(57)【要約】【課題】より少ない工程で、優れた強度を備えたアルミニウム製品を得ることが出来る、アルミニウム製品の製造方法を提供すること。【解決手段】アルミニウム合金材料を鋳造法によって成形して中間成形体を得る工程Ａと、中間成形体に対し、加熱してアルミニウム合金材料の融解温度より−１０乃至＋５℃の範囲の温度で溶体化処理を施す工程Ｂ１と、冷却した後に冷間加工を施して製品の近似形状にする工程Ｂ２と、再び加熱して時効処理を施す工程Ｂ３と、を有するアルミニウム製品の製造方法の提供による。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金材料を鋳造法によって成形して中間成形体を得る工程Ａと、
前記中間成形体に対し、加熱して前記アルミニウム合金材料の融解温度より−１０乃至＋５℃の範囲の温度で溶体化処理を施す工程Ｂ１と、冷却した後に冷間加工を施して製品の近似形状にする工程Ｂ２と、再び加熱して時効処理を施す工程Ｂ３と、
を有するアルミニウム製品の製造方法。
【請求項２】
アルミニウム製品の形状を１００％としたときに、加工率が１乃至３０％になるような形状で前記中間成形体が成形される請求項１に記載のアルミニウム製品の製造方法。
【請求項３】
前記アルミニウム合金材料が、鋳造用アルミニウム合金である請求項１又は２に記載のアルミニウム製品の製造方法。
【請求項４】
前記鋳造用アルミニウム合金が、ケイ素（Ｓｉ）を６．０乃至８．０質量％、及び、マグネシウム（Ｍｇ）を０．２乃至０．４質量％含有するものである請求項３に記載のアルミニウム製品の製造方法。
【請求項５】
前記溶体化処理の温度が、５４７乃至５６２℃である請求項４に記載のアルミニウム製品の製造方法。
【請求項６】
前記アルミニウム合金材料が、展伸用アルミニウム合金である請求項１又は２に記載のアルミニウム製品の製造方法。
【請求項７】
前記溶体化処理に要する時間が、昇温時間及び保持時間を含み、１２０分以内である請求項１〜６の何れか一項に記載のアルミニウム製品の製造方法。
【請求項８】
少なくとも前記溶体化処理が、前記中間成形体を流動層の中に存在させることにより行われる請求項１〜７の何れか一項に記載のアルミニウム製品の製造方法。
【請求項９】
前記流動層が、熱風の直接吹込みにより形成されている請求項８に記載のアルミニウム製品の製造方法。
【請求項１０】
ケイ素（Ｓｉ）を６．０乃至８．０質量％、及び、マグネシウム（Ｍｇ）を０．２乃至０．４質量％含有する鋳造用アルミニウム合金を用いた鋳造品であって、
引張強さが２９０ＭＰａ以上且つ０．２％耐力が２６０ＭＰａ以上である鋳造品。
【請求項１１】
ケイ素（Ｓｉ）を６．０乃至８．０質量％、及び、マグネシウム（Ｍｇ）を０．２乃至０．４質量％含有する鋳造用アルミニウム合金を用いた車両用ホイールであって、
少なくともインナーリム部の引張強さが２９０ＭＰａ以上且つ０．２％耐力が２６０ＭＰａ以上である車両用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境問題の１つである地球温暖化を防止するために、自動車の燃費改善は重要な課題と認識されている。自動車の燃費を改善する手段は、電気等の新しい動力源の利用等、種々存在するが、最も効果があり、他のどの技術とも併用して適用可能なのが自動車重量の軽量化である。自動車そのものを軽量化すれば動力源への負荷が減り、燃料の使用量を減らすことが可能となる。そして、自動車の軽量化技術として、より取り組み易い軽量化材料の使用が好適に採用される。このような事情により、エンジン周り部品、足周り部品等の自動車部品について、より低廉な軽量化材料であるアルミニウム合金材料の使用が広く普及している。
【０００３】
