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JP2002363717A - METHOD FOR HEAT-TREATING Al ALLOY - Google Patents

METHOD FOR HEAT-TREATING Al ALLOY

Info

Publication number
JP2002363717A
JP2002363717A JP2001168339A JP2001168339A JP2002363717A JP 2002363717 A JP2002363717 A JP 2002363717A JP 2001168339 A JP2001168339 A JP 2001168339A JP 2001168339 A JP2001168339 A JP 2001168339A JP 2002363717 A JP2002363717 A JP 2002363717A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
treatment
alloy
fluidized bed
temperature
aging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001168339A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Sakai
崇之 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Tec Corp
Original Assignee
Asahi Tec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Tec Corp filed Critical Asahi Tec Corp
Priority to JP2001168339A priority Critical patent/JP2002363717A/en
Publication of JP2002363717A publication Critical patent/JP2002363717A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of heat-treating an Al alloy by which the treating time from solution treatment to aging treatment is shortened. SOLUTION: In this method of heat-treating the Al alloy, the mechanical properties of a work piece 34 consisting of the Al alloy is improved by solution- treating and aging the work piece 34. The aging treatment is performed by solution-treating the work pieces 34 and immediately charging and keeping the work piece 34 in a fluidized bed 30 controlled to a fixed temperature of 150 to 200 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、鋳造材や展伸材
などのAl合金の熱処理方法に関する。
The present invention relates to a method for heat-treating an Al alloy such as a cast material or a wrought material.

【0002】[0002]

【従来の技術】 鋳造材や展伸材用のアルミニウム(A
l)合金として、Al−Si系Al合金や、Al−Si
系Al合金を基本組成として、さらに他元素のCu、M
gなどを含有した多元Al−Si系合金が用いられてい
る。これは、鋳造材や展伸材において重要な特性である
溶湯の流動性、鋳型充填性等が他の合金と比較して優れ
ていること、鋳造割れがほとんど起こらないこと、他の
元素と組み合わせることにより強度や伸びの大きい合金
が得られること、熱膨張係数が小さく、耐摩耗性が良い
こと等の理由によるものである。
2. Description of the Related Art Aluminum (A) for cast and wrought materials
l) As the alloy, Al-Si based Al alloy, Al-Si
Based on Al-based alloys and Cu, M
A multi-element Al-Si alloy containing g or the like is used. This is because the fluidity of the molten metal, which is an important property in cast and wrought materials, mold filling properties, etc. are superior to other alloys, almost no casting cracks occur, combined with other elements This is because an alloy having high strength and elongation can be obtained, the coefficient of thermal expansion is small, and the wear resistance is good.

【0003】 Al−Si系合金に少量のMgを添加し
た合金として、AC4A、AC4C、AC4CHがあ
り、これらの合金はMg2Siの中間相の析出による熱
処理効果で強度を高めているものである。特に、AC4
Cや、Feを0.20質量%以下に制限して靭性を高め
たAC4CHは自動車などの車両ホイール用合金として
用いられている。また、展伸材用のAl合金としても、
Cuを含んだ2000系合金や、Mg、Siを含んだ6
000系合金などがMg2SiやAl2Cu等中間相の析
出硬化によりその強度を高めている。
[0003] As alloys obtained by adding a small amount of Mg to an Al-Si alloy, there are AC4A, AC4C, and AC4CH, and these alloys increase strength by a heat treatment effect due to precipitation of an intermediate phase of Mg 2 Si. . In particular, AC4
AC4CH, which has improved toughness by limiting C and Fe to 0.20% by mass or less, is used as an alloy for vehicle wheels of automobiles and the like. Also, as an Al alloy for wrought materials,
2000 series alloy containing Cu and 6 containing Mg and Si
000 series alloys and the like have increased their strength by precipitation hardening of intermediate phases such as Mg 2 Si and Al 2 Cu.

