JPH0416533B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0416533B2 JPH0416533B2 JP61030121A JP3012186A JPH0416533B2 JP H0416533 B2 JPH0416533 B2 JP H0416533B2 JP 61030121 A JP61030121 A JP 61030121A JP 3012186 A JP3012186 A JP 3012186A JP H0416533 B2 JPH0416533 B2 JP H0416533B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- extrusion
- strength
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ヤング率、強度及び靭性を改善した
Al合金の製造方法に関する。 （従来の技術） ナツクルアーム等の自動車の足廻り部品は靭性
及び強度が要求されるため、従来から鋼（スチー
ル）又は鋳鉄製部品を用いている。 しかしながら、鋼又は鋳鉄製部品は重量が大で
あるため、最近では鋳造法又は鋳造法によつて製
造したAl合金部品を用いることが考えられてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） Al合金部品を用いれば軽量化を達成できるが、
Al合金は鋼等に比べヤング率、強度及び伸び率
に劣るため、これを補うため必然的に部品が大型
化し、部品の取付け、スペースの占有等の問題が
生じる。 （問題点を解決するための手段） 以上の問題を解決すべく本発明は、Siを0.2〜
12.0重量％、Cuを0.8〜5.0重量％、Tiを1.0〜4.0
重量％、Mgを0.3〜3.5重量％含有し、残部がAl
及び不可避不純物からなるAl合金粉末からなる
素材に、430〜520℃に保持する第一加熱処理と、
300〜450℃に保持する第二加熱処理とを施すこと
により、Al合金のヤング率、強度及び靭製を改
善する製造方法を特徴とする。 （作用） 二段階の加熱処理を施すことにより、脱ガスが
十分に行なわれる。 （実施例） 以下に本発明の実施例を説明する。先ず本発明
にあつてはAl合金溶湯を用意し、後述する噴霧
法及び成形工程を経て以下の如き組成のAl合金
素材を得る。 0.2％≦Si≦12.0％ 0.8％≦Cu≦5.0％ 1.0％≦Ti≦4.0％ 0.3％≦Mg≦3.5％ 残部をAl及び不可避不純物とする。 Siを添加したのは、ヤング率を向上させるとと
もにMgとの共存下での熱処理に伴うマトリツク
ス強化を図るためであり、上記の割合としたの
は、0.2重量％未満とすると添加の効果が十分に
発揮されず、また12重量％を超えると伸び及び靭
性が低下することによる。 Cuを添加したのは熱処理効果による強度向上
を図るためであり、上記割合としたのは、0.8重
量％未満とすると添加の効果が十分に発揮され
ず、また、5.0重量％を超えると耐食性が悪化す
ることによる。 Mgを添加したのは、前記Siとの共存下での熱
処理に伴うマトリツクス強化を図るためであり、
上記割合としたのは、0.3重量％未満とすると添
加の効果が十分に発揮されず、また3.5重量％を
超えると伸び及び靭性が低下することによる。 Tiを添加したのは、ヤング率を向上するため
であり、上記割合としたのは、1.0重量％未満と
すると添加の効果を十分に発揮することができ
ず、また4.0重量％を超えると溶湯温度が高くな
り生産が困難となる。 次の各工程をへて、各Al合金素材を作成した。 まずAl合金溶湯から溶湯粉化法の１つである
噴霧法（air atomizing法）により表に示す各組
成のAl合金粉末（本発明〜）を作成した。
この方法は溶湯を空気により急速冷却することで
合金元素を多量に添加した溶湯を粉化するもので
あり、この際の冷却速度としては102℃／sec乃至
105℃／secとする。 102℃／sec以上としたのは、この冷却速度未満
とすると粗大な金属間化合物が析出し、伸び及び
衝撃値が極端に低下することにより、また105
℃／secをこえると粉末特性の劣化には影響しな
いが、量産性及び設備の点を考慮した場合105
℃／sec以下が好ましい。 次いで上記によつて得られた各Al合金粉末を
用いて、冷間静水圧プレス成形法（CIP法）又は
金型圧縮成形法により密度比75％の押出し用素材
を得る。 ここで、冷間静水圧プレス成形法においては、
