JP7172833B2 - Aluminum alloy material and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は複雑形状の鍛造部材を得るためのアルミニウム合金押出材及びアルミニウム合金鍛造材並びにこれらの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aluminum alloy extruded material and an aluminum alloy forged material for obtaining a forged member having a complicated shape, and a method for producing them.
アルミニウム合金は軽量であることに加えて優れた強度及び加工性等を有していることから、自動車、自転車、産業機械及びOA機器等の種々の部材として使用されているが、アルミニウム合金部材に複雑形状が要求される場合、製造工程の効率化や低コスト化に加え、最終的に得られるアルミニウム合金部材の強度、信頼性及び表面外観等を考慮する必要がある。 Aluminum alloys are lightweight and have excellent strength and workability. When a complicated shape is required, it is necessary to consider the strength, reliability, surface appearance, etc. of the finally obtained aluminum alloy member, in addition to the efficiency and cost reduction of the manufacturing process.
これに対し、例えば、特許文献1(特開平9-125181公報)においては、Si:3~11%、Fe:0.02~0.5%、Mg:0.5~1.5%、またはこれにCu:0.1~1.2%を含有し、更にMn:0.1~1.0%、Ti:0.01~0.3%のうちの1種または2種を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなることを特徴とする鍛造用アルミニウム合金、が提案されている。 On the other hand, for example, in Patent Document 1 (JP-A-9-125181), Si: 3 to 11%, Fe: 0.02 to 0.5%, Mg: 0.5 to 1.5%, or It contains Cu: 0.1 to 1.2%, and further contains one or two of Mn: 0.1 to 1.0% and Ti: 0.01 to 0.3%, An aluminum alloy for forging has been proposed, characterized in that the balance is Al and unavoidable impurities.
上記特許文献1の鍛造用アルミニウム合金においては、合金成分の組合せ等を検討した結果、熱間鍛造性に優れ、複雑な形状に鍛造加工した場合にも割れを生じることがなく、切削性、耐食性にも優れた鍛造用アルミニウム合金を提供することができる、としている。 In the forging aluminum alloy of Patent Document 1, as a result of examining the combination of alloy components, etc., it has excellent hot forgeability, does not generate cracks even when forged into a complicated shape, and has excellent machinability and corrosion resistance. It is said that it is possible to provide aluminum alloys for forging that are also excellent in
また、特許文献2(特開2005-298871号公報)においては、Si:0.4~2.0重量%、Mg:0.4~2.0重量%と、更にFe,Mn,Crから選ばれた1種以上を合計で0.5~2.0重量%を含み、残部が不可避不純物を含むAlからなるアルミニウム合金粉末と、アルミナを10~25重量%とを混合した固化成形材であって、室温でのヤング率が80GPa以上であり、水焼入れ処理後の室温引張強度が300MPa以上であり、かつ、伸びが5%以上である、ことを特徴とする塑性加工用アルミニウム合金、が提案されている。 In addition, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-298871), Si: 0.4 to 2.0% by weight, Mg: 0.4 to 2.0% by weight, and further Fe, Mn, Cr aluminum alloy powder containing 0.5 to 2.0% by weight in total of one or more of the above types, the balance being inevitable impurities, and 10 to 25% by weight of alumina mixed with aluminum alloy powder. proposed an aluminum alloy for plastic working, characterized by having a Young's modulus at room temperature of 80 GPa or more, a room temperature tensile strength of 300 MPa or more after water quenching, and an elongation of 5% or more. It is
上記特許文献2の塑性加工用アルミニウム合金においては、自転車部品、釣具、ゴルフクラブやスノーボード等の高機能部材として有用な高引張強度、高ヤング率を有し、伸びに関しても、従来品はアルミナの含有量が10重量%であっても5%未満であるのに対し、当該発明ではアルミナの含有量が10重量%以上であっても8%に達し、延性に優れ、塑性加工性に適している、としている。
The aluminum alloy for plastic working of
上記特許文献1の鍛造用アルミニウム合金は、4000系アルミニウム合金の組成を基に合金成分を検討したものであり、高い信頼性が求められる重要な構造部材として使用する場合には引張強さや耐力が十分であるとは言い難い。また、上記特許文献2の塑性加工用アルミニウム合金についても引張強さの目標値が300MPaとなっており、例えば、500MPa以上の引張強さが要求されるような動力伝達用部材等には使用することが困難である。
The aluminum alloy for forging described in Patent Document 1 is based on the composition of the 4000 series aluminum alloy, and has been studied for its alloying components. Not enough. In addition, the target value of tensile strength of the aluminum alloy for plastic working of
加えて、上記特許文献1の鍛造用アルミニウム合金及び上記特許文献2の塑性加工用アルミニウム合金においては、共に表面外観について考慮されておらず、良好な表面光沢が要求される部材には十分に特性が担保されているとは言い難い。
In addition, in the aluminum alloy for forging of Patent Document 1 and the aluminum alloy for plastic working of
以上のような従来技術における問題点に鑑み、本発明の目的は、複雑形状を有するアルミニウム合金鍛造部材を効率的に製造することができる流動応力が低いアルミニウム合金押出材であって、2000系アルミニウム合金よりも高強度であり、陽極酸化皮膜形成後も良好な表面光沢を維持することができるアルミニウム合金押出材を提供することにある。また、本発明は、複雑形状を有するアルミニウム合金鍛造材であって、2000系アルミニウム合金よりも高強度であり、陽極酸化皮膜形成後も良好な表面光沢を維持することができるアルミニウム合金鍛造材を提供することも目的としている。更に、本発明は、これらのアルミニウム合金押出材及びアルミニウム合金鍛造材の簡便かつ効率的な製造方法を提供することも目的としている。 In view of the problems in the prior art as described above, an object of the present invention is to provide an aluminum alloy extruded material with low flow stress that can efficiently produce an aluminum alloy forged member having a complicated shape. An object of the present invention is to provide an aluminum alloy extruded material which has higher strength than the alloy and can maintain a good surface gloss even after forming an anodized film. Further, the present invention provides an aluminum alloy forged material having a complicated shape, having higher strength than a 2000 series aluminum alloy, and capable of maintaining a good surface gloss even after forming an anodized film. It also aims to provide Another object of the present invention is to provide a simple and efficient method for producing these aluminum alloy extruded materials and aluminum alloy forged materials.
本発明者らは、上記目的を達成すべく、アルミニウム合金の組成及び組織について鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有するアルミニウム合金に対して、母材結晶粒界に存在する析出物の占有面積率を低減すること等が極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。 In order to achieve the above object, the present inventors have made intensive studies on the composition and structure of aluminum alloys. The inventors have found that reducing the area ratio is extremely effective, and have arrived at the present invention.
即ち、本発明は、
Zn:6.0~7.0質量%、
Mg:1.2~1.6質量%、
Mn:0.1~0.4質量%、
Cu:0.1~0.3質量%、
Fe:0.05~0.2質量%、
Zr:0.05~0.2質量%、
Si:0~0.2質量%、
Cr:0~0.2質量%、
Ti:0~0.15質量%、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
断面組織観察において、母材結晶粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率が0.1%以下であること、
を特徴とするアルミニウム合金押出材、を提供する。
That is, the present invention
Zn: 6.0 to 7.0% by mass,
Mg: 1.2 to 1.6% by mass,
Mn: 0.1 to 0.4% by mass,
Cu: 0.1 to 0.3% by mass,
Fe: 0.05 to 0.2% by mass,
Zr: 0.05 to 0.2% by mass,
Si: 0 to 0.2% by mass,
Cr: 0 to 0.2% by mass,
Ti: 0 to 0.15% by mass,
An aluminum alloy with the balance being Al and inevitable impurities,
In observation of the cross-sectional structure, the occupied area ratio of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing at the grain boundaries of the base material is 0.1% or less,
An aluminum alloy extrusion characterized by:
本発明のアルミニウム合金押出材においては、アルミニウム合金の中でも極めて高い引張強さ及び耐力を有する超々ジュラルミン(A7075アルミニウム合金)と比較して、主としてCu及びMgの含有量を低減し、Znの含有量を増加させている。当該成分の最適化によって、A7075からの強度低下を最小限に留めつつ、2000系アルミニウム合金よりも優れた鍛造性(低い流動応力)が実現されている。 In the aluminum alloy extruded material of the present invention, compared to extra super duralumin (A7075 aluminum alloy), which has extremely high tensile strength and yield strength among aluminum alloys, the content of Cu and Mg is mainly reduced, and the content of Zn is is increasing. By optimizing the components, the forgeability (low flow stress) superior to that of 2000 series aluminum alloys is realized while minimizing the strength reduction from A7075.
