(57)【要約】【課題】機械的強度が優れ、しかも、機械的強度が均一な鍛造製品（ホイール等）を製造することができる鍛造ビレット及び該鍛造ビレットから得られるホイールを提供すること。【解決手段】本発明は、軽金属合金を鋳造して鋳造ビレット４とし、該鋳造ビレット４を加圧圧縮して得られる鍛造ビレット１０であって、金属結晶粒子のＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に基づく平均粒径が、３０μｍ以下である鍛造ビレット１０である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽金属合金を鋳造して鋳造ビレットとし、該鋳造ビレットを加圧圧縮して得られる鍛造ビレットであって、
金属結晶粒子のＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に基づく平均粒径が、３０μｍ以下である鍛造ビレット。
【請求項２】
前記軽金属合金がアルミニウム合金であり、
下記式を満たす請求項１記載の鍛造ビレット。
Ｈ１／Ｈ２≧３．５
（式中、Ｈ１は、鋳造ビレットの加圧圧縮される方向の長さを示し、Ｈ２は、鍛造ビレットの加圧圧縮された方向の長さを示す。）
【請求項３】
前記軽金属合金がマグネシウム合金であり、
下記式を満たす請求項１記載の鍛造ビレット。
Ｈ１／Ｈ２≧４．０
（式中、Ｈ１は、鋳造ビレットの加圧圧縮される方向の長さを示し、Ｈ２は、鍛造ビレットの加圧圧縮された方向の長さを示す。）
【請求項４】
鍛流線を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレット。
【請求項５】
前記加圧圧縮が、密閉鍛造によるものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレット。
【請求項６】
多角柱状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレット。
【請求項７】
前記鋳造ビレットを一方向に加圧圧縮してプレ鍛造ビレットとし、該プレ鍛造ビレットを加圧圧縮した方向とは異なる方向に更に加圧圧縮して得られる請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレット。
【請求項８】
前記加圧圧縮が３００〜５５０℃の温度、９．８×１０３ｋＮ〜８８．２×１０３ｋＮの圧力条件下で施される請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレット。
【請求項９】
前記軽金属合金が、カルシウムを４〜８質量％含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレット。
【請求項１０】
車両のホイール製造用である請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレット。
【請求項１１】
飛翔体部品用、運送用機器部品用、産業用機器部品用、建築資材用の機器、光学用機器部品用又はこれら用途の部材製造用である請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレット。
【請求項１２】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレットを鍛造成形して得られるプレホイール。
【請求項１３】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレットを鍛造成形して得られるホイール。
【請求項１４】
ディスク部と、該ディスク部の周縁に設けられる外リム部及び内リム部と、を備えるホイールにおいて、
前記ディスク部、前記外リム部及び前記内リム部から選ばれる少なくとも１つの部分が、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレットから製造されたものであるホイール。
【請求項１５】
前記ディスク部、前記外リム部及び前記内リム部から選ばれる少なくとも１つの部分の金属結晶粒子のＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に基づく平均粒径が３０μｍ以下である請求項１４記載のホイール。
【請求項１６】
前記ディスク部、前記外リム部及び前記内リム部が、一体となっている請求項１４記載のホイール。
【請求項１７】
前記ディスク部が、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレットから製造されたものであり、
該ディスク部に、前記外リム部及び前記内リム部からなるリム部が取り付けられた請求項１４記載のホイール。
【請求項１８】
前記ディスク部が、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造ビレットから製造されたものであり、
該ディスク部に、前記外リム部及び前記内リム部が取り付けられた請求項１４記載のホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造ビレット及びホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用タイヤには、支持体としての金属性のホイールが備わっている。
近年、かかるホイールにおいては、極力、軽量でデザイン性の高いものが望まれている。
【０００３】
このようなホイールに関しては、例えば、鋳造で製造したアルミニウム合金製の丸棒を切断して得たビレットに対して、金型で鍛造プレスすることによりホイールを製造する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
また、鋳造したマグネシウム合金を歪加工し、再結晶化したマグネシウム合金からなる車両用ホイールが知られている（例えば、特許文献２参照）。
これらのホイールは、いずれも鋳造されたビレット（以下「鋳造ビレット」という。）から鍛造成形することによって、得られるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１００１７号公報
【特許文献２】特開２００７−３０８７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載のホイールは、いずれも、鋳造ビレットが鍛造により複雑な形状に成形されるので、全体的にではなく、部分的にしか引き延ばされない結果、金属組織的にみて、機械的強度が弱い部分が偏在することになる。すなわち、得られるホイールは、機械的強度が不均一となる。
【０００６】
具体的には、従来のホイールにおいて、円柱状の鋳造ビレットを、鍛造用のプレス機に設置し、一対の金型で軸方向に押圧すると、鋳造ビレットは、半径方向へ延展することになる。このとき、ハブ部分を成形する原材料は、大きな変位を受けないので、従来のホイールの金属結晶粒子の結晶粒径は、ハブ部分が特に大きくなる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、機械的強度が優れ、しかも、機械的強度が均一な鍛造製品（ホイール等）を製造することができる鍛造ビレット及び該鍛造ビレットから得られるホイール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】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、従来の鋳造ビレットを鍛造成形するのではなく、一旦、鋳造ビレットを所定の大きさに加圧圧縮することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、（１）軽金属合金を鋳造して鋳造ビレットとし、該鋳造ビレットを加圧圧縮して得られる鍛造ビレットであって、金属結晶粒子のＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に基づく平均粒径が、３０μｍ以下である鍛造ビレットに存する。
【００１０】
本発明は、（２）軽金属合金がアルミニウム合金であり、下記式を満たす上記（１）記載の鍛造ビレットに存する。
Ｈ１／Ｈ２≧３．５
（式中、Ｈ１は、鋳造ビレットの加圧圧縮される方向の長さを示し、Ｈ２は、鍛造ビレットの加圧圧縮された方向の長さを示す。）
【００１１】
本発明は、（３）軽金属合金がマグネシウム合金であり、下記式を満たす上記（１）記載の鍛造ビレットに存する。
Ｈ１／Ｈ２≧４．０
（式中、Ｈ１は、鋳造ビレットの加圧圧縮される方向の長さを示し、Ｈ２は、鍛造ビレットの加圧圧縮された方向の長さを示す。）
【００１２】
本発明は、（４）鍛流線を有する上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットに存する。
【００１３】
本発明は、（５）加圧圧縮が、密閉鍛造によるものである上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットに存する。
【００１４】
本発明は、（６）多角柱状である上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットに存する。
【００１５】
本発明は、（７）鋳造ビレットを一方向に加圧圧縮してプレ鍛造ビレットとし、該プレ鍛造ビレットを加圧圧縮した方向とは異なる方向に更に加圧圧縮して得られる履歴を有する上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットに存する。
【００１６】
本発明は、（８）加圧圧縮が３００〜５５０℃の温度、９．８×１０３ｋＮ〜８８．２×１０３ｋＮの圧力条件下で施される上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットに存する。
【００１７】
本発明は、（９）軽金属合金が、カルシウムを４〜８質量％含む上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットに存する。
【００１８】
本発明は、（１０）車両のホイール製造用である上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットに存する。
【００１９】
本発明は、（１１）飛翔体部品用、運送用機器部品用、産業用機器部品用、建築資材用の機器、光学用機器部品用又はこれら用途の部材製造用である上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットに存する。
