JPH0819509B2 - 高強度アルミニウム合金の製造方法 - Google Patents
高強度アルミニウム合金の製造方法Info
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- JPH0819509B2 JPH0819509B2 JP21580191A JP21580191A JPH0819509B2 JP H0819509 B2 JPH0819509 B2 JP H0819509B2 JP 21580191 A JP21580191 A JP 21580191A JP 21580191 A JP21580191 A JP 21580191A JP H0819509 B2 JPH0819509 B2 JP H0819509B2
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度アルミニウム合
金の製造方法に関するものであり、詳しくは、塑性加工
が可能であり、且つ、常温および高温において優れた強
度特性を有する高強度アルミニウム合金の製造方法に関
するものである。
金の製造方法に関するものであり、詳しくは、塑性加工
が可能であり、且つ、常温および高温において優れた強
度特性を有する高強度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】従来より、高温においても高強度を発揮
するアルミニウム合金としては、各種の合金が提案され
ている。例えば、Ａｌ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金（特開昭６２
−２３０９４３号公報）、Ａｌ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｍｇ系合
金（特開昭６３−２５０４３８号公報、同６３−２７４
７３５号公報）等が知られている。上記の各アルミニウ
ム合金は、塑性加工性が十分ではなく鋳造用合金として
使用されており、また、強度についても改善の余地があ
る。
するアルミニウム合金としては、各種の合金が提案され
ている。例えば、Ａｌ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金（特開昭６２
−２３０９４３号公報）、Ａｌ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｍｇ系合
金（特開昭６３−２５０４３８号公報、同６３−２７４
７３５号公報）等が知られている。上記の各アルミニウ
ム合金は、塑性加工性が十分ではなく鋳造用合金として
使用されており、また、強度についても改善の余地があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実状に
鑑みなされたものであり、その目的は、塑性加工が可能
であり、且つ、常温および高温において優れた強度特性
を有する高強度アルミニウム合金の製造方法を提供する
ことにある。
鑑みなされたものであり、その目的は、塑性加工が可能
であり、且つ、常温および高温において優れた強度特性
を有する高強度アルミニウム合金の製造方法を提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、Ｎｉ：３〜１０％、Ｔｉ：０．００２〜０．５％及
びＭｎ：０．３〜３％、Ｃｒ：０．０３〜１％、Ｚｒ：
０．０３〜１％、Ｖ：０．０３〜０．７％、Ｃｏ：０．
０３〜１％の１種または２種以上（２種以上の場合は合
計で０．０３〜３％）及びＭｇ：０．０３〜３％、Ｃ
ｕ：０．０３〜３％の１種または２種（２種の場合は合
計で０．０３〜３％）を含有し、残部がアルミニウム及
び不可避の不純物より成る合金を２０℃／秒以上の冷却
速度で鋳造した後、加工率１０％以上の条件下に１５０
〜３５０℃の温度の温間塑性加工を施すことを特徴とす
る高強度アルミニウム合金の製造方法に存する。
は、Ｎｉ：３〜１０％、Ｔｉ：０．００２〜０．５％及
びＭｎ：０．３〜３％、Ｃｒ：０．０３〜１％、Ｚｒ：
０．０３〜１％、Ｖ：０．０３〜０．７％、Ｃｏ：０．
０３〜１％の１種または２種以上（２種以上の場合は合
計で０．０３〜３％）及びＭｇ：０．０３〜３％、Ｃ
