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公開番号2025120723
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-18
出願番号2024015760
出願日2024-02-05
発明の名称アルミニウム合金鍛造用素材、アルミニウム合金鍛造品及びその製造方法
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人,個人
主分類C22C 21/02 20060101AFI20250808BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】常温における機械的特性に優れたアルミニウム合金鍛造品を提供することである。
【解決手段】本発明のアルミニウム合金鍛造用素材は、Cu:0.25質量%以上0.55質量%以下、Mg:0.85質量%以上1.25質量%以下、Si:1.02質量%以上1.4質量%以下、Mn:0.55質量%以上1.0質量%以下、Fe:0.32質量%以上0.65質量%以下、Zn:0.25質量%以下、Cr:0.050質量%以上0.30質量%以下、Ti:0.01質量%以上0.1質量%以下、B:0.0010質量%以上0.030質量%以下、Zr:0.0010質量%以上0.050質量%以下で含有し、Fe/Mnが質量比で0.3以上1.1以下であり、残部がAl及び不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金鍛造品であって、孔食電位測定を実施したときに孔食電位が-0.65～-0.90の範囲である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
Ｃｕを０．２５質量％以上０．５５質量％以下の範囲内、Ｍｇを０．８５質量％以上１．２５質量％以下の範囲内、Ｓｉを１．０２質量％以上１．４質量％以下の範囲内、Ｍｎを０．５５質量％以上１．０質量％以下の範囲内、Ｆｅを０．３２質量％以上０．６５質量％以下の範囲内、Ｚｎを０．２５質量％以下の範囲内、Ｃｒを０．０５０質量％以上０．３０質量％以下の範囲内、Ｔｉを０．０１質量％以上０．１質量％以下の範囲内、Ｂを０．００１０質量％以上０．０３０質量％以下の範囲内、Ｚｒを０．００１０質量％以上０．０５０質量％以下の範囲内で含有し、Ｍｎの含有量に対するＦｅの含有量の比Ｆｅ／Ｍｎが質量比で０．３以上１．１以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金鍛造用素材であって、
塑性加工時に素材加熱する前の材料組織が結晶粒内に最大径で０．１μｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系化合物を有さない、アルミニウム合金鍛造用素材。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
Ｃｕを０．２５質量％以上０．５５質量％以下の範囲内、Ｍｇを０．８５質量％以上１．２５質量％以下の範囲内、Ｓｉを１．０２質量％以上１．４質量％以下の範囲内、Ｍｎを０．５５質量％以上１．０質量％以下の範囲内、Ｆｅを０．３２質量％以上０．６５質量％以下の範囲内、Ｚｎを０．２５質量％以下の範囲内、Ｃｒを０．０５０質量％以上０．３０質量％以下の範囲内、Ｔｉを０．０１質量％以上０．１質量％以下の範囲内、Ｂを０．００１０質量％以上０．０３０質量％以下の範囲内、Ｚｒを０．００１０質量％以上０．０５０質量％以下の範囲内で含有し、Ｍｎの含有量に対するＦｅの含有量の比Ｆｅ／Ｍｎが質量比で０．３以上１．１以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金鍛造品であって、
孔食電位測定を実施したときに孔食電位が－０．６５～－０．９０の範囲である、アルミニウム合金鍛造品。
【請求項３】
サスペンションアーム用である、請求項２に記載のアルミニウム合金鍛造品。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のアルミニウム合金鍛造品の製造方法であって、
アルミニウム合金の溶湯を得る溶湯形成工程と、
前記得られた溶湯を鋳造加工することによって鋳造品を得る鋳造工程と、
前記鋳造品を５００℃～融点以下の温度で素材加熱し塑性加工を施して鍛造品を得る鍛造工程と、
前記得られた鍛造品に２０℃～５００℃までの昇温速度が５．０℃／ｍｉｎ以上で昇温し、５３０～５６０℃で０．３～３時間以内で保持する溶体化処理を行う溶体化処理工程と、
前記溶体化処理工程の後５～６０秒以内に前記鍛造品の全ての表面が焼き入れ水に接触し、１分を超え、４０分以内水槽内で焼き入れする焼き入れ工程と、
鍛造品に１８０℃～２２０℃の温度で０．５時間～８時間加熱して時効処理を行う時効処理工程と、を有し、
前記焼き入れ工程から前記時効処理工程との間のスプリットタイムが２時間以内である、アルミニウム合金鍛造品の製造方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載のアルミニウム合金鍛造品の製造方法であって、
