JPH10298692A - 高強度・高精度枠形状部材およびその製造方法 - Google Patents
高強度・高精度枠形状部材およびその製造方法Info
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- JPH10298692A JPH10298692A JP11888297A JP11888297A JPH10298692A JP H10298692 A JPH10298692 A JP H10298692A JP 11888297 A JP11888297 A JP 11888297A JP 11888297 A JP11888297 A JP 11888297A JP H10298692 A JPH10298692 A JP H10298692A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 ペリクルフレームなどの高精度、高強度が要
求される枠形状部材として、切削加工後の寸法精度が確
実かつ安定して高い部材を提供する。 【解決手段】 析出硬化されたAl−Zn−Mg系合金
からなり、かつ1μm以上の分散粒子の平均径が6μm
未満である枠形状部材。かつ1μm以上の分散粒子の平
均径が6〜25μmであって、しかも6μm以上の全分
散粒子のうち66%以上の粒子の最長方向がある軸を中
心とする3次元30°以内に含まれることがないような
枠形状部材。鋳塊もしくは粉末成形体または急冷堆積体
に1回以上の熱間塑性加工を施して作製した素材に、4
00〜500℃の範囲内で溶体化処理を施した後、20
〜80℃の水中に焼入れし、その後1〜5%の圧縮加工
により残留応力除去を行なった後、さらに時効析出処理
を施してから切削加工を施して枠形状とする。
求される枠形状部材として、切削加工後の寸法精度が確
実かつ安定して高い部材を提供する。 【解決手段】 析出硬化されたAl−Zn−Mg系合金
からなり、かつ1μm以上の分散粒子の平均径が6μm
未満である枠形状部材。かつ1μm以上の分散粒子の平
均径が6〜25μmであって、しかも6μm以上の全分
散粒子のうち66%以上の粒子の最長方向がある軸を中
心とする3次元30°以内に含まれることがないような
枠形状部材。鋳塊もしくは粉末成形体または急冷堆積体
に1回以上の熱間塑性加工を施して作製した素材に、4
00〜500℃の範囲内で溶体化処理を施した後、20
〜80℃の水中に焼入れし、その後1〜5%の圧縮加工
により残留応力除去を行なった後、さらに時効析出処理
を施してから切削加工を施して枠形状とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高精度および高
強度が要求されるアルミニウム合金製の枠形状を有する
部材、特に半導体製造において用いられるペリクルフレ
ームに最適なAl−Zn−Mg系合金からなる枠形状部
材およびその製造方法に関するものである。
強度が要求されるアルミニウム合金製の枠形状を有する
部材、特に半導体製造において用いられるペリクルフレ
ームに最適なAl−Zn−Mg系合金からなる枠形状部
材およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】析出硬化されたAl−Zn−Mg系合金
は高強度を有するところから、従来から各種の膜を保持
するための枠として用いられており、その代表例として
は、半導体製造設備の半導体回路転写装置(ステッパ
ー)においてペリクル膜を保持するためのペリクルフレ
ームがある。ペリクル膜は、半導体回路の原版であるフ
ォトマスクに対する防塵膜として用いられるものであっ
て、半導体回路転写工程の歩留りに対して大きな影響を
有する。そしてペリクル膜を保持するためのペリクルフ
レームは、中空の枠形状を有する部材であって、圧延材
もしくは押出材からなる素材にNC加工機等により切削
加工を施して枠形状とし、さらに光の反射を防ぐために
黒色に染色アルマイト処理を施して使用されるのが通常
である。
は高強度を有するところから、従来から各種の膜を保持
するための枠として用いられており、その代表例として
は、半導体製造設備の半導体回路転写装置(ステッパ
ー)においてペリクル膜を保持するためのペリクルフレ
ームがある。ペリクル膜は、半導体回路の原版であるフ
ォトマスクに対する防塵膜として用いられるものであっ
て、半導体回路転写工程の歩留りに対して大きな影響を
有する。そしてペリクル膜を保持するためのペリクルフ
レームは、中空の枠形状を有する部材であって、圧延材
もしくは押出材からなる素材にNC加工機等により切削
加工を施して枠形状とし、さらに光の反射を防ぐために
黒色に染色アルマイト処理を施して使用されるのが通常
である。
【0003】ここで、Al−Zn−Mg系合金を素材と
して用いる場合、高強度を達成するべく析出硬化させる
必要があるが、そのためには素材の製造工程中におい
て、溶体化処理−焼入れ−時効処理の一連の熱処理を行
なう必要がある。
して用いる場合、高強度を達成するべく析出硬化させる
必要があるが、そのためには素材の製造工程中におい
て、溶体化処理−焼入れ−時効処理の一連の熱処理を行
なう必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ペリクルフレームに
は、高い寸法精度と高強度とが要求されることが知られ
ており、これらのうち特に高い寸法精度、とりわけ平坦
度が重要とされている。すなわち、ペリクルフレームの
平坦度が悪ければ、密閉性を確保することができず、ペ
リクル膜が防塵の役割を果たすことができなくなる。ま
た高強度については、使用中の歪やキズの発生を防止す
るために必要であるばかりでなく、切削加工中における
歪の発生を防止して、高い寸法精度を実現するためにも
必要である。
は、高い寸法精度と高強度とが要求されることが知られ
ており、これらのうち特に高い寸法精度、とりわけ平坦
度が重要とされている。すなわち、ペリクルフレームの
平坦度が悪ければ、密閉性を確保することができず、ペ
リクル膜が防塵の役割を果たすことができなくなる。ま
た高強度については、使用中の歪やキズの発生を防止す
るために必要であるばかりでなく、切削加工中における
歪の発生を防止して、高い寸法精度を実現するためにも
必要である。
【0005】ところでペリクルフレームは、前述のよう
に主に析出硬化されたAl−Zn−Mg系合金の押出材
もしくは圧延材を素材とし、切削加工およびアルマイト
処理により製造されるが、この場合切削加工後の平坦度
などの寸法精度の点で問題が生じやすく、そのため切削
加工の後あるいは切削加工に引続いてアルマイト処理を
施した後に、作業員が手作業で形状の手直しを行なう必
要が生じることが多い。このような手作業による手直し
作業の必要性が生じることは、製造の安定性が欠けるこ
とを意味し、また製造能率の点からも好ましいとは言え
ない。
に主に析出硬化されたAl−Zn−Mg系合金の押出材
もしくは圧延材を素材とし、切削加工およびアルマイト
処理により製造されるが、この場合切削加工後の平坦度
などの寸法精度の点で問題が生じやすく、そのため切削
加工の後あるいは切削加工に引続いてアルマイト処理を
施した後に、作業員が手作業で形状の手直しを行なう必
要が生じることが多い。このような手作業による手直し
作業の必要性が生じることは、製造の安定性が欠けるこ
とを意味し、また製造能率の点からも好ましいとは言え
ない。
【0006】特に素材として析出硬化されたAl−Zn
−Mg系合金を用いる場合、素材の製造工程中において
は既に述べたように溶体化処理−焼入れ−時効処理の一
連の熱処理が必要となるが、焼入れの際には焼入れ歪が
生じるから、焼入後の時効処理前あるいは時効処理後に
歪矯正加工を行なうのが通常である。この歪矯正加工
は、引張等の変形を与えて歪みを除去するものである
が、このような歪矯正加工を行なって素材外形の歪みを
除去しても、その後の切削加工時に改めて部材の歪みが
生じることがあり、これは材料内部の残留応力によるも
のと考えられる。したがって切削加工後の寸法精度を向
上させるためには、残留応力による切削加工時における
歪みの発生を低減することが必要であると考えられる
が、従来はこの点については充分な検討がなされておら
ず、そのため前述のように切削加工後に高い寸法精度を
有するペリクルフレームを安定して確実に得ることが困
難であったのである。
−Mg系合金を用いる場合、素材の製造工程中において
は既に述べたように溶体化処理−焼入れ−時効処理の一
連の熱処理が必要となるが、焼入れの際には焼入れ歪が
生じるから、焼入後の時効処理前あるいは時効処理後に
歪矯正加工を行なうのが通常である。この歪矯正加工
は、引張等の変形を与えて歪みを除去するものである
が、このような歪矯正加工を行なって素材外形の歪みを
除去しても、その後の切削加工時に改めて部材の歪みが
生じることがあり、これは材料内部の残留応力によるも
のと考えられる。したがって切削加工後の寸法精度を向
上させるためには、残留応力による切削加工時における
歪みの発生を低減することが必要であると考えられる
が、従来はこの点については充分な検討がなされておら
ず、そのため前述のように切削加工後に高い寸法精度を
有するペリクルフレームを安定して確実に得ることが困
難であったのである。
【0007】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、ペリクルフレームで代表されるAl−Zn−
Mg系合金からなる枠形状部材として、切削加工後、さ
らにはアルマイト処理後の寸法精度が高くしかも高強度
を有する枠形状部材を提供することを目的とするもので
ある。
たもので、ペリクルフレームで代表されるAl−Zn−
Mg系合金からなる枠形状部材として、切削加工後、さ
らにはアルマイト処理後の寸法精度が高くしかも高強度
を有する枠形状部材を提供することを目的とするもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、枠形状部
材の素材自体の特性として残留応力が生じにくい状態に
適切に制御することにより、切削加工後の歪みの少ない
高強度Al−Zn−Mg系合金を製造する方策を見出す
べく、種々実験・検討を重ねたところ、素材中の分散粒
子、すなわち晶出物および析出物のうち、比較的粒径が
大きい粒子の分散態様が残留応力に影響を及ぼし、切削
加工後の寸法精度に大きな影響を与えることを見出し
た。そしてさらに研究を重ねた結果、素材の成分組成を
適切に定めるばかりでなく、比較的大きい分散粒子の平
均径を適切に制御するかまたは比較的大きい分散粒子の
方向性を適切に分散させることによって、切削加工後の
寸法精度が高いAl−Zn−Mg系合金からなる枠形状
部材を安定して得ることができることを見出し、この発
明をなすに至った。
材の素材自体の特性として残留応力が生じにくい状態に
適切に制御することにより、切削加工後の歪みの少ない
高強度Al−Zn−Mg系合金を製造する方策を見出す
べく、種々実験・検討を重ねたところ、素材中の分散粒
子、すなわち晶出物および析出物のうち、比較的粒径が
大きい粒子の分散態様が残留応力に影響を及ぼし、切削
加工後の寸法精度に大きな影響を与えることを見出し
た。そしてさらに研究を重ねた結果、素材の成分組成を
適切に定めるばかりでなく、比較的大きい分散粒子の平
均径を適切に制御するかまたは比較的大きい分散粒子の
方向性を適切に分散させることによって、切削加工後の