自動車部品は、その使用箇所によっては極めて高い強度が要求される場合がある。例えば、足周り部品であるウィッシュボーンサスペンションのロアアーム及びアッパーアームや、ステアリングに連動してタイヤを操るナックルアーム等では、強度不足による破損が、安全にかかわる重要な問題に直結し得るため、強度が充分で、欠陥が少なく、耐腐食性に優れ、且つ軽いもの、が求められる。尚、自動車部品を含むアルミニウム製品の製造方法に関する先行技術文献として、特許文献１が挙げられる。
【特許文献１】特開２００２−２７５５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、そのような要求に合ったものとしてＡ６０６１合金を使用した鍛造品が知られているが、鍛造品を得る鍛造法は、工程数が多く、鍛造用の展伸材料そのものが高価である上に、バリ等の発生で材料歩留まりも高くないため、その適用は極限定されているのが現状である。一方、鋳造法では、鋳造用材料はより低廉であり、工程もより簡素であるが、合金組成の観点より高強度化には限界があり、高い強度のものは作れていなかった。
【０００５】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より少ない工程で、優れた強度を備えたアルミニウム製品を得ることが出来る、アルミニウム製品の製造方法を提供することにある。
【０００６】
鋭意検討がなされ、研究が重ねられた結果、以下に示す手段によって、上記目的を達成出来ることが見出された。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、本発明によれば、アルミニウム合金材料を鋳造法によって成形して中間成形体を得る工程Ａと、その中間成形体に対し、加熱してアルミニウム合金材料の融解温度より−１０乃至＋５℃の範囲の温度で溶体化処理を施す工程Ｂ１と、冷却した後に冷間加工を施して製品の近似形状にする工程Ｂ２と、再び加熱して時効処理を施す工程Ｂ３と、を有するアルミニウム製品の製造方法が提供される。近似形状とは、出荷する製品と概ね同形状であって、最終的な機械加工による仕上工程を経て製品と完全に同じ形状となる形状である。
【０００８】
本発明のアルミニウム製品の製造方法では、限定されるものではないが、アルミニウム製品の（最終）形状を１００％としたときに、加工率が１乃至３０％になるような形状で中間成形体が成形されることが好ましい。加工率は、より好ましくは５乃至３０％であり、更に好ましくは１０乃至３０％である。尚、本発明にいうアルミニウム製品（あるいは製品）とは、一般消費者に購入される製品のみならず、丸棒、角棒、平板等の形状をした、加工業者に購入される素材製品を含むものである。
【０００９】
本発明のアルミニウム製品の製造方法においては、アルミニウム合金材料として鋳造用アルミニウム合金を、好適に採用出来る。
【００１０】
鋳造用アルミニウム合金は限定されるものではないが、ケイ素（Ｓｉ）を６．０乃至８．０質量％、及び、マグネシウム（Ｍｇ）を０．２乃至０．４質量％含有するものであることが好ましい。そのような合金として、例えばＡＣ４ＣＨ（日本工業規格）合金を例示出来る。そして、上記組成の鋳造用アルミニウム合金をアルミニウム合金材料として用いる場合には、鋳造法により成形して得られた中間成形体に施す溶体化処理の温度（溶体化処理温度）が、５４７乃至５６２℃であることが好ましい。より好ましくは５５２乃至５６２℃であり、更に好ましくは５５７乃至５６２℃である。
【００１１】
又、本発明のアルミニウム製品の製造方法においては、アルミニウム合金材料として展伸用アルミニウム合金を、好適に採用出来る。展伸用アルミニウム合金は限定されるものではないが、例えば６０６１（日本工業規格）合金を例示出来る。そして、この６０６１展伸用アルミニウム合金をアルミニウム合金材料として用いる場合には、鋳造法により成形して得られた中間成形体に施す溶体化処理の温度（溶体化処理温度）として好ましい温度は、５８０℃前後になる。
