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汽车用铝合金锻造材及其制造方法

汽车用铝合金锻造材及其制造方法

本发明提供一种既维持良好的耐腐蚀性,抗拉强度也优异的汽车用铝合金锻造材及其制造方法。一种汽车用铝合金锻造材及其制造方法,其由如下铝合金构成,该铝合金含有Mg:0.6~1.2质量%、Si:0.7~1.5质量%、Fe:0.1~0.5质量%、Ti:0.01~0.1质量%、Mn:0.3~1.0质量%,还含有从Cr:0.1~0.4质量%和Zr:0.05~0.2质量%中选择的至少任意一个,Cu:限制在0.1质量%以下和Zn:限制在0.05质量%以下,氢量:0.25ml/100gAl以下,余量由Al和不可避免的杂质构成,其特征在于,结晶物的最大当量圆直径为8μm以下,结晶物的面积率为3.6%以下,抗拉强度为420MPa以上。

如以上所述,对于具有前述的组成的特定的铝合金,通过严格地控制上述的制造方法的各工序(S1~S9)的条件,可以得到具有优异的抗拉强度和耐腐蚀性的汽车用铝合金锻造材。

此外,若Si的含量超过1.5质量%,则铝合金锻造材的延伸率变低等,也阻碍加工性。作为标准,期望Mg2Si和Al-Fe-Si-(Mn、Cr)系结晶物的平均粒径为1.2ym以下,结晶物之间的平均间隔为3.0ym以上。在此,关于Al-Fe-Si-(Mn、Cr)系结晶物的平均粒径和平均间隔的知识,记述于本申请人的申请的特开2001-107168号公报。Si的含量优选为0.9~1.4质量%的范围,更优选为1.0~1.3质量%的范围。

锻造工序S6是使用经过挤压加工的所述成形品作为锻造原材,通过机械锻造和液压锻造等对于挤压品实施热锻,得到规定的形状的锻造材的工序。这时,锻造原材的锻造的开始温度为450~560°C。若开始温度低于450°C,则变形阻抗变高,不能进行充分的加工,而且锻造加工带来的应变变高,因此容易发生再结晶。若超过560°C,则容易发生锻造裂纹和共晶溶融等的缺陷。锻造的开始温度,根据锻造的次数等适宜设定。

然而,专利文献1所述的A1合金挤压材,Cu的含量比较高,虽然强度高,但是推定耐腐蚀性的水平低。

300MPa负荷时的耐应力腐蚀裂纹的寿命低于20天评价为X,30天以上~低于40天评价为〇,40天以上评价为©。〇或◎判定为合格。

合金组成,使用岛津制作所制发光分析装置0ES-1014进行测量。制品的测量部位,只要可以测量便没有特别限定。操作依据操作指南进行。

S1;熔解/铸造工序

在固溶处理中,适宜使用空气炉、感应加热炉、硝石炉等。

另一方面,以挤压加工为前提时,对于适合于挤压加工的合金组成也加以研宄。一般为了提高抗拉强度,除了Mg和Si这样基本的赋予强度的成分以外,添加Cu和Zn也有效。但是却发现,因为Cu和Zn使耐腐蚀性大大降低,所以使含量增加有困难。因此,使Cu和Zn的含量极力减少,取而代之的是,以规定量含有Mn等过渡性元素和Fe,通过控制结晶物的粒径和面积率来抑制再结晶,从而既能够维持耐腐蚀性,又能够达成优异的抗拉强度。

以下,对于构成本发明的铝合金的各元素的含量进行说明。

汽车用铝合金锻造材及其制造方法

本发明提供维持良好的耐腐蚀性,同时抗拉强度优异的汽车用铝合金锻造材及其制造方法。汽车用铝合金锻造材由下述铝合金构成,该铝合金含有Si:0.7~1.5质量%、Fe:0.1~0.5质量%、Mg:0.6~1.2质量%、Ti:0.01~0.1质量%以及Mn:0.3~1.0质量%,还含有Cr:0.1~0.4质量%以及Zr:0.01~0.2质量%中的至少任一个,将Cu限定在0.1质量%以下并将Zn限定在0.05质量%以下,氢量:0.25ml/100gAl以下,余量是Al以及不可避免的杂质,其中,距表面的再结晶深度为5mm以下。

[007引在铸造工序S1中,加热溫度需要为700~780°C。加热溫度低于700°C时,容易比凝固溫度降低,在中间包内烙液容易凝固,另外,铸造嘴堵塞,不能铸造。加热溫度超过780°C时,难W凝固,在连续铸造时发生凝固壳破损运种漏出,也不能进行连续铸造。

在此,再结晶深度可W通过W下方法测定。在垂直地跨着分型线(PL)的截面即截面积最小的或者极力减小的位置切断侣合金锻造材。在此,所谓分型线是指在锻造加工时由上模和下模夹着铸锭时在锻造材表面形成的边界线(参照图2)。对其切断截面进行砂纸研磨后,用氯化第II铜水溶液进行蚀刻。其后,使用硝酸并进行水洗吹风干燥后,进行切断部的截面的宏观组织的观察。在切断部的截面中,测定再结晶部位的距表面的距离,成为最大的位置中的距离作为再结晶深度(mm)。

另外,运输用车辆的结构材中,从降低制造成本、对复杂形状部件的加工的点出发,使用侣合金铸造材和侣合金锻造材。其中,要求高强度且高初性等的机械特性的强度部件,例如,上臂、下臂等的汽车用底盘构件中主要使用侣合金锻造材。

本发明的侣合金锻造材的距表面的再结晶深度为5mmW下。在此,所谓再结晶是指,伴随晶粒成长的现象,变得比锻造后的晶粒大。图6中,作为一例显示侣合金锻造材截面的宏观组织观察的再结晶部位。图6的宏观组织观察中,白色部位为再结晶部位。

(Zn:0.05质量%^下)

(铸造工序)