寸法精度が高いAl−Zn−Mg系合金からなる枠形状
部材を安定して得ることができることを見出し、この発
明をなすに至った。
【0009】すなわち請求項1〜請求項4の発明の枠形
状部材は、合金の成分組成を適切に定めると同時に、組
織中の分散粒子のうち、比較的大きい粒子の平均径を適
切に規制したものであり、また請求項5〜請求項8の発
明の枠形状部材は、合金の成分組成を適切に定めると同
時に、組織中の分散粒子のうち、比較的大きい粒子の最
長方向を適切に分散させるようにしたものである。
状部材は、合金の成分組成を適切に定めると同時に、組
織中の分散粒子のうち、比較的大きい粒子の平均径を適
切に規制したものであり、また請求項5〜請求項8の発
明の枠形状部材は、合金の成分組成を適切に定めると同
時に、組織中の分散粒子のうち、比較的大きい粒子の最
長方向を適切に分散させるようにしたものである。
【0010】具体的には、請求項1の発明の枠形状部材
は、Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%を含
有し、残部がAlおよび不可避的不純物よりなり、析出
硬化処理されたAl−Zn−Mg系合金からなる部材で
あって、しかも組織中の分散粒子のうち、粒径1μm以
上の粒子の平均径が6μm未満であることを特徴とする
ものである。
は、Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%を含
有し、残部がAlおよび不可避的不純物よりなり、析出
硬化処理されたAl−Zn−Mg系合金からなる部材で
あって、しかも組織中の分散粒子のうち、粒径1μm以
上の粒子の平均径が6μm未満であることを特徴とする
ものである。
【0011】また請求項2の発明の枠形状部材は、Zn
2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%、Cu0.5
〜4wt%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物
よりなり、析出硬化処理されたAl−Zn−Mg系合金
からなる部材であって、しかも組織中の分散粒子のう
ち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6μm未満である
ことを特徴とするものである。
2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%、Cu0.5
〜4wt%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物
よりなり、析出硬化処理されたAl−Zn−Mg系合金
からなる部材であって、しかも組織中の分散粒子のう
ち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6μm未満である
ことを特徴とするものである。
【0012】そしてまた請求項3の発明の枠形状部材
は、Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%を含
有し、さらにMn0.05〜0.9wt%、Cr0.0
5〜0.6wt%、Zr0.05〜0.6wt%、V
0.05〜0.6wt%、Ni0.05〜0.6wt%
およびCo0.05〜0.6wt%のうちから選ばれた
1種または2種以上を含有し、残部がAlおよび不可避
的不純物よりなり、析出硬化処理されたAl−Zn−M
g系合金からなる部材であって、しかも組織中の分散粒
子のうち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6μm未満
であることを特徴とするものである。
は、Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%を含
有し、さらにMn0.05〜0.9wt%、Cr0.0
5〜0.6wt%、Zr0.05〜0.6wt%、V
0.05〜0.6wt%、Ni0.05〜0.6wt%
およびCo0.05〜0.6wt%のうちから選ばれた
1種または2種以上を含有し、残部がAlおよび不可避
的不純物よりなり、析出硬化処理されたAl−Zn−M
g系合金からなる部材であって、しかも組織中の分散粒
子のうち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6μm未満
であることを特徴とするものである。
【0013】さらに請求項4の発明の枠形状部材は、Z
n2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%、Cu0.
5〜4wt%を含有し、さらにMn0.05〜0.9w
t%、Cr0.05〜0.6wt%、Zr0.05〜
0.6wt%、V0.05〜0.6wt%、Ni0.0
5〜0.6wt%およびCo0.05〜0.6wt%の
うちから選ばれた1種または2種以上を含有し、残部が
Alおよび不可避的不純物よりなり、析出硬化処理され
たAl−Zn−Mg系合金からなる部材であって、しか
も組織中の分散粒子のうち、粒径1μm以上の粒子の平
均径が6μm未満であることを特徴とするものである。
n2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%、Cu0.
5〜4wt%を含有し、さらにMn0.05〜0.9w
t%、Cr0.05〜0.6wt%、Zr0.05〜
0.6wt%、V0.05〜0.6wt%、Ni0.0
5〜0.6wt%およびCo0.05〜0.6wt%の
うちから選ばれた1種または2種以上を含有し、残部が
Alおよび不可避的不純物よりなり、析出硬化処理され
たAl−Zn−Mg系合金からなる部材であって、しか
も組織中の分散粒子のうち、粒径1μm以上の粒子の平
均径が6μm未満であることを特徴とするものである。
【0014】また請求項5の発明の枠形状部材は、Zn
2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%を含有し、残
部がAlおよび不可避的不純物よりなり、析出硬化処理
されたAl−Zn−Mg系合金からなる部材であって、
しかも組織中の分散粒子のうち、粒径1μm以上の粒子
の平均径が6μm以上25μm以下であり、かつ粒径6
μm以上の全分散粒子のうち66%以上の粒子の最長方
向がある方向軸を中心とする3次元での30°以内に含
まれることがないことを特徴とするものである。
2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%を含有し、残
部がAlおよび不可避的不純物よりなり、析出硬化処理
されたAl−Zn−Mg系合金からなる部材であって、
しかも組織中の分散粒子のうち、粒径1μm以上の粒子
の平均径が6μm以上25μm以下であり、かつ粒径6
μm以上の全分散粒子のうち66%以上の粒子の最長方
向がある方向軸を中心とする3次元での30°以内に含
まれることがないことを特徴とするものである。
【0015】そしてまた請求項6の発明の枠形状部材
は、Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%、C
u0.5〜4wt%を含有し、残部がAlおよび不可避
的不純物よりなり、析出硬化処理されたAl−Zn−M
g系合金からなる部材であって、しかも組織中の分散粒
子のうち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6μm以上
25μm以下であり、かつ粒径6μm以上の全分散粒子
のうち66%以上の粒子の最長方向がある方向軸を中心
とする3次元での30°以内に含まれることがないこと
を特徴とするものである。
は、Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%、C
u0.5〜4wt%を含有し、残部がAlおよび不可避
的不純物よりなり、析出硬化処理されたAl−Zn−M
g系合金からなる部材であって、しかも組織中の分散粒
子のうち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6μm以上
25μm以下であり、かつ粒径6μm以上の全分散粒子
のうち66%以上の粒子の最長方向がある方向軸を中心
とする3次元での30°以内に含まれることがないこと
を特徴とするものである。
【0016】さらに請求項7の発明の枠形状部材は、Z
n2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%を含有し、
さらにMn0.05〜0.9wt%、Cr0.05〜
0.6wt%、Zr0.05〜0.6wt%、V0.0
5〜0.6wt%、Ni0.05〜0.6wt%および
Co0.05〜0.6wt%のうちから選ばれた1種ま
たは2種以上を含有し、残部がAlおよび不可避的不純
物よりなり、析出硬化処理されたAl−Zn−Mg系合
金からなる部材であって、しかも組織中の分散粒子のう
ち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6μm以上25μ
m以下であり、かつ粒径6μm以上の全分散粒子のうち
66%以上の粒子の最長方向がある方向軸を中心とする
3次元での30°以内に含まれることがないことを特徴
とするものである。
n2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%を含有し、
さらにMn0.05〜0.9wt%、Cr0.05〜
0.6wt%、Zr0.05〜0.6wt%、V0.0
5〜0.6wt%、Ni0.05〜0.6wt%および
Co0.05〜0.6wt%のうちから選ばれた1種ま
たは2種以上を含有し、残部がAlおよび不可避的不純
物よりなり、析出硬化処理されたAl−Zn−Mg系合
金からなる部材であって、しかも組織中の分散粒子のう
ち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6μm以上25μ
m以下であり、かつ粒径6μm以上の全分散粒子のうち
66%以上の粒子の最長方向がある方向軸を中心とする
3次元での30°以内に含まれることがないことを特徴
とするものである。
【0017】さらにまた請求項8の発明の枠形状部材
は、Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%、C
u0.5〜4wt%を含有し、さらにMn0.05〜
0.9wt%、Cr0.05〜0.6wt%、Zr0.
05〜0.6wt%、V0.05〜0.6wt%、Ni
0.05〜0.6wt%およびCo0.05〜0.6w
t%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有し、
残部がAlおよび不可避的不純物よりなり、析出硬化処
理されたAl−Zn−Mg系合金からなる部材であっ
て、しかも組織中の分散粒子のうち、粒径1μm以上の
粒子の平均径が6μm以上25μm以下であり、かつ粒
径6μm以上の全分散粒子のうち66%以上の粒子の最
長方向がある方向軸を中心とする3次元での30°以内
に含まれることがないことを特徴とするものである。
は、Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5wt%、C
u0.5〜4wt%を含有し、さらにMn0.05〜
0.9wt%、Cr0.05〜0.6wt%、Zr0.