ゴム製チユーブ内に合金粉末を入れ、1.5〜
3.0ton／cm2程度の静水圧下で成形を行い、金型圧
縮成形においては、金型内に合金粉末を入れて、
常温大気中で1.5〜3.0ton／cm2程度の圧力下で成
形を行う。 この後、前記押出し用素材を炉内温度500℃の
均熱炉内にセツトして４時間保持し、次いで押出
し用素材に押出温度380℃、押出比20（加工前径
225φmm、加工後径50φmm）にて熱間押出し加工を
施して前記した組成割合からなるAl合金素材を
得た。次いでこの素材を直接製品として用いるか
又はその後鍛造を行い最終部材を製造する。 ここで、押出し前の加熱温度は430℃以上520℃
以下とする。これは430℃未満では脱ガス効果が
少なく強度低下を招き、また520℃を超えると液
相を生じて強度低下を招き、急冷凝固により合金
粉末を製造した意義を失うからである。 また、押出し温度は300℃以上450℃以下とす
る。これはアルゴン等の不活性ガス雰囲気内での
加熱において、300℃未満では変形抵抗が大きく
押出しが困難となり、且つ脱ガスが十分に進行し
ないためH2ガス等によるブリスタが発生し易く、
また450℃をこえると組織の粗大化が進行し強度
が低下すると共に、クラツクが発生し易くなる。 更に押出し比は５乃至35とする。これは押出し
比が５未満であると強度のバラツキが大きくな
り、35を超えると変形抵抗が大きくなり成形性が
悪化し量産性に不利が生じることによる。尚、押
出し法としては直接法（前方押出し）、間接法
（後方押出し）のいずれでもよい。 ところで、前記したように押出しによつて得ら
れたAl合金素材を鍛造によつて最終製品形状と
する場合には、鍛造温度は430℃乃至495℃とする
のが好ましい。これは430℃未満では成形性が悪
化し、495℃を超えると液相が生じ易く強度低下
を招くことによる。 （発明の効果） ［表］に示す本発明の組成からなるAl合金素
材と従来の鋳造品である各素材（表−従来材、
）とを、T6処理（490℃×２時間、水冷、175
℃×８時間）後に強度、衝撃値及びヤング率につ
いて比較したものである。 ここで、引張り試験は素材丸棒から平行部径５
mm、平行部長さ30mmの試験片を切出して行い、シ
ヤルピー衝撃値は素材丸棒から10mm×10mm×55mm
の切欠きなしテストピースを切出して行い、更に
ヤング率は10mm×100mm×１mmのテストピースを
切出し内部摩擦法により測定した。 ところで、Tiを添加すると、ヤング率は向上
するが、H2を貯蔵する傾向が顕著となり、破断
伸び、シヤルピー衝撃値が低下する。 そこで、本発明においては、脱ガスを促進する
ため、430〜520℃に保持する第一加熱処理と、
300〜450℃に保持する第二加熱処理とを施すこと
により、脱ガス処理を二段階に行なつている。 ［表］からも明らかなように本発明によれば、
強度、衝撃値及びヤング率に優れたAl合金素材
が得られる。 【表】
Al合金の製造方法に関する。 （従来の技術） ナツクルアーム等の自動車の足廻り部品は靭性
及び強度が要求されるため、従来から鋼（スチー
ル）又は鋳鉄製部品を用いている。 しかしながら、鋼又は鋳鉄製部品は重量が大で
あるため、最近では鋳造法又は鋳造法によつて製
造したAl合金部品を用いることが考えられてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） Al合金部品を用いれば軽量化を達成できるが、
Al合金は鋼等に比べヤング率、強度及び伸び率
に劣るため、これを補うため必然的に部品が大型
化し、部品の取付け、スペースの占有等の問題が
生じる。 （問題点を解決するための手段） 以上の問題を解決すべく本発明は、Siを0.2〜
12.0重量％、Cuを0.8〜5.0重量％、Tiを1.0〜4.0
重量％、Mgを0.3〜3.5重量％含有し、残部がAl
及び不可避不純物からなるAl合金粉末からなる
素材に、430〜520℃に保持する第一加熱処理と、
300〜450℃に保持する第二加熱処理とを施すこと
により、Al合金のヤング率、強度及び靭製を改
善する製造方法を特徴とする。 （作用） 二段階の加熱処理を施すことにより、脱ガスが
十分に行なわれる。 （実施例） 以下に本発明の実施例を説明する。先ず本発明
にあつてはAl合金溶湯を用意し、後述する噴霧
法及び成形工程を経て以下の如き組成のAl合金
素材を得る。 0.2％≦Si≦12.0％ 0.8％≦Cu≦5.0％ 1.0％≦Ti≦4.0％ 0.3％≦Mg≦3.5％ 残部をAl及び不可避不純物とする。 Siを添加したのは、ヤング率を向上させるとと
