(57)【要約】  Ｓｉ：９．０〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：０．７〜１．１質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．３〜０．７質量％、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金の素材を溶体化処理する。次いで、素材を冷間鍛造加工する。その後、素材を人工時効処理する。これにより、ブレーキピストン用素形材が得られる。
2012086650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：９．０〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：０．７〜１．１質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．３〜０．７質量％、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金の素材を溶体化処理し、次いで素材を冷間鍛造加工し、その後素材を人工時効処理することを特徴とするブレーキピストン用素形材の製造方法。
【請求項２】
素材を、時効温度２１０℃±１０℃及び時効時間２ｈ±０．５ｈの処理条件で人工時効処理する請求項１記載のブレーキピストン用素形材の製造方法。
【請求項３】
素材を、熱処理温度５１０℃±１０℃及び熱処理時間３ｈ以上の処理条件で溶体化処理する請求項１又は２記載のブレーキピストン用素形材の製造方法。
【請求項４】
Ｓｉ：９．０〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：０．７〜１．１質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．３〜０．７質量％、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金の素材を溶体化処理し、次いで素材を冷間鍛造加工し、その後素材を過時効処理となる処理条件で人工時効処理する製造工程を含み、
前記製造工程では、
素材を人工時効処理して得られる素材の硬さがブレーキピストン用素形材に要求される硬さであって、この硬さが人工時効処理の際の素材のピーク硬さの８５％〜９５％となるように、人工時効処理開始時の素材の硬さが設定されており、
素材を溶体化処理して得られる素材の硬さが人工時効処理開始時の素材の硬さの４０％〜６５％となるように、溶体化処理の処理条件が設定されていることを特徴とするブレーキピストン用素形材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のブレーキピストン用素形材の製造方法により製造されたブレーキピストン用素形材。
【請求項６】
導電率が４０％〜４５％ＩＡＣＳである請求項５記載のブレーキピストン用素形材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金製ブレーキピストン用素形材の製造方法及びブレーキピストン用素形材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアルミニウム合金製ブレーキピストン用素形材は、有底円筒状のものであり、図１０に示す工程順序に従って製造されるのが一般的である。すなわち、切断工程Ｓ１０１では、棒状のアルミニウム連続鋳造材、アルミニウム合金押出材、アルミニウム引抜材等を切断して素材を得る。Ｏ処理工程Ｓ１０２では素材をＯ処理する。冷間鍛造加工工程Ｓ１０３では素材を有底円筒状に冷間鍛造加工する。溶体化処理工程Ｓ１０４では素材を溶体化処理する。人工時効処理工程Ｓ１０５では素材を人工時効処理する。機械加工工程Ｓ１０６では素材を機械加工する。なお、冷間鍛造加工工程Ｓ１０３から人工時効処理工程Ｓ１０５までの工程は、一般にＴ６処理と呼ばれている。【０００３】
また、従来からブレーキピストン用素形材に用いられている素材の材質は、Ａ６０６１のアルミニウム合金である。このようなＡ６０００系のアルミニウム合金では、その硬さは、溶体化処理から人工時効処理までの時間（即ち、室温予備時効処理の時効時間）と、アルミニウム合金に含まれるＭｇ２Ｓｉ量とに影響されることが知られている（例えば非特許文献１、２参照）。すなわち、Ｍｇ２Ｓｉ量が約１質量％以上（又は０．９質量％超）のアルミニウム合金では、溶体化処理から人工時効処理までの時間（期間）が長いと、人工時効処理後の素材の硬さが小さくなる。一方、Ｍｇ２Ｓｉ量が約１質量％未満（又は０．９質量％未満）のアルミニウム合金では、溶体化処理から人工時効処理までの時間が長いと、人工時効処理後の素材の硬さが大きくなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】４０周年記念事業実行委員会記念出版部会編集、「アルミニウムの組織と性質」、軽金属学会、１９９１年１１月３０日、ｐ．２８２
【非特許文献２】社団法人軽金属協会編集、「アルミニウム材料の基礎と工業技術」、第１版、昭和６０年５月１日、ｐ．１６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、Ａ６０６１のアルミニウム合金に含まれるＭｇ２Ｓｉ量は約１．３〜１．９質量％である。そのため、Ａ６０６１のアルミニウム合金の従来の素材では、溶体化処理から人工時効処理までの時間が長くなると、人工時効処理後の素材の硬さは小さくなる。したがって、硬いブレーキピストン用素形材を得るためには、冷間鍛造加工後に溶体化処理と人工時効処理を迅速に連続して実施しなければならず、困難な作業が強いられていた。【０００６】
さらに、従来の製造方法では、冷間鍛造加工の前に、鍛造加工性を向上させるために素材についてＯ処理を実施する必要があった。【０００７】
さらに、溶体化処理の際の水焼入れにより素材が歪むため、素材の内径の真円度が悪かった。そのため、機械加工工程Ｓ１０６では、素材の内径の真円度を高めるための内径切削加工を実施する必要があった。【０００８】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、Ｏ処理を実施しないで且つ容易に製造することができるブレーキピストン用素形材の製造方法及びブレーキピストン用素形材を提供することにある。【０００９】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の好ましい実施形態から明らかにされるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は以下の手段を提供する。【００１１】
［１］  Ｓｉ：９．０〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：０．７〜１．１質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．３〜０．７質量％、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金の素材を溶体化処理し、次いで素材を冷間鍛造加工し、その後素材を人工時効処理することを特徴とするブレーキピストン用素形材の製造方法。【００１２】
