(57)【要約】  【課題】  鋳造性及び鍛造性が良好で、機械的性質に優れるとともに、耐食性にも優れるアルミニウム合金部材、及びその製造方法を提供する。  【解決手段】  アルミニウム合金部材の組成として、Ｓｉ：３．０〜４．２ｗｔ％、Ｍｇ：０．４〜０．６ｗｔ％を含有し、Ｆｅ：０．２ｗｔ％以下、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒの合計量：０．５ｗｔ％以下とされ、かつ、必須添加元素としてＣｕを含有しないものを採用する。このような組成のアルミニウム合金に溶湯から、成形型１により、最終製品形状に近似した形状をもつ近似形状鋳造材２に鋳造する。次いで、得られた近似形状鋳造材２を、鍛造圧下率３０〜５０％の条件で熱間鍛造する。その後、溶体化処理して急冷し、１６０℃の雰囲気中で６〜８時間晒すことにより、時効処理を行う。  【選択図】  図１
2005133112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最終製品形状に近似した形状をもつ近似形状鋳造材から熱間鍛造されたアルミニウム合金部材において、Ｓｉ：３．０〜４．２ｗｔ％、Ｍｇ：０．４〜０．６ｗｔ％を含有し、Ｆｅ：０．２ｗｔ％以下、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒの合計量：０．５ｗｔ％以下とされ、かつ、必須添加元素としてＣｕを含有しないことを特徴とするアルミニウム合金部材。
【請求項２】
Ｓｉ：３．０〜４．２ｗｔ％、Ｍｇ：０．４〜０．６ｗｔ％を含有し、Ｆｅ：０．２ｗｔ％以下、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒの合計量：０．５ｗｔ％以下とされ、かつ、必須添加元素としてＣｕを含有しないアルミニウム合金により構成されたアルミニウム合金を、最終製品形状に近似した形状をもつ近似形状鋳造材に鋳造する工程と、該近似形状鋳造材を、鍛造圧下率３０〜５０％の条件で熱間鍛造する工程とを、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】
前記近似形状鋳造材を熱間鍛造する工程により得られた鍛造部材を、溶体化処理後急冷し、１５５〜１６５℃の温度範囲で、６〜８時間の時効処理を行うことを特徴とする請求項２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、鋳造性、鍛造性に優れるとともに、引張強さ、耐力、伸び率等の機械的性質と耐食性に優れるアルミニウム合金部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の最終形状に近似した形状にアルミニウム合金系の溶湯を鋳造して、得られる鋳造材を強圧して熱間鍛造することによりアルミニウム合金部材を得る鋳造鍛造法がある。このような方法は、例えば車両のサスペンションアーム等を製造する際に採用される。このような、鋳造鍛造法を適用することができる適切な組成を有するアルミニウム合金として、鍛造性が良好なＪＩＳ−Ａ６０６１合金（アルミニウム展伸材料）や、鋳造性が良好なＪＩＳ−ＡＣ４ＣＨ、ＡＣ４Ｃ（アルミニウム鋳物材料）や、これらアルミニウム展伸材料とアルミニウム鋳物材料との中間組成のもの等で、いろいろと検討されている。このようなアルミニウム合金を使用した鋳造鍛造法については、下記特許文献にいくつか記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３０２７２８号公報
【特許文献２】特許第２５５１８８２号公報
【特許文献３】特開平６−７３４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の特許文献１、２、３においては、例えば自動車のアッパーアームやロアアームなどの足回り部品に使用されるアルミニウム合金部材として、軽量でかつ機械的性質の良好なアルミニウム合金が開示されている。ところで、自動車の足回り部品は、機械的性質が良好であることは当然のことながら、耐食性が良好であることも要求される。しかしながら、上記特許文献１、２、３に記載されているアルミニウム合金部材は、機械的性質を向上することに主に着目しており、耐食性の向上に関しては十分な検討をしているとはいえない。