加えて、母材結晶粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物(金属間化合物)の占有面積率を0.1%以下とすることで、陽極酸化皮膜形成後の表面の光沢度が高い値を示す。 In addition, by setting the occupied area ratio of precipitates (intermetallic compounds) having an area of 0.05 μm 2 or more existing in the grain boundaries of the base material to 0.1% or less, the surface after the formation of the anodized film is reduced. Shows a high gloss value.
本発明のアルミニウム合金押出材においては、押出方向(L方向)の引張特性において、引張強さが500MPa以上、0.2%耐力が460MPa以上、伸びが10%以上であること、が好ましい。アルミニウム合金押出材がこれらの引張特性を有することで、アルミニウム合金部材として重要な構造部材に使用した場合であっても、十分な強度、耐力及び疲労特性を担保することができる。 The aluminum alloy extruded material of the present invention preferably has tensile strength of 500 MPa or more, 0.2% proof stress of 460 MPa or more, and elongation of 10% or more in terms of tensile properties in the extrusion direction (L direction). Since the aluminum alloy extruded material has these tensile properties, it is possible to ensure sufficient strength, yield strength and fatigue properties even when used as an important structural member as an aluminum alloy member.
また、本発明のアルミニウム合金押出材においては、以下の関係式(1)で求められる光沢度保持率が45%以上であること、が好ましい。45%以上の光沢度保持率を有することで、美観が重要視されるアルミニウム合金部材にも好適に用いることができる。
光沢度保持率=(硫酸浴による陽極酸化皮膜処理によって膜厚略5μmの陽極酸化皮膜を形成させた後の光沢度/鏡面研磨後の光沢度)×100 (1)
Further, in the aluminum alloy extruded material of the present invention, it is preferable that the glossiness retention rate determined by the following relational expression (1) is 45% or more. Having a glossiness retention rate of 45% or more, it can be suitably used for aluminum alloy members where aesthetic appearance is important.
Glossiness retention rate = (glossiness after forming an anodized film having a thickness of approximately 5 µm by anodizing film treatment in a sulfuric acid bath/glossiness after mirror polishing) × 100 (1)
また、本発明は、
Zn:6.0~7.0質量%、
Mg:1.2~1.6質量%、
Mn:0.1~0.4質量%、
Cu:0.1~0.3質量%、
Fe:0.05~0.2質量%、
Zr:0.05~0.2質量%、
Si:0~0.2質量%、
Cr:0~0.2質量%、
Ti:0~0.15質量%、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
断面組織観察において、母材結晶粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率が0.1%以下であること、
を特徴とするアルミニウム合金鍛造材、も提供する。
In addition, the present invention
Zn: 6.0 to 7.0% by mass,
Mg: 1.2 to 1.6% by mass,
Mn: 0.1 to 0.4% by mass,
Cu: 0.1 to 0.3% by mass,
Fe: 0.05 to 0.2% by mass,
Zr: 0.05 to 0.2% by mass,
Si: 0 to 0.2% by mass,
Cr: 0 to 0.2% by mass,
Ti: 0 to 0.15% by mass,
An aluminum alloy with the balance being Al and inevitable impurities,
In observation of the cross-sectional structure, the occupied area ratio of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing at the grain boundaries of the base material is 0.1% or less,
An aluminum alloy forging, characterized by:
本発明のアルミニウム合金鍛造材の組成及び組織は基本的に本発明のアルミニウム合金押出材と同様であり、本発明のアルミニウム合金押出材に鍛造を施すことによって得ることができる。 The composition and structure of the aluminum alloy forged material of the present invention are basically the same as those of the aluminum alloy extruded material of the present invention, and can be obtained by forging the aluminum alloy extruded material of the present invention.
本発明のアルミニウム合金鍛造材においては、引張強さが500MPa以上、0.2%耐力が460MPa以上、伸びが10%以上であること、が好ましい。鍛造材の引張特性は鍛造によって形成される組織に影響され、評価する場所や引張方向によって異なる場合が存在するが、本発明のアルミニウム合金鍛造材では任意の領域から切り出した引張試験片の引張強さが500MPa以上、0.2%耐力が460MPa以上、伸びが10%以上であることが好ましい。 The aluminum alloy forged material of the present invention preferably has a tensile strength of 500 MPa or more, a 0.2% yield strength of 460 MPa or more, and an elongation of 10% or more. The tensile properties of forged materials are affected by the structure formed by forging, and there are cases where they differ depending on the location to be evaluated and the tensile direction. It is preferable that the strength is 500 MPa or more, the 0.2% yield strength is 460 MPa or more, and the elongation is 10% or more.
本発明のアルミニウム合金鍛造材においては、上述の本発明のアルミニウム合金押出材と同様の光沢度及び光沢度保持率を有することが好ましい。アルミニウム合金鍛造材がこれらの光沢度及び光沢度保持率を有することで、例えば、複雑形状と高い強度に加えて表面の美観が求められる部材に好適に用いることができる。 The aluminum alloy forged material of the present invention preferably has the same glossiness and glossiness retention rate as the above-described aluminum alloy extruded material of the present invention. Since the aluminum alloy forged material has these glossiness and glossiness retention rate, it can be suitably used, for example, for a member that requires a beautiful surface appearance in addition to a complicated shape and high strength.
また、本発明は、
アルミニウム合金のビレットを押出加工してアルミニウム合金押出材を製造する方法であって、
前記アルミニウム合金は、
Zn:6.0~7.0質量%、
Mg:1.2~1.6質量%、
Mn:0.1~0.4質量%、
Cu:0.1~0.3質量%、
Fe:0.05~0.2質量%、
Zr:0.05~0.2質量%、
Si:0~0.2質量%、
Cr:0~0.2質量%、
Ti:0~0.15質量%、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
前記押出加工を施した前記ビレットに溶体化処理を施した後、80℃以下の水温で水冷すること、を特徴とするアルミニウム合金押出材の製造方法、も提供する。
In addition, the present invention
A method for producing an aluminum alloy extruded material by extruding an aluminum alloy billet,
The aluminum alloy is
Zn: 6.0 to 7.0% by mass,
Mg: 1.2 to 1.6% by mass,
Mn: 0.1 to 0.4% by mass,
Cu: 0.1 to 0.3% by mass,
Fe: 0.05 to 0.2% by mass,
Zr: 0.05 to 0.2% by mass,
Si: 0 to 0.2% by mass,
Cr: 0 to 0.2% by mass,
Ti: 0 to 0.15% by mass,
An aluminum alloy with the balance being Al and inevitable impurities,
There is also provided a method for producing an aluminum alloy extruded material, characterized by subjecting the extruded billet to solution treatment and then water cooling at a water temperature of 80° C. or less.
ビレットに上記組成のアルミニウム合金を用いることで、例えば、A7075アルミニウム合金よりも流動応力を低くすることができ、比較的容易に押出加工を施すことができる。また、溶体化処理後に80℃以下の水温で水冷することにより、金属間化合物の析出が抑制され、母材結晶粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率を0.1%以下とすることができる。 By using the aluminum alloy having the above composition for the billet, the flow stress can be made lower than that of the A7075 aluminum alloy, for example, and extrusion can be performed relatively easily. In addition, by water cooling at a water temperature of 80 ° C. or less after the solution treatment, precipitation of intermetallic compounds is suppressed, and the occupied area ratio of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing at the grain boundaries of the base material is reduced. It can be 0.1% or less.