【0004】 上記のように、熱処理型Al合金の高強
度化は、他元素の添加とそれによる中間相の時効析出に
よって得られるものであり、時効析出のための熱処理は
溶体化処理、及び時効処理からなる。溶体化処理は、凝
固時に晶出した非平衡相を高温で固溶化させ、その後水
冷することによって常温で均一な固溶体を得る熱処理で
ある。溶体化処理に引き続く時効処理は、比較的低温で
保持し、固溶させた元素を中間析出相として析出させ硬
化させるものであり、これらの熱処理によりAl合金の
機械的特性の向上が図られている。従来における溶体化
処理及び時効処理のヒートスケジュールの一例を図7に
示す。
[0004] As described above, the high strength of the heat-treated Al alloy is obtained by the addition of other elements and the aging precipitation of the intermediate phase due to the addition of the other elements, and the heat treatment for the aging precipitation is performed by solution treatment and aging. Processing. The solution treatment is a heat treatment in which a non-equilibrium phase crystallized during solidification is dissolved at a high temperature and then cooled with water to obtain a uniform solid solution at room temperature. The aging treatment subsequent to the solution treatment is performed at a relatively low temperature to precipitate and harden the solid-dissolved elements as an intermediate precipitation phase, and these heat treatments improve the mechanical properties of the Al alloy. I have. FIG. 7 shows an example of a conventional heat schedule for solution treatment and aging treatment.

【0005】 図7に示すように、従来においては、A
l合金の溶体化処理に続いて水冷を行い、その後時効処
理を施すことが一般的な手法であったが、その熱処理時
間が長いという欠点がある。特に、溶体化処理後に水冷
を行ってAl合金を一旦常温まで下げているため、その
後の時効処理のための昇温に所定の時間を要し、全体の
熱処理時間を長くさせているという問題があった。
[0005] As shown in FIG.
It has been common practice to perform water cooling after the solution treatment of the alloy 1 and then perform aging treatment, but there is a disadvantage that the heat treatment time is long. In particular, since the Al alloy is once cooled to room temperature by performing water cooling after the solution treatment, it takes a predetermined time to raise the temperature for the subsequent aging treatment, and the overall heat treatment time is lengthened. there were.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】 したがって、本発明
は上記した従来の課題に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、溶体化処理後の水冷を止め、代
わりに溶体化処理後直ちに低温の所定温度に保持された
流動層からなる恒温槽に浸漬させることによって、冷却
過程での析出硬化(時効硬化)を生じさせ、溶体化処理
後から時効処理までの処理時間を短縮することができる
Al合金の熱処理方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to stop the water cooling after the solution treatment, and to replace the water cooling after the solution treatment. Immediately immersing in a constant temperature bath consisting of a fluidized bed maintained at a predetermined low temperature to cause precipitation hardening (age hardening) in the cooling process and shorten the processing time from solution treatment to aging treatment It is an object of the present invention to provide a heat treatment method for an Al alloy that can be used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、Al合金からなるワークピースを溶体化処理し、
次いで時効処理することにより、該ワークピースの機械
的特性を向上させるAl合金の熱処理方法において、前
記ワークピースを溶体化処理した後、該ワークピースを
直ちに150〜200℃の範囲の一定温度に制御された
流動層中に投入、保持することにより前記時効処理を行
うことを特徴とするAl合金の熱処理方法が提供され
る。
That is, according to the present invention, a workpiece made of an Al alloy is subjected to a solution treatment,
Then, in an Al alloy heat treatment method for improving mechanical properties of the workpiece by aging treatment, the workpiece is immediately subjected to solution treatment, and then the workpiece is immediately controlled to a constant temperature in a range of 150 to 200 ° C. A heat treatment method for an Al alloy, wherein the aging treatment is performed by charging and holding the aging treatment in a fluidized bed.

【0008】 本発明においては、溶体化処理を、ワー
クピースを540〜550℃の温度に制御された流動層
中に保持させることにより行うことが好ましく、また、
溶体化処理後、該ワークピースを0.5分以内に時効処
理用の流動層中に保持させることが好ましい。
In the present invention, the solution treatment is preferably performed by holding the workpiece in a fluidized bed controlled at a temperature of 540 to 550 ° C., and
After the solution treatment, the workpiece is preferably held in a fluidized bed for aging within 0.5 minutes.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】 以下、本発明を詳しく説明す
る。本発明では、通常の製法で製造されたAl合金の鋳
造材または展伸材(ワークピース)に対して、溶体化処
理を施し、次いで時効処理を行う。鋳造材または展伸材
に対してこれらの処理を施すことにより、車両用ホイー
ルなどの所望の用途に適用し得るように、Al合金の引
張強度などの機械的特性を向上させることができるが、
本発明においては、特に、溶体化処理後直ちに所定の低
温度に保持された流動層からなる恒温槽に投入、浸漬さ
せることに特徴を有するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, a solution treatment is applied to a cast material or a wrought material (workpiece) of an Al alloy manufactured by a normal manufacturing method, and then an aging treatment is performed. By performing these treatments on the cast material or the wrought material, mechanical properties such as tensile strength of the Al alloy can be improved so as to be applicable to a desired use such as a vehicle wheel.
The present invention is particularly characterized in that it is put into a constant temperature bath made of a fluidized bed maintained at a predetermined low temperature immediately after the solution treatment and immersed.