05〜0.6wt%、V0.05〜0.6wt%、Ni
0.05〜0.6wt%およびCo0.05〜0.6w
t%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有し、
残部がAlおよび不可避的不純物よりなり、析出硬化処
理されたAl−Zn−Mg系合金からなる部材であっ
て、しかも組織中の分散粒子のうち、粒径1μm以上の
粒子の平均径が6μm以上25μm以下であり、かつ粒
径6μm以上の全分散粒子のうち66%以上の粒子の最
長方向がある方向軸を中心とする3次元での30°以内
に含まれることがないことを特徴とするものである。
【0018】以上のように請求項1〜請求項8の発明に
おいては、素材合金として析出硬化処理されたAl−Z
n−Mg系合金を用いる必要がある。このように析出硬
化処理されたものであることが必要である理由は、高強
度化を図って、切削加工時の工具との接触時の歪みを排
除して、切削加工後の寸法精度を向上させ、また使用時
における歪みや傷の発生を防止するためである。
おいては、素材合金として析出硬化処理されたAl−Z
n−Mg系合金を用いる必要がある。このように析出硬
化処理されたものであることが必要である理由は、高強
度化を図って、切削加工時の工具との接触時の歪みを排
除して、切削加工後の寸法精度を向上させ、また使用時
における歪みや傷の発生を防止するためである。
【0019】このようなAl−Zn−Mg系合金の成分
組成の限定理由を以下に説明する。
組成の限定理由を以下に説明する。
【0020】Zn:ZnはMgとともに析出硬化のため
に必要な必須元素であり、Zn量が2.5wt%未満で
は充分な析出硬化による強度上昇が図られず、切削加工
後の寸法精度も低下し、一方Zn量が9wt%を越えれ
ば鋳造性や加工性が低下するから、Zn量は2.5〜9
wt%の範囲内とすることが必要である。
に必要な必須元素であり、Zn量が2.5wt%未満で
は充分な析出硬化による強度上昇が図られず、切削加工
後の寸法精度も低下し、一方Zn量が9wt%を越えれ
ば鋳造性や加工性が低下するから、Zn量は2.5〜9
wt%の範囲内とすることが必要である。
【0021】Mg:MgもZnとともに析出硬化のため
に必要な必須元素であり、Mg量が0.5wt%未満で
は充分な析出硬化による温度上昇が図られず、切削加工
後の寸法精度も低下し、一方Mg量が5wt%を越えれ
ば鋳造性や加工性が低下するから、Mg量は0.5〜5
wt%の範囲内とすることが必要である。
に必要な必須元素であり、Mg量が0.5wt%未満で
は充分な析出硬化による温度上昇が図られず、切削加工
後の寸法精度も低下し、一方Mg量が5wt%を越えれ
ば鋳造性や加工性が低下するから、Mg量は0.5〜5
wt%の範囲内とすることが必要である。
【0022】Cu;Cuは請求項2、請求項4、請求項
6、請求項8の枠形状部材の素材合金において添加され
る元素であって、固溶強化により強度向上に寄与する。
Cu添加量が0.5wt%未満では強度向上の効果が充
分に得られず、一方4wt%を越えれば鋳造性や加工性
が低下するから、Cu量は0.5〜4wt%の範囲内と
することが必要である。
6、請求項8の枠形状部材の素材合金において添加され
る元素であって、固溶強化により強度向上に寄与する。
Cu添加量が0.5wt%未満では強度向上の効果が充
分に得られず、一方4wt%を越えれば鋳造性や加工性
が低下するから、Cu量は0.5〜4wt%の範囲内と
することが必要である。
【0023】Mn,Cr,Zr,V,Ni,Co:これ
らの元素は、請求項3、請求項4、請求項7、請求項8
の枠形状部材の素材合金においていずれか1種または2
種以上が添加される。これらは、いずれも結晶粒の微細
化に寄与するが、それぞれ下限未満では結晶粒微細化の
効果が充分に得られず、一方それぞれ上限を越えれば粗
大な晶出物が生成されやすくなるから、それぞれ前述の
範囲内とすることが必要である。
らの元素は、請求項3、請求項4、請求項7、請求項8
の枠形状部材の素材合金においていずれか1種または2
種以上が添加される。これらは、いずれも結晶粒の微細
化に寄与するが、それぞれ下限未満では結晶粒微細化の
効果が充分に得られず、一方それぞれ上限を越えれば粗
大な晶出物が生成されやすくなるから、それぞれ前述の
範囲内とすることが必要である。
【0024】そのほか一般のアルミニウム合金において
は、鋳塊の組織の微細化のために微量のTiを単独で、
あるいはTiをBと組合せて添加することが多いが、こ
の発明の場合もTiを単独であるいはBと組合せて添加
しても良い。但しTi量、B量はいずれも0.05wt
%未満とすることが望ましい。
は、鋳塊の組織の微細化のために微量のTiを単独で、
あるいはTiをBと組合せて添加することが多いが、こ
の発明の場合もTiを単独であるいはBと組合せて添加
しても良い。但しTi量、B量はいずれも0.05wt
%未満とすることが望ましい。
【0025】さらに通常のアルミニウム合金において
は、不純物としてFe,Siが含有されるが、この発明
の場合それぞれ0.5wt%未満であれば特に支障はな
い。
は、不純物としてFe,Siが含有されるが、この発明
の場合それぞれ0.5wt%未満であれば特に支障はな
い。
【0026】さらに請求項1〜請求項4の発明において
は、組織中の分散粒子のうち粒子径1μm以上の粒子の
平均粒径が6μm未満であることを規定し、一方請求項
5〜請求項8の発明においては、組織中の分散粒子のう
ち粒子径1μm以上の粒子の平均径が6μm以上25μ
m以下であってかつ粒径6μm以上の全分散粒子のうち
66%以上の粒子の最長方向がある方向軸を中心とする
3次元での30°以内に含まれることがないことを規定
している。
は、組織中の分散粒子のうち粒子径1μm以上の粒子の
平均粒径が6μm未満であることを規定し、一方請求項
5〜請求項8の発明においては、組織中の分散粒子のう
ち粒子径1μm以上の粒子の平均径が6μm以上25μ
m以下であってかつ粒径6μm以上の全分散粒子のうち
66%以上の粒子の最長方向がある方向軸を中心とする
3次元での30°以内に含まれることがないことを規定
している。
【0027】ここで、組織中の分散粒子には、晶出物お
よび析出物が含まれるが、一般に晶出物の方が析出物よ
り粒径が大きく、そこでこの発明では主として晶出物が
対象となる。なおこの発明において分散粒子の粒径は、
各方向の断面で観察した各分散粒子の面積と等しい面積
を有する円に置き換えた場合の円の直径、すなわち円相
当径を意味するものとし、これは3次元各方向の断面組
織についての画像解析処理によって容易に調べることが
できる。また分散粒子の最長方向についても、同様に3
次元各方向断面組織の画像解析処理によって容易に調べ
ることができる。またこの発明における分散粒子の規定
は、最終的な枠形状部材の状態での組織観察によって判
定されるものであるが、この発明の場合、特に1μm以
上の粒径の分散粒子を対象としているところから、実質
的に溶体化処理−焼入れ以降の素材の分散粒子の状態と
ほぼ等しいと言うことができる。
よび析出物が含まれるが、一般に晶出物の方が析出物よ
り粒径が大きく、そこでこの発明では主として晶出物が
対象となる。なおこの発明において分散粒子の粒径は、
各方向の断面で観察した各分散粒子の面積と等しい面積
を有する円に置き換えた場合の円の直径、すなわち円相
当径を意味するものとし、これは3次元各方向の断面組
織についての画像解析処理によって容易に調べることが
できる。また分散粒子の最長方向についても、同様に3
次元各方向断面組織の画像解析処理によって容易に調べ
ることができる。またこの発明における分散粒子の規定
は、最終的な枠形状部材の状態での組織観察によって判
定されるものであるが、この発明の場合、特に1μm以
上の粒径の分散粒子を対象としているところから、実質
的に溶体化処理−焼入れ以降の素材の分散粒子の状態と
ほぼ等しいと言うことができる。
【0028】溶体化処理後の焼入れ時、あるいはその後
の歪矯正時には、素材内の比較的粒径が大きい分散粒子
の周囲に局部的な残留応力が生じるが、特に大きい径の
分散粒子の長軸方向(最長方向)が一定の方向に揃って
いれば、素材全体に異方性が生じて、最終の切削加工時
に残留応力の解放による歪みが生じやすい。しかしなが
ら、分散粒子の平均径が6μm未満であれば、上述のよ
うな歪みは実質上無視できる程度に小さいため、切削加
工後の寸法精度を良好に保つことができ、そこで請求項
1〜請求項4の発明においては分散粒子の平均径を6μ
m未満に限定することとした。なお粒径が1μm未満の
分散粒子は、粒径の測定に困難を伴なうことが多く、ま
たそもそも残留応力に影響を及ぼすことはないから、こ
の発明では粒径1μm以上の分散粒子について規定する
こととした。
の歪矯正時には、素材内の比較的粒径が大きい分散粒子
の周囲に局部的な残留応力が生じるが、特に大きい径の
分散粒子の長軸方向(最長方向)が一定の方向に揃って
いれば、素材全体に異方性が生じて、最終の切削加工時
に残留応力の解放による歪みが生じやすい。しかしなが
ら、分散粒子の平均径が6μm未満であれば、上述のよ
うな歪みは実質上無視できる程度に小さいため、切削加
工後の寸法精度を良好に保つことができ、そこで請求項
1〜請求項4の発明においては分散粒子の平均径を6μ
m未満に限定することとした。なお粒径が1μm未満の
分散粒子は、粒径の測定に困難を伴なうことが多く、ま
たそもそも残留応力に影響を及ぼすことはないから、こ
の発明では粒径1μm以上の分散粒子について規定する
こととした。
【0029】一方分散粒子の平均径が6μm以上の場
合、前述のように素材内の分散粒子の多くのものの最長
