JPH0621328B2

JPH0621328B2 - ホロー押出性にすぐれた押出材の製造法

Info

Publication number: JPH0621328B2
Application number: JP14788A
Authority: JP
Inventors: 照生宇野; 清一平野
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1988-01-05
Filing date: 1988-01-05
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH01177341A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ホロー押出性にすぐれた高比弾性係数を有す
る高力アルミニウム合金製の押出材の製造法に関する。

［従来の技術］現在主に使われている高力アルミニウム合金としては、
2××× 系（Ａｌ−Ｃｕ系）合金及び 7××× 系（Ａ
ｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）合金の２種類がある。この中、Ｃ
ｕ、Ｍｇ量の多い合金では熱間加工時の変形抵抗が高
く、かつホロー押出時の溶着性が悪い。したがって、ホ
ロー押出が実用化されているのは7NO1合金、7003合金等
の一部のＡｌ−Ａｎ−Ｍｇ系合金に限られている。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、前述のホロー押出に実用されている合金以外
の組成の合金で、ホロー押出性にすぐれた高比弾性係数
を有する高力アルミニウム合金をもってホロー押出材を
製造せんとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、Ｌｉ： 0.5〜4.0 ％、Ｃｕ： 0.2〜3.0 ％、
Ｍｇ： 0.2〜2.0 ％を必須成分として含み、あるいはさ
らにＺｒ：0.05〜0.30％、Ｃｒ： 0.05〜0.30％、Ｍ
ｎ： 0.05〜 1.0 ％、Ｖ：0.05〜0.30％のうちの１種以
上を含み、残りアルミニウムと不純物よりなる合金を鋳
造した後、 480〜550 ℃で２〜４８時間均質化処理し、
ついで 450〜550 ℃でホロー押出することを特徴とする
ホロー押出性にすぐれた押出材の製造法である。

ここにおいて合金組成の限定理由は下記のとおりであ
る。

Ｌｉ：Ｌｉは合金材の強度向上に効果がある。さらにＬ
ｉの添加で比重が減少し、弾性係数が増加することか
ら、合金材の低密度化、高弾性化にも効果的である。以
上の効果は、 1.5％未満ではなく、 4.0％より多いと鋳
造しにくく、また、均質化処理によっても鋳造時のミク
ロ偏析を取り除きにくいので、加工しにくく、ホロー押
出時の溶着性も劣る。さらに延性、靭性が低下する。

Ｃｕ、Ｍｇ：Ｃｕ、Ｍｇは共に合金材の強度向上に効果
がある。この効果は、下限未満では構造体としての強度
が得られず、また、上限を越えると変形抵抗が大きくな
り、ホロー押出がむずかしく、溶着性も劣る。

Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖ：これらは均質化処理時に微細な
金属間化合物として析出し、合金材の再結晶を抑制し、
微細な結晶粒を作るとともに、強度を向上させるため
に、単独もしくは複数で添加されることがある。ただ
し、これらの添加元素をその上限値より多く添加する
と、鋳造時に巨大な金属間化合物を晶出し、引き続いて
行われる塑性加工において欠陥となる。下限未満の場合
には、結晶粒微細化の効果が小さい。

上記必須成分の外に、本発明合金にはＳｉ、Ｆｅ等の不
純物が含まれる。また、鋳造組織の微細化を行うため、
Ｔｉ、Ｂ等を添加することがある。この効果はＴｉでは
0.005％より少ない場合には小さく、一方0.10％より多
く添加すると巨大な金属間化合物を晶出する。Ｂでは0.
02％より多く添加すると、同様に巨大化合物を晶出す
る。

又、製造上の条件の限定理由は下記のとおりである。

均質化処理：鋳造時にデンドライト間に晶出した濃化相
を溶入化させるために、 480℃以上にする必要がある。
しかしながら、550℃を越えると共晶融解しやすくなる
とともに、酸化も激しくなる。この効果は２時間未満で
は不十分であり、また、４８時間を越えても効果は向上
せず、工業的でない。

押出温度： 450℃未満では押出時の変形抵抗が大きくホ
ロー押出がむずかしい。また、 550℃を越えると押出材
の表面が荒れ、割れが入りやすくなり、健全な押出材が
得にくい。

