JPS6128744B2 - - Google Patents
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- JPS6128744B2 JPS6128744B2 JP22272282A JP22272282A JPS6128744B2 JP S6128744 B2 JPS6128744 B2 JP S6128744B2 JP 22272282 A JP22272282 A JP 22272282A JP 22272282 A JP22272282 A JP 22272282A JP S6128744 B2 JPS6128744 B2 JP S6128744B2
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Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
本発明は自動車用バンパーの製造方法に関する
ものである。 近年自動車軽量化の傾向は著しく、この目的の
一環として、従来の鋼鉄製バンパーに代わつて、
アルミニウム合金バンパーの使用が検討されてい
る。種々のアルミニウム合金のうち、押出加工
性、冷間加工性、耐応力腐食割れ性等が優れ、強
度的にも適度に優れているとされているA7003合
金の成分範囲は、Zn5.0〜6.5％、Mg0.50〜1.0
％、Zr0.05〜0.25％、不純物としてSi0.30％以
下、Fe0.35％以下、Cu0.20％以下、Mn0.30以
下、Cr0.20％以下、Ti0.20％以下、その他は個々
に0.05％以下、合計で0.15％以下、残部Alと規定
されており、中・高強度アルミニウム合金の中で
は比較的押出加工性に優れているが、軽量化の効
果が出るおおむね肉厚３mm以下の薄肉中空形材の
ような複雑な形材の押出加工は困難であるという
欠点がある。よしんば押出加工の際のビレツト加
熱温度を高くして、このような複雑な形材の押出
加工を行つても、この場合耐応力腐食割れ性が著
しく損なわれるために、バンパーそのものの破損
や、取付部分の損傷によりバンパーが脱落する等
の致命的欠陥を生ずるおそれがある。 以上の理由により、従来はおおむね肉厚３mm以
上の厚肉材あるいは中実材の押出形材に限定され
てしまい、軽量化の効果が十分に期待できないと
いう問題があつた。 本発明は、軽量かつ高強度で耐応力腐食割れ性
にも優れた自動車用バンパーの製造方法を確立す
るために、種々研究を重ねた結果完成されたもの
であつて、その要旨とするところは、A7003アル
ミニウム合金を用いて、中空形材に押出すことに
より自動車用バンパーを製造する方法において、 (a) 前記A7003アルミニウム合金におけるCuの
量を0.1〜0.2％としたビレツトを用い、 (b) 外接円の直径が100mm以上の中空押出形材
で、中空部を構成する肉厚３mm以下の部分の周
囲長が全周囲長の50％以上である中空押出形材
を押出し、 (c) 押出加工の際のビレツト加熱温度を450℃以
上とし、 (d) 押出加工後に、75〜105℃で２〜８時間時効
し、次いで135〜165℃で４〜10時間時効する２
段人工時効処理を行なう ことを特徴とするものである。 A7003アルミニウミ合金の成分規格によれば、
Cuは特に有効元素としては考えられておらず、
0.20％以下に規制されている。しかし本発明にお
いては、耐応力腐食割れ性の改善に0.1％以上の
Cu添加が効果的であることを見出したのであ
る。またCuの添加量が0.2％を越えると耐食性に
悪影響を与えることもわかつたので、耐食性を損
ねないで耐応力腐食割れ性を改善させるために、
0.1〜0.2％のCuを添加する必要がある。 このようにCuの量を0.1〜0.2％としたA7003ア
ルミニウム合金を用いて、中空形材に押出すので
あるが、この際形材の外接円直径を100mm以上と
する。一般に押出加工においては大型のものほど
押出しにくくなるが、本発明ではこのように従来
難しいとされていた大型の形材を押出し、しかも
バンパーとしての性能を十分に満たすために、外
接円直径が100mm以上の中空形材とする。またこ
の形材は、軽量化の効果を十分に発揮するため
に、中空部周囲の肉厚をおおむね３mm以下、具体
的には中空部を構成する肉厚３mm以下の部分の周
囲長が、全周囲長の50％以上となるようにする必