【００２０】
本発明は、（１２）上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットを鍛造成形して得られるプレホイールに存する。
【００２１】
本発明は、（１３）上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットを鍛造成形して得られるホイールに存する。
【００２２】
本発明は、（１４）ディスク部と、該ディスク部の周縁に設けられる外リム部及び内リム部と、を備えるホイールにおいて、ディスク部、外リム部及び内リム部から選ばれる少なくとも１つの部分が、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットから製造されたものであるホイールに存する。
【００２３】
本発明は、（１５）ディスク部、外リム部及び内リム部から選ばれる少なくとも１つの部分の金属結晶粒子のＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に基づく平均粒径が３０μｍ以下である上記（１４）記載のホイールに存する。
【００２４】
本発明は、（１６）ディスク部、外リム部及び内リム部が、一体となっている上記（１４）記載のホイールに存する。
【００２５】
本発明は、（１７）ディスク部が、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットから製造されたものであり、該ディスク部に、外リム部及び内リム部からなるリム部が取り付けられた上記（１４）記載のホイールに存する。
【００２６】
本発明は、（１８）ディスク部が、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鍛造ビレットから製造されたものであり、該ディスク部に、外リム部及び内リム部が取り付けられた上記（１４）記載のホイールに存する。
【００２７】
なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）〜（１８）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の鍛造ビレットは、鋳造ビレットを加圧圧縮し、金属結晶粒子のＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に基づく平均粒径を３０μｍ以下とすることにより、結果として、結晶粒径が微細な鍛造製品（ホイール等）が得られる。すなわち、かかる鍛造ビレットを、鍛造成形用のプレス機に設置し、一対の金型で押圧する場合、大きな変位を示さない部分であっても、鍛造ビレットの金属組織の金属結晶粒子が既に微細化されているので、得られる鍛造製品は、金属結晶粒子の結晶粒径が微細なものとなる。
よって、上記鍛造ビレットによれば、機械的強度が優れ、しかも、機械的強度が均一な鍛造製品を製造することができる。
【００２９】
上記鍛造ビレットは、軽金属合金がアルミニウム合金である場合、鍛錬比（Ｈ１／Ｈ２）が３．５以上であることが好ましく、軽金属合金がマグネシウム合金である場合、鍛錬比（Ｈ１／Ｈ２）が４．０以上であることが好ましい。
かかる鍛錬比の値を境にして、急激に軽金属合金の微粒子化が促進される。
【００３０】
上記鍛造ビレットは、金属組織上の鍛流線を有するものであると、鍛造ビレットを出発材料として、鍛造成形が施されると、得られる鍛造製品も鍛流線を有するものとなる。これにより、鍛造製品は、機械的強度がより均一なものとなる。すなわち、複雑な形状を有する鍛造製品の製造においては、ビレットを鍛造成形するに際し、強く圧縮鍛造する部分と、圧縮鍛造しない部分とが存在する。このため、ビレットが従来の鋳造ビレットであると、圧縮鍛造されない部分は、鍛流線を有さないものとなり、機械的強度が不十分となる。一方、上述したように、鍛流線を有する鍛造ビレットを用いると、鍛造成形において十分に圧縮鍛造されない部分であっても、必ず鍛流線を有することになるので、機械的強度がより一層向上することになる。
【００３１】
上記鍛造ビレットは、鋳造ビレットを密閉鍛造により、加圧圧縮して得られるものであると、中腹部の周囲が膨らんだ形状（いわゆる太鼓形状）になるのを確実に抑制できる。なお、加圧圧縮は、３００〜５５０℃の温度、９．８×１０３ｋＮ〜８８．２×１０３ｋＮの圧力条件下で施されることが好ましい。
【００３２】
上記鍛造ビレットは、多角柱状であると、加圧圧縮する方向を変えても、位置決めが容易となるので、鍛造ビレットの加工がし易い。なお、鍛造ビレットを多角柱状にするには、例えば、上記密閉鍛造の際の金型を多角柱状とすればよい。
【００３３】
上記鍛造ビレットは、鋳造ビレットを一方向に加圧圧縮してプレ鍛造ビレットとし、該プレ鍛造ビレットを加圧圧縮した方向とは異なる方向に更に加圧圧縮してなるものであると、鍛造ビレットの金属結晶粒子全体における結晶粒径の小さい組織の占める割合が大きくなる。このため、機械的強度がより優れ、しかも、機械的強度がより均一な鍛造製品を製造することができる。
【００３４】
上記鍛造ビレットは、軽金属合金が、カルシウムを４〜８質量％含むものであると、得られるホイールの耐熱性が向上する。
【００３５】
本発明のホイールは、上述した鍛造ビレットを用いるので、機械的強度が優れ、且つ機械的強度が均一なものとなる。特に、ディスク部、外リム部及び内リム部から選ばれる少なくとも１つの部分の金属結晶粒子のＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に基づく平均粒径がいずれも３０μｍ以下であることが好ましい。
また、作業性の観点から、ディスク部、外リム部及び内リム部が、一体となっていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明に係る鍛造ビレットの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る鍛造ビレットと、加圧圧縮前における鋳造ビレットを示す断面図である。
【図３】図３は、加圧圧縮前における鋳造ビレットを密閉鍛造により第１実施形態に係る鍛造ビレットとしたときの状態を示す説明図である。
【図４】図４は、Ａ２０１４系の軽合金を用いた鍛錬比と引張強さ、及び、鍛錬比と伸びの関係を示すグラフである。
【図５】図５の（ａ）は、本実施形態に係るホイールを示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ’断面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る鍛造ビレットからホイールへの製造過程を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明に係る鍛造ビレットの第２実施形態を示す斜視図である。
【図８】図８の（ａ）〜（ｄ）は、第２実施形態に係る鍛造ビレットの製造過程を示す上面図及び側面図である。
【図９】図９の（ａ）〜（ｅ）は、鋳造ビレットを一方向に加圧圧縮した後、異なる方向に更に加圧圧縮した場合の効果を説明するための概略図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態に係る鍛造ビレットの製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１の（ａ）は、本発明に係る鍛造ビレットの第４実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明に係る鍛造ビレットの第５実施形態を示す断面図であり、（ｃ）は、本発明に係る鍛造ビレットの第６実施形態を示す断面図である。
【図１２】図１２の（ａ）は、第４実施形態に係る鍛造ビレットが鍛造成形される状態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、第５実施形態に係る鍛造ビレットが鍛造成形される状態を模式的に示す断面図であり、（ｃ）は、第６実施形態に係る鍛造ビレットが鍛造成形される状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１３は、実施例１〜７の鍛錬比と金属結晶粒子の数との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例８〜１４の鍛錬比と金属結晶粒子の数との関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例１６〜２３の鍛錬比と金属結晶粒子の数との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、実施例１の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図１７】図１７は、実施例２の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図１８】図１８は、実施例３の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図１９】図１９は、実施例４の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２０】図２０は、実施例５の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２１】図２１は、実施例６の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２２】図２２は、実施例７の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２３】図２３は、実施例１６の鍛造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２４】図２４は、実施例１７の鍛造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２５】図２５は、実施例１８の鍛造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２６】図２６は、実施例１９の鍛造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２７】図２７は、実施例２０の鍛造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２８】図２８は、実施例２１の鍛造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