JPH01111851A - 焼付硬化性及び成形性に優れたアルミニウム合金の製造法 - Google Patents

焼付硬化性及び成形性に優れたアルミニウム合金の製造法

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JPH01111851A
JPH01111851A JP26771487A JP26771487A JPH01111851A JP H01111851 A JPH01111851 A JP H01111851A JP 26771487 A JP26771487 A JP 26771487A JP 26771487 A JP26771487 A JP 26771487A JP H01111851 A JPH01111851 A JP H01111851A
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JP
Japan
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formability
quenching
temperature
baking
aluminum alloy
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JP26771487A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Hino
光雄 日野
Yasunori Sasaki
佐々木 靖紀
Masakazu Hirano
正和 平野
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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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】
(産業上の利用分野) 本発明はアルミニウム合金の製造に係り、より詳細には
、自動車部品、家電部品、機械部品、建材等に用いられ
るアルミニウム合金であって、焼付塗装(ベーキング)
などの短時間加熱により強度の向上が期待できる焼付硬
化型のアルミニウム合金の製造法に関する。 (従来の技術及び解決しようとする問題点)従来より、
自動車部品、家電部品、機械部品。 建材等に用いられるアルミニウム合金には、成形加工し
、焼付塗装等の短時間加熱によって硬化し得るアルミニ
ウム合金が用いられているが、か)るアルミニウム合金
としては、成形加工時は強度が低く成形加工がし易いこ
と、しかし成形加工後は焼付塗装等の短時間加熱によっ
て強度が著しく向上する材料であることが理想とされ、
主としてAfl−Mg−Si系アルミニウム合金が使用
されている。 しかし、従来、この種の用途に用いられているAQ−M
g−5i系アルミニウム合金の製造法では。 成形性を重視して強度を低くすると焼付硬化後の強度も
低くなり、逆に焼付硬化後の強度を重視して強度を高く
すると成形加工時の強度を高くせざるを得す、成形性が
劣るなど、相反する特性(成形性、焼付硬化性)を同時
に向上させることが極めて困難であった。 一方、特に最近の焼付塗装の焼付条件としては。 省エネルギー化及び生産性向上のため、更には樹脂など
高温にさらさせたくない部品との組合せで焼付する場合
が多くなってきていることがら、塗料の進歩と相俟って
焼付温度がより低温側に移行してきており、例えば、自
動車部品用のアルミニウム合金の焼付温度は、従来は約
200℃の高温であったものが170℃前後の低温側に
シフトしている。このため、従来のAQ−Mg−3i系
アルミニウム合金の製造法ではこのような低い温度側で
の焼付硬化性が極めて低いという問題があった。 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにさな
れたものであって、AQ−Mg−8L系アルミニウム合
金において、相反する特性である成形性と焼付硬化性を
同時に満足でき、しかも従来より比較的低い温度で且つ
より短い処理時間での焼付塗装等の熱処理によっても優
れた焼付硬化性を具備し得るアルミニウム合金の製造法
を提供することを目的とするものである。 (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため1本発明者は、まず、従来のA
Q−Mg−Si系アルミニウム合金の製造法において成
形性及び焼付硬化性が低下する原因について調べた。そ
の結果、AQ−Mg−Si系アルミニウム合金に適用さ
れる溶体化焼入は、溶体化機常温まで水冷や空冷等で冷
却して焼入されていたが、この製造法では、焼入直後で