もにMgとの共存下での熱処理に伴うマトリツク
ス強化を図るためであり、上記の割合としたの
は、0.2重量％未満とすると添加の効果が十分に
発揮されず、また12重量％を超えると伸び及び靭
性が低下することによる。 Cuを添加したのは熱処理効果による強度向上
を図るためであり、上記割合としたのは、0.8重
量％未満とすると添加の効果が十分に発揮され
ず、また、5.0重量％を超えると耐食性が悪化す
ることによる。 Mgを添加したのは、前記Siとの共存下での熱
処理に伴うマトリツクス強化を図るためであり、
上記割合としたのは、0.3重量％未満とすると添
加の効果が十分に発揮されず、また3.5重量％を
超えると伸び及び靭性が低下することによる。 Tiを添加したのは、ヤング率を向上するため
であり、上記割合としたのは、1.0重量％未満と
すると添加の効果を十分に発揮することができ
ず、また4.0重量％を超えると溶湯温度が高くな
り生産が困難となる。 次の各工程をへて、各Al合金素材を作成した。 まずAl合金溶湯から溶湯粉化法の１つである
噴霧法（air atomizing法）により表に示す各組
成のAl合金粉末（本発明〜）を作成した。
この方法は溶湯を空気により急速冷却することで
合金元素を多量に添加した溶湯を粉化するもので
あり、この際の冷却速度としては102℃／sec乃至
105℃／secとする。 102℃／sec以上としたのは、この冷却速度未満
とすると粗大な金属間化合物が析出し、伸び及び
衝撃値が極端に低下することにより、また105
℃／secをこえると粉末特性の劣化には影響しな
いが、量産性及び設備の点を考慮した場合105
℃／sec以下が好ましい。 次いで上記によつて得られた各Al合金粉末を
用いて、冷間静水圧プレス成形法（CIP法）又は
金型圧縮成形法により密度比75％の押出し用素材
を得る。 ここで、冷間静水圧プレス成形法においては、
ゴム製チユーブ内に合金粉末を入れ、1.5〜
3.0ton／cm2程度の静水圧下で成形を行い、金型圧
縮成形においては、金型内に合金粉末を入れて、
常温大気中で1.5〜3.0ton／cm2程度の圧力下で成
形を行う。 この後、前記押出し用素材を炉内温度500℃の
均熱炉内にセツトして４時間保持し、次いで押出
し用素材に押出温度380℃、押出比20（加工前径
225φmm、加工後径50φmm）にて熱間押出し加工を
施して前記した組成割合からなるAl合金素材を
得た。次いでこの素材を直接製品として用いるか
又はその後鍛造を行い最終部材を製造する。 ここで、押出し前の加熱温度は430℃以上520℃
以下とする。これは430℃未満では脱ガス効果が
少なく強度低下を招き、また520℃を超えると液
相を生じて強度低下を招き、急冷凝固により合金
粉末を製造した意義を失うからである。 また、押出し温度は300℃以上450℃以下とす
る。これはアルゴン等の不活性ガス雰囲気内での
加熱において、300℃未満では変形抵抗が大きく
押出しが困難となり、且つ脱ガスが十分に進行し
ないためH2ガス等によるブリスタが発生し易く、
また450℃をこえると組織の粗大化が進行し強度
が低下すると共に、クラツクが発生し易くなる。 更に押出し比は５乃至35とする。これは押出し
比が５未満であると強度のバラツキが大きくな
り、35を超えると変形抵抗が大きくなり成形性が
悪化し量産性に不利が生じることによる。尚、押
出し法としては直接法（前方押出し）、間接法
（後方押出し）のいずれでもよい。 ところで、前記したように押出しによつて得ら
れたAl合金素材を鍛造によつて最終製品形状と
する場合には、鍛造温度は430℃乃至495℃とする
のが好ましい。これは430℃未満では成形性が悪
化し、495℃を超えると液相が生じ易く強度低下
を招くことによる。 （発明の効果） ［表］に示す本発明の組成からなるAl合金素
材と従来の鋳造品である各素材（表−従来材、
）とを、T6処理（490℃×２時間、水冷、175
℃×８時間）後に強度、衝撃値及びヤング率につ
いて比較したものである。 ここで、引張り試験は素材丸棒から平行部径５
mm、平行部長さ30mmの試験片を切出して行い、シ
ヤルピー衝撃値は素材丸棒から10mm×10mm×55mm
の切欠きなしテストピースを切出して行い、更に
ヤング率は10mm×100mm×１mmのテストピースを
切出し内部摩擦法により測定した。 ところで、Tiを添加すると、ヤング率は向上