更に、本発明は、本発明のアルミニウム合金押出材に対して鍛造処理を施すこと、を特徴とするアルミニウム合金鍛造材の製造方法、も提供する。 Furthermore, the present invention also provides a method for producing an aluminum alloy forged material, characterized by subjecting the aluminum alloy extruded material of the present invention to forging.
上述のとおり、本発明のアルミニウム合金押出材は流動応力が低くなるように成分が調整されているため、容易に鍛造を施すことができる。また、流動応力が低いことによって、複雑形状を有するアルミニウム合金部材を効率的に製造することができる。 As described above, the composition of the aluminum alloy extruded material of the present invention is adjusted so that the flow stress is low, so that it can be easily forged. In addition, since the flow stress is low, an aluminum alloy member having a complicated shape can be efficiently manufactured.
本発明によれば、複雑形状を有するアルミニウム合金鍛造部材を効率的に製造することができる流動応力が低いアルミニウム合金押出材であって、2000系アルミニウム合金よりも高強度であり、陽極酸化皮膜形成後も良好な表面光沢を維持することができるアルミニウム合金押出材を提供することができる。また、本発明によれば、複雑形状を有するアルミニウム合金鍛造材であって、2000系アルミニウム合金よりも高強度であり、陽極酸化皮膜形成後も良好な表面光沢を維持することができるアルミニウム合金鍛造材を提供することもできる。更に、本発明によれば、これらのアルミニウム合金押出材及びアルミニウム合金鍛造材の簡便かつ効率的な製造方法を提供することもできる。 According to the present invention, an aluminum alloy extruded material with low flow stress that can efficiently produce an aluminum alloy forged member having a complicated shape, has a higher strength than a 2000 series aluminum alloy, and forms an anodized film. It is possible to provide an aluminum alloy extruded material that can maintain a good surface gloss even after the process. Further, according to the present invention, there is provided an aluminum alloy forged material having a complicated shape, having higher strength than a 2000 series aluminum alloy, and capable of maintaining a good surface gloss even after the anodized film is formed. We can also provide materials. Furthermore, according to the present invention, it is also possible to provide a simple and efficient method for producing these aluminum alloy extruded materials and aluminum alloy forged materials.
以下、図面を参照しながら本発明のアルミニウム合金押出材、アルミニウム合金鍛造材及びこれらの製造方法についての代表的な実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、表された各構成要素の寸法やそれらの比は実際のものとは異なる場合もある。 Hereinafter, representative embodiments of the aluminum alloy extruded material, the aluminum alloy forged material, and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. . In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. Also, since the drawings are for the purpose of conceptually explaining the present invention, the dimensions and ratios of the depicted components may differ from the actual ones.
1.アルミニウム合金押出材
(1)組織
溶体化処理後に水冷して得られる本発明のアルミニウム合金押出材の組織の模式図を図1に示す。また、溶体化処理後に空冷した場合のアルミニウム合金押出材の組織の模式図を図2に示す。
1. Aluminum Alloy Extruded Material (1) Structure A schematic diagram of the structure of the aluminum alloy extruded material of the present invention obtained by water cooling after solution treatment is shown in FIG. FIG. 2 shows a schematic diagram of the structure of the aluminum alloy extruded material when it is air-cooled after the solution treatment.
溶体化処理後に空冷した場合、主として母材結晶粒2の粒界に沿って析出物4が析出し、母材結晶粒2の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物4の占有面積率は0.1%よりも高くなる。その結果、表面の光沢度が低下することに加え、陽極酸化被膜の形成による光沢度の低下が大きくなる。より具体的には、硫酸浴による陽極酸化皮膜処理によって膜厚5μmの陽極酸化被膜を形成させた場合の光沢度が処理前の45%未満となってしまう。なお、硫酸浴の組成や陽極酸化皮膜処理の条件等については特に限定されず、従来公知の種々の硫酸浴及び陽極酸化皮膜処理条件を用いればよい。
When air cooling is performed after the solution treatment, precipitates 4 are precipitated mainly along the grain boundaries of the base
これに対し、本発明のアルミニウム合金押出材では母材結晶粒2の粒界に析出物4は殆ど析出しておらず、母材結晶粒2の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物4の占有面積率は全体の0.1%以下となる。その結果、表面の光沢度が高くなることに加え、陽極酸化被膜の形成による光沢度の低下が抑制される。より具体的には、硫酸浴による陽極酸化皮膜処理によって膜厚5μmの陽極酸化被膜を形成させた場合の光沢度が処理前の45%以上となる。
On the other hand, in the aluminum alloy extruded material of the present invention, almost no
析出物4の占有面積率を求める方法は特に限定されず、従来公知の種々の方法で測定すればよい。例えば、アルミニウム合金押出材を任意の断面で切断し、得られた断面試料を光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡で観察することで、観察領域全体に対する0.05μm2以上の面積を有する析出物4の面積率を求めることができる。ここで、当該面積率の評価が局所領域に限定されることを防ぐため、観察領域は最小でも2000μm2以上とすることが好ましい。なお、観察手法に応じて、断面試料には機械研磨、バフ研磨、電解研磨及びエッチング等を施せばよい。
The method for determining the occupied area ratio of the
本発明のアルミニウム合金押出材においては、押出方向(L方向)の引張特性において、引張強さが500MPa以上、0.2%耐力が460MPa以上、伸びが10%以上であること、が好ましい。ここで、より好ましい引張強さは525MPa以上であり、最も好ましい引張強さは550MPa以上である。また、より好ましい0.2%耐力は480MPa以上であり、最も好ましい0.2%耐力は500MPa以上である。更に、より好ましい伸びは12%以上であり、最も好ましい伸びは15%以上である。 The aluminum alloy extruded material of the present invention preferably has tensile strength of 500 MPa or more, 0.2% proof stress of 460 MPa or more, and elongation of 10% or more in terms of tensile properties in the extrusion direction (L direction). Here, the more preferable tensile strength is 525 MPa or more, and the most preferable tensile strength is 550 MPa or more. Moreover, the more preferable 0.2% yield strength is 480 MPa or more, and the most preferable 0.2% yield strength is 500 MPa or more. Furthermore, the more preferred elongation is 12% or more, and the most preferred elongation is 15% or more.
(2)組成
本発明のアルミニウム合金押出材は、Zn:6.0~7.0質量%、Mg:1.2~1.6質量%、Mn:0.1~0.4質量%、Cu:0.1~0.3質量%、Fe:0.05~0.2質量%、Zr:0.05~0.2質量%、Si:0~0.2質量%、Cr:0~0.2質量%、Ti:0~0.15質量%、を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなっている。以下、各成分について詳細に説明する。
(2) Composition The aluminum alloy extruded material of the present invention contains Zn: 6.0 to 7.0 mass%, Mg: 1.2 to 1.6 mass%, Mn: 0.1 to 0.4 mass%, Cu : 0.1 to 0.3% by mass, Fe: 0.05 to 0.2% by mass, Zr: 0.05 to 0.2% by mass, Si: 0 to 0.2% by mass, Cr: 0 to 0 .2% by mass, Ti: 0 to 0.15% by mass, and the balance is Al and unavoidable impurities. Each component will be described in detail below.
