[go: up one dir, main page]

JP7380134B2 - 自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法 - Google Patents

自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7380134B2
JP7380134B2 JP2019213983A JP2019213983A JP7380134B2 JP 7380134 B2 JP7380134 B2 JP 7380134B2 JP 2019213983 A JP2019213983 A JP 2019213983A JP 2019213983 A JP2019213983 A JP 2019213983A JP 7380134 B2 JP7380134 B2 JP 7380134B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum alloy
water
forged material
automobile
forged
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.)
Active
Application number
JP2019213983A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021085062A (ja
Inventor
匠 丸山
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.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
Resonac 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 Hitachi Chemical Co Ltd, Showa Denko Materials Co Ltd, Resonac Corp filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2019213983A priority Critical patent/JP7380134B2/ja
Priority to US17/104,265 priority patent/US20210156016A1/en
Publication of JP2021085062A publication Critical patent/JP2021085062A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7380134B2 publication Critical patent/JP7380134B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/06—Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/76—Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K29/00—Arrangements for heating or cooling during processing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K7/00—Making railway appurtenances; Making vehicle parts
    • B21K7/12—Making railway appurtenances; Making vehicle parts parts for locomotives or vehicles, e.g. frames, underframes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/001—Suspension arms, e.g. constructional features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10—Constructional features of arms
    • B60G2206/124—Constructional features of arms the arm having triangular or Y-shape, e.g. wishbone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/70—Materials used in suspensions
    • B60G2206/71—Light weight materials
    • B60G2206/7102—Aluminium alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/80—Manufacturing procedures
    • B60G2206/81—Shaping
    • B60G2206/8102—Shaping by stamping
    • B60G2206/81022—Shaping by stamping by forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/80—Manufacturing procedures
    • B60G2206/84—Hardening