【０００４】
例えば、特許文献１においては、段落［００２８］に記載されているように、Ｃｕを含有することにより、Ａｌ−Ｃｕ系の析出物を形成させて、合金部材の強度を向上させることが好ましい旨が記載されている。一方、耐食性に関しては、Ｃｕの含有量を少なめに設定することが肝要であるとの記載があるのみである。
【０００５】
また、特許文献２においても同様に、段落［００１４］に記載されているように、アルミニウム合金部材の強度を向上させる上で、０．２〜０．５ｗｔ％のＣｕを含有させることが好ましい旨記載されている。一方、耐食性の向上に関する記載はほとんどなく、耐食性に関する実験結果も開示されていない。なお、これら特許文献１及び特許文献２においては、Ｓｉの含有量が比較的低めに設定されており、十分な鋳造性を実現できるとはいえないという面もある。
【０００６】
次に、特許文献３においては、Ｃｕ：０．３ｗｔ％以下、Ｓｉ：２．５ｗｔ％〜４．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．４〜０．５ｗｔ％としたアルミニウム合金を５０％以上の鍛造圧下率により鍛造したアルミニウム合金部材が開示されている。この技術によれば、Ｃｕを０．３ｗｔ％以下に制限しても、鍛造圧下率５０％以上の条件で熱間鍛造することにより、耐食性の低下を抑えつつ、十分な機械的強度を実現できるとしている。しかしながら、Ｃｕの含有量を０．３ｗｔ％以下に制限するとしても、特許文献３の段落［００１２］及び図３に示されているように、Ｃｕの含有量の最適条件は０．２ｗｔ％であるとされており、アルミニウム合金の機械的性質を向上させるには、Ｃｕの含有が望ましいことが主張されている。また、Ｃｕの含有による耐食性の低下については定性的な記載があるだけであり、耐食性の向上に関して十分な対策がなされているとはいえない。このことは、耐食性試験の結果が開示されていないことからも明白である。
【０００７】
また、自動車のサスペンションアームに使用されるアルミニウム合金部材としては、機械的強度のみではなく、伸び率等の機械的性質が良好であることも求められる。
【０００８】
本発明は、上記のような実情を鑑みてなされたものであり、鍛造性及び鋳造性が良好であり、さらに鍛造後の機械的強度や伸び率等の機械的性質が優れ、かつ耐食性にも優れるアルミニウム合金部材と、このようなアルミニウム合金部材の製造方法とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記本発明の課題を解決するために、本発明のアルミニウム合金部材は、最終製品形状に近似した形状をもつ近似形状鋳造材から熱間鍛造されたアルミニウム合金部材において、Ｓｉ：３．０〜４．２ｗｔ％、Ｍｇ：０．４〜０．６ｗｔ％を含有し、Ｆｅ：０．２ｗｔ％以下、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒの合計量：０．５ｗｔ％以下とされ、かつ、必須添加元素としてＣｕを含有しないことを特徴とする。
【００１０】
さらに、上記本発明の課題を解決するために、本発明のアルミニウム合金部材の製造方法は、Ｓｉ：３．０〜４．２ｗｔ％、Ｍｇ：０．４〜０．６ｗｔ％を含有し、Ｆｅ：０．２ｗｔ％以下、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒの合計量：０．５ｗｔ％以下とされ、かつ、必須添加元素としてＣｕを含有しないアルミニウム合金により構成されたアルミニウム合金を、最終製品形状に近似した形状をもつ近似形状鋳造材に鋳造する工程と、該近似形状鋳造材を、鍛造圧下率３０〜５０％の条件で熱間鍛造する工程とを、有することを特徴とする。ここで、鍛造圧下率とは、鍛造工程により、近似形状鋳造材の厚さが変化したとき、その厚さの減少率を言うものとする。