【００１２】
本発明のアルミニウム製品の製造方法においては、アルミニウム合金材料の種類にかかわらず、溶体化処理に要する時間が、昇温時間及び保持時間を含み、１２０分以内であることが好ましい。溶体化処理に要する時間は、より好ましくは６０分以内である。又、溶体化処理において昇温に要する時間が、２０分以内であることが好ましい。昇温に要する時間は、より好ましくは１５分以内であり、更に好ましくは１０分以内である。
【００１３】
本発明のアルミニウム製品の製造方法において、限定されるものではないが、少なくとも溶体化処理は、中間成形体を流動層中に存在させることにより行われることが好ましい。そして、その流動層は、熱風の直接吹込みにより形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明のアルミニウム製品の製造方法において、時効処理は、限定されるものではないが、冷間加工を施した中間成形体を流動層中に存在させることにより行われることが好ましい。その時効処理の温度は、１２０乃至２１０℃の温度で施されることが好ましい。より好ましくは１３０乃至２００℃であり、更に好ましくは１４０乃至１９０℃である。
【００１５】
本発明のアルミニウム製品の製造方法において、工程Ａにおいて鋳造法により中間成形体を成形する手段は限定されるものではないが、鋳造法として低圧鋳造法、又はスクイズ製造方法等の高圧鋳造法を用いることが好ましい。
【００１６】
次に、本発明によれば、ケイ素（Ｓｉ）を６．０乃至８．０質量％、及び、マグネシウム（Ｍｇ）を０．２乃至０．４質量％含有する鋳造用アルミニウム合金を用いた鋳造品であって、引張強さが２９０ＭＰａ以上且つ０．２％耐力が２６０ＭＰａ以上である鋳造品が提供される。
【００１７】
更に、本発明によれば、ケイ素（Ｓｉ）を６．０乃至８．０質量％、及び、マグネシウム（Ｍｇ）を０．２乃至０．４質量％含有する鋳造用アルミニウム合金を用いた車両用ホイールであって、少なくともインナーリム部の引張強さが２９０ＭＰａ以上且つ０．２％耐力が２６０ＭＰａ以上である車両用ホイールが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のアルミニウム製品の製造方法は、現状の課題を解決し得る手段として、鋳造法を用いて得た成形品（中間成形体）に対し、熱処理と冷間加工とを施すことによって、機械的性質の向上を図っている。鋳造成形を基本とする製造方法であるから鍛造法に比較してより簡素な工程で製造出来る。又、展伸用アルミニウム合金を用いる場合にも、通常の鍛造工程で排出されるバリ材を再利用することが可能である。又、特に、一般に鋳造法による成形品に対しては行われない加工を、溶体化の後に成形品を冷却し、冷間加工として行うため、加工部位に転位が導入され、後に行われる時効処理において、その転位を核として析出が生じ、析出相が微細且つ均一になり、より優れた機械的性質を具備するアルミニウム製品を得ることが出来る。
【００１９】
本発明のアルミニウム製品の製造方法では、溶体化処理における保持温度が、熱処理しようとする中間成形体を構成するアルミニウム合金材料の融解温度より−１０乃至＋５℃の温度であるため、短い溶体化処理時間であっても、析出硬化に寄与する添加元素が完全に固溶し、後の時効処理によって充分な析出硬化を生じさせることが出来る。又、Ｓｉを一定量含有するアルミニウム合金材料を用いる場合には、共晶Ｓｉ組織が充分に球状化するので、優れた機械的性質を有するアルミニウム製品を得ることが可能である。
