(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部が拡管加工されたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金管からなり、該アルミニウム合金管に対しノッチなしのシャルピー衝撃試験を行った場合、拡管加工部の衝撃値をＥ１、未拡管加工部の衝撃値をＥ０としたとき、Ｅ０＜Ｅ１であることを特徴とする衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材。
【請求項２】
前記アルミニウム合金管がＪＩＳ  Ａ  ６０６１合金からなることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフロントフォークアウターチューブ用管材を製造する方法であって、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊を均質化処理、熱間押出、溶体化処理、焼入れしてＴ４調質のアルミニウム合金管を作製し、該アルミニウム合金管の端部を拡管加工した後、人工時効処理を行うことを特徴とする衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載のフロントフォークアウターチューブ用管材を製造する方法であって、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊を均質化処理、熱間押出、溶体化処理、焼入れ、引抜き加工してＴ３調質のアルミニウム合金管を作製し、該アルミニウム合金管の端部を拡管加工した後、人工時効処理を行うことを特徴とする衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車のフロントフォークには、正立型と倒立型の二種類があり、倒立型のアウターチューブにはアルミニウム合金展伸材が使用されている。また、その材質については、通常、モトクロス車のようなオフロード車の場合にはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金が使用され、オンロード車の場合にはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が使用されている。
【０００３】
これらフロントフォークアウターチューブは、下側の端部においてインナーパイプとのシールのために、インナーパイプとの摺動部分よりも大きな内径を必要とする。そのため、予め肉厚の大きなパイプから切削加工によって必要な形状を付与することもあるが、コスト低減のため管端部に拡管加工が行われることが多い。（特許文献１参照）
【０００４】
オンロード用倒立型フロントフォークアウターチューブの場合には、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金のＴ６調質管またはＴ８調質管が用いられ、常温で端部の拡管加工を行い、その後熱処理を行わず、切削によって管端部の形状を付与するのが常法である。
【０００５】
しかしながら、このような工程で製造されたフロントフォークアウターチューブは、拡管加工部における靭性（衝撃特性）が未拡管加工部よりも低下するという問題があり、その改善が望まれている。
【特許文献１】特開２００７−１１９８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するために、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金のフロントフォークアウターチューブ用管材の製造において、鋳造、均質化処理、熱間押出後の処理工程と、拡管加工部および未拡管加工部の靭性（衝撃特性）との関係について試験、検討を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、衝撃吸収性に優れ、拡管加工部の靭性が未拡管加工部の靭性より優れたものとなるフロントフォークアウターチューブ管材およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項1による衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材は、端部が拡管加工されたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金管からなり、該アルミニウム合金管に対しノッチなしのシャルピー衝撃試験を行った場合、拡管加工部の衝撃値をＥ１、未拡管加工部の衝撃値をＥ０としたとき、Ｅ０＜Ｅ１であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２による衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材は、請求項１において、前記アルミニウム合金管がＪＩＳ  Ａ  ６０６１合金からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３による衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材の製造方法は、請求項１または２に記載のフロントフォークアウターチューブ用管材を製造する方法であって、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊を均質化処理、熱間押出、溶体化処理、焼入れしてＴ４調質のアルミニウム合金管を作製し、該アルミニウム合金管の端部を拡管加工した後、人工時効処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項４による衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材の製造方法は、請求項１または２に記載のフロントフォークアウターチューブ用管材を製造する方法であって、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊を均質化処理、熱間押出、溶体化処理、焼入れ、引抜き加工してＴ３調質のアルミニウム合金管を作製し、該アルミニウム合金管の端部を拡管加工した後、人工時効処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、拡管加工部の靭性が未拡管加工部の靭性に比べて優れたものとなるため、衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ管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】
【００１２】
本発明による衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材は、その端部が拡管加工されたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金管からなり、当該アルミニウム合金管についてノッチなしのシャルピー衝撃試験を行った場合、拡管加工されない未拡管加工部の衝撃値をＥ０、拡管加工された管端部（拡管加工部）の衝撃値をＥ１としたとき、Ｅ０＜Ｅ１であることを特徴とし、Ｅ０＜Ｅ１とすることにより、フロントフォークアウターチューブに優れた衝撃吸収性を付与することができる。
【００１３】