【００１１】
さらに、本発明のアルミニウム合金部材の製造方法においては、前記近似形状鋳造材を熱間鍛造する工程により得られた鍛造部材を、溶体化処理後急冷し、１５５〜１６５℃の温度範囲で、６〜８時間の時効処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明者は、Ｃｕを実質的に添加しなくても、最終製品に近似した形状の近似形状鋳造材を熱間鍛造することで、機械的強度や伸び率等の機械的性質も十分なアルミニウム合金部材を実現することができることを見出し、本発明の完成に至った。前述したような本発明のアルミニウム合金部材によれば、鋳造後の近似形状鋳造材を鍛造して得られるアルミニウム合金部材において、鋳造性及び鍛造性を良好に維持し、かつ良好な機械的強度を実現するために、Ｓｉ及びＭｇの含有量を所定の範囲に規定するとともに、従来のアルミニウム合金部材とは異なり、Ｃｕを必須添加元素として含有させないようにしたことが特徴である。そのため、機械的強度の向上のためにＣｕを含有させていた従来のアルミニウム合金と比べて、耐食性が格段に向上する。さらに、所望の条件で熱間鍛造されているため、機械的強度や伸び率等の機械的性質も従来のアルミニウム合金部材と遜色ないものとなっている。したがって、本発明によれば、鋳造性及び鍛造性を良好に維持しつつ、耐食性も優れ、機械的性質も遜色のないアルミニウム合金部材を実現することができるのである。
【００１３】
そして、本発明のアルミニウム合金部材の製造方法を採用することで、アルミニウム合金にＣｕを積極的に添加しなくても、十分な機械的強度をもつアルミニウム合金部材が得られることがわかった。つまり、近似形状鋳造材を熱間鍛造するときの鍛造圧下率を、３０〜５０％の範囲に設定することで、Ｃｕを積極的に合金に添加しなくても、十分な機械的強度等の機械的性質を実現できることがわかったのである。熱間鍛造においては、一般的に鍛造圧下率を増加させることにより、引張強さや伸び率等の機械的性質が向上すると考えられるが、本発明者が検討したところ、必須添加元素としてＣｕを含有しない場合に、鍛造圧下率を５０％以上とすると、引張強さや耐力や伸び率等の機械的性質の向上は頭打ちとなり、かえって低下することもあることがわかった。鍛造することにより、アルミニウム合金部材の組織内に形成されている引けやピンホール等の解消、組織の緻密化により機械的性質の向上を果たすが、鍛造圧下率が５０％を越えると、鍛造時の組織配向の度合いが強くなりすぎ、機械的性質（特に、引張り強さ）の低下を誘発するものと考えられる。なお、鍛造圧下率が５０％とは、鍛造前の近似形状鋳造材の厚みが鍛造後に５０％減少していることを意味するものとする。一方、鍛造圧下率が３０％未満の場合では、アルミニウム合金部材の伸び率を十分に維持することができない。アルミニウム合金部材として、自動車のサスペンションアームに使用されるものを例示する場合、伸び率を十分に得るには、１１％以上の伸び率を実現することが望ましいが、鍛造圧下率を３０％以上とすることで、アルミニウム合金部材の伸び率を１１％以上の良好な範囲に設定することが可能となる。
【００１４】
このように、本発明のアルミニウム合金部材の製造方法によれば、鋳造性及び鍛造性が十分に維持されるとともに、機械的強度や伸び率等の機械的性質が優れ、かつ、耐食性にも優れるアルミニウム合金部材を製造することができる。
【００１５】
さらに、上記のようにアルミニウム合金部材の機械的強度を向上させるには、鍛造工程の後に、アルミニウム合金部材を溶体化処理に給し、その後急冷して、時効処理に給することが有効である。溶体化処理の条件としては、１５５〜１６５℃の温度範囲、６〜８時間の時効時間の範囲を設定することができる。１５５℃未満の温度では、機械的性質（特に、引張り強さ）が劣るという不具合が生じ、１６５℃を超える温度では、析出物の析出が十分に行われず、十分な伸び率を実現することができないという問題がある。また、時効処理の時間が、６時間未満であると、析出物の析出が十分に行われず、強度（特に、引張り強度）が十分でなく、８時間を越えると、アルミニウム合金部材の強度の向上も飽和することになるとともに、伸び率が急激に低下するという問題がある。
