JPH0517858A - 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法 - Google Patents
成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法Info
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- JPH0517858A JPH0517858A JP19864291A JP19864291A JPH0517858A JP H0517858 A JPH0517858 A JP H0517858A JP 19864291 A JP19864291 A JP 19864291A JP 19864291 A JP19864291 A JP 19864291A JP H0517858 A JPH0517858 A JP H0517858A
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- Japan
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- aluminum alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 航空機用材料、構造用材料等として使用され
る成形用高力アルミニウム合金の最終成形加工後も均一
微細な結晶粒を有し、肌荒れの発生しないアルミニウム
合金が得られる。 【構成】 Ｃｕ４．０〜７．０wt％、Ｍｎ０．１〜０．
６wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０５〜０．
３wt％、Ｔｉ０．０１〜０．１５wt％を必須元素として
含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる
アルミニウム合金を均質化処理後熱間圧延および冷間圧
延を施し、次いで４７０〜５５０℃で加熱保持後、室温
以下の温度まで冷却した後、次いで２０〜７５％の加工
を施し、更に３６０〜５００℃で軟化処理を施し、その
時の最大結晶粒径が５０μｍ以下であることを特徴とす
る成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法。
る成形用高力アルミニウム合金の最終成形加工後も均一
微細な結晶粒を有し、肌荒れの発生しないアルミニウム
合金が得られる。 【構成】 Ｃｕ４．０〜７．０wt％、Ｍｎ０．１〜０．
６wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０５〜０．
３wt％、Ｔｉ０．０１〜０．１５wt％を必須元素として
含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる
アルミニウム合金を均質化処理後熱間圧延および冷間圧
延を施し、次いで４７０〜５５０℃で加熱保持後、室温
以下の温度まで冷却した後、次いで２０〜７５％の加工
を施し、更に３６０〜５００℃で軟化処理を施し、その
時の最大結晶粒径が５０μｍ以下であることを特徴とす
る成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は成形用高力アルミニウム
合金の製造方法に関するものであり、特に従来の２００
０系合金で代表されるＣｕ、Ｍｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉを含
有するアルミニウム合金において軟化処理後成形加工を
施しても、肌荒れを生じることのないアルミニウム合金
の製造方法に関するものである。
合金の製造方法に関するものであり、特に従来の２００
０系合金で代表されるＣｕ、Ｍｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉを含
有するアルミニウム合金において軟化処理後成形加工を
施しても、肌荒れを生じることのないアルミニウム合金
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来成形用アルミニウム合
金、例えば２０２４等の合金は航空機用材料又はその他
の構造用材料として大量に使用されており、通常軟質材
にて予備成形加工を施し、次いで溶体化及び焼入れを行
い、焼入れ直後の強度の低い短時間の間に最終成形加工
を行った後、時効処理を施して高強度のアルミニウム合
金とする製造工程が実施されている。従来の軟質材で１
〜２０％程度の予備成形加工を受けた部分は、その後の
溶体化、焼き入れ等の工程において著しく粗大な再結晶
組織となり、最終成形加工において表面に肌荒れ或いは
微少な割れが発生しアルミニウム製品としての性能を低
下させる原因となるものであった。
金、例えば２０２４等の合金は航空機用材料又はその他
の構造用材料として大量に使用されており、通常軟質材
にて予備成形加工を施し、次いで溶体化及び焼入れを行