【0010】 このようにワークピースを溶体化処理後
直ちに所定温度に保持された流動層中に投入、保持(浸
漬)させることにより、溶体化処理温度の例えば540
〜550℃から時効処理温度の例えば150〜200℃
までの冷却速度を所定以上に速くすることができ、その
結果、固溶された元素の析出硬化という作用を冷却過程
で起こさせて、得られるAl合金からなるワークピース
の機械的特性を向上させるとともに、従来に比して、溶
体化処理後から時効処理までの処理時間を著しく短縮す
ることができる。
As described above, immediately after the solution treatment, the workpiece is put into the fluidized bed kept at a predetermined temperature and held (immersed), so that the temperature of the solution treatment temperature is, for example, 540.
~ 550 ° C to aging temperature, eg 150 ~ 200 ° C
The cooling rate can be increased to a predetermined value or more, and as a result, the effect of precipitation hardening of the solid solution element is caused in the cooling process, thereby improving the mechanical properties of the obtained Al alloy workpiece. At the same time, the processing time from the solution treatment to the aging treatment can be remarkably reduced as compared with the related art.

【0011】 本発明の基本思想を説明する。本発明者
は、Al合金からなる鋳造材や展伸材などのワークピー
スを熱処理時間、特に時効処理における析出硬化時間を
究極的に短縮するために種々の角度から検討を行ったと
ころ、溶体化処理後、水冷する代わりに例えば150〜
200℃の温度に保持された流動層中に投入し浸漬する
ことにより、冷却過程で固溶体から元素の析出反応を生
起させて、従来の時効処理と同様の作用効果を奏するこ
とができることを見出した。
The basic concept of the present invention will be described. The present inventor studied from various angles to ultimately reduce the heat treatment time, particularly the precipitation hardening time in the aging treatment, of a work piece such as a cast material or a wrought material made of an Al alloy. After the treatment, for example, 150-
By injecting and immersing in a fluidized bed maintained at a temperature of 200 ° C., a precipitation reaction of elements from a solid solution is caused in a cooling process, and it has been found that the same effect as the conventional aging treatment can be exerted. .

【0012】 上記の場合、高温状態から固溶された元
素を析出させるために極めて反応速度が速く、時効処理
を極めて短時間に行うことが可能となる。ただし、この
時効処理の場合には、溶体化処理温度から時効処理温度
の例えば150〜200℃まで所定以上の冷却速度で短
時間に到達させることが必要である。この冷却速度が遅
いと、析出相が粗大になり、得られるAl合金の機械的
特性が向上しない。
In the above case, the reaction speed is extremely high because the solid solution element is precipitated from the high temperature state, and the aging treatment can be performed in a very short time. However, in the case of this aging treatment, it is necessary to make the temperature reach from the solution treatment temperature to the aging treatment temperature of, for example, 150 to 200 ° C. in a short time at a cooling rate of a predetermined value or more. When the cooling rate is low, the precipitation phase becomes coarse, and the mechanical properties of the obtained Al alloy do not improve.

【0013】 このように、溶体化処理温度から時効処
理温度までを短時間で(所定以上の冷却速度で)到達さ
せることは、従来公知の雰囲気炉(熱媒体として空気な
どのガスを用いる炉)では不可能であり、また、オイル
バス(油恒温槽)では油に引火するという危険性があ
り、ともに問題がある。そこで、本発明においては、所
定以上の冷却速度を可能とする方式を検討した結果、流
動層からなる恒温槽(熱処理炉)を適用することにした
ものである。この流動層式の恒温槽によれば、引火の危
険性もなく、例えば550℃から170℃までが約5分
という極めて速い冷却速度を達成することができる。
As described above, it is possible to reach the temperature from the solution treatment temperature to the aging treatment temperature in a short time (at a predetermined cooling rate or more) by using a conventionally known atmosphere furnace (a furnace using a gas such as air as a heat medium). In addition, there is a danger that oil may catch fire in an oil bath (oil constant temperature bath), and both have problems. Therefore, in the present invention, as a result of studying a method that enables a cooling rate equal to or higher than a predetermined value, a thermostat (a heat treatment furnace) composed of a fluidized bed is applied. According to this fluidized-bed thermostat, there is no danger of ignition, and an extremely fast cooling rate of, for example, from 550 ° C. to 170 ° C. for about 5 minutes can be achieved.

