JPH09302435A - 切削用アルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents
切削用アルミニウム合金及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH09302435A JPH09302435A JP11668296A JP11668296A JPH09302435A JP H09302435 A JPH09302435 A JP H09302435A JP 11668296 A JP11668296 A JP 11668296A JP 11668296 A JP11668296 A JP 11668296A JP H09302435 A JPH09302435 A JP H09302435A
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- Japan
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- heat treatment
- aluminum alloy
- melting point
- point metal
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低融点金属を含有する熱処理型のアルミニウム
合金において、良好な切削性特に切屑処理性を安定的に
得ることのできる切削用アルミニウム合金及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】低融点金属を含有する熱処理型のアルミニ
ウム合金において、主要析出物の平均粒径が２０〜１０
０ｎｍに規定されている。また、製造方法は、低融点金
属を含有する熱処理型のアルミニウム合金を冷間加工後
最終熱処理する場合に、最終熱処理直前の冷間加工を加
工率１５〜３０％にて実施するとともに、最終熱処理を
１３０〜１７０℃の温度で１〜２４時間行う。
合金において、良好な切削性特に切屑処理性を安定的に
得ることのできる切削用アルミニウム合金及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】低融点金属を含有する熱処理型のアルミニ
ウム合金において、主要析出物の平均粒径が２０〜１０
０ｎｍに規定されている。また、製造方法は、低融点金
属を含有する熱処理型のアルミニウム合金を冷間加工後
最終熱処理する場合に、最終熱処理直前の冷間加工を加
工率１５〜３０％にて実施するとともに、最終熱処理を
１３０〜１７０℃の温度で１〜２４時間行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、旋盤、ドリル等によ
る切削加工を施される熱処理型の切削用アルミニウム合
金及びその製造方法に関する。
る切削加工を施される熱処理型の切削用アルミニウム合
金及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】Ａｌ−
Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系等の熱処理型の切削用アル
ミニウム合金は、切削性を向上させるため、Ｐｂ、Ｂｉ
等の低融点金属を含有させて切削性を向上させることが
一般に行われている。
Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系等の熱処理型の切削用アル
ミニウム合金は、切削性を向上させるため、Ｐｂ、Ｂｉ
等の低融点金属を含有させて切削性を向上させることが
一般に行われている。
【０００３】しかしながら、低融点金属を含有させた場
合であっても、良好な切削性が得られず、特に切削時の
切屑が大きくなって切屑処理性が良くない場合があっ
た。
合であっても、良好な切削性が得られず、特に切削時の
切屑が大きくなって切屑処理性が良くない場合があっ
た。
【０００４】この発明は、かかる事情に鑑みてなされた
ものであって、低融点金属を含有する熱処理型のアルミ
ニウム合金において、良好な切削性特に切屑処理性を安
定的に得ることのできる切削用アルミニウム合金及びそ
の製造方法の提供を目的とする。
ものであって、低融点金属を含有する熱処理型のアルミ
ニウム合金において、良好な切削性特に切屑処理性を安
定的に得ることのできる切削用アルミニウム合金及びそ
の製造方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者は、前述のよう
に、良好な切屑処理性が得られない原因について調査し
た結果、合金中の主要析出物の大きさが切屑処理性に関
与していることを知見し、この発明を完成し得たもので
ある。
に、良好な切屑処理性が得られない原因について調査し
た結果、合金中の主要析出物の大きさが切屑処理性に関
与していることを知見し、この発明を完成し得たもので
ある。
【０００６】即ち、この発明は、低融点金属を含有する
熱処理型のアルミニウム合金において、主要析出物の平
均粒径が２０〜１００ｎｍに規定されていることを特徴
とするものである。
熱処理型のアルミニウム合金において、主要析出物の平