は強度が低く成形性に優れていると共に低い温度での焼
付でも焼付硬化性に優れているが、焼入後数10分乃至
は数時間経過すると、この望ましい特長がたちまち消失
してしまい、したがって、このような製造法は工業製品
の製造法としては不適当であることが判明した。 そこで、本発明者は、溶体化処理後において焼入直後の
みならず、焼入後数百日経過しても成形性に優れ、且つ
低い温度の焼付温度でも優れた焼付硬化性が得られる製
造法を見い出すべく鋭意研究を重ねた結果、AQ−Mg
−Si系での化学成分の調整のもとで特に溶体化処理後
の熱処理条件をコントロールするならば、焼入後の経時
変化がなく、成形性と焼付硬化性のいずれも著しく向上
できることを見い出したものである。 すなわち、本発明は、Mg:0.3〜1.5%及びSi
:0.2〜2.0%を含むAfi−Mg−Si系7)L
lミニウム合金につき、溶体化処理後、60〜130℃
までを100℃/+*in以上の冷却速度で冷却し、そ
のまま60〜130℃の範囲の温度に0゜5〜48時間
保持することを特徴とする成形性及び比較的低い温度で
の焼付硬化性に優れたアルミニウム合金の製造法を要旨
とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 まず、本発明における化学成分の限定理由を示す。 MgはSiと共同して強度を付与する元素であるが、M
g含有量が0.3%未満では焼付などの熱処理を施した
後の強度が低く、焼付硬化性が低下することになり、一
方、1.5%を超えると伸びが低くなって靭性が劣るよ
うになる。したがって、Mg含有量は0.3〜1.5%
の範囲とする。 SiはMgと共同して強度を付与する元素である。 しかしSi含有量が0.2%未満では焼付などの熱処理
を施した後の強度が低く、焼付硬化性が低下することに
なり、一方、2.0%を超えると伸びが低くなって靭性
が劣るようになる。したがって。 Si含有量は0.2〜2.0%の範囲とする。 なお、本発明におけるAQ−Mg−3i系アルミニウム
合金は上記Mg及びSiを必須成分とすれば足りるが、
他の合金元素を必要に応じて添加し、或いは不純物も含
有されるが1本発明の効果を損なわない限度で含有させ
ることが許容される。例えば、Cuは多くなると耐食性
が劣るので0.8%以下で許容され、Mn、Cr、Zr
、V、Ti及びFeはそれぞれ多くなると成形性が劣る
ので、Mnは0.8%以下、Crは0.2%以下、Zr
は0.2%以下、■は0.2%以下、Tiは0.1%以
下、 Feは0.5%以下で許容され、Znは多くなる
と耐食性が劣るので0.5%以下で許容される。 か)るAQ−Mg−Si系アルミニウム合金は、常法に
より溶解、鋳造し、鋳塊を面削り後、加熱又は均質化処
理を施し、熱間圧延、中間焼鈍及び冷間圧延等を行い、
次いで溶体化処理が施される。 これらの各工程の条件は特に制限はされない。 溶体化処理後は、従来は単に常温まで水冷、空冷等で冷
却して焼入が行われていたが、本発明においては焼入−
保持の新規プロセスを採用し、焼入温度並びにこの温度
での保持時間をコントロールするものである。 焼入温度(すなわち、焼入終了温度)が60℃未満では
、170℃位の低い温度での焼付硬化性が焼入機常温に
放置する時間が長くなると共に消失し、また成形性も同
様に放置時間が長くなると共に劣化する。一方、焼入温
度が130℃を超えると低い温度での焼付硬化性が焼入
機常温に放置する時間には影響されないものの劣り、ま
た成形性も同様に劣る。したがって、焼入温度は60〜
130℃の範囲とする。 この焼入温度(60〜130℃)に焼入れるときの冷却
速度は、100℃、/++in未満では焼入後の強度も
低く、シかも低い温度での焼付硬化性が著しく劣るので
、好ましくない、したがって、100℃/win以上の
冷却速度とする。 次に、保持条件については、60’Cのような低い焼入
温度で短かい時間保持し、また130℃のような高い温
度で長い時間保持すると本発明の目的とする特性が得ら
れない。 すなわち、保持温度が60’C未満では48時間を超え
て長時間保持しても低い温度での焼付硬化性が焼入機常
温に放置する時間が長くなるにつれて消失し、また成形
性も同様に放置する時間が長くなるにつれて劣化する。 一方、保持温度が130℃を超えると0.5時間未満の
保持を行っても低い温度での焼付硬化性が焼入機常温に
放置する時間には影響されないものの劣り、また成形性
も同様に劣る。 したがって、保持時間は60〜13Q℃の温度範囲で0
.5〜24時間の範囲とする。なお、同様の組成の場合
は、成形性並びに焼付硬化性の点からすると、比較的低
い保持温度で比較的長い時間保持する条件(例、70℃
〜100℃X24hr〜4 hr)が好ましく、また同
様の焼入条件の場合は、成形性並びに焼付硬化性の点か