方向がある方向に揃っていれば、素材全体に異方性が生
じて切削加工後の寸法精度が低下する。この点について
詳細に検討を加えた結果、分散粒子の平均径が6μm以
上25μm以下であって、かつ粒径が6μm以上の全分
散粒子のうち、66%以上の粒子の最長方向がある方向
軸を中心とする3次元での30°以内に含まれていなけ
れば、素材全体としての異方性は無視できる程度に小さ
くなり、切削加工後の寸法精度を良好に保ち得ることが
判明した。そこで請求項5〜請求項8の発明において分
散粒子の方向性を上述のように規定した。なお、「粒径
6μm以上の全分散粒子のうち66%以上の粒子の最長
方向がある方向軸を中心とする3次元での30°以内に
含まれることがない」状態とは、言い換えれば、「ある
方向軸を中心とする3次元での30°以内の角度域内に
全分散粒子の66%以上の粒子の最長方向が含まれるよ
うな方向軸が存在しない」状態とも表現することができ
る。
合、前述のように素材内の分散粒子の多くのものの最長
方向がある方向に揃っていれば、素材全体に異方性が生
じて切削加工後の寸法精度が低下する。この点について
詳細に検討を加えた結果、分散粒子の平均径が6μm以
上25μm以下であって、かつ粒径が6μm以上の全分
散粒子のうち、66%以上の粒子の最長方向がある方向
軸を中心とする3次元での30°以内に含まれていなけ
れば、素材全体としての異方性は無視できる程度に小さ
くなり、切削加工後の寸法精度を良好に保ち得ることが
判明した。そこで請求項5〜請求項8の発明において分
散粒子の方向性を上述のように規定した。なお、「粒径
6μm以上の全分散粒子のうち66%以上の粒子の最長
方向がある方向軸を中心とする3次元での30°以内に
含まれることがない」状態とは、言い換えれば、「ある
方向軸を中心とする3次元での30°以内の角度域内に
全分散粒子の66%以上の粒子の最長方向が含まれるよ
うな方向軸が存在しない」状態とも表現することができ
る。
【0030】ここで、分散粒子の方向性について概念的
に図1に示す。図1の右側には、ある軸Oを中心とする
3次元(立体)での30°の範囲内の角度域Aを示す。
図1の左側のP1 〜P10は、それぞれ分散粒子を示し、
各分散粒子P1 〜P10内に付された矢印方向が各粒子の
最長方向を示す(但しこの最長方向は、図1においては
紙面と平行な面内で2次元的に示している)。
に図1に示す。図1の右側には、ある軸Oを中心とする
3次元(立体)での30°の範囲内の角度域Aを示す。
図1の左側のP1 〜P10は、それぞれ分散粒子を示し、
各分散粒子P1 〜P10内に付された矢印方向が各粒子の
最長方向を示す(但しこの最長方向は、図1においては
紙面と平行な面内で2次元的に示している)。
【0031】図1において全分散粒子P1 〜P10のう
ち、5箇の分散粒子P1 ,P3 ,P5,P7 ,P9 の最
長方向は3次元30°以内の角度域A内に含まれてお
り、残りの5箇の分散粒子P2 ,P4 ,P6 ,P8 ,P
10の最長方向は3次元30°以内の角度域A内に含まれ
ていない。したがってこの場合は、軸Oを中心とする3
次元30°以内に最長方向が含まれる分散粒子は全分散
粒子のうち50%を占めることとなる。
ち、5箇の分散粒子P1 ,P3 ,P5,P7 ,P9 の最
長方向は3次元30°以内の角度域A内に含まれてお
り、残りの5箇の分散粒子P2 ,P4 ,P6 ,P8 ,P
10の最長方向は3次元30°以内の角度域A内に含まれ
ていない。したがってこの場合は、軸Oを中心とする3
次元30°以内に最長方向が含まれる分散粒子は全分散
粒子のうち50%を占めることとなる。
【0032】図1から明らかなように、最長方向が軸O
を中心とする30°以内の角度域Aに含まれる分散粒子
の数が多ければ、軸Oに沿った方向への方向性が強く、
逆に最長方向が角度域Aに含まれない分散粒子の数が多
いほど、軸Oに沿った方向への方向性は弱いと言うこと
ができる。そして6μm以上25μm以下の分散粒子の
うち、66%以上の粒子の最長方向がある軸を中心とす
る3次元30°以内の角度域に含まれるような強い方向
性を有する場合には、前述のように切削加工後の寸法精
度が劣ってしまう。一方、そのような軸が素材内のいず
れの方向にも存在しない場合、すなわち分散粒子の方向
性が弱く、分散粒子の最長方向がランダムに分散してい
る場合には、良好な寸法精度を維持することができるの
である。
を中心とする30°以内の角度域Aに含まれる分散粒子
の数が多ければ、軸Oに沿った方向への方向性が強く、
逆に最長方向が角度域Aに含まれない分散粒子の数が多
いほど、軸Oに沿った方向への方向性は弱いと言うこと
ができる。そして6μm以上25μm以下の分散粒子の
うち、66%以上の粒子の最長方向がある軸を中心とす
る3次元30°以内の角度域に含まれるような強い方向
性を有する場合には、前述のように切削加工後の寸法精
度が劣ってしまう。一方、そのような軸が素材内のいず
れの方向にも存在しない場合、すなわち分散粒子の方向
性が弱く、分散粒子の最長方向がランダムに分散してい
る場合には、良好な寸法精度を維持することができるの
である。
【0033】さらに請求項9、請求項10には、上述の
ような分散粒子条件を満たし、切削加工後の寸法精度が
高い枠形状部材を製造する方法を規定している。
ような分散粒子条件を満たし、切削加工後の寸法精度が
高い枠形状部材を製造する方法を規定している。
【0034】すなわち請求項9の発明の製造方法は、請
求項1〜請求項8のいずれかに記載の枠形状部材を製造
するにあたり、前記成分組成の合金からなる鋳塊もしく
は粉末成形体または急冷堆積体に1回以上の熱間塑性加
工を施した後、400〜500℃の範囲内で溶体化処理
を施して、20〜80℃の水中に焼入れし、その後1〜
5%の圧縮加工により残留応力除去を行ない、さらに時
効析出処理を施してから切削加工を施して枠形状とする
ことを特徴とするものである。
求項1〜請求項8のいずれかに記載の枠形状部材を製造
するにあたり、前記成分組成の合金からなる鋳塊もしく
は粉末成形体または急冷堆積体に1回以上の熱間塑性加
工を施した後、400〜500℃の範囲内で溶体化処理
を施して、20〜80℃の水中に焼入れし、その後1〜
5%の圧縮加工により残留応力除去を行ない、さらに時
効析出処理を施してから切削加工を施して枠形状とする
ことを特徴とするものである。
【0035】また請求項10の発明の製造方法は、請求
項9に記載の製造方法において、前記1回以上の前記熱
間塑性加工を施すにあたり、圧縮方向を互いに45〜9
0°異なる方向とした各1回以上の熱間鍛造を含む複数
回の熱間塑性加工を施すことを特徴とするものである。
項9に記載の製造方法において、前記1回以上の前記熱
間塑性加工を施すにあたり、圧縮方向を互いに45〜9
0°異なる方向とした各1回以上の熱間鍛造を含む複数
回の熱間塑性加工を施すことを特徴とするものである。
【0036】これらの製造方法において、熱間塑性加工
の対象となる元材は、鋳塊、粉末成形体、急冷堆積体の
いずれでも良く、このような元材に対し1回以上の熱間
塑性加工を施す。この1回以上の熱間塑性加工は、鋳塊
等の元材の組織を鍛練し、金属組織をより均一にするた
めに必要な工程である。
の対象となる元材は、鋳塊、粉末成形体、急冷堆積体の
いずれでも良く、このような元材に対し1回以上の熱間
塑性加工を施す。この1回以上の熱間塑性加工は、鋳塊
等の元材の組織を鍛練し、金属組織をより均一にするた
めに必要な工程である。
【0037】ここで、主として元材として鋳塊を用いた
場合であってかつ特に粒径1μm以上の分散粒子の平均
粒径が6μm〜25μmの場合において、請求項4〜請
求項8で規定しているように粒径6μm以上の分散粒子
の最長方向を分散させるためには、複数回の熱間塑性加
工を行なうにあたり、加工によるマトリックスの塑性流
動と分散粒子の破砕の方向性を適切に制御することが望
ましい。そのためには、第1回目の熱間塑性加工による
結晶粒の展伸を打消す方向で第2回目の熱間塑性加工を
行ない、さらに必要に応じて同様に方向を異ならしめな
がら熱間塑性加工を繰返すことが望ましい。具体的に
は、請求項10において規定しているように、圧縮方向
を交互に45〜90°異ならしめた複数回の鍛造を行な
うことが、分散粒子の最長方向を分散させるために有効
である。
場合であってかつ特に粒径1μm以上の分散粒子の平均
粒径が6μm〜25μmの場合において、請求項4〜請
求項8で規定しているように粒径6μm以上の分散粒子
の最長方向を分散させるためには、複数回の熱間塑性加
工を行なうにあたり、加工によるマトリックスの塑性流
動と分散粒子の破砕の方向性を適切に制御することが望
ましい。そのためには、第1回目の熱間塑性加工による
結晶粒の展伸を打消す方向で第2回目の熱間塑性加工を
行ない、さらに必要に応じて同様に方向を異ならしめな
がら熱間塑性加工を繰返すことが望ましい。具体的に
は、請求項10において規定しているように、圧縮方向
を交互に45〜90°異ならしめた複数回の鍛造を行な
うことが、分散粒子の最長方向を分散させるために有効
である。
【0038】溶体化処理は400〜500℃の範囲内の
温度で行なう必要がある。溶体化処理温度が400℃未
満では、析出硬化に寄与する元素の固溶、すなわち溶体
化が不充分となり、最終的に充分な高強度が得られなく
なるおそれがある。一方溶体化処理温度が500℃を越
えれば、共晶融解などによって材料にフクレや不均質な
部分が生じるおそれがある。
温度で行なう必要がある。溶体化処理温度が400℃未
満では、析出硬化に寄与する元素の固溶、すなわち溶体
化が不充分となり、最終的に充分な高強度が得られなく
なるおそれがある。一方溶体化処理温度が500℃を越