い、焼入れ直後の強度の低い短時間の間に最終成形加工
を行った後、時効処理を施して高強度のアルミニウム合
金とする製造工程が実施されている。従来の軟質材で１
〜２０％程度の予備成形加工を受けた部分は、その後の
溶体化、焼き入れ等の工程において著しく粗大な再結晶
組織となり、最終成形加工において表面に肌荒れ或いは
微少な割れが発生しアルミニウム製品としての性能を低
下させる原因となるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
問題点を解決し、板材、管材及び棒材などの軟質材に施
される圧延、抽伸、スウェージ、冷間鍛造などにおける
全ての冷間加工後に於いて再結晶粒が粗大とならず且つ
最終成形加工後も均一微細な結晶粒を有し、肌荒れの生
じない成形加工性に優れたアルミニウム合金の製造方法
を開発したものである。
問題点を解決し、板材、管材及び棒材などの軟質材に施
される圧延、抽伸、スウェージ、冷間鍛造などにおける
全ての冷間加工後に於いて再結晶粒が粗大とならず且つ
最終成形加工後も均一微細な結晶粒を有し、肌荒れの生
じない成形加工性に優れたアルミニウム合金の製造方法
を開発したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃｕ４．０〜
７．０wt％、Ｍｎ０．１〜０．６wt％、Ｖ０．０１〜
０．２wt％、Ｚｒ０．０５〜０．３wt％、Ｔｉ０．０１
〜０．１５wt％を必須元素として含有し、残部がアルミ
ニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を均
質化処理後熱間圧延および冷間圧延を施し、次いで４７
０〜５５０℃で加熱保持後、室温以下の温度まで冷却し
た後、次いで２０〜７５％の加工を施し、更に３６０〜
５００℃で軟化処理を施し、その時の最大結晶粒径が５
０μｍ以下であることを特徴とする成形性に優れたアル
ミニウム合金の製造方法である。
７．０wt％、Ｍｎ０．１〜０．６wt％、Ｖ０．０１〜
０．２wt％、Ｚｒ０．０５〜０．３wt％、Ｔｉ０．０１
〜０．１５wt％を必須元素として含有し、残部がアルミ
ニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を均
質化処理後熱間圧延および冷間圧延を施し、次いで４７
０〜５５０℃で加熱保持後、室温以下の温度まで冷却し
た後、次いで２０〜７５％の加工を施し、更に３６０〜
５００℃で軟化処理を施し、その時の最大結晶粒径が５
０μｍ以下であることを特徴とする成形性に優れたアル
ミニウム合金の製造方法である。
【０００５】
【作用】本発明において、合金組成を上記の如く限定し
たのは、次の理由によるものである。Ｃｕの含有量を
４．０〜７．０wt％と限定したのは、４．０wt％未満で
は成形加工後、溶体化処理及び時効処理を行っても十分
な強度が得られず、７．０wt％を越えるとＣｕ系金属間
化合物が折出し、靱性を低下するばかりか、冷間圧延性
及び成形加工性を低下させる為好ましくない。Ｍｎの含
有量を０．１〜０．６wt％、Ｚｒの含有量を０．０５〜
０．３wt％及びＴｉの含有量を０．０１〜０．１５wt％
と限定したのは、それぞれ下限未満では結晶粒が微細化
せず、成形加工性が改善されない為であり、また上限を
越えると冷間圧延性及び成形加工性を低下させる為好ま
しくない。Ｖの含有量を０．０１〜０．２wt％と限定し
たのは、０．０１wt％未満では耐熱性の効果が得られず
０．２wt％を越えると冷間圧延性及び成形加工性を低下
させる為好ましくない。次に製造方法を上記の如く限定
したのは、以下の理由によるものである。先ず常法によ
って均質化処理、熱間圧延および冷間圧延を施した後、
４７０〜５５０℃にて加熱保持後、室温以下の温度まで
冷却するのは、溶質元素をマトリックスに固溶させる
か、又はその後Ｇ．Ｐ相もしくはθ′中間相が析出した
状態にする為である。４７０℃未満では十分に固溶する
ことができず、又５５０℃を越えると共晶溶融が起こり
好ましくない。なおこの時の保持時間は数分程度で良い
が、できれば十分な時間の保持が望ましい。又冷却速度
は０．６℃／min.以上が良く、できれば水焼き入れが望
ましい。
たのは、次の理由によるものである。Ｃｕの含有量を
４．０〜７．０wt％と限定したのは、４．０wt％未満で
は成形加工後、溶体化処理及び時効処理を行っても十分
な強度が得られず、７．０wt％を越えるとＣｕ系金属間
化合物が折出し、靱性を低下するばかりか、冷間圧延性
及び成形加工性を低下させる為好ましくない。Ｍｎの含
有量を０．１〜０．６wt％、Ｚｒの含有量を０．０５〜
０．３wt％及びＴｉの含有量を０．０１〜０．１５wt％
と限定したのは、それぞれ下限未満では結晶粒が微細化
せず、成形加工性が改善されない為であり、また上限を
越えると冷間圧延性及び成形加工性を低下させる為好ま
しくない。Ｖの含有量を０．０１〜０．２wt％と限定し
たのは、０．０１wt％未満では耐熱性の効果が得られず
０．２wt％を越えると冷間圧延性及び成形加工性を低下