【００２０】
溶体化処理に要する時間は、好ましくは、昇温時間及び保持時間を含んで１２０分以内である。従って、一般に被処理体を構成する金属の融解温度より−２０〜−５０℃で４〜５時間程度行われる溶体化処理に比較して、本発明のアルミニウム製品の製造方法は格段に短時間で行うことが出来、アルミニウム製品の製造時間の短縮に寄与する。
【００２１】
本発明のアルミニウム製品の製造方法は、中間成形体の成形にあたり、好ましくは、材料として流動性のよい鋳造用アルミニウム合金を使用する。そして、好ましくは、加工率を１乃至３０％とする。従って、形状が部分的に薄かったり複雑であることにより、そのままのキャビティ形状では、鋳造用アルミニウム合金を用いても湯流れ不良が生じ易いアルミニウム製品の場合であっても、金型のキャビティ形状を、より溶湯が充填され易い形状（より厚い、より単純な形状）にすることが可能であることから、成形にかかる欠陥を、より抑制することが出来る。
【００２２】
又、本発明のアルミニウム製品の製造方法は、中間成形体の成形にあたり、好ましくは、材料として強度、耐食性に優れる展伸用アルミニウム合金を使用する。そして、好ましくは、加工率を１乃至３０％とする。従って、金型のキャビティ形状を、より溶湯が充填され易い形状（より単純な形状）にすることが可能であることから、展伸用アルミニウム合金の流動性、成形性の低さを補い、成形にかかる欠陥を、より抑制することが可能であり、展伸用アルミニウム合金の優れた強度、耐食性を生かしたアルミニウム製品を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参酌しながら説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。
【００２４】
図１は、本発明のアルミニウム製品の製造方法（単に本発明に係る製造方法ともいう）の工程を示すブロックフロー図である。本発明に係る製造方法は、中間成形体を得る工程Ａと、その中間成形体に熱処理及び冷間加工を施す工程Ｂと、を有する。
【００２５】
工程Ａにおいて、材料としてアルミニウム合金が使用され、鋳造法のうち例えば低圧鋳造法によって成形され、中間成形体が得られる。低圧鋳造法は、中間成形体の形状に相当するキャビティが形成された金型を用い、その金型の下方に備わり溶湯が入れられた保持炉から、例えば窒素ガスの注入等によって概ね１０〜５０ｋＰａ程度の極低い圧力を付加することにより、溶湯の温度をなるべく所定温度に保ったまま金型内へ押し上げ、金型で凝固させて成形する方法である。
【００２６】
本発明のアルミニウム製品の製造方法は、溶体化処理、冷間加工、時効処理で構成される工程に特徴を有する方法であって、製品の材料たるアルミニウム合金を限定するものではない。熱処理により析出硬化する合金を使用して製造することが望ましく、アルミニウム合金の多くはそれに該当する。そのような熱処理型のアルミニウム合金として、例えば、鋳造用アルミニウム合金であれば、日本工業規格（ＪＩＳ）に基づくＡＣ４Ｃ、ＡＣ４ＣＨ、ＡＣ４Ｂ、ＡＣ４Ｄ、ＡＣ２Ａ、ＡＣ２Ｂ、ＡＣ３Ａ等を例示することが出来る。又、展伸用アルミニウム合金であれば、日本工業規格に基づく６０６１、６Ｎ０１、２０１４、２０１７、７０７５等を例示することが出来る。
【００２７】
本発明のアルミニウム製品の製造方法は、後述する工程Ｂ１及び工程Ｂ３の熱処理によって、中間成形体（最終的に製品）を構成するアルミニウム合金に、Ｍｇ2Ｓｉ相、Ａｌ2Ｃｕ相等の中間相を析出させ、時効硬化させて、引張強さ、０．２％耐力、及び伸びという機械的性質をバランスよく向上させ得るから、優れた強度のアルミニウム製品を得られる。
【００２８】
