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JP2001181770A - Aluminum-based alloy - Google Patents

Aluminum-based alloy

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Publication number
JP2001181770A
JP2001181770A JP2000336228A JP2000336228A JP2001181770A JP 2001181770 A JP2001181770 A JP 2001181770A JP 2000336228 A JP2000336228 A JP 2000336228A JP 2000336228 A JP2000336228 A JP 2000336228A JP 2001181770 A JP2001181770 A JP 2001181770A
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JP
Japan
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weight
aluminum alloy
alloy
aluminum
alloy according
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000336228A
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Japanese (ja)
Inventor
Joachim Becker
ベッカー ヨアヒム
Gernot Fischer
フィッシャー ゲルノット
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otto Fuchs KG
Original Assignee
Otto Fuchs KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Otto Fuchs KG filed Critical Otto Fuchs KG
Publication of JP2001181770A publication Critical patent/JP2001181770A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/06Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a lead-free AlMgSi type aluminum alloy having the strength and cutting suitability as an automatically machining alloy, improved in production workability and wide in a machining temperature range in extrusion molding in particular. SOLUTION: The AlMgSi type aluminum-based alloy contains, as the main additive components, by weight, 0.6 to 2.0% magnesium(Mg), 0.6 to 3.0% silicon(Si), 0.6 to 1.5% tin (Sn) and 0.4 to 1.0% manganese(Mn), contains, as optional selective components, <=0.25% chromium(Cr) and <=0.1% titanium(Ti), contains, as a base body, aluminum and contains, as inevitable impurities, <=0.4% iron(Fe), <=0.1% copper(Cu) and <=0.2% zinc(Zn).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高性能切削加工に
適するAlMgSiタイプのアルミニウム系合金に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AlMgSi type aluminum alloy suitable for high performance cutting.

【0002】[0002]

【従来の技術】このタイプのアルミニウム合金は、切削
加工適性面での非常に高い要求を適えるので、高性能加
工工材として使用されている。したがって、これは自動
加工合金とも呼ばれている。そのような合金から成る工
材の切削加工では、例えば、回転加工、フライス加工ま
たは穿孔加工においては希望通りの切削片を得るため
に、合金成分として含量2%またはそれ以上の鉛(P
b)が添加されている。しかし、求める特性を得るため
に鉛を添加した場合、特に、そのような工材の加工に携
わる作業員に及ぼすこの元素固有の健康危害性が欠点と
なる。その上、鉛成分が、アルミニウム合金のクリープ
性に悪影響を及ぼすために、当工材およびそれより製造
された製品は、高温での使用が制限される。
2. Description of the Related Art Aluminum alloys of this type meet extremely high requirements in terms of cutting workability, and are therefore used as high-performance working materials. Therefore, it is also called an automatically machined alloy. In the cutting of a work piece made of such an alloy, for example, in turning, milling or drilling, lead (P) having a content of 2% or more as an alloy component is obtained in order to obtain a desired cut piece.
b) has been added. However, when lead is added to obtain the required properties, this element's inherent health hazard, especially for workers involved in the processing of such materials, is disadvantageous. In addition, the lead component has a detrimental effect on the creep properties of aluminum alloys, which limits the use of this material and the products made therefrom at high temperatures.

【0003】この種の自動加工合金は、スイス国特許第
239996号明細書および仏国特許第977514号
明細書により公知である。これらの資料に記載されてい
る合金には、鉛の他にも切削促進元素として錫(S
n)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)またはタ
リウム(Tl)が含まれていることがあり、それらは単
独で、または、鉛との組み合わせでも使用され、合金中
のそれらの成分は0.3〜4重量%になることもある。
スイス国特許第239996号明細書記載の実施例から
も明らかであるように、これらの元素を相当な割合で含
むそのような合金が実際に使用されている。その実施例
では、切削促進成分が2%以上、つまり、鉛が単独で
2.56重量%の割合で使用されている。鉛以外でもビ
スマス、カドミウムまたはタリウムの使用も好ましくな
い。これらの元素は、一部環境保全性に問題があった
り、あるいはコスト高になるからである。
[0003] Automatically machined alloys of this kind are known from Swiss Patent 239,996 and French Patent 977,514. The alloys described in these documents include tin (S) as a cutting promoting element in addition to lead.
n), bismuth (Bi), cadmium (Cd) or thallium (Tl), which may be used alone or in combination with lead, with their constituents in the alloy being 0.1%. It may be 3-4% by weight.
As is evident from the examples described in Swiss Patent 239,996, such alloys containing a substantial proportion of these elements have been used in practice. In the embodiment, the cutting acceleration component is 2% or more, that is, lead is used alone at a ratio of 2.56% by weight. The use of bismuth, cadmium or thallium other than lead is also not preferred. This is because some of these elements have a problem in environmental preservation or increase costs.