ｕ：０．０３〜３％の１種または２種（２種の場合は合
計で０．０３〜３％）を含有し、残部がアルミニウム及
び不可避の不純物より成る合金を２０℃／秒以上の冷却
速度で鋳造した後、加工率１０％以上の条件下に１５０
〜３５０℃の温度の温間塑性加工を施すことを特徴とす
る高強度アルミニウム合金の製造方法に存する。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。先ず、本
発明における合金組成について説明する。本発明におい
ては、アルミニウムに所定の金属元素を所定量配合溶解
し、Ｎｉ：３〜１０％、Ｔｉ：０．００２〜０．５％及
びＭｎ：０．３〜３％、Ｃｒ：０．０３〜１％、Ｚｒ：
０．０３〜１％、Ｖ：０．０３〜０．７％、Ｃｏ：０．
０３〜１％の１種または２種以上（２種以上の場合は合
計で０．０３〜３％）及びＭｇ：０．０３〜３％、Ｃ
ｕ：０．０３〜３％の１種または２種（２種の場合は合
計で０．０３〜３％）を含有し、残部がアルミニウム及
び不可避の不純物より成る溶融合金を得る。
発明における合金組成について説明する。本発明におい
ては、アルミニウムに所定の金属元素を所定量配合溶解
し、Ｎｉ：３〜１０％、Ｔｉ：０．００２〜０．５％及
びＭｎ：０．３〜３％、Ｃｒ：０．０３〜１％、Ｚｒ：
０．０３〜１％、Ｖ：０．０３〜０．７％、Ｃｏ：０．
０３〜１％の１種または２種以上（２種以上の場合は合
計で０．０３〜３％）及びＭｇ：０．０３〜３％、Ｃ
ｕ：０．０３〜３％の１種または２種（２種の場合は合
計で０．０３〜３％）を含有し、残部がアルミニウム及
び不可避の不純物より成る溶融合金を得る。
【０００６】上記の組成において、各成分の作用効果
は、前述の特開昭６２−２３０９４３号における合金の
場合と同様であるが、Ｎｉ、Ｍｇ及びＣｕは一般的に強
度の向上を図り、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ及びＣｏ
は、再結晶を防止して強度の向上と靭性の向上を図り、
また、Ｔｉは結晶粒を微細化して靭性の向上効果を図る
作用効果を有する。そして、上記の組成において、各成
分の使用量が上記範囲よりも少ない場合は十分な強度が
発現されず、上記範囲より多い場合は強度の増加が小さ
く却って塑性加工性が悪くなる。
は、前述の特開昭６２−２３０９４３号における合金の
場合と同様であるが、Ｎｉ、Ｍｇ及びＣｕは一般的に強
度の向上を図り、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ及びＣｏ
は、再結晶を防止して強度の向上と靭性の向上を図り、
また、Ｔｉは結晶粒を微細化して靭性の向上効果を図る
作用効果を有する。そして、上記の組成において、各成
分の使用量が上記範囲よりも少ない場合は十分な強度が
発現されず、上記範囲より多い場合は強度の増加が小さ
く却って塑性加工性が悪くなる。
【０００７】本発明において、特に好ましい合金組成
は、Ｎｉ：５〜７％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％及びＭ
ｎ：０．３〜３％、Ｃｒ：０．０３〜１％、Ｚｒ：０．
０３〜１％、Ｖ：０．０３〜０．７％、Ｃｏ：０．０３
〜１％の１種または２種以上（２種以上の場合は合計で
０．３〜２％）及びＭｇ：０．０３〜３％、Ｃｕ：０．
０３〜３％の１種または２種（２種の場合は合計で０．
３〜２％）を含有し、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物より成る組成である。
は、Ｎｉ：５〜７％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％及びＭ
ｎ：０．３〜３％、Ｃｒ：０．０３〜１％、Ｚｒ：０．
０３〜１％、Ｖ：０．０３〜０．７％、Ｃｏ：０．０３
〜１％の１種または２種以上（２種以上の場合は合計で
０．３〜２％）及びＭｇ：０．０３〜３％、Ｃｕ：０．
０３〜３％の１種または２種（２種の場合は合計で０．
３〜２％）を含有し、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物より成る組成である。
【０００８】次に、本発明の合金の製造方法について説
明する。本発明においては、上記組成の溶融合金を鋳造
