JPS6013064A - 成形加工性の優れた熱処理型アルミニウム合金の製造法 - Google Patents

成形加工性の優れた熱処理型アルミニウム合金の製造法

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JPS6013064A
JPS6013064A JP12143683A JP12143683A JPS6013064A JP S6013064 A JPS6013064 A JP S6013064A JP 12143683 A JP12143683 A JP 12143683A JP 12143683 A JP12143683 A JP 12143683A JP S6013064 A JPS6013064 A JP S6013064A
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JP
Japan
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heat
alloy
aluminum alloy
ingot
heat treated
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JP12143683A
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Yoshimitsu Miyamoto
宮本 美光
Masakazu Hirano
正和 平野
Yutaka Kaneda
豊 金田
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は成形加工性の優れた熱処理型アルミニウム合金
の製造法に関し、さらに詳しくは、Al−Cu系、Al
−Mg−3i系、Al−ZnMg系、Al−7,n−M
g−Cu系の熱処理型アルミニウム合金の成形加工性を
改善したアルミニウム合金の製造法に関する。
一般に熱処理型アルミニウム合金は、(晟械的性質が浸
れており、陸運車輌や航空機を初めと腰各種の構造用強
度部劇として多呈上使用されている。
しかし、熱処理型アルミニウム合金は強度か高いjこめ
に比較的成形加工性に劣り、このため、一般に、軟質材
の状態で予(4i加工を施し、続いて溶体化・焼入れ処
理を行ない時効硬化が始まるまでの短時間に仕」二加工
を施し、最後に人工時効処理を行なう成形加工工程が採
用されている。
しかしながら、この成形加工処理においては、予備加工
後の溶体化処理において再結晶か起るか、特に、20%
程度の加工を受けた部分で・は者しく粗大な再結晶組織
となり、続く仕上加工で肌荒れあるいは微小な割れが発
生し、成形加工を不可能にしたりあるいは製品の性能を
低下させる原因になる場合があった。
本発明は上記に説明したように、従来における熱処理型
アルミニウム合金の処理の問題点を解決したものであり
、即ち、軟質材の状態でも結晶粒が微細であり、かつ、
板材、管材および棒材などの軟質材に施される圧延、抽
伸、スウェージ、冷間鍛造などの全べての冷間加工率の
冷間加工後における溶体化・焼入れ後において、再結晶
粒が粗大にならない成形加工性の優れた熱処理型アルミ
ニウム合金の製造法を提供するものである。
本発明に係る成形加工性の優れた熱処理型アルミニウム
合金の製造法の特徴とするところは、Al−Cu系、A
l−Mg−3i系、Al−Zn−Mg系、$3よ1/A
t−Zn−Mg Cu系の熱処理アルミニウム合金鋳塊
を均質化処理し、熱間加工あるいはさらに冷間加工を施
した後、400〜550℃の溶体化処理温度に加熱保持
した後、30℃/vli n以上の冷却速度で冷却する
ことにある。
即ち、本発明に係る成形加工性の優れた熱処理型アルミ
ニウム合金の製造法は、Al−Cu系、Al−Mg−8
i系、Al−ZnMg系、AlZn−Mg−Cu系の熱
処理型アルミニウム合金鋳塊を、400〜550℃の温
度に4〜24Hrあるいは300〜450℃の温度に2
〜24Hr加熱した後、400−550℃の温度に2−
248r加熱して均質化処理を行ない、アルミニウム合
金のCu、Mg、Si、Znを充分に拡散固溶させてミ
クロ偏析を無くし、同時に再結晶粒を微細化させるMn
、 Cr、 Zr、 l’iを微細均一に析出させ、次
いで、熱間加工を行ない、あるいはさらに冷間加工を行
なって所定の形状寸法に加工する。この場合、冷間加工
を行なう前に熱間加工祠を350〜500℃の温度で軟
化処理を行なって再結晶組織とすれば、軟質材の状態で
結晶粒が微細となり更に成形性が優れるようになる。
この処理後に、400〜550℃の温度で溶融温度より
低い溶体化温度範囲に所定時間保持して、Cu、Mg、
5iSZnを固溶させた後、30℃/m ! 11以上
