Method of manufacturing the aluminum torsion goods

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用シャーシ部品、機械部品等として用いられるアルミニウムねじり品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムは軽量性、耐食性等に優れているため、自動車を始め各種機械部品の素材として広く用いられるようになってきている。 かかるアルミニウム部品は、所期する用途等との関係で、ねじり加工を施されたねじり品として製作される場合がある。

【０００３】一般に、アルミニウムねじり品の素材としては、熱処理系アルミニウムが用いられているが、かかる熱処理系アルミニウム材からなるねじり品を製作する場合、従来では、ねじり加工前に例えばＴ4 等の溶体化処理を行い、その後ねじり加工を行ったのちに、時効処理を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶体化処理、ねじり加工、時効処理を順次的に実施した場合、
ねじり加工を実施しない場合に較べて、加工部の衝撃吸収特性や伸びが目立って低下するという欠点があった。

【０００５】この発明は、ねじり加工部の衝撃吸収特性や伸びの低下を防止し得るアルミニウムねじり品の製作、提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者は、種々実験と研究を繰り返した結果、ねじり加工後に溶体化処理及び時効処理を実施することにより、上記目的を達成しうることを知見し、この発明を完成し得たものである。

【０００７】即ち、この発明に係るアルミニウムねじり品の製造方法は、 Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の一種からなるねじり
加工素材に、ねじり加工、溶体化処理、時効処理を順次
実施するアルミニウムねじり品の製造方法において、前
記ねじり加工におけるｔａｎφ（ただしφはラセン角）
を０．５以上とすることを特徴とするものである。

【０００８】上記において、 ねじり加工素材の材料とし
ては 、Ａｌ−Ｃｕ系合金（２０００系）、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金（６０００系）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金（７００ ０系）の各アルミニウム合金を挙げ得る。

【０００９】ねじり加工素材としてのアルミニウム材は、一般的には押出材として提供されるが、押出材に限定されることはない。

【００１０】而して、アルミニウム材に対して、ねじり加工、溶体化処理、時効処理を順次的に実施した場合と、溶体化処理、ねじり加工、時効処理を順次的に実施した場合におけるねじり加工の程度と衝撃吸収エネルギー及び伸びとの関係を図３、図４に示す。 これらの図において、横軸は、ねじり材のラセン角をφとしたときのｔａｎφの値を示し、ｔａｎφがおおきいほど捩じり加工の程度が大きいことを示している。 なお、ラセン角とは図２に示されるように、ねじり加工前のアルミニウム材の表面に仮想的に描いた軸方向の直線が、ねじり加工によりねじられて螺旋形に変形したときの螺旋と軸方向とのなす角度φをいう。

【００１１】これらの図からわかるように、溶体化処理、ねじり加工、時効処理を順次的に実施した場合（図３（ｂ）及び図４（ｂ））には、ねじり加工度の増加につれ、衝撃吸収エネルギ及び伸びともに連続的に低下する。 これに対し、ねじり加工後に溶体化処理、時効処理を行った場合（図３（ａ）及び図４（ａ））には、ねじり加工度の増加につれ、衝撃吸収エネルギ及び伸びともに一旦は低下するが、ｔａｎφが０．５に接近するにつれて増加に転じ、以後連続的に増加する。

【００１２】これらの特性図から理解されるように、ｔ
ａｎφが０．５未満では、たとえねじり加工後に溶体化処理、時効処理を行ったとしても、衝撃吸収エネルギ及び伸びともに低下するため、この発明の目的を達成することはできない。 そこで、この発明は、ｔａｎφが０．
５以上となるまでねじり加工を行うことを要件とする。
特に好ましくは、ｔａｎφが１．０以上となるまでねじり加工を行うのが良い。 而して、ねじり加工後に溶体化処理、時効処理を行った場合に、衝撃吸収エネルギ及び伸びが図３（ａ）及び図４（ａ）に示される特性を示すのは、次の理由によるものと推測される。 即ち、ｔａ
ｎφが０．５未満では、比較的小さい塑性ひずみを受けるため、溶体化処理によって粗大な再結晶組織となって衝撃吸収エネルギ、伸びが低下し、ｔａｎφが０．５以上では比較的大きな塑性ひずみを受けるため、溶体化処理によって微細で等軸の再結晶組織となり、衝撃吸収エネルギ、伸びが向上するものと推測される。