要がある。 また本発明では、軽量かつ高強度の自動車用バ
ンパーの製造を目指しているために、前記のよう
な大型でしかも薄肉の中空形材の押出加工を可能
にする必要があり、このような複雑かつ薄肉の形
状の形材を押出加工するには、押出加工の際のビ
レツト加熱を450℃以上の高温としなければなら
ない。従来はこのくらいの高い温度での押出加工
を行なうと、押出形材の再結晶粒の粗大化が大幅
に進んで、押出形材の耐応力腐食割れ性が著しく
損なわれ、これを避けるためには低い温度での押
出しを余儀なくされ、押出しやすい厚肉材や中実
材の押出加工に限定されていたのである。本発明
ではA7003アルミニウム合金に0.1〜0.2％のCuを
添加することによつて、耐応腐食割れ性を大幅に
向上せしめたために、このような高温での薄肉中
空形材の押出加工が可能となつたのである。 以上のようにして押出された中空形材は、その
後人工時効処理が施される。そして本発明では、
軽量化のために薄肉の押出形材としており、さら
に高強度という特性を満たすためには、素材自体
の強度が高いことが必須となる。具体的な目安と
して、耐力で30Kg/mm2以上の強度が安定的にもた
らされることが望まれる。そのため、75〜105℃
で２〜８時間時効し、次いで135〜165℃で４〜10
時間時効する２段人工時効処理を行なう必要があ
る。 この人工時効処理は、本合金では最大強度をも
たらすための条件であり、これより高い温度でも
低い温度でも、また短かい時間でも長い時間で
も、さらには１段だけの時効でも、強度は不足す
る。一般にはこのような最大強度をもたらすよう
な人工時効処理を施すと、耐応力腐食割れ性が低
下するが、本発明ではA7003アルミニウム合金に
0.1〜0.2％のCuを添加することにより、この点が
改善され、耐応力腐食割れ性を損うことなく、最
大強度をもたらす人工時効処理が行なえるように
なつたのである。 以上のようにして、軽量かつ高強度で、しかも
耐応力腐食割れ性にも優れた薄肉中空形材からな
る自動車用バンパーを製造する。なお自動車バン
パーとして用いるめには、形材に対して各種の曲
げ加工や、車体への取付けのための穿孔加工、剪
断加工を施すのが普通である。これらの加工を、
人工時効処理後に行なうと、強度が高いために加
工がかなり困難であるし、加工が可能であつたと
しても、残留応力が残るために耐応力腐食割れ性
の低下が予測される。このため、曲げ加工、穿孔
加工、剪断加工等を行なう場合、人工時効処理の
前に行なうが、少なくとも１段目時効と２段目時
効の間に行なうことが望ましい。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 第１表に示す化学組成からなるアルミニウム合
金ビレツト（直径176mm、長さ500mm）を、Ａ合金
については３本、Ｂ合金およびＣ合金については
各１本ずつ用意し、それぞれ1800トン押出機に
て、第１図に示す断面形状の形材に押出すように
した。この形材は、外接円の直径が140mmであ
り、また中空部を構成する肉厚は、第１図に示し
たそれぞれの箇所につき、t1＝1.6mm、t2＝1.6
mm、t3＝2.0mm、t4＝2.8mmであつた。したがつて
この形材の中空部はすべて肉厚３mm以下であり、
詳細には、1.6mm以下が45％、2.0mm以下が80％、
2.8mm以下が100％であつた。 そして前記ビレツトを第２表に示した押出温度
に加熱し、その温度で押出した。さらに押出加工
後の形材には、第２表に示した条件で人工時効処
理を施した。 得られた形材につき、引張試験および応力腐食
割れ試験評価を行なつた。なお応力腐食割れ試験
は試験片の中央部にパワープレスによるパンチン
グによつて穿孔し、このあと前記人工時効処理を
行ない、次いで応力腐食試験液（CrO336ｇ、
K2Cr2O730ｇ、Nacl ３ｇを1000c.c.の水に溶かし
たもの）に浸漬、50℃で72時間保持後、取出し、
応力腐食割れの認められなかつたものを合格、応
力腐食割れの認められたものを不合格として評価
した。 引張試験および応力腐食割れ試験の結果を第３
表に示す。なお第２表に示た試料のうち、Ａ−１
は押出不可能であつたので、試験は行なつていな
い。また本発明例としてＢ合金の応力腐食割れ試
験後の断面顕微鏡写真（20倍）を第２図に、一方
比較例としてＣ合金の応力腐食割れ試験後の断面
顕微鏡写真（20倍）を第３図に、それぞれ示す。