した後、得られた鋳塊に塑性加工を施す。
明する。本発明においては、上記組成の溶融合金を鋳造
した後、得られた鋳塊に塑性加工を施す。
【０００９】鋳造は、２０℃／秒以上、好ましくは２０
０℃／秒以上の冷却速度の条件下に行なうことが必要で
ある。斯かる急冷凝固の採用により、組織（結晶粒、晶
析物）の微細化が達成される。従って、本発明におい
て、鋳造法としては、連続薄板鋳造法、ダイカスト鋳
造、アトマイズ粉末法等の急冷鋳造法が採用される。特
に、２個の回転する鋳造用ロール又は走行ベルト等で構
成それた鋳造型間に溶湯を導入して冷却しつつ同時に圧
延する連続薄板鋳造法は、推奨される鋳造方法である。
そして、斯かる連続薄板鋳造法において、鋳造速度（帯
状板の進行速度）は０．５〜１．４ｍ／分、溶湯温度は
６８０〜７１０℃、板厚は３〜１０ｍｍの条件が採用さ
れる。また、ダイカスト鋳造の場合は、溶湯温度６８０
〜７３０℃、射出速度１〜２ｍ／ｓ、金型温度１２０〜
１８０℃、鋳造圧力７００〜１０００Ｋｇ／ｃｍ2 の条
件を採用するのが好ましい。
０℃／秒以上の冷却速度の条件下に行なうことが必要で
ある。斯かる急冷凝固の採用により、組織（結晶粒、晶
析物）の微細化が達成される。従って、本発明におい
て、鋳造法としては、連続薄板鋳造法、ダイカスト鋳
造、アトマイズ粉末法等の急冷鋳造法が採用される。特
に、２個の回転する鋳造用ロール又は走行ベルト等で構
成それた鋳造型間に溶湯を導入して冷却しつつ同時に圧
延する連続薄板鋳造法は、推奨される鋳造方法である。
そして、斯かる連続薄板鋳造法において、鋳造速度（帯
状板の進行速度）は０．５〜１．４ｍ／分、溶湯温度は
６８０〜７１０℃、板厚は３〜１０ｍｍの条件が採用さ
れる。また、ダイカスト鋳造の場合は、溶湯温度６８０
〜７３０℃、射出速度１〜２ｍ／ｓ、金型温度１２０〜
１８０℃、鋳造圧力７００〜１０００Ｋｇ／ｃｍ2 の条
件を採用するのが好ましい。
【００１０】塑性加工は、加工率１０％以上、好ましく
は３０％以上の条件下に１５０〜３５０℃、好ましくは
２００〜３００℃の温度を採用した温間塑性加工による
ことが重要である。上記の温度範囲は、概略的には、材
料の軟化と加工硬化の生じる臨界温度範囲である。そし
て、本発明においては、前述の合金組成および急冷鋳造
の条件と共に斯かる特定の温間塑性加工を採用したこと
により、当該塑性加工と同時に、加工品に対して優れた
強度特性を付与することができる。
は３０％以上の条件下に１５０〜３５０℃、好ましくは
２００〜３００℃の温度を採用した温間塑性加工による
ことが重要である。上記の温度範囲は、概略的には、材
料の軟化と加工硬化の生じる臨界温度範囲である。そし
て、本発明においては、前述の合金組成および急冷鋳造
の条件と共に斯かる特定の温間塑性加工を採用したこと
により、当該塑性加工と同時に、加工品に対して優れた
強度特性を付与することができる。
【００１１】上記の加工率は、次の数式［数１］によっ
て与えられる概念である。
て与えられる概念である。
【数１】
【００１２】本発明において、塑性加工の方法として
は、特に制限されず、例えば、圧延、鍛造、押し出し等
の適宜の塑性加工法を採用し得る。そして、塑性加工法
として例えば鍛造を採用した場合には、最終製品への加
工と同時に当該加工品に対して優れた強度特性を付与す
ることも可能である。
は、特に制限されず、例えば、圧延、鍛造、押し出し等
の適宜の塑性加工法を採用し得る。そして、塑性加工法
として例えば鍛造を採用した場合には、最終製品への加
工と同時に当該加工品に対して優れた強度特性を付与す
ることも可能である。
【００１３】本発明の製造方法を実施するための実用的
な工程を示せば次の通りである。 （ａ）鋳造−冷却（室温まで）−溶体化処理（５００〜
６００℃）−熱間粗加工（３５０〜４５０℃）−温間塑
性加工（１５０〜３５０℃）−冷却（室温まで） （ｂ）鋳造−冷却過程における熱間および温間塑性加工
−冷却（室温まで） （ｃ）アトマイズ粉末鋳造−焼結−熱間粗加工−温間塑
性加工−冷却（室温まで）
な工程を示せば次の通りである。 （ａ）鋳造−冷却（室温まで）−溶体化処理（５００〜
６００℃）−熱間粗加工（３５０〜４５０℃）−温間塑
性加工（１５０〜３５０℃）−冷却（室温まで） （ｂ）鋳造−冷却過程における熱間および温間塑性加工