【0004】合金の機械特性の改良に使用される合金成
分としては、銅(Cu)、ニッケル(Ni)または亜鉛
(Zn)が想定されていて、公知の合金では、それぞれ
最大6、4、10重量%の割合で含まれている。上記技
術水準でのこれら合金成分の含量比率を大規模に測定し
たところ、上記文献に記載された合金において求める特
性を得るためには、実際上、これら元素が少なくない割
合で必要となり、含有されていなければならないことが
明らかになっている。それらの文献に記載された実施例
でも同様のことが示されている。但し、その場合には、
鉛が、求める切削適性の達成に原則として非常に適した
元素であるということが前提となっている。
[0004] Copper (Cu), nickel (Ni) or zinc (Zn) is assumed as an alloy component used to improve the mechanical properties of the alloy. % By weight. When the content ratios of these alloy components in the above-mentioned technical level were measured on a large scale, in order to obtain the properties required for the alloys described in the above-mentioned documents, in fact, not less than a small amount of these elements were required and contained. It is clear that they must be. The same is shown in the examples described in those documents. However, in that case,
It is assumed that lead is in principle a very suitable element for achieving the required machinability.

【0005】鉛、ビスマス、カドミウムまたはタリウム
の使用に伴って発生する欠点を回避するために、AlM
gSi合金が提案されている。当合金では、切削適性の
面で求める特性を得るために元素鉛の代わりに錫が使用
されている。そのような合金は、例えば、米国特許第5
810952号明細書または米国特許第5776269
号明細書に記載されている。これらの合金の追加構成成
分としては、錫の他に、切削性最適化のための元素とし
てビスマスも用いられている。鉛不含のそのようなAl
MgSi合金の場合十分な強度を与えるために、0.3
〜0.4重量%の割合で銅が添加される。アルミニウム
協会にAA6020の名称で登録されている熱硬化性合
金の場合でも、銅が強度増進用の主要成分として想定さ
れている。銅含有量は、0.3〜0.9重量%とするこ
とができる。この合金の錫含有量は、0.9〜1.5重
量%である。
To avoid the drawbacks associated with the use of lead, bismuth, cadmium or thallium, AlM
A gSi alloy has been proposed. In this alloy, tin is used in place of elemental lead in order to obtain characteristics required in terms of cutting suitability. Such alloys are described, for example, in US Pat.
No. 810952 or US Pat. No. 5,776,269.
It is described in the specification. As an additional constituent of these alloys, bismuth is used as an element for optimizing machinability, in addition to tin. Such Al without lead
In the case of MgSi alloy, in order to give sufficient strength, 0.3
Copper is added at a rate of .about.0.4% by weight. Even in the case of thermosetting alloys registered under the name of AA6020 with the Aluminum Association, copper is assumed as a major component for strength enhancement. The copper content can be between 0.3 and 0.9% by weight. The tin content of this alloy is between 0.9 and 1.5% by weight.

【0006】たとえ、スイス国特許第239996号明
細書または仏国特許第977514号明細書を字句通り
解釈して、基本的には錫も切削促進成分として単独で使
用可能であると読み取ることができたとしても、実際に
は他の添加物を加えないでそのような合金がつくられた
ことは決してなかった。この点は、これら資料に挙げら
れた実施例からも既に明らかであり、アルミニウム系合
金としては必ず他の添加物をも含むものしか製造されな
かった。
Even if, for example, Swiss Patent No. 239996 or French Patent No. 977514 can be interpreted literally, it can basically be read that tin can also be used alone as a cutting promoting component. Even so, such alloys were never actually made without the addition of other additives. This point is already evident from the examples given in these documents, and only aluminum alloys containing those containing other additives were produced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記鉛不含のアルミニ
ウム合金で達成される強度は、鉛含有タイプのものとほ
ぼ一致している。しかし記述の鉛不含タイプは、以前か
ら知られている鉛含有タイプの高性能加工アルミニウム
工材に比べると欠点があり、その点は甘受しなければな
らない。例えば、そのようなアルミニウム合金の加工に
おいては、プレス熱により灼熱熔融状態で押出し成形す
る場合、プレス工程の実施に比較的高い温度を必要とす
るのが欠点である。押出し成形は、必要最低温度と熔融
温度間の温度空間でしか行なえないため、所要プレス温
度が高いと、加工温度空間は、20〜40℃というごく
狭い範囲に限られてしまう。
The strength achieved by the lead-free aluminum alloy is almost the same as that of the lead-containing type. However, the described lead-free type has drawbacks compared to previously known lead-containing types of high performance machined aluminum materials, which must be accepted. For example, in the processing of such an aluminum alloy, a drawback is that when extrusion molding is performed in a hot melt state by press heat, a relatively high temperature is required to perform the pressing step. Extrusion can be performed only in the temperature space between the required minimum temperature and the melting temperature. Therefore, if the required press temperature is high, the processing temperature space is limited to a very narrow range of 20 to 40 ° C.