ものである。 近年自動車軽量化の傾向は著しく、この目的の
一環として、従来の鋼鉄製バンパーに代わつて、
アルミニウム合金バンパーの使用が検討されてい
る。種々のアルミニウム合金のうち、押出加工
性、冷間加工性、耐応力腐食割れ性等が優れ、強
度的にも適度に優れているとされているA7003合
金の成分範囲は、Zn5.0〜6.5％、Mg0.50〜1.0
％、Zr0.05〜0.25％、不純物としてSi0.30％以
下、Fe0.35％以下、Cu0.20％以下、Mn0.30以
下、Cr0.20％以下、Ti0.20％以下、その他は個々
に0.05％以下、合計で0.15％以下、残部Alと規定
されており、中・高強度アルミニウム合金の中で
は比較的押出加工性に優れているが、軽量化の効
果が出るおおむね肉厚３mm以下の薄肉中空形材の
ような複雑な形材の押出加工は困難であるという
欠点がある。よしんば押出加工の際のビレツト加
熱温度を高くして、このような複雑な形材の押出
加工を行つても、この場合耐応力腐食割れ性が著
しく損なわれるために、バンパーそのものの破損
や、取付部分の損傷によりバンパーが脱落する等
の致命的欠陥を生ずるおそれがある。 以上の理由により、従来はおおむね肉厚３mm以
上の厚肉材あるいは中実材の押出形材に限定され
てしまい、軽量化の効果が十分に期待できないと
いう問題があつた。 本発明は、軽量かつ高強度で耐応力腐食割れ性
にも優れた自動車用バンパーの製造方法を確立す
るために、種々研究を重ねた結果完成されたもの
であつて、その要旨とするところは、A7003アル
ミニウム合金を用いて、中空形材に押出すことに
より自動車用バンパーを製造する方法において、 (a) 前記A7003アルミニウム合金におけるCuの
量を0.1〜0.2％としたビレツトを用い、 (b) 外接円の直径が100mm以上の中空押出形材
で、中空部を構成する肉厚３mm以下の部分の周
囲長が全周囲長の50％以上である中空押出形材
を押出し、 (c) 押出加工の際のビレツト加熱温度を450℃以
上とし、 (d) 押出加工後に、75〜105℃で２〜８時間時効
し、次いで135〜165℃で４〜10時間時効する２
段人工時効処理を行なう ことを特徴とするものである。 A7003アルミニウミ合金の成分規格によれば、
Cuは特に有効元素としては考えられておらず、
0.20％以下に規制されている。しかし本発明にお
いては、耐応力腐食割れ性の改善に0.1％以上の
Cu添加が効果的であることを見出したのであ
る。またCuの添加量が0.2％を越えると耐食性に
悪影響を与えることもわかつたので、耐食性を損
ねないで耐応力腐食割れ性を改善させるために、
0.1〜0.2％のCuを添加する必要がある。 このようにCuの量を0.1〜0.2％としたA7003ア
ルミニウム合金を用いて、中空形材に押出すので
あるが、この際形材の外接円直径を100mm以上と
する。一般に押出加工においては大型のものほど
押出しにくくなるが、本発明ではこのように従来
難しいとされていた大型の形材を押出し、しかも
バンパーとしての性能を十分に満たすために、外
接円直径が100mm以上の中空形材とする。またこ
の形材は、軽量化の効果を十分に発揮するため
に、中空部周囲の肉厚をおおむね３mm以下、具体
的には中空部を構成する肉厚３mm以下の部分の周
囲長が、全周囲長の50％以上となるようにする必
要がある。 また本発明では、軽量かつ高強度の自動車用バ
ンパーの製造を目指しているために、前記のよう
な大型でしかも薄肉の中空形材の押出加工を可能
にする必要があり、このような複雑かつ薄肉の形
状の形材を押出加工するには、押出加工の際のビ
レツト加熱を450℃以上の高温としなければなら
ない。従来はこのくらいの高い温度での押出加工
を行なうと、押出形材の再結晶粒の粗大化が大幅
に進んで、押出形材の耐応力腐食割れ性が著しく
損なわれ、これを避けるためには低い温度での押
出しを余儀なくされ、押出しやすい厚肉材や中実
材の押出加工に限定されていたのである。本発明
ではA7003アルミニウム合金に0.1〜0.2％のCuを
添加することによつて、耐応腐食割れ性を大幅に
向上せしめたために、このような高温での薄肉中
空形材の押出加工が可能となつたのである。 以上のようにして押出された中空形材は、その
後人工時効処理が施される。そして本発明では、
軽量化のために薄肉の押出形材としており、さら