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

本発明は、例えば、４輪自動車に代表される輸送機の車体を支持する足回り部材として好適なアルミニウム６０００系合金の製造方法に関する。
アルミニウム６０００系合金（Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系）は構造部材として過飽和固溶体を得る焼入れ工程が必要となる。従来は焼入れ水の水面に対し製品を縦・斜め方向に焼入れを行い高強度を得る製造方法が提案されていた。（特許文献１）
特開２０１７－１７９４１３号公報
しかしながら、実際に自動車に組付けされ路面を実走すると、路面からの飛び石等による外乱によってチッピングが発生する。これらの外乱は路面に散布している小石等がタイヤと接触することで小石等に外力が与えられ飛散することで起こりうる。この飛散は路面から車体上部方向に発生するため、車体組付け時に路面側に面する足回り部材の面に積極的に接触し、足回り部材の微小な変形（クラック）を発生させていた。この変形は繰り返し荷重が負荷された場合、破壊の起点となりうるものであり、車体を支持する足回り部材としての信頼性が低下するという恐れがあった。
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、チッピングが積極的に発生する面を、チッピングが積極的に発生しない面に対しより高強度にすることで、チッピングによるクラックの発生を抑制することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
［１］熱処理工程として溶体化処理工程、焼入れ処理工程および人工時効硬化処理工程を含む自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法であって、
前記焼入れ処理工程は、前記鍛造材を自動車に組付けた際に自動車の接地面側に配置される下面を、前記下面と反対側の上面より先に水に接触させて行われることを特徴とする自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
［２］アルミニウム合金がＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金である前項１に記載の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
［３］前記溶体化処理工程が熱間鍛造工程での昇温を併用したものである前項１または２に記載の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
［４］前記焼入れ処理工程における水の温度が４０℃～９０℃である前項１～３のいずれか１項に記載の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
［１］の発明では、自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材を自動車に組付けた際に、自動車の接地面側に配置される下面を、前記下面と反対側の上面より先に水に接触させて焼入れ処理工程が行われることで、下面は上面に比べてより急冷されるので、下面は上面より高強度となるため、外的要因となる飛び石等から傷がつくことを抑制できる自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材を提供することができる。
［２］の発明では、外的要因となる飛び石等から傷がつくことを抑制できる自動車足回り用Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金鍛造材を提供することができる。
［３］の発明では、溶体化処理工程が熱間鍛造工程での昇温を併用するため、外的要因となる飛び石等から傷がつくことを抑制できる自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材を安価で提供することができる。
［４］の発明では、焼入れ処理工程における水の温度を４０℃～９０℃とすることで、より高強度の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材を提供することができる。