【0008】一つには、そのような狭い温度空間では、
作業工程のパラメータを遵守するのは困難であるという
問題があり、また一つには、追加的に発生する摩擦熱に
よって温度空間がなくなるのを避けるために、さらに
は、使用しているプレス工具が過熱によって変形したり
破壊したりするのを避けるために、プレス作業過程は、
ゆっくりとしか行なえないという問題もある。以前から
知られている自動加工合金の場合、プレス熱での灼熱熔
融は、上記理由から経済的に容認できる状態で実施する
のは不可能である。
For one thing, in such a narrow temperature space,
The problem is that it is difficult to comply with the parameters of the working process, and in part, in order to avoid the temperature space being exhausted by the additional heat of friction, and furthermore, the pressing tools used In order to avoid deformation or breakage due to overheating, the pressing process is
There is also the problem that it can only be done slowly. In the case of previously known auto-working alloys, the hot melt with press heat cannot be carried out in an economically acceptable manner for the reasons mentioned above.

【0009】したがって押出し成形品は、求める素材特
性を得る必要上、さらに追加工程に通されて熔融灼熱処
理がなされる。そのような熔融灼熱炉で使用できるの
は、構造上長さが一定限度以下の形成物または形成物断
片だけである。これらの断片の長さは押出し成形法でつ
くられる形成物よりかなり短いものである。それでも熔
融灼熱では殆どの場合対象物が変形するので、そのため
受け入れられずに撥ねつけられてしまう例もある。した
がってその場合では熔融灼熱処理後にさらに別途作業工
程を通す必要がある。但し、長さが50cmほどもある
ような対象物はもはや使用できない。
[0009] Therefore, the extruded product is subjected to an ablation heat treatment through an additional step in order to obtain desired material properties. Only formations or formation fragments having a structural length less than a certain limit can be used in such ablation furnaces. The length of these pieces is significantly shorter than the formations made by the extrusion process. Nevertheless, in most cases, the ablation heat deforms the object, and in some cases, the object is unacceptably repelled. Therefore, in that case, it is necessary to pass through a separate working process after the ablation heat treatment. However, an object having a length of about 50 cm can no longer be used.

【0010】したがって、本発明では上記の現技術水準
から出発して、以前から知られている自動加工合金の強
度と切削適性を持ち、製造作業性の改良された、特に押
出し成形における加工温度空間の大きい、AlMgSi
タイプの鉛不含アルミニウム合金を造り出すことを課題
にしている。
Accordingly, the present invention is based on the above-mentioned state of the art, and has the strength and cutting suitability of a previously known automatic work alloy, and has an improved manufacturing workability, particularly in a processing temperature space in extrusion molding. Large, AlMgSi
The task is to produce a type of lead-free aluminum alloy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この課題は本発明に基づ
き、主要添加成分として、 − 0.6〜2.0重量%のマグネシウム(Mg) − 0.6〜3.0重量%の珪素(Si) − 0.6〜1.5重量%の錫(Sn) − 0.4〜1.0重量%のマンガン(Mn)、 任意選択成分としてそれぞれ最大0.25重量%のクロ
ーム(Cr)、0.1重量%のチタン(Ti)および母
体としてアルミニウム(Al)を含み、その他、不可避
の不純物として最大0.4重量%の鉄(Fe)、最大
0.1重量%の銅(Cu)、最大0.2重量%の亜鉛
(Zn)を含んでいる、AlMgSiタイプのアルミニ
ウム系合金によって解消される。
The object of the present invention is to provide, according to the present invention, -0.6 to 2.0% by weight of magnesium (Mg) -0.6 to 3.0% by weight of silicon ( Si)-0.6 to 1.5% by weight of tin (Sn)-0.4 to 1.0% by weight of manganese (Mn); optionally up to 0.25% by weight of chromium (Cr) each; 0.1% by weight of titanium (Ti) and aluminum (Al) as a matrix, and other inevitable impurities up to 0.4% by weight of iron (Fe), up to 0.1% by weight of copper (Cu), It is solved by an AlMgSi type aluminum-based alloy containing up to 0.2% by weight of zinc (Zn).