えれば、共晶融解などによって材料にフクレや不均質な
部分が生じるおそれがある。
【0039】溶体化処理後の焼入れは、20〜80℃の
水中に投入することによって行なわれる。焼入れ温度が
20℃未満では、焼入れ時の歪が大きくなり、80℃を
越えれば、焼入れ冷却速度の低下により充分な機械的強
度が得られなくなる。なお特に焼入れ歪を低減させるた
めには、50〜80℃の範囲内の温度の水中に焼入れる
ことが望ましい。
水中に投入することによって行なわれる。焼入れ温度が
20℃未満では、焼入れ時の歪が大きくなり、80℃を
越えれば、焼入れ冷却速度の低下により充分な機械的強
度が得られなくなる。なお特に焼入れ歪を低減させるた
めには、50〜80℃の範囲内の温度の水中に焼入れる
ことが望ましい。
【0040】焼入れ後には、歪みを矯正するために1〜
5%の圧下率の圧縮加工を施して残留応力除去を行なう
必要かあり、この圧下率が1%未満では充分な残留応力
除去が達成されず、一方5%を越えれば過度の加工によ
り機械的性質の変化が生じて新たな歪みの原因となるお
それがある。
5%の圧下率の圧縮加工を施して残留応力除去を行なう
必要かあり、この圧下率が1%未満では充分な残留応力
除去が達成されず、一方5%を越えれば過度の加工によ
り機械的性質の変化が生じて新たな歪みの原因となるお
それがある。
【0041】
【発明の実施の形態】この発明の枠形状部材において素
材として用いるAl−Zn−Mg系合金は、前述のよう
な成分組成を有し、かつ時効処理による析出硬化によっ
て高強度化したものであれば良いが、その強度の目安と
しては、耐力値で280MPa以上であることが望まし
い。耐力値が280MPa未満では切削加工時に材料の
歪みが生じやすく、また使用時においても歪みや傷が発
生しやすくなる。耐力値が280MPa以上であればこ
のような歪みや傷の発生を有効に防止することができ
る。
材として用いるAl−Zn−Mg系合金は、前述のよう
な成分組成を有し、かつ時効処理による析出硬化によっ
て高強度化したものであれば良いが、その強度の目安と
しては、耐力値で280MPa以上であることが望まし
い。耐力値が280MPa未満では切削加工時に材料の
歪みが生じやすく、また使用時においても歪みや傷が発
生しやすくなる。耐力値が280MPa以上であればこ
のような歪みや傷の発生を有効に防止することができ
る。
【0042】次にこの発明の枠形状部材の製造方法、す
なわち請求項9、請求項10の発明の方法の実施の形態
について説明する。
なわち請求項9、請求項10の発明の方法の実施の形態
について説明する。
【0043】熱間塑性加工に供される元材としては前述
のように鋳塊もしくは粉末成形体または急冷堆積体が用
いられる。
のように鋳塊もしくは粉末成形体または急冷堆積体が用
いられる。
【0044】ここで、鋳塊の鋳造方法は特に限定される
ものではないが、DC鋳造法(半連続鋳造法)あるいは
連続鋳造法で鋳造されたものが適し、また金型鋳造法に
より鋳造された鋳塊も適用可能である。鋳塊に対して
は、熱間塑性加工前に必要に応じて均質化熱処理(均熱
処理)を施しても良く、この場合の加熱条件は420〜
550℃で3〜24時間とすることが望ましい。なおこ
の均質化熱処理は、熱間塑性加工のための予備加熱と兼
ねて行なっても良い。さらに、均質化熱処理の前あるい
は後には、鋳塊表面の不良層を除去する目的、あるいは
加工に適した寸法とする目的から、面削や切断を行なっ
ても良い。
ものではないが、DC鋳造法(半連続鋳造法)あるいは
連続鋳造法で鋳造されたものが適し、また金型鋳造法に
より鋳造された鋳塊も適用可能である。鋳塊に対して
は、熱間塑性加工前に必要に応じて均質化熱処理(均熱
処理)を施しても良く、この場合の加熱条件は420〜
550℃で3〜24時間とすることが望ましい。なおこ
の均質化熱処理は、熱間塑性加工のための予備加熱と兼
ねて行なっても良い。さらに、均質化熱処理の前あるい
は後には、鋳塊表面の不良層を除去する目的、あるいは
加工に適した寸法とする目的から、面削や切断を行なっ
ても良い。
【0045】一方粉末成形体は、アトマイズ法等によっ
て作製された粉末を、冷間あるいは温間プレス(静水圧
プレスを含む)で成形したものである。この粉末成形体
は、熱間塑性加工前に脱ガス処理を施しておくことが望
ましい。この脱ガス処理としては、真空中あるいは不活
性雰囲気中で350〜520℃×0.5時間以上加熱し
て行なうことが適切である。なお粉末成形体は、製造歩
留りの点からは最終的に得るべき枠形状部材に近い枠形
状、すなわちプリフォームとしておくことが望ましい
が、ビレット等の形状でも支障ない。
て作製された粉末を、冷間あるいは温間プレス(静水圧
プレスを含む)で成形したものである。この粉末成形体
は、熱間塑性加工前に脱ガス処理を施しておくことが望
ましい。この脱ガス処理としては、真空中あるいは不活
性雰囲気中で350〜520℃×0.5時間以上加熱し
て行なうことが適切である。なお粉末成形体は、製造歩
留りの点からは最終的に得るべき枠形状部材に近い枠形
状、すなわちプリフォームとしておくことが望ましい
が、ビレット等の形状でも支障ない。
【0046】さらに急冷堆積体は、スプレイデポジショ
ン法によって、噴霧された溶湯液滴を堆積させながら急
冷凝固させたものである。この急冷堆積体の場合も、必
要に応じて鋳塊の場合と同様に熱間塑性加工前に均質化
熱処理を行なっても良い。この場合の均質化熱処理の条
件としては、420〜550℃×3〜24時間が適当で
ある。なお鋳塊の場合と同様にこの均質化熱処理は熱間
塑性加工のための予備加熱と兼ねて行なっても良く、さ
らには均質化熱処理の前もしくは後に面削や切断を行な
っても良い。
ン法によって、噴霧された溶湯液滴を堆積させながら急
冷凝固させたものである。この急冷堆積体の場合も、必
要に応じて鋳塊の場合と同様に熱間塑性加工前に均質化
熱処理を行なっても良い。この場合の均質化熱処理の条
件としては、420〜550℃×3〜24時間が適当で
ある。なお鋳塊の場合と同様にこの均質化熱処理は熱間
塑性加工のための予備加熱と兼ねて行なっても良く、さ
らには均質化熱処理の前もしくは後に面削や切断を行な
っても良い。
【0047】鋳塊、粉末成形体もしくは急冷堆積体に対
しては1回以上の熱間塑性加工を行なうが、この熱間塑
性加工法としては、自由鍛造あるいは型鍛造を含む熱間
鍛造が適当であり、またこれらに熱間圧延や熱間押出を
組合せても良い。なお熱間塑性加工温度は380〜52
0℃が適当である。
しては1回以上の熱間塑性加工を行なうが、この熱間塑
性加工法としては、自由鍛造あるいは型鍛造を含む熱間
鍛造が適当であり、またこれらに熱間圧延や熱間押出を
組合せても良い。なお熱間塑性加工温度は380〜52
0℃が適当である。
【0048】ここで、熱間塑性加工の元材として急冷堆
積体もしくは粉末成形体を用いる場合は、スプレイデポ
ジション時もしくはアトマイズ等の粉末製造時の凝固冷
却速度が100℃/sec以上と大きいため、晶出物の
粒径は小さくなりやすく、そのため請求項1〜請求項4
で規定するような1μm以上の分散粒子の平均粒径が6
μm未満の組織を容易に得ることができる。また鋳塊を
元材として用いた場合も、合金の不純物元素を低減させ
たり、また鋳塊サイズを小さくするなどの手段によって
凝固冷却速度を大きくする等の方策を講じることによ
り、請求項1〜請求項4で規定する分散粒子条件を満た
す組織を得ることは可能である。
積体もしくは粉末成形体を用いる場合は、スプレイデポ
ジション時もしくはアトマイズ等の粉末製造時の凝固冷
却速度が100℃/sec以上と大きいため、晶出物の
粒径は小さくなりやすく、そのため請求項1〜請求項4
で規定するような1μm以上の分散粒子の平均粒径が6
μm未満の組織を容易に得ることができる。また鋳塊を
元材として用いた場合も、合金の不純物元素を低減させ
たり、また鋳塊サイズを小さくするなどの手段によって
凝固冷却速度を大きくする等の方策を講じることによ
り、請求項1〜請求項4で規定する分散粒子条件を満た
す組織を得ることは可能である。
【0049】一方、主に鋳塊を用いた場合であってかつ
粒径1μm以上の分散粒子の平均粒径が6μm以上25
μm以下の場合、既に述べた如く、請求項10において
規定したように、熱間鍛造の圧縮方向を交互に45〜9
0°変えて複数回の鍛造を行なうことが分散粒子の最長
方向の集中を回避して分散させるに有効であるが、その
ための最も簡単な方法としては、自由鍛造もしくは型鍛
造にて、3次元を構成する3軸の2方向もしくは3方向
の圧縮を各1回以上行なう方法が挙げられる。
粒径1μm以上の分散粒子の平均粒径が6μm以上25
μm以下の場合、既に述べた如く、請求項10において
規定したように、熱間鍛造の圧縮方向を交互に45〜9
0°変えて複数回の鍛造を行なうことが分散粒子の最長
方向の集中を回避して分散させるに有効であるが、その
ための最も簡単な方法としては、自由鍛造もしくは型鍛
造にて、3次元を構成する3軸の2方向もしくは3方向
の圧縮を各1回以上行なう方法が挙げられる。
【0050】なお特に熱間塑性加工に供する元材として
粉末成形体を用いる場合、熱間塑性加工は、内部を充分
に緻密化して実質的に無気孔の状態とする役割も果た
す。
粉末成形体を用いる場合、熱間塑性加工は、内部を充分
に緻密化して実質的に無気孔の状態とする役割も果た
す。
【0051】さらに熱間塑性加工においては、最終的に
得るべき枠形状部材に近い形状、すなわちプリフォーム
に加工しても良く、あるいは熱間塑性加工時には平板に
近い形状に加工しておき、溶体化処理前に打ち抜きや切
削加工等を施して最終的な枠形状部材に近い形状のプリ