図１は本発明の製造方法における工程を示すフロー図である。 図２は鍛造材を水面に対して角度θの傾きで入水させて焼入れする焼入れ処理工程を概略的に説明する図であって、鍛造材の入水時を示す説明図である。 図３は鍛造材を水面に対して水平に入水させて焼入れする焼入れ処理工程を概略的に説明する図であって、鍛造材の入水時を示す説明図である。 図４は本発明の製造方法で用いられる鋳造品を示す斜視図である。 図５は本発明の製造方法で得られる鍛造品を示す斜視図である。
本発明の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法について詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は例示に過ぎず、本発明はこれらの例示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
本実施形態の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法は、溶湯形成工程、鋳造工程、均質化熱処理工程、熱間鍛造工程、溶体化処理工程、焼入れ処理工程および人工時効硬化処理工程をこの順に行うことで（図１参照）、図５に示すような自動車足回り用アルミニウム合金鍛造品２０を製造するものである。以下、これらの各工程について説明する。
溶湯形成工程は、原料を溶解して組成を調製したアルミニウム合金溶湯を得る工程である。
本実施形態では、Ｓｉ：１．００質量％～１．２０質量％、Ｆｅ：０．１５質量％～０．３０質量％、Ｃｕ：０．３３質量％～０．４５質量％、Ｍｎ：０．４８質量％～０．５４質量％、Ｍｇ：０．７５質量％～０．９５質量％、Ｃｒ：０．１３質量％～０．１７質量％、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成に溶解調製したＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金溶湯を得る。
鋳造工程は、溶湯形成工程で得られたアルミニウム合金溶湯を鋳造加工することによって鋳造材（鍛造用ビレット）を得る工程である。
鋳造加工する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法が用いられ、例えば、連続鋳造圧延法あるいは半連続鋳造法（ＤＣ鋳造法）等が挙げられる。
また、鋳造材の直径は、特に限定されるものではないが、例えば、直径３０ｍｍ～８０ｍｍに設定される。さらに、鋳造材を押出機で押出して鍛造用ビレットを得てもよく、この場合も、例えば、直径３０ｍｍ～８０ｍｍに設定される。
また、鋳造加工では鋳造材の冷却速度を１０℃／分～５０℃／分に設定することが好ましい。このようにすることで、室温における引張強さが十分に大きいアルミニウム合金製品を製造できるからである。特に鋳造材の冷却速度は１５℃／分～３０℃／分に設定することが好ましい。
均質化熱処理工程は、鋳造工程で得られた鋳造材に対して均質化熱処理を行うことによって、凝固によって生じたミクロ偏析の均質化、過飽和固溶元素の析出および準安定相の平衡相への変化を行う工程である。
この均質化熱処理を行うことにより、金属間化合物を小さくすることができ、金属間化合物を起点とする破壊が抑制され、引張強さをさらに向上させることができる。
また、均質化熱処理を行うことにより、金属間化合物中に含有される各元素が母材中へ均一に拡散され、固溶強化及び析出化による更なる引張強さの向上が可能となる。
また、均質化熱処理における処理温度は４５０℃～５７０℃の範囲に設定することが好ましい。４５０℃以上の温度で熱処理することで鋳造材の晶出物等の金属間化合物が固溶し十分に均質化を行うことができ、５７０℃以下の温度で熱処理することでバーニングを防止できるからである。
このような均質化熱処理工程を施した後、鋳造材を所定の長さに切断することで、鍛造用ビレットが得られる。
熱間鍛造工程は、均質化熱処理工程後に得られた鍛造用ビレットを加熱し、プレス機で圧力をかけて金型成型する工程である。
熱間鍛造工程の温度条件は、アルミニウム合金の特性をより再現性良く発現させる点で関係性を有している。すなわち、後述する溶体化処理工程後のアルミニウム合金のミクロ組織を等軸結晶粒とすることが可能となる。特に、熱間鍛造工程は、金型温度を１００℃～２５０℃に設定し、素材温度を４００℃～５５０℃に設定して行うことが好ましい。このような条件で熱間鍛造を行うことによって、アルミニウム合金鍛造材の引張強さをより向上させることができるからである。
次に、溶体化処理工程、焼入れ処理工程および人工時効硬化処理工程について説明する。
溶体化処理工程は、熱間鍛造工程で得られたアルミニウム合金鍛造材を高温で保持した後に急冷し、過飽和固溶体を形成する熱処理である。