Zn:6.0~7.0質量%
Zn及びMgは、Zn‐Mg相として析出し、アルミニウム合金の高強度化に寄与する。Znの含有量が6.0質量%以上の場合、十分な強度を得ることができ、Znの含有量が7.0質量%以下であれば、良好な耐食性を得ることができる。本実施形態に係るアルミニウム合金押出材は、Znの含有量が、6.0質量%以上7.0質量%以下であり、より好ましく6.2質量%以上6.6質量%以下である。
Zn: 6.0 to 7.0% by mass
Zn and Mg precipitate as a Zn-Mg phase and contribute to increasing the strength of the aluminum alloy. When the Zn content is 6.0% by mass or more, sufficient strength can be obtained, and when the Zn content is 7.0% by mass or less, good corrosion resistance can be obtained. The aluminum alloy extruded material according to the present embodiment has a Zn content of 6.0% by mass or more and 7.0% by mass or less, more preferably 6.2% by mass or more and 6.6% by mass or less.
Mg:1.2~1.6質量%
Mgの含有量が1.2質量%以上であれば、十分な強度を得ることができ、Mgの含有量が1.6質量%以下であれば、良好な押出加工性を得ることができる。
Mg: 1.2 to 1.6% by mass
If the Mg content is 1.2% by mass or more, sufficient strength can be obtained, and if the Mg content is 1.6% by mass or less, good extrusion workability can be obtained.
Mn:0.1~0.4質量%
Mnの含有量を0.1質量%以上とすることで、アルミニウム合金押出材の耐食性を向上させることができ、0.4質量%以下とすることで、アルミニウム合金押出材のファイバー組織化、結晶粒成長及び晶出物の粗大化を抑制することができる。
Mn: 0.1 to 0.4% by mass
By setting the Mn content to 0.1% by mass or more, the corrosion resistance of the aluminum alloy extruded material can be improved, and by setting the Mn content to 0.4% by mass or less, the aluminum alloy extruded material can be fiber-structured and crystallized. Grain growth and coarsening of crystallized substances can be suppressed.
Cu:0.1~0.3質量%
Cuの含有量を0.1質量%以上とすることで、アルミニウム合金押出材の強度及び耐応力腐食割れ性を向上させることができ、0.3質量%以下とすることで、陽極酸化皮膜の黄色化及び耐食性の低下を抑制することができる。
Cu: 0.1 to 0.3% by mass
By setting the Cu content to 0.1% by mass or more, the strength and stress corrosion cracking resistance of the aluminum alloy extruded material can be improved. Yellowing and deterioration of corrosion resistance can be suppressed.
Fe:0.05~0.2質量%
Feの含有量が0.05質量%以上であれば、均質化処理の際に、鋳造組織の粗大再結晶化を抑制できる。鋳塊中に粗大な結晶組織があると、押出加工の際に不均一な変形が生じやすく、押出材を所定の寸法に収めることが困難になる。さらにビレット中に粗大な結晶組織が存在すると、押出後の再結晶化の際に、等軸の再結晶組織であっても、大きさの異なる再結晶粒組織が混在しやすい。このような組織が層状に並ぶことでスジ状に色調差を生じる原因となる。Feの含有量が0.2質量%以下であれば、Feが他の元素と化合物を形成して過剰な晶出物が形成されることを抑制できる。
Fe: 0.05 to 0.2% by mass
When the Fe content is 0.05% by mass or more, coarse recrystallization of the cast structure can be suppressed during homogenization. If there is a coarse crystal structure in the ingot, uneven deformation tends to occur during extrusion, making it difficult to fit the extruded material into a predetermined size. Furthermore, if a billet contains a coarse crystal structure, recrystallized grain structures of different sizes are likely to coexist even in an equiaxed recrystallized structure during recrystallization after extrusion. Arrangement of such structures in layers causes streak-like color tone differences. When the Fe content is 0.2% by mass or less, it is possible to suppress the formation of excessive crystallized substances due to the formation of compounds with other elements.
Zr:0.05~0.2質量%
ZrはMnと同様の効果を有し、Zrの含有量を0.05質量%以上とすることで、アルミニウム合金押出材の耐食性を向上させることができ、0.2質量%以下とすることで、アルミニウム合金押出材のファイバー組織化、結晶粒成長及び晶出物の粗大化を抑制することができる。
Zr: 0.05 to 0.2% by mass
Zr has the same effect as Mn, and by making the Zr content 0.05% by mass or more, it is possible to improve the corrosion resistance of the aluminum alloy extruded material, and by making it 0.2% by mass or less, , the fiber structure of the aluminum alloy extruded material, grain growth and coarsening of crystallized substances can be suppressed.
Si:0~0.2質量%
Siの添加によりAl2CuMgの析出密度が高まり、強度に寄与する。一方で、Siは、MgとMg-Si系化合物を形成して陽極酸化皮膜形成後の表面美観を損ねるため、0.2質量%以下に規制することが好ましく、表面美観を重視する場合は添加しなくてもよい。
Si: 0 to 0.2% by mass
The addition of Si increases the precipitation density of Al 2 CuMg and contributes to the strength. On the other hand, Si forms an Mg—Si compound with Mg and impairs the appearance of the surface after the formation of the anodized film. You don't have to.
Cr:0~0.2質量%
CrはZr及びMnと同様の効果を有し、Crを添加することで、アルミニウム合金押出材の耐食性を向上させることができる。一方で、Crを0.2質量%よりも多く添加すると、アルミニウム合金押出材のファイバー組織化、結晶粒成長及び晶出物の粗大化が生じるため、0.2質量%以下に規制することが好ましく、表面美観を重視する場合は添加しなくてもよい。
Cr: 0 to 0.2% by mass
Cr has the same effects as Zr and Mn, and the addition of Cr can improve the corrosion resistance of the aluminum alloy extruded material. On the other hand, if more than 0.2% by mass of Cr is added, fiber organization, grain growth, and coarsening of crystallized substances occur in the aluminum alloy extruded material, so it is necessary to limit it to 0.2% by mass or less. Preferably, it may not be added when emphasizing the aesthetic appearance of the surface.
Ti:0~0.15質量%
アルミニウム合金の鋳造組織の結晶が粗大であると押出成形の際に不均一な変形が起こりやすいことに加え、濃度偏析及び再結晶組織の粒径の不均一化が起こりやすいため、Tiは鋳造の際に結晶粒の微細化剤として添加される。一方で、Tiを過剰に添加すると化合物として過剰に晶出して表面美観を損ねるため、添加量の上限規制(0.15質量%)が必要となる。
Ti: 0 to 0.15% by mass
If the crystals in the cast structure of the aluminum alloy are coarse, uneven deformation is likely to occur during extrusion molding, and in addition, concentration segregation and uneven grain size in the recrystallized structure are likely to occur. In some cases, it is added as a grain refiner. On the other hand, when Ti is added excessively, it is excessively crystallized as a compound and impairs the appearance of the surface.
2.アルミニウム合金鍛造材
(1)組織
本発明のアルミニウム合金鍛造材の組織の模式図を図3に示す。なお、本発明のアルミニウム合金鍛造材は本発明のアルミニウム合金押出材に鍛造を施すことで容易に得ることができるが、製造方法は特に限定されず、その他のアルミニウム合金材に対して鍛造を施してもよい。
2. Aluminum Alloy Forged Material (1) Structure A schematic diagram of the structure of the aluminum alloy forged material of the present invention is shown in FIG. The aluminum alloy forged material of the present invention can be easily obtained by forging the aluminum alloy extruded material of the present invention, but the production method is not particularly limited, and other aluminum alloy materials can be forged. may
本発明のアルミニウム合金鍛造材では母材結晶粒2の粒界に析出物4は殆ど析出しておらず、母材結晶粒2の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物4の占有面積率は全体の0.1%以下となる。その結果、表面の光沢度が高くなることに加え、陽極酸化被膜の形成による光沢度の低下が抑制される。より具体的には、硫酸浴による陽極酸化皮膜処理によって膜厚5μmの陽極酸化被膜を形成させた場合の光沢度が処理前の45%以上となる。
In the aluminum alloy forging material of the present invention, almost no
なお、アルミニウム合金押出材に鍛造を施してアルミニウム合金鍛造材を得る場合、鍛造によって母材結晶粒2の微細化や析出物4の微細化及び分布の均質化が生じるが、これらの効果はアルミニウム合金部材の強度、信頼性及び表面美観の観点からより好ましいものである。
When an aluminum alloy forged material is obtained by forging an aluminum alloy extruded material, the forging causes refinement of the base
(2)組成
本発明のアルミニウム合金鍛造材は、Zn:6.0~7.0質量%、Mg:1.2~1.6質量%、Mn:0.1~0.4質量%、Cu:0.1~0.3質量%、Fe:0.05~0.2質量%、Zr:0.05~0.2質量%、Si:0~0.2質量%、Cr:0~0.2質量%、Ti:0~0.15質量%、を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなっている。
(2) Composition The aluminum alloy forged material of the present invention contains Zn: 6.0 to 7.0 mass%, Mg: 1.2 to 1.6 mass%, Mn: 0.1 to 0.4 mass%, and Cu. : 0.1 to 0.3% by mass, Fe: 0.05 to 0.2% by mass, Zr: 0.05 to 0.2% by mass, Si: 0 to 0.2% by mass, Cr: 0 to 0 .2% by mass, Ti: 0 to 0.15% by mass, and the balance is Al and unavoidable impurities.