【００１６】
以下、本発明のアルミニウム合金部材の組成の限定理由について説明する。
【００１７】
（Ｓｉ：３．０〜４．２ｗｔ％）Ｓｉは、湯流れ性、引け性を改善し、鋳造クラックの発生を抑制することができ、鋳造性を向上させることができる元素である。Ｓｉが過剰であると塑性変形性を害するとともに、伸び率や機械的強度を低下させやすい。そのため、上記範囲にＳｉの含有量を設定している。Ｓｉの含有量が３．０ｗｔ％未満であると、上記のようなＳｉを含有させることの効果が十分に発揮されず、一方、Ｓｉの含有量が４．２ｗｔ％を超えると、機械的強度を損なう。なお、Ｓｉの含有量は、望ましくは、３．０〜４．２ｗｔ％とするのがよく、さらに望ましくは、３．０〜４．０ｗｔ％とするのがよい。
【００１８】
（Ｍｇ：０．４〜０．６ｗｔ％）ＭｇはＳｉと共存して含有されることにより、アルミニウム合金の組織中にＭｇ２Ｓｉを生成し、この化合物による析出硬化により引張強さや耐力等の機械的強度を向上させることができる元素である。しかしながら、過剰に含有されると、アルミニウム合金部材の伸び率や衝撃値が低下する。そのため、上記範囲にＭｇの含有量を設定している。Ｍｇの含有量は、望ましくは０．３５〜０．６５ｗｔ％とすることができ、さらに望ましくは０．４０〜０．６０ｗｔ％とすることができる。
【００１９】
（Ｃｕ：必須添加元素として含有しない）前述したように、本発明によれば、Ｃｕを実質的に添加しないことで、アルミニウム合金部材の耐食性を格段に向上させることができる。従来、例えば自動車のサスペンションアーム等に使用されるアルミニウム合金部材の機械的強度を向上させるには、Ｃｕが必須であるとの見方が強かったが、本発明の製造方法により、Ｃｕを実質的に含有しなくても、機械的強度に優れるとともに、耐食性にも優れるアルミニウム合金部材を製造することができる。そのため、Ｃｕは可及的に含有されていないのが好ましいが、不可避不純物として含有されていもよい。Ｃｕが不可避不純物としてアルミニウム合金部材に含有されている場合のＣｕの含有量は、０．０２ｗｔ％以下とすることができる。さらに、不可避不純物としてのＣｕを抑制したアルミニウム合金部材においては、Ｃｕの含有量は０．０１ｗｔ％以下とすることができる。
【００２０】
（Ｆｅ：０．２ｗｔ％以下）Ｆｅは巣を発生させて鋳造性に悪影響を与えると共に、塑性変形性を害して鍛造性に悪影響を与える。そのため、不可避不純物としてのＦｅの含有量はなるべく低く設定しておくのが望ましい。Ｆｅの含有量が０．２ｗｔ％を超えると、近似形状鋳造材に形成される引け巣（ミクロポロシティー）が増加するとともに、近似形状鋳造材を鍛造する際に得られる鍛造品にクラックが生じやすくなる。
【００２１】
（Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒの合計含有量が０．５ｗｔ％以下）Ｚｎが過剰であると、耐食性が低下する。そのため、耐食性の向上を目的とする本発明のアルミニウム合金部材においては、可及的にその含有量を制限するのが好ましい。一方、Ｍｎの含有量が過剰に多いと、スラッチが発生しやすい。また、Ｎｉ、Ｓｎが過剰に含有されていると、耐食性が劣化しやすい。また、Ｃｒの含有量が過剰に多いと、スラッチの生成を助成する。これらの元素は、上記のような理由からその含有量を制限するのが望ましく、これらの元素の合計含有量が０．５％以下とすることで、上記不具合を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る鋳造工程で用いる成形型１は、揺動機能を有する鋳造型装置に装備された金型であり、高強度、高耐食性要請部品の代表例である車両用サスペンションアームを製造するためのものである。成型型１は、図１に模式的に示すように、最終製品形状に近似した第一キャビティ１１と、該第一キャビティ１１に連通する第二キャビティ１２とを持つ、成型型１は注湯開始前は水平型とされている。そして、アルミニウム合金系の溶湯を成形型１の第一キャビティ１１に注湯する。