の冷却速度で室温まで冷却する。この場合、Al−Cu
系、AI Z++−Mg系、AI Z++ Mg−Cu
系ののアルミニウム合金では400〜500’C,Al
−Mg Si係のアルミニウム合金では450〜550
℃の温度範囲に加熱保持するのが望ましいが、夫々一般
の溶体化温度より20〜50℃程度低い温度が最適であ
る。
このような本発明に係る成形加工性の優れた熱処理型ア
ルミニウム合金の製造法により得られた熱処理型アルミ
ニウム合金は、成形加工にあたり冷間加工を行なうと微
細均一に析出したMn、 Cr、Z「、Tiの析出粒子
が、冷間加工によって導入された転位を微細均一なセル
組織として分散させ、続く溶体化・焼入れ処理によって
微細均一に分布されたセル組織を核として再結晶が起る
rめに、微細な再結晶組織が得られる。このため、従来
の製造法による材料では、粗大な再結晶組織となる20
%冷間加工部も本発明の製造法よる材料では微細な再結
晶1を繊となる。
よって、本発明に係る成形加工性の優れた熱処理型アル
ミニウム合金の製造法は、如何なる加工率の冷間加工を
受けた材料も続く溶体此処・焼入れ処理において微細な
再結晶組織となる結果、仕上成形加工において割れや肌
荒れを発生することなく均一な成形加工が可能となるも
のである。
本発明に係る成形加工性に優れた熱処理型アルミニウム
合金の製造法において、熱処理型アルミニウム合金鋳塊
を均質化処理して熱間加工あるいはさらに冷間加工した
後、4()0〜550℃の溶体化処理温度に加熱保持し
た後、30℃/’lfl j 11以上の冷却速度で冷
却を行なう理由について説明する。
即ち、アルミニウム合金鋳塊を均質化処理して、結晶粒
の微細化効果を有するMu、 Cr、Zr、1’iの化
合物を微細均一に析出させる。この場合の加熱条件とし
ては、400〜550℃の温度で4〜24Hrあるいは
300−450℃の温度で2〜24Hr加熱後、400
−550℃の温度で2−24Hr加熱すれば微細化効果
の大きい析出状態が彷られる。
この均質化処理後、熱間加工あるいはさらに冷間加工を
した後に、400〜550℃の溶体化温度に加熱保持し
た後、30℃/m i n以上の冷却速度で冷却を行な
なう、しかして、アルミニウム合金鋳塊の均質化処理に
より析出するMu、 Cr、Zr、Tiの析出粒子が微
細化に効果を有し、比較的小さな粒子は効果がなく、粗
大な粒子は微細化には負の効果を有する。そのため、こ
の加熱処理は微細化に負の効果を有する粗大な析出粒子
を固溶させ、その影響を解消することにあるが、加熱温
度が400℃未満では充分な固溶ができず、また、AI
 Cu系、Al−Zn−Mg−Cu系合金においては約
500℃を越える温度、および、Al−Zn−Mg系、
Al−Mg−Si系合金においては約550’Cを越え
る温度では部分的な溶融が起り健全な材料が得られない
。従って、加熱温度は400〜550℃の温度範囲とす
る。また、この加熱温度に保持する時間は、加熱温度が
高ければ数分程度でもよいが、低い加熱温度の場合は数
時間を必要とする。
この加熱後の冷却速度が30℃/+++in未満では、
Cu、 Mg、 Si、Znの粗大な析出物が発生して
微細化ができない。
本発明に係る成形加工性に優れた熱処理型アルミニウム
合金の製造法において対称となるアルミニウム合金につ
いて説明する。
Al−Cu系合金: J T S A2000台に相当
する熱処理型アルミニウム合金であり、Cu2〜7wL
%、Mg 0.2〜2w1%を主成分とし必要に応じて
M nO,05−0,8u+L%、Cr 0105−0
.3wL%、Zr O,05=0、ht%、Ti 00
01−0.15WL%、V 00Of−0,15wL%
のうちから選んだ1種以」二を含有する。
AlMg−Si系合金: J I S A6000台に
相当する熱処理型アルミニウム合金であり、M2O,3
〜1.5wt%、Si0.2〜1.5111t%を主成
分とし、その他Mn 0.05−1,0iut%、Cr
 O,05−0,4wL%、Cu O,05−0,4+
ut%、Zr O,05−0,hL%、TiO,01−
0,15wt%、V O,01−0,15u+t%ノウ
チカラ選んだ1種以上を含有する。
AlZn−Mg系合金: J I S 7N01.70
03相当およびこれに類似した熱処理型アルミニウム合
金であり、Zn 3.0−8.0+ut%、M2O,5
−3,OwL%を主成分とし、その他Cu 0003−
0.5ulL%、M no、05−0.4u+L%、C
r O,05−0,4wt%、Zr O,05−0,2
5wt%、l’i 0.005〜0.20u+t%、V
 0001〜0.151%、B O,0005〜0.0
5wL%のうちがら選んだ1種以上を含有する。
AI−Zn−MS−Cu系合金: J I 57075
相当およびこれに類似した熱処理型アルミニウム合金で