【0014】 次に、本発明に係るAl合金の熱処理方
法をさらに詳しく説明する。本発明は、Al合金のワー
クピースを溶体化処理した後時効処理を行う熱処理方法
である。本発明における溶体化処理は、従来公知の雰囲
気炉を用いて行ってもよいし、流動層からなる熱処理炉
(流動層式熱処理炉)を用いて行ってもよい。ここで、
流動層は、粉粒体などの粒状物が吹き込みガスにより加
熱され、且つ均一に混合されて形成されているものであ
る。なお、流動層式熱処理炉を用いると、流動層内部の
温度均一化(約±2〜3℃)により、より高い温度での
溶体化処理が可能となり、また伝熱効率が良いことか
ら、溶体化処理温度までの昇温時間を短縮することがで
き、好ましい。したがって、流動層式熱処理炉を用いる
と、溶体化処理時間の大幅な短時間化が可能となる。
Next, the heat treatment method for an Al alloy according to the present invention will be described in more detail. The present invention is a heat treatment method for performing an aging treatment after a solution treatment of an Al alloy workpiece. The solution treatment in the present invention may be performed using a conventionally known atmosphere furnace, or may be performed using a heat treatment furnace including a fluidized bed (fluidized bed heat treatment furnace). here,
The fluidized bed is formed by heating a particulate matter such as a granular material by a blowing gas and uniformly mixing the same. When a fluidized-bed heat treatment furnace is used, the solution can be treated at a higher temperature by homogenizing the temperature inside the fluidized bed (approximately ± 2 to 3 ° C.). This is preferable because the time required for raising the temperature up to the processing temperature can be shortened. Therefore, when a fluidized bed heat treatment furnace is used, the solution treatment time can be significantly reduced.

【0015】 また、流動層式熱処理炉を用いる場合、
Al合金の溶体化処理温度としては530〜550℃の
範囲であり、540〜550℃とより高温とすることが
できる。同じく、流動層式熱処理炉を用いるときには、
溶体化処理温度における保持時間を25分〜2時間と、
雰囲気炉に比して短くすることができる。
When a fluidized bed heat treatment furnace is used,
The solution treatment temperature of the Al alloy is in the range of 530 to 550 ° C., and can be as high as 540 to 550 ° C. Similarly, when using a fluidized bed heat treatment furnace,
Holding time at the solution treatment temperature is 25 minutes to 2 hours;
It can be shortened compared to the atmosphere furnace.

【0016】 次に、本発明の時効処理は、ワークピー
スを溶体化処理後直ちに150〜200℃の範囲の一定
温度に制御された流動層中に投入、保持(浸漬)させる
ことにより行う。本発明では、溶体化処理後にワークピ
ースを従来のように水冷するのではなく、そのまま直ち
に、好ましくは0.5分以内に150〜200℃に保持
された流動層中に投入、浸漬させ、溶体化処理温度から
150〜200℃までの冷却過程において固溶体から元
素の析出反応を生起させることにより、時効処理を行う
ものである。
Next, the aging treatment of the present invention is performed by putting and holding (immersing) the workpiece in a fluidized bed controlled at a constant temperature in the range of 150 to 200 ° C. immediately after the solution treatment. In the present invention, the work piece is not water-cooled as in the prior art after the solution treatment, but is immediately put into a fluidized bed maintained at 150 to 200 ° C., preferably within 0.5 minutes, and immersed in the fluidized bed. Aging treatment is performed by causing a precipitation reaction of elements from a solid solution in a cooling process from a crystallization treatment temperature to 150 to 200 ° C.