【0012】本発明によると、非常に微量、(即ち僅か
0.6〜1.5重量%)の切削促進元素しか含んでいな
いのに同一の、場合によっては改良された切削特性を持
っているだけでなく、(当元素以外の元素も必ず添加さ
れている以前から知られているタイプとは違って)それ
どころか切削促進元素として唯一の元素しか含まないア
ルミニウム系合金がつくり出される。唯一の強力切削促
進元素として錫を使用してもそれ自体環境保全性に関し
ては問題ない。以前から知られている自動加工合金では
数種類の切削促進元素が比較的大きな比率で含まれてい
たので、この技術レベルでの判断では、使用元素の使用
比率が狭い範囲に定義づけられた本発明に基づく合金が
そのような有効な切削特性を持つとは予想されていなか
った。このように本発明のクレームにあるアルミニウム
系合金の場合では、以前から知られている自動加工合金
で使用されていた鉛、ビスマスあるいはその他重金属の
混合が必要でなくなる。本発明に携わった当事者は、正
にクレームで明示された元素使用量の範囲において当該
合金からつくられる加工材料の切削適性を大きく改良さ
せる相が形成されることを見出した。そのためには発明
者は支配的な説に捕われずに、まず第一にそれから解放
される必要があった。
According to the invention, it contains the same and possibly improved cutting properties, even though it contains only very small amounts, ie only 0.6 to 1.5% by weight, of cutting promoting elements. In addition, an aluminum-based alloy is created that contains only one element as a cutting-promoting element (unlike the previously known types in which elements other than this element are always added). Even if tin is used as the only strong cutting promoting element, there is no problem in terms of environmental conservation. Since several types of cutting-promoting elements were contained in a relatively large ratio in the previously known automatic machining alloys, the present invention in which the use ratio of the used elements was defined in a narrow range was determined at this technical level. It was not expected that alloys based on Pb would have such effective cutting properties. Thus, in the case of the aluminum-based alloy claimed in the present invention, it is not necessary to mix lead, bismuth or other heavy metals used in the previously known automatic working alloy. The parties involved in the present invention have found that, within the range of elemental usages specified in the claims, a phase is formed which greatly improves the machinability of the working material made from the alloy. To do so, the inventor needed to be liberated first of all, rather than being held to the dominant theory.

【0013】アルミニウム合金に求める強度を付与する
には、構成成分のマグネシウム、珪素およびマンガンに
加えて錫が使用される。本発明に基づくアルミニウム系
合金では、求める強度の達成には、ビスマスおよび/ま
たはインディウムの使用は銅と同様あまり必要ではな
い。この合金には、さらに任意選択構成成分として、ク
ロームを僅かな割合で加えることもできる。この追加成
分も、クレームに記載された使用比率の枠内では、アル
ミニウム系合金の強度および切削適性に好影響を与え
る。それに反して、その含有量が上がると、合金の特性
が損なわれる。合金生地の微細化には、チタンを0.1
重量%以下の割合で加えることができる。チタン含有量
は、0.02〜0.08重量%とするのが好ましい。
To impart the required strength to the aluminum alloy, tin is used in addition to the constituent components magnesium, silicon and manganese. In aluminum-based alloys according to the invention, the use of bismuth and / or indium is not as necessary as copper in achieving the required strength. The alloy may also contain a small percentage of chrome as an optional component. This additional component also has a favorable effect on the strength and cutting suitability of the aluminum-based alloy within the range of the usage ratio stated in the claim. On the contrary, if its content increases, the properties of the alloy are impaired. To refine the alloy material, 0.1% titanium is added.
It can be added in a proportion of up to weight%. The titanium content is preferably set to 0.02 to 0.08% by weight.