あり、Zn 3−8wt%、Mg 1−3wL%、Cu
 O,5−3wL%を主成分とし、ソノ他Mn 0.0
5−0.80wL%、Cr O,05−0,30wt%
、Zr O,05−0,30WL%、Ti O,01−
0,15wL%、V O,01−0,1!out%ノウ
チから選んだ1種以上を含有する。
。 以下、本発明に係る成形加工性に優れた熱処理型ア
ルミニウム合金の製造法の実施例を説明する。
実施例 第1表に示す2025合金、7075合金、7050合
金および6061合金相当の含有成分、成分割合の鋳塊
を通常の溶製により鋳造し、熱処理型アルミニウム合金
の代表例とした。
各鋳塊を24Hrの均熱処理を行なった。囚に、202
4合金は470℃、7075合金は450℃、7050
合金は475℃、6061合金は500℃である。この
均熱処理後、450℃から300℃の開の温度で熱間圧
延を行ない板Q8mmの板材を製造し、続いて、45 
(1’Cで4Hrの軟化処理を行なった後、冷間圧延を
行なって板1v3IIIIOの板材とし仁。
これらの板材を本発明に係る成形加工性の優れた熱処理
型アルミニウム合金の製造法、本発明に係る製造法から
外れる熱処理条件(比較条件)および従来界ら行なわれ
ている焼鈍処理(O材)の熱処理条件(従来条件)を第
2表に示す。
このようにして製造された熱処理板材の成形尻工性を調
査するために、各板材について次に示す成形加工と熱処
理を行なった。
1)予備冷開成形加工 冷間圧延イ)圧延せず(圧延率0% 板厚3+am)口
)圧延(圧延率20% 板厚2.4輪+o)ハ)圧延(
圧延率30% 板厚2.1m輸)2)溶体化・焼入れ処
理 処理条件 2024 : 495℃×30分WQ707
5 : 480℃X30分WQ 7050 : 475℃X30分WQ 6061 : 535°c×30分WQ3)冷開成形加
工 曲げ加工 I5方向4++++++R90°曲げ板厚2
.4m(20%圧延材)冷却直後に実施4)時効処理(
T6処理) 処理条件 2024 : 190℃X8Hr7075 
: 120℃X24Hr 7050 : 120℃X24Hr−+150℃X12
Hr 6061 : 170℃X8Hr 第3表に、上記の予備冷開成形加工の後溶体化・焼入れ
処理を行なった材料の再結晶粒度(LT−3T面1/4
E部)、曲げ加工性(肌荒れ、割れ)および最終製品と
してT6材にした場合の機械的性質を示す。
この第3表から明らかなように、本発明に係る成形加工
性の優れた熱処理アルミニウム合金の製造法により製造
された成形加工板材(No、1〜8)は、0〜30%の
冷間圧延の後溶体化・規入れを行なった時の再結晶粒が
微細で、曲げ加工を行なっても肌荒れおよび割れが発生
しない。また、最終製品のT6材の時効処理を行なった
場合、所期の優れた機械的性質を示す。
これに対して、比較条件および従来条件により製造した
材料(No、9〜20)は、0〜30%の冷間圧延の後
溶体化・焼入れを行なった時の再結晶粒が粗大で、曲げ
加工で割れが発生している。
以上詳細に説明したように、本発明に係る成形加工性に
優れた熱処理型アルミニウム合金の製造法は上記の構成
を有しているものであるが呟製造された熱処理型アルミ
ニウム合金材は仕上冷開成形加工を施してもも肌荒れお
よび加工割れのない成形品を得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Al−Cu系、AlMg−8i系、AI−Zo−M)(
    系およびAI Zn−Mg−Cu系の熱処理型アルミニ
    ウム合*鋳iを均質化処理し、熱間加工あるいはさらに
    冷間加工を施した後、400〜550 ’Cの溶体化処
    理温度に加熱保持した後、30℃/Ill i n以」
    −の冷力j速度で冷却することを特徴とする成形加工性
    の優れた熱処理型アルミニウム合金の製造法。
JP12143683A 1983-07-04 1983-07-04 成形加工性の優れた熱処理型アルミニウム合金の製造法 Pending JPS6013064A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5319117A (en) * 1976-08-05 1978-02-22 Aluminum Co Of America Modified aluminium structure
JPS5831054A (ja) * 1981-08-19 1983-02-23 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 成形加工用アルミニウム合金板材およびその製造法

Patent Citations (2)

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