JPS58181851A - 均一な成形性を有するAl−Zn−Mg−Cu系合金材の製造法 - Google Patents

均一な成形性を有するAl−Zn−Mg−Cu系合金材の製造法

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JPS58181851A
JPS58181851A JP5766382A JP5766382A JPS58181851A JP S58181851 A JPS58181851 A JP S58181851A JP 5766382 A JP5766382 A JP 5766382A JP 5766382 A JP5766382 A JP 5766382A JP S58181851 A JPS58181851 A JP S58181851A
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美光 宮木
Masakazu Hirano
正和 平野
Yutaka Kaneda
豊 金田
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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】 本発明は均一な成形性を有するkl−Zn −Mg−C
u系合金材の製造法に関し、さらに拝しくけ、高力アル
ミニウム合金として代表的な7075系合金材の成形加
工率が一異なっても均一な成形性を有するような改良さ
れたアルミニウム合金の製造法に関する。
一般に、7000系の高力アルミニウム合金は、成形加
工性が劣るため軟質材にて予備の加工を行ない、続いて
溶体化・焼入処理を行ない、焼入直後の強度が低い短時
間の間に本加工を行なった後、時効処理を行なう(T6
処理)製造方法が採用されている。
しかしながら、このような製造方法では軟質材で加工率
10〜20噂の予備加工を受けた部分はその後の溶体化
・焼入処理で著しく粗大な再結晶組織となり、本加工に
おいて肌荒れ、或いは、微小な割れが発生し、成形加工
を不可能にし九り、又は、製品の性能全低下させるとい
う大きな問題を有している。
本発明は上記した従来における7000系高力アルミニ
ウム合金の製造方法の問題点に鑑みなされたものであっ
て、即ち、軟質材の状襲においても結晶粒が微細であり
、板材、管材、及び、棒材等の軟質材に施される圧延、
抽伸、スウェージ加工。
冷間鍛造等の全べての冷関加工車の部分でその後の溶体
化・焼入処理後の再結晶粒が粗大にならない均一な成形
性を有するAt−Zn−Mg−Cu系合金材の製造法を
提供するものである。
本発明に係る均一な成形性を有するAt−Zn−Mf−
Cu系合金材の製造法の特徴とするところは、Zn5〜
8嚢、 Mg 1〜3%、 Cu[L5〜5 % k必
須成分としてtlL、Mna05〜α8覧Cr(105
〜0.3%、 Zrα05〜0.3%、 TiCLol
 〜CL15%、 V CLDl 〜CL15% O1
攬、又は、2種以上を含有し、残部Ajと不純物からな
るアルミニウム合金鋳塊を均質化処理後、熱関和工、或
いは、きらに冷間加工を施した後、550’〜500℃
に加熱保持し、冷却速度10℃/分以上で冷却し、次い
で、200°〜400℃に24時間以内加熱保持して析
出処理を行なうことにある。
本発明に係る・均一な成形性を有するAt−Zn −M
g−Cu系合金の製造法においては、上記したように一
定割合のCu、 Mg、 Znf必須成分とし、Mn、
 Cr、Zr。
V、 Tiの1種、或いは、2種以上を含有する残部A
tと不純物からなるアルミニウム合金を、通常の溶製法
により製造した鋳塊全450°〜500℃の温度で4〜
24時間、又は、300°〜450℃の温度で2〜24
時間加熱後、450°〜500°Cの温度で2〜24時
間加熱して均質化処理を行ないCu、 Mg、 Znを
充分に拡散同浴させてミクロ偏析を無くし同時に組織安
定化に効果があるMn、 Cr、 Zr、 Ti ′t
−微細均一に析出でせ、次いで、熱間加工を行ない、或
いは、ざらに冷IV1加工を行なって所要形状寸法に7
70工する。この冷間加工を行なう前に熱間no工材1
550’〜500’Cで軟化処理を行ない再結晶組織と
しておく。その後、550°〜50[]℃の温度でMg