【0014】本発明に基づくアルミニウム系合金は、以
前から知られているアルミニウム系合金に比べて押出し
成形における作業温度幅がはるかに大きいので、灼熱熔
融処理がプレス熱で行なえる。この特性も以前技術水準
ではどこを探しても決して見出すことはできない。特に
合金が低いプレス温度で加工できるとは現技術水準の枠
内では予想されなかったのであるが、それが可能であれ
ば後続の灼熱熔融処理における短所が避けられる。本発
明に基づく合金の場合プレス熱で灼熱熔融処理が行なえ
るので、押出し成形でつくられた工材は全幅のまま圧延
加工にかけることができ、公知の技術水準における場合
のように、熔融熱炉に適した大きさに分割する必要はな
い。その結果、本発明に基づく合金の製造法においては
利用不可能な延伸材料の数量はかなり減少する。
The aluminum-based alloy according to the present invention has a much larger working temperature range in extrusion molding than the previously known aluminum-based alloy, so that the incineration melting process can be performed by press heat. This property can never be found anywhere in the prior art. In particular, it was not anticipated within the state of the art that the alloys could be processed at low pressing temperatures, but this would avoid the disadvantages of the subsequent burning process. In the case of the alloy according to the invention, the hot melt treatment can be carried out by press heat, so that the work material produced by extrusion can be rolled as it is in its full width and, as in the known state of the art, heat It is not necessary to divide it into a size suitable for the furnace. As a result, the number of stretched materials that are not available in the method for producing the alloy according to the invention is considerably reduced.

【0015】本発明に基づくアルミニウム系合金の場合
押出し成形過程の実施に必要なプレス温度は、以前から
知られている銅含有アルミニウム系合金における所要温
度よりかなり低い。所要プレス温度は銅含有AlMgS
i合金の場合に比べて約30〜50℃下げられる。それ
により作業温度幅が広がるので、プレス熱による熔融処
理がより広い温度領域で行なえるだけでなく、迅速な押
出し成形および焼き入れ時間の引き延ばしも可能であ
る。この長所は、この種アルミニウム系合金でつくられ
た工材の鍛造加工または圧延加工の場合でも顕著に現れ
る。その上、クレームのアルミニウム系合金は、以前か
ら知られている技術水準のものに比べて耐腐食性も優れ
ている。
In the case of aluminum-based alloys according to the invention, the pressing temperatures required for carrying out the extrusion process are considerably lower than those required for previously known copper-containing aluminum-based alloys. The required pressing temperature is copper containing AlMgS
The temperature can be lowered by about 30 to 50 ° C. as compared with the case of the i-alloy. As a result, the working temperature range is widened, so that not only the melting treatment by press heat can be performed in a wider temperature range, but also the extrusion and quenching time can be rapidly extended. This advantage is remarkable even in the case of forging or rolling of a work material made of such an aluminum-based alloy. In addition, the claimed aluminum-based alloy has better corrosion resistance than the previously known state of the art.

【0016】選択元素をクレームに記載された重量比で
使用したことにより、切削適性および強度特性が秀でて
いるばかりか、特に、押出し成形における加工適性も、
非常に良好なAlMgSiタイプのアルミニウム系合金
がもたらされた。殊に、銅を合金成分としては意識的に
取り入れないで、ただ不純物成分としてのみ許容すると
いう方向で構成成分から排除したことが、プレス熱での
熔融処理および焼き戻しによる押出し成形品の製造を可
能にしている。それにより、製造面ばかりか加工面でも
非常に経済的な自動加工合金が得られることになる。
By using the selected element in the weight ratio described in the claim, not only the cutting suitability and strength characteristics are excellent, but also the processing suitability in extrusion molding is improved.
Very good aluminum-based alloys of the AlMgSi type were obtained. In particular, the fact that copper was not intentionally incorporated as an alloy component, but was excluded from its constituent components in the direction of allowing it only as an impurity component, has led to the production of extruded products by melting treatment with press heat and tempering. Making it possible. As a result, it is possible to obtain an automatically machined alloy that is very economical in terms of both production and processing.

【0017】ただ、不可避の不純物成分として、鉄、銅
および亜鉛の元素があるが、合金中一定の割合までは合
金特性に無影響であり、許容される。但し、許容範囲を
越えると、求める合金特性が損なわれることになるが、
尤も、これらの元素は、合金の構成成分にする必要はな
い。
However, iron, copper, and zinc are inevitable impurity components, but up to a certain ratio in the alloy has no effect on the alloy characteristics and is acceptable. However, if it exceeds the allowable range, the desired alloy characteristics will be impaired,
However, these elements need not be constituents of the alloy.

