[發明專利]鋁合金鍛造構件的制造方法

有效

• 申請號: 201180018998.2
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102844456A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 竹村英貴;村上寬秋;中原隆文;小林美乃里
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: C22F1/05
• 分類號: C22F1/05;B21J5/00;C22C21/02;C22C21/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及將鋁合金制的鍛造坯料進行鍛造加工而制造鍛造構件的鋁合金鍛造構件的制造方法及其相關技術。

背景技術

從輕量化等觀點出發，作為汽車用行走構件，使用鋁合金制的鍛造構件（鍛造品）的傾向正在變高。作為這樣的結構用鋁合金鍛造構件的合金材料，大多使用Al-Mg-Si合金。

如下述的非專利文獻1所示，在作為Al-Mg-Si合金一般使用的JIS6061合金中，優先考慮鍛造時的可加工性，將坯料溫度設為435~480℃的比較高的溫度進行鍛造加工是通例。

另外，如下述的非專利文獻2所示，近年來，作為Al-Mg-Si合金的改良品，開發了通過抑制鍛造加工時的再結晶來使強度提高的合金（以下稱為「?6000系高強度材料」）。該合金為了避免再結晶，在比一般的6061合金還高的溫度下進行鍛造加工。

現有技術文獻

非專利文獻1：輕金屬Vol?11、No.12、P741~758?「鋁的鍛造」

非專利文獻2：神戶制鋼技術報告Vol?55、No.3?「汽車懸架裝置用高強度鋁合金」

發明內容

但是，如上述非專利文獻1所示，將JIS6061合金在435~480℃下鍛造加工的情況下，鍛造構件根據其形狀在各個部位加工率不同，因此組織狀態根據各部位而不同。例如在一個鍛造構件之中，未再結晶組織的部位、微細再結晶組織的部位和粗大再結晶組織的部位混雜。這樣組織狀態在各個部位不同，在各個部位拉伸特性（抗拉強度）等的機械特性（機械強度）不同，成為機械特性上有大的偏差的鍛造制品。因此，作為鍛造制品能夠保證的機械特性值，不得不設定為與標準試驗值相比大幅地低的值，要滿足作為結構件所要求的機械特性的保證值，就必須增厚構件的壁厚。其結果，招致鍛造構件的高重量化，阻礙作為所希望的目的的輕量化。

在此，本說明書中，所謂未再結晶組織，是在維持了鑄造加工時的晶粒的狀態下，在結晶晶界上存在在最終凝固區產生的結晶物的狀態的組織。

此外所謂粗大再結晶組織，是在以由塑性加工施加的應變為驅動力產生了再結晶的狀態下，再結晶后的晶粒粒徑比鑄造加工時的晶粒粒徑大的狀態的組織。

此外所謂微細再結晶組織，是在以由塑性加工施加的應變為驅動力產生了再結晶的狀態下，再結晶后的晶粒粒徑相對于鑄造時的晶粒粒徑成為相同程度的大小，或者較小的狀態的組織。

另一方面，上述非專利文獻2所示的6000系高強度材料，在通常的鍛造加工時能夠在鍛造構件的大致全部區域抑制再結晶化，也能夠抑制各個部位的機械強度的偏差。但是，為了謀求輕量化而要形成薄壁形狀的鍛造構件時，不僅鍛造加工率變得更高，在薄壁部鍛造加工時的來自鍛造坯料的散熱量也變大，因此鍛造坯料的溫度降低，容易發生再結晶。因此，在6000系高強度材料中，在要利用薄壁形狀制造加工率高的鍛造構件時，在鍛造構件中未再結晶組織、粗大再結晶組織和微細再結晶組織混雜，在每個部位機械特性不同，由于該機械特性的偏差，難以得到優異的鍛造制品。其結果，即使使用6000系高強度材料，也與使用上述JIS6061合金的情況同樣地難以謀求輕量化。

本發明的優選的實施方式，是鑒于相關技術中的上述和/或其他問題完成的。本發明的優選的實施方式，可以使已有的方法和/或裝置顯著地提高。

本發明是鑒于上述課題完成的，其目的是提供能夠謀求輕量化并且制造能夠使每個部位的機械特性的偏差較小的鍛造構件的鋁合金鍛造構件的制造方法及其相關技術。

本發明的其他的目的和優點，由以下的優選實施方式明確。

在鍛造加工的技術領域，如上所述，盡可能地抑制再結晶化，使鍛造構件的機械特性提高成為技術常識。在這樣的技術背景下，本發明者從不同于抑制再結晶化的觀點出發，嘗試解決上述課題。

并且，本發明者在進行實驗、研究的過程中，得到了下述見解，在鍛造構件（鍛造制品）的各部位，通過將規定以上的區域形成為微細再結晶組織狀態，能夠將鍛造構件中的各個部位的機械特性的偏差抑制為較小，從而能夠解決上述的課題。

此外，本發明者對于鍛造加工時的再結晶的發生行為，進行了實驗、研究，發現了基于鍛造構件的合金組成和鍛造加工時的坯料溫度，能夠控制再結晶的發生行為。

并且，本發明者發現通過在鍛造加工中，切實地控制再結晶的發生行為，使鍛造構件的微細再結晶組織的區域增大，能夠解決上述課題的構成，從而完成了本發明。

即，本發明具備以下的手段。