図２９】図２９は、実施例２２の鍛造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３０】図３０は、実施例２３の鍛造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３１】図３１は、比較例１の鋳造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３２】図３２は、比較例２の鋳造ビレットの略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３３】図３３は、実施例２５の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３４】図３４は、実施例２６の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３５】図３５は、実施例２７の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３６】図３６は、実施例２８の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３７】図３７は、実施例２９の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３８】図３８は、実施例３０の鍛造ビレットの略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図３９】図３９は、実施例３１のハブ部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４０】図４０は、実施例３１のスポーク部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４１】図４１は、実施例３１の外リム部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４２】図４２は、実施例３１の内リム部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４３】図４３は、実施例３２のハブ部の略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４４】図４４は、実施例３２のスポーク部の略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４５】図４５は、実施例３２の外リム部の略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４６】図４６は、実施例３２の内リム部の略中心部分を２０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４７】図４７は、比較例３のハブ部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４８】図４８は、比較例３のスポーク部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４９】図４９は、比較例３の外リム部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図５０】図５０は、比較例３の内リム部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図５１】図５１は、比較例４のハブ部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図５２】図５２は、比較例４のスポーク部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図５３】図５３は、比較例４の外リム部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図５４】図５４は、比較例４の内リム部の略中心部分を１０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図５５】図５５は、実施例３３〜３８で得られたホイールのスポーク部に対して、２０℃、１００℃、２００℃、３００℃に加温した場合における引張り強度を測定した結果のグラフである。
【図５６】図５６は、実施例３３〜３８で得られたホイールのスポーク部に対して、２０℃、１００℃、２００℃、３００℃に加温した場合における０．２％耐力を測定した結果のグラフである。
【図５７】図５７の（ａ）〜（ｅ）は、平均粒径の測定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００３８】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る鍛造ビレットの第１実施形態を示す斜視図である。
図１に示す第１実施形態に係る鍛造ビレット１０は、円柱状の本体部１からなる。
【００３９】
上記鍛造ビレット１０は、鍛流線を有する。
ここで、鍛流線とは、金属組織において鍛造製品に生じる、結晶粒径が少なくとも１２μｍより小さい金属結晶粒子の流れの状態を意味する。なお、かかる鍛流線は、加圧圧縮により金属結晶粒子の結晶粒径が９μｍより微細になると金属組織の流れがより明確になる。
上記鍛造ビレット１０においては、円柱の中心部から放射状に鍛流線が延びていることが好ましい。
【００４０】
上記鍛造ビレット１０は、鍛流線を有すると、公知の方法に基づいて鍛造成形が施されても、得られる鍛造製品は鍛流線を有するものとなる。これにより、鍛造製品は、機械的強度が均一なものとなる。なお、上記鍛造ビレット１０は、圧縮鍛造されない部分であっても、鍛流線を有することになるので、機械的強度が確実に向上する。
【００４１】
上記鍛造ビレット１０の金属結晶粒子の平均粒径は３０μｍ以下である。かかる平均粒径は、２０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以下であることがより一層好ましい。
平均粒径が３０μｍを超えると、平均粒径が上記範囲内にある場合と比較して、機械的強度が不十分となる場合がある。
ここで、本明細書において、「平均粒径」は、ＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に基づいて測定した値である。具体的には、ＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法による評価方法の規定においては、試験線の縦線、横線及び２本の対角線の線分が少なくとも５０個の結晶粒と交差するように倍率を決定するとしているが、本発明においては、顕微鏡１視野を６６０μｍ×８６０μｍと設定し、縦線及び横線の線分を４９４．２３７μｍとし、対角線の線分を７４１．３５５μｍと設定して、少なくとも５０個以上の結晶粒と交差するようにして測定した値である（図５７参照）。なお、図５７の（ａ）は、平均粒径測定例として挙げた電子顕微鏡写真であり、（ｂ）は、（ａ）の試験線と捕捉交点数の関係を示すグラフであり、（ｃ）は、１視野（６６０μｍ×８６０μｍ）の例を示す図であり、（ｄ）及び（ｅ）は、（ａ）を用いた平均粒径の測定例である。ここで、１視野の計測方法は、補足交点数による測定である（直線上にある粒界の数を手動で数え、粒界の数により、結晶粒度、平均粒径を算出する。）。
また、測定部位は、鍛造ビレット、ホイールの各部分、いずれも中央付近とする。
【００４２】
上記鍛造ビレット１０の引張り強度は、２５０ＭＰａ以上であることが好ましい。なお、引張り強度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じて測定した値である。
上記鍛造ビレット１０の耐力は、１５０ＭＰａ以上であることが好ましい。なお、耐力は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じて測定した値である。
上記鍛造ビレット１０の伸度は、８％以上であることが好ましい。なお、伸度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じて測定した値である。
上記鍛造ビレット１０のブリネル硬度は、６５ＨＢ以上であることが好ましい。なお、ブリネル硬度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４３に準じて測定した値である。
【００４３】
上記鍛造ビレット１０は、軽金属合金を鋳造して円柱状の鋳造ビレットとし、該鋳造ビレットを軸方向（一方向）に加圧圧縮することにより得られる。
【００４４】
軽金属合金としては、アルミニウム合金又はマグネシウム合金が挙げられる。また、アルミニウム合金とマグネシウム合金とからなるハイブリット合金であってもよい。
これらの場合、軽量なホイールが得られる。また、かかる軽金属合金の性能を向上させるため、添加金属を添加することも可能である。
【００４５】
添加金属は、主金属がアルミニウムの場合、Ｃａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉ及びＹからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。また、主金属がマグネシウムの場合、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｉ及びＹからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。この場合、添加される添加金属の物性に基づいて、ホイール自体の性能を向上させることができる。
【００４６】
例えば、添加金属は、カルシウム（Ｃａ）であることが好ましい。特に、カルシウムの添加量が４〜８質量％であると、得られるホイールの耐熱性が向上する。
したがって、上記軽金属合金が、カルシウムを４〜８質量％含むことが好ましいということになる。
カルシウムの含有割合が４％未満であると、含有割合が上記範囲にある場合と比較して、再結晶化が進み難く、微細な結晶が得られない傾向にあり、カルシウムの含有割合が８％を超えると、含有割合が上記範囲にある場合と比較して、均質なカルシウムの添加合金が得られない傾向にある。
【００４７】
