JPS62202062A - 成形加工性に優れたアルミニウム合金の製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は成形用高力アルミニウム合金の製造方法に関す
るものであり、特に従来の２０２４゜２１２８合金等で
代表されるＣｕ　＊　Ｍｇ　＋　Ｍｎ　Ｊ犯又はＣｕ　
＋Ｍｇ　ｒ　Ｍｎ　ｅＮｉ　＊　Ｚｒを含有するアルミ
ニウム合金において軟化処理後、成形加工を施しても肌
荒れを生ずることのないアルミニウム合金を提供せんと
するものである。

（従来の技術） 一般に成形用アルミニウム合金例えば２０２４゜２１２
８等の合金は航空機用材料又はその他の構造用材料とし
て大量に使用されており、通常軟質材にて予備成形加工
を施し、次いで溶体化処理及び焼入れを行ない、焼入れ
直後の強度の低い短時間の間に最後成形加工を行った後
、時効処理を施して高強度のアルミニウム合金とする製
造工程が実施されている。

（発明が解決しようとする問題点） 然しなから上記の如き製造工程においては、た部分は、
その後の溶体化、焼入れ等の工程において著しく粗大な
再結晶組織となり、最終成形加工において表面に肌荒れ
或は微少な割れが発生しアルミニウム製品としての性能
を低下せしめる原因となるものであった。

（問題点を解決するための手段） 本発明方法はかかる現状に鑑み鋭意研究を行った結果、
軟質材の状態でも結晶粒が微細でおり且つ板材、管材及
び棒材なとの軟質材に施される圧延、抽伸、スウエージ
、冷間鍛造などにおけるすべての冷間加工率による間加
工後において再結晶粒が粗大とならず且つ最終成形加工
後も均一微細な結晶粒を有し、肌荒れの生じない成形加
工性に浸れたアルミニウム合金の製造方法を開発したも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本発明方法はＣｕ　、　Ｍｇ　、　Ｍｎ　、　Ｎｉ又は
Ｃｕ　＋Ｍｇ　＋　Ｍｎ　＃　Ｎｉ　、　Ｚｒを含有す
るアルミニウム合金を均質化処理後圧延を施し、溶体化
処理により゛添加元素をマトリック、ｘに固溶させ急冷
せしめることにより、その状、態を室温までもちきたす
か又はその後Ｇ、Ｐ相もしくはＧ、Ｐ、Ｂ相が析出した
状態に２いて、次に適度の歪を加えることにより、軟化
処理で微細な再結晶のものがえられ、この状態で成形加
工を施し、更に溶体化処理及び最終成形加工を施しても
肌荒れを生じないアルミニウム合金の製造方法である。

即ち本発明方法はＣｕ　ｒ　Ｍｇ　＋　Ｍｎ　ｅ　Ｎｉ
又はＣｕ　ｒ　Ｍｇ　ｒ　Ｍｎ　ｒ　Ｎｉ　ｅ　Ｚｒを
含有するアルミニウム合金を均質化処理後、圧延を施し
、次いで４７０〜５５０℃にて加熱保持後、室温まで冷
却した後、次いで２０〜７５％の加工を施し、更に３６
０’〜５００℃にて軟化せしめることを特徴とするもの
である。

（作用） 本発明方法はＣｕ　ｒ　Ｍｇ　ｒ　Ｍｎ　＊　Ｎｉ又は
Ｃｕ　＋Ｍｇ　＋　Ｍｎ　ｔ　Ｎｉ　ｐ　Ｚｒ　ｆ含有
するアルミニウム合金の鋳塊を均質化処理後、熱間圧延
或は史テ冷間圧延を行って板材とした後、まず４７０°
〜ゝ’５”５０℃にて加熱保持し好ましくは０．６℃／
ｍｉｎ以上の冷却温度で、より好ましくは水焼入れによ
り室温まで冷却を行う。これは溶質原子が過飽和に固溶
している状態またはその後Ｇ、Ｐ相もしくはＧｊＰ；Ｂ
相が析出した状態にすることにあるが上記加熱温度が４
７０℃未満の場合には十分に固溶することが出来ず、又
５５０℃を超える場合には共晶溶融がおこり好ましくな
い。又加熱保持時間は数分間程度でよいが、望ましくは
十分な時間の保持が好ましい。そして加熱保持後の冷却
速度は０，６℃／ｍｉｎ以下になるとθ安定相もしくは
Ｓ安定相が析出して再結晶粒微細化の効果がなくなるの
で好ましくない。なお室温まで冷却させるのは溶質原子
を十分に過飽和に固溶させるためである。

次いで２０〜７５％の加工好ましくは室温にて冷間加工
を行う。これは微細再結晶粒をうる九めに必要な適度な
量の転位を導入させることにあるが、その加工率が２０
％未満の場合には転位の量が少なく又７５チを超える場
合には転徒の量が多くなり、何れも再結晶粒が大きくな
るので好ましくない。なおこのときの加工温度がθ安定
相もしくはＳ安定相の析出或は転位の消滅がおこる高温
（約２５０℃以上）では好ましくない。望ましくは室温
にて冷間加工が好ましい。