溶体化処理工程では、加熱温度を５１０℃～５６０℃、保持時間を０．５時間～６時間に設定して行うことが好ましく、このような条件とすることでコストと特性とのバランスをより良好にすることができるからである。
また、溶体化処理工程は熱間鍛造工程での昇温を併用した工程としてもよい。すなわち、熱間鍛造工程が溶体化処理を兼ねた工程とすることで、熱間鍛造工程直後の高温に保持されたアルミニウム合金鍛造材に、そのまま後述する焼入れ処理工程を施すことで、急冷し過飽和固溶体を形成してもよい。
熱間鍛造工程における昇温を併用した工程では、熱間鍛造工程直後の温度を５１０℃～５６０℃、熱間鍛造工程直後から焼入れまでの時間を１秒～３０秒に設定することが好ましい。このような条件とすることで、溶体化処理工程と同様に、この昇温を併用した工程においても、コストと特性とのバランスをより良好にすることができるからである。
このように熱間鍛造工程における昇温を併用することで、従来の熱間鍛造工程後に一度徐冷し、連続加熱炉ないし単体炉で再度加熱し溶体化処理工程を施す場合と比較して、同一品質のアルミニウム合金が得られ、さらに再加熱に要するエネルギーを節約できるだけでなく、製造時間を大幅に改善することも可能となる。
さらに、外的要因となる飛び石等から傷がつくことを抑制できる自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材を安価で提供することもできる。
次に、本発明の特徴である焼入れ処理工程は、溶体化処理工程によって得られた固溶状態を急速に冷却せしめて過飽和固溶体を形成する熱処理である。
この焼入れ処理工程は、熱間鍛造工程で得られたアルミニウム合金鍛造材を自動車に組付けた際に、自動車の接地面側に配置される下面を、下面と反対側の上面より先に水に接触させて行われる。
ここで、下面を上面より先に水に接触させるとは、下面の一部が水に接触した後に上面を水に接触させるということである。この中には、下面の全域が水に接触した後に上面の全域を水に接触させることも含まれる。
図２は鍛造材２０を水面Ｗに対して角度θの傾きで入水させて焼入れする焼入れ処理工程を概略的に説明する図であって、鍛造材２０の入水時の説明図である。
ここで、角度θとは、鍛造材２０の水平面Ｈと水面Ｗとのなす角度として定められる。また、鍛造材２０の水平面Ｈとは、図５に示す形状の鍛造材２０を例として説明すると、この鍛造材２０の２つの組付け穴Ｐ１、Ｐ２の中心Ｃ１、Ｃ２が含まれる平面のことであり、中心Ｃ１とは組付け穴Ｐ１の厚さ方向の中心かつ組付け穴Ｐ１の平面視における重心位置として定められ、中心Ｃ２も同様に定められる。
なお、図５では鍛造材２０として、２つの組付け穴Ｐ１、Ｐ２を有する形状が例示されているが、組付け穴は３つ以上であってもよい。
本実施形態の焼入れ処理工程では、図２における角度θが１０°以内となるように、鍛造材２０を入水させることで、鍛造材２０の下面２１を上面２２より先に水に接触させて焼入れ処理を行う。
また、鍛造材２０を水面Ｗに対する角度が１０°以内となるように入水させる手段としては、ロボットで鍛造材２０を掴んで入水させてもよいし、鍛造材２０をカゴに入れて入水させてもよい。さらに、これに限らず、水面Ｗに対する角度が１０°以内となるように入水させることができる手段であればよい。
上述のように、本実施形態の焼入れ処理工程は角度θが１０°以内となるように行っており、もちろん、図３に示すように、鍛造材２０を水面Ｗに対して水平に入水させて焼入れ処理を行ってもよい。
また、本発明の焼入れ処理工程では鍛造材２０に反りが生じることがあるが、その際は矯正すればよいため、図２または３に示すように、下面２１を上面２２より先に水に接触させて焼入れ処理を行っている。
また、本実施形態の焼入れ処理工程では、４０℃～９０℃の水で急冷（水焼入れ処理）することが好ましい。
このように、４０℃～９０℃の水で急冷することで、より高強度の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材を提供することができる。
以上のように、本発明の特徴である焼入れ処理工程では、アルミニウム合金鍛造材を自動車に組付けた際の下面を上面より先に水に接触させることで、アルミニウム合金鍛造材の下面は上面に比べて、より急冷されるので、下面は上面より高強度となるため、十分な過飽和固溶体を保持することが可能となる。
人工時効硬化処理工程は、アルミニウム合金鍛造材を比較的低温で加熱保持し、過飽和に固溶した元素を析出させて、適度な硬さを付与するための熱処理である。