各成分の効果及び添加量は上述の本発明のアルミニウム合金押出材と同様であるが、主としてCu、Mg及びZnの含有量の最適化で低い流動応力が実現されており、鍛造によって複雑形状とすることができる。 The effect and amount of addition of each component are the same as those of the aluminum alloy extruded material of the present invention described above. can do.
3.アルミニウム合金押出材の製造方法
本発明のアルミニウム合金押出材の製造方法は、本発明のアルミニウム合金押出材の効果的かつ効率的な製造方法を提供するものであり、押出加工を施したビレットに溶体化処理を施した後、80℃以下の水温で水冷すること、を特徴とするものである。なお、必要に応じて引張整直や時効処理を施してもよい。以下、当該製造方法の一態様について詳細に説明する。
3. Method for producing aluminum alloy extruded material The method for producing an aluminum alloy extruded material of the present invention provides an effective and efficient method for producing the aluminum alloy extruded material of the present invention. It is characterized by cooling with water at a water temperature of 80° C. or less after the heat treatment. In addition, you may perform a tension|stretch straightening and an aging process as needed. One aspect of the manufacturing method will be described in detail below.
本発明のアルミニウム合金押出材の製造方法は、アルミニウム合金のビレットを押出加工してアルミニウム合金押出材を製造する方法であって、Zn:6.0~7.0質量%、Mg:1.2~1.6質量%、Mn:0.1~0.4質量%、Cu:0.1~0.3質量%、Fe:0.05~0.2質量%、Zr:0.05~0.2質量%、Si:0~0.2質量%、Cr:0~0.2質量%、Ti:0~0.15質量%、を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなるビレットを用いる。なお、各成分の役割は上述の通りである。 The method for producing an aluminum alloy extruded material of the present invention is a method for producing an aluminum alloy extruded material by extruding an aluminum alloy billet, wherein Zn: 6.0 to 7.0% by mass, Mg: 1.2 ~1.6% by mass, Mn: 0.1-0.4% by mass, Cu: 0.1-0.3% by mass, Fe: 0.05-0.2% by mass, Zr: 0.05-0 .2% by mass, Si: 0 to 0.2% by mass, Cr: 0 to 0.2% by mass, Ti: 0 to 0.15% by mass, and the balance is Al and unavoidable impurities. . The role of each component is as described above.
(均質化処理)
上記の組成を有するビレットに均質化処理を施す。均質化処理によって、元素の濃度偏析が解消され、晶出物が減少する。
(homogenization treatment)
A billet having the above composition is subjected to a homogenization treatment. The homogenization treatment eliminates concentration segregation of elements and reduces crystallized substances.
均質化処理温度は、400~560℃で、1時間以上24時間以内で行うことが好ましい。均質化処理の条件がこの範囲であれば、均質化が十分に行われる。24時間均質化処理温度が560℃を超えると鋳塊の結晶が成長し、押出加工性を低下させたり、押出材の結晶粒を粗大化させたりすると同時に局部的に再結晶組織が粗大化し、再結晶組織の粒径差が大きくなり、陽極酸化皮膜時に模様が発生する原因となる。 The homogenization treatment temperature is preferably 400 to 560° C., and the homogenization treatment is preferably carried out for 1 hour or more and 24 hours or less. If the homogenization treatment conditions are within this range, the homogenization will be sufficiently performed. If the 24-hour homogenization treatment temperature exceeds 560°C, the crystals of the ingot grow, the extrusion workability is lowered, the crystal grains of the extruded material are coarsened, and at the same time the recrystallized structure is locally coarsened. The grain size difference in the recrystallized structure becomes large, which causes patterns to occur when the anodized film is formed.
均質化処理温度は540℃以下がより好ましい。均質化処理を、24時間を超えて行っても、それ以上の効果は望めなく、製造コストが掛かるのみである。 The homogenization treatment temperature is more preferably 540° C. or lower. Even if the homogenization treatment is performed for more than 24 hours, no further effect can be expected, and only the manufacturing cost is increased.
濃度偏析の解消及び晶出物の固溶を促すためには、470℃以上で均質化処理を行うことが好ましく、略500℃で均質化処理を行うことがより好ましい。均質化処理後の冷却速度が遅いと固溶した元素が析出しやすいため、均質化処理温度~150℃までの平均冷却速度は100℃/h以上とすることが好ましい。 In order to eliminate concentration segregation and promote solid solution of crystallized substances, it is preferable to perform the homogenization treatment at 470°C or higher, and more preferably to perform the homogenization treatment at about 500°C. If the cooling rate after homogenization is slow, dissolved elements tend to precipitate, so the average cooling rate from the homogenization temperature to 150°C is preferably 100°C/h or more.
(押出加工)
次いで、得られたビレットに対して、押出加工を施す。当該押出加工の条件は、押出比を4以上、製品押出速度を3~20m/min、押出温度を350~500℃とすることが好ましい。押出加工で形成される組織は押出温度及び押出速度に大きく影響される。ここで、押出比、製品押出速度及び押出温度をこれらの範囲とすることで、ファイバー組織を形成させることができる。
(extrusion processing)
Then, the obtained billet is subjected to extrusion processing. The extrusion conditions are preferably an extrusion ratio of 4 or more, a product extrusion speed of 3 to 20 m/min, and an extrusion temperature of 350 to 500°C. The structure formed by extrusion is greatly affected by extrusion temperature and extrusion speed. Here, a fiber structure can be formed by setting the extrusion ratio, product extrusion speed and extrusion temperature within these ranges.
(溶体化処理)
次いで、得られたアルミニウム合金押出材に対して溶体化処理を施す。溶体化処理の温度は400~520℃とすることが好ましい。溶体化処理の温度を400℃以上とすることで、固溶元素をアルミニウム中に十分に固溶させることができる。また、520℃以下とすることで、局部的な共晶融解による押出材の強度及び延性の低下を抑制することができる。
(Solution treatment)
Next, the obtained aluminum alloy extruded material is subjected to solution treatment. The temperature of the solution treatment is preferably 400-520°C. By setting the temperature of the solution treatment to 400° C. or higher, the solid-solution element can be sufficiently dissolved in the aluminum. Further, by setting the temperature to 520° C. or less, it is possible to suppress deterioration in the strength and ductility of the extruded material due to local eutectic melting.
