JPS6361382B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、切削用アルミニウム合金の製造方
法、更に詳しくは切削加工を施して光学機器部
品、電気機器部品、自動車部品等に使用される切
削用Al−Mg系合金の製造方法に関する。 切削性に優れたアルミニウム合金としては、
Cuを必須成分としてそれに少量のPb，Biを添加
したAA2011合金がよく知られている。この合金
は切削性の点で優れたものであるが、反面熱処理
型合金であつて製造時溶体化処理、焼入れの工程
を必須とし、製造上コスト高になると共に、耐食
性が極めて悪いという本質的な欠点がある。 このため、光学機器や通信機器等の特に表面処
理特性が大きく要求されれる用途には、切削性を
ある程度犠牲にした上で、耐食性を向上させるた
め表面処理特性に優れた非熱処理型合金である
AA5056合金等のAl−Mg系合金が広く使用され
ている。。しかしながら、このAl−Mg系合金は、
材料の本質から、本来機械的強度に優れた硬化型
合金であるために、切削時における切削抵抗が大
きく切削工具の摩耗が激しいという難点がある。
特に昨今、自動切削機による高速切削が行われる
実情下においては、工具摩耗が早いことは作業上
重大な支障要因となるものであり、近時益々この
点の改善された工具寿命に優れた切削用アルミニ
ウム合金の出現が渇望されるに至つている。 本発明者等は上記実情に鑑み、特に工具寿命の
改善を意図してアルミニウム合金の組成と、その
製造条件につき種々検討を重ねたところ、前記の
諸特性を備えたAl−Mg系合金にあつても特にそ
の製造条件によつて切削工具の摩耗性が大きく影
響を受けることを見出し、かかる知見に基づいて
この発明を完成するに至つたものである。 即ち、この発明は、Mg2.0〜8.0％を含有し、
必要に応じてMnおよびCrの少なくともいずれか
一方を0.20％以下含むアルミニウム基合金を用
い、該アルミニウム基合金の鋳塊を、特に500℃
以上の温度で均質化処理したのち押出加工すると
共に、次いでこの押出品を更に引抜加工するに際
して該引抜加工を10％以下の加工率で行うことを
特徴とする切削用アルミニウム合金の製造方法を
提供するものである。 以下、これを更に詳しく説明する。 先ず、上記合金成分の限定理由について述べる
と、MgはAl合金の機械的強度を確保し、かつ切
削性を向上させるための必須成分であり、その含
有率が２％未満の場合は上記効果が充分でなく、
８％を超えると靭性の低下、応力腐食割れ、押出
性の低下等の問題が派生する。従つて、特に好ま
しい範囲は３〜５％程度である。また必要に応じ
て添加すべきMnおよび／またはCrは、相俟つて
応力腐食割れの防止、結晶粒の調整等に効果があ
るが、その含有率が0.20％を超えると、表面処理
性を阻害する。 次に、均質化処理について述べると、該均質化
処理自体は、切削用のAl−Mg系合金において、
押出性、靭性、耐食性等の向上をはかるために従
来から通例的に行われている処理である。而し
て、この処理は上記諸特性に所期の満足度を得る
ために、Al−Mg系合金においては一般的に530
〜540℃の温度条件下で行われるものである。と
ころが、本発明者等の実験と研究の結果から得た
知見によれば、上記のような温度条件で行う均質
化処理は、これによつて合金中のMg系晶出物等
のマトリツクス中への固溶量を増大せしめ、その
結果切削工具に悪影響を及ぼすものであり、工具
寿命の点からいえば、500℃未満の温度で処理す
る方が好ましいものであることが分つた。即ち、
500℃未満の温度で均質化処理を施す場合には、
Mg系晶出物が多く生成されるため、切削摩耗を
減少せしめることができる。ところが実際上、合
金中のMg含量との関係、そしてまた均質化処理
によつて所期する押出性、靭性、耐食性等の諸特
性との関係において、なお530〜540℃程度の温度
で均質化処理すべきことが要請されることも多
い。そこで、この発明は、このような場合におい
てなお、その後の加工処理条件、特に押出加工後
に通例的に行われる引抜加工条件を特定の範囲に
選ぶことによつて、工具摩耗の点に関する技術的
問題点の改善をはかることを主題としているもの
である。従つて、この発明において500℃以上と