、Znt−固溶させるのに充分な時間保持した後10℃
/分以上の冷却速度で室温まで冷却し、続いて200°
〜400℃の温度で24時間以内の時間加熱保持して析
出処理をし、Mg、 Znの化合物を均一に析出させる
のである。この析出処理においては、加熱速度150°
C/ hr以下、及び、冷却速度150℃/hr以下で
処理を行なうのがよい。
このように、本発明に係る均一な成形性含有するAL−
Zn−MIK−Cu系合金材の製造法により得られたア
ルミニウム合金材を冷間成形加工すると、マトリックス
に均一に析出したMg、Zn化合物の粒子によって、冷
間加工で導入された転位が微細均一なセル組織として分
布され、引続く溶体化拳焼入処理によって微細均一に分
布されたセル組織を核として再結晶が起るため微細な再
結晶組織が得らnる。
このため、加工率の異なる成形加工を施した予備加工材
であっても溶体化・焼入処理後の本成形加工において、
割れや肌荒れも発生することなく均一な成形加工が可能
になり、加工後の時効処理によシ所要の特性を確保する
ことができるものである。
本発明に係る均一な成形性を有するAL−Zn−Mg−
Cu系合金材の製造法について詳細に説明する。
先づ、使用するアルミニウム合金の含有成分。
成分割合について説明する。
Zn14強度を付与する元素でおり、含有量が3嚢未満
ではT6処理成形加工材の強度が低下し、また、ssf
:越えて含有されると不溶性化合物が多くなり靭性が劣
化し、かつ、応力腐蝕割れを生じる恐れがある。よって
、Zn含有量は5〜8慢とする。
造はZnと同様に強度を付与する元素でめシ、含有1が
1%未満ではT6処理成形加工材の強度が低下し、また
、6eIIK−越えて含有されると冷関用工性t−悪く
シ、靭性を劣化させる。よって、鳩舎有量は1〜6嘩と
する。
Cuは強度全付与する元素でおり、含有量が0.5慢未
膚ではT6処理成形加工材の強度が低下し、また、3%
を越えて含有されると不溶性化合物が多くなって靭性が
劣化する。よって、Cu含有量はCL5〜5−とする。
Mn、 Cr、 Zr、 Ti、 V は組織を安定化
する元素であり、Mn0.05%未満、  Cr105
1未満、 Zrα05優未満、Tiα01%未満、Vα
01%未満では組織安定化には効果がなく、また、Mn
l18qb、Crα5%、Zrα61、  Ti115
%、VCL15%を夫A[tテを有すnルト組織安定化
の効果が飽和してしまい、さらに、巨大晶出物を晶出す
る。よって、Mn含有量Q、05〜o、slG、 Cr
含有量15〜5%、Zrα05〜13%、Tiα01〜
α151G、VCLO1〜α15チとする。そして、こ
れらの成分は1種、或いは2種以上を含有させるのであ
る。
不純物としては、F@CL5慢以下、  81α4−以
下の含有は許容される。
次に、熱処理について説明する。
鋳塊の均質化処理は、Cu、 Mg、 Znの固溶、及
び、Mn、 Cr、 Zn、 Tiの析出させるのであ
るが、均質化処理温度が400@C未満ではこの効果が
充分でなく、また500℃を越えると局部溶解が発生し
、また、均質化処理時間は4時間以上を必要とするが、
24時間を越えても効果は飽和して不経済である。この
場合の加熱速度は100℃、/hr以下とする。二段で
行なう場合は加熱速度の制限は籍に友く、一段目ではM
n、 Cr、 Zn、 Ti、Vの析出核の生成を促進
させ、二段目の加熱では局部溶融防止が目的で、最適温
度範囲は500°〜450℃とする。そして、保持時間
は何れの場合でも、2〜24時間とするのがよく、2時
間よυ短かい場合は効果が少なく、24時間より長い場
合は効果が飽和して不経済である。
次いで、均質化処理後の熱間加工、或いはさらに、冷間
加工を行なって所望形状寸法に加工してから、2段の熱
処理を行なうことについて説明すると、1段目の熱処理
は55o0〜soo℃に加熱保持してから、10℃/分
以上の冷却速度で冷却するのであるが、650℃未満の
温度では充分軟化されず冷間加工で割れが発生する可能
性があり、また、500℃金越える温度では局部溶解が
発生する。この加熱時間は500℃近くの高温では数分
間でよく、しかし400℃程度の低い温度では数時間を
必要とするが、加熱速度は影響はないが、冷却速度は1
0℃/分より速くしないとMg、Zni充分固溶するこ
