JPH059683A - 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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- JPH059683A JPH059683A JP19586791A JP19586791A JPH059683A JP H059683 A JPH059683 A JP H059683A JP 19586791 A JP19586791 A JP 19586791A JP 19586791 A JP19586791 A JP 19586791A JP H059683 A JPH059683 A JP H059683A
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Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軟質材を予備成形加工し溶体化及び焼入し、
その後最終成形加工した際に肌荒れを生じない成形性に
優れたアルミニウム合金の製造方法を提供する。 【構成】 Ｃｕ４．０〜７．０wt％、Ｍｎ０．１〜０．
６wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０５〜０．
３wt％、Ｔｉ０．０１〜０．１５wt％、Ａｇ０．０２〜
０．５wt％を含有し、残部がアルミニウムと不可避不純
物とからなるアルミニウム合金鋳塊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℃に
て加熱保持して溶体化処理した後、室温以下の温度まで
冷却した後、１２０〜２００℃にて析出処理を施し、次
いで２０〜７５％の加工を施した後、更に３６０〜５０
０℃にて軟化処理を施し、軟化処理後の最大結晶粒径を
５０μｍ以下とす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。
その後最終成形加工した際に肌荒れを生じない成形性に
優れたアルミニウム合金の製造方法を提供する。 【構成】 Ｃｕ４．０〜７．０wt％、Ｍｎ０．１〜０．
６wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０５〜０．
３wt％、Ｔｉ０．０１〜０．１５wt％、Ａｇ０．０２〜
０．５wt％を含有し、残部がアルミニウムと不可避不純
物とからなるアルミニウム合金鋳塊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℃に
て加熱保持して溶体化処理した後、室温以下の温度まで
冷却した後、１２０〜２００℃にて析出処理を施し、次
いで２０〜７５％の加工を施した後、更に３６０〜５０
０℃にて軟化処理を施し、軟化処理後の最大結晶粒径を
５０μｍ以下とす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】本発明は成形加工用のアルミニウ
ム合金の製造方法に関するものであり、特に従来の２０
００系合金で代表されるＣｕ、Ｍｎ等を含有するアルミ
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。
ム合金の製造方法に関するものであり、特に従来の２０
００系合金で代表されるＣｕ、Ｍｎ等を含有するアルミ
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】従来成形加工用のアルミニウム合金、例
えばＪＩＳ２０２４等の合金は強度が高いことから航空
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。
えばＪＩＳ２０２４等の合金は強度が高いことから航空
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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来これらの合金の軟
質材で１〜２０％程度の予備成形加工を受けた場合は、
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。
質材で１〜２０％程度の予備成形加工を受けた場合は、
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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
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。
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。
【０００５】即ち本発明は、Ｃｕ４．０〜７．０wt％、
Ｍｎ０．１〜０．６wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｚ
ｒ０．０５〜０．３wt％、Ｔｉ０．０１〜０．１５wt
％、Ａｇ０．０２〜０．５wt％を含有し、残部がアルミ
ニウムと不可避不純物とからなるアルミニウム合金鋳塊
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℃にて加熱保持して溶体化処理した後、
室温以下の温度まで冷却した後、１２０〜２００℃にて
析出処理を施し、次いで２０〜７５％の加工を施した
後、更に３６０〜５００℃にて軟化処理を施し、軟化処
理後の最大結晶粒径を５０μｍ以下とすることを特徴と
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。
Ｍｎ０．１〜０．６wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｚ
ｒ０．０５〜０．３wt％、Ｔｉ０．０１〜０．１５wt
％、Ａｇ０．０２〜０．５wt％を含有し、残部がアルミ
ニウムと不可避不純物とからなるアルミニウム合金鋳塊
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℃にて加熱保持して溶体化処理した後、
室温以下の温度まで冷却した後、１２０〜２００℃にて
析出処理を施し、次いで２０〜７５％の加工を施した
後、更に３６０〜５００℃にて軟化処理を施し、軟化処
理後の最大結晶粒径を５０μｍ以下とすることを特徴と
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。
【０００６】
【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は強度向上の
ために添加するが、その含有量を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％を超えるとＣｕ系金属間化合物が析出し、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
下させるためである。Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉは結晶粒微細化
のために添加するが、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、また上限を超えると冷間圧延性及び
成形加工性を低下させるためである。Ｖは耐熱性の向上
のために添加するが、その含有量を０．０１〜０．２wt
％と限定したのは、０．０１wt％未満では耐熱性向上の
効果が得られず０．２wt％を超えると冷間圧延性及び成
形加工性を低下させるためである。Ａｇは結晶粒を微細
かつ均一に析出させるために添加するが、その含有量を
０．０２〜０．５wt％と限定したのは、０．０２wt％未
満では微細で均一な析出物を形成する効果が低く、０．
５wt％を超えるとその効果は飽和してしまうためであ
る。
たのは、次の理由によるものである。Ｃｕは強度向上の
ために添加するが、その含有量を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％を超えるとＣｕ系金属間化合物が析出し、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
下させるためである。Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉは結晶粒微細化
