張強さの比を所定の範囲とするアルミニウム
合金材を得ることができ、上述のバルジ成形性が優れ、
自動車や車両又は建築部材のフレーム及び接合部材等に
好適のアルミニウム合金材を製造することができる。
ミニウム合金材は、引張強さと耐力の差及び耐力と引張
強さの比を所定の範囲とすることでバルジ成形性が優
れ、自動車や車両又は建築部材のフレーム及び接合部材
等の材料として好適である。また、本発明に関わるアル
ミニウム合金材の製造方法によれば、所定量のＳｉ、Ｍ
ｇ、Ｃｕ及びＴｉ等を含有するアルミニウム合金に対し
規定の処理を加えることにより、引張強さと耐力の差及
び耐力と引張強さの比を所定の範囲とするアルミニウム
合金材を得ることができ、上述のバルジ成形性が優れ、
自動車や車両又は建築部材のフレーム及び接合部材等に
好適のアルミニウム合金材を製造することができる。
【図１】実施例のバルジ成形試験方法を説明する模式図
である。
である。
【図２】実施例のバルジ成形試験による張出高さとくび
れ率の説明図である。
れ率の説明図である。
１ 下型 ２、３ マンドレル ４ 上型 ５ 供試材（パイプ）
Claims (5)
- 【請求項１】 アルミニウム合金において材料の耐力と
引張強さの比が０．６５以下であるとともに、引張強さ
と耐力の差が１１０Ｎ／ｍｍ2以上であることを特徴と
するバルジ成形性が優れたアルミニウム合金材。 - 【請求項２】 ０．９乃至１．４ｗｔ％のＳｉ、０．４
乃至０．８ｗｔ％のＭｇ、０．１乃至０．６ｗｔ％のＣ
ｕ、０．００１乃至０．０５ｗｔ％のＴｉ又は０．００
０２乃至０．０１ｗｔ％のＢのいずれか一方又は双方を
含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを
特徴とする請求項１に記載されたバルジ成形性が優れた
アルミニウム合金材。 - 【請求項３】 ０．９乃至１．４ｗｔ％のＳｉ、０．４
乃至０．８ｗｔ％のＭｇ、０．１乃至０．６ｗｔ％のＣ
ｕ、０．００１乃至０．０５ｗｔ％のＴｉ又は０．００
０２乃至０．０１ｗｔ％のＢのいずれか一方又は双方を
含有し、さらに０．０５乃至０．５ｗｔ％のＭｎ、０．
０２乃至０．２ｗｔ％のＣｒ、０．０２乃至０．２ｗｔ
％のＺｒ及び０．８乃至２．５ｗｔ％のＺｎのうちいず
れか１種又は２種以上の元素を含有し、残部がＡｌ及び
不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１に記
載されたバルジ成形性が優れたアルミニウム合金材。 - 【請求項４】 ０．９乃至１．４ｗｔ％のＳｉ、０．４
乃至０．８ｗｔ％のＭｇ、０．１乃至０．６ｗｔ％のＣ
ｕ、０．００１乃至０．０５ｗｔ％のＴｉ又は０．００
０２乃至０．０１ｗｔ％のＢのいずれか一方又は双方を
含有し、必要に応じてさらに０．０５乃至０．５ｗｔ％
のＭｎ、０．０２乃至０．２ｗｔ％のＣｒ、０．０２乃
至０．２ｗｔ％のＺｒ及び０．８乃至２．５ｗｔ％のＺ
ｎのうちいずれか１種又は２種以上の元素を含有し、残
部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金
を４７０乃至５５０℃に加熱した後押出成形し、続けて
１００℃／分以上の平均冷却速度で２００℃まで冷却す
ることを特徴とするバルジ成形性が優れたアルミニウム
合金材の製造方法。 - 【請求項５】 ０．９乃至１．４ｗｔ％のＳｉ、０．４
乃至０．８ｗｔ％のＭｇ、０．１乃至０．６ｗｔ％のＣ
ｕ、０．００１乃至０．０５ｗｔ％のＴｉ又は０．００
０２乃至０．０１ｗｔ％のＢのいずれか一方又は双方を
含有し、必要に応じてさらに、０．０５乃至０．５ｗｔ
％のＭｎ、０．０２乃至０．２ｗｔ％のＣｒ、０．０２
乃至０．２ｗｔ％のＺｒ及び０．８乃至２．５ｗｔ％の
Ｚｎのうちいずれか１種又は２種以上の元素を含有し、
残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合
金を押出成形し、最終熱処理工程においてこの成形材を
４７０乃至５５０℃に加熱した後、１００℃／分以上の
平均冷却速度で２００℃まで冷却することを特徴とする
バルジ成形性が優れたアルミニウム合金材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15750496A JP3454638B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | バルジ成形用アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15750496A JP3454638B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | バルジ成形用アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09316583A true JPH09316583A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3454638B2 JP3454638B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=15651136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15750496A Expired - Fee Related JP3454638B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | バルジ成形用アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454638B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012172176A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Kyoei-Seisakusho Co Ltd | 疲労強度に優れたアルミニウム合金中空異形材およびその製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03170635A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-07-24 | Sky Alum Co Ltd | 耐食性に優れた成形加工用アルミニウム合金およびその製造方法 |
| JPH05112840A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-05-07 | Nkk Corp | プレス成形性に優れた焼付硬化性Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板及びその製造方法 |
| JPH07228956A (ja) * | 1994-02-16 | 1995-08-29 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法 |
| JPH08269652A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-15 | Nippon Steel Corp | 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出型材の製造方法 |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP15750496A patent/JP3454638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03170635A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-07-24 | Sky Alum Co Ltd | 耐食性に優れた成形加工用アルミニウム合金およびその製造方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012172176A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Kyoei-Seisakusho Co Ltd | 疲労強度に優れたアルミニウム合金中空異形材およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3454638B2 (ja) | 2003-10-06 |
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