铝合金锻造材及其制造方法技术

本发明专利技术提供即使其薄壁化也能得到高强度和高韧性、且耐蚀性也优异的铝合金锻造材及其制造方法。本发明专利技术的铝合金锻造材，其特征在于，包含Mg：0.70～1.50质量％、Si：0.80～1.30质量％、Cu：0.30～0.90质量％、Fe：0.10～0.40质量％及Ti：0.005～0.15质量％，还包含Mn：0.10～0.60质量％、Cr：0.10～0.45质量％及Zr：0.05～0.30质量％中的一种或两种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成，其中，在产生最大应力的部位的Q相的长轴为50～500nm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合用于运输机等强度构件、特别是汽车底盘构件的铝合金锻造材及其制造方法。
技术介绍
以往，在车辆、船舶、飞机、摩托车或汽车等运输机的结构材料中使用JIS标准或AA标准中规定的6000系(Al－Mg－Si系)等铝合金。该6000系铝合金的耐蚀性也较为优异，并且在能够将废料作为6000系铝合金熔解原材再利用的再循环性的方面也是优异的。另外，从制造成本的降低、对复杂形状部件的加工方面出发，在运输机的结构材料中使用铝合金铸造材或铝合金锻造材。其中，在要求更高强度且高韧性等机械性质的强度构件例如上臂、下臂等汽车底盘构件中主要使用铝合金锻造材。而且，这些铝合金锻造材通过如下方式来制造，即，将铝合金铸造材料进行均质化热处理后，采用机械冲压、油压冲压等进行热锻，之后实施固溶化淬火处理、人工时效硬化处理(以下也简称时效处理)等调质处理。予以说明，在锻造原材中有时也使用将铸造材料均质化热处理后进行挤压加工而成的挤压材料。近年来，就这些运输机的强度构件而言，由于低油耗、低CO2排放的要求的提高，因此产生了进一步轻量化(薄壁化)的必要性。但是，在以往使用于这些用途的6061、6151等6000系铝合金锻造材中无论如何都会产生强度(0.2％屈服强度)、韧性不足。为了解决此种问题，迄今为止开发了各种铝合金锻造材。例如在专利文献1中公开了一种汽车底盘部件，其特征在于，其由如下的铝合金锻造材构成，即以质量％计各包含Mg：0.5～1.25％、Si：0.4～1.4％、Cu：0.01～0.7％、Fe：0.05～0.4％、Mn：0.001～1.0％、Cr：0.01～0.35％及Ti：0.005～0.1％，且限制为Zr低于0.15％，余量由Al及不可避免的杂质构成，其中，在最大应力产生部位的宽度方向截面组织中，在产生最大应力的截面部位的组织所观察到的析晶物密度以平均面积率计为1.5％以下，在包括于锻造时产生的分模线的截面部位的组织所观察到的各晶界析出物彼此的间隔以平均间隔计为0.7μm以上。专利文献1的特征在于：即使是轻质化形状的汽车底盘部件，出于高强度化、高韧性化及高耐蚀性化的目的，也要控制成分(过渡元素的添加量)及制造条件(主要为锻造温度和均质化热处理条件)而制成未再结晶组织。尤其在基于轻质化的薄壁化中容易产生再结晶，因此对产生最大应力的部位规定各种特性及组织。另外，在专利文献2中公开了一种高强度构件用铝合金锻造材，其特征在于，该铝合金锻造材包含Mg：0.6～1.8％、Si：0.8～1.8％及Cu：0.2～1.0％，Si/Mg的质量比为1以上，还包含Mn：0.1～0.6％、Cr：0.1～0.2％及Zr：0.1～0.2％中的一种或两种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成，最薄壁部的厚度为30mm以下，其中，在人工时效硬化处理后的铝合金锻造材表面所测定得到的导电率为41.0～42.5IACS％，0.2％屈服强度为350MPa以上。专利文献2在保证350MPa以上的Al合金锻造材的强度(0.2％屈服强度)的同时，为了稳定地得到该强度而将时效处理后的Al合金锻造材表面的导电率设为41.0～42.5IACS％的范围。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5110938号公报专利文献2：日本专利第3766357号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题这样，对以往的铝合金锻造材谋求强度、韧性的提高。然而，从改善汽车的燃耗的方面出发，而使底盘部件轻质化，因此要求原材的高强度化在提高。但是，此前的高强度化引起耐蚀性及韧性显著降低的可能性高。尤其在通过添加Cu、Si、Mg等有助于析出强化的元素来进行高强度化的情况下，大大有损耐蚀性。鉴于这样的情况，本专利技术想要提供即使薄壁化也能得到高强度和高韧性、且耐蚀性也优异的铝合金锻造材及其制造方法。用于解决技术问题的手段本专利技术人等进行深入研究，结果在特别考虑以下事项的情况下完成本专利技术。在铝合金锻造材中，通过增加有助于时效析出的Si、Cu、Mg的添加量，从而谋求高强度化。然而，因增加Si、Cu、Mg的添加量而使韧性及耐蚀性降低，因此在限制Mn、Cr、Zr的添加量的同时，在规定条件下进行过时效处理。另外，通过与以往相比缩短淬火处理后的干燥处理，从而使铝合金锻造材的强度进一步提高。