上記軽金属合金の具体例としては、アルミニウム（１０００系）、マグネシウム、Ａｌ−Ｍｎ系（３０００系）、Ａｌ−Ｓｉ系（４０００系）、Ａｌ−Ｍｇ系（５０００系）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系（６０００系）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系（７０００系）、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系（２０００系）、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ系等が挙げられる。
これらの中でも汎用性の観点から、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系が好ましい。
【００４８】
上記鋳造ビレットは、軽金属合金を、例えば、８００℃以上で加熱溶融し、不活性ガス雰囲気下、鋳造することにより得られる。
【００４９】
不活性ガスとしては、窒素、アルゴン等が挙げられる。すなわち、酸素を取り除くことにより、溶融した原料（以下「溶融原料」という。）が酸化するのを防止できる。
【００５０】
鋳造の方法は、特に限定されないが、砂型鋳造法、石膏鋳造法、精密鋳造法、金型鋳造法、遠心鋳造法、連続鋳造法等が挙げられる。
これらの中でも、鋳造法は、連続鋳造法を用いることが好ましい。この場合、金属結晶粒子の結晶粒径がより均一な鍛造ビレット１０が得られるようになる。
【００５１】
鋳造においては、溶融原料を６５〜９０ｍｍ／ｍｉｎの速度で鋳造機に流し込む。
流し込む速さが６５ｍｍ／ｍｉｎ未満であると、速さが上記範囲内にある場合と比較して、金属結晶粒子の結晶粒径が不均一となる傾向にあり、流し込む速さが９０ｍｍ／ｍｉｎを超えると、速さが上記範囲内にある場合と比較して、鋳造ビレット製造時に破損する虞がある。
【００５２】
鋳造機に流し込まれた溶融原料は、例えば、５５０℃以上で６時間以上加熱されることにより、均質化される。
そして、その後、冷却されることにより、円柱状の鋳造ビレットが得られる。
ここで、上記冷却は、急冷することが好ましい。この場合、結晶粒が細かくなるメリットがある。なお、得られた円柱状の鋳造ビレットは必要に応じて、軸方向に対して垂直方向に切断してもよい。
【００５３】
得られる鋳造ビレットのサイズは、長さ／直径の比が２．０〜２．５であることが好ましい。この場合、円柱状の鋳造ビレットを軸方向に押圧した際に、鋳造ビレットが急に曲がるという座屈現象が生じるのを抑制できる。
【００５４】
図２は、第１実施形態に係る鍛造ビレットと、加圧圧縮前における鋳造ビレットを示す断面図である。
図２に示すように、鍛造ビレット１０は、鋳造ビレット４を軸方向に加圧圧縮することにより得られる。
【００５５】
このように、鍛造ビレット１０は、鋳造ビレット４を軸方向に圧縮して得られるので、鍛造ビレット１０の段階で、金属結晶粒子の結晶粒径が微細化される。このため、これを出発材料として製品となったホイールも、結晶粒径を維持し、少なくとも金属結晶粒子の結晶粒径がより微細なものとなる。
【００５６】
ここで、加圧圧縮する方法としては、自由鍛造、型鍛造、揺動鍛造、押出し鍛造、回転鍛造、密閉鍛造（閉塞鍛造を含む）等が挙げられる。なお、型鍛造にはプレス鍛造、ハンマー鍛造が含まれる。また、鋳造ビレットを一定角度回転させ一部を加圧する操作を繰り返す部分鍛造も利用できる。
これらの中でも、加圧圧縮は、密閉鍛造によるものであることが好ましい。
【００５７】
図３は、加圧圧縮前における鋳造ビレットを密閉鍛造により第１実施形態に係る鍛造ビレットとしたときの状態を示す説明図である。
図３に示すように、密閉鍛造においては、鋳造ビレット４が軸方向に加圧圧縮される際、金属組織が横方向に広がるのを抑制できる。すなわち、横方向の拘束力Ｐも加わることにより、鍛造ビレット１０が中腹部で膨らんだ太鼓形状になるのを抑制し、金属結晶粒子の結晶粒径も微細化できる。
【００５８】
このときの加工条件は、熱間鍛造、温間鍛造、冷間鍛造、等温鍛造のいずれであってもよい。
これらの中でも、加工条件は、熱間鍛造であることが好ましい。
具体的には、上記加圧圧縮は、３００〜５５０℃の温度、９．８×１０３ｋＮ〜８８．２×１０３ｋＮの圧力条件下で行うことが好ましい。なお、９．８×１０３ｋＮ〜８８．２×１０３ｋＮの圧力は、鍛造機（プレス機）の推力規模に換算すると、１０００〜９０００トンとなる。
【００５９】
こうして、鋳造ビレット４が加圧圧縮され、その後、冷却されることにより、円柱状の鍛造ビレット１０が得られる。
ここで、上記冷却は、急冷することが好ましい。
【００６０】
第１実施形態に係る鍛造ビレット１０は、軽金属合金がアルミニウム合金である場合、加圧圧縮において、下記式を満たすことが好ましい。
Ｈ１／Ｈ２≧３．５
式中、Ｈ１は、鋳造ビレットの加圧圧縮される方向の長さ、すなわち、鋳造ビレットの軸方向の高さを意味し、Ｈ２は、鍛造ビレットの加圧圧縮された方向の長さ、すなわち、鍛造ビレットの軸方向の高さを意味する（図２参照）。
【００６１】
軽金属合金がアルミニウム合金である場合、加圧圧縮によるＨ１／Ｈ２（鍛錬比）が３．５から大きくなるに従って、金属結晶粒子の粒径が極端に微細化される。なお、鍛造ビレット１０が中間品であることから、該鍛造ビレット１０を用いて鍛造製品を鍛造成形するとき更に鍛錬比が上昇することが見込まれる。
また、上記Ｈ１／Ｈ２（鍛錬比）は、４．０以上であることがより好ましい。Ｈ１／Ｈ２（鍛錬比）が４．０から金属結晶粒子の粒径の微細化の傾向が小さくなる。
【００６２】
上記鍛造ビレット１０において、軽金属合金がアルミニウム合金である場合、Ｈ１／Ｈ２（鍛錬比）が３．４以上であると、上述した鍛流線が十分に確認できる。
【００６３】
一方、第１実施形態に係る鍛造ビレット１０は、軽金属合金がマグネシウム合金である場合、加圧圧縮において、下記式を満たすことが好ましい。
Ｈ１／Ｈ２≧４．０
式中、Ｈ１は、鋳造ビレットの加圧圧縮される方向の長さ、すなわち、鋳造ビレットの軸方向の高さを意味し、Ｈ２は、鍛造ビレットの加圧圧縮された方向の長さ、すなわち、鍛造ビレットの軸方向の高さを意味する（図２参照）。
【００６４】
軽金属合金がマグネシウム合金である場合、加圧圧縮によるＨ１／Ｈ２（鍛錬比）が４．０から大きくなるに従って、金属結晶粒子の粒径が極端に微細化される。なお、鍛造ビレット１０が中間品であることから、該鍛造ビレット１０を用いて鍛造製品を鍛造成形するとき更に鍛錬比が上昇することが見込まれる。
また、上記Ｈ１／Ｈ２（鍛錬比）は、４．５以上であることがより好ましく、５．５以上であることが特に好ましい。Ｈ１／Ｈ２（鍛錬比）が５．５から金属結晶粒子の粒径の微細化の傾向が小さくなる。
【００６５】
上記鍛造ビレット１０において、軽金属合金がマグネシウム合金である場合、Ｈ１／Ｈ２（鍛錬比）が４．０以上であると、上述した鍛流線が十分に確認できる。
【００６６】
したがって、上記Ｈ１／Ｈ２（鍛錬比）は、軽金属合金の種類に関わらず、４．０以上であることが特に好ましい。
【００６７】
参考までに、図４にアルミニウム鋳鍛造技術便覧（軽金属協会編）から引用したＡ２０１４系の軽合金を用いた鍛錬比と引張強さ、及び、鍛錬比と延びの関係のグラフを示す。
図４中、Ｌ方向とは、スラブの長手方向、ＳＴ方向とは、スラブの厚さ方向である。なお、第１実施形態に係る鍛造ビレット２を当てはめると、Ｌ方向が、鍛造ビレット２の長さ（軸）方向に相当し、ＳＴ方向が、鍛造ビレット２の直径方向に相当する。
図４に示すように、鍛錬比を大きくするほど鍛錬効果は向上し、均質で機械的性質や健全性に優れた製品が得られる。
【００６８】
第１実施形態に係る鍛造ビレット１０は、車両のホイール製造用に好適に用いられる。その他にも、飛翔体部品用、運送用機器部品用、産業用機器部品用、建築資材用の機器又はこれら用途の部材製造用等に好適に用いられ、具体的には、航空機用車輪のホイール製造用、飛行機、ヘリコプター等の飛翔体、トラック等の運送用機器部品、工作機械、電化製品等の産業用機器部品等に好適に用いられる。
【００６９】
次に、本発明に係るホイールの実施形態について説明する。
図５の（ａ）は、本実施形態に係るホイールを示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ’断面図である。
本実施形態に係るホイール３（マルチピース）は、ディスク部６と、ディスク部の周縁に設けられる外リム部７及び内リム部８と、を備える。すなわち、上記ホイール３は、ディスク部６と、該ディスク部６の周縁に連結しディスク部６の面方向に延設された外リム部７と、ディスク部６の周縁に連結しディスク部６の面とは垂直方向に立設された内リム部８と、を備える。
また、ディスク部６は、円盤状のハブ部６ａと、該ハブ部６ａから放射Ｙ字状に延びるスポーク部１１と、を備える。すなわち、上記ホイール３においては、スポーク部１１の先端に外リム部７と内リム部８とが連結されていることとなる。なお、ハブ部６ａは、緩やかに湾曲した曲面となっていることが好ましい。この場合、押圧時の原材料の流れが一様となるので、鍛錬比がより均等化される。
【００７０】
ハブ部６ａは、表面が緩やかに湾曲した曲面を有する円盤状になっており、ホイール３をボルトで車軸に固定する際のボルトを挿入するためのボルト挿通穴６ｂが設けられている。
また、隣合うスポーク部１１同士の間は、空部９が設けられている。
【００７１】
鋳造ビレット４に対するホイール３の鍛錬比（以下便宜的に「全鍛錬比」という。）は、軽金属合金がアルミニウム合金である場合、４．０以上であることが好ましく、軽金属合金がマグネシウム合金である場合、５．５以上であることが好ましい。
ここで、全鍛錬比とは、上述した鋳造ビレット４に対する鍛造ビレット１０の鍛錬比に、鍛造ビレット１０に対するホイール３の鍛錬比を乗じたものである。すなわち、全鍛錬比は、「鋳造ビレット４の高さＨ１」÷「ホイール３の高さＨ３」で表される値である。なお、ホイール３の高さＨ３は、図５の（ｂ）に示す。なお、ホイールの高さＨ３は、鍛造成形された方向のホイールの各部の高さの平均で算出される。
【００７２】
上記ホイール３においては、出発材料が上述した鍛造ビレット１０であるので、ディスク部６、外リム部７及び内リム部８の平均粒径は３０以下μｍとなる。なお、かかる平均粒径は、２０μｍ以下とすることがより好ましく、１５μｍ以下とすることが更に好ましい。
【００７３】
本発明のホイール３は、上述した鍛造ビレット１０を出発材料として鍛造成形してディスク部６、外リム部７及び内リム部８を製造するので、機械的強度が優れ、且つ機械的強度が均一なものとなる。
また、ディスク部６、外リム部７及び内リム部８は、一体となっている（ワンピース）ので、ホイール３は、機械的強度がより優れ、且つ機械的強度がより均一なものとなる。
