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公開番号2025040759
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2023147762
出願日2023-09-12
発明の名称サスペンションアーム及びその製造方法
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人,個人
主分類C22C 21/06 20060101AFI20250317BHJP(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】引張強度のばらつきが低減されたサスペンションアームを提供することである。
【解決手段】本発明のサスペンションアーム100は、Cuを0.25質量%以上0.37質量%以下の範囲内、Mgを0.95質量%以上1.25質量%以下、Siを0.6質量%以上0.75質量%以下、Mnを0.05質量%以上0.12質量%以下、Feを0.15質量%以上0.35質量%以下、Znを0.25質量%以下、Crを0.050質量%以上0.26質量%以下、Tiを0.01質量%以上0.1質量%以下、Bを0.001質量%以上0.03質量%以下、Zrを0.0010質量%以上0.050質量%以下で含有し、残部がAl及び不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金からなり、相当ひずみが最小となる部分の引張強さに対する相当ひずみが最大となる部分の引張強さの比が0.84以上1以下の鍛造品である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
Ｃｕを０．２５質量％以上０．３７質量％以下の範囲内、
Ｍｇを０．９５質量％以上１．２５質量％以下の範囲内、
Ｓｉを０．６質量％以上０．７５質量％以下の範囲内、
Ｍｎを０．０５質量％以上０．１２質量％以下の範囲内、
Ｆｅを０．１５質量％以上０．３５質量％以下の範囲内、
Ｚｎを０．２５質量％以下の範囲内、
Ｃｒを０．０５０質量％以上０．２６質量％以下の範囲内、
Ｔｉを０．０１質量％以上０．１質量％以下の範囲内、
Ｂを０．００１質量％以上０．０３質量％以下の範囲内、
Ｚｒを０．００１０質量％以上０．０５０質量％以下の範囲内で含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金からなり、相当ひずみが最小となる部分（Ｔ１）の引張強さに対する相当ひずみが最大となる部分（Ｔ４）の引張強さの比が０．８４以上１以下の鍛造品である、サスペンションアーム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
相当ひずみが最小となる部分の引張強さが３５０ＭＰａ以上である、請求項１に記載のサスペンションアーム。
【請求項３】
Ｃｕを０．２５質量％以上０．３７質量％以下の範囲内、
Ｍｇを０．９５質量％以上１．２５質量％以下の範囲内、
Ｓｉを０．６質量％以上０．７５質量％以下の範囲内、
Ｍｎを０．０５質量％以上０．１２質量％以下の範囲内、
Ｆｅを０．１５質量％以上０．３５質量％以下の範囲内、
Ｚｎを０．２５質量％以下の範囲内、
Ｃｒを０．０５０質量％以上０．２６質量％以下の範囲内、
Ｔｉを０．０１質量％以上０．１質量％以下の範囲内、
Ｂを０．００１質量％以上０．０３質量％以下の範囲内、
Ｚｒを０．００１０質量％以上０．０５０質量％以下の範囲内で含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金からなり、
二股状の一対のアーム部と、前記一対のアーム間に配置するアーム連結部と、前記一対のアームの二股の起点に位置する車輪側連結部と、前記一対のアームのそれぞれの一端に備える車体側連結部とによって構成され、
前記一対のアームにおける、最も太い最太部の引張強さに対する最も細い最細部の引張強さの比が０．８４以上１以下の鍛造品である、サスペンションアーム。
【請求項４】
前記最太部の引張強さが３５０ＭＰａ以上である、請求項３に記載のサスペンションアーム。
【請求項５】
Ｃｕを０．２５質量％以上０．３７質量％以下の範囲内、
Ｍｇを０．９５質量％以上１．２５質量％以下の範囲内、
Ｓｉを０．６質量％以上０．７５質量％以下の範囲内、
Ｍｎを０．０５質量％以上０．１２質量％以下の範囲内、
Ｆｅを０．１５質量％以上０．３５質量％以下の範囲内、
Ｚｎを０．２５質量％以下の範囲内、
Ｃｒを０．０５０質量％以上０．２６質量％以下の範囲内、
Ｔｉを０．０１質量％以上０．１質量％以下の範囲内、
Ｂを０．００１質量％以上０．０３質量％以下の範囲内、
Ｚｒを０．００１０質量％以上０．０５０質量％以下の範囲内で含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金からなり、結晶方位差１５゜以上の大角粒界の比率が最小の部分の引張強さに対する最大の部分の引張強さの比が０．８４以上１以下の鍛造品である、サスペンションアーム。
【請求項６】