均粒径が２０〜１００ｎｍに規定されていることを特徴
とするものである。
【０００７】本発明において、合金ベースとなる熱処理
型のアルミニウム合金の種類は特に限定されることはな
いが、例えばＡｌ−Ｃｕ系（ＪＩＳ２０００系）、Ａｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系（ＪＩＳ６０００系）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍ
ｇ系（ＪＩＳ７０００系）の各合金を例示できる。
型のアルミニウム合金の種類は特に限定されることはな
いが、例えばＡｌ−Ｃｕ系（ＪＩＳ２０００系）、Ａｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系（ＪＩＳ６０００系）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍ
ｇ系（ＪＩＳ７０００系）の各合金を例示できる。
【０００８】低融点金属は、前記熱処理型アルミニウム
合金の切削性を改善するために添加されるものである。
低融点金属の種類や含有量も特に限定されることはない
が、好適には、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂの１種または２
種以上を総量で１〜１．５wt％含有させるのが良い。
合金の切削性を改善するために添加されるものである。
低融点金属の種類や含有量も特に限定されることはない
が、好適には、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂの１種または２
種以上を総量で１〜１．５wt％含有させるのが良い。
【０００９】上記熱処理型アルミニウム合金には、多数
の析出物が存在している。主要な析出物としては、Ａｌ
−Ｃｕ系合金ではＡｌ2 Ｃｕ等であり、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系合金ではＭｇ2 Ｓｉ等であり、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系
合金ではＭｇＺｎ2 等である。これら主要析出物は単に
合金強度を高める作用を有するのみならず、切削機構の
観点からも重要な作用を有していることがわかった。即
ち、切削時の切屑は連続的な専断変形により生成される
ことから、析出物の大きさがこの専断変形のしやすさに
大きな影響を及ぼしており、ひいては切屑の大きさに関
係していることがわかった。
の析出物が存在している。主要な析出物としては、Ａｌ
−Ｃｕ系合金ではＡｌ2 Ｃｕ等であり、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系合金ではＭｇ2 Ｓｉ等であり、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系
合金ではＭｇＺｎ2 等である。これら主要析出物は単に
合金強度を高める作用を有するのみならず、切削機構の
観点からも重要な作用を有していることがわかった。即
ち、切削時の切屑は連続的な専断変形により生成される
ことから、析出物の大きさがこの専断変形のしやすさに
大きな影響を及ぼしており、ひいては切屑の大きさに関
係していることがわかった。
【００１０】そこで、この発明では、切削時の切屑を小
さくするために、前記主要析出物の平均粒径が２０〜１
００ｎｍに規定されなければならない。主要析出物の平
均粒径が２０ｎｍ未満の場合及び１００ｎｍを越える場
合は、いずれも切屑が大きくなって切屑処理性が悪化す
る。主要析出物の平均粒径の好ましい下限値は４０ｎｍ
であり、好ましい上限値は８０ｎｍである。
さくするために、前記主要析出物の平均粒径が２０〜１
００ｎｍに規定されなければならない。主要析出物の平
均粒径が２０ｎｍ未満の場合及び１００ｎｍを越える場
合は、いずれも切屑が大きくなって切屑処理性が悪化す
る。主要析出物の平均粒径の好ましい下限値は４０ｎｍ
であり、好ましい上限値は８０ｎｍである。
【００１１】ところで、低融点金属を含有する熱処理型
のアルミニウム合金の製造においては、切削時の寸法精
度を向上するために、最終熱処理によって合金の残留応
力を緩和させることが一般に行われている。この場合、
高温で長時間保持するほど残留応力は緩和されるが、加
熱温度が１７０℃を越え、加熱時間が２４時間を越える
と、合金中の主要析出物の平均粒径が１００ｎｍを越え
て大きくなってしまう。このため、最終熱処理は加熱温
度１７０℃以下、加熱時間２４時間以下で行うのが望ま
しい。特に好ましくは加熱温度１５０℃以下、加熱時間
１５時間以下で行うのが良い。
のアルミニウム合金の製造においては、切削時の寸法精
度を向上するために、最終熱処理によって合金の残留応
力を緩和させることが一般に行われている。この場合、
高温で長時間保持するほど残留応力は緩和されるが、加
熱温度が１７０℃を越え、加熱時間が２４時間を越える
と、合金中の主要析出物の平均粒径が１００ｎｍを越え
て大きくなってしまう。このため、最終熱処理は加熱温
度１７０℃以下、加熱時間２４時間以下で行うのが望ま
