JPH06287671A - 押出用アルミニウム合金 - Google Patents
押出用アルミニウム合金Info
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- Extrusion Of Metal (AREA)
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Abstract
S6061合金に相当もしくはそれ以上の機械的性質を
有する合金を提供すること。 【構成】 Si0.2〜0.5%、Mg1.73〔S
i〕〜1.73〔Si〕+0.4%(但し、〔Si〕は
Siの含有量(重量%)を表わす)、Cu0.5〜1.
5%、Mn0.05〜0.2%含有し、不純物Feを
0.2%以下(以上重量%)に規制し、残部がAl及び
不可避不純物からなる押出用アルミニウム合金。
Description
押し出された高温の形材を強制的に空冷後、人工時効硬
化処理することにより、T6処理を施した中強度アルミ
ニウム合金に匹敵する強度を有する押出用アルミニウム
合金に関するものである。
を有し、かつ押出成形性及び耐食性も良好であるため、
一般に押出用中強度合金として広く使用されている。こ
れらの代表的な合金としては、Si0.4〜0.8%
(重量%、以下同じ)、Cu0.15〜0.4%、Mg
0.8〜1.2%、Cr0.04〜0.35%、残部A
l及び不可避不純物からなる組成を有するJIS606
1合金を挙げることができる。しかし、JIS6061
合金で代表されるAl合金は、焼き入れ感受性が高く、
熱間押出しプレスの際多量の水を用いて冷却せざるを得
ないため、押出材にネジレ、ソリ等が発生し易く、加工
性や生産歩留りに問題がある。
うに焼き入れ感受性の低い合金も存在し、押し出された
高温の形材を強制空冷と人工時効処理(T5処理)のみ
で処理することが可能な合金である。しかし、この種の
合金は、強度、靱性に難点があり、建築材等の構造材に
要求される6061合金程度の特性は有していない。
性面でメリットの高いT5処理で、JIS6061合金
に相当もしくはそれ以上の機械的性質を有する合金を提
供することにある。
成するため次の如き合金を提供する。即ち、Si0.2
〜0.5%、Mg1.73〔Si〕〜1.73〔Si〕
+0.4%(但し、〔Si〕はSiの含有量(重量%)
を表わす)、Cu0.5〜1.5%、Mn0.05〜
0.2%含有し、不純物Feを0.2%以下に規制し、
残部がAl及び不可避不純物からなる押出用アルミニウ
ム合金である。
の範囲を上記の通り限定した理由を説明する。 Si:Siは主に時効析出物β′−MgSiの析出硬化
で強度を付与するものである。一般に0.4%未満では
十分な強度が得られず、1.0%を越えると平衡相Mg
2 Siが晶出し、伸びを大きく低下させる。又理論Mg
2 Si量を越える過剰Siを含む合金は、押出性を良好
にし、引張強さ、耐力を上昇させる。しかし、粒界割れ
を生じ易くし、曲げ加工性、靱性、溶接性を低下させる
性質をもっている。一方、6061合金程度の理論Mg
2 Si量はプレス焼き入れ性を極端に損なう。そこでプ
レス焼き入れ性を考慮して理論Mg2 Si量を1.4%
までとし、それに相当するSi量を0.5%までとし
た。強度はSi量が0.4%以下では十分得られないが
後述するCuの金属間化合物で補うことができるので、
Si量の低限を0.2%とした。
効析出物β′−Mg2 Si及び後述のCuと結合した時
効析出物S′−CuMgAl2 との析出硬化により、強
度を付与するものである。しかし、一般に0.6%未満
では十分な強度が得られず、またSi量がMg2 Siを
形成するのに足る量が存在する場合、Mgを1.2%を
越えて添加すると、鋳造時に平衡相Mg2 Siが晶出物
として成長し、伸びの低下に見られるように成形性が大
きく低下するといわれている。一方、本発明合金はMg
2 Si量をJIS6063合金程度に抑え、その強度補
強をCuもしくは過剰のMgとCuを反応させたS′−
CuMgAl2 系の化合物で行おうとするものである。
さらに押出性も考慮しており、あまりこれらの化合物の
晶出量が多いと、その押し出し圧力を過大にする。従っ
て、Mg量はMg2 Siの形成に必要なSi量に応じて
1.73〔Si〕〜1.73〔Si〕+0.4%(但
し、〔Si〕はSiの含有量(重量%)を現す)にする
必要がある。
Mg2 Siの核生成を高めるが伸びや靱性の劣化にはつ
ながらないといわれている。本発明合金におけるCu
は、固溶S′−CuMgAl2 またはAl−Cu系の化
合物等で合金の機械的性質を強化することにある。一
方、Cu自体は0.5%未満では十分な強度が得られ
ず、また1.5%を越えると押出圧力を急激に増加さ
せ、耐腐食性も劣化する。従って、Cuの添加量は0.