【００２３】
ここで、注湯されるアルミニウム合金系の溶湯は、Ｓｉ：３．０〜４．２ｗｔ％、Ｍｇ：０．４〜０．６ｗｔ％、Ｆｅ：０．２ｗｔ％以下、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒの合計含有量：０．５ｗｔ％以下、残部が不可避不純物及びＡｌよりなる組成とされ、かつ、Ｃｕが必須添加元素として含有されていないものである。具体的に、必須添加元素としてＣｕが含有されていない場合、不可避的に含有されるＣｕは、例えば０．０２％ｗｔ以下、さらに０．０１ｗｔ％とすることができる。
【００２４】
鋳造工程において、溶湯の温度は一般的には、７２０〜７５０℃とすることができる。成形型１の型温は一般的には２５０〜３５０℃とすることができる。鋳造工程では、注湯は第二キャビティ１２側に堰開口１２ｘを設けて堰開口１２ｘから行う。第一キャビティ１１及び第二キャビティ１２に溶湯が装填されたら、水平型である成形型１を揺動させて、第一キャビティ１１が上方となるように縦型とする（図示せず）。このようにすれば、鋳造工程において、第一キャビティ１１の溶湯を早期に凝固させるとともに、第二キャビティ１２の凝固が遅延することになる。このように、溶湯を指向性凝固させれば、鋳造品である近似形状鋳造材２が複雑な形状を有する場合であっても、形成される鋳造品に引けやピンホールが生じるのを抑制することができる。溶湯全体が凝固したときに、成形型１を再度水平にし、成形型１を型開きし、図２に模式的に示すような近似形状鋳造材２を得ることができる。近似形状鋳造材２は、アーム形状をなす本体２ａと、ボルト挿通孔が形成されるボス部２ｓと、ボルト挿通孔が形成されるボス部２ｂ、２ｃを有する。なお、凝固時間はサイズや形状にもよるが、一般的には３０〜１２０秒程度、殊に４０〜８０秒程度である。ただし、これに限定されるものではない。
【００２５】
次に、本実施形態にかかる鍛造工程について説明する。本実施形態にかかる鍛造工程においては、一旦室温に戻った近似形状鋳造材２を大気中で加熱炉により所要の温度まで加熱する（例えば４３０℃程度）。そして、近似形状鋳造材２を図３に示すように、鍛造型４に配置して、鍛造型４で近似形状鋳造材２の厚み方向に強圧して熱間鍛造し、鋳造鍛造品５を得る。鍛造型４は、平坦な下割面４０を有する金属製の上型４３と下型４１とを有する。鍛造型４は下割面４０及び上割面４２を凹設して形成された鍛造キャビティ４６と、鍛造キャビティ４６外側にこれを一周するように形成されたバリ形成空間４７とを有する。鍛造時に近似形状鋳造材２の温度は一般的には３９０〜４３０℃である。鍛造工程では、近似形状鋳造剤２をこれの厚み方向に鍛造キャビティ４６の型面４６ｆで強圧して熱間鍛造をする。鍛造工程は、鍛造しつつバリを積極的に生成する半密閉鍛造とされており、強圧に伴い近似形状鋳造材２の内部分が外方の空間４７に逃げ、近似形状鍛造材２の周囲にバリ部２０をもつ鋳造鍛造材５が形成される。鍛造により本体２ａ、ボルト挿通孔が形成されるボス部２ｓ、２ｂ、２ｃが強化されている。バリ部２０は鋳造鍛造品５の厚み方向の中央域に形成されている。鋳造鍛造品５は鍛造型４の型面４６ｆで強圧された鍛造表面５ｆを有する。なお、上記した鍛造工程において、近似形状鋳造材２の第二キャビティ１２に近い側を鍛造する鍛造圧下率をαｎとし、近似形状鋳造材２の第二キャビティ１２に遠い側を鍛造する鍛造圧下率をαｄとしたとき、αｎ＞αｄとすることができる。本実施形態においては、近似形状鋳造材２を指向性凝固を図るかたちで凝固させている。そのため、第一キャビティで形成された近似形状鋳造材２の部分においては、引けはピンホール等の欠陥の発生が抑制されることになる。しかしながら、第一キャビティで形成された近似形状鋳造材２と言えども、凝固が遅延する第二キャビティに近い側には、形状の如何などによっては、引けやピンホールなどが発生することがある。そこで、上述したように、αｎ＞αｄと設定することにより、第二キャビティ１２に近い側の近似形状鋳造材２の部分において、引けやピンホールが形成されていても、鍛造によって、これら引けやピンホールを潰しやすくなる。そのため、アルミニウム合金部材の機械的強度向上に貢献す