させる為好ましくない。次に製造方法を上記の如く限定
したのは、以下の理由によるものである。先ず常法によ
って均質化処理、熱間圧延および冷間圧延を施した後、
４７０〜５５０℃にて加熱保持後、室温以下の温度まで
冷却するのは、溶質元素をマトリックスに固溶させる
か、又はその後Ｇ．Ｐ相もしくはθ′中間相が析出した
状態にする為である。４７０℃未満では十分に固溶する
ことができず、又５５０℃を越えると共晶溶融が起こり
好ましくない。なおこの時の保持時間は数分程度で良い
が、できれば十分な時間の保持が望ましい。又冷却速度
は０．６℃／min.以上が良く、できれば水焼き入れが望
ましい。
【０００６】次に２０〜７５％の加工を施すのは、微細
再結晶粒を得る為に必要な適度の量の転位を導入させる
為である。２０％未満では転位の量が少なく、又７５％
を越えると転位の量が多くなり何れも再結晶粒が大きく
なるので好ましくない。次に３６０〜５００℃にて軟化
処理を施すのは、加工で導入された転位を微細均一なセ
ル組織として分布させ、それを核として微細な再結晶組
織を得る為である。３６０℃未満では十分に軟化され
ず、又５００℃を越えると結晶粒が著しく成長する為好
ましくない。なおこの時の加熱速度は４０℃／hr. 以上
が望ましい。又保持時間は、高温側では数分〜数時間で
よく低温側でも６時間程度迄の保持時間で十分である。
更に軟化後の冷却は徐冷が望ましい。次に軟化後の最大
結晶粒径を５０μｍ以下と限定したのは、５０μｍを越
えると最終成形後の肌荒れ防止に効果が現れない為であ
る。
再結晶粒を得る為に必要な適度の量の転位を導入させる
為である。２０％未満では転位の量が少なく、又７５％
を越えると転位の量が多くなり何れも再結晶粒が大きく
なるので好ましくない。次に３６０〜５００℃にて軟化
処理を施すのは、加工で導入された転位を微細均一なセ
ル組織として分布させ、それを核として微細な再結晶組
織を得る為である。３６０℃未満では十分に軟化され
ず、又５００℃を越えると結晶粒が著しく成長する為好
ましくない。なおこの時の加熱速度は４０℃／hr. 以上
が望ましい。又保持時間は、高温側では数分〜数時間で
よく低温側でも６時間程度迄の保持時間で十分である。
更に軟化後の冷却は徐冷が望ましい。次に軟化後の最大
結晶粒径を５０μｍ以下と限定したのは、５０μｍを越
えると最終成形後の肌荒れ防止に効果が現れない為であ
る。
【０００７】
【実施例】表１に示す組成の合金を通常の溶製法により
鋳造し、面削後、４９０℃で２４時間均質化処理してか
ら熱間圧延、冷間圧延を経て、厚さ２mmの板材とした。
この板材を表２に示す本発明法、比較法による処理条件
及び従来の焼鈍処理によりそれぞれ処理を行って試料を
得た。なお何れの場合も溶体化処理後は室温迄水冷し、
軟化処理は８０℃／hr. にて加熱後、２５０℃迄２５℃
／hr. の冷却速度で徐冷した。この軟化後の最大結晶粒
は、画像解析装置を用いて測定した。この様にして得た
本発明材、比較材及び従来材についてその性能を試みる
為に、表３，４に示す０〜２０％の予備成形加工（Ｌ方
向引張）を行い、次に溶体化焼入れ処理（５００℃×１
hr. 水冷）を実施後直ちに最終成形加工（２〜１０％Ｌ
方向引張）を行って肌荒れの有無を確認した。
鋳造し、面削後、４９０℃で２４時間均質化処理してか
ら熱間圧延、冷間圧延を経て、厚さ２mmの板材とした。
この板材を表２に示す本発明法、比較法による処理条件
及び従来の焼鈍処理によりそれぞれ処理を行って試料を
得た。なお何れの場合も溶体化処理後は室温迄水冷し、
軟化処理は８０℃／hr. にて加熱後、２５０℃迄２５℃
／hr. の冷却速度で徐冷した。この軟化後の最大結晶粒
は、画像解析装置を用いて測定した。この様にして得た
本発明材、比較材及び従来材についてその性能を試みる
為に、表３，４に示す０〜２０％の予備成形加工（Ｌ方
向引張）を行い、次に溶体化焼入れ処理（５００℃×１
hr. 水冷）を実施後直ちに最終成形加工（２〜１０％Ｌ
方向引張）を行って肌荒れの有無を確認した。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】
【表３】
【００１１】
【表４】
【００１２】表３，４から明らかなように本発明材は、
軟化処理後の最大結晶粒の大きさが微細であり且つ予備
成形加工率が異なっても最終成形加工後の肌荒れは認め
られなかった。
軟化処理後の最大結晶粒の大きさが微細であり且つ予備
成形加工率が異なっても最終成形加工後の肌荒れは認め
られなかった。
【００１３】
【発明の効果】このように本発明方法によれば、軟化処
理材で予備成形加工をうけた部分は、後工程で溶体化焼
入れ処理を行っても均一微細な再結晶組織を有し、最終
成形加工後も肌荒れを発生しない成形加工性に優れたア
ルミニウム合金の製造が可能である。
理材で予備成形加工をうけた部分は、後工程で溶体化焼
入れ処理を行っても均一微細な再結晶組織を有し、最終
成形加工後も肌荒れを発生しない成形加工性に優れたア