5〜1.5%とした。
lとサブミクロンサイズの金属間化合物を生成し、低
角、高角粒界をピンニングすることにより、再結晶を防
止したり、Siの粒界析出を防止したりして、機械的性
質を向上させる。またこの元素は、Al−Fe−Si系
合金の均熱化処理中、機械的性質に負の効果を及ぼすβ
−AlFeSiからより好ましいα−AlFeSi相へ
の変態を加速させるともいわれている。Cr、Zr等の
遷移元素も同様の効果を示すと考えられるが、Mnを含
めてこれらの元素の負の効果は焼き入れ感受性を敏感に
し、人工時効後の機械的性質が十分に得られないという
結果をもたらすことである。この負の効果は、Mnの方
がCrやZrに比べて非常に小さく、T5処理において
はMnの方が有利となる。この焼き入れ性への影響は、
Mnが0.2%までは押出直後の強制空冷においてさほ
ど大きくない。一方、0.05%未満の添加では上記効
果が十分に得られない。従って、本発明合金においては
Mnを採用し、その量を0.05〜2.0%とした。
に含有されるもので、Al−Fe−SiやAl−Fe−
Cu等の晶出物を形成し、含有量と共に粗大化し機械的
性質に悪影響を及ぼす。従って、本来厳しく制限される
べきであるが、製造上のコスト的問題と品質の維持から
0.2%以下に妥協される。
の鋳造組織微細化を目的として、Ti0.2%以下及び
B0.01%以下のうちの1種または2種含有させて
も、上記特性は何ら損なわれるものではない。
調整した溶湯を、半連続鋳造法等によりビレットに鋳造
し、このビレットを500〜580℃の温度で1〜10
時間保持の条件で均質化処理を施して、Mn系金属間化
合物を微細に分散析出させると共に、Mg、Si、Cu
を固溶させ、更にその後の強制冷却によってMg−Si
系及びAl−Cu、Al−Mg−Cu系金属間化合物を
一部析出させた組織とし、ついでこのビレットを450
〜520℃の温度で加熱し、一部析出の上記金属間化合
物を固溶させた状態で押出成形した後、該押出材をエア
ーで強制空冷することによって焼き入れし、Mg、S
i、Cuを再固溶させ、最終的に160〜200℃の温
度で2〜24時間保持することによってMg−Si系及
びAl−Cu、Al−Mg−Cu系金属間化合物が微細
にして均一に分散析出した組織とすることからなる主要
工程により製造することができる。
の溶解法により表1に示す成分組成をもった溶湯を調整
し、ついで半連続鋳造により直径177mmのビレットに
鋳造した後、570℃の温度で4時間保持という条件で
均質化熱処理を施すことによって、本発明合金1〜8を
製造した。比較のため、従来合金6N01(JIS)相
当の合金及び6N01合金にMn0.1%、Cu0.5
%添加した、理論Mg2 Si量より過剰にSiを含有し
た合金も製造した。また、表1には6N01、6061
のJIS成分規格範囲も示している。
2.9mmの板に押出し、ファン冷却により冷却速度5℃
/secで強制冷却後、表2に示す時効条件で人工時効
した。これらの試料よりJIS7号試験片を切り出し、
引張強さ、耐力、伸びを測定した。その結果を表2に示
す。
金の所定の範囲成分の合金は、同試験の6N01合金相
当のもの及び6N01のJISの標準的機械的性質より
優れていることが判る。また引張強さにおいては、60
61の標準的性質より優れていることも判る。耐力にお
いて、僅かに劣っているものも見られるが、その伸びに
おいては優れており、靱性が高いことが判る。理論Mg
2 Si量より過剰にSi及びCuを高めに含有した合金
は、本比較例で示すように、非常に高い引張強さ、耐力
を示す。しかし表2からも判るように伸びが低く、本発
明合金と比較すると脆い性質を有している。
ば、T5処理により、従来の代表的Al−Mg−Si系
合金である6061合金以上もしくはそれ相当の機械的
性質及び加工性を有する合金が得られ、靱性を必要とす
る構造材等として、従来T5材の課題である機械的性質
の低さとT6材の課題である生産性の低さの双方を克服
することが可能である。
Claims (1)
- 【請求項1】 Si0.2〜0.5%、Mg1.73
〔Si〕〜1.73〔Si〕+0.4%(但し、〔S
i〕はSiの含有量(重量%)を表わす)、Cu0.5
〜1.5%、Mn0.05〜0.2%含有し、不純物F
eを0.2%以下(以上重量%)に規制し、残部がAl
及び不可避不純物からなることを特徴とする押出用アル
ミニウム合金。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP09723493A JP3414436B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 押出用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09723493A JP3414436B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 押出用アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287671A true JPH06287671A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3414436B2 JP3414436B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=14186936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09723493A Expired - Lifetime JP3414436B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 押出用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3414436B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997011203A1 (en) * | 1995-09-19 | 1997-03-27 | Alcan International Limited | Precipitation-hardened aluminum alloys for automotive structural applications |
| CN113684405A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-23 | 河南中多铝镁新材有限公司 | 一种铝合金铸棒的制备工艺 |
| WO2025211208A1 (ja) * | 2024-04-02 | 2025-10-09 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金押出材 |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP09723493A patent/JP3414436B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113684405A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-11-23 | 河南中多铝镁新材有限公司 | 一种铝合金铸棒的制备工艺 |
| WO2025211208A1 (ja) * | 2024-04-02 | 2025-10-09 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金押出材 |
| JP2025156922A (ja) * | 2024-04-02 | 2025-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金押出材 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3414436B2 (ja) | 2003-06-09 |
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