JPS5929663B2 - 押出加工性のすぐれた野球バット用高力Ａｌ合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高強度と高靭性を有し、かつ速い速度での
押出加工が可能で、特に野球バットとして用いるのに適
したＡｔ合金に関するものでるる。

近年、Ａ７合金製野球バットが、例えば高校硬式野球を
はじめとして広く硬式野球に使用されるようになってき
ている。

このＡｔ合金製野球バットは高い衝撃力に耐えるもので
なければならないことから、その製造には、「Ａ級バッ
トに対する通産省安全規準」で、引張強さ：６０ｋｇ・
ｆ／ｉ４以上の高強度、および伸び＝９％以上の高靭性
を有するＡｔ合金の使用が義務づけられており、かかる
規準を満足するＡｔ合金として、既存のＡ、Ｍ合金中で
最も高い強度を有するＡＡ規規格７０ニ１ Ｃ ｒ ： ０．１ ８ 〜０．３ ５ ％、Ｚｎ ：
６．８ 〜８．０％、Ａｔおよび不可避不純物：残り
）、および同７１７８合金（Ｃｕ：１．６ 〜２．４％
、Ｍｇ：２．４〜３．１％、Ｃ ｒ ： ０．１ ８
〜０．３ ５％、Ｚｎ：６．３〜７．３係、Ａ４および
不可避不純物：残り）などが使用に供せられている。

しかしながら、これらの従来高力Ａｔ合金は、加工性、
特に熱間加工性に難点がるるため，速い速度での押出加
工は加工割れによる欠陥発生を伴うことから不可能であ
り、したがって、野球バットを製造するに際しては遅い
速度での押出加工を行なわなければならず、生産性のき
わめて低いものであった。

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
野球バットに設けられた規準を満足する高強度および高
靭性を有し、かつ押出加工性のすぐれたＡｔ合金を得べ
く研究を行なった結果、上記の従来高力Ａｔ合金におい
て、速い速度での押出加工時に生じる割れは局部融解に
起因するものであって、この割れは合金成分としてのＺ
ｎ、、Ｍｇ、およびＣｕの含量を１０．５％以下にする
ことによって完全に防止でき、さらに同しく合金成分と
してＭｎおよびＺｒを共存含有させると、再結晶組織が
きわめて強く発達した組織、いわゆるプレス効果により
合金強度が、引張強さで６０ｋｇ・ｆ／ｍ４以上に著し
く向上するようになるばかりでなく、結晶粒界の脆化も
防止されるよ５になって、押出加工性のみならず、靭性
も大巾に改善されるという知見を得たのである。

したがって、この発明は上記知見にもとづいてなされた
ものであって、Ｚｎ：５．２〜６．８係、Ｍｇ ： １
．’８〜２．８ ％、Ｃｕ：１．２〜２％、Ｍｎ：０．
３５〜１．０％、Ｚ ｒ ： ０．０３〜０．２５％を
含有し、さらに必要に応じてＣｒ：０．０３〜０．３係
およびＶ：０．０３〜０．２５チのうちの１種または２
種を含有し、かつＺｎ、、Ｍｇ、およびＣｕの合量：９
．０〜１０．５％を満足し、残りがＡｔと不可避不純物
からなる組成（以上重量係、以下係の表示はすべて重量
係を意味する）を有し、かつ野球バットに設けられた規
準を満足する高強度および高靭性を有し、さらに押出加
工性にもすぐれた野球バット用Ａ７合金に特徴を有する
ものである。

つぎに、この発明のＡｔ合金において、成分組成範囲を
上記の通りに限定した理由を説明する。

（ａ） Ｚ ｎ 、ｅ Ｍｇ、およびＣｕ合金に通常
のＴ６処理、すなわち温度：約１２０℃での時効処理が
施されると、これらの成分は、素地中に主ＫＭｇＺｎ２
．ｅ Ａｚ２ＣｕＭｇ 、およびＡｔ２ Ｃｕ相として
析出して合金の強度を著しく向上させるが、その含有量
が、それぞれＺｎ：５．２係未満、Ｍｇ：１．８％未満
、およびＣｕ：１．２％未満にして、Ｚ ｎ十Ｍｇ十Ｃ
ｕ ： ９．０係未満では、上記析出相の量が少なすぎ
て所望の強度を得ることができず、一方それぞれＺｎ：
６．８係、Ｍｇ：２．８％、およびＣｕ：２％を越え、
かつＺｎ＋Ｍｇ＋Ｃｕ ： １０．５％を越えると、押
出加工性が劣化し、高速での押出加工時に割れが発生す
るようになることから、それぞれの含有量を、Ｚｎ：５
、２〜６．８ ％、Ｍｇ ： １．８〜２．８％、Ｃｕ
：１．２〜２係と定め、かつＺｎ、Ｍｇ、およびＣｕの
合量を９〜１０．５％と定めたのである。

（ｂ）ＭｎおよびＺｒ ＭｎおよびＺｒ成分には、結晶粒を微細化すると共に、
粒界の脆化を防止し、もって合金の靭性および熱間加工
性（押出加工性）を著しく向上させるほか、再結晶抑制
作用、すなわち押出加工時に非再結晶組織（いわゆる繊
維組織）を強く発達させて合金の強度を向上させる作用
（いわゆるプレス効果）があるが、これらの作用はＭｎ
るるいはＺｒ単独ではその効果が少なく、所望の効果を
得るためには両成分が共存する必要がある。