溶体化処理後のアルミニウム合金押出材は、80℃以下の水温で水冷する。80℃以下の水温で水冷することで、金属間化合物の析出を抑制し、母材結晶粒2の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物4の占有面積率を全体の0.1%以下とすることができる。
The aluminum alloy extruded material after the solution treatment is water-cooled at a water temperature of 80° C. or less. By water cooling at a water temperature of 80 ° C. or less, precipitation of intermetallic compounds is suppressed, and the occupied area ratio of the
金属間化合物の析出を効果的に抑制するためには、溶体化処理後の冷却速度を1000℃/分以上とすることが好ましい。ここで、溶体化処理後のアルミニウム合金押出材を空冷した場合、冷却速度は100℃/分となるが、80℃以下の水温で水冷することで、冷却速度を1000℃/分以上とすることができる。 In order to effectively suppress precipitation of intermetallic compounds, it is preferable to set the cooling rate after the solution treatment to 1000° C./min or more. Here, when the aluminum alloy extruded material after the solution treatment is air-cooled, the cooling rate is 100°C/min. can be done.
(時効処理)
次いで、必要に応じて時効処理を施す。時効処理における保持温度は100~180℃とすることが好ましく、処理時間は1~30時間とすることが好ましい。当該処理条件で時効処理を施すことで、析出強化を効率的に発現させることができることに加え、母材結晶粒2の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物4の占有面積率を全体の0.1%以下の状態で維持することができる。なお、より高い強度や耐応力腐食割れ性を得るために、2段階の時効処理を行ってもよい。
(Aging treatment)
Then, if necessary, aging treatment is applied. The holding temperature in the aging treatment is preferably 100 to 180° C., and the treatment time is preferably 1 to 30 hours. By performing the aging treatment under the treatment conditions, in addition to being able to efficiently develop precipitation strengthening, the occupancy of the
時効処理の前処理として、アルミニウム合金押出材に1~3%の引張整直を施すことが好ましい。溶体化処理後の急冷で固溶元素の固溶度を高め、1~3%の引張整直を施すことで、焼入れ歪を低減することができる。 As a pretreatment for aging treatment, it is preferable to apply 1 to 3% tension straightening to the aluminum alloy extruded material. The quenching distortion can be reduced by increasing the solid solubility of solid solution elements by quenching after the solution treatment, and applying 1 to 3% tensile straightening.
4.アルミニウム合金鍛造材の製造方法
本発明のアルミニウム合金鍛造材の製造方法は、本発明のアルミニウム合金鍛造材の効果的かつ効率的な製造方法を提供するものであり、具体的には、本発明のアルミニウム合金押出材に鍛造を施すものである。
4. Method for producing aluminum alloy forgings The method for producing aluminum alloy forgings of the present invention provides an effective and efficient method for producing the aluminum alloy forgings of the present invention. Forging is performed on an aluminum alloy extruded material.
上述のとおり、本発明のアルミニウム合金押出材は流動応力が低くなっており、比較的容易に鍛造処理を施すことができる。また、所望のアルミニウム合金部材が複雑形状を有する場合であっても、当該形状を効率的かつ正確に実現することができる。 As described above, the aluminum alloy extruded material of the present invention has low flow stress and can be forged relatively easily. Moreover, even when the desired aluminum alloy member has a complicated shape, the shape can be efficiently and accurately realized.
なお、本発明の効果を損なわない限りにおいて鍛造方法は特に限定されず、従来公知の種々の鍛造方法を用いることができるが、400℃以上の熱間鍛造で加工組織を残存させることで、引張強さが500MPa以上、0.2%耐力が460MPa以上、伸びが10%以上の引張特性を得ることができる。また、冷間鍛造で微細な等軸状の再結晶粒を得ることができ、陽極酸化皮膜後の外観品位を更に高めることができる。この場合、平均結晶粒径が200μm以下で最大の母材結晶粒径を1mm以下とすることが好ましい。 The forging method is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention, and various conventionally known forging methods can be used. Tensile properties such as a strength of 500 MPa or more, a 0.2% yield strength of 460 MPa or more, and an elongation of 10% or more can be obtained. In addition, fine equiaxed recrystallized grains can be obtained by cold forging, and the appearance quality after the anodized film can be further improved. In this case, it is preferable that the average crystal grain size is 200 μm or less and the maximum base material crystal grain size is 1 mm or less.
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それら設計変更は全て本発明の技術的範囲に含まれる。 Although representative embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various design changes are possible, and all such design changes are included in the technical scope of the present invention. be
≪実施例1、実施例2、実施例3≫
表1に記載の成分を有し、残部がAlと不可避不純物からなるアルミニウム合金のビレットに対して、押出加工を施した。なお、表1の成分は質量%で示している。押出加工の条件は、押出比55、ビレット温度400℃、押出速度5m/minとし、幅150mm、厚さ10mmのアルミニウム合金押出材を得た。
<<Example 1, Example 2, Example 3>>
An aluminum alloy billet having the components shown in Table 1 and the balance being Al and unavoidable impurities was extruded. In addition, the components in Table 1 are shown in mass %. The extrusion conditions were an extrusion ratio of 55, a billet temperature of 400° C., and an extrusion speed of 5 m/min to obtain an aluminum alloy extruded material having a width of 150 mm and a thickness of 10 mm.
得られたアルミニウム合金押出材に対して450℃で1時間の溶体化処理を施した後に、35℃の水を用いて室温まで水冷した。更に、105℃で8時間、150℃で8時間の人工時効処理を施して、実施アルミニウム合金押出材1,2及び3を得た。
After subjecting the obtained aluminum alloy extruded material to solution treatment at 450° C. for 1 hour, it was cooled to room temperature using water at 35° C. Further, artificial aging treatment was performed at 105° C. for 8 hours and at 150° C. for 8 hours to obtain aluminum alloy extruded
実施アルミニウム合金押出材1,2及び3を切断し、鏡面研磨及びエッチングを施すことによって断面観察試料を調整し、走査電子顕微鏡による組織観察を行った。2000倍の倍率(観察領域:56μm×43μm)で得られた観察像から、母材結晶粒の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率を求めた。得られた結果を表2に示す。
The aluminum alloy extruded
次に、実施アルミニウム合金押出材1から取得した試験片に関して室温にて引張試験を行い、0.2%耐力、引張強度、及び伸びを測定した。引張試験片はJIS Z 2241に記載の14号A試験片を用い、平行部が押出方向と平行になるようにした。引張速度はJIS Z 2241に準拠し、0.2%耐力までを2mm/min、0.2%耐力以降を5mm/minとした。得られた値を表2に示す。 Next, a tensile test was performed at room temperature on the test piece obtained from the aluminum alloy extruded material 1, and the 0.2% proof stress, tensile strength, and elongation were measured. A No. 14 A test piece according to JIS Z 2241 was used as the tensile test piece, and the parallel portion was made parallel to the extrusion direction. The tensile speed was 2 mm/min up to 0.2% proof stress and 5 mm/min after 0.2% proof stress in accordance with JIS Z 2241. The values obtained are shown in Table 2.
次に、実施アルミニウム合金押出材1,2及び3に硫酸浴を用いた陽極酸化皮膜処理を施し、膜厚5μmの陽極酸化皮膜を形成させた。当該陽極酸化皮膜処理を施す前後における光沢度を測定し、光沢度保持率を求めた。各光沢度及び光沢度保持率を表2に示す。
Next, aluminum alloy extruded
ここで、陽極酸化皮膜処理には180g/Lの硫酸浴を用い、浴温:18~20℃、電流密度:1.5A/dm2で膜厚5μmの陽極酸化被膜を形成させた。また、陽極酸化皮膜処理前おいては、押出形材の表面1mmを面削後、粒度1μmの酸化マグネシウムからなる研磨剤を用いてバフ研磨仕上げを施し、光沢度を測定した。 Here, a sulfuric acid bath of 180 g/L was used for the anodized film treatment, bath temperature: 18 to 20° C., current density: 1.5 A/dm 2 , and an anodized film with a thickness of 5 μm was formed. Before the anodizing film treatment, 1 mm of the surface of the extruded shape was chamfered and then buffed with a magnesium oxide abrasive having a particle size of 1 μm, and the glossiness was measured.
