(57)【要約】    【課題】  軽量で、形状の自由度が高く、且つ強度及び耐食性が優れたアルミニウム合金部材の製造方法を提供する。    【解決手段】  Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材を素材とし（ステップＳ１）、この素材をプレス成型して半割体を作製する（ステップＳ２）。次に、プレス成型された半割体同士をその端面で突合せた後、その突合せ部を接合して製品形状の部材とする（ステップＳ３）。そして、この部材に熱処理を施して、その調質をＴ６にするか（ステップＳ４）、又は、過時効処理を施してその調質をＴ７にする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材をプレス成形して１対の半割体を得る工程と、前記半割体同士をその端面で突合せた後、その突合せ部を接合して製品形状の部材を得る工程と、この部材を熱処理してその調質をＴ６にする工程と、を有することを特徴とするアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項２】
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材をプレス成形して１対の半割体を得る工程と、前記半割体同士をその端面で突合せた後、その突合せ部を接合して製品形状の部材を得る工程と、この部材に過時効処理を施してその調質をＴ７にする工程と、を有することを特徴とするアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項３】
前記部材は中空であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【請求項４】
前記プレス成形された半割体同士を接合する方法は、摩擦撹拌接合であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の輸送機の構造部材として使用されるアルミニウム合金部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金材は、軽量で、リサイクル性が優れていることから、自動車を始めとして種々の輸送機の構造部材に使用されている。一般に、フレーム材等の構造部品をアルミニウム合金材により形成する場合には、押出成形が利用されており（例えば、特許文献１参照。）、特許文献１には、Ｍｇ含有量が０．４０乃至０．８０質量％でＳｉ含有量が０．５０乃至１．０質量％であり、プレス焼入れ後時効処理したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金中空押出材からなり、耐力が２００ＭＰａ以上で、且つ表面再結晶層の厚さが肉厚の１乃至５０％であり、更に表面再結晶層の肉厚方向の結晶粒径が２００μｍ以下である衝撃吸収部材が開示されている。
【０００３】
しかしながら、押出成形は１回の成形で複雑な断面形状の中空部材を作製できるという長所はあるが、長手方向に対して同一形状の部材しか作製することができないため、適用できる部位が限られるという問題点がある。そこで、従来、より複雑な形状のアルミニウム部材を作製するため、長手方向に対して同一形状である部分を押出成形により作製すると共に、長手方向に対して同一形状でない部分はアルミニウム合金板をプレス加工することにより作製し、この押出形材とプレス加工部材とを溶接接合することにより中空部材とする方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８３７５７号公報
【特許文献２】実開平５−３５４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の従来の技術には以下に示す問題点がある。特許文献２に記載のサスペンションアームのように、アルミニウム合金材同士を溶接接合すると、熱影響部が軟化するため、強度及び耐食性が低下するという問題点がある。車両及び自動車等の輸送機用構造部材、特に、輸送機の足回りに使用される構造部材の性能には、高強度であることだけでなく、耐食性が優れていることも重要な要素である。このため、特許文献２に記載されているような従来の方法で製造されたアルミニウム合金部材は、輸送機用構造部材として使用することは困難である。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、軽量で、形状の自由度が高く、且つ強度及び耐食性が優れたアルミニウム合金部材の製造方法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】
【０００７】
本願第１発明に係るアルミニウム合金部材の製造方法は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材をプレス成形して１対の半割体を得る工程と、前記半割体同士をその端面で突合せた後、その突合せ部を接合して製品形状の部材を得る工程と、この部材を熱処理してその調質をＴ６にする工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材をプレス成形することにより１対の半割体を作製し、この半割体を相互に接合して製品形状としているため、成形性が優れると共に形状自由度が高い。また、接合後の部材を熱処理し、その調質をＴ６にしているため、強度が向上し、軽量で且つ高強度のアルミニウム合金部材が得られる。なお、本発明においてアルミニウム合金材の調質を示すＴ４及びＴ６は、ＪＩＳ規格Ｈ０００１に規定されている質別である。
【０００９】
本願第２発明に係るアルミニウム合金部材の製造方法は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材をプレス成形して１対の半割体を得る工程と、前記半割体同士をその端面で突合せた後、その突合せ部を接合して製品形状の部材を得る工程と、この部材に過時効処理を施してその調質をＴ７にする工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材をプレス成形することにより１対の半割体を作製し、この半割体を相互に接合して製品形状としているため、成形性が優れると共に形状自由度が高い。また、接合後の部材に過時効処理を施してその調質をＴ７にしているため、軽量で且つ耐食性が優れたアルミニウム合金部材が得られる。なお、本発明においてアルミニウム合金材の調質を示すＴ７は、ＪＩＳ規格Ｈ０００１に規定されている質別である。
【００１１】
前記部材は、中空であってもよい。これにより、複雑な形状のアルミニウム合金中空部材が得られる。また、前記プレス成形された半割体同士を接合する方法は、例えば、摩擦撹拌接合である。これにより、接合部における熱影響部が小さくなり接合部の強度が向上すると共に、表面のビードの盛り上がりを少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材をプレス成形した半割体同士を接合して製品形状の部材としているため、成形性及び形状自由度を向上させることができ、更に、接合後の処理により部材の調質をＴ６又はＴ７にしているため、高強度で耐食性が優れ、且つ軽量なアルミニウム合金部材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係るアルミニウム合金部材の製造方法について、添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係るアルミニウム合金材の製造方法について説明する。図１は本実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法を示すフローチャート図であり、図２は図１に示す方法で製造されたアルミニウム合金部材を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法においては、先ず、素材として、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系（６０００系）アルミニウム合金材のＴ４調質材を用意し（ステップＳ１）、この素材をプレス成形し、図２に示す形状の半割体２及び３を作製する（ステップＳ２）。プレス成形は、押出成形では困難である長手方向において断面積及び断面形状が異なる部材でも作製することができると共に、穿孔等の部分加工も成形時に同時に行うことができるため、半割体３のように孔５を備えた形状の部材も１回の成形工程で作製することができる。