【0017】 本発明の時効処理においては、溶体化処
理温度から時効処理温度までの冷却速度が76℃/分以
上であることが、粗大な析出相の生成を防止することか
ら好ましい。本発明の時効処理は、数秒〜数分以内に1
50〜200℃まで降温し、当該温度で3〜15分間保
持することが好ましい。時効処理温度としては、150
〜180℃が更に好ましい。時効処理温度が200℃を
超える場合には、得られるAl合金の延性および強度が
低下する。
In the aging treatment of the present invention, the cooling rate from the solution treatment temperature to the aging treatment temperature is preferably 76 ° C./min or more in order to prevent formation of a coarse precipitate phase. The aging treatment of the present invention is performed within one second to several minutes.
It is preferable to lower the temperature to 50 to 200 ° C. and maintain the temperature at that temperature for 3 to 15 minutes. The aging treatment temperature is 150
~ 180 ° C is more preferred. When the aging treatment temperature exceeds 200 ° C., the ductility and strength of the obtained Al alloy decrease.

【0018】 本発明で対象とするAl合金としては、
熱処理によりMg2Si相などの中間相を析出させた析
出硬化型のAl合金であり、その限りにおいて限定はな
い。したがって、通常の製法で製造されたAl合金の鋳
造材および展伸材のいずれに対しても適用することがで
きる。Al合金の鋳造材は鋳物、ダイカストなどであ
り、展伸材は板、箔、形材、管、棒、線、鍛造品などを
指す。それぞれのAl合金は、種々の元素を加えて強度
などの性質を改善しており、Al−Mg−Si系合金、
Al−Cu−Mg系合金、Al−Cu−Si系合金など
がある。例えば、鋳造材としては、JISにおいて規定
されているAC4CやAC4CHのAl合金が有効に適
用することができる。また、展伸材としては、ジュラル
ミンの名称で知られる比較的銅を多く含んで強度を向上
させた2017などの2000系合金、その他6000
系、7000系合金などを適用することができる。
The Al alloys targeted in the present invention include:
This is a precipitation hardening type Al alloy in which an intermediate phase such as a Mg 2 Si phase is precipitated by heat treatment, and there is no limitation as long as it is so. Therefore, the present invention can be applied to both cast and wrought Al alloys manufactured by a normal manufacturing method. The cast material of the Al alloy is a casting, die casting, and the like, and the wrought material refers to a plate, a foil, a shape, a tube, a bar, a wire, a forged product, and the like. Each Al alloy has been improved in properties such as strength by adding various elements, and Al-Mg-Si based alloys,
There are an Al-Cu-Mg-based alloy, an Al-Cu-Si-based alloy, and the like. For example, as a casting material, an Al alloy of AC4C or AC4CH specified in JIS can be effectively applied. Examples of wrought materials include 2,000 series alloys such as 2017, which include a relatively large amount of copper known as duralumin and have improved strength, and other 6000 alloys.
And 7000 series alloys can be applied.

【0019】 本発明において、溶体化処理、時効処理
で用いる流動層方式としては、一般に、流動層容器の外
部から加熱する容器加熱方式やラジアントチューブを流
動層中に内蔵するラジアントチューブ方式等の間接加熱
方式のほか、熱風の直接吹込みによる直接加熱方式が知
られており、本発明においてはいずれの方式も適用でき
るが、熱風の直接吹込みによる直接加熱方式により流動
層を形成することが、流動層中の温度分布が良好になる
ことから好ましい。
In the present invention, the fluidized bed system used in the solution treatment and the aging treatment is generally an indirect system such as a container heating system in which heating is performed from the outside of a fluidized bed container or a radiant tube system in which a radiant tube is incorporated in a fluidized bed. In addition to the heating method, a direct heating method by direct blowing of hot air is known, and any method can be applied in the present invention.However, it is possible to form a fluidized bed by a direct heating method by direct blowing of hot air. It is preferable because the temperature distribution in the fluidized bed becomes good.

【0020】 次に、本発明の熱処理方法を図面に基づ
いて更に詳細に説明する。図1は、本発明に用いる熱風
直接吹込み方式の流動層の一例を示す概略図である。1
0は容器であり、容器10内において、粉粒体などの粒
状物12が多孔板16上に充填され、この粒状物12が
多孔板16の下から吹き込まれる熱風14により流動化
され、均一に混合されて流動層18が形成されているも
のである。
Next, the heat treatment method of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a fluidized bed of a hot air direct blowing system used in the present invention. 1
Numeral 0 denotes a container, in which a granular material 12 such as a granular material is filled on a porous plate 16 in a container 10, and the granular material 12 is fluidized by hot air blown from below the porous plate 16, and uniformly The fluidized bed 18 is formed by mixing.