工程Ｂは、中間成形体を構成するアルミニウム合金材料の融解温度に対して−１０乃至＋５℃の範囲の温度で中間成形体を加熱し、溶体化処理を施す工程Ｂ１と、中間成形体を再結晶温度以下に冷却した後に、冷間加工を施して、製品の近似形状にする工程Ｂ２と、再び加熱して、時効処理を施す工程Ｂ３と、で構成される。
【００２９】
図２は、工程Ｂ１〜Ｂ３のスケジュールを示すパターン図である。本発明のアルミニウム製品の製造方法は、中間成形体から製品の近似形状にする加工が、溶体化処理（工程Ｂ１）の後に再結晶温度以下で、冷間加工（工程Ｂ２）として行われ、熱間加工として行われない。本発明に係る製造方法では、熱間加工に要する熱量が不要であり、熱間加工のための昇温時間が不要であるから、冷間加工及び熱処理に要する合計時間Ｃ０は、熱間加工を行う場合より短縮される。一方、図７は、中間成形体から製品の近似形状にする加工を熱間加工として行う場合のスケジュールを示すパターン図である。この場合には、中間成形体から製品の近似形状にする熱間加工は、熱処理（溶体化処理）の前に行われるから、熱間加工及び熱処理に要する合計時間Ｃ１００は、少なくとも、総熱間加工時間Ｃ１３０（＝昇温時間Ｃ１３１＋熱間加工時間Ｃ１３２）、溶体化処理時間Ｃ１１０（＝昇温時間Ｃ１１１＋保持時間Ｃ１１２）、時効処理時間Ｃ１２０（＝昇温時間Ｃ１２１＋保持時間Ｃ１２２）の和で求められる時間となる。又、保持温度Ｔ１１で行われる溶体化処理及び保持温度Ｔ２１で行われる時効処理の他に、熱間加工を温度Ｔ３１で行うための熱量が必要になる。
【００３０】
本発明のアルミニウム製品の製造方法の工程Ｂ１では、溶体化処理が行われる。中間成形体を、昇温時間Ｃ１１が２０分以内になるように、保持温度Ｔ１（溶体化処理温度）まで急速昇温し、且つ、中間成形体を保持温度Ｔ１において保持時間Ｃ１２が１００分以内になるようにして行うことが重要である（昇温時間Ｃ１１＋保持時間Ｃ１２＝溶体化処理時間Ｃ１０≦１２０分）。より詳細には、保持温度Ｔ１（例えば５００〜５９０℃）までの昇温時間Ｃ１１を２０分以内、好ましくは１５分以内、更に好ましくは１０分以内で行い、しかも、その保持温度Ｔ１での保持時間Ｃ１２を１００分以内、好ましくは４５分以内とすることが、共晶組織等の粗大化を防止する観点から望ましい。その結果、熱処理したアルミニウム合金材料からなる中間成形体の機械的性質が向上する。
【００３１】
融解温度はアルミニウム合金材料の種類によって異なるため、保持温度Ｔ１（溶体化処理温度）も異なることになる。例えば、ＡＣ４ＣＨ合金の場合には、融解温度は約５５７℃であるから、溶体化処理の保持温度Ｔ１は５４７〜５６２℃の範囲にすることが好ましい。ＡＣ４ＣＨ合金を、融解温度近傍温度で溶体化処理することにより、固溶拡散スピードを速くすることが出来る。より具体的には、ＡＣ４ＣＨ合金の場合に、上記した好ましい溶体化処理時間であれば、Ｍｇ及び／又はＳｉのα相中（Ａｌ）への固溶率を８０％以上とすることが出来る。その結果、得られるアルミニウム製品の機械的性質（強度）が、大きく向上する。
【００３２】
溶体化処理は、中間成形体を急速加熱出来ればよく、その手法について特に制限はない。即ち、雰囲気の温度を制御して中間成形体を急速加熱し得るようにすればよく、例えば、高周波加熱や低周波加熱、遠赤外線加熱方式も適用可能であるが、流動層炉を用いた急速加熱が、より好ましい。
【００３３】
流動層炉による急速加熱は、中間成形体を流動層中に存在させることにより行う。流動層炉は、吹き込まれた熱風によって粒状物が加熱され均一に混合されて流動層が形成されたものであり、流動層中の温度が概ね均一になるとともに伝熱効率がよいという特徴を有している。流動層中の温度の均一化により、使用するアルミニウム合金材料の融解温度に極近い、より高い温度での溶体化処理が可能となる。又、伝熱効率が優れることから、保持温度（溶体化処理温度）までの昇温時間を短縮することが出来る。これらの特徴は、従来の空気を熱媒体とする雰囲気炉に対して大きな利点である。
