(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．５〜１．５質量％（１．０質量％以下を除く）、Ｃｕ：０．４〜２．０質量％（１．２質量％以下を除く）、Ｍｎ：０．２〜１．０質量％、Ｍｇ：０．５〜１．５質量％をそれぞれ有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする、耐食性および切削性に優れるアルミニウム合金押出形材。
【請求項２】
Ｓｉ：０．５〜１．５質量％、Ｃｕ：０．４〜２．０質量％（１．２質量％以下を除く）、Ｍｎ：０．２〜１．０質量％（０．６質量％以下を除く）、Ｍｇ：０．５〜１．５質量％をそれぞれ有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする、耐食性および切削性に優れるアルミニウム合金押出形材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削性に優れたアルミニウム合金に関するもので、特に、自動車用制動部品等の油圧機能を有し、切削加工が必要とする分野に供される、アルミニウム押出成形形材に関するものである。
【０００２】
一般に、切削性を目的として使用されている合金としては、ＡＡ２０１１合金やＡＡ６２６２合金が広く知られている。
【０００３】
しかし、ＡＡ２０１１合金にはＣｕが多く添加されていて、耐食性に劣る。
また、ＡＡ６２６２合金にはＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎ等の低融点金属が添加されているが、これら低融点金属は、アルミニウム中にほとんど固溶せず、アルミニウム合金中に粒状で存在する。
そして、切削加工時の加工熱により溶融して切粉を分断し、切削性を向上させる。
【０００４】
例えば、特開平７−１９７１６５号には、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉの低融点金属を添加することで、切削性の向上を図った合金が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、６２６２合金のようにＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎを添加することで、切削性を改善する効果は見られる。
【０００６】
しかし、これらの低融点金属を含むアルミニウム合金は、熱脆性を引き起こす欠点があり、使用条件に充分な注意を払う必要があった。
【０００７】
さらに、低融点金属を含むアルミニウム合金は、Ｐｂ、Ｂｉ等を含むため、リサイクル性に不利であるという課題も有している。
【０００８】
また、自動車制御部品等においては、切削性のみならず、耐圧強度耐電位差腐食性等も要求され、さらには部品組付のための、かしめ時の材料ねばり性も必要とされる場合があり、係る要求特性を満足するアルミニウム合金材料が所望された。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、まず、アルミニウム中に各種成分を添加し、押出加工により押出形材を成形し、各品質特性および押出成形について精意研究した。
【００１０】
その結果、本発明に至ったものであり、以下実験により得られた知見とともに、課題を解決するための手段を述べる。
【００１１】
自動車用制動部品には各種多くの部品があり、アンチロックブレーキシステムアクチュエーターボデー、ブレーキホイールシリンダー、クラッチマスターシリンダー、プロポーショニングバルブ等が代表例である。
【００１２】
これらに供されるアルミニウム合金には、鋳造材、押出材があるが、本発明は、特に押出材についてのものである。
【００１３】
ＡＡ６２６２合金等の快削性アルミニウム合金は、切削性を向上させる目的で、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎ等の低融点金属を添加しているが、本発明は、代わりにＳｉ、Ｃｕ、Ｍｎ等を適正配合することで、上記目的を達成できることを見い出し、その知見を基に、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明に関わる、切削性に優れるアルミニウム合金は、Ｓｉ：０．５〜１．５質量％、Ｃｕ：０．４〜０．２質量％、Ｍｎ：０．５〜１．５質量％、Ｍｇ：０．５〜１．５質量％をそれぞれ有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる。
【００１５】
次に、上記アルミニウム合金における各元素の添加理由および添加量の限定理由を説明する。
【００１６】
Ｓｉは０．５％以上添加することでＭｇ2 Ｓｉの析出が促進され、自動車用制動部品に必要な強度が確保される。