【0018】アルミニウム系合金におけるその他不可避
の不純物元素成分は、それぞれ最高含有量が0.05重
量%を越えてはならない。そうでないと、求める合金特
性に影響が出る場合があるからである。クレームのアル
ミニウム系合金は、その長所により、特に、押出し成形
での製品の加工には有用である。
The maximum content of each of the other unavoidable impurity element components in the aluminum-based alloy must not exceed 0.05% by weight. Otherwise, the desired alloy properties may be affected. The claimed aluminum-based alloy is particularly useful for processing products by extrusion, due to its advantages.

【0019】アルミニウム系合金の代表的な実施態様で
は、主添加成分として次のものが含まれている: − 1.0〜1.2重量%のマグネシウム − 0.8〜1.0重量%の珪素 − 0.9〜1.1重量%の錫 − 0.6〜0.8重量%のマンガン このアルミニウム系合金ではクローム含量は、0.1重
量%を越えてはならない。
In a typical embodiment of an aluminum-based alloy, the following are included as main additives: 1.0-1.2% by weight magnesium -0.8-1.0% by weight Silicon-0.9 to 1.1 wt% tin-0.6 to 0.8 wt% manganese In this aluminum-based alloy, the chromium content should not exceed 0.1 wt%.

【0020】組成が − 1.1重量%のマグネシウム − 0.95重量%の珪素 − 1.1重量%の錫 − 0.65重量%のマンガン − 0.19重量%の鉄 − 残量のアルミニウム − その他の元素全体で0.05重量%以下 という押出し成形アルミニウムの加工温度幅および引張
強度を二つの試料で測定した。このアルミウム合金で押
出し鋳造加工した直径360mmのブロック型(試料
1)を鋳造後第一過程では均質化し、続いての成形過程
でブロック型温度510〜520℃において30〜60
mmの様々な壁厚の成形物にプレス加工した。この合金
の熔融熱処理は、プレス工程で行なった。プレス加工終
了後形成物を空気に曝して温度470℃まで冷却し、そ
の後に初めて水で焼入れした。そのように処理した形成
物は、以前の技術水準ではなされていたような中間熔融
処理を行なわずに、170℃で最高硬度に調整し、続い
て引張試験で代表的な強度および延性を試験した。当形
成物は、縦方向の測定によると、破壊伸度Aが10%
で、その時の0.2%降伏点Rp0.2が345Mpa
および引張強度Rが367Mpaで優れている。同一
合金、同一ブロック型の第二試料を鋳造加工後、ブロッ
ク温度530〜540℃で均質化し、最低530〜54
0℃の温度でプレス加工し、その直後に水で焼入れし
た。この試料の場合でも、熔融過程は、プレス加工時に
加えられる熱によって自動的に行なわれた。続いて、こ
の形成物も170℃の条件下で最高の硬度に調整した。
測定によると、この試料では、0.2%降伏点R
p0.2が348Mpa、引張強度Rが371Mpa
および破壊伸度Aが10%という結果になった。次表
は、試験結果を以前から公知のアルミニウム系合金との
比較でまとめたものである:
The composition is:-1.1% by weight magnesium-0.95% by weight silicon-1.1% by weight tin-0.65% by weight manganese-0.19% by weight iron-balance aluminum The working temperature range and the tensile strength of extruded aluminum of not more than 0.05% by weight in all other elements were measured on two samples. A block mold (sample 1) having a diameter of 360 mm extruded and cast from this aluminum alloy is homogenized in the first step after casting, and is subsequently formed in a molding step at a block mold temperature of 510 to 520 ° C. at 30 to 60 ° C.
It was pressed into moldings of various wall thicknesses of 5 mm. The melting heat treatment of this alloy was performed in a pressing step. After the press working, the formed product was exposed to air and cooled to a temperature of 470 ° C., and then quenched with water for the first time. The composition so treated was adjusted to a maximum hardness at 170 ° C. without intermediate fusion treatment as was done in the prior art, followed by a tensile test for typical strength and ductility. . Those formations, according to the measurement of the longitudinal direction, elongation at failure A 5 to 10%
And the 0.2% yield point Rp0.2 at that time is 345 Mpa
And a tensile strength R m is excellent in 367Mpa. After casting a second sample of the same alloy and the same block type, homogenize at a block temperature of 530 to 540 ° C, and at least 530 to 54
Pressing was performed at a temperature of 0 ° C., and immediately thereafter, it was quenched with water. Also in the case of this sample, the melting process was automatically performed by the heat applied during the press working. Subsequently, this product was also adjusted to the highest hardness at 170 ° C.
According to measurements, this sample has a 0.2% yield point R
p0.2 is 348Mpa, tensile strength R m is 371Mpa
And breaking elongation A 5 is resulted in 10%. The following table summarizes the test results in comparison to previously known aluminum-based alloys:

