JPS58153755A - 押出加工性のすぐれた高力Ａｌ合金 - 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】 この発明は、高強度と高・“Ｕ性を翁し、かつ速い速度
での押出加工が−［コ１能なＡｌ！合金に関するもので
ある。。

近年、例えばＡＱ合金製野球バットが、高校硬式野球を
はじめどじて広く硬式野球に使用されるようになってき
ている。このＡＱ、合金製野球バットは冒い衝撃力に耐
えるもので々ければならないことから、その製造には、
「Ａ級バットに対する通産省安全規準」で、引張強さ　
６　（］　ｋｇ・ｆ／ｒｎ＋＃以−にの高強度、および
伸ひ　９係以上の高靭性を有するＡｅ金合金使用が義務
づけられており、かかる規準を満足するＡＱ金合金して
、既存のＡ９．合金中で最も高い強度を有するＡＡ規格
’７００１合金（Ｏｌコ　１６〜２６％、　Ｍｇ’、　
２．６〜３．４ｑｂ、　Ｃｒ’、　０．１８〜Ｏ，、’
３５係＋　Ｚｌｌ　：　ｂ、　８〜８０％、Ａεおよび
不可避不純物残り）、および同７１７８合金（Ｃ【」：
１．６〜；と４％、　Ｍｇ　：　２．４〜３．１％、　
Ｃｒ、Ｏ，’Ｌ　８〜０．　：Ｓ　５％。

７出　６３〜７″Ｊ、Ｓ％、　ＩＶおよび不可避不純物
　残り）などが使用に供せられている。

しかしながら、これらの従来高力ＡＱ合金は、加工性、
特に熱間加工性に難点があるため、速い速度での押出加
工は加工割れによる欠陥発生を伴うことから不可能であ
り、したがって遅い速度での押出加工を行なわなければ
ならず、生産性のきわめて低いものであった。

そこで、杢発明者等は、」一連のよう々観点から、上記
の規準を満足する高強度および高靭性を有し、かつ押出
加工性のすぐれたＡＱ合金を得べく研究を行なった結果
、上記の従来高力ＡＣ合金において、合金成分としてＭ
ｎおよびＺｒを共存含有させると、再結晶組織がきわめ
て強く発達した組織、いわゆるプレス効果により合金強
度が、引張強さで６０ｋｇ・ｆ／ｍａ　以」−に著しく
向上するようになるばかりでなく、結晶粒界の脆化、並
びに速い速度での押出加−［時にヰする割れの原因とな
る局部融解の発生がなくなって、押出加工性のみならず
、靭性も大ｒｌＪに改善されるようになるという知見を
得たのである。

したがって、この発明は上記知見にもとづいてなされた
ものであって、Ｚｎ：　ｂ２〜６．８％１ＭＩ〕。

］、８〜２．８％、　（：ｏ：　０．８〜２．０係、　
Ｍｎ’、　Ｏ，：’ｉ　５〜１０％、　Ｚｒ　：　０．
０３〜０．２５％を含崩し、さらに必要に応じｉｃｒ：
　０．０３〜０３％およヒｖ　：　ｏ、ｏ　：Ｓ〜ｏ、
　２５％のうちの］ａｉまたは２種を含不し、残りがＡ
Ｑと不可避不純物からなる組成（以−に重絹係、以、）
、％の表示はすべて重Ｍ′係を意味する）を有し、かつ
高強度および高靭性を有し、さらに押出加工性にもすぐ
れたＡＱ合金に特徴を有するものである。

つぎに、この発明のＡＣ合金において、成分組成範囲を
上記の通りに限定した理由を説明する１゜（ａ）　　Ｚ
ｎ　、　Ｍｇ、　　およＯ・（でＵ合金に通常のＴ６処
理、すなわち温度、約１２０℃での時効処理が施される
と、これらの成分は、素地中に主にＭｇＺｎ２　、　Ｊ
Ｖ２ＣｕＭｇ　、およびＡＱ２Ｃｕ　＄ｌｉ　トして析
出して合金の強度を著しく向上させるが、その含有量が
、そ些ぞれＺｎ：５．２％未満、Ｍｇ１８係未満、およ
びＣ＋」：　０．８％未満では、手記析出相の量が少々
すきて所望の強度を得ることができず、一方それぞれＺ
、ｎ：　６．８　％、　Ｍｇ：　２．８　％。

および肖ｒ：２．ｏ％を越えると、押出加工性が劣化し
、高速での押出加工時に割れが発生するようになること
から、それぞれの含有量を、’Ｚ、ｒ＋　：　ｂ、　２
〜６８％、　Ｍｇ：　１．８〜２．８％、　（’：！、
：　Ｑ　８〜２．０％と定めたのである。

（１，１）ｌ　　Ｍ　ｎおよびＺｒ ＭｎおよびＺｒ成分には、結晶粒を微細化すると共に、
粒界の脆化を防止し、もって合金の靭性および熱間加工
性（押出加工性）を著しく向」−させるほか、再結晶抑
制作用、すなわち押出加工時に非＋ｌ１４結晶糾織（い
わゆる繊維組織）を強く発達させて合金の強度を向上さ
せる作用（いわゆるプレス効果）があるが、これらの作
用はＭｎあるいはＺｒ単独ではその効果が少なく、所望
の効果を得るためには両成分が共存する必要がある。し
がし、その含有量が、それぞれＭｎ：０．３５％未満、
およびＺｒ、００３％未満では、前記作用に所望の効果
が得られず、一方Ｍｎ：１％、およびＺｒ、０２５％を
それぞれ越えて含有すると、巨大な金属間化合物が析出
するようになって、押出加工性およびＩ靭性が　５− 低下するようになることから、その含有ｍ−をＭｎ　、
’０．３５〜］％、　Ｚｒ　：　０．０３〜０．２５％
と定めた。