ノッチなしシャルピー衝撃試験の試験片形状は、成形可能な形状が拡管加工部および未拡管加工部の径および肉厚によって変化するため、特に限定されないが、例えば、２．５ｍｍ×１０ｍｍ×５５ｍｍの試験片が用いられる。またシャルピー衝撃試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４２「金属材料衝撃試験方法」に準拠して常温で行われる。
【００１４】
本発明のフロントフォークアウターチューブ用管材は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金からなるが、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金のうちでも、強度、靭性、耐食性のバランスから、ＪＩＳ  Ａ  ６０６１合金であることがさらに好ましい。
【００１５】
以下、本発明の衝撃吸収性に優れたフロントフォークアウターチューブ用管材の製造方法について説明する。まず、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を半連続鋳造などの手法で鋳造し、得られた鋳塊を、常法に従って、均質化処理、熱間押出、溶体化処理、焼入れしてＴ４調質のアルミニウム合金管を作製する。熱間押出と溶体化処理の間に、適宜軟化処理および引抜き加工の工程を行ってもよい。
【００１６】
つぎに、Ｔ４調質のアルミニウム合金管の端部を拡管加工した後、人工時効処理を行う。端部の拡管加工方法は特に限定しないが、例えば、管内部にプラグを押し込む方法が好適に用いられる。拡管加工は、常温で行ってもよいが、３００℃以下の温間で行うこともできる。拡管加工後の人工時効処理条件は、必要とする強度によって最適条件が変化するため特に限定されないが、一例として１７５℃の温度で８時間の条件が推奨される。
【００１７】
前記のように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を半連続鋳造などの手法で鋳造し、得られた鋳塊を、常法に従って、均質化処理、熱間押出、溶体化処理、焼入れし、これを引抜き加工してＴ３調質とし、Ｔ３調質のアルミニウム合金管の端部を拡管加工した後、人工時効処理を行ってもよい。この場合も、前記の拡管加工条件、人工時効処理条件を適用することができる。
【００１８】
従来は、フロントフォークアウターチューブ用管材の拡管加工はＴ６調質材またはＴ８調質材に対して行われるのが常法であったが、本発明においては、Ｔ４調質材またはＴ３調質材に対して拡管加工が行われ、その後人工時効処理を行うことによって、回復による転位密度の低下に伴って延性が向上し、Ｅ０＜Ｅ１の特性を得ることができる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。なお、これらの実施例は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
実施例１、比較例１
表１に示す化学成分を有するアルミニウム合金を溶解し、常法に従って半連続鋳造法により直径２６０ｍｍの鋳塊を作製し、長さ１０００ｍｍに切断した後、外径を２５４ｍｍに切削するとともに、内径４２ｍｍの貫通孔を切削加工により穿設し、管状のビレットを作製した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
得られたビレットを大気炉に装入して５２０℃に昇温し、この温度で１０時間保持することにより均質化処理を行い、室温まで自然冷却した。その後、誘導加熱炉中に装入して４００℃に昇温し、マンドレルを使用する間接押出法により、外径５５ｍｍ、内径４２ｍｍの管材に押出加工した。
【００２３】
押出加工された管材について、大気炉を用いて５４０℃で１時間の溶体化処理した後、常温の水道水中に焼入れを行うことによりＴ４調質材とし、長さ４５０ｍｍに切断して試験材１とした。
【００２４】
また、上記のＴ４調質材に１７５℃で８時間の人工時効処理を行うことにより、Ｔ６調質とした試験材２も作製した。
【００２５】
試験材１および試験材２について、管端に直径６５ｍｍのプラグを常温で押し込むことにより、拡管加工を行った。拡管加工部の長さは７０ｍｍとした。拡管加工後、試験材１について１７５℃で８時間の人工時効処理を行い、試験材２については人工時効処理を行わなかった。
【００２６】
処理後の試験材１および試験材２について、拡管加工部および未拡管加工部より、それぞれ以下に示す条件で引張試験片およびシャルピー衝撃試験片を採取するとともに、引張試験およびシャルピー衝撃試験を行った。試験結果を表２に示す。
【００２７】
引張試験：引張試験方向が押出方向に一致するよう、平行部の直径４ｍｍ、標点距離１０ｍｍの引張試験片を成形し、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠して、常温で引張試験を行い、引張強さ、０．２％耐力、伸びを測定した。
【００２８】
シャルピー衝撃試験：厚さ２．５ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ５５ｍｍのノッチなしシャルピー衝撃試験片を成形し、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４２に準拠して、常温でシャルピー衝撃試験を行い、衝撃値を測定した。このとき、拡管加工部および未拡管加工部における試験片の採取は、拡管加工部および未拡管加工部のどの位置から行ってもよい。また、衝撃試験は厚さ２．５ｍｍ×長さ５５ｍｍの面に対してハンマで衝撃を与えることにより行った。
【００２９】
【表２】
0005182803.tif 000003
【００３０】
表２にみられるように、本発明に従う試験材１は、拡管加工部の伸びが大きく、Ｅ０＜Ｅ１の特性が得られた。これに対して、拡管前にＴ６調質を行い、拡管後に人工時効処理を行わなかった従来法による試験材２は拡管加工部の伸び、シャルピー衝撃値は小さく、Ｅ０＞Ｅ１となった。
【００３１】
実施例２、比較例２
実施例１で作製された外径２５４ｍｍ、内径４８ｍｍの貫通孔を有する管状のビレットを、実施例１と同様、大気炉に装入して５２０℃に昇温し、この温度で１０時間保持することにより均質化処理を行い、室温まで自然冷却した。その後、誘導加熱炉中に装入して４００℃に昇温し、マンドレルを使用する間接押出法により、外径６２ｍｍ、内径４８ｍｍの管材に押出加工した。
【００３２】
押出加工された管材について、大気炉を用いて５４０℃で１時間の溶体化処理を行い、水道水中に焼入れし、さらに外径５５ｍｍ、内径４２ｍｍに引抜き加工を行ってＴ３調質材とし、長さ４５０ｍｍに切断して試験材３とした。
【００３３】
また、上記のＴ３調質材に１７５℃で８時間の人工時効処理を行うことにより、Ｔ８調質とした試験材４も作製した。
【００３４】
試験材３および試験材４について、管端に直径６５ｍｍのプラグを常温で押し込むことにより、拡管加工を行った。拡管加工部の長さは７０ｍｍとした。拡管加工後、試験材３について１７５℃で８時間の人工時効処理を行い、試験材４については人工時効処理を行わなかった。
【００３５】
処理後の試験材３および試験材４の拡管加工部および未拡管加工部について、実施例１と同じ条件で、引張試験およびシャルピー衝撃試験を行った。試験結果を表３に示す。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
表３にみられるように、本発明に従う試験材３は、拡管加工部の伸びが大きく、Ｅ０＜Ｅ１の特性が得られた。これに対して、拡管前にＴ８調質を行い、拡管後に人工時効処理を行わなかった従来法による試験材４は拡管加工部の伸び、シャルピー衝撃値は小さく、Ｅ０＞Ｅ１となった。