【００３４】
流動層炉を用いる場合に、その加熱手段として、一般に、流動層炉の容器の外部から加熱する容器加熱方式やラジアントチューブを流動層炉中に内蔵するラジアントチューブ方式等の間接加熱方式の他、熱風の直接吹込みによる直接加熱方式が知られており、何れの方式も適用出来るが、熱風の直接吹込みによる直接加熱方式によって流動層炉を形成することが好ましい。流動層中の温度分布が更に良好になり、流動層中の温度を約±１．５〜２℃の変動範囲内におさめることが出来るからである。
【００３５】
図３は、本発明のアルミニウム製品の製造方法に用いることが可能な熱風直接吹込み方式の流動層炉の一例を示す概略図である。流動層炉１０において、粒状物１２が多孔板１６上に充填され、この粒状物１２が多孔板１６の下から吹き込まれる熱風１４により流動化され、均一に混合されて流動層１８が形成される。
【００３６】
又、図４は、本発明のアルミニウム製品の製造方法に用いることが出来る流動層炉の他例を示す概略図である。熱風発生装置２０において図示しないブロワより送られる空気がバーナ２２からの火炎によって７００〜８００℃まで加熱され熱風となる。そして、その熱風は、熱風温度監視装置２４を経て、流動層炉２６へ入り、多孔パイプ２８から流動層炉２６内へ吹き込まれる。そして、粒状物３２が、その熱風により加熱され、流動化されて、温度分布が均一な流動層３０が形成される。中間成形体３４は、その流動層３０内において迅速に加熱される。尚、粒状物排出用バルブ３６は、適宜、粒状物３２を外部に排出するものである。
【００３７】
次に、工程Ｂ２では、中間成形体に対し冷間加工が行われる。冷間加工は、溶体化処理された中間成形体を急冷して、再結晶温度以下において行われる。
【００３８】
図５、図６は、本発明に係る製造方法の工程Ｂ２を説明するための図であり、図５は、例えばプレス加工機によって冷間加工を施される前の中間成形体の一例を表す平面図であり、図６は、冷間加工を施して得られた、アルミニウム製品と近似する形状の、時効処理前の、加工済成形体の一例を表す平面図である。尚、本例のアルミニウム製品は、ナックルアーム（自動車部品）である。
【００３９】
冷間加工による加工率は１乃至３０％であることが好ましい。この加工率は、加工の程度を表す値であり、被加工部分の工学的な平均歪量で示され、例えば、加工前の中間成形体５０の所定部分の厚さをＤ１とし、加工後の加工済成形体６０の相当部分の厚さをＤ２としたときに、加工率Ｒは、Ｒ［％］＝（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１×１００、で求められる（具体例を挙げれば、Ｄ１＝１００ｍｍとし、Ｄ２＝９５ｍｍとすると、加工率Ｒは、Ｒ［％］＝（１００−９５）／１００×１００＝５％である）。加工率が１乃至３０％であるとは、中間成形体５０と加工済成形体６０とを各部分で比較し、加工前の厚さとそれに相当する部分の加工後の厚さとにより求めた加工率が、１〜３０％におさまることを指す。
【００４０】
又、図８は、本発明に係る製造方法の工程Ｂ２を説明するための図であり、冷間加工の一例としてスピニング加工を行うスピニング加工装置（マンドレル）と、それにセットされたアルミニウム製品の一例としての車両用ホイールの中間成形体を表す断面図である。マンドレル６１は回転軸６２を中心として回転可能になっていて、中間成形体６４のスポーク部６６は、マンドレル６１に挟まれ固定され、リム部６５は外側に表れている。中間成形体６４のリム部６５は、マンドレル６１によって回転させられながら、押圧具６３によってマンドレル６１の表面に沿って扱かれることによって、スピニング加工される。