に高強度という特性を満たすためには、素材自体
の強度が高いことが必須となる。具体的な目安と
して、耐力で30Kg/mm2以上の強度が安定的にもた
らされることが望まれる。そのため、75〜105℃
で２〜８時間時効し、次いで135〜165℃で４〜10
時間時効する２段人工時効処理を行なう必要があ
る。 この人工時効処理は、本合金では最大強度をも
たらすための条件であり、これより高い温度でも
低い温度でも、また短かい時間でも長い時間で
も、さらには１段だけの時効でも、強度は不足す
る。一般にはこのような最大強度をもたらすよう
な人工時効処理を施すと、耐応力腐食割れ性が低
下するが、本発明ではA7003アルミニウム合金に
0.1〜0.2％のCuを添加することにより、この点が
改善され、耐応力腐食割れ性を損うことなく、最
大強度をもたらす人工時効処理が行なえるように
なつたのである。 以上のようにして、軽量かつ高強度で、しかも
耐応力腐食割れ性にも優れた薄肉中空形材からな
る自動車用バンパーを製造する。なお自動車バン
パーとして用いるめには、形材に対して各種の曲
げ加工や、車体への取付けのための穿孔加工、剪
断加工を施すのが普通である。これらの加工を、
人工時効処理後に行なうと、強度が高いために加
工がかなり困難であるし、加工が可能であつたと
しても、残留応力が残るために耐応力腐食割れ性
の低下が予測される。このため、曲げ加工、穿孔
加工、剪断加工等を行なう場合、人工時効処理の
前に行なうが、少なくとも１段目時効と２段目時
効の間に行なうことが望ましい。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 第１表に示す化学組成からなるアルミニウム合
金ビレツト（直径176mm、長さ500mm）を、Ａ合金
については３本、Ｂ合金およびＣ合金については
各１本ずつ用意し、それぞれ1800トン押出機に
て、第１図に示す断面形状の形材に押出すように
した。この形材は、外接円の直径が140mmであ
り、また中空部を構成する肉厚は、第１図に示し
たそれぞれの箇所につき、t1＝1.6mm、t2＝1.6
mm、t3＝2.0mm、t4＝2.8mmであつた。したがつて
この形材の中空部はすべて肉厚３mm以下であり、
詳細には、1.6mm以下が45％、2.0mm以下が80％、
2.8mm以下が100％であつた。 そして前記ビレツトを第２表に示した押出温度
に加熱し、その温度で押出した。さらに押出加工
後の形材には、第２表に示した条件で人工時効処
理を施した。 得られた形材につき、引張試験および応力腐食
割れ試験評価を行なつた。なお応力腐食割れ試験
は試験片の中央部にパワープレスによるパンチン
グによつて穿孔し、このあと前記人工時効処理を
行ない、次いで応力腐食試験液（CrO336ｇ、
K2Cr2O730ｇ、Nacl ３ｇを1000c.c.の水に溶かし
たもの）に浸漬、50℃で72時間保持後、取出し、
応力腐食割れの認められなかつたものを合格、応
力腐食割れの認められたものを不合格として評価
した。 引張試験および応力腐食割れ試験の結果を第３
表に示す。なお第２表に示た試料のうち、Ａ−１
は押出不可能であつたので、試験は行なつていな
い。また本発明例としてＢ合金の応力腐食割れ試
験後の断面顕微鏡写真（20倍）を第２図に、一方
比較例としてＣ合金の応力腐食割れ試験後の断面
顕微鏡写真（20倍）を第３図に、それぞれ示す。
【表】
【表】
【表】
以上の結果から明らかな如く、本発明によるも
の（Ａ−２、Ｂ）は、いずれも耐力が30Kg/mm2以
上の高い値を示し、応力腐食割れもまつたくみら
れなかつた。 一方Cuを添加しても、押出温度の低いもの
（Ａ−１）では、薄肉中空形材への押出加工が不
可能であり、また高温で押出しても人工時効処理
を１段で行なつたもの（Ａ−３）では、強度が不
足していた。さらにCuを有効元素として添加せ
ず、高温で薄肉の中空形材に押出加工したもの(C)
は、応力腐食割れが見られた。 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
軽量化を目指した薄肉中空材の押出加工ができ、
しかも冷間加工性や耐応力腐食割れ性にも優れ、
さらには安定した高強度が得られる自動車用バン
パーの製造が可能となる。
の（Ａ−２、Ｂ）は、いずれも耐力が30Kg/mm2以
上の高い値を示し、応力腐食割れもまつたくみら