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】試料(試料1、試料2)から作られた両形
成物は、処理過程が異なるにも拘わらず、その強度およ
び延性特性は、ほぼ同じである。さらに、上の表から明
らかなように、銅含有のアルミニウム系合金は、別途熔
融熱処理を経なければ最大限の強度は達成できない。さ
らには、以前から知られている技術を用いた場合の結果
から判るように、プレス熱で熔融処理した後の強度は、
押出し成形温度の如何によって異なってくる。その結
果、押出し成形時の温度変動が得られる形成物の強度に
反映することになるが、これは好ましいことではない。
このような合金工程の欠陥は、別途熔融熱処理過程を通
すことでしか回避できないが、それには不都合なこと
(上記参照)を伴うのである。以上のように試験の結果
が示している通り、本発明に基づくアルミニウム系合金
は(例えば押出し成形加工では)、従来法の場合と比べ
て強度および延性が同じ値とすれば加工条件の幅が遥か
に大きく、結果も改良される。
Despite different processing steps, both formations made from the samples (Sample 1, Sample 2) have approximately the same strength and ductility properties. Furthermore, as is clear from the above table, the maximum strength of the copper-containing aluminum-based alloy cannot be attained without additional fusion heat treatment. Furthermore, as can be seen from the results when using a previously known technique, the strength after the melting treatment by press heat is:
It depends on the extrusion temperature. As a result, temperature fluctuations during extrusion are reflected in the strength of the resulting product, but this is not preferred.
Such a defect in the alloying process can be avoided only by passing through a separate heat treatment process, but it involves inconvenience (see above). As described above, the results of the test indicate that the aluminum-based alloy according to the present invention (for example, in extrusion molding) has a wider range of processing conditions if the strength and ductility are the same as those of the conventional method. It is much larger and results are improved.

【0023】各種AlMgSi合金の切削適性における
差異を次表にまとめた。表の最終列には、本発明に基づ
く合金、即ち試料1および2から成る工材の切削特性
が、以前から公知である合金との比較で示されている。
表に挙げたデータの一部は、当該工材説明書から取り出
したものであるが、その評価階級は他の合金に適用され
ているのと同じシステムに基づいている。
The following table summarizes the differences in cutting suitability of various AlMgSi alloys. In the last column of the table, the cutting properties of the alloy according to the invention, that is to say the work pieces consisting of samples 1 and 2, are shown in comparison with previously known alloys.
Some of the data listed in the tables are taken from the material description, but the rating class is based on the same system as applied to other alloys.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】 [0025]

【0026】尚、合金「Stanal 32」、「AA
6020」および「KA62」は、いわゆるT6法およ
びそれに含まれる別工程の熔融熱処理に基づいて作られ
たものであることを注記しておく。その他の合金は、プ
レス熱による熔融処理を伴うT5法に基づいてつくられ
たものである。上記の表から明白なように、本発明に基
づく合金から成る工材の切削特性は優れていて、以前で
は、鉛含有AlMgSi合金でしか得られなかった工材
の対応値に匹敵している。以上の他、注記事項として、
銅含有AlMgSi合金材の場合は、本発明に基づく合
金から成る工材と、少なくとも部分的に同一の切削特性
を有するように熱硬化過程の前に別途熔融熱処理工程に
通されるということを特に付け加えておく。
The alloys "Stanal 32", "AA"
It should be noted that "6020" and "KA62" were made based on the so-called T6 method and the separate melt heat treatment included therein. Other alloys are made based on the T5 method involving a melting treatment by press heat. As is evident from the above table, the cutting properties of the work pieces made of the alloy according to the invention are excellent, comparable to the corresponding values of work pieces previously obtained only with lead-containing AlMgSi alloys. In addition to the above,
In the case of a copper-containing AlMgSi alloy material, it is particularly important that the work piece made of the alloy according to the present invention is subjected to a separate heat treatment step before the thermosetting step so as to have at least partially the same cutting properties. I will add it.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22F 1/00 683 C22F 1/00 683 691 691B 692 692A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22F 1/00 683 C22F 1/00 683 691 691B 692 692A