とができず、次の2段目の熱逃場は200°〜400℃
の温度に24時間以内加熱保持して析出処理するのであ
るが、200℃未満の温度では強度が高くなう成形加工
性が劣化し、また、400℃を越える温度では狗、 Z
nが溶体化されるため微細化効果が失なわれ、加熱保持
時間は400℃近くの高温側では数分間でもよく、20
0℃近くの低温側ではMg、 Zn化合物の析出のため
長い保持時間を必要とするが、24時間程度まで保持す
れば充分である。
本発明に係る均一な成形性を有するkl−Zn−Mg−
Cu系合金材の製造法の実施例を比f例とともに説明す
る。
実施例 第  1  表 第1表に示す7075合金相当の含有成分、成分割合の
鋳塊全通常の溶製により鋳造し、この鋳塊ヲ450℃の
温度で24時間均質処理を行ない、450℃から500
℃の間で熱間圧延し、8wtの板を作り、続いて460
℃の温度で4時間の軟化処理を行なった後冷間圧延で5
mtO板とした。
この板を使用して、第2表に示す熱処理全農した。この
@2表において、試料板A1〜jf66Fi本発明に係
る均一な成形性を有するAt−Zn−ME−Cu系合金
材の製造法によるもので、A7〜A12は比較のための
熱処理法によるもので、ム15は従来法の熱処理による
もの(O材)である。
第  2  表 これらの試料板を、さらに加工率30囁(板厚2.1n
+)、20%(板厚2.4m )で冷間圧延し、冷間圧
延しないものを含めて、溶体化争焼入処理(480℃×
50分水暁入れ)シ、直ちに90°曲げカロエ(L方向
4jIllLR90°曲げ)を行ない、さらに、時効処
理(120℃X 24 hr)を行なった。
@3表には、第2表に示した条件で熱処理された谷試料
板の機械的性責、さらに、冷間圧延して溶体化・焼入処
理した試料板の古結晶粒度、90’曲げカロエ性、また
、時効処理したT6処珈板の機械的性貰を示しておる。
この’Ig5表から明らかなように、冷間圧延材を本発
明に係る均一な成形性を有するAt−Zn−Mg −C
u系合金の製造法によれば、後の冷間成形加工工程で加
工率が鼻なっても曲げ加工で肌荒れ、及び。
割れが発生しない。また、50%までの加工率で冷間圧
延して溶体化・焼入れ処理した試料板の再結晶粒度は2
0μ以下、50優加工率で10μ以下となり加工率を高
めると微細になっている。
この点からw4察すると試料板ム9,112は同様のこ
とがいえるが、曲げ加工で割れが発生している。このこ
とは、第2段の熱処理で低温加熱や冷却速度を高くした
ため第5表に示すように強度が高くなり加工性劣化し九
ことを示している。他の試料板I67、ム8.410,
411.ム15においては加工率によって再結晶粒度は
50μ以上となり曲げ加工で肌荒れ、及び割れを発生し
ている。
以上説明したように、7075合金に相当するM−Zn
−Mg−Cu系合金材の與造法は上記の構成を有してい
るものであるから、kA−Zn−Mg−Cu系合金材の
冷間成形加工素材を二段熱処場により、冷間成形加工に
おいて、7JO工率が異なっても均一な成形加工かで西
るという効果を奏するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Zn5〜8%、 Mg 1〜3%、 Cu[L5〜5−
    を必須成分として含有し、Mn[L05〜(L8(Cr
    (LO5〜0.5%、 ZrCLO5〜CL3’Ik、
     Ti101〜(L15S、 Vlol 〜α15sの
    1種、又は、2種以上を含有し、残部Atと不純物から
    なるアルミニウム合金鋳塊を均質化処理後、熱間加工、
    或いは、さらに冷間加工を施した後、550″〜500
    ℃に加熱保持し、冷却速度10℃/分以上で冷却し、次
    いで、200°〜400℃に24時間以内加熱保持して
    析出処理を行なうことt−特徴とする成形加工率が異な
    っても均一な成形性を有するkt−Zn −Mg−Cu
    系合金材の製造法。
JP57057663A 1982-04-06 1982-04-06 均一な成形性を有するAl−Zn−Mg−Cu系合金材の製造法 Expired JPS6058298B2 (ja)

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