走査電子顕微鏡による組織観察結果の代表例として、実施アルミニウム合金押出材1の走査電子顕微鏡写真を図4に示す。母材結晶粒界への金属間化合物の析出は殆ど認められない。 FIG. 4 shows a scanning electron micrograph of Example Aluminum Alloy Extruded Material 1 as a representative example of the results of structure observation by a scanning electron microscope. Precipitation of intermetallic compounds on grain boundaries of the base material is hardly observed.
実施アルミニウム合金押出材1の流動応力を評価するために、φ8.5mm×10.5mmの試験片を採取し、圧縮温度360℃,410℃、歪速度1,5,20s-1の条件で高温変形抵抗測定試験を行った。各条件で得られた変形抵抗を表3に示す。また、比較としてA7075アルミニウム合金押出材についても同様の試験を行った。 In order to evaluate the flow stress of the aluminum alloy extruded material 1, a test piece of φ8.5 mm × 10.5 mm was taken and subjected to high temperature conditions of compression temperatures of 360 ° C. and 410 ° C. and strain rates of 1, 5 and 20 s -1 . A deformation resistance measurement test was performed. Table 3 shows the deformation resistance obtained under each condition. For comparison, a similar test was also conducted on an A7075 aluminum alloy extruded material.
全ての測定条件で実施アルミニウム合金押出材1の変形抵抗はA7075アルミニウム合金押出材の変形抵抗よりも低く、実施アルミニウム合金押出材1は優れた鍛造性を有していることが分かる。 Under all measurement conditions, the deformation resistance of the aluminum alloy extruded material 1 is lower than that of the A7075 aluminum alloy extruded material, indicating that the aluminum alloy extruded material 1 has excellent forgeability.
≪実施例4≫
表1に記載の成分を有し、残部がAlと不可避不純物からなるアルミニウム合金のビレットに対して、押出加工を施した。押出加工の条件は、押出比55、ビレット温度400℃、押出速度5m/minとし、φ44mm材を得た後、430℃の熱間鍛造でアルミニウム合金押出材を12mm厚に鍛造した。
<<Example 4>>
An aluminum alloy billet having the components shown in Table 1 and the balance being Al and unavoidable impurities was extruded. The extrusion conditions were an extrusion ratio of 55, a billet temperature of 400°C, and an extrusion speed of 5 m/min.
得られた鍛造材に450℃で1時間の溶体化処理を施した後に、35℃の水を用いて室温まで水冷した。次に、人工時効処理を120℃、24時間で実施し、実施アルミニウム合金鍛造材4を得た。実施例1と同様にして実施アルミニウム合金鍛造材4の母材結晶粒の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率、引張特性、光沢度及び光沢度保持率を評価した。得られた結果を表2に示す。
The obtained forged material was subjected to solution treatment at 450°C for 1 hour, and then cooled to room temperature using water at 35°C. Next, an artificial aging treatment was performed at 120° C. for 24 hours to obtain a practical aluminum alloy forging 4. Occupied area ratio, tensile properties, glossiness, and glossiness retention of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing at the grain boundaries of the base material crystal grains of the aluminum
≪実施例5≫
表1に記載の成分を有し、残部がAlと不可避不純物からなるアルミニウム合金のビレットに対して、実施例4と同様の押出加工を施した。続いて、350℃で1時間の均熱後に、炉冷処理した後に、厚さ15mmに冷間鍛造し、実施例4と同条件で、溶体化処理と人工時効処理を施し、実施アルミニウム合金鍛造材5を得た。
<<Example 5>>
An aluminum alloy billet having the components shown in Table 1 and the balance being Al and unavoidable impurities was extruded in the same manner as in Example 4. Subsequently, after soaking at 350 ° C. for 1 hour, after furnace cooling treatment, cold forging to a thickness of 15 mm, solution treatment and artificial aging treatment were performed under the same conditions as in Example 4, and the aluminum alloy forging was performed. Material 5 was obtained.
実施例1と同様にして実施アルミニウム合金鍛造材5の結晶粒の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率、引張特性、光沢度及び光沢度保持率を評価した。得られた結果を表2に示す。 In the same manner as in Example 1, the occupied area ratio, tensile properties, glossiness, and glossiness retention rate of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing at the grain boundaries of the crystal grains of the aluminum alloy forging material 5 were evaluated. did. Table 2 shows the results obtained.
≪比較例1≫
表1に記載の成分を有し、残部がAlと不可避不純物からなるアルミニウム合金のビレットに対して、押出加工を施した。組成が異なり、溶体化処理後の冷却を空冷としたこと以外は実施例1と同様にして、比較アルミニウム合金押出材を得た。
<<Comparative Example 1>>
An aluminum alloy billet having the components shown in Table 1 and the balance being Al and unavoidable impurities was extruded. A comparative aluminum alloy extruded material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the composition was different and the cooling after the solution treatment was air cooling.
実施例1と同様にして比較アルミニウム合金押出材の母材結晶粒の粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率、引張特性、光沢度及び光沢度保持率を評価した。得られた結果を表2に示す。 In the same manner as in Example 1, the occupied area ratio, tensile properties, glossiness, and glossiness retention of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing at the grain boundaries of the base material crystal grains of the comparative aluminum alloy extruded material were measured. evaluated. Table 2 shows the results obtained.
走査電子顕微鏡による組織観察結果の代表例として、比較アルミニウム合金押出材の走査電子顕微鏡写真を図5に示す。母材結晶粒界への金属間化合物の顕著な析出が認められる。 A scanning electron micrograph of a comparative aluminum alloy extruded material is shown in FIG. 5 as a representative example of the results of structure observation by a scanning electron microscope. Remarkable precipitation of intermetallic compounds on grain boundaries of the base material is observed.
表2の結果から、本発明のアルミニウム合金押出材及びアルミニウム合金鍛造材は、粒界析出物の占有面積率が極めて少なく(≦0.1%)、45%以上の光沢度保持率を有している。加えて、実施アルミニウム合金押出材1~3及び実施アルミニウム合金鍛造材4,5は何れも、引張強さ500MPa以上、0.2%耐力460MPa以上、伸び10%以上の優れた引張特性を有している。
From the results in Table 2, the aluminum alloy extruded material and the aluminum alloy forged material of the present invention have an extremely small occupied area ratio of grain boundary precipitates (≦0.1%) and have a glossiness retention rate of 45% or more. ing. In addition, all of the aluminum alloy extruded materials 1 to 3 and the aluminum alloy forged
これに対し、溶体化処理から空冷によって得られた比較アルミニウム合金押出材は引張特性の基準(引張強さ500MPa以上、0.2%耐力460MPa以上、伸び10%以上)を満たしているものの、粒界析出物の占有面積率が2.3%となっており、光沢度保持率が低くなっている(31%)。 On the other hand, the comparative aluminum alloy extruded material obtained by air cooling from the solution treatment satisfies the criteria for tensile properties (tensile strength of 500 MPa or more, 0.2% proof stress of 460 MPa or more, elongation of 10% or more), but grain size The occupied area ratio of interfacial precipitates is 2.3%, and the glossiness retention rate is low (31%).
2・・・母材結晶粒、
4・・・析出物。
2 ... base material crystal grains,
4... Precipitate.
Claims (8)
Mg:1.2~1.6質量%、
Mn:0.1~0.4質量%、
Cu:0.1~0.3質量%、
Fe:0.05~0.2質量%、
Zr:0.05~0.2質量%、
Si:0~0.2質量%、
Cr:0~0.2質量%、
Ti:0~0.15質量%、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
任意の断面の断面組織観察において、母材結晶粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率が0.1%以下であること、を特徴とするアルミニウム合金押出材。 Zn: 6.0 to 7.0% by mass,
Mg: 1.2 to 1.6% by mass,
Mn: 0.1 to 0.4% by mass,
Cu: 0.1 to 0.3% by mass,
Fe: 0.05 to 0.2% by mass,
Zr: 0.05 to 0.2% by mass,
Si: 0 to 0.2% by mass,
Cr: 0 to 0.2% by mass,
Ti: 0 to 0.15% by mass,
An aluminum alloy with the balance being Al and inevitable impurities,
An aluminum alloy extruded material, characterized in that the occupied area ratio of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing in the grain boundaries of the base material is 0.1% or less when observing the cross-sectional structure of an arbitrary cross section. .