【0021】 図2は、本発明に用いる流動層式熱処理
炉の一例を示す概略図である。図2において、20は熱
風発生装置であり、図示しないブロワより送られる空気
がバーナ22からの火炎により700〜800℃(溶体
化処理の場合)又は170〜400℃(時効処理の場
合)の熱風となるまで暖められる。この熱風は熱風温度
監視装置24を経て、流動層式熱処理炉26に吹き込ま
れる。流動層式熱処理炉26において、熱風は多孔パイ
プ28から流動層30中に吹き込まれ、粒状物32を流
動化させるとともに粒状物32を加熱する。このように
して、流動層30内は所定温度に加熱され、しかも炉内
温度の振れ幅は小さいという炉内温度の均一性が達成さ
れる。したがって、たとえば、溶体化処理後にワークピ
ース34を150〜200℃の範囲の温度に保持された
時効処理用の流動層30中に投入、浸漬すると、溶体化
処理温度540〜550℃から時効処理温度までの冷却
速度を極めて速くすることができる。なお、36は粒状
物排出用バルブであり、適宜粒状物32を外部に排出す
る。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a fluidized bed heat treatment furnace used in the present invention. In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a hot-air generator, in which air sent from a blower (not shown) is heated at 700 to 800 ° C. (for solution treatment) or 170 to 400 ° C. (for aging treatment) by a flame from a burner 22. It is warmed until it becomes. This hot air is blown into a fluidized bed heat treatment furnace 26 via a hot air temperature monitoring device 24. In the fluidized bed heat treatment furnace 26, hot air is blown into the fluidized bed 30 from the perforated pipe 28 to fluidize the granular material 32 and heat the granular material 32. In this way, the inside of the fluidized bed 30 is heated to a predetermined temperature, and the uniformity of the furnace temperature is achieved such that the fluctuation width of the furnace temperature is small. Thus, for example, after the solution treatment, the work piece 34 is put into and dipped into the fluidized bed 30 for aging treatment maintained at a temperature in the range of 150 to 200 ° C., and the solution treatment temperature is increased from 540 to 550 ° C. to the aging treatment temperature. The cooling rate up to can be extremely high. Reference numeral 36 denotes a particulate discharge valve, which discharges the particulate 32 as appropriate.

【0022】[0022]

【実施例】 以下、本発明を実施例に基づき、更に具体
的に説明する。 (実施例1〜2、比較例)溶体化処理炉としてはローラ
ーハース炉(雰囲気炉)を用い、時効処理炉としては図
2に示す流動層式熱処理炉を用いて、本発明の熱処理方
法を実施した。流動層式熱処理炉は、一辺が1500m
m×1500mmの角タンク状で、直胴部高さが180
0mm、下方部が台形状の流動層容器から構成されてい
る。粒状物としては、平均粒径が50〜500μmの砂
を用いた。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. (Examples 1 and 2, Comparative Example) A roller hearth furnace (atmosphere furnace) was used as a solution treatment furnace, and a fluidized bed heat treatment furnace shown in FIG. 2 was used as an aging treatment furnace. Carried out. The fluidized bed heat treatment furnace has a side of 1500 m
mx 1500mm square tank, straight body height 180
0 mm, the lower part is composed of a trapezoidal fluidized bed container. Sand having an average particle size of 50 to 500 μm was used as the granular material.

【0023】 熱処理の対象物としては、図6に示す鋳
造された車両用アルミホイール(13kg)を用い、テ
ストピースの採取位置は、アウターリム・フランジ、イ
ンナーリム・フランジ、及びスポークの3ヶ所とした。
上記アルミホイールの組成は、Siを7.0質量%、M
gを0.34質量%、Srを50ppm含有し、残部が
Alであった。
As an object of the heat treatment, a cast aluminum wheel for a vehicle (13 kg) shown in FIG. 6 is used. did.
The composition of the aluminum wheel is 7.0 mass% of Si, M
g of 0.34% by mass and Sr of 50 ppm, and the balance was Al.

