[發明專利]切削用鋁合金擠壓材

有效

• 申請號: 201410369632.5
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104342590B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 志鐮隆廣;吉原伸二
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: C22C21/16
• 分類號: C22C21/16;C22C21/00;C22F1/057;C22F1/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 張玉玲

技術領域

本發明涉及汽車等的發動機、壓縮機等的構件和渦輪(葉輪)構件所使用的切削用鋁合金擠壓材，特別是涉及相對于擠出方向為垂直方向(LT方向)的疲勞強度高，適于切削擠壓材而制造這些構件的切削用鋁合金擠壓材。

背景技術

現有的發動機、壓縮機等的旋轉、直動構件，是切削A2618合金的鑄造·鍛造品而制造的，但由于近年的切削加工技術的提高，鋁合金擠壓材的切削品化推進，關于擠壓材，需要切削性的提高，強度和疲勞強度的改善。

另一方面，專利文獻1～7中記載有適于發動機、壓縮機等的零件制造的JIS2000(Al－Cu－Mg)系鋁合金擠壓材。根據專利文獻1～7，這些Al－Cu－Mg系鋁合金擠壓材，通過Mn、Zr、Cr等的添加，Cu和Mg含量的增加，或稀土類、Be等的添加，與A2618合金相比，認為耐熱性和疲勞特性更優異。

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開昭63－11643號公報

【專利文獻2】日本特開昭63－161137號公報

【專利文獻3】日本特開平08－144002號公報

【專利文獻4】日本特開平08－144003號公報

【專利文獻5】日本特開2008－101264號公報

【專利文獻6】日本特開2008－202121號公報

【專利文獻7】日本特開2011－122180號公報

在發動機、壓縮機等的旋轉、直動構件中，要求進一步輕量化、高旋轉化，隨之而來的，是要求Al－Cu－Mg系鋁合金擠壓材的強度和疲勞強度的進一步改善。

上述擠壓材用于渦輪充電器渦輪等的旋轉構件的制造時，是從擠壓材(圓棒)上，以使擠出方向與旋轉構件的軸向平行的方式被進行削切。因此，渦輪等的高速旋轉零件中，在相對于擠壓材的擠出方向垂直的方向(LT方向)上，會發生因離心力造成的反復載荷。因此，相對于擠壓材的擠出方向為垂直方向(LT方向)的強度和疲勞特性成為問題。

擠壓材通常在擠出方向和相對于擠出方向垂直的方向(如果是圓棒則是半徑方向)上，機械性質不同的情況很多。大部分情況下，擠出方向的強度(靜強度、疲勞強度)比擠壓材的半徑方向的強度高，這是由于經擠出加工而產生的微觀組織的取向引起的。

另一方面，在渦輪等的高速旋轉零件中，對于疲勞強度低的擠壓材的半徑方向來說，會發生反復載荷，在此為了確保零件的耐疲勞特性，需要在半徑方向上使壁厚增加。但是，這會帶來零件的重量增加，作為要求輕量化的汽車零件是不合需要的。

發明內容

因此，本發明其目的在于，改善相對于Al－Cu－Mg系鋁合金擠壓材的擠出方向的垂直方向(LT方向)的疲勞強度。

本發明的切削用鋁合金擠壓材，其特征在于，含有Cu：2.9～5.5質量％、Mg：1.0～2.5質量％、Ni：0.5～3.0質量％、Fe：0.5～1.5質量％、Si：0.4質量％以下、Ti：0.005～0.15質量％，還含有Mn：0.05～0.6質量％、Cr：0.05～0.3質量％、Zr：0.05～0.3質量％、V：0.05～0.3質量％的一種或兩種以上，合計0.7質量％以下，余量由Al和不可避免的雜質構成，滿足下式(1)。

σW_LT/TS_LT＞σW_L/TS_L…(1)

在此，σW_LT：LT方向(相對于擠出方向的垂直方向)的疲勞強度，

σW_L：L方向(擠出方向)的疲勞強度，

TS_LT：LT方向的抗拉強度，

TS_L：L方向的抗拉強度。

該Al－Cu－Mg系鋁合金擠壓材，滿足上述化學組成和上述式(1)，在相對于擠出方向的垂直方向(LT方向)上，顯示出140MPa以上的高疲勞強度。

為了使Al－Cu－Mg系鋁合金擠壓材擁有上述特性，除了上述化學組成，還需要選擇適當的制造條件(特別是均質化溫度、擠出溫度、擠出速度、擠壓比)。即，本發明的切削用鋁合金擠壓材，能夠通過如下方式制造：對于由上述化學組成構成的鋁合金坯錠，以450～520℃的溫度進行1～20小時的均質化處理后，以擠出溫度320～500℃、擠出速度2～8m/sec、擠壓比20～40的條件進行擠出成形，對于所得到的擠壓材，以480～540℃進行0.5～4小時的固溶處理后，進行時效處理。