［２］  素材を、時効温度２１０℃±１０℃及び時効時間２ｈ±０．５ｈの処理条件で人工時効処理する前項１記載のブレーキピストン用素形材の製造方法。【００１３】
［３］  素材を、熱処理温度５１０℃±１０℃及び熱処理時間３ｈ以上の処理条件で溶体化処理する前項１又は２記載のブレーキピストン用素形材の製造方法。【００１４】
［４］  Ｓｉ：９．０〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：０．７〜１．１質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．３〜０．７質量％、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金の素材を溶体化処理し、次いで素材を冷間鍛造加工し、その後素材を過時効処理となる処理条件で人工時効処理する製造工程を含み、
前記製造工程では、
素材を人工時効処理して得られる素材の硬さがブレーキピストン用素形材に要求される硬さであって、この硬さが人工時効処理の際の素材のピーク硬さの８５％〜９５％となるように、人工時効処理開始時の素材の硬さが設定されており、
素材を溶体化処理して得られる素材の硬さが人工時効処理開始時の素材の硬さの４０％〜６５％となるように、溶体化処理の処理条件が設定されていることを特徴とするブレーキピストン用素形材の製造方法。【００１５】
［５］  前項１〜４のいずれかに記載のブレーキピストン用素形材の製造方法により製造されたブレーキピストン用素形材。【００１６】
［６］  導電率が４０％〜４５％ＩＡＣＳである前項５記載のブレーキピストン用素形材。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は以下の効果を奏する。【００１８】
前項［１］記載のブレーキピストン用素形材の製造方法では、素材を構成するアルミニウム合金に含まれるＭｇ２Ｓｉ量が約０．４〜０．９質量％なので、溶体化処理から人工時効処理までの時間が長くても人工時効処理後の素材の硬さは小さくならず、その硬さは略一定である。すなわち、溶体化処理後の素材の硬さの経時的変化は小さい。したがって、溶体化処理から人工時効処理までの間に時間的余裕ができるのでその間に素材を冷間鍛造加工すると、人工時効処理後の素材の硬さは小さくならないでむしろ冷間鍛造加工による加工硬化により高くなる。そのため、硬いブレーキピストン用素形材を容易に製造することができる。【００１９】
さらに、素材を冷間鍛造加工する前に溶体化処理することにより、素材の鍛造加工性が向上する。そのため、冷間鍛造加工の前に素材をＯ処理する必要がなく、Ｏ処理を省略することができる。さらには、溶体化処理は冷間鍛造加工の後でなくその前に実施され、そして冷間鍛造加工の後で人工時効処理が実施されるから、素材の歪みが殆ど発生せず、したがって素材の内径の真円度を高めるための内径切削加工も省略することができる。これにより、製造工程数を更に削減することができ、その結果、ブレーキピストン用素形材を更に容易に製造することができるし、その製造コストを引き下げることができる。【００２０】
さらに、素材を人工時効処理すると、当該人工時効処理の際に素材の硬さが迅速にピーク硬さ（即ち最大値）に達する。そのため、人工時効処理の時効時間を短縮することができ、その結果、製造コストを更に引き下げることができる。【００２１】
前項［２］記載の製造方法では、要求される硬さを有するブレーキピストン用素形材をより確実に製造することができる。【００２２】
前項［３］記載の製造方法では、要求される硬さを有するブレーキピストン用素形材をより確実に製造することができる。【００２３】
前項［４］記載の製造方法では、所定の組成のアルミニウム合金の素材を、所定の処理条件で順次、溶体化処理、冷間鍛造加工処理及び人工時効処理することにより、ブレーキピストン用素形材の一貫製造ラインのタクトを最適化することができる。その理由は次のとおりである。なお、以下の説明文では、溶体化処理の熱処理温度を「溶体化処理温度」、溶体化処理の熱処理時間を「溶体化処理時間」とそれぞれ記する。【００２４】
アルミニウム合金が所定の組成を有することにより、溶体化処理後の素材の硬さの経時的変化を小さくすることができる。そのため、ブレーキピストン用素形材の製造工程としてＴ８工程を採用することができる。すなわち、冷間鍛造加工後に溶体化処理を実施しないので、冷間鍛造加工後にすぐに人工時効処理を開始することができる。さらに、冷間鍛造加工後に溶体化処理を実施しないので、人工時効処理の際に素材の硬さが迅速にピーク硬さに達する。そのため、人工時効処理の時効時間を短縮することができる。【００２５】
ここで、ブレーキピストン用素形材の一貫製造ラインのタクトの律速は、熱処理時間であり、すなわち溶体化処理時間と人工時効処理の時効時間とである。しかるに、溶体化処理時間は、十分な固溶状態を実現すべく、短縮することは困難である。これに対して、前項［４］記載の製造方法によれば人工時効処理の時効時間を短縮することができるので、時効時間を溶体化処理時間よりも短くすることができる。これにより、一貫製造ラインのタクトの律速を溶体化処理時間にすることができるとともに、この溶体化処理時間内に収まるように時効時間を短くすることができる。具体的には、時効時間を溶体化処理時間の０．３倍〜１倍にすることができる。例えば、溶体化処理時間が３〜５ｈである場合には、時効時間を２ｈ±０．５ｈにすることが可能となる。このようにして、ブレーキピストン用素形材の一貫製造ラインのタクトを最適化（最小化）することができる。【００２６】
さらに、人工時効処理後の素材（即ちブレーキピストン用素形材）の硬さを人工時効処理の際の素材のピーク硬さの８５％〜９５％とすることにより、要求される硬さ、高い熱伝導性、即ち高い放熱性を有するブレーキピストン用素形材を得ることができる。【００２７】
前項［５］記載のブレーキピストン用素形材によれば、前項［１］〜［４］のいずれかに記載のブレーキピストン用素形材の製造方法による効果と同様の効果を奏する。【００２８】
前項［６］記載のブレーキピストン用素形材によれば、導電率が４５〜４５％ＩＡＣＳであることにより、熱伝導性が高い、即ち放熱性が高いブレーキピストン用素形材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキピストン用素形材の製造方法を示す工程図である。
【図２Ａ】図２Ａは、冷間鍛造加工において、パンチで素材を押圧する前の状態を示す冷間鍛造加工装置の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同冷間鍛造加工において、パンチで素材を押圧した後の状態を示す冷間鍛造加工装置の断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、同冷間鍛造加工において、パンチで押圧される前の素材の斜視図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、同冷間鍛造加工において、パンチで押圧された後の素材の斜視図である。