ルミニウム合金の製造が可能である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ｃｕ４．０〜７．０wt％、Ｍｎ０．１〜
０．６wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０５〜
０．３wt％、Ｔｉ０．０１〜０．１５wt％を必須元素と
して含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物から
なるアルミニウム合金を均質化処理後熱間圧延および冷
間圧延を施し、次いで４７０〜５５０℃で加熱保持後、
室温以下の温度まで冷却した後、次いで２０〜７５％の
加工を施し、更に３６０〜５００℃で軟化処理を施し、
その時の最大結晶粒径が５０μｍ以下であることを特徴
とする成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19864291A JPH0517858A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19864291A JPH0517858A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517858A true JPH0517858A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16394610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19864291A Pending JPH0517858A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 成形性に優れたアルミニウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517858A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008072972A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Hydro Aluminium As | Aluminium casting alloy, method for the manufacture of a casting and cast component for combustion engines |
| CN110284086A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-09-27 | 中国船舶重工集团公司第十二研究所 | 一种消除铸造铝铜锰合金中结晶相偏析的方法 |
| CN111020319A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-17 | 南昌航空大学 | 一种高强铝铜系合金增材制造专用丝材及其制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP19864291A patent/JPH0517858A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008072972A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Hydro Aluminium As | Aluminium casting alloy, method for the manufacture of a casting and cast component for combustion engines |
| EP2097551A4 (en) * | 2006-12-13 | 2010-09-22 | Hydro Aluminium As | ALUMINUM ALLOY ALLOY, METHOD FOR PRODUCING A CAST PART AND CASTING COMPONENT FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
| CN110284086A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-09-27 | 中国船舶重工集团公司第十二研究所 | 一种消除铸造铝铜锰合金中结晶相偏析的方法 |
| CN111020319A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-17 | 南昌航空大学 | 一种高强铝铜系合金增材制造专用丝材及其制备方法和应用 |
| CN111020319B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-10-08 | 南昌航空大学 | 一种高强铝铜系合金增材制造专用丝材及其制备方法和应用 |
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