即，为了解决上述技术问题，本专利技术的铝合金锻造材，其特征在于，其为如下的铝合金锻造材，即包含Mg：0.70～1.50质量％、Si：0.80～1.30质量％、Cu：0.30～0.90质量％、Fe：0.10～0.40质量％、Ti：0.005～0.15质量％，还包含Mn：0.10～0.60质量％、Cr：0.10～0.45质量％及Zr：0.05～0.30质量％中的一种或两种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成，其中，在产生最大应力的部位的Q相的长轴为50～500nm。根据上述构成，通过包含规定量的Mg、Si、Cu、Fe、Ti，而且还包含规定量的Mn、Cr、Zr中的一种或两种以上，从而使铝合金锻造材的强度、韧性、耐蚀性提高。另外，通过规定铝合金锻造材在产生最大应力的部位的Q相的长轴，从而使铝合金锻造材的强度(抗拉强度及0.2％屈服强度)提高。另外，本专利技术的铝合金锻造材优选：在产生最大应力的部位的平均结晶粒径以短轴计为50.0μm以下，在包含产生最大应力的部位的宽度方向截面中的再结晶晶粒所占的面积率为30.0％以下。根据上述构成，通过规定铝合金锻造材在产生最大应力的部位的平均结晶粒径，从而使铝合金锻造材的强度进一步提高。另外，通过规定在包含产生最大应力的部位的宽度方向截面中再结晶晶粒所占的面积率，从而使铝合金锻造材的强度、韧性进一步提高。另外，本专利技术的铝合金锻造材优选实施过表面处理。通过对铝合金锻造材实施表面处理，从而使铝合金锻造材的耐蚀性进一步提高。另外，本专利技术的铝合金锻造材优选实施过喷丸处理。通过对铝合金锻造材实施喷丸处理，从而使铝合金锻造材的耐应力腐蚀裂纹性进一步提高。另外，本专利技术的铝合金锻造材的制造方法，其特征在于，为如下的铝合金锻造材的制造方法，所述锻造材包含Mg：0.70～1.50质量％、Si：0.80～1.30质量％、Cu：0.30～0.90质量％、Fe：0.10～0.40质量％、Ti：0.005～0.15质量％，还包含Mn：0.10～0.60质量％、Cr：0.10～0.45质量％及Zr：0.05～0.30质量％中的一种或两种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成，所述方法包括：熔解工序，将具有上述组成的铝合金熔解而制成熔液；铸造工序，对上述熔液进行铸造而制成铸锭；均质化热处理工序，对上述铸锭实施均质化热处理；锻造工序，以均质化热处理后的上述铸锭作为锻造原材，对上述锻造原材进行加热实施热锻；和调质工序，在上述锻造工序之后，依次实施固溶化处理、在20～70℃且30分钟以内的淬火处理、1hr以内的干燥处理和在180～220℃且2～24hr的过时效处理。根据上述步骤，通过在规定的条件下进行各工序，从而使铝合金锻造材的强度、韧性、耐蚀性提高。尤其通过控制淬火处理的条件、干燥条件及过时效处理的条件，从而使在产生最大应力的部位的Q相的长轴处于规定值，由此使强度提高。另外，通过在规定条件下进行过时效处理，从而使晶界析出物的间隔变宽，耐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金锻造材，其特征在于，所述铝合金锻造材包含Mg：0.70～1.50质量％、Si：0.80～1.30质量％、Cu：0.30～0.90质量％、Fe：0.10～0.40质量％、Ti：0.005～0.15质量％，还包含Mn：0.10～0.60质量％、Cr：0.10～0.45质量％及Zr：0.05～0.30质量％中的一种或两种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成，其中，在产生最大应力的部位的Q相的长轴为50～500nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.27 JP 2014-066679;2014.12.19 JP 2014-258031.一种铝合金锻造材，其特征在于，所述铝合金锻造材包含Mg：0.70～1.50质量％、Si：0.80～1.30质量％、Cu：0.30～0.90质量％、Fe：0.10～0.40质量％、Ti：0.005～0.15质量％，还包含Mn：0.10～0.60质量％、Cr：0.10～0.45质量％及Zr：0.05～0.30质量％中的一种或两种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成，其中，在产生最大应力的部位的Q相的长轴为50～500nm。2.根据权利要求1所述的铝合金锻造材，其特征在于，在产生最大应力的部位的平均结晶粒径以短轴计为50.0μm以下，在包含产生最大应力的部位的宽度方向截面中的再结晶晶粒所占的面积率为30.0％以下。3.根据权利要求1或2所述的铝合金锻造材，其特征在于，其被实施...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀雅是，稻垣佳也，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP