(57)【要約】【課題】加工時における焼き付きを防止するとともに成形性を高くでき、かつ、耐応力腐食割れ性を高くでき、安定して高強度を実現できる高強度アルミニウム合金ボルトを実現する高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法を実現することである。【解決手段】ボルト３０の製造方法は、７０００系のアルミニウム合金製の線材に伸線処理を行って形成される伸線後素材を所定長さに切断し、冷間鍛造で頭部１３ａを有する中間素材１３を形成する中間素材形成工程と、中間素材１３に溶体化処理を有する熱処理を行う熱処理工程と、頭部１３ａに連続する軸部中間要素１３ｂに雄ネジ３２の転造を行う転造工程とを含み、中間素材形成工程は、伸線後素材の断面積に対して中間素材１３、または中間素材１３の前段階の中間素材の断面積の減少率で５０〜６０％となる絞り加工を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
７０００系のアルミニウム合金製の線材に伸線処理を行って形成される伸線後素材を所定長さに切断し、冷間鍛造で頭部を有する中間素材を形成する中間素材形成工程と、
前記中間素材に溶体化処理を有する熱処理を行う熱処理工程と、
前記頭部に連続する軸部中間要素に雄ネジの転造を行う転造工程とを含む、高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法であって、
前記中間素材形成工程は、前記伸線後素材の断面積に対して前記中間素材、または前記中間素材の前段階の中間素材の断面積の減少率で５０〜６０％となる絞り加工を行う、
高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法において、
前記中間素材形成工程は、前記頭部の先端面に穴を形成する、
高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法において、
前記ボルトは、軸部の少なくとも先端側に前記雄ネジが形成され、前記軸部のうち前記頭部側の少なくとも一部が前記雄ネジを有しない非ネジ部である半ネジであり、
前記熱処理工程後、前記転造工程前に、前記雄ネジを形成する部分に絞り加工を行う熱処理後絞り工程を有する、
高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度のアルミニウム合金ボルトを製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からアルミニウム合金製のボルトの製造方法が知られている。例えば、特許文献１に記載されたボルトの製造方法では、アルミニウム基合金製の材料をワイヤー形状または棒形状の線材で溶体化処理（熱処理）し、次に時効硬化させる。その後に圧造工程（冷間鍛造）にて軸部を絞り加工することで加工硬化させ、その後、軸部に雄ネジの転造加工を行なう。特許文献１には、アルミニウム合金として、Ａ１−Ｍｇ−Ｚｎ系合金の７０００系の合金を使用することも示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０１２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高強度のアルミニウム合金ボルトを製造することを目的として、７０００系のアルミニウム合金製の線材を用いることが考えられる。一方、この線材からボルトを製造する場合において、特許文献１に記載された方法を用いる場合には、冷間鍛造による加工の前に熱処理を行うので、熱処理後の線材の硬度が高くなる。これにより、その後に冷間鍛造で頭部を成形したり、軸部に絞り加工を行う場合における成形性が悪化する。例えば、頭部に割れが生じやすくなる。
【０００５】
一方、７０００系のアルミニウム合金製の線材を用いて、絞り加工及び頭部成形のための加工により中間素材を形成した後、軸部に雄ネジの転造加工を行ない、その後、熱処理を行うことによってボルトを製造する方法も考えられる。しかしながら、通常の絞り加工を行った後、熱処理する場合には、熱処理によるアルミニウム合金の再結晶化において、結晶粒の粗大化が生じる可能性があるし、結晶粒の微細化が十分でない可能性もある。この場合には、ボルトの耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ性）が悪化する。また、６０００系のアルミニウム合金製の線材を用いる場合には、耐応力腐食割れ性の問題は低くなるが、ボルトの強度を高くする面から改良の余地がある。さらに、ボルトの製造メーカーでは、ボルトの強度を安定して高くすると共に、加工時における金型の焼き付きを防止することが望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法において、加工時における焼き付きを防止するとともに成形性を高くでき、かつ、耐応力腐食割れ性を高くでき、安定して高強度を実現できる高強度アルミニウム合金ボルトを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法は、７０００系のアルミニウム合金製の線材に伸線処理を行って形成される伸線後素材を所定長さに切断し、冷間鍛造で頭部を有する中間素材を形成する中間素材形成工程と、前記中間素材に溶体化処理を有する熱処理を行う熱処理工程と、前記頭部に連続する軸部中間要素に雄ネジの転造を行う転造工程とを含む、高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法であって、前記中間素材形成工程は、前記伸線後素材の断面積に対して前記中間素材、または前記中間素材の前段階の中間素材の断面積の減少率で５０〜６０％となる絞り加工を行う。
【０００８】
本発明に係る高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法によれば、熱処理の前に頭部の形成を含む冷間鍛造を行うので、熱処理の後にこの冷間鍛造を行う場合よりもボルトの成形性が高くなる。さらに、中間素材形成工程は、伸線後素材に対しての断面積の減少率で５０〜６０％となる絞り加工を行うので、熱処理による再結晶化において、結晶粒を微細にできる。これにより、ボルトの耐応力腐食割れ性が高くなる。さらに、７０００系のアルミニウム合金製の線材を用いるとともに、結晶粒の微細化によって、ボルトの強度を高くできる。さらに、中間素材形成工程において、伸線後素材に対しての断面積の減少率で５０％以上となる絞り加工を行うことで、ボルトの強度を、バラツキを抑制して安定して高くできると共に、伸線後素材に対しての断面積の減少率で６０％以下となる絞り加工を行うことで、加工時における焼き付きを防止できる。さらに、断面積の減少率で５０％以上となる絞り加工を行うために、従来と同じ直径の軸部を形成する場合に、伸線後素材の直径が大きくなる。これにより、頭部の割れを防止しやすくなり、この面からもボルトの成形性が高くなる。
【０００９】
また、本発明に高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法において、好ましくは、前記中間素材形成工程は、前記頭部の先端面に穴を形成する。
【００１０】
上記の好ましい構成によれば、頭部に穴を形成することは割れを防止する面から不利であるが、従来と同じ直径の軸部を形成する場合に伸線後素材の直径が大きくなるので、頭部の割れを防止できる効果が顕著になる。
【００１１】
また、本発明に高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法において、好ましくは、前記ボルトは、軸部の少なくとも先端側に前記雄ネジが形成され、前記軸部のうち前記頭部側の少なくとも一部が前記雄ネジを有しない非ネジ部である半ネジであり、前記熱処理工程後、前記転造工程前に、前記雄ネジを形成する部分に絞り加工を行う熱処理後絞り工程を有する。
【００１２】
上記の好ましい構成によれば、熱処理前の絞り加工による結晶粒の微細化と、熱処理後の絞り加工による加工硬化との複合的な強化の影響を受けて、より高強度のネジ部を形成できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法によれば、加工時における焼き付きを防止するとともに成形性を高くでき、かつ、耐応力腐食割れ性を高くでき、安定して高強度を実現できる高強度アルミニウム合金ボルトを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る実施形態の高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法を示す図である。
【図２】図１（ａ）から（ｂ）において線材に金型を用いて絞り加工を行う状態を示す図である。
【図３】比較例のアルミニウム合金ボルトの製造方法の１例を示す図である。
【図４】実施形態の別例の製造方法により得られたボルトの中心部における断面組織写真（ａ）と、比較例の別例のアルミニウム合金ボルトの製造方法により得られたボルトの中心部における断面組織写真（ｂ）とを示す図である。
【図５】実施形態の別例の製造方法により得られたボルトの中心部における断面組織写真であって、結晶粒の寸法と形状を分析するために用いた写真を示す図である。
【図６】実施形態の別例の製造方法により得られたボルトの５例と、比較例の別例の製造方法により得られたボルトの５例とを用いて、引っ張り強度のバラツキを比較した実測結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を用いて本発明に係る実施形態につき、詳細に説明する。以下で説明する形状、数値、数量などは説明のための例示であって、高強度アルミニウム合金ボルトの仕様により変更が可能である。以下では、同様の構成には同一の符号を付して説明する。
【００１６】
図１は、実施形態の高強度アルミニウム合金ボルトの製造方法を示している。以下、高強度アルミニウム合金ボルトは、ボルト３０と記載する。図２は、図１（ａ）から（ｂ）において線材１０に金型２０を用いて絞り加工を行う状態を示す図である。実施形態の製造方法では、８質量％以上のＺｎを含有したＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系の７０００系のアルミニウム合金から、半ネジとしてのボルト３０を製造する。
【００１７】
ボルト３０に用いるアルミニウム合金は、例えば８質量％以上のＺｎを含有したＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系の合金である。例えば、この合金は、２．９質量％のＭｇと、８．６質量％のＺｎと、１．２質量％のＣｕと、０．１２質量％のＺｒとを含有し、残部の一部にＡｌを含んで構成することが好ましい。この好ましい合金は、以下、「特別組成アルミニウム合金」と記載する。ボルト３０に用いるアルミニウム合金は、これ以外の組成のＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系の合金において、８質量％以上のＺｎを含有するものであれば、ＪＩＳ規格及びＡＡ規格で７ＸＸＸ系アルミニウム合金としてもよい。
【００１８】
図１の実施形態ではボルト３０を製造する。具体的には、図１で示すように、ボルト３０は、頭部１３ａと、軸部３１とを備える。頭部１３ａは、円筒面状の外周面にセレーション部１４が形成された外形を有する。また、頭部１３ａの先端面には六角穴１５が形成される。六角穴１５には六角レンチ（図示せず）が係合可能である。軸部３１は、少なくとも先端側に雄ネジ３２が形成され、頭部１３ａ側の一部を含む残りの部分が雄ネジを有しない非ネジ部１６ｂである。このようなボルト３０は半ネジと呼ばれる。
【００１９】
実施形態では、軸部３１となる部分の全体に、熱処理の前に、伸線後素材に対しての断面積の減少率で５０〜６０％となる絞り加工を行う。熱処理における溶体化処理により、アルミニウム合金は再結晶されるが、そのときに形成される結晶粒の粒径は、その前での冷間鍛造による歪の程度に支配され、歪が大きいほど結晶粒は微細化される。結晶粒の微細化は、ボルトの高強度と耐応力腐食割れ性の向上に寄与する。また、熱処理の前に絞り加工を行うので、熱処理によって硬度が高くなってから絞り加工を行う場合よりも成形性を高くできる。これにより、実施形態によれば、成形性を高くでき、かつ、耐応力腐食割れ性を高くできる高強度のボルト３０を実現できる。
【００２０】
なお、実施形態のボルト３０と異なり、軸部のほぼ全長にわたって雄ネジを形成する場合もある。このようなボルトは、半ネジに対して「全ネジ」と呼ばれる。
【００２１】
次に、図１を用いて、ボルト３０の製造方法を具体的に説明する。まず図１（ａ）では、所定長さの円柱状の線材１０が形成される。この線材１０は、アルミニウム合金の材料メーカーから伸線メーカーを介してボルトの製造メーカーに納入されたコイル状の線材(図示せず)が冷間鍛造機に送られ、所定長さに切断されることにより形成される。コイル状の線材は、上記の８質量％以上のＺｎを含有したＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系のアルミニウム合金、例えば特別組成アルミニウム合金の線材に伸線処理を行って形成される伸線後素材である。伸線処理は、例えば材料メーカーで形成する線材に対し、伸線メーカーにおいて押し出しまたは圧延加工によって直径が縮小した線材を形成することにより行われる。このような伸線処理によっては、線材の組織の結晶粒の大きさはほとんど変化しない。
【００２２】
コイル状の線材は、冷間鍛造機に送られることで、中間素材形成工程が行われる。中間素材形成工程は、図１（ａ）に示すようにコイル状の線材が所定長さに切断されることで円柱状の線材１０を形成する。このため、線材１０の直径ｄ１は、コイル状の線材の直径と同一である。次いで、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、冷間鍛造機で線材１０にヘッダ加工と絞り加工とが行われる。図１（ｂ）〜（ｄ）では、形状を徐々に形成するように複数段階の中間素材１１，１２を経た後、図１（ｄ）に示す中間素材１３が形成される。図１（ｂ）の中間素材１１では、頭部中間要素１１ａと、頭部中間要素１１ａに連結された軸部中間要素１１ｂとが形成される。中間素材１１は、中間素材１３の前段階として形成される。頭部中間要素１１ａの直径ｄ１ａは、線材１０の直径ｄ１と同一である。軸部中間要素１１ｂの直径ｄ２ａは、頭部中間要素１１ａの直径ｄ１ａより小さく、後述の図１（ｆ）に示す非ネジ部１６ｂの直径である胴部径ｄ３と略同一である。
【００２３】
図２に示すように、図１（ａ）から図１（ｂ）において線材１０に金型２０を用いて絞り加工を行う場合には、金型２０の成形穴２１に線材１０が図２の矢印α方向に挿入されて押し込まれる。成形穴２１は、線材１０の挿入側開口近くの大径円筒部２２と、大径円筒部２２より挿入方向前側(図２の右側)に形成され、大径円筒部２２より小径の中間円筒部２３とを有する。大径円筒部２２と中間円筒部２３との間には、大径円筒部２２側から順に、断面円弧形の断面減少部としてのアプローチ部２４と、ベアリング部と呼ばれる小径円筒部２５とが接続される。小径円筒部２５の直径は、中間円筒部の直径よりさらに小さい。線材１０は、成形穴２１に図２の矢印β方向に押し込まれることにより、絞り加工が行われる。この絞り加工では、コイル状の線材に対しての長手方向に対し直交する平面についての断面積の減少率（断面減少率）で５０〜６０％となる加工が行われる。これにより、後述のように熱処理による再結晶化において、結晶粒を微細にできる。
【００２４】
断面減少率は、次式（１）で算出される。
断面減少率（％）＝｛（コイル状の線材の断面積）−（軸部中間要素の直径）｝／（コイル状の線材の断面積）×１００  ・・・（１）
【００２５】
中間素材形成工程では、最終的に、図１(ｄ)に示すように、頭部１３ａと、頭部１３ａに連続する軸部中間要素１３ｂとを有する中間素材１３が形成される。軸部中間要素１３ｂは、図１（ｈ）に示すボルト３０の軸部３１を形成する。中間素材１３は、軸部中間要素１３ｂとなる部分の全体に絞り加工が行われることで、軸部中間要素１３ｂの全体に第１絞り部１３ｃが形成される。図１（ｄ）では、頭部１３ａの外周面にセレーション部１４が形成されると共に、先端面に六角穴１５が形成される。図１（ｃ）（ｄ）に移行する工程において、中間素材１１，１２の頭部中間要素１１ａ、１２ａに加工が加えられる等によって、軸部中間要素１１ｂ、１２ｂにも太くする方向にわずかに加工が加わる。これに伴って、図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に、軸部中間要素１１ｂ、１２ｂ、１３ｂの直径ｄ２ａ、ｄ２ｂ、ｄ２ｃをわずかずつ大きくしてもよい。この場合には、軸部中間要素１１ｂ、１２ｂにさらに加工が加わることで、熱処理による再結晶化において、結晶粒がより微細化する。この場合でも、熱処理の直前の中間素材１３の軸部中間要素１３ｂについて、コイル状の線材の断面積に対して軸部中間要素１３ｂの断面積の減少率は５０〜６０％となっている。なお、軸部中間要素１１ｂ、１２ｂ、１３ｂの直径ｄ２ａ、ｄ２ｂ、ｄ２ｃを略同一としてもよい。
【００２６】
その後、図１（ｅ）において、中間素材１３に溶体化処理を有する熱処理工程が行われる。この溶体化処理によって、アルミニウム合金が再結晶され、そのときに結晶粒が微細化される。
【００２７】
次に、図１（ｆ）において、熱処理工程後の中間素材１３における軸部中間要素１３ｂの雄ネジを形成する先端側を含む部分に、さらに絞り加工を行い第２絞り部１６ｃを形成する熱処理後絞り工程が行われ、中間素材１６が形成される。熱処理後絞り工程により、中間素材１６の軸部中間要素１６ａには、頭部１３ａ側の非ネジ部１６ｂと、非ネジ部１６ｂからテーパ部を介して先端側に連続する部分の第２絞り部１６ｃとが形成される。第２絞り部１６ｃの直径である転造下径ｄ４は、非ネジ部１６ｂの直径である胴部径ｄ３より小さい。非ネジ部１６ｂは、熱処理後絞り工程において金型で支持される部分である。次に、図１（ｇ）に示すように、転造加工部において、中間素材１６の第２絞り部１６ｃに雄ネジ３２（図１（ｈ））の転造を行う転造工程が行われ、頭部１３ａ及び軸部３１を有する半ネジとしてのボルト３０が製造される（図１（ｈ））。
【００２８】
上記の実施形態の製造方法によれば、熱処理の前に頭部１３ａの形成を含む冷間鍛造を行うので、熱処理の後にこの冷間鍛造を行う場合よりもボルト３０の成形性が高くなる。さらに、中間素材形成工程は、コイル状の線材に対しての断面積の減少率（断面減少率）で５０〜６０％となる絞り加工を行うので、熱処理による再結晶化において、結晶粒を微細にできる。これにより、ボルト３０の耐応力腐食割れ性が高くなる。さらに、７０００系のアルミニウム合金製の線材１０を用いるとともに、結晶粒の微細化によって、ボルト３０の強度を高くできる。さらに、中間素材形成工程において、断面減少率で５０％以上となる絞り加工を行うことで、ボルト３０の強度を、バラツキを抑制して安定して高くできると共に、断面減少率で６０％以下となる絞り加工を行うことで、加工時における金型の焼き付きを防止できる。したがって、加工時における焼き付きを防止するとともに成形性を高くでき、かつ、耐応力腐食割れ性を高くでき、安定して高強度を実現できるボルト３０を実現できる。
【００２９】
実施形態のように、結晶粒の微細化のために材料に一定以上の歪を発生させるためには、加工前の線材の直径を大きくすることで、絞り加工によって断面減少率を大きくできるようにする必要がある。このとき、断面積の減少率で５０％以上となる絞り加工を行うために、従来と同じ直径の軸部３１を形成する場合に、伸線後素材であるコイル状の線材の直径が大きくなる。これにより、頭部１３ａの割れを防止しやすくなり、この面からもボルト３０の成形性が高くなる。一方、線材の直径が大き過ぎると、頭部１３ａの成形性及び金型の焼き付きの問題を生じる可能性がある。頭部１３ａの成形性については、線材径より頭部１３ａの直径を大きくするように加工することが一般的であり、線材径が大き過ぎると、頭部１３ａの成形性が悪化する。また、線材径が大き過ぎると、金型が焼き付く可能性が高くなる。焼き付きは、主として、金型の小径円筒部２５（図２）で生じるが、アプローチ部２４（図２）でも焼き付きが生じる可能性がある。上記のように絞り加工を、断面減少率で６０％以下となる加工とすることにより、ＪＩＳ規格品の様々なボルト頭部形状またはそれに類似する形状のボルトを製造する場合に、頭部１３ａの成形性及び焼き付きの問題を生じることなく加工を行える。例えば、実施形態では、中間素材１１の頭部中間要素１１ａの直径ｄ１ａを、線材１０の直径ｄ１と同一とすることで、太い線材から細い頭部中間要素を形成する必要がないので、頭部１３ａの成形性の問題を防止できる。なお、線材１０に絞り加工とヘッダ加工とを行って、前段階の中間素材を形成せず、直接に中間素材１３を形成し、そのときにコイル状の線材の断面積に対して軸部中間要素１３ｂの断面積の減少率を５０〜６０％としてもよい。この場合でも、加工時における焼き付きを防止するとともに成形性を高くでき、かつ、耐応力腐食割れ性を高くでき、安定して高強度を実現できるボルトを得られる。
【００３０】
さらに、中間素材形成工程は、頭部１３ａの先端面に六角穴１５を形成する。これにより、頭部１３ａに六角穴１５を形成することは割れを防止する面から不利であるが、従来と同じ直径の軸部３１を形成する場合にコイル状の線材の直径が大きくなるので、頭部１３ａの割れを防止できる効果が顕著になる。
【００３１】
さらに、ボルト３０は半ネジであり、熱処理工程後、転造工程前に、軸部中間要素１６ａの雄ネジ３２を形成する部分である先端側を含む部分に絞り加工を行う熱処理後絞り工程が行われる。これにより、ボルト３０が、熱処理前の絞り加工による結晶粒の微細化と、熱処理後の絞り加工による加工硬化との複合的な強化の影響を受けて、より高強度のネジ部を形成できる。また、ボルト３０の最弱部となりやすいネジ部を高強度にできることによって、ボルト３０の強度を高くできる。なお、非ネジ部１６ｂの軸方向における長さを極力短くすることによって、全ネジ形状に近いボルトを製造することもできる。
【００３２】
さらに、ボルト３０は、８質量％以上のＺｎを含有したＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系のアルミニウム合金製であるので、引っ張り強度等の強度をより高くできる。さらに、ボルト３０を、特別組成アルミニウム合金製としているので、さらに引っ張り強度等の強度を高くできる。
【００３３】
図３は、比較例のアルミニウム合金ボルトの製造方法の１例を示している。図３（ａ）に示すように、伸線後素材であるコイル状の線材が冷間鍛造機に送られ、所定長さで切断されることにより円柱状の線材１０ａが形成される。次いで、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、冷間鍛造機で線材１０ａにヘッダ加工と絞り加工とが行われる。図３（ｂ）〜（ｄ）では、形状を徐々に形成するように複数段階の中間素材４０，４１を経た後、図３（ｄ）に示す中間素材４２が形成される。ヘッダ加工では、中間素材４２において頭部４２ａの先端面に六角穴４３が形成されるように加工が行われる。絞り加工では、軸部中間要素４２ｂの先端側を含む部分に、コイル状の線材に対しての断面積の減少率で２０％となるように加工が行われて絞り部４２ｃが形成される。軸部中間要素４２ｂの頭部４２ａ側には絞りが行われない非ネジ部４２ｄが形成される。
【００３４】
次いで、図３（ｅ）に示すように、転造加工部において、中間素材４２の絞り部４２ｃに雄ネジ３２ａ（図３（ｇ））の転造を行う転造工程が行われる。そして、図３（ｆ）に示すように、雄ネジ３２ａが形成された中間素材４２に溶体化処理を有する熱処理が行われることで、半ネジとしてのボルト３０ａが製造される（図３（ｇ））。図３（ａ）から図３（ｂ）では絞り加工は行われず、図３（ｃ）から図３（ｄ）で絞り加工が行われる。絞り加工では、軸部中間要素４２ｂの絞り部４２ｃを形成するために、コイル状の線材に対しての断面積の減少率（断面減少率）で２０％となるように加工が行われる。これにより、比較例では、線材１０ａの直径ｄ１ａとして、軸部中間要素４２ｂの非ネジ部４２ｄの直径である胴部径ｄ３ａや、絞り部４２ｃの直径である転造下径ｄ４ａとかなり近いものが選択されるので線材１０ａは比較的細くなっている。一方、図１に示した実施形態の場合には、断面減少率を５０〜６０％とするので、線材１０の直径ｄ１として、胴部径ｄ３（図１（ｆ））や、転造下径ｄ４（図１（ｆ））に対して、通常では用いられないかなり大きいものが選択されることにより、線材１０はかなり太くなる。
【００３５】
上記の比較例の製造方法で得られた比較例のボルト３０ａでは、絞り部４２ｃを形成するための絞り加工で、線材に対しての断面積の減少率で２０％となるように加工が行われる。これにより、その後の溶体化処理によるアルミニウム合金の再結晶時における結晶粒の微細化が耐応力腐食割れ性の向上、及び強度向上の面から十分でない。このため、ボルト３０ａの耐応力腐食割れ性が悪化する可能性がある。また、ボルト３０ａの強度を高くする面から改良の余地がある。
【００３６】
図４は、実施形態の別例の製造方法により得られた実施例のボルトの中心部における断面組織写真（ａ）と、比較例の別例のアルミニウム合金ボルトの製造方法により得られたボルトの中心部における断面組織写真（ｂ）とを示している。実施形態の別例は、図１、図２に示した実施形態の製造方法で、図１（ｆ）に示した熱処理後絞り工程を行わない。実施形態の別例の製造方法では、図１（ｅ）の熱処理工程後、中間素材の軸部の外周面のほぼ全体に雄ネジを形成するネジ転造工程を行うことで、全ネジとしてのボルトを製造する。
【００３７】
図４（ａ）は、中間素材形成工程において伸線後素材に対しての断面積の減少率（断面減少率）が５５％の絞り加工を行った場合の断面組織写真である。
【００３８】
一方、比較例の別例の製造方法は、図４（ａ)のボルトの製造方法において、中間素材形成工程において断面減少率が２２％となるように絞り加工を行っている。図４（ａ）（ｂ）は、同じ倍率で拡大している。図４（ａ）（ｂ）を比較して、実施形態の別例の場合には、比較例の別例に比べてボルトの中心部における結晶粒を微細化できることを確認できた。具体的には、図４（ａ）に示す実施形態の別例で得られたボルトでは、図４（ｂ）に示す比較例の別例で得られたボルトに対し、結晶粒の大きさを約１／４〜約１／３とすることができた。
【００３９】
図５は、実施形態の別例の製造方法により得られたボルトの中心部における断面組織写真であって、結晶粒の寸法と形状を分析するために用いた写真を示している。図５では結晶粒を分かり易くするために、縦方向（図５の上下方向）長さと横方向（図５の左右方向）長さとを示す十字形を追加している。右の十字形を用いて示す結晶粒の縦方向長さは４２．１１μｍであり、横方向長さは１２．３０μｍである。左の十字形を用いて示す結晶粒の縦方向長さは１７．９１μｍであり、横方向長さは１６．３３μｍである。図５において、絞り加工による圧縮方向は左右方向である。図５から、特に右の十字形を用いて示す結晶粒のように、絞り加工時の圧縮方向に応じて、多くの結晶粒で縦方向に長くなっていることが分かる。
【００４０】
図６は、実施形態の別例の製造方法により得られたボルトの５例と、比較例の別例の製造方法により得られたボルトの５例とを用いて、引っ張り強度のバラツキを比較した実測結果を示す図である。実施形態の別例の製造方法は、図４（ａ）で断面組織写真を示したボルトを製造する方法と同様である。例えば、中間素材形成工程において、伸線後素材に対しての断面積の減少率（断面減少率）が５５％の絞り加工を行っている。そして、実施形態の別例の製造方法によって、５つのボルトを製造し、それぞれ実施例１〜５とした。次に実施例１〜５のそれぞれで引っ張り強度を実測し、その結果を、図６（ａ）に示している。図６（ａ）では、実施例１〜５の引っ張り強度の平均値も示している。
【００４１】
また、比較例の別例の製造方法は、図４（ａ)のボルトの製造方法において、中間素材形成工程における伸線後素材に対しての断面積の減少率（断面減少率）が３０％となるように絞り加工を行っている。そして、比較例の別例の製造方法によって、５つのボルトを製造し、それぞれ比較例１〜５とした。次に比較例１〜５のそれぞれで引っ張り強度を実測し、その結果を、図６（ｂ）に示している。図６（ｂ）では、比較例１〜５の引っ張り強度の平均値も示している。
【００４２】
図６(ａ)に示すように、実施形態の別例では、ボルトの強度を、バラツキを抑制して安定して高くできることを確認できた。この理由は、中間素材形成工程において、伸線後素材に対しての断面積の減少率で５０％以上となる絞り加工を行っていることによる。
【００４３】
一方、図６（ｂ）に示すように、比較例の別例では、ボルトの強度のバラツキが大きくなった。図６（ｂ）では、Ｘ印を付している比較例３、比較例４で、引っ張り強度のバラツキが大きくなっている。この理由は、中間素材形成工程において、伸線後素材に対しての断面積の減少率で３０％となる絞り加工を行っているので、アルミニウム合金の再結晶の際における結晶粒の微細化が強度のバラツキ抑制の面から十分でないことにあると考えられる。
【００４４】
また、本発明者が行った実験によると、中間素材形成工程において、伸線後素材に対しての断面積の減少率で６０％を超える絞り加工を行った場合には、焼き付きが発生する場合があったが、６０％以下では焼き付きの発生を確認できなかった。これにより本発明の効果を確認できた。
【００４５】
なお、上記の実施形態の説明において、ボルトの頭部に形成する穴は六角穴に限定せず、十字穴、矩形穴、円穴等、種々の形状を採用できる。また、先端面に穴が形成された頭部にフランジが形成されてもよく、または、外形が皿ネジの頭部であってもよく、または、頭部の外形が半球状、または半球の先端に平坦部が形成されてもよい。また、ボルトの頭部の先端面には穴が形成されなくてもよい。例えば、ボルトの頭部は、先端面に穴がない六角形の頭部としてもよく、または、その頭部にフランジが形成されてもよい。また、ボルトの頭部はトルクス(登録商標)の形状であってもよい。トルクス（登録商標）は、六角形の各辺が内側に円弧形に窪んだ形状である。
【００４６】
また、ボルトは、８質量％以上のＺｎを含有したＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系のアルミニウム合金以外の７０００系のアルミニウム合金製としてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０,１０ａ  線材、１１，１２，１３  中間素材、１１ａ  頭部中間要素、１１ｂ軸部中間要素、１３ａ  頭部、１３ｂ  軸部中間要素、１３ｃ  第１絞り部、１４  セレーション部、１５  六角穴、１６  中間素材、１６ａ  軸部中間要素、１６ｂ  非ネジ部、１６ｃ  第２絞り部、２０  金型、２１  成形穴、２２  大径円筒部、２３  中間円筒部、２４  アプローチ部、２５  小径円筒部、３０,３０ａ  ボルト、３１  軸部、３２,３２ａ  雄ネジ、４０,４１,４２  中間素材、４２ａ  頭部、４２ｂ  軸部中間要素、４２ｃ  絞り部、４２ｄ  非ネジ部、４３  六角穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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