【００７４】
次に、ホイール３の製造方法の例について説明する。
ホイール３は、上述した鍛造ビレット１０を公知の方法に基づいて、金型で鍛造成形して得られる。
【００７５】
図６は、第１実施形態に係る鍛造ビレットからホイールへの製造過程を示す概略図である。
図６に示すように、鍛造ビレットからホイールへの製造過程においては、鍛造成形工程と、熱処理工程と、仕上工程とを備える。
【００７６】
鍛造成形工程は、第１鍛造成形２１、第２鍛造成形２２、第３鍛造成形２３を備える。すなわち、第１鍛造成形２１、第２鍛造成形２２、第３鍛造成形２３及び図示しない仕上工程を経ることにより、鍛造ビレット１０がホイール３となる。
【００７７】
第１鍛造成形２１、第２鍛造成形２２及び第３鍛造成形２３の具体的な方法としては、自由鍛造、型鍛造、揺動鍛造、押出し鍛造、回転鍛造、密閉鍛造（閉塞鍛造を含む）が挙げられる。なお、型鍛造にはプレス鍛造、ハンマー鍛造が含まれる。また、鍛造ビレット１０を一定角度回転させ一部を加圧する操作を繰り返す部分鍛造も利用できる。
これらの中でも、第１鍛造成形２１、第２鍛造成形２２及び第３鍛造成形２３は、いずれも密閉鍛造であることが好ましい。この場合、機械的強度がより均一なホイール３を製造することが可能となる。
【００７８】
また、このときの加工条件は、熱間鍛造、温間鍛造、冷間鍛造、等温鍛造のいずれであってもよい。
これらの鍛造成形は、３００℃以上の温度、好ましくは３００〜５５０℃の温度、９．８×１０３ｋＮ〜８８．２×１０３ｋＮの圧力で施すことが好ましい。
【００７９】
上述したような鍛造を施すことにより、鍛造ビレット１０が鍛造成形され、その後、冷却されることにより、プレホイール３ａが得られる。
【００８０】
上記熱処理工程は、プレホイール３ａを熱処理する工程である。
熱処理は、軽金属合金がアルミニウム合金である場合、ＪＩＳ  Ｈ０００１に基づくＴ６条件で行われる。具体的には、５００〜５８０℃で３〜５時間溶体化処理がされ、３〜７分間焼入れがされ、１５０〜２００℃で７〜９時間人工時効処理がなされる。
また、軽金属合金がマグネシウム合金である場合、ＪＩＳ  Ｈ０００１に基づくＴ５条件で行われる。具体的には、３００〜３８０℃で１〜３時間人工時効処理がなされる。
【００８１】
上記仕上工程としては、スピニング加工、穴開け加工、切削加工、ミーリング加工等の機械加工が挙げられる。
ここで、スピニング加工は、プレホイール３ａの予備部材５を絞り込むことによって、リム部の成形する加工であり、穴開け加工は、マシニングセンターで、プレホイール３ａに穴を開け、スポーク部１１や模様を形成する加工であり、切削加工は、旋盤で、プレホイール３ａの周囲を削り、リム部を形成する加工であり、ミーリング加工は、ホイールの略全体を削り出して成型を行う加工である。
【００８２】
本実施形態に係るホイールの製造方法においては、図６に示すように、上述した鍛造成形工程によりプレホイール３ａ（ホイール）が得られる。かかるプレホイール３ａは、周縁に立設された予備部材５を備える。
【００８３】
そして、熱処理工程を経た後、仕上工程として、まず、スピニング加工が施される。すなわち、スピニング加工においては、予備部材５に対して、スピンさせながら、一部を絞り込むことにより、プレホイール３ａの面方向に延設された外リム部（アウターリム）７と、プレホイール３ａの周縁に垂直方向に立設された内リム部（インナーリム）８と、が形成される。このとき、仕上げしろを同時に形成してもよい。
【００８４】
次に、外リム部７と内リム部８とが形成されたプレホイール３ａに対して、穴開け加工により模様を形成し、切削加工によりプレホイール３ａの周囲を削ることにより、ホイール３が得られる。
本実施形態に係るホイールの製造方法によれば、凹凸や空部等を形成することにより、デザイン性に優れる軽量化されたホイール３となる。なお、必要に応じて、化学的表面処理、鍍金、ショット、塗装等を施してもよい。
【００８５】
ホイール３は、例えば、車両用、航空機用車輪等の用途に好適に用いられる。特に、車両用に用いると、自動車を軽量化できるので、ガソリン等による環境負荷を低減でき、低コスト化も可能である。
【００８６】
［第２実施形態］
図７は、本発明に係る鍛造ビレットの第２実施形態を示す斜視図である。
図７に示す第２実施形態に係る鍛造ビレット１０ａは、多角柱、すなわち、ここでは六角柱状の本体部１からなる点で第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と相違する。なお、ホイール及びホイールの製造方法等は上述したことと同様である。
【００８７】
鍛造ビレット１０ａは、多角柱状であると、鍛造ビレットを加工する際に、位置決めをすることができるので、金属結晶粒子の流れを一定にすることができる。
【００８８】
図８の（ａ）〜（ｄ）は、第２実施形態に係る鍛造ビレットの製造過程を示す上面図及び側面図である。
図８の（ａ）に示すように、上記鍛造ビレット１０ａは、軽金属合金を鋳造して円柱状の鋳造ビレット４とし、この鋳造ビレット４を六角柱の型を用いた密閉鍛造により、軸方向Ｐ１に加圧圧縮して図８の（ｂ）に示すプレ鍛造ビレット１２とする。
次いで、図８の（ｃ）に示すように、得られたプレ鍛造ビレット１２を、側面を下にして立てる。そして、再びプレ鍛造ビレット１２を六角柱の型を用いた密閉鍛造により、軸とは異なる方向Ｐ２、すなわち垂直方向から加圧圧縮して図８の（ｄ）に示す鍛造ビレット１０ａとする。なお、このときプレ鍛造ビレット１２は、多角柱状であるので、プレ鍛造ビレット１２の側面を下にして位置決めし易い。すなわち、加圧圧縮した方向とは異なる方向に加圧圧縮しやすい。
【００８９】
このように、出発材料である鍛造ビレット１０ａが、鋳造ビレット４を一方向に加圧圧縮してプレ鍛造ビレット１２とし、該プレ鍛造ビレット１２を加圧圧縮した方向とは異なる方向に更に加圧圧縮する履歴で得られるものであると、鍛造ビレット１０ａの金属結晶粒子全体における結晶粒径の小さい組織の占める割合が大きくなる。すなわち、鋳造ビレットに対して加圧圧縮を施して得た鍛造ビレットは、金属組織が流れることにより、結晶粒径が小さくなる。これに加え、上記鍛造ビレット１０ａにおいては、異なる方向に複数回加圧圧縮するので、金属組織が異なる方向にも動くことになり、結晶粒径がより小さくなる。このため、機械的強度がより優れ、しかも、機械的強度がより均一なホイールを製造することができる。
【００９０】
また、一方向に加圧圧縮した場合、中腹部分（いわゆる中央部分）の金属結晶粒子が微細化された領域（以下「微細領域」という。）と、上下両端部は金属結晶粒子の微粒子化がされにくい領域（以下「ＮＧ領域」という。）とが生じる。なお、中腹部分の微粒子化された領域には、鍛流線が生じる。
これに対し、上述したように、プレ鍛造ビレットを加圧圧縮した方向とは異なる方向に更に加圧圧縮することにより、ＮＧ領域の一部が更に微細化されるので、全体としてＮＧ領域を減らすことができる。
【００９１】
図９の（ａ）〜（ｅ）は、鋳造ビレットを一方向に加圧圧縮した後、異なる方向に更に加圧圧縮した場合の効果を説明するための概略図である。
まず、図９の（ａ）に示すように、鋳造ビレット４を加圧圧縮すると、中腹部分が微細領域Ａとなり、上下両端がＮＧ領域Ｂとなる。
そして、これの側面を下にして立てて、再び上方から加圧圧縮すると、図９の（ｂ）に示すように、中腹部分が微細領域Ａとなり、図９の（ａ）の微細領域Ａは残る。すなわち、四方向の角の部分がＮＧ領域Ｂとなる。
更に、これの側面を下にして立てて、再び上方から加圧圧縮すると、図９の（ｃ）に示すように、中腹部分が微細領域Ａとなり、図９の（ａ）及び図９の（ｂ）の微細領域Ａは残る。すなわち、八方向の角の部分がＮＧ領域Ｂとなる。
更に、これの側面を下にして立てて、再び上方から加圧圧縮すると、図９の（ｄ）に示すようになり、また更に、これの側面を下にして立てて、再び上方から加圧圧縮すると、図９の（ｅ）に示すようになる。
すなわち、異なる方向からの加圧圧縮を繰り返すことにより、ＮＧ領域Ｂを段階的に少なくすることができる。
このように、鋳造ビレットを一方向に加圧圧縮した後、異なる方向に加圧圧縮すると、微細領域Ａの占める割合が増加し、これを繰り返すことにより段階的に微細領域Ａの占める割合が増えていく。この現象を利用して鍛造ビレットの有効利用領域を増やし、材料の歩留まりを大きく向上させることができる。実際では、少なくとも５回の加圧圧縮で９５％が微細領域Ａとなり、５％がＮＧ領域となる。
【００９２】
上記密閉鍛造の加工条件は、熱間鍛造、温間鍛造、冷間鍛造、等温鍛造のいずれであってもよい。
これらの中でも、加工条件は、熱間鍛造であることが好ましい。
具体的には、上記加圧圧縮は、３００〜５５０℃の温度、９．８×１０３ｋＮ〜８８．２×１０３ｋＮの圧力条件下で行うことが好ましい。
【００９３】
鍛造ビレット１０ａにおいて、鍛流線は、鋳造ビレット４からプレ鍛造ビレット１２とする加圧圧縮、又は、プレ鍛造ビレット１２から鍛造ビレット１０ａとする加圧圧縮、のいずれかで生じていることが好ましい。なお、一度生じた鍛流線が消えることはない。
【００９４】
鍛造ビレット１０ａにおいては、鋳造ビレット４からプレ鍛造ビレット１２とする加圧圧縮におけるＨ１／Ｈ２（鍛錬比）と、プレ鍛造ビレット１２から鍛造ビレット１０ａとする加圧圧縮におけるＨ１／Ｈ２（鍛錬比）とがある。
このうち、いずれかのＨ１／Ｈ２（鍛錬比）が、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と同じ範囲であることが好ましい。なお、加圧圧縮により金属結晶粒子が微粒子化された場合、後の加圧圧縮の鍛錬比が小さい場合であっても、金属結晶粒子が大きくなることはない。
【００９５】
鍛造ビレット１０ａは、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と同様に、鍛造成形されることによりホイールが得られる。
【００９６】
［第３実施形態］
本実施形態に係る鍛造ビレット１０ｂは、円柱状の鋳造ビレット４から鍛造ビレット１０ｂを製造する方法が上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と相違する。
【００９７】
図１０は、第３実施形態に係る鍛造ビレットの製造工程を模式的に示す断面図である。
図１０に示すように、鍛造ビレット１０ｂの製造方法においては、鋳造ビレット４を加圧圧縮により、正レンズ型ビレット４ａとし、続いて、これを加圧圧縮により、負レンズ型ビレット４ｂとした後、円柱状の鍛造ビレット１０ｂとする。
【００９８】