しかし、その含有量が、それぞれＭｎ：０．３５％未満
、およびＺｒ：０．０３％未満では、前記作用に所望の
効果が得られず、一方Ｍｎ：１％、およびｚｒ：０．２
５％をそれぞれ越えて含有すると、巨大な金属間化合物
が析出するようになって、押出加工性および靭性が低下
するようになることから、その含有量をＭｎ ： ０．
３５〜１ ％、Ｚｒ：０．０３〜０．２５％と定めた。

（ｃ）ＣｒおよびＶ これらの成分には、ＭｎおよびＺｒと同様の効果があり
、これら成分との共存においてプレス効果を一段と向上
させる均等的作用がめるので、特により高強度が要求さ
れる場合に必要に応じて含有されるが、その含有量が、
それぞれＣｒ：０．０３チ未満、Ｖ：０．０３％未満で
は、所望の強度向上効果が得られず、一方Ｃｒ：０．３
％、Ｖ：０．２５係をそれぞれ越えて含有させると、巨
大な金属間化合物が析出するようになって押出加工性お
よび靭性の低下がみられるようになることから、その含
有量をそれぞれＣｒ ： ０．０３〜０．３％、■＝０
．０３〜０．２５％と定めた。

なお、不可避不純物としてのＦｅｊＳｉ成分には、結晶
粒を微細化する作用があり、したがってＦｅ：０．５％
、Ｓｉ：０．３％をそれぞれ越えない範囲で含有しても
、この発明の合金の特性が何ら損なわれるものではない
。

また、鋳造組織を微細化して品質向上をはかる目的で、
ＴｉおよびＢのうちの１種または２種を、それぞれＴｉ
：０．２％、Ｂ：０．０１％を越えない範囲で含有させ
てもよい。

つぎに、この発明のＡｔ合金を実施例により具体的に説
明する。

実施例 通常の溶解法により、それぞれ第１表に示される成分組
成をもった溶湯を調製し、外径： ２２．９朋φ×長さ
＝３５０門の寸法をもったビレットに鋳造することによ
って、本発明Ａｔ合金１〜１８、比較Ａｔ合金１〜１２
、および従来Ａ４合金１（ＡＡ規規格７テ７８ 合金に相当）をそれぞれ製造した。

なお、比較Ａｔ合金１〜１２は、いずれも構成成分のう
ちのいずれかの成分（第１表には※印を付して表示）が
この発明の範囲から外れた組成をもつものである。

ついで、この結果得られた各種のＡｔ合金インゴットに
ついて、３０００）ン複動型押出機を用い、肉厚：３．
５ｍｍのバット用素管を押出加工するに際して、前記素
管を割れ発生なく押出し得る最高押出速度を測定した。

この測定結果を第１表に示した。

また、上記の素管に、温度＝４６０℃に２時間保持後、
水焼入れの溶体化処理を行ない、ついで３日間の室温時
効を施し、引続いて温度＝１２０℃に２４時間保持の人
工時効を施すことからなるＴ６処理を行ない、Ｔ６処理
後の引張性質を測定した。

この結果も第１表に合せて示した。第１表に示される結
果から、従来Ａｔ合金は、高強度および高靭性を有する
ものの、押出力任性は著しく劣ったものになっており、
また比較Ａｔ合金は、引張特性および押出加工性の少な
くともいずれかが劣ったものになっている。

これに対して、本発明Ａｔ合金は、いずれも引張強さ＝
６０ｋｇ／ー以上、伸び：９チ以上の高強度および高靭
性を有し、かつ押出加工性のきわめてすぐれたものであ
る。

上述のよ５Ｋ、この発明のＡｔ合金は、引張強さ＝６
０ ｋｇ／ｍ４以上の高強度、および伸び＝９チ以上の
高靭性を有するので、これらの特性が要求される硬式野
球バット、などの製造に用いることができ、しかもすぐ
れた押出加工性を有するので、その生産性向上は著しい
ものとなるなど工業上有用な特性を有するのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｚｎ：５．２〜６．８％、 Ｍｇ ： １．８〜２．８％、 Ｃｕ ： １．２〜２．０％、 Ｍｎ ： ０．３５〜１．０％。 Ｚｒ：０．０３〜０．２５％、 を含有すると共に、Ｚｎ、Ｍｇ、およびＣｕの合量：９
   ．０〜１０．５％を満足し、残りが１．と不可避不純物
   からなる組成（Ｊ：Ａ上重量係）を有することを特徴と
   する押出加工性のすぐれた野球バット用高力Ａ４合金。 ２Ｚｎ：５．２〜６．８係、 Ｍｇ：１．８〜２．８転 Ｃｕ ： １．２〜２．０％、 Ｍｎ ： ０．３５〜１．０％、 Ｚ ｒ ： ０．０３〜０．２５％、 を含有し、さらに、 Ｃｒ：０．０３〜０．３％、 Ｖ：０．０３〜０．２５％、 の５ちの１種または２種を含有すると共に、Ｚｎ。 Ｍｇ、およびＣｕの合量二９．０〜１０．５％を満足し
   、残りがＡＡと不可避不純物からなる組成（以上重量係
   ）を有することを特徴とする押出加工性のすぐれた野球
   バット用高力Ａｔ合金。