−冷却（室温まで） （ｃ）アトマイズ粉末鋳造−焼結−熱間粗加工−温間塑
性加工−冷却（室温まで）
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。
するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。
【００１５】実施例１〜４及び比較例１〜７ 先ず、連続薄板鋳造法を採用し、以下の（Ａ）〜（Ｃ）
に示す組成の溶融合金を鋳造した。 （Ａ）Ｎｉ：６％、Ｔｉ：０．０１％、Ｍｎ：１．５
％、Ｃｒ：０．３％、Ｍｇ：０．３％、残部：アルミニ
ウム （Ｂ）Ｎｉ：６％、Ｔｉ：０．０１％、Ｍｎ：１．５
％、Ｍｇ：１．０％、残部：アルミニウム （Ｃ）Ｎｉ：６％、Ｔｉ：０．０１％、Ｍｎ：１．５
％、Ｍｇ：１．５％、Ｃｕ：０．５、残部：アルミニウ
ム 鋳造条件は、鋳造速度１．２ｍ／分、溶湯温度７００
℃、板厚６ｍｍ、板幅１００ｍｍ、冷却速度３００℃／
秒とした。
に示す組成の溶融合金を鋳造した。 （Ａ）Ｎｉ：６％、Ｔｉ：０．０１％、Ｍｎ：１．５
％、Ｃｒ：０．３％、Ｍｇ：０．３％、残部：アルミニ
ウム （Ｂ）Ｎｉ：６％、Ｔｉ：０．０１％、Ｍｎ：１．５
％、Ｍｇ：１．０％、残部：アルミニウム （Ｃ）Ｎｉ：６％、Ｔｉ：０．０１％、Ｍｎ：１．５
％、Ｍｇ：１．５％、Ｃｕ：０．５、残部：アルミニウ
ム 鋳造条件は、鋳造速度１．２ｍ／分、溶湯温度７００
℃、板厚６ｍｍ、板幅１００ｍｍ、冷却速度３００℃／
秒とした。
【００１６】次いで、得られたアルミニウム合金板に表
１に記載の条件で圧延加工を施し、得られた各合金板に
ついて引張強度を測定した。測定結果を表１に示す。引
張強度は、ＪＩＳ引張試験法に準拠して行い、表中にお
いて特に温度表示のない値は、室温における値を示す。
なお、表中、２０〜１５０℃の圧延は冷間圧延、２００
〜３５０℃の圧延は温間圧延、３５０〜４５０℃の圧延
は熱間圧延に該当する。
１に記載の条件で圧延加工を施し、得られた各合金板に
ついて引張強度を測定した。測定結果を表１に示す。引
張強度は、ＪＩＳ引張試験法に準拠して行い、表中にお
いて特に温度表示のない値は、室温における値を示す。
なお、表中、２０〜１５０℃の圧延は冷間圧延、２００
〜３５０℃の圧延は温間圧延、３５０〜４５０℃の圧延
は熱間圧延に該当する。
【００１７】
【表１】 合金組成 圧延温度（℃） 圧延率（％） 引張強度（Kg/mm 2 ） ──────────────────────────────────── 実施例１ Ａ 200 〜350 60 46 比較例１ Ａ （鋳造のまま） − 40 比較例２ Ａ 20 〜150 圧延不可(1) − ──────────────────────────────────── 実施例２ Ｂ 200 〜350 60 55 実施例３ Ｂ 200 〜350 60 22(300℃） 比較例３ Ｂ （鋳造のまま） − 45 比較例４ Ｂ （鋳造のまま） − 18(300℃） 比較例５ Ｂ 350 〜450 60 35 比較例６ Ｂ 20 〜150 圧延不可(1) − ──────────────────────────────────── 実施例４ Ｃ 200 〜350 60 42 比較例７ Ｃ （鋳造のまま） − 36 ──────────────────────────────────── （１）：割れにより圧延不可
【００１８】表１に記載の結果から明らかなように、本
発明に従った温間塑性加工により、常温および高温にお
ける強度が１０〜２０％増加する。従って、本発明の製
造方法で得られたアルミニウム合金は、軽量性と共に高
温における高強度性が要求される自動車用部品（例え
ば、コンロッド、ロッカーアーム、ブレーキ部品、ピス
トン部品等）やその他の産業機器の用途に有用である。
発明に従った温間塑性加工により、常温および高温にお
ける強度が１０〜２０％増加する。従って、本発明の製
造方法で得られたアルミニウム合金は、軽量性と共に高
温における高強度性が要求される自動車用部品（例え
ば、コンロッド、ロッカーアーム、ブレーキ部品、ピス
トン部品等）やその他の産業機器の用途に有用である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、特定条件