れなかつた。 一方Cuを添加しても、押出温度の低いもの
（Ａ−１）では、薄肉中空形材への押出加工が不
可能であり、また高温で押出しても人工時効処理
を１段で行なつたもの（Ａ−３）では、強度が不
足していた。さらにCuを有効元素として添加せ
ず、高温で薄肉の中空形材に押出加工したもの(C)
は、応力腐食割れが見られた。 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
軽量化を目指した薄肉中空材の押出加工ができ、
しかも冷間加工性や耐応力腐食割れ性にも優れ、
さらには安定した高強度が得られる自動車用バン
パーの製造が可能となる。
第１図は、実施例１で押出した中空形材の縦断
面図である。第２図および第３図は、実施例１で
行なつた応力腐食割れ試験後の試験片の断面顕微
鏡写真（20倍）を示し、第２図は本発明によるも
の（Ｂ合金）、第３図は比較例によるもの（Ｃ合
金）である。
面図である。第２図および第３図は、実施例１で
行なつた応力腐食割れ試験後の試験片の断面顕微
鏡写真（20倍）を示し、第２図は本発明によるも
の（Ｂ合金）、第３図は比較例によるもの（Ｃ合
金）である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ A7003アルミニウム合金（Zn5.0〜6.5％、
Mg0.50〜1.0％、Zr0.05〜0.25％、不純物として
Si0.30％以下、Fe0.35％以下、Cu0.20％以下、
Mn0.30％以下、Cr0.20以下、Ti0.20％以下、そ
の他は個々に0.05％以下、合計で0.15％以下、残
部Alからなる合金）を用いて、中空形材に押出
すことにより自動車用バンパーを製造する方法に
おいて、 (a) 前記A7003アルミニウム合金におけるCuの
量を0.1〜0.2％としたビレツトを用い、 (b) 中空部の外接円の直径が100mm以上の中空押
出形材で、中空部を構成する肉厚３mm以下の部
分の周囲長が中空部全周囲長の50％以上である
中空押出形材を押出し、 (c) 該押出加工の際のビレツト加熱温度を450℃
以上とし、 (d) さらに押出加工後に、75〜105℃で２〜８時
間時効し、次いで135〜165℃で４〜10時間時効
する２段人工時効処理を行なう ことを特徴とする軽量かつ高強度で耐応力腐食割
れ性の優れた自動車用バンパーの製造方法。 ２ 曲げ加工、穿孔加工、剪断加工等の残留応力
が残る形材の加工を行なう場合、２段人工時効処
理の前、あるいは１段目時効と２段目時効の間に
行なう特許請求の範囲第１項または第２項記載の
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22272282A JPS59113164A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 自動車用バンパ−の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22272282A JPS59113164A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 自動車用バンパ−の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59113164A JPS59113164A (ja) | 1984-06-29 |
| JPS6128744B2 true JPS6128744B2 (ja) | 1986-07-02 |
Family
ID=16786876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22272282A Granted JPS59113164A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 自動車用バンパ−の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59113164A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS59113164A (ja) | 1984-06-29 |
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