ることができる。
【００２６】
上記の鍛造工程において、鍛造圧下率は３０〜５０％の範囲内に設定される方式を採用することができる。断面減少率は３０％以下、特に１５％以下に設定されていることが好ましい。前述したように、Ｃｕを実質的に含有しない本発明にかかるアルミニウム合金部材においては、鍛造圧下率を０％から５０％へと高めるにつれて、引張強さ、伸び率が高まる。しかしながら、鍛造圧下率が５０％を超えると、引張強さ、伸び率等が減少する。一方、鍛造圧下率が３０％未満では、十分な引張強さ、耐力、伸び率等を実現することができない。例えば、自動車のサスペンションアーム等の足回り部品に使用されるアルミニウム合金部材においては、伸び率が１１％以上とされていることが望まれており、アルミニウム合金部材の伸び率を１１％以上とするには、鍛造圧下率を３０％以上とするのがよい。ここで、断面減少率が３０％以下とされる場合、基本的に断面減少率に相当する肉部分がバリ部２０となる。
【００２７】
本実施形態によれば、鋳造鍛造品５のうち厚み方向の中央領域では、金属組織が流れる配向性の度合いが大きかった。しかし鋳造鍛造品５のうち鍛造キャビティ４６の型面４６ｆ近く鍛造表面５ｆでは、金属組織が流れる配向性の度合いがあまり認められなかった。したがって、鋳造鍛造品５のうち鍛造キャビティ４６の型面４６ｆ近くでは、鋳造工程において鋳造チル組織が残留しているものである。
【実施例】
【００２８】
本発明にかかるアルミニウム合金部材が、良好な機械的性質を示すとともに、優れた耐食性を示すことを確認するため、あるいは本発明にかかるアルミニウム合金部材の製造方法により、機械的性質及び耐食性に優れたアルミニウム合金を製造できることを確認するため、以下のような実験を行った。
【００２９】
（実験例１）  表１に示すような組成（残部はＡｌ）のアルミニウム合金を溶湯として、図１に示すような本実施形態にかかる金型を用いて図２に示すような近似形状鋳造材を得た。鋳造条件は、アルミ溶湯温度：７２０℃、鋳造型温度：２５０〜３５０℃である。得られた近似形状鋳造材を４３０℃に加熱した後、図３に示すように、断面減少率１０％、鍛造圧下率を３０％として、熱間鍛造し鋳造鍛造品を作製した。得られた鋳造鍛造品に対して熱処理を行った。具体的には、５４０℃で６時間の条件で溶体化処理を行ったあと、その状態で１６０℃で８時間の時間処理を施した。
【００３０】
このようにして得られた鋳造鍛造品に対して、以下の要領により耐食性試験を行った。まず、鋳造鍛造品の断面から、図４に示す形状に耐食性試験片１０を加工作成した。試験片の寸法は図４に示すとおりである。そして、このような形状の耐食性試験片を応力を付与できるように図５に示すよう形で組み付けた。具体的には、Ｕ字状に形成された耐食性試験片の鍔部にそれぞれ円形の貫通孔１０ａを形成し、この貫通孔１０ａにボルト６を挿通し、ナット７で固定した。具体的には、図５に示すように組み付けた。
【表１】
2005133112.tif 000003
図５のような状態の耐食性試験片に対して、ボルト６により１５０〜２００ＭＰａの応力を付与しつつ、塩水噴霧試験を行った。そして耐食性試験片の断面において、顕微鏡観察を行い、該断面に粒界腐食が発生しているかどうかを評価した。応力は、図５に示すように試験片１０に取り付けられた歪ゲージ８により測定した。
【表２】
2005133112.tif 000004