鍛造ビレット１０ｂにおいて、鍛流線及びＨ１／Ｈ２（鍛錬比）は、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と同様である。なお、Ｈ２は、鍛造ビレット１０ｂの最後に加圧圧縮された方向の長さ、すなわち、鍛造ビレット１０ｂの軸方向の高さＨ２を意味する（図１０参照）。
【００９９】
鍛造ビレット１０ｂは、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と同様に、鍛造成形されることによりホイールが得られる。
【０１００】
［第４実施形態］
図１１の（ａ）は、本発明に係る鍛造ビレットの第４実施形態を示す断面図である。
図１１の（ａ）に示すように、第４実施形態に係る鍛造ビレット１０ｃは、円柱状の本体部１と、該本体部１の一方の面に連続する逆円錐台状の凹凸部２ａとを備える。すなわち、第４実施形態に係る鍛造ビレット１０ｃは、凹凸部２ａを備える点で第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と相違する。
【０１０１】
鍛造ビレット１０ｃは、鋳造ビレットを製造する際に、凹凸部２ａが形成されるような型を作り、その後、加圧圧縮することにより製造されてもよく、上述した鍛造ビレット１０の下部を切削加工して凹凸部２ａを形成することにより製造されてもよい。なお、かかる加圧圧縮の条件は、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０を製造する際の加圧圧縮の条件と同様である。
【０１０２】
鍛造ビレット１０ｃにおいて、鍛流線及びＨ１／Ｈ２（鍛錬比）は、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と同様である。なお、Ｈ２は、鍛造ビレット１０ｃの軸方向の高さを意味する（図１１の（ａ）参照）。
【０１０３】
鍛造ビレット１０ｃは、鍛造成形されることによりホイールが得られる。
図１２の（ａ）は、第４実施形態に係る鍛造ビレットが鍛造成形される状態を模式的に示す断面図である。
図１２の（ａ）に示すように、鍛造ビレット１０ｃは、下金型５１により、鍛造成形される場合、凹凸部２ａは、下金型５１に当接した後、鍛造ビレット１０ｃの面方向に放射状に延転することになる。このため、延転された部分（例えば、ハブ部）は、金属組織の金属結晶粒子が微細化されることになり、得られるホイールの機械的強度が向上すると共に、金属結晶粒子の結晶粒径が均一化される。
【０１０４】
［第５実施形態］
図１１の（ｂ）は、本発明に係る鍛造ビレットの第５実施形態を示す断面図である。
図１１の（ｂ）に示すように、第５実施形態に係る鍛造ビレット１０ｄは、円柱状の本体部１と、該本体部１の一方の面に連続する内壁がテーパー状になったリング状の凹凸部２ｂとを備える。すなわち、第５実施形態に係る鍛造ビレット１０ｄは、凹凸部２ｂを備える点で第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と相違する。
【０１０５】
鍛造ビレット１０ｄは、鋳造ビレットを製造する際に、凹凸部２ｂが形成されるような型を作り、その後、加圧圧縮することにより製造されてもよく、上述した鍛造ビレット１０の下部を切削加工して凹凸部２ｂを形成することにより製造されてもよい。なお、かかる加圧圧縮の条件は、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０を製造する際の加圧圧縮の条件と同様である。
【０１０６】
鍛造ビレット１０ｄにおいて、鍛流線及びＨ１／Ｈ２（鍛錬比）は、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と同様である。なお、Ｈ２は、鍛造ビレット１０ｄの軸方向の高さを意味する（図１１の（ｂ）参照）。
【０１０７】
鍛造ビレット１０ｄは、鍛造成形されることによりホイールが得られる。
図１２の（ｂ）は、第５実施形態に係る鍛造ビレットが鍛造成形される状態を模式的に示す断面図である。
図１２の（ｂ）に示すように、鍛造ビレット１０ｄは、下金型５１により、鍛造成形される場合、凹凸部２ｂは、下金型５１に当接した後、鍛造ビレット１０ｄの面方向の内側に向かって延転することになる。このため、延転された部分（例えば、ハブ部）は、金属組織の金属結晶粒子が微細化されることになり、得られるホイールの機械的強度が向上すると共に、金属結晶粒子の結晶粒径が均一化される。
【０１０８】
［第６実施形態］
図１１の（ｃ）は、本発明に係る鍛造ビレットの第６実施形態を示す断面図である。
図１１の（ｃ）に示すように、第６実施形態に係る鍛造ビレット１０ｅは、円柱状の本体部１と、該本体部１の一方の面に連続する内壁がテーパー状になり、外側が段差になったリング状の凹凸部２ｃとを備える。すなわち、第６実施形態に係る鍛造ビレット１０ｅは、凹凸部２ｃを備える点で第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と相違する。
【０１０９】
鍛造ビレット１０ｅは、鋳造ビレットを製造する際に、凹凸部２ｃが形成されるような型を作り、その後、加圧圧縮することにより製造されてもよく、上述した鍛造ビレット１０の下部を切削加工して凹凸部２ｃを形成することにより製造されてもよい。なお、かかる加圧圧縮の条件は、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０を製造する際の加圧圧縮の条件と同様である。
【０１１０】
鍛造ビレット１０ｅにおいて、鍛流線及びＨ１／Ｈ２（鍛錬比）は、上述した第１実施形態に係る鍛造ビレット１０と同様である。なお、Ｈ２は、鍛造ビレット１０ｅの軸方向の高さを意味する（図１１の（ｃ）参照）。
【０１１１】
鍛造ビレット１０ｅは、鍛造成形されることによりホイールが得られる。
図１２の（ｃ）は、第６実施形態に係る鍛造ビレットが鍛造成形される状態を模式的に示す断面図である。
図１２の（ｃ）に示すように、鍛造ビレット１０ｅは、下金型５１により、鍛造成形される場合、凹凸部２ｃは、下金型５１に当接した後、鍛造ビレット１０ｅの面方向の内側に向かって延転することになる。このため、延転された部分（例えば、ハブ部）は、金属組織の金属結晶粒子が微細化されることになり、得られるホイールの機械的強度が向上すると共に、金属結晶粒子の結晶粒径が均一化される。
【０１１２】
以上、本発明の好適な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い。
【０１１３】
例えば、第１実施形態に係る鍛造ビレットにおいては、鋳造ビレットを軸方向に加圧圧縮して製造しているが、加圧圧縮は、軸方向に限定されるものではない。例えば、横方向であってもよい。すなわち、Ｈ１／Ｈ２（鍛錬比）は、Ｈ１が鋳造ビレットの加圧される方向（横方向）の長さを示し、Ｈ２が鍛造ビレットの加圧された方向（横方向）の長さを示すことになる。
【０１１４】
第２実施形態に係る鍛造ビレットにおいては、鋳造ビレットを加圧圧縮して、六角柱状のプレ鍛造ビレットとした後、横方向から加圧圧縮して、六角柱状の鍛造ビレットとしているが、鋳造ビレットを加圧圧縮して、六角柱状にしたものを鍛造ビレットとして用いてもよい。
【０１１５】
また、鍛造ビレット及びプレ鍛造ビレットは、六角柱状、八角柱状、十二角柱状等の角の多い多角柱状としてもよい。
【０１１６】
第２実施形態に係る鍛造ビレットにおいて、鋳造ビレットを加圧圧縮してプレ鍛造ビレットとし、該プレ鍛造ビレットを加圧圧縮した方向とは異なる垂直方向に更に加圧圧縮しているが、加圧圧縮の回数は、２回に限定されず、３回以上行ってもよい。
【０１１７】
本発明に係るホイールの実施形態において、スポーク部１１の形状はＹ字状となっているが、これに限定されるものではない。扇状やＸ字状であってもよい。
【０１１８】
上記ホイールにおいて、該ホイールを製造する際の鍛造成形は、第１鍛造成形２１、第２鍛造成形２２及び第３鍛造成形２３の３回を備えているが、鍛造成形の回数は、１回であってもよく、複数回であってもよい。
【０１１９】
上記ホイールにおいては、ホイール３の周縁に立設された予備部材５を設け、これを外リム部７、内リム部８に加工している。すなわち、上記ホイールにおいては、ディスク部６と予備部材５とが一体化したものを用いているが、１ピースホイール以外の２ピース、３ピースホイールではリムを別途制作し、ディスク部に周縁部に取着座を設けて該取着部に外リム及び／又は内リムを螺着、摩擦圧接、リベットなどによるかしめ手段で装着してもよい。
予備部材を別途製造する場合、鍛造圧を軽減することができる。また、この場合は、ディスク部のみかディスク部と外リム部を鍛造成形するから鍛造後の平均高さが小さくなる。このため、鍛錬比を大きくできるという利点もある。
【０１２０】
具体的には、以下の製造方法が挙げられる。
（ａ）鍛造ビレットを用いてディスク部を単体で作り、更に外リム部と内リム部を一体に形成したリム部を単体で作成してこれらのそれぞれに円環状の取着座を設けておき複数のボルトとナットで結合する。
（ｂ）鍛造ビレットを用いてディスク部を単体で作り、外リム部と内リム部を別々に作り上記と同じ要領で一体化する。
（ｃ）鍛造ビレットを用いてディスク部を作るとき外リム部を一体に成形し、別途作成された内リム部を複数のボルトとナットで結合する。
（ｄ）鍛造ビレットを用いてディスク部を作るとき内リム部を一体に成形し、別途作成された外リム部を複数のボルトとナットで結合する。
（ｅ）鍛造ビレットを用いてディスク部を作るとき外リム部と内リム部を予備部材として一体に成形する。
【０１２１】
なお、結合方法は、ボルトとナット以外にも、摩擦圧接、螺着、リベット締め又はカシメ部材を備えたハックボルト等が利用できる。
【実施例】
【０１２２】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１２３】
（実施例１）
軽金属合金として重さ１９．８ｋｇのアルミニウム合金を準備した。これを溶融して溶融原料とした。
【０１２４】
アルゴンガス雰囲気下、連続鋳造法により、鋳造機に流し込み、加熱し、その後、冷却して、直径２５４ｍｍ、高さ１４５ｍｍの円柱状の鋳造ビレット（規格番号：Ａ６０８２）とした。
【０１２５】
上記鋳造ビレットに対して、密閉鍛造により加圧圧縮を施した。すなわち、プレス機に鋳造ビレットを載置し、３５０〜４００℃の温度条件下、６３７００ｋＮの圧力で熱間鍛造を施した。
そして、ファンで冷却することにより、高さ７２．５ｍｍの円柱状の鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は２．０である。