【００４１】
工程Ｂ３では、時効処理が行われる（図２参照）。この時効処理の具体的実現手段については、特に制限はなく、従来の空気を熱媒体とする雰囲気炉（トンネル炉）を使用することも出来るが、溶体化処理と同様に、流動層炉を用いることが好ましい。時効処理時間Ｃ２０の短縮の他、溶体化処理に流動層炉を用いる場合に、同じ流動層炉を使用することがプロセス全体の制御上、操作上の観点から好ましいからである。
【００４２】
時効処理は、使用するアルミニウム合金材料の種類によらず、昇温時間Ｃ２１を例えば数分以内として、時効処理温度Ｔ２を１２０〜２１０℃まで昇温させ、その温度で保持することが好ましい。時効処理温度Ｔ２は、１３０〜２００℃が好ましく、１４０〜１９０℃が更に好ましい。保持時間Ｃ２２は、求める時効効果が亜時効、最高時効、過時効であるかによって、又は、使用するアルミニウム合金材料の種類によって異なるが、概ね数十分〜数時間である。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例に基づき、更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）サイドゲート金型を備える低圧鋳造装置を使用して、鋳造用アルミニウム合金を鋳造成形し、５つの車両用ホイールを得た。得られた車両用ホイールは、図１３（ａ）に斜視図として示され、図１３（ｂ）に断面図（図１３（ａ）のＣＣ断面）として示されるホイール４１であり、アウターリム４３及びインナーリム４２と、スポーク４４とを有するものである。鋳造用アルミニウム合金は、表１中に成分が示される供試材である。
【００４５】
次いで、旋盤加工により、５つの車両用ホイールのそれぞれのインナーリム部分を、厚さが１３ｍｍのリングとして切り出し、更にリングを６等分に切り分け、５つの車両用ホイール毎に６つのリング片を得た。ここで、合計３０個のリング片を、車両用ホイール毎に、Ａ１〜６、Ｂ１〜６、Ｃ１〜６、Ｄ１〜６、Ｅ１〜６として表す。
【００４６】
次に、得られたそれぞれのリング片に、図２で示されるスケジュールに沿って、溶体化処理（工程Ｂ１）、冷間加工（工程Ｂ２）、時効処理（工程Ｂ３）を施した。溶体化処理にかかる条件は、溶体化処理温度（保持温度、Ｔ１）を５５０℃、保持時間（Ｃ１２）を１２０分とし、時効処理にかかる条件は、時効処理温度（Ｔ２）を１９０℃、保持時間（Ｃ２２）を９０分とした。溶体化処理及び時効処理は、図４に示される形式の流動層炉を用いて行った。流動層炉は、内径１５００ｍｍ×１５００ｍｍの角タンクで、直胴部高さが７５０ｍｍ、下方部が逆円錐状のものである。流動層を構成する粒状物として、平均粒径が５０〜５００μｍの砂を用いた。冷間加工は、クランクプレス平型（８００ｔｏｎ）による鍛造（圧縮）であり、リング片Ａ１〜６については加工率が３％になるように寸法（厚さ）を設定して加工した。同様に、リング片Ｂ１〜６については加工率が５％になるように、リング片Ｃ１〜６については加工率が１０％になるように、リング片Ｄ１〜６については加工率が１５％になるように、リング片Ｅ１〜６については加工率が２０％になるように、それぞれ寸法（厚さ）を設定し加工した。（設定）加工率、設定寸法、（加工後の）実測寸法、及び（実測寸法に基づく）実際の加工率を、表２に示す。
【００４７】
上記のようにして処理されたそれぞれのリング片からテストピースを採取し、引張試験（引張強さ、０．２％耐力、伸び）、衝撃試験（衝撃値）及び硬さ試験（硬度）を行った。得られた結果を図９、図１０、図１１、図１２に示す。尚、衝撃試験としては、ＪＩＳで規定されたシャルピー試験法を用いて衝撃値を測定した。又、硬さ試験としては、ＪＩＳ  Ｚ２２４５に規定された試験法を用い、ロックウェル硬さを測定した。引張強さ、０．２％耐力、及び伸びという機械的特性は、ＪＩＳ  Ｚ２２０１で規定されている試験法に従って求めた。