らすると。 Mg及びSiの各含有量が多い(例、Mg:0.6〜1
゜2%、Si:0.8〜1.5%)ことが好ましい。 なお、上記プロセスにより得られたアルミニウム合金は
、従来と同様、適用部材に応じて各種の成形加工に供さ
れ、必要に応じて表面処理等が施され、更に焼付硬化処
理が施される。焼付硬化処理は、150℃の如く比較的
低い温度から200℃の如く高い温度に至る各種温度で
実施でき、他の焼付硬化処理条件は特に制限されない。 (実施例) 次に本発明の実施例を示す。 失血孤上 第1表に示す化学成分を有するAQ合金を常法により溶
解、鋳造し、得られた500mm厚鋳塊に500℃X4
hrの均質化処理を施した後、50〜250℃間で板厚
5mmまで熱間圧延を行った。 このA9合金冷延板を500℃の溶体化温度に加熱して
20秒間保持し、次いで第2表に示す焼入条件、すなわ
ち、常温〜500℃間の平均冷却速度を50〜b 50〜150℃の範囲の温度まで焼入れ、その後焼入温
度のままで0.5〜72時間の範囲で保持した後、常温
まで冷却した。なお、Al11合金Nαと焼入条件との
組合せは第3表に示すとおりである。 得られた材料について、焼入直後及び焼入60日後の機
械的性質(成形性)を調べると共に、170℃、200
℃で30分ベーキングした時の機械的性質(焼付硬化性
)を調べた。それらの結果を第3表に併記する。 第3表より、本発明例はいずれも焼入後の強度が低く成
形性(δ、Er)に優れており、しかも焼入機長時間放
置しても経時変化がなく、且っベーキングによる強度向
上率が著しく優れており、低い温度での焼付でも焼付硬
化性も優れていることがわかる。 一方、本発明範囲外の化学成分或いは本発明範囲外の焼
入条件のいずれかによる比較例は、いずれも焼入機長時
間放置することにより成形性が低下し、しかも焼付硬化
性が劣り、特に低い温度での焼付硬化性が劣っている。
【以下余白】
去J011 第1表に示した合金翫2と&10のAQ合金を常法によ
り溶解、鋳造し、得られた190*mφのビレット鋳塊
に520℃X4hrの均質化処理を施した後、肉厚4m
mXl1li150t+++の型材に熱間押出を行った
。 この型材を520℃の溶体化温度に加熱して30分保持
し1次いで第2表に示した焼入条件A、D、E、F又は
Gにて焼入処理を行った後、常温まで冷却した。 得られた材料について、焼入60日後の機械的性質(成
形性)を調べると共に、170℃、200℃で30分ベ
ーキングした時の機械的性質(焼入硬化性)を調べた。 それらの結果を第4表に示す。 第4表より明らかなとおり、比較例はいずれも低い温度
及び高い温度での焼付硬化性が劣っているのに対し、本
発明例はいずれも焼付硬化性が優九でおり、特に低い温
度での強度向上率も著しく、焼付硬化性が優れている。
【以下余白】
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、AQ−Mg−S
i系アルミニウム合金のMg、Si含有量を調整し、且
つ溶体化処理後の焼入条件をコントロールするので、成
形性及び焼付硬化性が共に優れ、特に焼入後の経時変化
がなく成形性を維持でき。 しかも比較的低い温度の短時間加熱による焼付等の熱処
理によっても強度向上率が顕著である。したがって1本
発明法は、各種用途のアルミニウム合金を工業的且つ経
済的に製造する方法としてその実用上の効果は極めて大
きい。 特許出願人    株式会社神戸製鋼所代理人弁理士 
  中  村   尚

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で(以下、同じ)、Mg:0.3〜1.5
    %及びSi:0.2〜2.0%を含むAl−Mg−Si
    系アルミニウム合金につき、溶体化処理後、60〜13
    0℃までを100℃/min以上の冷却速度で冷却し、
    そのまま60〜130℃の範囲の温度に0.5〜48時
    間保持することを特徴とする焼付硬化性及び成形性に優
    れたアルミニウム合金の製造法。
JP26771487A 1987-10-23 1987-10-23 焼付硬化性及び成形性に優れたアルミニウム合金の製造法 Pending JPH01111851A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04147951A (ja) * 1990-10-09 1992-05-21 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 成形性、形状凍結性及び塗装焼付硬化性に優れた成形加工用アルミニウム合金材の製造法
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