しい。特に好ましくは加熱温度１５０℃以下、加熱時間
１５時間以下で行うのが良い。
【００１２】しかるに、このような低温度、短時間の最
終熱処理では、合金の残留応力を十分に緩和することが
できず、切削時の寸法精度が悪化する。そこで、発明者
は、冷間加工後最終熱処理を行う場合に、最終熱処理の
直前の冷間加工の加工率によっては、１７０℃以下、加
熱時間２４時間以下の条件で最終熱処理を行っても、残
留応力を十分に緩和することができることを知見した。
つまり、最終熱処理直前の冷間加工を１５％以上の加工
率で行うことにより、残留応力を十分に緩和できるもの
となる。しかし、冷間加工の加工率が３０％を越えると
合金の割れが発生する。このため、最終熱処理直前の冷
間加工における加工率は１５〜３０％とするのが望まし
い。特に２０〜３０％の加工率が良い。そして、この加
工率において、最終熱処理後の主要析出物の大きさを２
０ｎｍ以上とするためには、最終熱処理は１３０℃以上
の温度で１時間以上行うのが望ましい。
終熱処理では、合金の残留応力を十分に緩和することが
できず、切削時の寸法精度が悪化する。そこで、発明者
は、冷間加工後最終熱処理を行う場合に、最終熱処理の
直前の冷間加工の加工率によっては、１７０℃以下、加
熱時間２４時間以下の条件で最終熱処理を行っても、残
留応力を十分に緩和することができることを知見した。
つまり、最終熱処理直前の冷間加工を１５％以上の加工
率で行うことにより、残留応力を十分に緩和できるもの
となる。しかし、冷間加工の加工率が３０％を越えると
合金の割れが発生する。このため、最終熱処理直前の冷
間加工における加工率は１５〜３０％とするのが望まし
い。特に２０〜３０％の加工率が良い。そして、この加
工率において、最終熱処理後の主要析出物の大きさを２
０ｎｍ以上とするためには、最終熱処理は１３０℃以上
の温度で１時間以上行うのが望ましい。
【００１３】なお、最終熱処理及びその直前の冷間加工
以外の製造条件については、通常の展伸材用の熱処理型
アルミニウム合金の製造条件に従えば良く、押出し、引
抜き等の抽伸加工や圧延加工その他の加工を適宜採用す
れば良い。
以外の製造条件については、通常の展伸材用の熱処理型
アルミニウム合金の製造条件に従えば良く、押出し、引
抜き等の抽伸加工や圧延加工その他の加工を適宜採用す
れば良い。
【００１４】
【表１】 表１に示した組成のアルミニウム合金を、常法に従って
径２００ｍｍの複数個のビレットに鋳造した後、５００
℃×８時間の均質化処理を施した。その後４５０℃で押
出加工したのち冷間引抜加工を行った。次いで、５３０
℃×２時間の熱処理後水冷することにより溶体化処理を
行ったのち、残留応力緩和のための冷間引抜加工を表２
のような加工率で行った。次いで表２に示す条件で最終
熱処理を行い、試験材とした。
径２００ｍｍの複数個のビレットに鋳造した後、５００
℃×８時間の均質化処理を施した。その後４５０℃で押
出加工したのち冷間引抜加工を行った。次いで、５３０
℃×２時間の熱処理後水冷することにより溶体化処理を
行ったのち、残留応力緩和のための冷間引抜加工を表２
のような加工率で行った。次いで表２に示す条件で最終
熱処理を行い、試験材とした。
【００１５】上記により製造した各種の試験材につい
て、主要析出物（合金Ｎｏ１についてはＡｌ2 Ｃｕ、合
金Ｎｏ２についてはＭｇ2 Ｓｉの平均粒径を測定すると
ともに、切削加工を行って切屑処理性を調査し、さらに
残留応力を測定した。なお、析出物の平均粒径は透過電
子顕微鏡によって測定した。また、切屑処理性は、切削
速度：１２０ｍ／ｍｉｎ、送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅ
ｖ、切込み量：０．５ｍｍ、潤滑油：なし、工具：超硬
の条件で切削したときの切屑１００個当たりの重量を測
定することにより判定した。また、残留応力はスリット
法により測定した。
て、主要析出物（合金Ｎｏ１についてはＡｌ2 Ｃｕ、合
金Ｎｏ２についてはＭｇ2 Ｓｉの平均粒径を測定すると
ともに、切削加工を行って切屑処理性を調査し、さらに
残留応力を測定した。なお、析出物の平均粒径は透過電
子顕微鏡によって測定した。また、切屑処理性は、切削
速度：１２０ｍ／ｍｉｎ、送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅ
ｖ、切込み量：０．５ｍｍ、潤滑油：なし、工具：超硬
の条件で切削したときの切屑１００個当たりの重量を測
定することにより判定した。また、残留応力はスリット
法により測定した。
【００１６】以上の結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】 上記表２の結果から、主要析出物の平均粒径が２０〜１
００ｎｍである試料Ｎｏ１〜１５のものは、切屑処理性
に優れたものであることがわかる。また、最終熱処理の
直前に、加工率が１５〜３０％の冷間加工を実施したの
ち、最終熱処理を１３０〜１７０℃の温度で１〜２４時
間行った試料Ｎｏ１〜１２のものは、残留応力が緩和さ
れていることがわかる。また、最終熱処理を１７０℃を
こえる温度で行った思料Ｎｏ１６〜２０は、残留応力は
緩和されているものの析出物の平均粒径が本願発明範囲