【００４８】
（考察）図９に示されるように、溶体化処理後に冷間加工を行うと、引張強度については維持乃至改善され、０．２％耐力については大きく改善され、実際の加工率が１４％の場合において、２８０ＭＰａ以上を記録した。これは、従来、ＡＣ４ＣＨ（日本工業規格）に相当する鋳造用アルミニウム合金では得られなかった数値であり、溶体化処理後の冷間加工によって、材料（被加工体）中に無数の転位が発生し、それを析出の起点とした、微細且つ均一な析出相の形成により達成されたものと考えられた。尚、実施例１において、実際の加工率は、最大で概ね１４％であったが、鍛造後の割れは発生しなかった。
【００４９】
【表１】
2005314803.tif 000003
【００５０】
【表２】
2005314803.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、あらゆるアルミニウム製品の製造方法として有用である。特に、軽量化、高強度化が求められる、二輪乃至四輪の自動車用部品、あるいは自転車用部品等を製造する方法として好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のアルミニウム製品の製造方法の工程を示すブロックフロー図である。
【図２】本発明のアルミニウム製品の製造方法にかかる冷間加工及び熱処理のスケジュールを示すパターン図である。
【図３】本発明のアルミニウム製品の製造方法に用いられる流動層炉の一例を示す概略の断面図である。
【図４】本発明のアルミニウム製品の製造方法に用いられる流動層炉の他例を示す概略の断面図である。
【図５】冷間加工を施される前の中間成形体の一例を表す平面図である。
【図６】冷間加工を施した後の製品と近似する形状の加工済成形体の一例を表す平面図である。
【図７】熱間加工及び熱処理のスケジュールを示すパターン図である。
【図８】本発明のアルミニウム製品の製造方法の一実施形態を説明するための図であり、冷間加工を行うスピニング加工装置と、それにセットされたアルミニウム製品（車両用ホイール）の中間成形体を表す断面図である。
【図９】実施例の結果を示すグラフであり、加工率と、引張強度及び０．２％耐力と、の関係を示すグラフである。
【図１０】実施例の結果を示すグラフであり、加工率と伸びとの関係を示すグラフである。
【図１１】実施例の結果を示すグラフであり、加工率と衝撃値との関係を示すグラフである。
【図１２】実施例の結果を示すグラフであり、加工率と硬度との関係を示すグラフである。
【図１３（ａ）】実施例で作製したホイールを示す斜視図である。
【図１３（ｂ）】図１３（ａ）に示されるホイールのＣＣ断面を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…流動層炉、１２…粒状物、１４…熱風、１６…多孔板、１８…流動層、２０…熱風発生装置、２２…バーナ、２４…熱風温度監視装置、２６…流動層炉、２８…多孔パイプ、３０…流動層、３２…粒状物、３４…中間成形体、３６…粒状物排出用バルブ、４１…ホイール、４２…インナーリム、４３…アウターリム、４４…スポーク、５０…中間成形体、６０…加工済成形体、６１…マンドレル、６２…回転軸、６３…押圧具、６４…中間成形体、６５…リム部、６６…スポーク部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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