するが、H2を貯蔵する傾向が顕著となり、破断
伸び、シヤルピー衝撃値が低下する。 そこで、本発明においては、脱ガスを促進する
ため、430〜520℃に保持する第一加熱処理と、
300〜450℃に保持する第二加熱処理とを施すこと
により、脱ガス処理を二段階に行なつている。 ［表］からも明らかなように本発明によれば、
強度、衝撃値及びヤング率に優れたAl合金素材
が得られる。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Siを0.2〜12.0重量％、Cuを0.8〜5.0重量％、
Tiを1.0〜4.0重量％、Mgを0.3〜3.5重量％含有
し、残部がAl及び不可避不純物からなるAl合金
粉末からなる素材に、 430〜520℃に保持する第一加熱処理と、 300〜450℃に保持する第二加熱処理とを施すこ
とを特徴とする、 ヤング率、強度及び靭性を改善したAl合金の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3012186A JPS62188739A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | ヤング率、強度及び靭性を改善したａ１合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3012186A JPS62188739A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | ヤング率、強度及び靭性を改善したａ１合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188739A JPS62188739A (ja) | 1987-08-18 |
| JPH0416533B2 true JPH0416533B2 (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=12294946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3012186A Granted JPS62188739A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | ヤング率、強度及び靭性を改善したａ１合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188739A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2726929B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1998-03-11 | 東洋アルミニウム株式会社 | 粉末冶金用アルミニウム合金粉末及びアルミニウム合金材料 |
| JP2746390B2 (ja) * | 1988-10-07 | 1998-05-06 | 住友軽金属工業株式会社 | 引張および疲労強度にすぐれたアルミニウム合金の製造方法 |
| DE29718557U1 (de) * | 1997-10-18 | 1997-12-04 | Benteler Ag, 33104 Paderborn | Achsschenkel |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS516806A (ja) * | 1974-07-09 | 1976-01-20 | Hitachi Funmatsu Yakin Kk | Taimamoseishoketsugokin |
| US4734130A (en) * | 1984-08-10 | 1988-03-29 | Allied Corporation | Method of producing rapidly solidified aluminum-transition metal-silicon alloys |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP3012186A patent/JPS62188739A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62188739A (ja) | 1987-08-18 |
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