を逸脱して大きくなっていることがわかる。
００ｎｍである試料Ｎｏ１〜１５のものは、切屑処理性
に優れたものであることがわかる。また、最終熱処理の
直前に、加工率が１５〜３０％の冷間加工を実施したの
ち、最終熱処理を１３０〜１７０℃の温度で１〜２４時
間行った試料Ｎｏ１〜１２のものは、残留応力が緩和さ
れていることがわかる。また、最終熱処理を１７０℃を
こえる温度で行った思料Ｎｏ１６〜２０は、残留応力は
緩和されているものの析出物の平均粒径が本願発明範囲
を逸脱して大きくなっていることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１に記載の発明は、低融点金属を
含有する熱処理型のアルミニウム合金において、主要析
出物の平均粒径が２０〜１００ｎｍに規定されているこ
とを特徴とするものであるから、良好な切削性特に優れ
た切屑処理性を安定的に得ることができ、切削作業の簡
易化、効率化に寄与するものとなる。
含有する熱処理型のアルミニウム合金において、主要析
出物の平均粒径が２０〜１００ｎｍに規定されているこ
とを特徴とするものであるから、良好な切削性特に優れ
た切屑処理性を安定的に得ることができ、切削作業の簡
易化、効率化に寄与するものとなる。
【００１９】また、請求項２に記載の発明によれば、優
れた切屑処理性を有するのみならず、残留応力の十分な
緩和により切削時の寸法精度をも向上し得るアルミニウ
ム合金を製造でき、該アルミニウム合金の用途拡大を図
ることができる。
れた切屑処理性を有するのみならず、残留応力の十分な
緩和により切削時の寸法精度をも向上し得るアルミニウ
ム合金を製造でき、該アルミニウム合金の用途拡大を図
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 低融点金属を含有する熱処理型のアルミ
ニウム合金において、主要析出物の平均粒径が２０〜１
００ｎｍに規定されていることを特徴とする切削用アル
ミニウム合金。 - 【請求項２】 低融点金属を含有する熱処理型のアルミ
ニウム合金を冷間加工したのち最終熱処理するに際し、
最終熱処理の直前の冷間加工を加工率１５〜３０％にて
実施するとともに、最終熱処理を１３０〜１７０℃の温
度で１〜２４時間実施することを特徴とする切削用アル
ミニウム合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11668296A JPH09302435A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 切削用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11668296A JPH09302435A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 切削用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09302435A true JPH09302435A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=14693272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11668296A Pending JPH09302435A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 切削用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09302435A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006077298A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 切削性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法 |
| JP2007327115A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 靭性に優れた高強度快削アルミニウム合金 |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP11668296A patent/JPH09302435A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006077298A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 切削性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法 |
| JP2007327115A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 靭性に優れた高強度快削アルミニウム合金 |
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