フォームとしても良く、さらには平板のまま溶体化処理
を施しても良い。
得るべき枠形状部材に近い形状、すなわちプリフォーム
に加工しても良く、あるいは熱間塑性加工時には平板に
近い形状に加工しておき、溶体化処理前に打ち抜きや切
削加工等を施して最終的な枠形状部材に近い形状のプリ
フォームとしても良く、さらには平板のまま溶体化処理
を施しても良い。
【0052】熱間塑性加工の後の溶体化処理は、前述の
ように400〜500℃で行なえば良いが、その場合の
保持時間は10〜100minの範囲内が好ましい。溶
体化処理後の焼入れは、前述のように20〜80℃、好
ましくは50〜80℃の水中に投入して行ない、その
後、歪矯正のために1〜5%の圧下の圧縮加工によって
残留応力除去を行なう。この圧縮加工は、最終的に得る
べき枠形状部材の厚み方向に圧縮することが望ましい。
ように400〜500℃で行なえば良いが、その場合の
保持時間は10〜100minの範囲内が好ましい。溶
体化処理後の焼入れは、前述のように20〜80℃、好
ましくは50〜80℃の水中に投入して行ない、その
後、歪矯正のために1〜5%の圧下の圧縮加工によって
残留応力除去を行なう。この圧縮加工は、最終的に得る
べき枠形状部材の厚み方向に圧縮することが望ましい。
【0053】焼入れ後には、析出硬化のために時効処理
を行なう。この時効処理としては、100〜140℃の
範囲内の温度で12〜36時間加熱する人工時効処理を
適用することが適当であり、また任意の時間の自然時効
後に上記の人工時効処理を施しても良い。なお280M
Pa以上の耐力値を得るためには、通常は前述のような
人工時効処理を行なうことが必要であるが、場合によっ
ては自然時効(室温時効)のみによって280MPa以
上の耐力値が得られる場合もあり、その場合は自然時効
のみを行なっても良い。
を行なう。この時効処理としては、100〜140℃の
範囲内の温度で12〜36時間加熱する人工時効処理を
適用することが適当であり、また任意の時間の自然時効
後に上記の人工時効処理を施しても良い。なお280M
Pa以上の耐力値を得るためには、通常は前述のような
人工時効処理を行なうことが必要であるが、場合によっ
ては自然時効(室温時効)のみによって280MPa以
上の耐力値が得られる場合もあり、その場合は自然時効
のみを行なっても良い。
【0054】析出硬化後の素材に対しては、NC切削加
工機などにより切削加工を施して最終的な枠形状とす
る。
工機などにより切削加工を施して最終的な枠形状とす
る。
【0055】切削加工後には、必要に応じてアルマイト
処理を施す。すなわち、ペリクルフレームの如く光学的
に無反射であることが要求される場合は、表面を黒色化
する必要があり、そのために染色アルマイト処理、電解
着色アルマイト処理、あるいは自然発色アルマイト処理
による黒色化を行なうのが通常である。
処理を施す。すなわち、ペリクルフレームの如く光学的
に無反射であることが要求される場合は、表面を黒色化
する必要があり、そのために染色アルマイト処理、電解
着色アルマイト処理、あるいは自然発色アルマイト処理
による黒色化を行なうのが通常である。
【0056】以上のようにして、分散粒子の分散状態を
適切に制御することによって、切削加工後の寸法精度が
安定して優れ、また切削加工後にアルマイト処理を行な
う場合はそのアルマイト処理後の寸法精度も安定して優
れた枠形状部材を得ることができる。
適切に制御することによって、切削加工後の寸法精度が
安定して優れ、また切削加工後にアルマイト処理を行な
う場合はそのアルマイト処理後の寸法精度も安定して優
れた枠形状部材を得ることができる。
【0057】
実施例1〜6:表1に示される合金符号a〜fの各合金
について、DC鋳造法により直径203mmの鋳塊を作
成し、長さ180mmに切断して元材とした。各元材に
ついて、450℃×10時間の均質化熱処理を施した
後、第1回目の熱間自由鍛造によって直径287mm、
高さ90mmの円盤状に加工し、次いで第1回目の自由
鍛造の圧縮方向に対し直角な方向に圧縮する第2回目の
熱間自由鍛造を行ない、さらに第3回目の熱間自由鍛造
として、第1回目、第2回目の鍛造の各圧縮方向に対し
直角方向に圧縮する鍛造を行ない、これらの3方向の圧
縮を適宜繰返して、270mm×165mmの断面を有
する直方体形状とした。なおこれらの鍛造は、いずれも
鍛造温度400〜410℃で実施した。次いで切断およ
び打抜加工を施して、図2に示すような中央に縦方向に
リブ2を設けた枠状をなす外形寸法153mm×126
mm×8mmのプリフォーム(中間加工材)1とした。
その後、470℃×2時間の条件で溶体化処理を行な
い、水温65℃の水中に焼入れし、さらに厚み方向に3
%の加工を加える冷間圧縮によって歪み矯正を行なっ
た。次いで125℃×25時間の人工時効処理(析出硬
化処理)を行なってT652テンパーとした。その後、
最終的にNC切削加工を行なって図3に示すような枠形
状の部材3とした。
について、DC鋳造法により直径203mmの鋳塊を作
成し、長さ180mmに切断して元材とした。各元材に
ついて、450℃×10時間の均質化熱処理を施した
後、第1回目の熱間自由鍛造によって直径287mm、
高さ90mmの円盤状に加工し、次いで第1回目の自由
鍛造の圧縮方向に対し直角な方向に圧縮する第2回目の
熱間自由鍛造を行ない、さらに第3回目の熱間自由鍛造
として、第1回目、第2回目の鍛造の各圧縮方向に対し
直角方向に圧縮する鍛造を行ない、これらの3方向の圧
縮を適宜繰返して、270mm×165mmの断面を有
する直方体形状とした。なおこれらの鍛造は、いずれも
鍛造温度400〜410℃で実施した。次いで切断およ
び打抜加工を施して、図2に示すような中央に縦方向に
リブ2を設けた枠状をなす外形寸法153mm×126
mm×8mmのプリフォーム(中間加工材)1とした。
その後、470℃×2時間の条件で溶体化処理を行な
い、水温65℃の水中に焼入れし、さらに厚み方向に3
%の加工を加える冷間圧縮によって歪み矯正を行なっ
た。次いで125℃×25時間の人工時効処理(析出硬
化処理)を行なってT652テンパーとした。その後、
最終的にNC切削加工を行なって図3に示すような枠形
状の部材3とした。
【0058】比較例1〜4:表1に示される合金符号a
〜dの各合金について、実施例1〜6と同様にして鋳塊
作製、均質化熱処理を行なった後、400℃において熱
間押出を行なって、断面寸法135mm×8mmの押出
材を得た。この押出材に対し、実施例1〜6と同様に切
断および打抜加工を行なって図2に示すプリフォームを
作製し、さらに実施例1〜6と同様に溶体化処理、水焼
入れ、歪み矯正、NC切削加工を施して図3に示すよう
な枠形状部材を得た。
〜dの各合金について、実施例1〜6と同様にして鋳塊
作製、均質化熱処理を行なった後、400℃において熱
間押出を行なって、断面寸法135mm×8mmの押出
材を得た。この押出材に対し、実施例1〜6と同様に切
断および打抜加工を行なって図2に示すプリフォームを
作製し、さらに実施例1〜6と同様に溶体化処理、水焼
入れ、歪み矯正、NC切削加工を施して図3に示すよう
な枠形状部材を得た。
【0059】比較例5,6:表1に示される合金符号
a,b,の各合金について、熱間押出までは比較例1〜
4と同様に行ない、得られた押出材(断面寸法134m
m×8mm)について、そのまま470℃×2時間の条
件で溶体化処理を施してから、水温65℃の水中に焼入
れした。その後、押出方向に平行に3%の引張加工を加
えて歪み矯正を行ない、次いで125℃×25時間の析
出硬化処理を施してT651テンパーとし、これを元材
としてNC切削加工を行ない、図3に示す形状、寸法の
枠形状部材とした。
a,b,の各合金について、熱間押出までは比較例1〜
4と同様に行ない、得られた押出材(断面寸法134m
m×8mm)について、そのまま470℃×2時間の条
件で溶体化処理を施してから、水温65℃の水中に焼入
れした。その後、押出方向に平行に3%の引張加工を加
えて歪み矯正を行ない、次いで125℃×25時間の析
出硬化処理を施してT651テンパーとし、これを元材
としてNC切削加工を行ない、図3に示す形状、寸法の
枠形状部材とした。
【0060】以上の実施例1〜6、比較例1〜6によっ
て得られた各枠形状部材について、耐力値を調べるとと
もに、組織中における粒径1μm以上の分散粒子の粒径
を調べ、さらに平均粒径が6μm以上の場合について、
6μm以上の粒径の分散粒子の方向性、すなわち方向軸
の有無を調べた。ここで、方向軸の有無としては、ある
軸を中心とする3次元での30°以内に粒径6μm以上
の分散粒子のうち66%以上の粒子の最長方向が含まれ
るような方向軸が存在するか否かを調べた。さらにその
ような方向軸が存在する場合について、6μm以上の全
分散粒子のうちその方向軸を中心とする3次元30°以
内の角度域に含まれる粒子の割合を調べた。なお分散粒
子の粒径は、3方向からの断面での画像解析により円相
当径として求め、また分散粒子の最長方向は、同じく3
方向からの画像解析による断面観察によって調べた。
て得られた各枠形状部材について、耐力値を調べるとと
もに、組織中における粒径1μm以上の分散粒子の粒径
を調べ、さらに平均粒径が6μm以上の場合について、
6μm以上の粒径の分散粒子の方向性、すなわち方向軸
の有無を調べた。ここで、方向軸の有無としては、ある
軸を中心とする3次元での30°以内に粒径6μm以上
の分散粒子のうち66%以上の粒子の最長方向が含まれ
るような方向軸が存在するか否かを調べた。さらにその
ような方向軸が存在する場合について、6μm以上の全
分散粒子のうちその方向軸を中心とする3次元30°以
