(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：０．４〜１．２％、Ｓｉ：０．２〜０.８％を含有し、不純物としてのＦｅを０．５％以下に制限し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に対し、５００〜６００℃で１〜１０時間加熱して、鋳塊温度が２５０℃になるまで５０℃／ｈ以下の冷却速度で徐冷する均質化処理を施したのち、３００〜５００℃の温度域で熱間押出を行うことによりＲａ：０．１０μｍ以下の表面粗度を有する押出材とし、ついで５００〜６００℃で３０分以上の溶体化処理後、焼入れを行い、１５０〜２５０℃で１〜１２時間の人工時効処理を施し、２０５ＭＰａを越える引張強さとすることを特徴とする表面粗度に優れた回転部品、摺動部品用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造方法。
【請求項２】
アルミニウム合金がさらにＣｒ：０．５％以下（０％を除く、以下同じ）、Ｍｎ：０．５％以下のうちの１種または２種を含有することを特徴とする請求項１記載の表面粗度に優れた回転部品、摺動部品用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造方法。
【請求項３】
アルミニウム合金がさらにＣｒ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５％以下のうちの１種または２種、およびＣｕ：０．５％以下を含有することを特徴とする請求項１記載の表面粗度に優れた回転部品、摺動部品用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面粗度に優れ、光輝性を有する回転部品、摺動部品用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＪＩＳ  Ａ６０６３、６Ｎ０１、６０６１などに代表される６０００系のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金は、回転部品や摺動部品として使用されているが、これらの合金については、溶体化処理の省略によるコストダウンを目的として一般にプレス焼入れが行われている。プレス焼入れを行うためには、押出前のビレットの段階で強化元素のＭｇ、Ｓｉを十分に固溶させておく必要があることから、均質化処理後の冷却速度を１００℃／ｈ以上に制御している。
【０００３】
しかしながら、上記の均質化処理方法では、固溶成分が多い場合には変形抵抗が大きくなり、押出ダイスとの摩擦抵抗が上昇するため、押出材の表面粗度が大きく、外観上光沢性が要求される部品やクリアランスの小さい摺動部品に適用するには問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金の熱間加工における変形抵抗を低減させることにより、表面粗度に優れた押出材を得ることを可能とする表面粗度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１による表面粗度に優れた回転部品、摺動部品用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造方法は、Ｍｇ：０．４〜１．２％、Ｓｉ：０．２〜０.８％を含有し、不純物としてのＦｅを０．５％以下に制限し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に対し、５００〜６００℃で１〜１０時間加熱して、鋳塊温度が２５０℃になるまで５０℃／ｈ以下の冷却速度で徐冷する均質化処理を施したのち、３００〜５００℃の温度域で熱間押出を行うことによりＲａ：０．１０μｍ以下の表面粗度を有する押出材とし、ついで５００〜６００℃で３０分以上の溶体化処理後、焼入れを行い、１５０〜２５０℃で１〜１２時間の人工時効処理を施し、２０５ＭＰａを越える引張強さとすることを特徴とする。
【０００６】
請求項２による表面粗度に優れた回転部品、摺動部品用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造方法は、請求項１において、アルミニウム合金がさらにＣｒ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５％以下のうちの１種または２種を含有することを特徴とする。
【０００７】
請求項３による表面粗度に優れた回転部品、摺動部品用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造方法は、請求項1において、アルミニウム合金がさらにＣｒ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５％以下のうちの１種または２種、およびＣｕ：０．５％を含有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の合金元素の意義、含有範囲について説明すると、ＭｇおよびＳｉは強度を向上させるために機能する成分であり、好ましい含有量は、それぞれ０．４〜１．２％および０．２〜０．８％の範囲である。下限未満では強度向上の効果が小さく、それぞれ上限を越えると押出性が阻害される。不純物のＦｅは０．５％以下に制限する必要があり、０．５％を越えると押出材の表面粗度が低下し易くなる。