する均質化処理条件の限定は、そのこと自体がこ
の発明の主たる特徴をなすものではなく、次に述
べる引抜加工の特定条件によつて工具摩耗性の改
善をはかるべき対象物の特定のための前提をなす
ものであるところにその限定意義を有するもので
ある。実際上、この発明を適用する場合の均質化
処理は、500〜550℃の範囲で施される。 そこで次に引抜加工について説明すると、該引
抜加工は押出加工後の押出製品に対して、その寸
法歪矯正、機械的強度の増大等を目的として一般
的に行われるものである。ところが、この引抜加
工もまた、その加工率が切削工具の摩耗に大きな
影響を及ぼす。即ち本発明者等が解明し得た知見
によれば、一般的に引抜加工率もこれが低ければ
低いほど、工具寿命の点からは好ましい結果が得
られる。従つて、この引抜加工も工具寿命の点だ
けからいえば、これを行わないのが最も好ましい
ものであり、加工率０％の場合、即ち引抜加工を
施さない場合もこの発明の範囲に含まれるが、実
際上、引抜加工を行う場合においても、均質化処
理を前記のように500℃以上の温度に設定して行
う場合においては、その加工率の最大許容範囲は
10％以下に限定される。即ち、10％を超える加工
率で引抜加工を施すときは、均質化処理を前記の
ような温度で行うことと相俟つて切削抵抗の顕著
な増大を招き、切削工具の摩耗性の点で満足すべ
き結果を得ることができない。従つてこの発明
は、引抜加工を施す場合においてその加工率を10
％以下に限定するものである。 なお、前記の均質化処理後引抜加工前に行われ
る押出加工は、その加工条件によつて、Al−Mg
系合金の切削性、切削工具摩耗性等に格別大きな
影響を与えるものではなく、従来の常法による
400〜500℃程度の押出温度で加工されるものであ
る。 次にこの発明の実施例を比較例との対比におい
て示し、得られた切削用アルミニウム合金の性能
を比較する。 実施例 表１に、この発明の合金組成条件範囲に適合す
る各種のAl−Mg系合金の化学成分を示す。これ
らをそれぞれ常法に従つて溶解鋳造した後、この
鋳塊を表２に示す各種条件で均質化処理し、次い
でいずれも押出温度400℃にて押出加工して直径
20mmの棒に製作した。そして、この棒を表２に示
す各種の加工率で引抜加工を施したものを試料と
し、それぞれの性質を調べた。

【表】

【表】 表３は、上記各種試料の機械的性質、耐食性、
切削工具の耐摩耗性を比較して示す。機械的性質
はJIS4号試験片で標点間距離50mmにて測定したも
のであり、耐食性は、JIS・Z2371による塩水噴
霧×500時間の腐食促進処理後の表面の腐食状況
を観察したものである。また、切削工具の耐摩耗
性は、 前すくい角 0゜ 横すくい角 20゜ 前逃げ角 7゜ 横逃げ角 7゜ 前切刃角 8゜ 横切刃角 0゜ ノーズ半径 0゜ 取付角 90゜ の諸元を有する高速度硬バイト（SKH4）を使用
し、自動切削機にて下記の切削条件で30分間各試
料の切削加工を行つたのち、バイトの逃げ面の摩
耗幅を測定したものである。 （切削条件） 切削速度 300m／min 切込深さ １mm 送り速度 0.2mm／rev 潤滑剤 無潤滑 表３に示す結果において、本発明の実施例によ
るものは機械的性質、耐食性に関しては比較例と
略同等である。これに対して、切削工具の耐摩耗
性の点に関しては、本発明の実施例により切削用
Al−Mg系合金はMg含量の同じ合金を用いた比
較例に較べて明らかに工具寿命の向上効果が認め
られる。従つてこの発明による切削用アルミニウ
ム合金は、工具寿命の点で従来品より優れた性質
を有するものであり、自動切削機による高速切削
用のものとして好適するものである。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Mg2.0〜8.0％（重量％、以下同じ）を含有
   し、必要に応じてMnおよびCrの少なくともいず
   れか一方を0.20％以下含むアルミニウム基合金を
   用い、該アルミニウム基合金の鋳塊を、特に500
   ℃以上の温度で均質化処理したのち押出加工する
   と共に、次いでこの押出品を更に引抜加工するに
   際して該引抜加工を10％以下の加工率で行うこと
   を特徴とする切削用アルミニウム合金の製造方
   法。