【０１２６】
（実施例２）
鋳造ビレットを、加圧圧縮し、高さ５８．０ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例１と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は２．５である。
【０１２７】
（実施例３）
鋳造ビレットを、加圧圧縮し、高さ４８．３ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例１と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は３．０である。
【０１２８】
（実施例４）
鋳造ビレットを、加圧圧縮し、高さ４１．４ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例１と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は３．５である。
【０１２９】
（実施例５）
鋳造ビレットを、加圧圧縮し、高さ３６．２ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例１と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は４．０である。
【０１３０】
（実施例６）
鋳造ビレットを、加圧圧縮し、高さ３２．２ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例１と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は４．５である。
【０１３１】
（実施例７）
鋳造ビレットを、加圧圧縮し、高さ２９．０ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例１と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は５．０である。
【０１３２】
（実施例８〜１４）
規格番号Ａ６０８２の鋳造ビレットの代わりに、規格番号Ａ６１５１の鋳造ビレットを用いたこと以外は、実施例１〜７と同様にして、鍛造ビレットを得た。
【０１３３】
（実施例１５）
軽金属合金として重さ１３．２ｋｇの純マグネシウム合金を準備した。これを溶融して溶融原料とした。
【０１３４】
アルゴンガス雰囲気下、連続鋳造法により、鋳造機に流し込み、加熱し、その後、冷却して、直径２５４ｍｍ、高さ１４４．７ｍｍの円柱状の鋳造ビレット（規格番号：ＡＺ８０）とした。
【０１３５】
上記鋳造ビレットに対して、密閉鍛造により加圧圧縮を施した。すなわち、プレス機に鋳造ビレットを載置し、３３０〜３８０℃の温度条件下、７８４０ｋＮ〜６３７００ｋＮの圧力で熱間鍛造を施した。
そして、ファンで冷却することにより、高さ７２．３ｍｍの円柱状の鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は２．０である。
【０１３６】
（実施例１６）
鋳造ビレットを、高さ５８．０ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例８と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は２．５である。
【０１３７】
（実施例１７）
鋳造ビレットを、高さ４８．３ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例８と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は３．０である。
【０１３８】
（実施例１８）
鋳造ビレットを、高さ４１．４ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例８と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は３．５である。
【０１３９】
（実施例１９）
鋳造ビレットを、高さ３６．２ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例５と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は４．０である。
【０１４０】
（実施例２０）
鋳造ビレットを、高さ３２．２ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例５と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は４．５である。
【０１４１】
（実施例２１）
鋳造ビレットを、高さ２８．９ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例５と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は５．０である。
【０１４２】
（実施例２２）
鋳造ビレットを、高さ２６．３ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例５と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は５．５である。
【０１４３】
（実施例２３）
鋳造ビレットを、高さ２４．１ｍｍの鍛造ビレットとしたこと以外は実施例５と同様にして、鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は６．０である。
【０１４４】
（実施例２４）
軽金属合金として重さ１９．８ｋｇの純アルミニウムを準備した。これを溶融して溶融原料とした。
【０１４５】
アルゴンガス雰囲気下、連続鋳造法により、鋳造機に流し込み、加熱し、その後、冷却して、直径１７６ｍｍ、高さ４７６ｍｍの円柱状の鋳造ビレット（規格番号：Ａ６０８２）とした。
【０１４６】
上記鋳造ビレットに対して、密閉鍛造により加圧圧縮を施した。すなわち、プレス機に鋳造ビレットを載置し、熱間鍛造を施し、ファンで冷却することにより、長さ３２７ｍｍ高さ１１９ｍｍの六角柱状のプレ鍛造ビレットを得た。
次いで、かかるプレ鍛造ビレットを側面が下になるように９０度起こして垂直に立て、密閉鍛造により加圧圧縮を施した。
そして、ファンで冷却することにより、高さ１１７ｍｍの六角柱の鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの金属結晶粒子の平均粒径は１３．５μｍであり、鍛錬比は４．１である。
【０１４７】
（比較例１及び２）
アルミニウム合金からなる鋳造ビレット（規格番号：Ａ６０８２）を比較例１とし、マグネシウム合金からなる鋳造ビレット（規格番号：ＡＺ８０）を比較例２とした。
【０１４８】
［評価１］
実施例１〜１４,１６〜２４及び比較例１,２で得られた鍛造ビレット及び鋳造ビレットをＪＩＳ  Ｈ０５４２の切断法に準じて観察し、金属結晶粒子の数及び金属結晶粒子の平均粒径を測定した。なお、金属結晶粒子の数は、１．７５ｍｍ×１．３ｍｍ（２．２７５ｍｍ２）辺りの数を測定した。得られた結果を表１に示す。
また、実施例１〜７の鍛錬比と金属結晶粒子の数との関係を示すグラフを図１３に、実施例８〜１４の鍛錬比と金属結晶粒子の数との関係を示すグラフを図１４に、及び実施例１５〜２２の鍛錬比と金属結晶粒子の数との関係を示すグラフを図１５にそれぞれ示す。
さらに、実施例１〜２２の鍛造ビレットの略中心部分を拡大した顕微鏡写真を図１６〜図３７に、比較例1及び２の鋳造ビレットの略中心部分を拡大した顕微鏡写真を図３８及び図３９にそれぞれ示す。なお、表中「−」は、未測定を意味する。
【０１４９】
〔表１〕
2010082694.tif 000003
【０１５０】
表１の結果より、実施例に示す鍛造ビレットは、比較例に示す鋳造ビレットと比較して、金属結晶粒子の数が明らかに多くなった。このことは、実施例に示す鍛造ビレットを用いたホイールが、十分に微細化されていることを示している。
また、軽金属がアルミニウム合金の場合、鍛錬比が３．５から結晶粒径が急激に細かくなり始め、４．５で安定化することがわかった。一方、軽金属がマグネシウム合金の場合、鍛錬比が４．０から結晶粒径が急激に細かくなり始め、５．５で安定化することがわかった。
さらに、実施例２３における鍛造ビレットは、実施例５の鍛造ビレットの結晶粒子数、平均粒径、共に同等であったが、微粒子化された領域が大きくなっていた。
【０１５１】
［評価２］
実施例１〜２３で得られた鍛造ビレットに対して、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じて引張り強度を測定した。得られた結果を表２に示す。
【０１５２】
［評価３］
実施例１〜２３で得られた鍛造ビレットに対して、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じて０．２％耐力を測定した。得られた結果を表２に示す。
【０１５３】
［評価４］
実施例１〜２３で得られた鍛造ビレットに対して、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じて伸度を測定した。得られた結果を表２に示す。
【０１５４】
［評価５］
実施例１〜２３で得られた鍛造ビレットに対して、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４３に準じてブリネル硬度を測定した。得られた結果を表２に示す。
【０１５５】
〔表２〕
2010082694.tif 000004
【０１５６】
表２の結果より、実施例に示す鍛造ビレットは、引張り強度、耐力、伸度、ブリネル硬度のいずれにおいても、優れていることが確認された。
【０１５７】
（実施例２５〜３０）
実施例１の方法に準じて、表３に示すように、鍛錬比の異なる鍛造ビレットを作成した。
【０１５８】
〔表３〕
2010082694.tif 000005
【０１５９】
［評価６］
実施例２５〜３０で得られた鍛造ビレットの略中央部分を拡大した顕微鏡写真を図３３〜図３８に、それぞれ示す。
【０１６０】
図３３〜図３８の電子顕微鏡写真より、鍛錬比が３．４以上であると、金属結晶粒子がつぶれ、鍛流線が生じることが確認された。なお、マグネシウム合金を用いた鍛造ビレットにおいても、同様試験を行ったところ、鍛錬比が４．０以上であると、金属結晶粒子がつぶれ、鍛流線が生じることが確認された。
【０１６１】
（実施例３１）