の温間塑性加工を施すことにより、常温および高温にお
いて優れた強度特性を有する高強度アルミニウム合金が
製造される。よって、本発明の工業的価値は顕著であ
る。
の温間塑性加工を施すことにより、常温および高温にお
いて優れた強度特性を有する高強度アルミニウム合金が
製造される。よって、本発明の工業的価値は顕著であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 庸輔 東京都千代田区外神田３丁目15番１号リョ −ビ株式会社内 (72)発明者 黒淵 達史 新潟県上越市福田１番地 株式会社化成直 江津 直江津工場内 (72)発明者 金子 勲 新潟県上越市福田１番地 株式会社化成直 江津 直江津工場内 (72)発明者 井上 実 新潟県上越市福田１番地 株式会社化成直 江津 直江津工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｎｉ：３〜１０％、Ｔｉ：０．００２〜
０．５％及びＭｎ：０．３〜３％、Ｃｒ：０．０３〜１
％、Ｚｒ：０．０３〜１％、Ｖ：０．０３〜０．７％、
Ｃｏ：０．０３〜１％の１種または２種以上（２種以上
の場合は合計で０．０３〜３％）及びＭｇ：０．０３〜
３％、Ｃｕ：０．０３〜３％の１種または２種（２種の
場合は合計で０．０３〜３％）を含有し、残部がアルミ
ニウム及び不可避の不純物より成る合金を２０℃／秒以
上の冷却速度で鋳造した後、加工率１０％以上の条件下
に１５０〜３５０℃の温度の温間塑性加工を施すことを
特徴とする高強度アルミニウム合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21580191A JPH0819509B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21580191A JPH0819509B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06322493A JPH06322493A (ja) | 1994-11-22 |
| JPH0819509B2 true JPH0819509B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=16678480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21580191A Expired - Lifetime JPH0819509B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819509B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8349462B2 (en) | 2009-01-16 | 2013-01-08 | Alcoa Inc. | Aluminum alloys, aluminum alloy products and methods for making the same |
| WO2011124590A1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-10-13 | Rheinfelden Alloys Gmbh & Co. Kg | Aluminium die casting alloy |
| AU2017350513B2 (en) | 2016-10-27 | 2020-03-05 | Novelis Inc. | High strength 7xxx series aluminum alloys and methods of making the same |
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-
1991
- 1991-07-31 JP JP21580191A patent/JPH0819509B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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