（ｃ）　　ＣｒおよびＶ これらの成分には、ＭｎおよびＺｒと同様の効果があり
、これら成分との共存においてプレス効果ヲ一段と向上
させる均等的作用があるので、特により高強度が要求さ
れる場合に必要に応じて県有されるが、その含有量が、
それぞれＣｒ　：　０．０３３％未満、Ｖ：０．０３係
未満では、所望の強度向−に効果が得られず、一方Ｃｒ
：０．３％、Ｖ：０．２５％をそれぞれ越えて含有させ
ると、巨大な金属間化合物が析出するようになって押出
加工性および靭性の低下がみられるようＫなることから
、その含有量を、それぞれＣｒ：　０．０３〜０．３％
、　　：　００３〜０２５％と定めた。

なお、不可避不純物としてのＦｅ、Ｓｉ成分には、結晶
粒を微細化する作用があり、したがってＩｉ’ｅ　：０
５％、Ｓｉ：０．３％をそれぞれ越えない範囲で含有し
ても、この発明の合金の特性が何ら損なわれるものでは
ない。また、鋳造組織を微細化して品　６− 質向十をはかる目的で、ｌＰｌおよびＢのうちの］釉ま
たは２種を、それぞれＴ１０２％、Ｂ：０．０１係を越
えない範囲で含有させてもよい。

つきに、この発明のＡＱ金合金実施例により具体的に説
明する６、 実施例 通常の溶解法により、それぞれ第１表に示される成分組
成をもった溶湯を調製し、外径、２２９ｍｙｎφ×長さ
：３５０ｍｍの寸法をもったビレットに鋳造することに
よって、本発明ＡＱ合金］〜１８゜比較ＡＣ合金１〜１
２．および従来ＡＱ金合金−（Ａ、　Ａ規格′７］′ン
８合金に相当）、２（同７０７」合金に相当）をそれぞ
れ製造した。なお、比較ＡＱ金合金〜」２は、いずれも
構成成分のうちのいずれかの成分（第１表には※印をイ
＼１して表示）がこの発明の範囲から外れた組成をもつ
ものである。

ついで、この結果得られた各種のＡＱ合金インゴットに
ついて、３０００　）ン複動型押出機を用い、肉厚　３
．５　ｆｆ１ｍのバット用素管を押出加工するに際して
、前記素包を割れ発生なく押出し得る最高押　７− −９− 出速度を測定した。この測定結果を第１表にボした。

また、上記の素管に、温度：４６０℃に２時間保持後、
水焼入れの溶体化処理を行ない、ついで、′−６日間の
室温時効を施し、引続いて温度、１２０℃に２４時間保
持の人工時効を施すことからなる“［゛６処理を行ない
、Ｔ６処理後の引張性質を測定した。この結果も第１表
に合せて示した。

第１表に」くされる結果から、従来ＡＱ金合金、高強度
および高靭性を有するものの、押出力１ピＬ性は著しく
劣ったものになっており、また比較ＡＣ合金は、引張特
性およＯ・押出加工性の少なくともいずれかが劣ったも
のになっている。これに対して、本発明Ａｅ金合金、い
ずれも引張強さ：　６０　ｋｇ／ｍｉ以上、伸ひ８９％
」ヅ上の高強度および高靭性を有し、かつ押出加工性の
きわめてすぐれたものである。

上述のように、この発明のＡＱ金合金、引張強さ：　６
０　ｋｇ／ｍｉｎ　ＪＪ上の高強度、および伸ひ　９％
以上の高靭性を有するので、これらの特性が要求さ＝１
０− れる硬式野球バットのほか、スギ−ストツタ、メタルス
ギ−１洋弓の矢、スピンドル、紡機構造部祠、およびコ
ンロッドなどの自動車の１７７７周り部品などの製造に
用いた場合にもすぐれた性能を発揮し、しかもすぐれた
押出加工性をも治するので、その生産性向上は著しいも
のとなるなど工業上有用な特性を有するのである。

出願人　　三菱アルミニウム株式会社 代理人　　　富　　　１）　　オロ　　　夫−］Ｔ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｚｎ：　５．２〜６．８％、　Ｍｇ　：　１
   ．８〜２．８％、１２ｕ○Ｅ　〜、２．０％、　Ｍｎ：
   　０．３５〜Ｌ　Ｏ％、　Ｚｒ：○０３〜０．２５％を
   含有し、残りがＡｎと不可避不純物からなる組成（以上
   重量係）を有することを特徴とする押出加工性のすぐれ
   た高力Ｍ合金。
2. （２）　　Ｚｒ＋　：　５．２〜６．８　％、　Ｍｇ：
   　１．８〜２．８　％、Ｃａ：　０．８〜２．０　’％
   、　Ｍｎ：　０．３５〜１．０　％、　Ｚｒ：０．０３
   〜○２５係を含有し、さらにＣｒ：０．０３〜０３％お
   よびＶ：００３〜０．２５％のうちの１種または２種を
   含有し、残りがＡＱと不可避不純物からなる組成（Ｊ−
   １出重量％）を有することを特徴とする押出加工性のす
   ぐれた高力ＡＱ合金。