【００１３】なお、ねじり加工は常法により行えば良いし、必要に応じて圧縮力あるいは引張力を付与しながら行っても良い。 また、溶体化処理や時効処理の条件も限定されることはなく、アルミニウム材の種類や必要強度等に応じて適宜設定すれば良い。

【００１４】

【作用】 Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、
Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の一種 からなるねじり加工素材
を、ｔａｎφが０．５以上となるようにねじり加工したのち、溶体化処理と時効処理を実施することにより、衝撃吸収性、伸びの低下が防止される。

【００１５】

【実施例】Ａ６０６１Ａｌ合金を、図１に示すように、
幅方向中間部が薄肉、両端部が厚肉の押出材に押出したのち、押出方向と直交する平面でスライス状に切断することにより、試験片（１）を製作した。 試験片（１）の長さＬ1 は１３０ｍｍ、幅Ｗ1 は２０ｍｍ、厚さｔは１
０ｍｍ、肉薄部（２）の長さＬ2 は３０ｍｍ、幅Ｗ2 は１０ｍｍとした。

【００１６】上記の試験片（Ｆ材）（１）を複数個用意し、各試験片の肉薄部に対して図２のようにねじり加工を実施した。 （３）はねじり加工部を示す。 ねじり加工は各試験片のラセン角φをそれぞれ変えて行った。

【００１７】ねじり加工後、各試験片（１）に溶体化処理と時効処理を順次的に実施した。 溶体化処理は５２０
℃×２時間の加熱後、水冷により焼き入れすることにより行い、時効処理は１７０℃×１０時間の条件で行った。

【００１８】こうして得た各種ねじり品につき、アイゾネット式衝撃試験を行い、ねじり加工度に対する衝撃吸収エネルギの変化状態を調べた。 また、引張試験を行ってねじり加工度に対する伸びの変化状態を調べた。 それらの結果を図３（ａ）及び図４（ａ）に示す。

【００１９】一方、上記と同一の試験片（１）を用意し、ねじり加工前に上記と同一の条件で溶体化処理を行った。 次いで、上記と同じくラセン角φを各種に設定してねじり加工を行ったのち、上記と同一の条件で時効処理を行った。

【００２０】こうして得た各種ねじり品につき、上記と同様にアイゾネット式衝撃試験を行い、ねじり加工度に対する衝撃吸収エネルギの変化状態を調べた。 また、引張試験を行ってねじり加工度に対する伸びの変化状態を調べた。 それらの結果を図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示す。

【００２１】また、ｔａｎφの各値に対する衝撃吸収エネルギと伸びの具体的数値を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、 Ａｌ−Ｃｕ
系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、Ａ ｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系
合金の一種からなるねじり加工素材に、ねじり加工、溶
体化処理、時効処理を順次実施するアルミニウムねじり
品の製造方法において、前記ねじり加工におけるｔａｎ
φ（ただしφはラセン角）を０．５以上とすることを特徴とするものであるから、溶体化処理、ねじり加工、時効処理を順次的に実施する従来法に較べて、衝撃吸収性、伸びの低下を防止でき、耐衝撃性、伸びともに良好なアルミニウムねじり品の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いた試験片の斜視図である。

【図２】同じくねじり加工後の試験片の正面図である。

【図３】（ａ）は図１の試験片に、ねじり加工、溶体化処理、時効処理を順次的に実施したときの、（ｂ）は溶体化処理、ねじり加工、時効処理を順次的に実施したときの、それぞれねじり加工度と衝撃吸収エネルギとの関係を示すグラフである。

【図４】（ａ）は図１の試験片に、ねじり加工、溶体化処理、時効処理を順次的に実施したときの、（ｂ）は溶体化処理、ねじり加工、時効処理を順次的に実施したときの、それぞれねじり加工度と伸びとの関係を示すグラフである。

【符号の簡単な説明】 １・・・試験片（ねじり加工素材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田代 泰 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニ ウム株式会社内 (72)発明者 安岡 直志 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニ ウム株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−304344（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−232330（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−42325（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−255332（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁷ ，ＤＢ名) C22F 1/04 - 1/057 C22C 21/00 - 21/18 B21D 11/14