アルミニウム合金の溶湯を得る溶湯形成工程と、
前記得られた溶湯を鋳造加工することによって鋳造品を得る鋳造工程と、
前記鋳造品を５００℃～融点以下の温度で素材加熱し塑性加工を施して鍛造品を得る鍛造工程と、
前記得られた鍛造品に２０℃～５００℃までの昇温速度が５．０℃／ｍｉｎ以上で昇温し、５３０～５６０℃で０．３～３時間以内で保持する溶体化処理を行う溶体化処理工程と、
前記溶体化処理工程の後５～６０秒以内に前記鍛造品の全ての表面が焼き入れ水に接触し、１分を超え、４０分以内水槽内で焼き入れする焼き入れ工程と、
鍛造品に１８０℃～２２０℃の温度で０．５時間～８時間加熱して時効処理を行う時効処理工程と、を有し、
前記鋳造工程において、鋳造凝固時に６５０～６００℃間の通過時間を２０秒以内とする、アルミニウム合金鍛造品の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載のアルミニウム合金鍛造用素材の製造方法であって、
アルミニウム合金の溶湯を得る溶湯形成工程と、
前記得られた溶湯を鋳造加工することによって鋳造品を得る鋳造工程と、を有し、かつ、前記鋳造工程の後に均質化処理を施さない、アルミニウム合金鍛造用素材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金鍛造用素材、アルミニウム合金鍛造品及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、アルミニウム合金は、軽量性を生かして各種製品の構造部材としての用途が拡大しつつある。例えば、自動車の足廻りやバンパー部品では、今まで高張力鋼が用いられてきた。一方、近年は高強度アルミニウム合金材が用いられるようになっている。
【０００３】
また、自動車部品、その中でも、例えばサスペンション部品には、専ら鉄系材料が使用されていた。一方、近年は軽量化を主目的として、アルミニウム材料又はアルミニウム合金材料に置き換えられることが多くなってきた。
【０００４】
これらの自動車部品では、優れた耐食性、高強度及び優れた加工性が要求されることから、アルミニウム合金材料としてＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金、特にＡ６０６１が多用されている。そして、このような自動車部品は、強度の向上を図るため、アルミニウム合金材料を加工用素材として塑性加工の１つである鍛造加工を行って製造される。
【０００５】
また、最近では、コストダウンを図る必要があるため、押出をせずに鋳造部材をそのまま素材として鍛造した後、溶体化処理と人工時効処理を行う処理（Ｔ６処理）して得たサスペンション部品が実用化され始めており、さらなる軽量化を目的として、従来のＡ６０６１に代わる高強度合金の開発が進められている（例えば、特許文献１～３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平５－５９４７７号公報
特開平５－２４７５７４号公報
特開平６－２５６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系の高強度合金は、鍛造及び熱処理工程において加工組織が再結晶し、粗大結晶粒が発生することにより、十分な高強度を得ることができないという問題があった。そのため、粗大再結晶粒生成防止のため、Ｚｒ（ジルコニウム）を添加して再結晶を防止しているものがある（例えば、上記特許文献１，２を参照。）。
【０００８】
しかしながら、Ｚｒを添加することは、再結晶防止に効果があるものの、次のような問題点があった。
（１）Ｚｒの添加により、Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ系合金の結晶粒微細化効果が弱められ、鋳塊自体の結晶粒が粗くなり、塑性加工後の加工品（鍛造品）の強度低下を招く。
（２）鋳塊自体の結晶粒微細化効果が弱められるため、鋳塊割れが発生し易くなり、内部欠陥が増加し、歩留まりが悪化する。
（３）Ｚｒは、Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ系合金と化合物を形成し、合金溶湯を貯留する炉の底に化合物が堆積し、炉を汚染すると共に、製造した鋳塊においてもこれら化合物が鋳塊中に粗大に晶出し、強度を低下させる。
【０００９】
このように、Ｚｒの添加は、再結晶防止に効果があるものの、強度の安定性を維持するのが困難であった。
【００１０】
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、常温における機械的特性に優れたアルミニウム合金鍛造用素材、アルミニウム合金鍛造品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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