を特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金押出材。 In terms of tensile properties in the extrusion direction (L direction), the tensile strength is 500 MPa or more, the 0.2% proof stress is 460 MPa or more, and the elongation is 10% or more;
The aluminum alloy extruded material according to claim 1, characterized by:
光沢度保持率=(180g/Lの硫酸浴を用い、浴温:18~20℃、電流密度:1.5A/dm 2 の陽極酸化皮膜処理によって膜厚略5μmの陽極酸化皮膜を形成させた後の光沢度/鏡面研磨後の光沢度)×100 (1) 3. The aluminum alloy extruded material according to claim 1 or 2, wherein a glossiness retention rate determined by the following relational expression (1) is 45% or more.
Gloss retention rate = (Using a sulfuric acid bath of 180 g/L , bath temperature: 18 to 20 ° C., current density: 1.5 A / dm 2 An anodized film with a thickness of about 5 μm was formed by anodized film treatment. Post-glossiness/glossiness after mirror polishing)×100 (1)
Mg:1.2~1.6質量%、
Mn:0.1~0.4質量%、
Cu:0.1~0.3質量%、
Fe:0.05~0.2質量%、
Zr:0.05~0.2質量%、
Si:0~0.2質量%、
Cr:0~0.2質量%、
Ti:0~0.15質量%、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
任意の断面の断面組織観察において、母材結晶粒界に存在する0.05μm2以上の面積を有する析出物の占有面積率が0.1%以下であること、を特徴とするアルミニウム合金鍛造材。 Zn: 6.0 to 7.0% by mass,
Mg: 1.2 to 1.6% by mass,
Mn: 0.1 to 0.4% by mass,
Cu: 0.1 to 0.3% by mass,
Fe: 0.05 to 0.2% by mass,
Zr: 0.05 to 0.2% by mass,
Si: 0 to 0.2% by mass,
Cr: 0 to 0.2% by mass,
Ti: 0 to 0.15% by mass,
An aluminum alloy with the balance being Al and inevitable impurities,
An aluminum alloy forged material, characterized in that the occupied area ratio of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing in the grain boundaries of the base material is 0.1% or less when observing the cross-sectional structure of an arbitrary cross section. .
を特徴とする請求項4又は5に記載のアルミニウム合金鍛造材。
光沢度保持率=(180g/Lの硫酸浴を用い、浴温:18~20℃、電流密度:1.5A/dm 2 の陽極酸化皮膜処理によって膜厚略5μmの陽極酸化皮膜を形成させた後の光沢度/鏡面研磨後の光沢度)×100 (1) The glossiness retention rate determined by the following relational expression (1) is 45% or more,
The aluminum alloy forged material according to claim 4 or 5, characterized by:
Gloss retention rate = (Using a sulfuric acid bath of 180 g/L , bath temperature: 18 to 20 ° C., current density: 1.5 A / dm 2 An anodized film with a thickness of about 5 μm was formed by anodized film treatment. Post-glossiness/glossiness after mirror polishing)×100 (1)
前記アルミニウム合金は、
Zn:6.0~7.0質量%、
Mg:1.2~1.6質量%、
Mn:0.1~0.4質量%、
Cu:0.1~0.3質量%、
Fe:0.05~0.2質量%、
Zr:0.05~0.2質量%、
Si:0~0.2質量%、
Cr:0~0.2質量%、
Ti:0~0.15質量%、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
前記押出加工を施した前記ビレットに溶体化処理を施した後、80℃以下の水温で水冷し、
任意の断面の断面組織観察において、母材結晶粒界に存在する0.05μm 2 以上の面積を有する析出物の占有面積率を0.1%以下とすること、
を特徴とするアルミニウム合金押出材の製造方法。 A method for producing an aluminum alloy extruded material by extruding an aluminum alloy billet,
The aluminum alloy is
Zn: 6.0 to 7.0% by mass,
Mg: 1.2 to 1.6% by mass,
Mn: 0.1 to 0.4% by mass,
Cu: 0.1 to 0.3% by mass,
Fe: 0.05 to 0.2% by mass,
Zr: 0.05 to 0.2% by mass,
Si: 0 to 0.2% by mass,
Cr: 0 to 0.2% by mass,
Ti: 0 to 0.15% by mass,
An aluminum alloy with the balance being Al and inevitable impurities,
After subjecting the extruded billet to solution treatment, water cooling at a water temperature of 80 ° C. or less,
In observation of the cross-sectional structure of an arbitrary cross section , the occupied area ratio of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing in the grain boundaries of the base material is 0.1% or less,
A method for producing an aluminum alloy extruded material, characterized by:
前記アルミニウム合金押出材は、
Zn:6.0~7.0質量%、
Mg:1.2~1.6質量%、
Mn:0.1~0.4質量%、
Cu:0.1~0.3質量%、
Fe:0.05~0.2質量%、
Zr:0.05~0.2質量%、
Si:0~0.2質量%、
Cr:0~0.2質量%、
Ti:0~0.15質量%、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記熱間鍛造処理によって再結晶組織を形成させた前記アルミニウム合金鍛造材に溶体化処理を施した後、80℃以下の水温で水冷し、
任意の断面の断面組織観察において、母材結晶粒界に存在する0.05μm 2 以上の面積を有する析出物の占有面積率を0.1%以下とすること、
を特徴とするアルミニウム合金鍛造材の製造方法。
A method for producing an aluminum alloy forged material by hot forging an aluminum alloy extruded material,
The aluminum alloy extruded material is
Zn: 6.0 to 7.0% by mass,
Mg: 1.2 to 1.6% by mass,
Mn: 0.1 to 0.4% by mass,
Cu: 0.1 to 0.3% by mass,
Fe: 0.05 to 0.2% by mass,
Zr: 0.05 to 0.2% by mass,
Si: 0 to 0.2% by mass,
Cr: 0 to 0.2% by mass,
Ti: 0 to 0.15% by mass,
Made of an aluminum alloy with the balance being Al and inevitable impurities,
After subjecting the aluminum alloy forged material in which a recrystallized structure is formed by the hot forging process to solution treatment, water cooling at a water temperature of 80 ° C. or less,
In observation of the cross-sectional structure of an arbitrary cross section , the occupied area ratio of precipitates having an area of 0.05 μm 2 or more existing in the grain boundaries of the base material is 0.1% or less,
A method for producing an aluminum alloy forging characterized by:
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007119853A (en) | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Extruded pipe made from high-strength aluminum alloy superior in tube expansion workability, manufacturing method therefor and tube-expanded material |
JP2012184505A (en) | 2011-02-18 | 2012-09-27 | Kyoei-Seisakusho Co Ltd | Aluminum alloy hollow shaped member excellent in fatigue strength and method for manufacturing the same, and swing arm for motorcycle |
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---|---|---|---|---|
JP2007119853A (en) | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Extruded pipe made from high-strength aluminum alloy superior in tube expansion workability, manufacturing method therefor and tube-expanded material |
JP2012184505A (en) | 2011-02-18 | 2012-09-27 | Kyoei-Seisakusho Co Ltd | Aluminum alloy hollow shaped member excellent in fatigue strength and method for manufacturing the same, and swing arm for motorcycle |
WO2012165086A1 (en) | 2011-06-02 | 2012-12-06 | アイシン軽金属株式会社 | Aluminum alloy and method of manufacturing extrusion using same |
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