結晶方位差１５゜以上の大角粒界の比率が最小の部分の引張強さが３５０ＭＰａ以上である、請求項５に記載のサスペンションアーム。
【請求項７】
鍛造加工による相当ひずみが１．０～５．５の間である、請求項１～６のいずれか一項に記載のサスペンションアーム。
【請求項８】
請求項１～６のいずれか一項に記載のサスペンションアームの製造方法であって、
アルミニウム合金の溶湯を得る溶湯形成工程と、
得られた溶湯を鋳造加工することによって鋳造品を得る鋳造工程と、
均質化処理工程を実施することなく前記鋳造品を５００℃～融点以下の温度で素材加熱し塑性加工を施して鍛造品を得る鍛造工程と、
得られた鍛造品に２０℃～５３０℃までの昇温速度が５．０℃/ｍｉｎ以上で昇温し、５３０～５６０℃で０．３～３時間以内で保持する溶体化処理を行う溶体化処理工程と、
溶体化処理後５～６０秒以内に前記鍛造品の全ての表面が焼き入れ水に接触し、１分を超え、４０分以内水槽内で焼き入れする焼き入れ工程と、
焼き入れ処理工程を経た鍛造品に１８０℃～２２０℃の温度で０．５時間～８時間
加熱して時効処理を行う時効処理工程と、を有する、サスペンションアームの製造方法。
【請求項９】
前記鍛造工程を５００℃以上５５０℃以下の温度で行い、
前記溶体化処理工程において、５３５℃以上５５５℃以下で１時間以上～３時間以内で保持する溶体化処理を行い、
前記時効処理工程において、前記焼き入れ処理工程を経た鍛造品に１８５℃以上２０５℃以下の温度で０．５時間以上３時間以内加熱して時効処理を行う、請求項８に記載のサスペンションアームの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンションアーム及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、アルミニウム合金は、軽量性を生かして各種製品の構造部材としての用途が拡大しつつある。例えば、自動車の足廻りやバンパー部品では、今まで高張力鋼が用いられてきた。一方、近年は高強度アルミニウム合金材が用いられるようになっている。
【０００３】
また、自動車部品、その中でも、例えばサスペンション部品には、専ら鉄系材料が使用されていた。一方、近年は軽量化を主目的として、アルミニウム材料又はアルミニウム合金材料に置き換えられることが多くなってきた。
【０００４】
これらの自動車部品では、優れた耐食性、高強度及び優れた加工性が要求されることから、アルミニウム合金材料としてＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金、特にＡ６０６１が多用されている。そして、このような自動車部品は、強度の向上を図るため、アルミニウム合金材料を加工用素材として塑性加工の１つである鍛造加工を行って製造される。
【０００５】
また、最近では、コストダウンを図る必要があるため、押出をせずに鋳造部材をそのまま素材として鍛造した後、溶体化処理と人工時効処理を行う処理（Ｔ６処理）して得たサスペンション部品が実用化され始めており、さらなる軽量化を目的として、従来のＡ６０６１に代わる高強度合金の開発が進められている（例えば、特許文献１～３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平５－５９４７７号公報
特開平５－２４７５７４号公報
特開平６－２５６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系の高強度合金は、鍛造及び熱処理工程において加工組織が再結晶し、粗大結晶粒が発生することにより、十分な高強度を得ることができないという問題があった。そのため、粗大再結晶粒生成防止のため、Ｚｒ（ジルコニウム）を添加して再結晶を防止しているものがある（例えば、上記特許文献１，２を参照。）。
【０００８】
しかしながら、Ｚｒを添加することは、再結晶防止に効果があるものの、次のような問題点があった。
（１）Ｚｒの添加により、Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ系合金の結晶粒微細化効果が弱められ、鋳塊自体の結晶粒が粗くなり、塑性加工後の加工品（鍛造品）の強度低下を招く。
（２）鋳塊自体の結晶粒微細化効果が弱められるため、鋳塊割れが発生し易くなり、内部欠陥が増加し、歩留まりが悪化する。
（３）Ｚｒは、Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ系合金と化合物を形成し、合金溶湯を貯留する炉の底に化合物が堆積し、炉を汚染すると共に、製造した鋳塊においてもこれら化合物が鋳塊中に粗大に晶出し、強度を低下させる。
【０００９】
このように、Ｚｒの添加は、再結晶防止に効果があるものの、強度の安定性を維持するのが困難であった。
【００１０】
また、鍛造過程で熱間塑性加工が入ることによって再結晶の発生などといった組織状態の変化が起きてしまい、同一鍛造品内でも部位によって引張強度にばらつきが出てしまうことがある。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許