本実施形態では、加熱温度を１６０℃～２５０℃、保持時間を１０分間～８時間に設定して行うことが好ましい。このような条件とすることで、コストと特性とのバランスがより良好になるからである。
本実施形態では、上記熱処理（溶体化処理工程、焼入れ処理工程および人工時効硬化処理工程）を行うことによって、微細な析出物が均一に分散し、強度、延性および靱性が高度にバランスしたアルミニウム合金鍛造材を得ることができる。
次に、図５は本発明の製造方法で得られる自動車足回り用アルミニウム合金鍛造品２０を示す斜視図である。この鍛造品２０は自動車に組付けた際に、厚みＴ方向よりも厚みＴ方向に直交する方向に広がり、厚みＴ方向に大きく突出した部分がない形状となっている。これは、突出部分があると熱間鍛造工程で製造しにくいためである。
上述のように、本発明の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法は、鍛造材を自動車に組付けた際に自動車の接地面側に配置される下面を、下面と反対側の上面より先に水に接触させて焼入れ処理工程が行われることで、下面は上面に比べてより急冷されるので、下面は上面より高強度となるため、外的要因となる飛び石等から傷がつくことを抑制できる自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材を提供することができる。
また、本発明の製造方法で得られる鍛造品２０を用いることで、実際に、自動車が路面を走行する際、路面からの外的要因（飛び石等）により外傷を受けるが、当該外的要因が接触する面は、先に水に接触し焼き入れされた下面であるため、十分な強度を有しており、最小限の外傷のみで抑制することが可能となる。
このようにして製造されたアルミニウム合金製品（鋳造品および鍛造品等）は、常温における引張特性に優れ、加えて外的要因を受けやすい面がより高強度となっており、疲労破壊の起点が発生しにくい特徴を有しているため、例えば、自動車用足回り部品（サスペンションアーム、アッパーアーム、ロアーアーム、タイロッドエンド等）の材料として好適に用いられる。
次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
＜実施例１＞
Ｓｉ：１．１０質量％、Ｆｅ：０．２５質量％、Ｃｕ：０．４０質量％、Ｍｎ：０．５０質量％、Ｍｇ：０．８５質量％、Ｃｒ：０．１５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を加熱してアルミニウム合金溶湯を得た後、該アルミニウム合金溶湯を用いて鋳造直径６０ｍｍで連続鋳造を行うことによって連続鋳造材を得た。前記連続鋳造時の冷却速度を３０℃／分にして前記連続鋳造を行った。得られた連続鋳造材に対して４７０℃で７時間の均質化加熱処理を行った後、空冷した。
次いで、空冷後の連続鋳造材を長さ８０ｍｍに切断した後、該切断鋳造材１０（図４参照）に、材料温度５３０℃、金型温度１８０℃で熱間鍛造を行い、鍛造直後に５０℃の水中に入れて水焼入れを行った後、１８０℃で６時間加熱して人工時効硬化処理を施し、鍛造品２０を得た。
水焼入れ処理工程は下面を上面より先に水に接触させて行った。すなわち、先に水焼入れを行う下面２１を水面Ｗに平行かつ隣接させて、水面Ｗより３００ｍｍ上部より鍛造品２０を自由落下させて水焼入れを行った。この際、上面２２は相対的に下面２１を介して水面Ｗと位置しており、結果的に下面２１より後に水に接触されて水焼入れされることとなる。
＜実施例２＞
Ｓｉ：１．１０質量％、Ｆｅ：０．２５質量％、Ｃｕ：０．４０質量％、Ｍｎ：０．５０質量％、Ｍｇ：０．８５質量％、Ｃｒ：０．１５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を加熱してアルミニウム合金溶湯を得た後、該アルミニウム合金溶湯を用いて鋳造直径６０ｍｍで連続鋳造を行うことによって連続鋳造材を得た。前記連続鋳造時の冷却速度を３０℃／分にして前記連続鋳造を行った。得られた連続鋳造材に対して４７０℃で７時間の均質化加熱処理を行った後、空冷した。
次いで、空冷後の連続鋳造材を長さ８０ｍｍに切断した後、該切断鋳造材１０（図４参照）に、材料温度５３０℃、金型温度１８０℃で熱間鍛造を行い、図５に示す形状の鍛造材２０を得た。
次に、得られた鍛造材２０を５４０℃で３時間加熱して溶体化処理を行い、次いで５０℃の水中に入れて水焼入れを行った後、１８０℃で６時間加熱して人工時効硬化処理を施し、鍛造品２０を得た。