内の角度域に含まれる粒子の割合を調べた。なお分散粒
子の粒径は、3方向からの断面での画像解析により円相
当径として求め、また分散粒子の最長方向は、同じく3
方向からの画像解析による断面観察によって調べた。
【0061】また特に実施例1〜4、比較例1,2によ
って得られた枠形状部材については、図2に示すプリフ
ォーム(中間加工材)1を前述のようにT652テンパ
ー状態とした後、図2中の×印で示す位置に歪ゲーシを
貼着し、中央のリブ2を切落した時の歪みを測定するこ
とにより、NC加工前の残留応力の大きさを調べた。
って得られた枠形状部材については、図2に示すプリフ
ォーム(中間加工材)1を前述のようにT652テンパ
ー状態とした後、図2中の×印で示す位置に歪ゲーシを
貼着し、中央のリブ2を切落した時の歪みを測定するこ
とにより、NC加工前の残留応力の大きさを調べた。
【0062】さらに実施例1〜6、比較例1〜6の各枠
形状部材の寸法精度評価として、厚さ歪みおよび辺歪み
の平均値と最大値とを調べた。ここで、厚さ歪みについ
ては、10個のサンプルの枠形状部材について、それぞ
れ厚さ方向のゆがみの最も大きな値を厚さ歪みとし、そ
の10個のサンプルの厚さ歪みの平均値および最大値を
求めた。また辺歪みについては、同じく10個のサンプ
ルの枠形状部材について、それぞれ基準点P1,P2
(図3参照)で決定される外形理想形状からのずれの最
大値を調べて辺歪みとし、その10個のサンプルの辺歪
みの平均値および最大値を求めた。
形状部材の寸法精度評価として、厚さ歪みおよび辺歪み
の平均値と最大値とを調べた。ここで、厚さ歪みについ
ては、10個のサンプルの枠形状部材について、それぞ
れ厚さ方向のゆがみの最も大きな値を厚さ歪みとし、そ
の10個のサンプルの厚さ歪みの平均値および最大値を
求めた。また辺歪みについては、同じく10個のサンプ
ルの枠形状部材について、それぞれ基準点P1,P2
(図3参照)で決定される外形理想形状からのずれの最
大値を調べて辺歪みとし、その10個のサンプルの辺歪
みの平均値および最大値を求めた。
【0063】これらの測定結果を表2に示す。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】
【0066】表2に示すように、この発明の実施例1〜
6による枠形状部材では、いずれも耐力値が280MP
aを越える高強度を示していた。また組織中の粒径1μ
m以上の分散粒子の平均径がいずれも6μmを越えてい
たが、分散粒子の最長方向については請求項5〜請求項
8で規定する条件を満たしているため、切削加工後の厚
さ歪み、辺歪みはともに小さく、寸法精度が高いと言う
ことができる。
6による枠形状部材では、いずれも耐力値が280MP
aを越える高強度を示していた。また組織中の粒径1μ
m以上の分散粒子の平均径がいずれも6μmを越えてい
たが、分散粒子の最長方向については請求項5〜請求項
8で規定する条件を満たしているため、切削加工後の厚
さ歪み、辺歪みはともに小さく、寸法精度が高いと言う
ことができる。
【0067】一方比較例1〜6により得られた各枠形状
部材は、いずれも粒径1μm以上の分散粒子の粒径が6
μmを越えているばかりでなく、押出方向を軸とする3
0°の範囲内に6μm以上の分散粒子の最長方向が集中
して、請求項5〜請求項8で規定する要件を満たさない
状態となっており、そのため切削加工後の厚さ歪み、辺
歪みが著しく大きくなってしまい、切削加工後の寸法精
度に劣ることが判明した。
部材は、いずれも粒径1μm以上の分散粒子の粒径が6
μmを越えているばかりでなく、押出方向を軸とする3
0°の範囲内に6μm以上の分散粒子の最長方向が集中
して、請求項5〜請求項8で規定する要件を満たさない
状態となっており、そのため切削加工後の厚さ歪み、辺
歪みが著しく大きくなってしまい、切削加工後の寸法精
度に劣ることが判明した。
【0068】なお実施例1〜4、比較例1,2について
は残留応力も調べたが、実施例1〜4の場合の残留応力
は、比較例1,2の場合よりも格段に小さく、したがっ
てこのことがこの発明の実施例の枠形状部材における寸
法精度向上に大きく寄与していることが明らかである。
は残留応力も調べたが、実施例1〜4の場合の残留応力
は、比較例1,2の場合よりも格段に小さく、したがっ
てこのことがこの発明の実施例の枠形状部材における寸
法精度向上に大きく寄与していることが明らかである。
【0069】実施例7〜13:表1の合金符号a〜gの
各合金について粉末成形体を元材として枠形状部材を作
製した。
各合金について粉末成形体を元材として枠形状部材を作
製した。
【0070】すなわち、窒素アトマイズにより粒径−1
50メッシュの合金粉を作製し、これを230℃にて温
間圧縮し、外形寸法100×100×6mmで、肉厚1
2mmの枠形状の粉末成形体を作製した。この粉末成形
体の見掛け密度は約85%であった。次いでこの粉末成
形体を400℃で密閉型にて熱間短軸圧縮して、真密度
まで緻密化した後、さらに同じく400℃での鍛造(熱
間圧入)を施し、外形寸法98×98×7.5mmで肉
厚8mmのプリフォームとした。これを実施例1〜6と
同じ条件で熱処理及び矯正処理し、T652テンパーと
した。さらにそれをNC加工し、外形寸法95×95×
5.5mmで肉厚2mmの枠形状部材とした。
50メッシュの合金粉を作製し、これを230℃にて温
間圧縮し、外形寸法100×100×6mmで、肉厚1
2mmの枠形状の粉末成形体を作製した。この粉末成形
体の見掛け密度は約85%であった。次いでこの粉末成
形体を400℃で密閉型にて熱間短軸圧縮して、真密度
まで緻密化した後、さらに同じく400℃での鍛造(熱
間圧入)を施し、外形寸法98×98×7.5mmで肉
厚8mmのプリフォームとした。これを実施例1〜6と
同じ条件で熱処理及び矯正処理し、T652テンパーと
した。さらにそれをNC加工し、外形寸法95×95×
5.5mmで肉厚2mmの枠形状部材とした。
【0071】実施例14〜20:表1の合金符号a〜g
の各合金について、急冷堆積体を元材として枠形状部材
を作製した。
の各合金について、急冷堆積体を元材として枠形状部材
を作製した。
【0072】すなわち、窒素アトマイズにより噴霧され
た−150メッシュの液滴および半凝固状態の粉末を、
水冷された銅製金型で受けて急冷堆積し、100×10
0×約12mmの平板状の急冷堆積体とした。これを前
記実施例7〜13の粉末成形体と同じ枠形状とし、40
0℃で密閉型にて熱間短軸圧縮し、実施例7〜13と同
様の工程により枠形状部材とした。
た−150メッシュの液滴および半凝固状態の粉末を、
水冷された銅製金型で受けて急冷堆積し、100×10
0×約12mmの平板状の急冷堆積体とした。これを前
記実施例7〜13の粉末成形体と同じ枠形状とし、40
0℃で密閉型にて熱間短軸圧縮し、実施例7〜13と同
様の工程により枠形状部材とした。
【0073】実施例21〜27:表1の合金符号a〜g
の各合金について、実施例14〜20と同様の方法によ
り板厚約40mmの平板状の急冷堆積体を作製した。各
急冷堆積体について400℃で熱間圧延を施して板厚1
2mmとした後、実施例14〜20と同様の工程により
枠形状部材とした。
の各合金について、実施例14〜20と同様の方法によ
り板厚約40mmの平板状の急冷堆積体を作製した。各
急冷堆積体について400℃で熱間圧延を施して板厚1
2mmとした後、実施例14〜20と同様の工程により
枠形状部材とした。
【0074】以上の実施例7〜27によって得られた各
枠形状部材について、実施例1〜6と同様に耐力値、1
μm以上の分散粒子の平均径および6μm以上の分散粒
子の方向軸の有無、厚さ歪み、辺歪みを調べた結果を表
3、表4に示す。
枠形状部材について、実施例1〜6と同様に耐力値、1
μm以上の分散粒子の平均径および6μm以上の分散粒
子の方向軸の有無、厚さ歪み、辺歪みを調べた結果を表
3、表4に示す。
【0075】
【表3】
【0076】
【表4】
【0077】表3、表4から明らかなように、粉末成形
体を素材とした実施例7〜13、急冷堆積体を元材とし
た実施例14〜27のいずれの場合も、280MPaを
越える高い耐力値を示すとともに、粒径1μm以上の分
散粒子の平均粒径が6μm未満であり、切削加工後の厚
さ歪み、辺歪みが小さく、切削加工後の寸法精度が高い
ことが確認された。なお実施例20〜27では、粒径6
μm以上の分散粒子の方向軸は存在していたが、分散粒
子の平均粒径が6μm未満であるため、前述のような高
い寸法精度を確保することができた。
体を素材とした実施例7〜13、急冷堆積体を元材とし
た実施例14〜27のいずれの場合も、280MPaを
越える高い耐力値を示すとともに、粒径1μm以上の分
散粒子の平均粒径が6μm未満であり、切削加工後の厚
さ歪み、辺歪みが小さく、切削加工後の寸法精度が高い
ことが確認された。なお実施例20〜27では、粒径6
μm以上の分散粒子の方向軸は存在していたが、分散粒
子の平均粒径が6μm未満であるため、前述のような高
い寸法精度を確保することができた。
【0078】
【発明の効果】請求項1〜8の枠形状部材は、高強度を
有するばかりでなく、組織中の1μm以上の粒径の分散
粒子の分布状況、特に分散粒子の平均粒径もしくは各分
散粒子の最長方向を適切に制御することによって、切削
加工後の寸法精度が確実かつ安定して優れたものとな
り、そのため高精度、高強度が要求される枠形状部材の
部品、特にペリクルフレーム、そのほか各種の光学機器
や電子機器に最適である。また請求項9、請求項10の
製造方法によれば、上述のように切削加工後の寸法精度
に優れかつ高強度を有する枠形状部材を、確実かつ安定
して製造することができる。