表２よりわかるように、Ｃｕを実質的に添加していない、Ｃｕの含有量が０．０１ｗｔ％の試料では、粒界腐食が全く発生せず、極めて良好な耐食性を実現できることがわかる。一方、Ｃｕの含有量を制限している、Ｃｕの含有量が０．３３ｗｔ％や０．２６ｗｔ％である試料においては、粒界腐食が観察された試料が、全体の１０％程度もあり、十分な耐食性が実現されていないことがわかる。
【００３１】
（実験例２）  次に、表１の必須添加元素としてＣｕを実質的に含有していないサンプルＮｏ．１の組成のアルミニウム合金部材を、表３に示すように鍛造工程における鍛造圧下率を変化させたものを複数作製した。鍛造工程以外の工程における条件は、実験例１と同様としている。このように得られたアルミニウム合金部材に対して、図６に示すような形状に引張強さ試験片１５を加工作成した。このような引張試験片を用いて、ＪＩＳＺ２２４１に規定されている引張試験を行い、試料の引張強さ、耐力、伸び率を測定した。得られた結果を表３に示す。
【表３】
2005133112.tif 000005
表３に示すように、鍛造圧下率が３０％以上の試料においては、比較的高い引張強さ及び耐力を実現することができるとともに、１１％以上の伸び率を実現することができ、例えば自動車の足回り品として好適なアルミニウム合金部材を得ることができる。しかしながら、鍛造圧下率が５０％を越えると、アルミニウム合金部材の伸び率の増加が飽和し、引張り強さや耐力は低下してしまう。したがって、Ｃｕを実質的に含有しないアルミニウム合金部材の場合、鍛造工程における鍛造圧下率は、３０〜５０％の範囲に設定するのが好ましいことがわかる。
【００３２】
（実験例３）  次に、表１のサンプルＮｏ．１の組成のアルミニウム合金部材において、時効処理における時効時間を表４のように変えて、複数のアルミニウム合金部材を作成した。鍛造工程において、断面減少率は１０％とし、鍛造圧下率は４０％とした。時効処理において、アルミニウム合金部材が晒される雰囲気の温度は、実験例１と同様に１６０℃としている。その他、時効時間以外の作製条件は、実験例１と同様としている。このようにして得られたアルミニウム合金部材に対して、実験例２と同様の方法により、引張試験を行った。結果を表５に示す。
【表４】
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表４に示すように、時効時間が６〜８時間の範囲では、Ｃｕを強度向上を目的として含有するアルミニウム合金と遜色ない程度の、引張強さ及び耐力を実現でき、さらに、１１％以上の伸び率を確保することができることがわかる。時効時間が６時間に満たないと、十分な引張強さ及び耐力を実現することができず、時効時間が８時間を越えると、１１％以上の伸び率を実現することができない。
【００３３】
上記の実験により、本発明のアルミニウム合金部材は、機械的性質に優れるとともに、高い耐食性も有することが確認できた。さらに、本発明のアルミニウム合金部材の製造方法によれば、機械的性質に優れるとともに、高い耐食性を有するアルミニウム合金部材を製造することができることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】鋳造工程について説明するための図。
【図２】近似形状鋳造材を模式的に示す平面図。
【図３】近似形状鋳造材を鍛造型の型面で鍛造している状態を示す断面図。
【図４】耐食性試験片の形状について説明する図。
【図５】耐食性試験片とボルトとの取り付け構造を説明する図。
【図６】引張り強さ試験片の形状について説明するための図。
【符号の説明】
【００３５】
２  近似形状鋳造材
５  アルミニウム合金部材
【図１】
2005133112.tif 000007
【図２】
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【図３】
2005133112.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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