【０００９】
Ｃｒ、Ｍｎは、熱間押出材の結晶粒を微細化し、表面粗度の向上に有効に作用する。ＣｒおよびＭｎの好ましい含有範囲は、それぞれ０．３５％以下およびお．５％以下である。Ｃｕは押出材の強度を高めるために添加される。好ましい含有量は０．５％以下の範囲である。なお、本発明においては、通常のアルミニウム合金に添加される０．１％以下のＴｉ、０．０２％以下のＢを含んでいても、押出材の性能に影響することはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明によるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材の製造は、上記の組成を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金を、常法に従って連続鋳造により造塊し、得られた押出用ビレットに対し、５００〜６００℃の温度で１〜１０時間加熱して５０℃／ｈ以下の冷却速度で徐冷する均質化処理を施す。均質化処理後の冷却速度が５０℃／ｈを越えると、Ｍｇ、Ｓｉの固溶量が多くなって熱間押出時の変形抵抗が増大し、押出材の表面粗度が大きくなり易い。なお、冷却速度５０℃／ｈ以下の徐冷は、ビレット温度が２５０℃になるまで行えばよい。
【００１１】
ビレットの均質化処理を、５００〜６００℃で１〜１０時間加熱した後、さらに３００〜４５０℃で１〜１０時間加熱する２段加熱により行っても本発明の目的を達成することができる。この場合には、加熱後の冷却速度を５０℃／ｈ以下に限定する必要はない。
【００１２】
均質化処理後、３００〜５００℃の温度で熱間押出を行うことによって、Ｒａ：０．１０μｍ以下の表面粗度を有する押出材が得られる。押出温度が３００℃未満では変形抵抗が高くなって押し詰まりを生じるおそれがあり、５００℃を越える温度で押出加工を行うと、Ｍｇ、Ｓｉが固溶するため、変形抵抗が増大し、押出材の表面粗度が大きくなり易い。
【００１３】
押出後、５００〜６００℃で、３０分以上、好ましくは１時間以上の溶体化処理後、焼入れを行い人工時効処理を施す。溶体化処理温度が５００℃未満では、Ｍｇ、Ｓｉの固溶が十分に行われ難く、６００℃を越えると部分溶解が生じ易い。焼入れ後の人工時効処理は、１５０〜２５０℃で１〜１２時間行うのが好ましい。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１
Ｍｇ：０．５８％、Ｓｉ：０．４２％、Ｍｎ：０．０２％、Ｃｕ：０．０２％、Ｔｉ：０．０２％、Ｆｅ：０．２０％、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる組成を有するアルミニウム合金のビレット（直径２００ｍｍ）を連続鋳造により造塊し、５８０℃の温度で２時間の均質化処理を行い、均質化処理後、ビレットを表１に示す条件で冷却した。
【００１５】
ついで、表１に示す条件で、幅１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの板状体に熱間押出加工し、得られた押出材を、５２０℃の温度で１時間溶体化処理後、強制空冷を行って焼入れ、１７５℃の温度で８時間の人工時効処理を施した。得られた試験材について、引張試験を行い、表面粗度を測定し、目視により光輝性の評価を行った。結果を表１に示す。表１にみられるように、本発明に従う試験材はいずれも２０５ＭＰａを越える十分な強度、０．１０μｍ以下の表面粗度をそなえ、優れた光輝性を示した。
【００１６】
【表１】
0003727041.tif 000002
【００１７】
比較例１
実施例１と同一組成を有するアルミニウム合金のビレット（直径２００ｍｍ）を連続鋳造により造塊し、実施例１と同様、５８０℃の温度で２時間の均質化処理を行い、均質化処理後、ビレットを表２に示す条件で冷却した。
【００１８】
ついで、表２に示す条件で、幅１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの板状体に熱間押出加工し、得られた押出材を、表２に示す条件で溶体化処理し、強制空冷を行って焼入れ、１７５℃で８時間の人工時効処理を施した。得られた試験材について、引張試験を行い、表面粗度を測定し、目視により光輝性の評価を行った。結果を表３に示す。なお、表２において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
【００１９】
【表２】
0003727041.tif 000003
【００２０】
【表３】
0003727041.tif 000004
【００２１】
表３に示すように、試験材Ｎｏ．６、Ｎｏ．７は均質化処理後の冷却速度が大き過ぎ、また試験材Ｎｏ．８は押出温度が高過ぎるため、いずれも熱間押出におて変形抵抗が大きく、押出材の表面粗度が劣っている。試験材Ｎｏ．９は溶体化処理温度が低く、また試験材Ｎｏ．１０は溶体化処理時間が短いため、いずれも十分な強度が得られない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、表面粗度が小さく、光輝性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出材が提供され、回転部品、摺動部品として有効である。