実施例５で得られた鍛造ビレットに対して、図６に示すように、第１鍛造成形、第２鍛造成形、第３鍛造成形を施した（いずれも密閉鍛造）。なお、第１鍛造成形の加工条件は、３５０〜４００℃の温度、６８６００ｋＮの圧力の熱間鍛造とし、第２及び第３鍛造成形の加工条件は、３５０〜４００℃の温度、８０３６０ｋＮの圧力の熱間鍛造とした。
そして、ファンで冷却することにより、スポーク部を凸状に形成しプレホイールを得た。
【０１６２】
得られたプレホイールに対し、熱処理を施し、次いで、スピニング加工を施して、外リム部と内リム部とを形成し、外リム部、内リム部及びディスク部裏面を切削加工し空部を形成することにより、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すようなリム幅８．５インチ、リム径が１９インチのホイールを得た。
【０１６３】
（実施例３２）
実施例１９で得られた鍛造ビレットに対して、図６に示すように、第１鍛造成形、第２鍛造成形、第３鍛造成形を施した（いずれも密閉鍛造）。なお、第１鍛造成形の加工条件は、３４０〜３９０℃の温度、２９４００ｋＮの圧力の熱間鍛造とし、第２鍛造成形の加工条件は、４４１００ｋＮ、第３鍛造成形の加工条件は、３９２００ｋＮの圧力の熱間鍛造とした。
そして、ファンで冷却することにより、スポーク部を凸状に形成しプレホイールを得た。
【０１６４】
得られたプレホイールに対し、熱処理を施し、次いで、スピニング加工を施して、外リム部と内リム部とを形成し、外リム部、内リム部及びディスク部裏面を切削加工し空部を形成することにより、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すようなリム幅８．５インチ、リム径が１９インチのホイールを得た。
【０１６５】
（比較例３）
実施例５で得られた鍛造ビレットの代わりに、比較例１の鋳造ビレットを用いたこと以外は、実施例３１と同様にして、ホイールを得た。
【０１６６】
（比較例４）
実施例１９で得られた鍛造ビレットの代わりに、比較例２の鋳造ビレットを用いたこと以外は、実施例３２と同様にして、ホイールを得た。
【０１６７】
［評価７］
実施例３１,３２及び比較例３及び４で得られたホイールの各部分の結晶粒径（μｍ）を測定した。得られた結果を表４に示す。また、表５に示すように、各部分の略中央を拡大した顕微鏡写真を図３９〜図５４に、それぞれ示す。
【０１６８】
〔表４〕
2010082694.tif 000006
【０１６９】
〔表５〕
2010082694.tif 000007
【０１７０】
実施例３１と比較例３、及び、実施例３２と比較例４、とを比較すれば明らかなように、本発明によるホイールは、結晶粒径が比較的均一で且つ微小であり、鍛流線も生じていることがわかった。
【０１７１】
（実施例３３）
軽金属合金として重さ１３．２ｋｇの純マグネシウム合金を準備した。これを溶融して溶融原料とした。
【０１７２】
アルゴンガス雰囲気下、連続鋳造法により、鋳造機に流し込み、加熱し、その後、冷却して、直径２５４ｍｍ、高さ１４４．７ｍｍの円柱状の鋳造ビレット（規格番号：ＡＺ８０）とした。
【０１７３】
上記鋳造ビレットに対して、密閉鍛造により加圧圧縮を施した。すなわち、プレス機に鋳造ビレットを載置し、３３０〜３８０℃の温度条件下、７８４０ｋＮ〜６３７００ｋＮの圧力で熱間鍛造を施した。
そして、ファンで冷却することにより、高さ３２．２ｍｍの円柱状の鍛造ビレットを得た。なお、鍛造ビレットの鍛錬比は４．５である。
得られた鍛造ビレットを用いたこと以外は、実施例３２と同様にして、ホイールを得た。
【０１７４】
（実施例３４）
純マグネシウム合金の代わりに、軽金属合金としてカルシウム２質量％を含むマグネシウム合金を用いたこと以外は、実施例３３と同様にして、ホイールを得た。
【０１７５】
（実施例３５）
純マグネシウム合金の代わりに、軽金属合金としてカルシウム４質量％を含むマグネシウム合金を用いたこと以外は、実施例３３と同様にして、ホイールを得た。
【０１７６】
（実施例３６）
純マグネシウム合金の代わりに、軽金属合金としてカルシウム８質量％を含むマグネシウム合金を用いたこと以外は、実施例３３と同様にして、ホイールを得た。
【０１７７】
（実施例３７）
純マグネシウム合金の代わりに、軽金属合金としてカルシウム１５質量％を含むマグネシウム合金を用いたこと以外は、実施例３３と同様にして、ホイールを得た。
【０１７８】
（実施例３８）
純マグネシウム合金の代わりに、軽金属合金としてイットリウムを含むマグネシウム合金（商品名：ＷＥ４３）を用いたこと以外は、実施例３３と同様にして、ホイールを得た。
【０１７９】
［評価８］
実施例３３〜３８で得られたホイールのスポーク部に対して、２０℃、１００℃、２００℃、３００℃に加温した場合におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じた引張り強度を測定した。得られた結果を表６及び図５５に示す。
【０１８０】
〔表６〕
2010082694.tif 000008
【０１８１】
［評価９］
実施例３３〜３８で得られたホイールのスポーク部に対して、２０℃、１００℃、２００℃、３００℃に加温した場合におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じた０．２％耐力を測定した。得られた結果を表７及び図５６に示す。なお、表７中「−」は、伸びが少なく測定できなかったものである。
【０１８２】
〔表７〕
2010082694.tif 000009
【０１８３】
［評価１０］
実施例３３〜３８で得られたホイールのスポーク部に対して、２０℃、１００℃、２００℃、３００℃に加温した場合におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準じた伸度を測定した。得られた結果を表８に示す。なお、表８中「−」は、伸びが少なく測定できなかったものである。
【０１８４】
〔表８〕
2010082694.tif 000010
【０１８５】
［評価１１］
実施例３３〜３８で得られたホイールのスポーク部に対して、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４３に準じてブリネル硬度、及び、シャルピー衝撃値（Ｊ／ｃｍ２）を測定した。得られた結果を表９に示す。
【０１８６】
〔表９〕
2010082694.tif 000011
【０１８７】
表６〜９の結果より、実施例に示すホイールは、イットリウム又はカルシウムを加えると、高温時における引張り強度、耐力、伸度が優れていることがわかった。なお、イットリウムは高価であることから、安価なカルシウムを用いたホイールが、Ｆ１等のホイールが高温になる用途に好適であるといえる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明の鍛造ビレットによれば、機械的強度が優れ、且つ機械的強度が均一なホイールを製造することができる。
得られるホイールは、車両用、航空機用車輪等の用途に好適に用いられる。特に、車両用に用いると、自動車を軽量化できるので、ガソリン等による環境負荷を低減でき、低コスト化も可能となる。
【符号の説明】
【０１８９】
１・・・本体部
２ａ，２ｂ，２ｃ・・・凹凸部
３・・・ホイール
３ａ・・・プレホイール
４・・・鋳造ビレット
４ａ・・・正レンズ型ビレット
４ｂ・・・負レンズ型ビレット
５・・・予備部材
６・・・ディスク部
６ａ・・・ハブ部
６ｂ・・・ボルト挿通穴
７・・・外リム部
８・・・内リム部
９・・・空部
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ・・・鍛造ビレット
１１・・・スポーク部
１２・・・プレ鍛造ビレット
２１・・・第１鍛造成形
２２・・・第２鍛造成形
２３・・・第３鍛造成形
５１・・・下金型
Ａ・・・微細領域
Ｂ・・・ＮＧ領域
Ｈ１，Ｈ２・・・高さ
Ｐ１，Ｐ２・・・方向
【図１】
2010082694.tif 000012
【図２】
2010082694.tif 000013
【図３】
2010082694.tif 000014
【図４】
2010082694.tif 000015
【図５】
2010082694.tif 000016
【図６】
2010082694.tif 000017
【図７】
2010082694.tif 000018
【図８】
2010082694.tif 000019
【図９】
2010082694.tif 000020
【図１０】
2010082694.tif 000021
【図１１】
2010082694.tif 000022
【図１２】
2010082694.tif 000023
【図１３】
2010082694.tif 000024
【図１４】
2010082694.tif 000025
【図１５】
2010082694.tif 000026
【図１６】
2010082694.tif 000027
【図１７】
2010082694.tif 000028
【図１８】
2010082694.tif 000029
【図１９】
2010082694.tif 000030
【図２０】
2010082694.tif 000031
【図２１】
2010082694.tif 000032
【図２２】
2010082694.tif 000033
【図２３】
2010082694.tif 000034
【図２４】
2010082694.tif 000035
【図２５】
2010082694.tif 000036
【図２６】
2010082694.tif 000037
【図２７】
2010082694.tif 000038
【図２８】
2010082694.tif 000039
【図２９】
2010082694.tif 000040
【図３０】
2010082694.tif 000041
【図３１】
2010082694.tif 000042
【図３２】
2010082694.tif 000043
【図３３】
2010082694.tif 000044
【図３４】
2010082694.tif 000045
【図３５】
2010082694.tif 000046
【図３６】
2010082694.tif 000047
【図３７】
2010082694.tif 000048
【図３８】
2010082694.tif 000049
【図３９】
2010082694.tif 000050
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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