【0024】 熱処理条件としては、溶体化処理温度を
550℃、時効処理温度を175℃(実施例1)と19
5℃(実施例2)とし、図3に示すスケジュールで実施
した。なお、溶体化処理時間及び時効処理時間はそれぞ
れ昇温時間及び冷却時間を含んでいる。
As the heat treatment conditions, the solution treatment temperature was 550 ° C., and the aging treatment temperature was 175 ° C. (Example 1).
The temperature was set to 5 ° C. (Example 2), and the test was performed according to the schedule shown in FIG. The solution heat treatment time and the aging time include the temperature rise time and the cooling time, respectively.

【0025】 上記のようにして熱処理された車両用ア
ルミホイールからテストピースを採取し(n=4)、そ
れぞれ引張試験(引張強さ、0.2%耐力、伸び)、衝
撃試験、及び硬さ試験を行った。得られた結果を図4及
び図5に示す。
Test pieces were taken from the aluminum wheels for vehicles heat-treated as described above (n = 4), and the tensile test (tensile strength, 0.2% proof stress, elongation), the impact test, and the hardness, respectively. The test was performed. The obtained results are shown in FIGS.

【0026】 なお、比較のために、溶体化処理及び時
効処理を施す前の鋳造された車両用アルミホイール(F
材:比較例)について、テストピースを採取し(n=
4)、それぞれ引張試験(引張強さ、0.2%耐力、伸
び)、衝撃試験、及び硬さ試験を行った。得られた結果
を図4及び図5に示す。
For comparison, the cast aluminum wheels (F) before the solution treatment and the aging treatment were performed.
For the material: Comparative Example), a test piece was collected (n =
4) A tensile test (tensile strength, 0.2% proof stress, elongation), an impact test, and a hardness test were performed, respectively. The obtained results are shown in FIGS.

【0027】 なお、引張試験(引張強さ、0.2%耐
力、伸び)は、JISZ2241で規定されている試験
法に従って行った。上記衝撃試験としては、JISで規
定されたシャルピー試験法を用いて衝撃値を測定した。
また、硬さ試験としては、JIS Z2245に規定さ
れた試験法を用い、ロックウェル硬さを測定した。
The tensile test (tensile strength, 0.2% proof stress, elongation) was performed in accordance with the test method specified in JISZ2241. In the impact test, an impact value was measured using the Charpy test method specified by JIS.
As a hardness test, Rockwell hardness was measured using a test method defined in JIS Z2245.

【0028】(考察)図4に示す結果から明らかなよう
に、実施例1、2により得られた車両用アルミホイール
は、比較例のF材に比して引張強さおよび0.2%耐力
が向上しており、本発明の熱処理により時効効果が進行
していることが確認できた。アウターリム・フランジに
ついて、その引張強さが245MPa以上、0.2%耐
力が145MPa以上を示し、伸びも12%以上となっ
ており、F材と比較して改善されており、特に、195
℃で時効処理を行ったもの(実施例2)は伸びが15〜
16%と高い値を示すことが判明した。また、時効温度
の175℃と195℃で比較すると、若干175℃の時
効処理の方(実施例1)が強度が高く、195℃の時効
処理の方(実施例2)が伸びが大きくなる傾向にあるこ
とがわかる。
(Consideration) As is apparent from the results shown in FIG. 4, the aluminum wheels for vehicles obtained in Examples 1 and 2 have tensile strength and 0.2% proof stress as compared with the F material of Comparative Example. And it was confirmed that the aging effect was advanced by the heat treatment of the present invention. The outer rim flange has a tensile strength of 245 MPa or more, a 0.2% proof stress of 145 MPa or more, and an elongation of 12% or more, which is improved as compared with the F material.
Those subjected to aging treatment at ℃ (Example 2) have an elongation of 15 to
It was found to show a high value of 16%. In addition, comparing the aging temperatures of 175 ° C. and 195 ° C., the aging treatment at 175 ° C. (Example 1) has a higher strength, and the aging treatment at 195 ° C. (Example 2) tends to have a larger elongation. It is understood that there is.

【0029】 又、図5に示す結果から、実施例1、2
のものは、衝撃値が時効析出により比較例(F材)に比
べて向上しており、インナーリム・フランジで45J/
cm2程度、アウターリム・フランジおよびスポークで
は50J/cm2以上の高い衝撃値を示した。また、硬
度については、比較例(F材)が軟らかすぎて測定不可
能であるのに対し、実施例1、2のものは20以上の値
を示した。
Also, from the results shown in FIG.
In the case of the rim, the impact value was improved by aging precipitation as compared with the comparative example (material F), and the inner rim flange had 45 J /
cm 2 , and the outer rim flange and the spoke showed a high impact value of 50 J / cm 2 or more. As for the hardness, the comparative example (material F) was too soft to be measured, whereas those of Examples 1 and 2 showed a value of 20 or more.