のために添加するが、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、また上限を超えると冷間圧延性及び
成形加工性を低下させるためである。Ｖは耐熱性の向上
のために添加するが、その含有量を０．０１〜０．２wt
％と限定したのは、０．０１wt％未満では耐熱性向上の
効果が得られず０．２wt％を超えると冷間圧延性及び成
形加工性を低下させるためである。Ａｇは結晶粒を微細
かつ均一に析出させるために添加するが、その含有量を
０．０２〜０．５wt％と限定したのは、０．０２wt％未
満では微細で均一な析出物を形成する効果が低く、０．
５wt％を超えるとその効果は飽和してしまうためであ
る。
【０００７】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後、４７０〜５５０℃に
て加熱保持して溶体化処理した後、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℃を超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。次に１２０〜２００℃にて析出処理を施すの
は、前述のＧ．Ｐ相もしくはθ′中間相の析出を促進す
る為である。１２０℃未満では析出が促進されず、２０
０℃を超えると析出相の相変態が起こり好ましくない。
なおこの時の保持時間は４０時間以下が望ましい。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％を超えると転位の
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
超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。次に軟化処理後の最大結晶粒径を５
０μｍ以下と限定したのは、５０μｍを超えると最終成
形後の肌荒れ防止に効果が現れない為である。
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後、４７０〜５５０℃に
て加熱保持して溶体化処理した後、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℃を超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。次に１２０〜２００℃にて析出処理を施すの
は、前述のＧ．Ｐ相もしくはθ′中間相の析出を促進す
る為である。１２０℃未満では析出が促進されず、２０
０℃を超えると析出相の相変態が起こり好ましくない。
なおこの時の保持時間は４０時間以下が望ましい。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％を超えると転位の
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
超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。次に軟化処理後の最大結晶粒径を５
０μｍ以下と限定したのは、５０μｍを超えると最終成
形後の肌荒れ防止に効果が現れない為である。
【０００８】
【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に示す本発明製造方法、比較製造方法によ
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．の加熱速度にて加熱
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
いてその性能を試験する為に、表３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℃×１hr．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に示す本発明製造方法、比較製造方法によ
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．の加熱速度にて加熱
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
いてその性能を試験する為に、表３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℃×１hr．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。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
【表３】
【００１２】表３から明らかなように本発明材No．１〜
８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。これに対し、製造条件が本発明法
の範囲外の比較法で製造した比較材No．９〜１２は軟化
処理後の最大結晶粒径が大きく最終成形加工後に肌荒れ
または割れが発生した。また従来法によって製造した従
来材には最終成形加工後に肌荒れが生じた。
８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。これに対し、製造条件が本発明法
の範囲外の比較法で製造した比較材No．９〜１２は軟化
処理後の最大結晶粒径が大きく最終成形加工後に肌荒れ
または割れが発生した。また従来法によって製造した従
来材には最終成形加工後に肌荒れが生じた。
【００１３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、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性に優れたアル
ミニウム合金の製造が可能であり工業上顕著な効果を奏
するものである。
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性に優れたアル
ミニウム合金の製造が可能であり工業上顕著な効果を奏
するものである。
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％、Ａｇ０．０
２〜０．５wt％を含有し、残部がアルミニウムと不可避
不純物とからなるアルミニウム合金鋳塊を均質化処理後
熱間圧延および冷間圧延を施し、次いで４７０〜５５０
℃にて加熱保持して溶体化処理した後、室温以下の温度
まで冷却した後、１２０〜２００℃にて析出処理を施
し、次いで２０〜７５％の加工を施した後、更に３６０
〜５００℃にて軟化処理を施し、軟化処理後の最大結晶
粒径を５０μｍ以下とす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 |
|---|---|---|---|
| JP19586791A JPH059683A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP19586791A JPH059683A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 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 |
|---|---|
| JPH059683A true JPH059683A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16348311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19586791A Pending JPH059683A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 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) | JPH059683A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP19586791A patent/JPH059683A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
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