【図３】図３は、人工時効処理後の素材の内径の真円度を実施例１と比較例１とで比較した図（グラフ）である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施例４の素材の導電率を示す図（グラフ）である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、比較例２の素材の導電率を示す図（グラフ）である。
【図５】図５は、人工時効処理工程における時効時間と素材の硬さとの関係を実施例５と比較例３とで比較した図（グラフ）である。
【図６】図６は、実施例６の人工時効処理工程における時効時間と素材の硬さとの関係を示す図（グラフ）である。
【図７Ａ】図７Ａは、時効温度を変化させた場合の時効曲線を示す図（グラフ）である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、人工時効処理開始時の素材の硬さを変化させた場合の時効曲線を示す図（グラフ）である。
【図８】図８は、表７に示した実施例９の素材の導電率（相対ＩＡＣＳ）と硬さ（相対ＨＲＢ）をそれぞれ示す図（グラフ）である。
【図９】図９は、表８に示した参考例１〜３で適用した溶体化処理温度と溶体化処理後の素材の硬さとの関係を示す図（グラフ）である。
【図１０】図１０は、従来のブレーキピストン用素形材の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００３１】
本発明の一実施形態に係るブレーキピストン用素形材は、アルミニウム合金製の有底円筒状のものである。この素形材の製造に用いられる素材の材質は、次の組成を有するアルミニウム合金である。すなわち、素材の材質は、Ｓｉ：９．０〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．７〜１．１質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．３〜０．７質量％、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金である。本明細書では、この組成の要件を説明の便宜上「アルミニウム合金の組成要件」という。
【００３２】
このアルミニウム合金において各添加元素の含有量の範囲を規定した理由は次のとおりである。
【００３３】
Ｓｉ量が９．０〜１１．０質量％の範囲内であることにより、耐摩耗性が向上する。Ｓｉ量が９．０質量％未満であると、耐摩耗性の向上を図ることができない。Ｓｉ量が１１．０質量％を超えると、鍛造加工性や成形性が低下する。
【００３４】
Ｆｅ量が０．５０質量％以下であることにより、機械的強度の低下がなく耐熱性が向上する。Ｆｅ量が０．５０質量％を超えると、Ｆｅを含む晶出物が多く発生し、その結果、機械的強度が低下する。
【００３５】
Ｃｕ量が０．７〜１．１質量％の範囲内であることにより、素材の表面に硬いアルマイト皮膜を形成することができる。Ｃｕ量が０．７質量％未満であると、機械的強度が低下する。Ｃｕ量が１．１質量％を超えると、アルマイト皮膜の硬さが低下する。
【００３６】
Ｍｎ量が０．１５質量％以下であることにより、機械的特性の低下がなく耐熱性が向上する。Ｍｎ量が０．１５質量％を超えると、機械的特性（特に鍛造加工性）が低下する。
【００３７】
Ｍｇ量が０．３〜０．７質量％の範囲内であることにより、機械的強度が向上する。Ｍｇ量が０．３質量％未満であると、機械的強度が低下する。Ｍｇ量が０．７質量％を超えると、金属間化合物の晶出量が多くなり、その結果、脆（もろ）くなる。
【００３８】
本実施形態のブレーキピストン用素形材は、上記の組成のアルミニウム合金の素材を用いて図１に示した工程順序に従って製造される。すなわち、本実施形態のブレーキピストン用素形材の製造方法は、図１に示すように、切断工程Ｓ１と溶体化処理工程Ｓ２と冷間鍛造加工工程Ｓ３と人工時効処理工程Ｓ４と機械加工工程Ｓ５とを備えた製造工程を含んでいる。
【００３９】
ここで、一般的に、素材を順次、溶体化処理、冷間加工処理及び人工時効処理する工程は「Ｔ８工程」と呼ばれており、またこのＴ８工程に従って行われる素材の処理は「Ｔ８処理」と呼ばれている。したがって、本実施形態のブレーキピストン用素形材は、Ｔ８工程を含んだ製造工程に従って製造される。
【００４０】
さらに、この製造工程では、素材を人工時効処理して得られる素材の硬さ（即ち人工時効処理後の素材の硬さ）がブレーキピストン用素形材に要求される硬さであって、この硬さが人工時効処理の際の素材のピーク硬さの８５％〜９５％（特に望ましくは８６％〜９３％）となるように、人工時効処理開始時の素材の硬さが設定されており、更に、素材を溶体化処理して得られる素材の硬さ（即ち溶体化処理後の素材の硬さ）が人工時効処理開始時の素材の硬さの４０％〜６５％（特に望ましくは４５％〜６２％）となるように、溶体化処理の処理条件が設定されていることが望ましい。こうすることにより、要求される硬さを有するブレーキピストン用素形材を確実に得ることができる。この効果を確実に奏するようにするため、製造工程を次のように実施するのが好ましい。
【００４１】
切断工程Ｓ１では、棒状のアルミニウム合金連続鋳造材、アルミニウム合金押出材、アルミニウム合金引抜材等を切断することにより所定形状及び寸法の素材を得る。素材の形状は一般に円板状又は円柱状である。
【００４２】
溶体化処理工程Ｓ２では、切断工程Ｓ１で得られた素材をＯ処理しないで溶体化処理する。これにより、素材の鍛造加工性が向上する。一方、素材を溶体化処理しない場合には、素材の鍛造加工性が低下し、その結果、素材を有底円筒状に冷間鍛造加工することが困難になり、更に、析出物の大きさが不均一となって硬さ不足を招く。
【００４３】
この溶体化処理の好ましい処理条件は、熱処理温度が５１０℃±１０℃（即ち５００℃〜５２０℃）であり、熱処理時間が３ｈ以上であり、また特に好ましい水焼入れの水温度は２５℃〜６０℃である。熱処理温度を５１０℃±１０℃に設定することにより、アルミニウム合金の添加元素を確実に固溶させることができる。そのため、溶体化処理の後で素材を人工時効処理すると、均一で微細な析出物を確実に得ることができ、その結果、硬さを確実に向上させることができる。特に望ましい熱処理温度は５１０℃±５℃である。熱処理時間が３ｈ以上であることにより、均一で微細な析出物を確実に得ることができ、その結果、硬さを確実に向上させることができる。熱処理時間の上限は限定されるものではないが、熱処理時間を長くすると製造コストが高くなるので、これを防止するため、熱処理時間の上限は５ｈであることが特に望ましい。すなわち、熱処理時間は３ｈ〜５ｈの範囲内であることが特に望ましい。水焼入れの水温度が２５℃〜６０℃の範囲内に設定されることにより、均一で微細な析出物を確実に得ることができ、その結果、硬さを確実に向上させることができる。
【００４４】
冷間鍛造加工工程Ｓ３では、溶体化処理工程Ｓ２で溶体化処理された素材を有底円筒状に冷間鍛造加工する。これにより、有底円筒状の素材の機械的強度を加工硬化によって向上させることができる。一方、素材を冷間鍛造加工しない場合には、素材を有底円筒状に成形できないばかりか更に加工硬化による機械的強度の向上も図ることができない。
【００４５】
この冷間鍛造加工は、詳述すると密閉型冷間後方押出鍛造加工であり、例えば図２Ａ及び２Ｂに示した冷間鍛造加工装置（詳述すると冷間後方押出鍛造加工装置）１により実施される。この装置１は、パンチ２と成形ダイ５とを具備している。成形ダイ５は成形キャビティ６を有している。３はパンチ軸である。１０は素材である。この冷間鍛造加工の際には、素材１０の表面にその全面に亘ってボンデ処理等の潤滑処理が予め施される。図２Ａでは、この素材１０が成形ダイ５の成形キャビティ６内に配置されている。そして、この素材１０をパンチ２で押圧することにより、図２に示すように成形キャビティ６が密閉状態となるとともに、このキャビティ６内で素材１０が有底円筒状に後方押出鍛造加工される。
【００４６】
この冷間鍛造加工の鍛造加工率は４０％〜６０％（特に望ましくは４５％〜５５％）の範囲内であることが、鍛造加工の寸法精度を確実に向上させることができる点で望ましい。なお、冷間鍛造加工された素材１０は、上述したように有底円筒状であり、すなわち円板状底壁部１１と該底壁部１１の外周縁部に一体に形成された円筒状周壁部１２とを有している。そして、素材１０の底壁部１１がブレーキピストン（ブレーキピストン用素形材）のクラウン部に対応し、素材１０の周壁部１２がブレーキピストン（ブレーキピストン用素形材）のスカート部に対応している。
【００４７】
図２Ｃは、この冷間鍛造加工において、パンチ２で押圧される前の素材１０の斜視図である。この素材１０の形状は円板状又は円柱状である。この素材１０の直径Ａ１は例えば４０〜５０ｍｍである。
【００４８】
図２Ｄは、この冷間鍛造加工において、パンチ２で押圧された後の素材１０（即ち冷間鍛造加工された素材１０）の斜視図である。この素材１０の外径Ｂ１は例えば４０〜５５ｍｍであり、その内径Ｂ２は例えば２５〜４０ｍｍであり、その周壁部１２の肉厚Ｂ３は例えば５〜１５ｍｍであり、その長さ（高さ）Ｂ４は例えば３０〜４５ｍｍであり、その中空部の深さＢ５は例えば２５〜４０ｍｍである。
【００４９】
人工時効処理工程Ｓ４では、冷間鍛造加工工程Ｓ３で冷間鍛造加工された素材１０を人工時効処理する。これにより、均一で微細な析出物を確実に得ることができ、そのため硬さ等の機械的強度を確実に向上させることができる。一方、素材を人工時効処理しない場合には、析出物の大きさが不均一となり、そのため、ブレーキピストンの使用時に析出物が成長するなどして機械的強度が低下する。
【００５０】
この人工時効処理の好ましい処理条件は、時効温度が２１０℃±１０℃（即ち２００〜２２０℃）であり、時効理間が２ｈ±０．５ｈ（即ち１．５ｈ〜２．５ｈ）である。時効時間を２１０℃±１０℃に設定することにより、ブレーキピストン用素形材（即ちブレーキピストン）に要求される硬さ等の特性を確実に満足させることができる。時効時間が２ｈ±０．５ｈであることにより、均一で微細な析出物を確実に得ることができ、そのため硬さ等の機械的強度を確実に向上させることができる。特に望ましい時効温度は２１０℃±５℃である。
【００５１】
ここで、一般にブレーキピストン用素形材は、その使用環境上の要請から、過時効処理となる処理条件で人工時効処理されていなければならない。したがって、人工時効処理の際にピーク硬さとなる時効時間よりも長く素材を人工時効処理しなければならない。しかるに、本実施形態では、後述するように人工時効処理の際に素材の硬さが迅速にピーク硬さ（即ち最大値）に達する。そのため、人工時効処理の時効時間を短縮することができる。
【００５２】
機械加工工程Ｓ５では、人工時効処理工程Ｓ４で人工時効処理された素材を所定形状に機械加工する。この機械加工は、素材の外径の真円度を高めるための外径切削加工、研磨加工等を含むが、しかし素材の内径の真円度を高めるための内径切削加工を含まない。すなわち、溶体化処理は冷間鍛造加工の後でなくその前に実施され、そして冷間鍛造加工の後で人工時効処理が実施されるから、人工時効処理後の素材の内径の真円度は高い。そのため、この機械加工工程Ｓ５では素材について内径切削加工を実施する必要はない。
【００５３】
さらに、図１で示されていないが、機械加工工程Ｓ５の後で、必要に応じて、素材をアルマイト処理し、これにより素材の表面にアルマイト皮膜を形成する。このとき、素材を構成するアルミニウム合金に含まれるＣｕ量が０．７〜１．１質量％の範囲内に設定されているので、硬いアルマイト皮膜を確実に形成することができる。
【００５４】
以上のこれらの工程を経て、導電率が４０％〜４５％ＩＡＣＳになるようにブレーキピストン用素形材が製造される。したがって、熱伝導性が高い、即ち放熱性が高いブレーキピストン用素形材を製造できる。なお、ＩＡＣＳとは、International Annealed Copper Standard（国際焼きなまし銅線標準）の略である。
【００５５】
上記実施形態のブレーキピストン用素形材の製造方法は次の利点がある。
【００５６】
素材を構成するアルミニウム合金に含まれるＭｇ２Ｓｉ量が約０．７９質量％なので、溶体化処理から人工時効処理までの時間（期間）が長くても人工時効処理後の素材の硬さは小さくならず、その硬さは略一定である。すなわち、溶体化処理後の素材の硬さの経時的変化は小さい。したがって、溶体化処理から人工時効処理までの間に時間的余裕ができるのでその間に素材を冷間鍛造加工すると、人工時効処理後の素材の硬さは小さくならないでむしろ冷間鍛造加工による加工硬化により高くなる。そのため、硬いブレーキピストン用素形材を容易に製造することができる。
【００５７】
さらに、素材を溶体化処理することにより、素材の鍛造加工性が向上する。そのため、冷間鍛造加工の前に素材をＯ処理する必要がなく、Ｏ処理を省略することができる。さらには、上述したように、溶体化処理は冷間鍛造加工の後でなくその前に実施されるので、機械加工の際に素材の内径の真円度を高めるための内径切削加工も省略することができる。これにより、製造工程数を更に削減することができ、その結果、ブレーキピストン用素形材を容易に製造することができるし、その製造コストを引き下げることができる。
【００５８】
さらに、上述したように、素材を人工時効処理すると、当該人工時効処理の際に素材の硬さが迅速にピーク硬さ（即ち最大値）に達する。そのため、人工時効処理の時効時間を短縮することができ、その結果、製造コストを更に引き下げることができる。
【００５９】
さらに、所定の組成のアルミニウム合金の素材を、所定の処理条件で順次、溶体化処理、冷間鍛造加工処理及び人工時効処理することにより、ブレーキピストン用素形材の一貫製造ラインのタクトを最適化することができる。その理由は次のとおりである。
【００６０】
アルミニウム合金が所定の組成を有することにより、上述したように溶体化処理後の素材の硬さの経時的変化を小さくすることができる。そのため、ブレーキピストン用素形材の製造工程としてＴ８工程を採用することができる。すなわち、冷間鍛造加工後に溶体化処理を実施しないので、冷間鍛造加工後にすぐに人工時効処理を開始することができる。さらに、冷間鍛造加工後に溶体化処理を実施しないので、人工時効処理の際に素材の硬さが迅速にピーク硬さに達する（後述する図５参照）。そのため、人工時効処理の時効時間を短縮することができる。
【００６１】
ここで、ブレーキピストン用素形材の一貫製造ラインのタクトの律速は、熱処理時間であり、すなわち溶体化処理時間と人工時効処理の時効時間とである。しかるに、溶体化処理時間は、十分な固溶状態を実現すべく、短縮することは困難である。これに対して、本実施形態の製造方法によれば人工時効処理の時効時間を短縮することができるので、時効時間を溶体化処理時間よりも短くすることができる。これにより、一貫製造ラインのタクトの律速を溶体化処理時間にすることができるとともに、この溶体化処理時間内に収まるように人工時効処理の時効時間を短くすることができる。具体的には、時効時間を溶体化処理時間の０．３倍〜１倍（好ましくは０．５倍〜０．９倍）にすることができる。例えば、溶体化処理時間が３ｈ〜５ｈである場合には、時効時間を２ｈ±０．５ｈにすることが可能となる。このようにして、ブレーキピストン用素形材の一貫製造ラインのタクトを最適化（最小化）することができる。
【００６２】
さらに、人工時効処理後の素材（即ちブレーキピストン用素形材）の硬さを人工時効処理の際の素材のピーク硬さの８５％〜９５％とすることにより、要求される硬さ、高い熱伝導性、即ち高い放熱性を有するブレーキピストン用素形材を得ることができる。
【００６３】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々に変更可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【００６４】
本発明の具体的実施例について以下に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００６５】
＜内径の真円度の評価＞
図３は、人工時効処理後の素材の内径の真円度を実施例１と比較例１とで比較した図（グラフ）である。実施例１は、本実施形態の図１に示した工程順序に従って人工時効処理された５個の素材について、それらの内径の真円度を平均したものである。比較例１は、従来の図１０に示した工程順序に従って人工時効処理された５個の素材について、それらの内径の真円度を平均したものである。なお実施例１及び比較例１において、素材の目標内径は２８ｍｍである。なお、真円度の測定は例えばＪＩＳ（日本工業規格）  Ｂ００２１に準拠して行われる。【００６６】
実施例１では、素材の内径の真円度の最大値は４μｍ、最小値は１μｍ、平均値は２．１６μｍであった。比較例１では、素材の内径の真円度の最大値は４９μｍ、最小値は３７μｍ、平均値は４６．２μｍであった。【００６７】
実施例１及び比較例１に用いた素材の材質は、いずれもアルミニウム合金であって、その組成は上述したアルミニウム合金の組成要件を満足している。また、実施例１で適用した溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、鍛造加工率は５０％、人工時効処理の処理条件は２１０℃×２ｈである。比較例１で適用したＯ処理の処理条件は３８０℃×３．５ｈ、鍛造加工率は５０％、溶体化処理の処理条件は５１０×３ｈ、人工時効処理の処理条件は２１０℃×２ｈである。【００６８】
図３に示すように、実施例１では素材の内径の真円度は比較例１よりも格段に高い（小さい）。そのため、実施例１では素材の内径は好ましい真円度の規格８μｍ以下を満たしていたので、機械加工工程Ｓ５において素材の内径の真円度を高くするための内径切削加工を実施する必要はなかった。【００６９】
＜素材の硬さの経時的変化の評価＞
表１は、素材の硬さの経時的変化（時間的変化）を評価した結果を示している。この表１中の実施例２及び３は、いずれも本実施形態の図１に示した工程順序に従って人工時効処理された３個の素材について、それらの硬さを平均したものである。実施例２では溶体化処理から人工時効処理までの時間（期間）は３日、実施例３では３ヶ月である。【００７０】
【表１】
2012086650.tif 000003
【００７１】
実施例２及び３に用いた素材の材質は、いずれもアルミニウム合金であって、その組成は上述したアルミニウム合金の組成要件を満足している。また、実施例２及び３で適用した溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、鍛造加工率は５０％、人工時効処理の処理条件は２１０℃×２ｈである。また、素材の硬さは、ＪＩＳ  Ｚ２２４５：２００５の「ロックウェル硬さ試験−試験方法」に準拠して測定されたロックウェル硬さ（硬さ記号：ＨＲＢ）であり、その測定に使用したスケールは“Ｂ”、圧子は鋼球１．５８７５ｍｍ、試験荷重は９８０．７Ｎである。なお、以下で適用した素材の硬さの測定方法はこれと同じである。【００７２】
表１に示すように、溶体化処理から人工時効処理までの時間が長くても人工時効処理後の素材の硬さは小さくならず、その硬さは略一定であった。具体的に示すと、素材の硬さの増量Δは０．５％（即ち、増量Δ＝｛（６６．３９−６６．０７）／６６．０７｝×１００％＝０．５％）である。すなわち、溶体化処理後の素材の硬さの経時的変化は非常に小さい。したがって、実施例２及び３では、溶体化処理と人工時効処理を迅速に連続して実施する必要はないことを確認し得た。なお、特に望ましい増量Δは０．５％以内である。【００７３】
＜導電率の評価＞
図４Ａは実施例４の素材の導電率を示す図（グラフ）であり、図４Ｂは比較例２の素材の導電率を示す図（グラフ）である。実施例４は、本実施形態の図１に示した工程順序に従って機械加工された６個の素材について、各工程でのこれらの素材の導電率を測定して平均したものである。比較例２は、従来の図１０に示した工程順序に従って機械加工された６個の素材について、各工程でのこれらの素材の導電率を測定して平均したものである。【００７４】
実施例４及び比較例２に用いた素材の材質は、いずれもアルミニウム合金であって、その組成は上述したアルミニウム合金の組成要件を満足している。また、実施例４で適用した溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、鍛造加工率は５０％、人工時効処理の処理条件は２１０℃×２ｈである。比較例２で適用したＯ処理の処理条件は３８０℃×３．５ｈ、鍛造加工率は５０％、溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、人工時効処理の処理条件は２１０℃×２ｈである。【００７５】
図４Ａ及び４Ｂに示すように、実施例１における機械加工後の素材（即ちブレーキピストン用素形材）の導電率は４０％〜４５％ＩＡＣＳの範囲内であり、これは比較例２よりも高い。したがって、実施例４では、熱伝導性が高い、即ち放熱性が高いブレーキピストン用素形材を得ることができた。【００７６】
＜時効時間と素材の硬さとの関係−その１＞
図５は、人工時効処理工程における時効時間と素材の硬さとの関係を実施例５と比較例３とで比較した図（グラフ）である。実施例５は、本実施形態の図１に示した工程順序に従って冷間鍛造加工された素材について、時効温度２１０℃の処理条件で人工時効処理したものである。比較例３は、従来の図１０に示した工程順序に従って冷間鍛造加工された素材について、時効温度１９５℃の処理条件で人工時効処理したものである。【００７７】
実施例５及び比較例３に用いた素材の材質は、いずれもアルミニウム合金であって、その組成は上述したアルミニウム合金の組成要件を満足している。また、実施例５で適用した溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、鍛造加工率は５０％である。比較例１で適用したＯ処理の処理条件は３８０℃×３．５ｈ、鍛造加工率は５０％、溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈである。【００７８】
図５に示すように、実施例５ではピーク硬さに到達する時効時間は、比較例３よりも短い。したがって、実施例５では、人工時効処理の時効時間を短縮することができ、その結果、製造コストを引き下げることができる。【００７９】
一方、比較例３では、ピーク硬さに到達する時効時間が長いので、ブレーキピストン用素形材の一貫製造ラインのタクトタイムを溶体化処理時間内に収めることが困難になる。【００８０】
実施例５のように、冷間鍛造加工後に溶体化処理を実施しないで人工時効処理を実施することによって、ピーク硬さへの到達時間を早めることができる。本実施例５では、冷間鍛造加工を実施することにより素材には加工歪みが発生し、その歪みを残した状態で人工時効処理を実施することにより素材にはその歪みを中心に析出物が発生し、その結果ピーク硬さへの到達時間が早くなると推定される。一方、比較例３では、鍛造加工後に溶体化処理を実施しその後に人工時効処理を実施しているので、溶体化処理で冷間鍛造加工による加工歪みが解消してしまう。その結果、析出物の中心となる歪が解消していることになり、ピーク硬さへの到達時間が遅くなると推定される。【００８１】
＜時効時間と素材の硬さとの関係−その２＞  
図６は、実施例６の人工時効処理工程における時効時間と素材の硬さとの関係を示す図（グラフ）である。実施例６は、本実施形態の図１に示した工程順序に従って冷間鍛造加工された素材について、時効温度２１５℃の処理条件で人工時効処理したものである。【００８２】
実施例６に用いた素材の材質はアルミニウム合金であって、その組成は上述したアルミニウム合金の組成要件を満足している。また、実施例６で適用した溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、鍛造加工率は５０％である。【００８３】
図６に示すように、実施例６では、人工時効処理の際の素材のピーク硬さは７１．５ＨＲＢであり、このときの時効時間は０．５ｈである。また、一般にブレーキピストン用素形材は、その使用環境上の要請から、過時効処理となる処理条件で人工時効処理されていなければならない。したがって、人工時効処理の際にピーク硬さとなる時効時間０．５ｈよりも長く素材を人工時効処理しなければならない。さらに、客先からブレーキピストン用素形材に要求される硬さ、すなわち人工時効処理後の素材の硬さは、一般に６１〜６８ＨＲＢの範囲内である。硬さ６１ＨＲＢはピーク硬さ７１．５ＨＲＢの８５％に相当し、硬さ６８ＨＲＢはピーク硬さ７１．５ＨＲＢの９５％に相当する。【００８４】
図６から分かるように、人工時効処理時間を２ｈ±０．５ｈ（即ち１．５ｈ〜２．５ｈ）に設定した場合には、硬さが６１（即ちピーク硬さ７１．５ＨＲＢの８５％）〜６８（即ちピーク硬さ７１．５ＨＲＢの９５％）ＨＲＢの範囲内の素材（ブレーキピストン用素形材）を確実に得ることができ、したがって要求される硬さを確実に満足することができる。換言すると、ブレーキピストン用素形材に要求される硬さを確実に満足させるためには、素材を人工時効処理して得られる素材の硬さがブレーキピストン用素形材に要求される硬さであって、この硬さが人工時効処理の際の素材のピーク硬さの８５％〜９５％となるように、人工時効処理開始時の素材の硬さを設定すれば良いことを確認し得た。【００８５】
＜溶体化処理後及び人工時効処理開始時の素材の硬さの評価＞
表２は、実施例７における溶体化処理後の素材の硬さと人工時効処理開始時の素材の硬さとを測定した結果を示している。実施例７は、本実施形態の図１に示した工程順序に従って人工時効処理された６個の素材について、溶体化処理後の硬さと人工時効処理開始時の硬さとをそれぞれ平均したものである。さらに、表２には、溶体化処理後の素材の硬さと人工時効処理開始時の素材の硬さとについてそれぞれ最大値及び最小値が記載されている。【００８６】
【表２】
2012086650.tif 000004
【００８７】
実施例７に用いた素材の材質はアルミニウム合金であって、その組成は上述したアルミニウム合金の組成要件を満足している。また、実施例７で適用した溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、鍛造加工率は５０％、人工時効処理の処理条件は２１０℃×２ｈである。【００８８】
さらに、「溶体化処理後の素材の最大硬さ」／「人工時効処理開始時の素材の最小硬さ」の値と、「溶体化処理後の素材の最小硬さ」／「人工時効処理開始時の素材の最大硬さ」の値とをそれぞれ算出した。その結果を表３に示す。この表３に示すように、前者の値は６２％であり、後者の値は４５％であった。ここで、人工時効処理開始時の素材の硬さは、冷間鍛造加工後の素材の硬さと同じである。したがって、「溶体化処理後の素材の硬さ」／「人工時効処理開始時の素材の硬さ」は、「溶体化処理後の素材の硬さ」／「冷間鍛造加工後の素材の硬さ」と同じであり、この値は加工硬化率γの逆数を意味している。【００８９】
【表３】
2012086650.tif 000005
【００９０】
したがって、素材を溶体化処理して得られる素材の硬さ（即ち溶体化処理後の素材の硬さ）が人工時効処理開始時の素材の硬さの４０％〜６５％（特に望ましくは４５％〜６２％）となるように、溶体化処理の処理条件を設定することにより、人工時効処理開始時の素材について所望する硬さを得ることができる。換言すると、人工時効処理開始時の素材について所望する硬さを得るためには、素材を溶体化処理して得られる素材の硬さが人工時効処理開始時の素材の硬さの４０％〜６５％（特に望ましくは４５％〜６２％）となるように、溶体化処理の処理条件を設定すれば良いことを確認し得た。【００９１】
表４は、実施例８における溶体化処理後の素材の硬さと人工時効処理開始時の素材の硬さとを測定した結果を示している。実施例８は、本実施形態の図１に示した工程順序に従って人工時効処理された素材における互いに異なる５箇所の部位の溶体化処理後の硬さと人工時効処理開始時の硬さとをそれぞれ平均したものである。【００９２】
【表４】
2012086650.tif 000006
【００９３】
実施例８に用いた素材の材質はアルミニウム合金であって、その組成は上述したアルミニウム合金の組成要件を満足している。また、本実施例８で適用した溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、鍛造加工率は５０％、人工時効処理の処理条件は２１０℃×２ｈである。【００９４】
さらに、「溶体化処理後の素材の平均硬さ」／「人工時効処理開始時の素材の平均硬さ」の値を算出した。その結果を表５に示す。この表５に示すように、この値は５３％であった。なお。この値は上述したように加工硬化率γの逆数を意味している。【００９５】
【表５】
2012086650.tif 000007
【００９６】
この実施例８からも分かるように、素材を溶体化処理して得られる素材の硬さ（即ち溶体化処理後の素材の硬さ）が人工時効処理開始時の素材の硬さの４０％〜６５％（特に望ましくは４５％〜６２％）となるように、溶体化処理の処理条件を設定することにより、人工時効処理開始時の素材について所望する硬さを得ることができる。換言すると、人工時効処理開始時の素材について所望する硬さを得るためには、素材を溶体化処理して得られる素材の硬さが人工時効処理開始時の素材の硬さの４０％〜６５％（特に望ましくは４５％〜６２％）となるように、溶体化処理の処理条件を設定すれば良いことを確認し得た。【００９７】
＜アルミニウム合金の組成の評価＞
実施例１１〜１７では、様々な組成のアルミニウム合金の素材を、本実施形態の図１に示した工程順序に従って人工時効処理した。そして、素材の硬さＨＲＢ、内径の真円度及び導電率を調べた。その結果を表６に示す。なお、実施例１１〜１７において、素材の目標内径は２８ｍｍである。【００９８】
【表６】
2012086650.tif 000008
【００９９】
表６中の「溶体化処理条件」欄は、各実施例に適用した溶体化処理の処理条件を示している。「鍛造加工率」欄は、各実施例に適用した冷間鍛造加工の鍛造加工率を示している。「人工時効処理条件」欄は、各実施例に適用した人工時効処理の処理条件を示している。【０１００】
実施例１１〜１７から分かるように、素材を構成するアルミニウム合金の組成が上述したアルミニウム合金の組成要件を満足し、且つ、溶体化処理の処理条件が熱処理温度５１０℃±１０℃及び熱処理時間３ｈ以上の処理条件であり、更に、人工時効処理の処理条件が時効温度２１０℃±１０℃及び時効時間２ｈ±０．５ｈの処理条件である場合には、素材の硬さを確実に向上させることができ、且つ、素材の内径の真円度を高くすることができ、更に、高い導電率（即ち高い熱伝導性及び放熱性）を得ることができた。【０１０１】
＜製造条件の決定方法例＞
次に、本実施形態のブレーキピストン用素形材の製造方法で用いられる製造条件の決定方法例について、上記実施例の結果を参照して以下に説明する。なお、以下の本説明文では「製品」とはブレーキピストン用素形材をいう。また、「時効ピーク硬さ」とは人工時効処理の際の素材のピーク硬さをいう。【０１０２】
まず、前提条件Ａ〜Ｄについて以下に説明する。【０１０３】
Ａ．加工硬化率γは次のように決定される。すなわち、製品（ブレーキピストン用素形材）の形状は客先からの提示により決定される。すると、この製品を製造する際に適用される冷間鍛造加工は密閉型なので、この製品用素材の体積が決定される。そして、素材の体積と素材を得るためのアルミニウム合金連続鋳造材等の直径とによって、素材の形状が決定され、この決定された素材の形状と製品の形状とによって鍛造加工率が決定される。こうして鍛造加工率が決定されることにより、加工硬化率γが決定される。なお、加工硬化率γの調整については、アルミニウム合金連続鋳造材等の直径を変えることで鍛造加工率を調整し、これにより加工硬化率γを調整することも可能である。【０１０４】
Ｂ．製品の機械特性（特に硬さ）は客先からの要求により決定される。【０１０５】
Ｃ．素材を構成するアルミニウム合金の組成は、製品に要求される機械特性（特に硬さ）を得ることができて且つ溶体化処理後の素材の硬さの経時的変化を小さくするという要件によって、決定される。そして、この決定された組成において、溶体化処理の際にバーニングが発生しない溶体化処理温度の上限と、十分な固溶状態が得られる溶体化処理時間とが決定される。このアルミニウム合金ではその添加元素のうち最も硬さに影響を及ぼす元素はＣｕである。Ｃｕが出来る限り多く固溶し、且つ、溶体化処理の際にバーニングが発生しない溶体化処理温度の上限として例えば５１０℃±１０℃を採用できる。ちなみに、溶体化処理温度の下限はＣｕが固溶可能な温度である。【０１０６】
Ｄ．目的は、製品の一貫製造ラインのタクトの最適化（最小化）を図ることであり、その結果、製品を容易に製造しうるようにする。【０１０７】
次に、製造条件の決定方法の理解に必要な定義について以下に説明する。【０１０８】
製品の製造履歴（素材→溶体化処理→冷間鍛造加工→人工時効処理）と製品（素材）の硬さの変化は次の式１で表現できる。【０１０９】
製品の硬さ＝α×β×γ×溶体化処理後の素材の硬さ  …（式１）
ただし、α：製品の硬さ／時効ピーク硬さ
β：時効ピーク硬さ／人工時効処理開始時の素材の硬さ
γ：冷間鍛造加工後の素材の硬さ／溶体化処理後の素材の硬さ。【０１１０】
また、溶体化処理前の素材の硬さを「Ｈ１」とする。製品の硬さ、即ち人工時効処理後の素材の硬さを「Ｈ４」とする。時効時間を「Ｔ４」とする。また、冷間鍛造加工後の素材の硬さは人工時効処理開始時の素材の硬さと同じである。【０１１１】
γの定義から分かるように、γは加工硬化率を意味している。なお、素材を溶体化処理して得られる素材の硬さ（即ち溶体化処理後の素材の硬さ）が人工時効処理開始時の素材の硬さの４０％〜６５％であるとは、加工硬化率γの逆数が４０％〜６５％であることを意味しており、換言するとγ＝１／（０．４〜０．６５）であることを意味している。【０１１２】
次に、決定方法例について以下に説明する。【０１１３】
−αの決定方法例−
図７Ａに示すように、上記前提条件ＢとＤにより、製品の硬さｖｓ時効時間の最適ポイント（Ｈ４、Ｔ４）が決定される。時効曲線は、時効温度を変えると、時効曲線の傾きや時効ピーク硬さへの到達時間が変わる。すなわち、時効温度を高くすると、時効曲線は概略白矢印方向（左方向）に縮小される。さらに、図７Ｂに示すように、時効曲線は、人工時効処理開始時の素材の硬さを変えると、時効ピーク硬さが変わる。すなわち、人工時効処理開始時の素材の硬さを高くすると、時効曲線は概略白矢印方向（上方向）へ平行移動し、これに伴い時効ピーク硬さが高くなる。【０１１４】
このような時効曲線の性質を踏まえて時効曲線が最適ポイント（Ｈ４、Ｔ４）を通るような時効温度と人工時効処理開始時の素材の硬さとが複数、選択される。【０１１５】
さらに、素材を人工時効処理して得られる素材の硬さ（即ち人工時効処理後の素材の硬さ）がブレーキピストン用素形材（製品）に要求される硬さであって、この硬さが人工時効処理の際の素材のピーク硬さの８５％〜９５％（特に望ましくは８６％〜９３％）となるようにするため、最適ポイント（Ｈ４、Ｔ４）を通る複数の時効曲線のなかからα＝０．８５〜０．９５（特に望ましくは０．８６〜０．９３）の要件を満足するような時効曲線が選択される。【０１１６】
ａ．製品（ブレーキピストン用素形材）の使用環境上の要請を満たすべく、最適ポイント（Ｈ４、Ｔ４）は過時効領域にある必要がある。さらに、製品に要求される硬さを確実に満足させるために、最適ポイント（Ｈ４、Ｔ４）の硬さはピーク硬さの９５％以下であることが望ましい。【０１１７】
ｂ．最適ポイント（Ｈ４、Ｔ４）の硬さはピーク硬さの８５％以上であることが望ましい。その理由について表７と図８を参照して説明すると次のとおりである。【０１１８】
【表７】
2012086650.tif 000009
【０１１９】
表７は、実施例９の素材の導電率及び硬さの変化の調査結果を示している。図８は、実施例９の素材の導電率及び硬さの変化を示す図（グラフ）である。実施例９の素材の材質はアルミニウム合金であって、その組成は上述したアルミニウム合金の組成要件を満足している。また、同実施例９で適用した溶体化処理の処理条件は５１０℃×３ｈ、鍛造加工率は５０％、人工時効処理温度は２１０℃である。相対ＩＡＣＳとは、溶体化処理後の素材の導電率を１とした場合の素材の導電率である。相対ＩＡＣＳその２とは、人工時効処理の際の素材のピーク硬さのとき（ピーク硬さの１００％のとき）の素材の導電率を１とした場合の素材の導電率である。相対ＨＲＢとは、溶体化処理後の素材の硬さを１とした場合の素材の硬さである。相対ＨＲＢその２とは、人工時効処理の際の素材のピーク硬さのとき（ピーク硬さの１００％のとき）の素材の硬さを１とした場合の素材の硬さである。【０１２０】
表７及び図８に示すように、素材の導電率は、その硬さと同様に、人工時効処理の際のピーク硬さのとき（ピーク硬さの１００％のとき）が最も高く、ピーク硬さの８５％のときとピーク硬さの７５％のときとで順次低くなっている。【０１２１】
素材の硬さは、溶体化処理後から冷間鍛造加工後へ移行すると素材の硬さが非常に高くなっていることから、時効時間よりも冷間鍛造加工による加工硬化率γの影響を大きく受ける。一方、素材の導電率は、溶体化処理後から冷間鍛造加工後へ移行しても素材の硬さはあまり変化が無く、加工硬化率γよりも時効時間の影響を大きく受ける。したがって、導電率を高くするため、即ち熱伝導性を高めるためには、人工時効処理時間を管理する必要があり、人工時効処理で高くなった導電率は極力下げないことが望ましい。そのため、導電率に対応する硬さにおいて、最適ポイント（Ｈ４、Ｔ４）の硬さはピーク硬さの８５％以上であることが望ましい。【０１２２】
−βの決定方法例−
βは、選択された時効曲線により決定される。例えば、図５及び６でそれぞれ示した実施例５及び６の場合では、βは１／（０．９５〜０．９９）と決定される。【０１２３】
−γの決定方法例−
γは、上述したように加工硬化率を意味しており、したがって溶体化処理後の素材の形状と冷間鍛造加工後の素材の形状とにより決定される。本実施形態では、γ＝１／（０．４〜０．６５）の要件を満足することが望ましい。【０１２４】
−α、β、γの決定例−
したがって、α、β、γは例えば次のように決定される。【０１２５】
α：β：γ＝（０．８５〜０．９５）：１／（０．９５〜０．９９）：１／（０．４〜０．６５）【０１２６】
よって、上記（式１）を満たすように溶体化処理後の素材の硬さを設定することにより、要求される硬さ及び高い熱伝導性（即ち高い放熱性）を有するブレーキピストン用素形材（製品）を製造することができるし、ブレーキピストン用素形材の一貫製造ラインのタクトの最適化を図ることができる。【０１２７】
−溶体化処理の処理条件の決定方法−
溶体化処理の処理条件としての溶体化処理温度の決定方法は次のとおりである。すなわち、上述したアルミニウム合金の組成要件を満足する素材を用いて、表８及び図９に示すような、溶体化処理後の素材の硬さｖｓ溶体化処理温度の関係を示すグラフを予備実験により作成しておく。そして、このグラフに基づいて、溶体化処理後の素材の硬さが上記（式１）を満たすような溶体化処理後の素材の硬さとなるように、溶体化処理温度が決定される。【０１２８】
溶体化処理の処理条件としての溶体化処理時間は、十分な固溶状態を実現すべく、短縮することは困難であるため、参考例１〜３で適用した溶体化処理時間はいずれも３ｈとしている。【０１２９】
【表８】
2012086650.tif 000010
【０１３０】
本願は、２０１０年１２月２２日付で出願された日本国特許出願の特願２０１０−２８５７０６号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。【０１３１】
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではなく、ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、この発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。【０１３２】
本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものであるが、この開示は本発明の原理の実施例を提供するものと見なされるべきであって、それら実施例は、本発明をここに記載しかつ／または図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。【０１３３】
本発明の図示実施形態を幾つかここに記載したが、本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではなく、この開示に基づいていわゆる当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び／又は変更を有するありとあらゆる実施形態をも包含するものである。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施例に限定されるべきではなく、そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、この開示において、「preferably」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。この開示および本願のプロセキューション中において、ミーンズ・プラス・ファンクションあるいはステップ・プラス・ファンクションの限定事項は、特定クレームの限定事項に関し、ａ）「means for」あるいは「step for」と明確に記載されており、かつｂ）それに対応する機能が明確に記載されており、かつｃ）その構成を裏付ける構成、材料あるいは行為が言及されていない、という条件の全てがその限定事項に存在する場合にのみ適用される。この開示および本願のプロセキューション中において、「present invention」または「invention」という用語は、この開示範囲内における１または複数の側面に言及するものとして使用されている場合がある。このpresent inventionまたはinventionという用語は、臨界を識別するものとして不適切に解釈されるべきではなく、全ての側面すなわち全ての実施形態に亘って適用するものとして不適切に解釈されるべきではなく（すなわち、本発明は多数の側面および実施形態を有していると理解されなければならない）、本願ないしはクレームの範囲を限定するように不適切に解釈されるべきではない。この開示および本願のプロセキューション中において、「embodiment」という用語は、任意の側面、特徴、プロセスあるいはステップ、それらの任意の組み合わせ、及び／又はそれらの任意の部分等を記載する場合にも用いられる。幾つかの実施例においては、各種実施形態は重複する特徴を含む場合がある。この開示および本願のプロセキューション中において、「e.g.,」、「NB」という略字を用いることがあり、それぞれ「たとえば」、「注意せよ」を意味するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は、ブレーキピストン用素形材の製造方法及びブレーキピストン用素形材に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１：冷間鍛造加工装置
２：パンチ
５：成形ダイ
１０：素材
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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