［実施例］実施例１〜４並びに比較例１〜４第１表に示す合金をＡｒ雰囲気下において溶解、鋳造し
た。鋳塊の均質化処理を同表に示す条件のもとで行った
後、φ6″のビレットに外削した。次に本鋳塊を同表に
示す温度に予熱し、外周部の一辺40mm、肉厚 3.5mmの角
パイプにホロー押出した。これをソルトバス中で 520
℃、４０分間の溶体化処理の後、水冷し、ひずみ矯正の
後、 190℃、２４時間の時効処理を行ってＴ 6材とし
た。

第２表にホロー溶着性及び押出方向での引張試験結果を
示す。ホロー溶着性は溶着部断面のミクロ組織観察から
判定した。実施例Ｎｏ．１〜４ではホロー溶着性は良好
であり、またＴ 6材の引張強さσ_Ｂが45kgf/mm² 程度の
高強度材が得られている。これに対し比較例１ではホロ
ー溶着性は良好であるが、鋳塊均質化が不十分であるば
かりかＣｕ、Ｍｇ量が請求範囲の下限値未満のため強度
が低い。比較例２ではＭｇ量が請求範囲の上限を越えて
いるため、ホローの溶着が不十分であり、健全な押出材
でない。引張試験はしなかった。比較例３はＬｉ量が多
いため表面酸化が激しく、また、 550℃を越える温度で
の均質化処理のため鋳塊の一部に共晶融解も認められ、
健全な押出材を得ることができなかった。比較例４は押
出温度が低いため、ホロー溶着性が悪い。

実施例５〜９並びに比較例５〜８第３表に示す合金の押出材を実施例１と同様の工程で製
作し、評価した。

第４表にホロー溶着性及び押出方向での引張試験結果を
示す。実施例５〜９ではホロー溶着性は良好であり、ま
たＴ 6材の引張強さσ_Ｂが50kgf/mm² 程度の高強度材が
得られている。しかし比較例５ではＭｇ量が請求範囲の
下限値未満であるため、強度が低下している。

比較例６ではＬｉ量、比較例７ではＣｒ量及びＺｒ量が
それぞれ請求範囲の上限を越えたため健全な押出材が得
られなかった、比較例８では押出温度が低すぎたため、
変形抵抗が大きく、溶着部の健全なホロー押出材を得る
ことができなかった。

第５表には既存の JIS H 4100 7NO1合金（Al-4.5％Zn-
1.5％Mg-0.5％Mn）と実施例５〜９の中で最高強度の得
られた実施例７の合金について、比重、弾性係数を比較
したものである。本発明合金では比弾性係数が２割近く
増加しており、例えば二輪車等のフレーム材の薄肉化に
有効と思われる。

［発明の効果］本発明によれば、ホロー押出性にすぐれた高強度の形材
の製造が可能であり、例えば２輪車のフレーム等の製造
に最適である。又、Ｌｉの添加により比重が低下し、弾
性係数が増加するため、高比弾性係数の材料を得ること
が可能となる。したがって製品を薄肉化できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｌｉ： 1.5〜4.0 ％、Ｃｕ： 0.2〜3.0
％、Ｍｇ： 0.2〜2.0 ％を必須成分として含み、残りア
ルミニウムと不純物よりなる合金を鋳造した後、 480〜
550 ℃で２〜４８時間均質化処理し、ついで 450〜550
℃でホロー押出することを特徴とするホロー押出性にす
ぐれた押出材の製造法。
【請求項２】Ｌｉ： 1.5〜4.0 ％、Ｃｕ： 0.2〜3.0
％、Ｍｇ： 0.2〜2.0 ％を必須成分として含み、さらに
Ｚｒ： 0.05〜0.30％、Ｃｒ： 0.05〜0.30％、Ｍｎ：
0.05〜1.0 ％、Ｖ： 0.05〜0.30％のうちの１種以上を
含み、残りアルミニウムと不純物よりなる合金を鋳造し
た後、 480〜550 ℃で２〜４８時間均質化処理し、つい
で 450〜550 ℃でホロー押出することを特徴とするホロ
ー押出性にすぐれた押出材の製造法。