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主要添加成分として、 − 0.6〜2.0重量%のマグネシウム(Mg) − 0.6〜3.0重量%の珪素(Si) − 0.6〜1.5重量%の錫(Sn) − 0.4〜1.0重量%のマンガン(Mn)、 任意選択成分として、それぞれ最大0.25重量%のク
ローム(Cr)、0.1重量%のチタン(Ti)および
母体としてアルミニウム(Al)を含み、その他、不可
避の不純物として、最大0.4重量%の鉄(Fe)、最
大0.1重量%の銅(Cu)、最大0.2重量%の亜鉛
(Zn)を含んでいることを特徴とする、AlMgSi
タイプのアルミニウム系合金。
1. As main components: 0.6 to 2.0% by weight of magnesium (Mg); 0.6 to 3.0% by weight of silicon (Si); 0.6 to 1.5% by weight. Tin (Sn)-0.4 to 1.0 wt% manganese (Mn), optionally up to 0.25 wt% chromium (Cr), 0.1 wt% titanium (Ti) and It contains aluminum (Al) as a base, and other inevitable impurities include iron (Fe) up to 0.4% by weight, copper (Cu) up to 0.1% by weight, and zinc (Zn) up to 0.2% by weight. ), Characterized by containing
Type aluminum alloy.
【請求項2】 不可避の不純物元素成分が、それぞれ最
大でも0.05重量%を越えないことを特徴とする請求
項1記載のアルミニウム系合金。
2. The aluminum alloy according to claim 1, wherein the unavoidable impurity element components do not exceed 0.05% by weight at most.
【請求項3】 マグネシウム成分が、1.0〜1.2重
量%であることを特徴とする請求項1または請求項2記
載のアルミニウム系合金。
3. The aluminum alloy according to claim 1, wherein the magnesium component is 1.0 to 1.2% by weight.
【請求項4】 珪素成分が、0.8〜1.0重量%であ
ることを特徴とする請求項1または請求項2記載のアル
ミニウム系合金。
4. The aluminum alloy according to claim 1, wherein the silicon component is 0.8 to 1.0% by weight.
【請求項5】 錫成分が、0.9〜1.1重量%である
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のアルミ
ニウム系合金。
5. The aluminum alloy according to claim 1, wherein the tin component is 0.9 to 1.1% by weight.
【請求項6】 マンガン成分が、0.6〜0.8重量%
であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
アルミニウム系合金。
6. A manganese component comprising 0.6 to 0.8% by weight.
The aluminum alloy according to claim 1 or 2, wherein
【請求項7】 クローム成分が、最大0.1重量%であ
ることを特徴とする請求項1または請求項2記載のアル
ミニウム加工合金。
7. Aluminum alloy according to claim 1, wherein the chromium component is at most 0.1% by weight.
【請求項8】 押出し成形品の製造を目的とした請求項
1から請求項7のいずれかに記載のAlMgSiタイプ
のアルミニウム系合金の使用方法。
8. The method of using an AlMgSi type aluminum alloy according to claim 1, for the purpose of producing an extruded product.
【請求項9】 押出し成形過程において押出し加工され
た製品が、機器の出口領域で直接焼入れされることを特
徴とする請求項8記載のアルミニウム系合金の使用方
法。
9. The method according to claim 8, wherein the product extruded in the extrusion process is directly quenched in an outlet region of the equipment.
【請求項10】 押出し成形過程においてプレス熱で熔
融処理が行なわれること、押出し成形対象物が、プレス
機器から出た後に焼入れされることおよび押出し成形対
象物が、その後熱硬化過程に通されることを特徴とす
る、請求項1から請求項7のいずれかに記載のAlMg
Siタイプのアルミニウム系合金から成る押出し成形対
象物の製造方法。
10. An extruding process in which a melting treatment is performed by press heat, an extruding object is quenched after leaving an extruder, and the extruding object is thereafter passed through a thermosetting process. An AlMg according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
A method for producing an extrusion-formed object made of a Si-type aluminum alloy.
【請求項11】 対象物が、プレス機器から出て焼き入
れ過程に入る前に、まず、空気に曝されて約460〜4
85℃の温度にまで冷却されることを特徴とする請求項
10記載の方法。
11. Before the object exits the press machine and enters the quenching process, the object is first exposed to air to about 460-4.
The method according to claim 10, wherein the method is cooled to a temperature of 85 ° C.
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