【００１４】
また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材は、成形性が優れると共に高い強度が得られる合金材料である。例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材を溶体化処理した後、冷間加工を行わずに自然時効させたものであり、伸びが優れており、良好な成形性が得られる。また、このＴ４調質材に、焼入れ及び時効処理を施すことにより、その強度が向上することが知られている。更に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材は、耐食性及びリサイクル性も優れている。
【００１５】
次に、図２に示すように、ステップＳ２において作製した半割体２及び３を、その端部同士を突合せた後、突合せ面４に沿って接合し、製品形状、即ち、中空部を備えた筒状の閉断面構造の部材１とする（ステップＳ３）。その際の接合方法としては、アーク溶接、レーザ溶接及び摩擦撹拌接合等を適用することができる。図３（ａ）は半割体２及び３の突合せ部を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す突合せ部をアーク溶接したときの状態を示す断面図であり、図３（ｃ）は摩擦撹拌接合したときの状態を示す断面図である。図３（ｃ）に示すように、摩擦撹拌接合は、接合ツール１１を回転させながらそのピン部１１ａを突合せ部に挿入し、この状態で接合ツール１１を突合せ面４に沿って移動させることにより、被接合部材である半割体２及び３の突合せ部を接合する方法である。この摩擦撹拌接合は、図３（ｂ）に示すように、溶接ワイヤ８と半割体２及び３との間にアーク９を発生させ、この状態でトーチ１０を突合せ面４に沿って移動させることにより、半割体２及び３の突合せ部を溶融させて接合するアーク溶接とは異なり、被接合材（半割体２及び３）を溶融させずに接合するため、熱影響部７が小さく、表面のビード６の盛り上がりもほとんどない。よって、半割体２と半割体３とを接合する際は、摩擦撹拌接合を適用することが好ましい。
【００１６】
次に、接合後の部材１に対して、熱処理を施し、その調質をＴ６にする（ステップＳ４）。その際の熱処理条件としては、処理温度が例えば１８０℃であり、処理時間が例えば１８時間である。これにより、部材１の強度が向上し、剛性が高まる。
【００１７】
本実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法においては、素材として、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材を使用しているため、成形性が優れている。また、この素材をプレス成形した１対の半割体を相互に接合して製品形状の部材としているため、押出成形を利用した従来の方法よりも形状自由度が高い。更に、接合後の部材を熱処理して、その調質をＴ６にしているため、軽量で且つ高強度のアルミニウム合金部材が得られる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法について説明する。図４は本実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法を示すフローチャート図である。図４に示すように、本実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法においては、前述の第１の実施形態と同様に、先ず、素材として、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系（６０００系）アルミニウム合金材のＴ４調質材を用意し（ステップＳ１１）、この素材をプレス成形し、図２に示す形状の半割体２及び３を作製する（ステップＳ１２）。次に、ステップＳ１２において作製した半割体２及び３を、その端部同士を突合せた後、突合せ面４に沿って接合し、中空部を備えた筒状の閉断面構造の部材１とする（ステップＳ１３）。そして、接合後の部材１に対して、過時効処理を施し、その調質をＴ７にする（ステップＳ１４）。その際の処理条件としては、処理温度が例えば２００℃であり、処理時間が例えば１８時間である。なお、本実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００１９】
本実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法においては、素材として、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材のＴ４調質材を使用しているため、成形性が優れている。また、この素材をプレス成形した１対の半割体を相互に接合して製品形状の部材としているため、押出成形を利用した従来の方法よりも形状自由度が高い。更に、接合後の部材１に過時効処理を施して、その調質をＴ７にしているため、従来の方法で製造されたアルミニウム合金部材よりも、耐食性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のアルミニウム合金部材の製造方法は、自動車等の輸送機用構造部材として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法を示すフローチャート図である。
【図２】図１に示す方法で製造されたアルミニウム合金部材を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は半割体２及び３の突合せ部を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す突合せ部をアーク溶接したときの状態を示す断面図であり、（ｃ）は摩擦撹拌接合したときの状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のアルミニウム合金部材の製造方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２２】
１；部材
２，３；半割体
４；突合せ面
５；孔
６；ビード
７；熱影響部
８；溶接ワイヤ
９；アーク
１０；トーチ
１１；接合ツール
１１ａ；ピン部
【図１】
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【図２】
2006169594.tif 000004
【図３】
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【図４】
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