【００１７】
ただし、Ｓｉを１．５％以上添加した場合、アルミニウム中の固溶限を越えるため、Ｓｉ系晶出物を生成する。
これにより、材料破断時の亀裂伝播速度が促進される欠点がある。
【００１８】
Ｃｕは、０．４％以上添加することで、アルミニウム中の固溶硬化に寄与するとともに、切削性も向上する。
【００１９】
切削性を重視する場合には、ＡＡ２０１１合金のように、５．０〜６．０％の添加が良いが、Ｃｕが多いと防食性が低下し、また、押出生産性も著しく悪くなる。
特に、防食効果を重視する場合には、２．０％以下に添加を抑える必要がある。
【００２０】
従って、理想的には、Ｃｕ：０．４〜２．０％が係る品質特性を両立させるのに効果的である。
【００２１】
Ｍｎは、０．１％以上添加すると切削性および防食を向上できるが、１％以上添加すると粒界腐食が発生しやすくなる欠点がある。
【００２２】
Ｔｉは、結晶粒の微細化効果があり、必要に応じて添加される。
Ｔｉが０．０１％以下では、同様に微細化効果がなく、０．１％以上では、その効果が飽和するのみならず、切削時の工具寿命を低下させる。
【００２３】
Ｆｅ：０．１〜１．０％は、結晶粒の微細化および被削性の改善効果があるが、１．０％を越えると、その効果が飽和し、０．１％以下では、その効果が不足する。
【００２４】
【実施例】
表３、４に示す、合金ＮＯ．Ａ〜Ｊの組成の合金鋳塊を調整した。
この８インチφの棒状鋳塊を４２０〜５００℃で６時間以上均質化処理した後、４２０〜５００℃に加熱して熱間押出加工を行った。
【００２５】
押出形材は図２、３に示す、異形形材とした。
押出形材を１００ｍｍで切断後、溶体化を５００〜５６０℃×２〜５時間保持後、３０〜６０℃水温に焼き入れを１０分間行う。
その後、人工時効を１７０〜２００℃×２〜６時間保持するＴ６処理を施した。
【００２６】
このようにして得られた押出形材の押出加工性、機械的性質、耐食性、切削性を下記試験方法によって試験した。
【００２７】
〈試験方法〉
（１）熱間押出加工方法
押出形材の表面に割れを生じさせないで、押し出すことができる最大押出速度を測定し、これによって前記各合金の押出加工性を評価した。
その結果を表５、６に示す。
【００２８】
（２）機械的性質
Ｔ６処理した押出形材よりＪＩＳ５号片相当の引張試験片を採取し、ＪＩＳＺ２２４１に準じ、試験を行った。
その結果を表５、６に示す。
【００２９】
（３）耐食性
Ｔ６処理した押出形材を図４のように加工し、ネジ部にダクロボルトを組み付けした後、表１を基準サイクルとし、１０サイクル繰り返した。
評価はダクロボルト接触面および近傍の腐食深さを測定した。
その結果を表５、６に示す。
【００３０】
（４）切削性
Ｔ６処理した押出形材を図１の刃具を用い、表２の条件にて孔明け加工を行った。
評価は最大切り屑長さおよび加工孔粗さを測定した。
その結果を表７、８に示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
【表２】
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【００３３】
【表３】
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【００３４】
【表４】
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【００３５】
【表５】
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【００３６】
【表６】
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【００３７】
【表７】
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【００３８】
【表８】
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【００３９】
【発明の効果】
本発明によるアルミニウム合金を用いて、押出形材を成形したものを評価した表３〜８に示す結果を比較すると明らかなように、Ｐｂ、Ｂｉを添加しなくてもＡＡ６２６２と同等の切削性を有し、ＡＡ２０１１よりも耐食性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】切削性評価に用いた刃具を示す。
【図２】
【図３】本発明合金による押出形材例を示す。
【図４】電位差腐食試験片の形状を示す。
【符号の説明】
１・・・アルミニウム合金押出形材
２・・・ダクロボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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