【0030】[0030]

【発明の効果】 以上説明したように、本発明の熱処理
方法によれば、溶体化処理後の水冷の代わりに、溶体化
処理後直ちに低温に保持された流動層中に投入、浸漬さ
せて時効処理を行っているため、溶体化処理後から時効
処理までの処理時間を究極的に短縮することができ、ひ
いては、溶体化処理から時効処理までの総熱処理時間を
従来に比べて大幅に短縮することができる。
As described above, according to the heat treatment method of the present invention, instead of water cooling after solution treatment, aging is carried out by immersing and soaking in a fluidized bed maintained at a low temperature immediately after solution treatment. Since the treatment is performed, the processing time from solution treatment to aging treatment can be ultimately reduced, and as a result, the total heat treatment time from solution treatment to aging treatment is significantly reduced compared to the conventional method be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に用いる熱風直接吹込み方式の流動層
の一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a fluidized bed of a hot air direct blowing system used in the present invention.

【図2】 本発明に用いる流動層式熱処理炉の一例を示
す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a fluidized bed heat treatment furnace used in the present invention.

【図3】 実施例1、2における熱処理スケジュールを
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a heat treatment schedule in Examples 1 and 2.

【図4】 実施例1、2及び比較例における引張試験結
果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing tensile test results in Examples 1 and 2 and Comparative Example.

【図5】 実施例1、2及び比較例における衝撃及び硬
さ試験結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing impact and hardness test results in Examples 1 and 2 and Comparative Example.

【図6】 車両用アルミホイールの一例を示す平面図で
ある。
FIG. 6 is a plan view showing an example of a vehicle aluminum wheel.

【図7】 従来における熱処理スケジュールを示すグラ
フである。
FIG. 7 is a graph showing a conventional heat treatment schedule.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…容器、12…粒状物、14…熱風、16…多孔
板、18…流動層、20…熱風発生装置、22…バー
ナ、24…熱風温度監視装置、26…流動層式溶体化処
理炉、28…多孔パイプ、30…流動層、32…粒状
物、34…ワークピース、36…粒状物排出用バルブ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Container, 12 ... Granular material, 14 ... Hot air, 16 ... Perforated plate, 18 ... Fluidized bed, 20 ... Hot air generator, 22 ... Burner, 24 ... Hot air temperature monitoring device, 26 ... Fluidized bed type solution treatment furnace, 28 ... perforated pipe, 30 ... fluidized bed, 32 ... particulate matter, 34 ... workpiece, 36 ... valve for discharging particulate matter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22F 1/00 691 C22F 1/00 691B 691Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22F 1/00 691 C22F 1/00 691B 691Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Al合金からなるワークピースを溶体化
処理し、次いで時効処理することにより、該ワークピー
スの機械的特性を向上させるAl合金の熱処理方法にお
いて、 前記ワークピースを溶体化処理した後、該ワークピース
を直ちに150〜200℃の範囲の一定温度に制御され
た流動層中に投入、保持することにより前記時効処理を
行うことを特徴とするAl合金の熱処理方法。
1. A heat treatment method for an Al alloy in which a work piece made of an Al alloy is subjected to a solution treatment and then an aging treatment to improve the mechanical properties of the work piece. A heat treatment method for an Al alloy, wherein the aging treatment is performed by immediately charging and holding the workpiece in a fluidized bed controlled at a constant temperature in the range of 150 to 200 ° C.
【請求項2】 前記溶体化処理が、ワークピースを54
0〜550℃の温度に制御された流動層中に保持させる
ことにより行う請求項1記載の熱処理方法。
2. The solution treatment includes the step of:
The heat treatment method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed by holding in a fluidized bed controlled at a temperature of 0 to 550 ° C.
【請求項3】 溶体化処理後、該ワークピースを0.5
分以内に時効処理用の流動層中に投入する請求項1また
は2に記載の熱処理方法。
3. After the solution treatment, the workpiece is moved to 0.5
The heat treatment method according to claim 1, wherein the heat treatment is carried out in a fluidized bed for aging within minutes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008261039A (en) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Motor Corp Precipitation hardening type alloy manufacturing method and manufacturing apparatus

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