特許ウォッチ

公開番号2025036870
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-17
出願番号2023143480
出願日2023-09-05
発明の名称6000系アルミニウム合金及びそれを用いたビレット,アルミニウム押出材
出願人アイシン軽金属株式会社
代理人個人
主分類C22C 21/06 20060101AFI20250310BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】6000系アルミニウム合金材であって、合金成分の調整によりスクラップ材使用割合が多くなっても材料特性に優れた押出材を得ることを目的とする。
【解決手段】以下質量%にて、Si:0.20～0.90%でMg:0.30～0.90%且つ、Mg₂Si量0.45%以上含有し、Cu:0.20%以下,Cr:0.10%以下,Zn:0.75%以下,Mn:0.10%以下,Zr:0.10%以下,Fe:0.15～1.20%含有し、且つ[Fe+Mn+Zr]の含有量が0.15～1.40%であり、Ti:0.005～0.10%及び残部がAlと不可避的不純物であることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
以下質量％にて、Ｓｉ：０．２０～０．９０％でＭｇ：０．３０～０．９０％且つ、Ｍｇ
２
Ｓｉ量０．４５％以上含有し、
Ｃｕ：０．２０％以下，Ｃｒ：０．１０％以下，Ｚｎ：０．７５％以下，Ｍｎ：０．１０％以下，Ｚｒ：０．１０％以下，Ｆｅ：０．１５～１．２０％含有し、且つ［Ｆｅ＋Ｍｎ＋Ｚｒ］の含有量が０．１５～１．４０％であり、
Ｔｉ：０．００５～０．１０％及び残部がＡｌと不可避的不純物であることを特徴とするアルミニウム合金。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
スクラップ材の含有率が２５％以上であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金。
【請求項３】
請求項２記載のアルミニウム合金を用いて鋳造されたビレットであって、ビレット金属組織において平均晶出物長さが７５μｍ以下で晶出物面積率６％以下であることを特徴とするアルミニウム押出材用ビレット。
【請求項４】
請求項３において、前記鋳造時の凝固速度が５℃／ｓｅｃ以上であることを特徴とするアルミニウム押出材用ビレットの製造方法。
【請求項５】
請求項３記載のアルミニウム押出材用ビレットを用いて押出加工された押出材であって、
押出材金属組織において、平均晶出物長さ２０μｍ以下で晶出物面積率６％以下であることを特徴とするアルミニウム押出材。
【請求項６】
請求項５において、前記押出加工は押出比１２以上であって、押出直後の押出材温度４５０～５５０℃にて冷却を開始し、冷却速度５０～８５０℃／ｍｉｎで２００℃以下に冷却し、その後に人工時効処理することを特徴とするアルミニウム押出材の製造方法。
【請求項７】
引張強さ１５５ＭＰａ以上、０．２％耐力１１０ＭＰａ以上であり、軸圧壊特性に優れることを特徴とする請求項６記載のアルミニウム押出材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、６０００系のアルミニウム合金，それを用いた鋳造ビレット及びアルミニウム押出材並びにそれらの製造方法に関する。
特に、スクラップ材の使用率を向上させても高強度で、軸圧壊特性等の物性に優れるアルミニウム押出材を得るのに適している。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
アルミニウムの精錬時には、多くの電気エネルギーが必要とされることから、市中にて発生した使用済みアルミ製品のスクラップ材や、アルミ製品の製造，加工工程で発生する工程内スクラップ材を再利用することが検討されている。
【０００３】
スクラップ材を再利用するには、この回収したスクラップ材を溶解炉にて加熱溶融し、合金成分を再調整し、鋳造材，展伸材等に使用される。
この一旦溶融する際に、溶解炉等からＦｅ成分等の不純物が混入し、アルミニウム合金材に悪影響を与える恐れがある。
【０００４】
特許文献１には、鋳物材の製造方法ではあるが、質量％でＳｉ：６．５～８．５％，Ｆｅ：０～０．９％，Ｃｕ：０．１５～０．３５％，Ｍｇ：０．２５～０．４５％，Ｚｎ：０．３～０．６％，Ｚｒ：０．０１～０．３％，残部がＡｌであるＡＣ４Ｃ系鋳物合金を用いて、溶湯中にＴｉＣ，ＴｉＢ
２
等を添加し、溶湯温度制御により初晶核を形成することで、金属組織の微細化を図る技術を開示する。
同公報に開示する技術は、金属間化合物を微細化する効果が認められるものの、Ｆｅ成分の含有量が多くなると、金属間化合物の粗大かを招く。
【０００５】
特許文献２には、圧延板の曲げ加工性の向上を目的に、Ｆｅ成分の含有率が多くなってもβ相晶出物に対するα相の割合を増して、第２相粒子を微細化，球状化させる技術を開示するが、押出材に適用できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－２０９３６２号公報
特開２０１０－１１６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、６０００系アルミニウム合金材であって、合金成分の調整によりスクラップ材使用割合が多くなっても材料特性に優れた押出材を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るアルミニウム合金は、スクラップ材の再利用率の割合が多くなってもＦｅ成分等の許容範囲を改善したものであり、以下質量％にて、Ｓｉ：０．２０～０．９０％でＭｇ：０．３０～０．９０％且つ、Ｍｇ
２
Ｓｉ量０．４５％以上含有し、Ｃｕ：０．２０％以下，Ｃｒ：０．１０％以下，Ｚｎ：０．７５％以下，Ｍｎ：０．１０％以下，Ｚｒ：０．１０％以下，Ｆｅ：０．１５～１．２０％含有し、且つ［Ｆｅ＋Ｍｎ＋Ｚｒ］の含有量が０．１５～１．４０％であり、Ｔｉ：０．００５～０．１０％及び残部がＡｌと不可避的不純物であることを特徴とする。
これにより、スクラップ材の含有率（使用割合）を２５％以上にすることができる。
【０００９】
本発明に係るアルミニウム押出材用ビレットは、請求項２記載のアルミニウム合金を用いて鋳造されたビレットであって、ビレット金属組織において平均晶出物長さが７５μｍ以下で晶出物面積率６％以下であることを特徴とし、ビレットの鋳造時の凝固速度が５℃／ｓｅｃ以上であるのが好ましい。
【００１０】
本発明に係るアルミニウム押出材は、請求項３記載のアルミニウム押出材用ビレットを用いて押出加工された押出材であって、押出材金属組織において、平均晶出物長さ２０μｍ以下で晶出物面積率６％以下であることを特徴とする。
ここで、前記押出加工は押出比１２以上であって、押出直後の押出材温度４５０～５５０℃にて冷却を開始し、冷却速度５０～８５０℃／ｍｉｎで２００℃以下に冷却し、その後に人工時効処理するのが好ましい。
これにより、引張強さ１５５ＭＰａ以上、０．２％耐力１１０ＭＰａ以上であり、軸圧壊特性に優れる押出材が得られる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許