水焼入れ処理工程は下面を上面より先に水に接触させて行った。すなわち、先に水焼入れを行う下面２１を水面Ｗに平行かつ隣接させて、水面Ｗより３００ｍｍ上部より鍛造品２０を自由落下させて水焼入れを行った。この際、上面２２は相対的に下面２１を介して水面Ｗと位置しており、結果的に下面２１より後に水に接触されて水焼入れされることとなる。
＜実施例３＞
Ｓｉ：１．１０質量％、Ｆｅ：０．２５質量％、Ｃｕ：０．４０質量％、Ｍｎ：０．５０質量％、Ｍｇ：０．８５質量％、Ｃｒ：０．１５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を加熱してアルミニウム合金溶湯を得た後、該アルミニウム合金溶湯を用いて鋳造直径６０ｍｍで連続鋳造を行うことによって連続鋳造材を得た。前記連続鋳造時の冷却速度を３０℃／分にして前記連続鋳造を行った。得られた連続鋳造材に対して４７０℃で７時間の均質化加熱処理を行った後、空冷した。
次いで、空冷後の連続鋳造材を長さ８０ｍｍに切断した後、該切断鋳造材１０（図４参照）に、材料温度５３０℃、金型温度１８０℃で熱間鍛造を行い、鍛造直後に８０℃の温水中に入れて温水焼入れを行った後、１８０℃で６時間加熱して人工時効硬化処理を施し、鍛造品２０を得た。
温水焼入れ処理工程は下面を上面より先に温水に接触させて行った。すなわち、先に温水焼入れを行う下面２１を水面Ｗに平行かつ隣接させて、水面Ｗより３００ｍｍ上部より鍛造品２０を自由落下させて温水焼入れを行った。この際、上面２２は相対的に下面２１を介して水面Ｗと位置しており、結果的に下面２１より後に温水に接触されて温水焼入れされることとなる。
＜実施例４＞
Ｓｉ：１．１０質量％、Ｆｅ：０．２５質量％、Ｃｕ：０．４０質量％、Ｍｎ：０．５０質量％、Ｍｇ：０．８５質量％、Ｃｒ：０．１５質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を加熱してアルミニウム合金溶湯を得た後、該アルミニウム合金溶湯を用いて鋳造直径６０ｍｍで連続鋳造を行うことによって連続鋳造材を得た。前記連続鋳造時の冷却速度を３０℃／分にして前記連続鋳造を行った。得られた連続鋳造材に対して４７０℃で７時間の均質化加熱処理を行った後、空冷した。
次いで、空冷後の連続鋳造材を長さ８０ｍｍに切断した後、該切断鋳造材１０（図４参照）に、材料温度５３０℃、金型温度１８０℃で熱間鍛造を行い、図５に示す形状の鍛造材２０を得た。
次に、得られた鍛造材２０を５４０℃で３時間加熱して溶体化処理を行い、次いで８０℃の温水中に入れて温水焼入れを行った後、１８０℃で６時間加熱して人工時効硬化処理を施し、鍛造品２０を得た。
温水焼入れ処理工程は下面を上面より先に温水に接触させて行った。すなわち、先に温水焼入れを行う下面２１を水面Ｗに平行かつ隣接させて、水面Ｗより３００ｍｍ上部より鍛造品２０を自由落下させて温水焼入れを行った。この際、上面２２は相対的に下面２１を介して水面Ｗと位置しており、結果的に下面２１より後に温水に接触されて温水焼入れされることとなる。
Figure 0007380134000001
上記のようにして得られた実施例１～４の鍛造品２０について、下記評価法に基づいて各種評価を行った。
＜硬度測定＞
得られた鍛造品２０において、先に水に接触させて焼入れを行った下面２１および下面２１と反対側の上面２２について、硬度測定を行った。具体的には、鍛造品２０を１０ｍｍ角に切り出し樹脂埋めを行い、対象面をエメリー紙で＃２０００まで研磨を行ったのち、ビッカース硬度計を用いてビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度測定の際の荷重は１０ｇで、１試料に対し１０点測定し平均のビッカース硬度を算出した。ビッカース硬度の測定結果を表１に示す。
表１より、いずれの実施例においても、先に水に接触させ焼入れを行った下面２１は後に水に接触させ焼入れを行った上面２２と比較して、ビッカース硬度が高くなっていることが分かる。
このことから、先に水に接触させ焼入れを行った下面は、後に水に接触させ焼入れを行った上面と比較して、十分な強度を有しており、疲労破壊の起点の発生を抑制することが可能となる。
本発明の製造方法で得られた自動車足回り用アルミニウム合金鍛造品は、外乱が介入する面が十分に高強度であるため、例えば、自動車用足回りのサスペンションアーム、アッパーアーム、ロアーアーム、タイロッドエンド等の材料として好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されるものではない。
１０…鋳造品（鋳造材）
２０…鍛造品（鍛造材）
２１：下面
２２：上面