有するばかりでなく、組織中の1μm以上の粒径の分散
粒子の分布状況、特に分散粒子の平均粒径もしくは各分
散粒子の最長方向を適切に制御することによって、切削
加工後の寸法精度が確実かつ安定して優れたものとな
り、そのため高精度、高強度が要求される枠形状部材の
部品、特にペリクルフレーム、そのほか各種の光学機器
や電子機器に最適である。また請求項9、請求項10の
製造方法によれば、上述のように切削加工後の寸法精度
に優れかつ高強度を有する枠形状部材を、確実かつ安定
して製造することができる。
【図1】この発明の枠形状部材の組織中の分散粒子の方
向性について概略的に説明するための模式図である。
向性について概略的に説明するための模式図である。
【図2】この発明の実施例において中間加工材(プリフ
ォーム)の形状、寸法を示す平面図である。
ォーム)の形状、寸法を示す平面図である。
【図3】この発明の実施例において最終的に得られた枠
形状部材の形状、寸法を示す平面図である。
形状部材の形状、寸法を示す平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/00 691 C22F 1/00 691B 692 692B 694 694A (72)発明者 関口 常久 東京都港区芝大門一丁目13番9号 昭和電 工株式会社内 (72)発明者 小浜 憲人 東京都港区芝大門一丁目13番9号 昭和電 工株式会社内
Claims (10)
- 【請求項1】 Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5
wt%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物より
なり、析出硬化処理されたAl−Zn−Mg系合金から
なる部材であって、しかも組織中の分散粒子のうち、粒
径1μm以上の粒子の平均径が6μm未満であることを
特徴とする、高強度・高精度枠形状部材。 - 【請求項2】 Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5
wt%、Cu0.5〜4wt%を含有し、残部がAlお
よび不可避的不純物よりなり、析出硬化処理されたAl
−Zn−Mg系合金からなる部材であって、しかも組織
中の分散粒子のうち、粒径1μm以上の粒子の平均径が
6μm未満であることを特徴とする、高強度・高精度枠
形状部材。 - 【請求項3】 Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5
wt%を含有し、さらにMn0.05〜0.9wt%、
Cr0.05〜0.6wt%、Zr0.05〜0.6w
t%、V0.05〜0.6wt%、Ni0.05〜0.
6wt%およびCo0.05〜0.6wt%のうちから
選ばれた1種または2種以上を含有し、残部がAlおよ
び不可避的不純物よりなり、析出硬化処理されたAl−
Zn−Mg系合金からなる部材であって、しかも組織中
の分散粒子のうち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6
μm未満であることを特徴とする、高強度・高精度枠形
状部材。 - 【請求項4】 Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5
wt%、Cu0.5〜4wt%を含有し、さらにMn
0.05〜0.9wt%、Cr0.05〜0.6wt
%、Zr0.05〜0.6wt%、V0.05〜0.6
wt%、Ni0.05〜0.6wt%およびCo0.0
5〜0.6wt%のうちから選ばれた1種または2種以
上を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物よりな
り、析出硬化処理されたAl−Zn−Mg系合金からな
る部材であって、しかも組織中の分散粒子のうち、粒径
1μm以上の粒子の平均径が6μm未満であることを特
徴とする、高強度・高精度枠形状部材。 - 【請求項5】 Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5
wt%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物より
なり、析出硬化処理されたAl−Zn−Mg系合金から
なる部材であって、しかも組織中の分散粒子のうち、粒
径1μm以上の粒子の平均径が6μm以上25μm以下
であり、かつ粒径6μm以上の全分散粒子のうち66%
以上の粒子の最長方向がある方向軸を中心とする3次元
での30°以内に含まれることがないことを特徴とす
る、高強度・高精度枠形状部材。 - 【請求項6】 Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5
wt%、Cu0.5〜4wt%を含有し、残部がAlお
よび不可避的不純物よりなり、析出硬化処理されたAl
−Zn−Mg系合金からなる部材であって、しかも組織
中の分散粒子のうち、粒径1μm以上の粒子の平均径が
6μm以上25μm以下であり、かつ粒径6μm以上の
全分散粒子のうち66%以上の粒子の最長方向がある方
向軸を中心とする3次元での30°以内に含まれること
がないことを特徴とする、高強度・高精度枠形状部材。 - 【請求項7】 Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5
wt%を含有し、さらにMn0.05〜0.9wt%、
Cr0.05〜0.6wt%、Zr0.05〜0.6w
t%、V0.05〜0.6wt%、Ni0.05〜0.
6wt%およびCo0.05〜0.6wt%のうちから
選ばれた1種または2種以上を含有し、残部がAlおよ
び不可避的不純物よりなり、析出硬化処理されたAl−
Zn−Mg系合金からなる部材であって、しかも組織中
の分散粒子のうち、粒径1μm以上の粒子の平均径が6
μm以上25μm以下であり、かつ粒径6μm以上の全
分散粒子のうち66%以上の粒子の最長方向がある方向
軸を中心とする3次元での30°以内に含まれることが
ないことを特徴とする、高強度・高精度枠形状部材。 - 【請求項8】 Zn2.5〜9wt%、Mg0.5〜5
wt%、Cu0.5〜4wt%を含有し、さらにMn
0.05〜0.9wt%、Cr0.05〜0.6wt
%、Zr0.05〜0.6wt%、V0.05〜0.6
wt%、Ni0.05〜0.6wt%およびCo0.0
5〜0.6wt%のうちから選ばれた1種または2種以
上を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物よりな
り、析出硬化処理されたAl−Zn−Mg系合金からな
る部材であって、しかも組織中の分散粒子のうち、粒径
1μm以上の粒子の平均径が6μm以上25μm以下で
あり、かつ粒径6μm以上の全分散粒子のうち66%以
上の粒子の最長方向がある方向軸を中心とする3次元で
の30°以内に含まれることがないことを特徴とする、
高強度・高精度枠形状部材。 - 【請求項9】 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の
枠形状部材を製造するにあたり、 前記成分組成の合金からなる鋳塊もしくは粉末成形体ま
たは急冷堆積体に1回以上の熱間塑性加工を施した後、
400〜500℃の範囲内で溶体化処理を施して、20
〜80℃の水中に焼入れし、その後1〜5%の圧縮加工
により残留応力除去を行ない、さらに時効析出処理を施
してから切削加工を施して枠形状とすることを特徴とす
る、高強度・高精度枠形状部材の製造方法。 - 【請求項10】 請求項9に記載の製造方法において、 前記1回以上の前記熱間塑性加工を施すにあたり、圧縮
方向を互いに45〜90°異なる方向とした各1回以上
の熱間鍛造を含む複数回の熱間塑性加工を施すことを特
徴とする、高強度・高精度枠形状部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11888297A JPH10298692A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 高強度・高精度枠形状部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11888297A JPH10298692A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 高強度・高精度枠形状部材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10298692A true JPH10298692A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14747477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11888297A Pending JPH10298692A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 高強度・高精度枠形状部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10298692A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
- 1997-04-22 JP JP11888297A patent/JPH10298692A/ja active Pending
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