次いで急速加熱（約４０℃／　ｈｒ以上）により３６０
’〜５００℃にて軟化処理を行う。これは急速加熱によ
り加工で導入された転位を微細均一なセル組織として分
布させ、それを核として再結晶せしめ微細な再結晶組織
をうるためである。なお加熱速度時間が長い場合には軟
化温度への加熱中に不均一の析出がおこると共に転位も
完全に消滅するか或は粗大な不均一サイズのセル組織が
残留し、結晶粒が粗大化するため好ましくない。

また加熱温度は３６００未満では十分に軟化されず又５
００ｃｆｔ超える場合は結晶粒が著しく成長するか、或
は共晶溶融がおこり好ましくない。そして加熱保持時間
は再結晶に必要な時間でよく、高温側では数分〜数時間
でよく、低温側ではより長い保持時間が必要であるが、
６時間程度までの保持時間で十分である。なお軟化後の
冷却は徐冷が好ましい。

本発明方法にて適用しうるＣｕ　＋　Ｍｇ　ｒ　Ｍｎ　
ｒＮｉ又はＣｕ　ｒ　Ｍｇ　＋　Ｍｎ　ｒ　Ｎｔ　ｒ　
Ｚｒを含有するアルミニウム合金としてはＣｕ　３．４
〜５．５　ｗｔ％、Ｍｇ　１．０〜２．　Ｏｗｔ％、Ｍ
ｎ　０．２〜１．４　ｖｔ’４　、　Ｎｆｌ、　５〜２
．５　ｗｔ％、Ｚｒ　０．０５〜０．２　ｖｔ％を含有
し、他に通常の不純物を含有するものが好ましい。

（実施例） 第１表に示す組成によるアルミニウム合金Ａ（Ａｔ−Ｃ
ｕ−Ｍｇ−Ｍｎ−Ｎｉ系）及びアルミニウム合金Ｂ（Ａ
ｔ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ｚｒ系）を通常の溶製法
により携遺し、その鋳塊を４９０℃にて２４時間均質化
処理を行い、４６０℃より熱間圧延を行って厚さ５ｍの
板材とし、次いで冷間圧延を行って厚さ２ｆｆＩＩ１１
の板材とした。

この板材を第２表に示す如き本発明方法、比較例方法に
よる処理条件及び従来の焼鈍処理により夫々処理を行っ
て試料Ａｌ〜ム１２（本発明品）、ム１３〜７１Ｌ２２
（比較例品）及び＆２３〜Ａ　２４　（従来品）をえた
。

なお何れの場合もｍ体化処理後常温まで冷却した。又軟
化処理は何れも第２表に示す条件に８０℃／ｈｒにて加
熱後、２５０℃まで２５℃／ｈｒの冷却速度で徐冷して
行った。

斯くして得た本発明品、比較例品及び従来品についてそ
の性能を試みるために１ｊｌｃ３表に示す如＜５１ｔ、
１０％の予備成形加工（Ｌ　方向引Ｈ）を行い、予備成
形加工を行わないもの（０％）を含めて溶体化、焼入れ
処理を行い（５００℃Ｘ１　ｈｒ水焼入れ）直ちに最終
成形加工（２〜１０％Ｌ方向引張）を行って肌荒れの有
無及び結晶粒径を測定した。その結果は第３表に併記し
た通りである。

第３表より明らかな如く本発明方法によれば軟化処理後
の予備成形加工率が異なるも最終成形加工後に肌荒れを
発生せず且つ結晶粒径も微細なものをえた。

（効果） 以上詳述した如く本発明方法によれば軟化処理材で予備
成形加工をうけた部分は、後工程で溶体化、焼入れ処理
を行うも微細均一な再結晶組織を有し、最終成形加工後
、肌荒れを発生しないアルミニウム合金即ち成形加工性
に優れた高力アルミニウム合金を製造しうる等工業上極
めて有用なものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ及びＮｉを含有するアルミニウ
   ム合金を均質化処理後圧延を施し、次いで４７０〜５５
   ０℃にて加熱保持後、室温まで冷却した後、次いで２０
   〜７５％の加工を施し、更に３６０°〜５００℃にて軟
   化せしめることを特徴とする成形加工性に優れたアルミ
   ニウム合金の製造方法。
2. （２）Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ及びＺｒを含有するアル
   ミニウム合金を均質化処理後、圧延を施し次いで４７０
   〜５５０℃にて加熱保持後、室温まで冷却した後、次い
   で２０〜７５％の加工を施し、更に３６０〜５００℃に
   て軟化せしめることを特徴とする成形加工性に優れたア
   ルミニウム合金の製造方法。