Claims (4)

  1. 熱処理工程として溶体化処理工程、焼入れ処理工程および人工時効硬化処理工程を含む自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法であって、
    前記焼入れ処理工程は、前記鍛造材を自動車に組付けた際に自動車の接地面側に配置される下面を、前記下面と反対側の上面より先に水に接触させて行われることを特徴とする自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
  2. アルミニウム合金がＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金である請求項１に記載の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
  3. 前記溶体化処理工程が熱間鍛造工程での昇温を併用したものである請求項１または２に記載の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
  4. 前記焼入れ処理工程における水の温度が４０℃～９０℃である請求項１～３のいずれか１項に記載の自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
JP2019213983A 2019-11-27 2019-11-27 自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法 Active JP7380134B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019213983A JP7380134B2 (ja) 2019-11-27 2019-11-27 自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法
US17/104,265 US20210156016A1 (en) 2019-11-27 2020-11-25 Production method of aluminum alloy forging for automobile suspension

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019213983A JP7380134B2 (ja) 2019-11-27 2019-11-27 自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021085062A JP2021085062A (ja) 2021-06-03
JP7380134B2 true JP7380134B2 (ja) 2023-11-15

Family

ID=75973817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019213983A Active JP7380134B2 (ja) 2019-11-27 2019-11-27 自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20210156016A1 (ja)
JP (1) JP7380134B2 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008303437A (ja) 2007-06-08 2008-12-18 Nissan Motor Co Ltd 焼入れ方法および焼入れ装置
JP2011225988A (ja) 2010-03-31 2011-11-10 Kobe Steel Ltd アルミニウム合金鍛造材およびその製造方法
JP2015137377A (ja) 2014-01-21 2015-07-30 株式会社Ｕａｃｊ押出加工 二輪車及び三輪車用アンダーブラケット並びにその製造方法
WO2017170429A1 (ja) 2016-03-28 2017-10-05 株式会社神戸製鋼所 自動車用アルミニウム合金鍛造材の製造方法
US20170314113A1 (en) 2014-11-05 2017-11-02 Constellium Valais Sa Ultra high strength 6xxx forged aluminium alloys

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101603424B1 (ko) * 2014-07-14 2016-03-15 명화공업주식회사 주단조용 알루미늄 합금 및 이를 이용한 자동차 샤시구조 부품의 제조방법
JP2017002388A (ja) * 2015-06-16 2017-01-05 株式会社神戸製鋼所 高強度アルミニウム合金熱間鍛造材

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008303437A (ja) 2007-06-08 2008-12-18 Nissan Motor Co Ltd 焼入れ方法および焼入れ装置
JP2011225988A (ja) 2010-03-31 2011-11-10 Kobe Steel Ltd アルミニウム合金鍛造材およびその製造方法
JP2015137377A (ja) 2014-01-21 2015-07-30 株式会社Ｕａｃｊ押出加工 二輪車及び三輪車用アンダーブラケット並びにその製造方法
US20170314113A1 (en) 2014-11-05 2017-11-02 Constellium Valais Sa Ultra high strength 6xxx forged aluminium alloys
WO2017170429A1 (ja) 2016-03-28 2017-10-05 株式会社神戸製鋼所 自動車用アルミニウム合金鍛造材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021085062A (ja) 2021-06-03
US20210156016A1 (en) 2021-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3124633B1 (en) An automotive suspension part and method for producing same
JP2676466B2 (ja) マグネシウム合金製部材およびその製造方法
JP2024088721A (ja) アルミニウム合金鍛造材の製造方法
US6562154B1 (en) Aluminum sheet products having improved fatigue crack growth resistance and methods of making same
JP6368087B2 (ja) アルミニウム合金線材、アルミニウム合金線材の製造方法、及びアルミニウム合金部材
WO2013114928A1 (ja) アルミニウム合金鍛造材およびその製造方法
WO2014077391A1 (ja) 高圧水素ガス容器用アルミニウム合金材とその製造方法
KR20170090437A (ko) 새로운 6xxx 알루미늄 합금을 연속 주조하는 방법, 및 그로부터 제조된 제품
EP3009525A1 (en) Aluminium alloy forging and method for producing the same
Manente et al. Optimizing the heat treatment process of cast aluminium alloys
JP5756091B2 (ja) アルミニウム合金鍛造部材の製造方法
JP2013220472A (ja) Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金鍛造品
JP7639270B2 (ja) アルミニウム合金鍛造品およびアルミニウム合金鍛造品の製造方法
US20170073802A1 (en) Forged aluminum alloy material and method for producing same
US6663729B2 (en) Production of aluminum alloy foils having high strength and good rollability
JP7380134B2 (ja) 自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法
KR102043786B1 (ko) 마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법
JP7380127B2 (ja) 自動車足回り用アルミニウム合金鍛造材の製造方法
WO2021214890A1 (ja) マグネシウム合金板材、プレス成形体、及びマグネシウム合金板材の製造方法
KR101252784B1 (ko) 고강도 고성형성 마그네슘 합금 판재 및 그 제조방법
CN116159954A (zh) 锻造成型品的制造方法
JP7639271B2 (ja) アルミニウム合金鍛造品およびアルミニウム合金鍛造品の製造方法
JP7396105B2 (ja) アルミニウム合金鍛造材の製造方法
JP7423981B2 (ja) アルミニウム合金鍛造材の製造方法
JP2002144018A (ja) 軽量高強度部材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220822

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20230131

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20230201

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20230307

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231016

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7380134

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151