铝合金锻造构件及其制造方法
2020-01-07

铝合金锻造构件及其制造方法

本发明提供一种高强度化、高韧性化及高耐腐蚀性化的铝合金锻造材及其制造方法。在特定成分和特定条件下进行制造,对具有由比较窄而厚的周缘部的肋部(3)、壁厚为10mm以下的薄壁且比较宽的中央部的腹板(4)构成的截面形状为大致H形的臂部(2)的铝合金锻造材(1)的、在肋部(3a)的最大应力产生部位的宽度方向截面中的、产生最大应力的截面部位(7)的组织中被观察到的结晶物密度、包含分型线的截面部位(8)的组织中被观察到的各晶界析出物彼此的间隔和分散粒子尺寸的密度、在这些肋部的截面组织(7)、(8)中被观察到的再结晶比例、还有在与这些肋部(3a)的截面组织邻接的所述腹板(4a)的宽度方向的截面组织(9)中被观察到的再结晶比例进行规定,以使铝合金锻造材高强度化、高韧性化及高耐腐蚀性化。

而且,在悬臂等形成行驶部件中,使用时在由这种肋部和薄壁腹板构成的大致H形的截面构成的臂部,被负载最大的应力。负载有该最大应力的臂部的部位因汽车行驶部件的整体形状、壁厚、等形状要件不同也是不同的。但是,不仅在此外的接合部,而且在臂部的、由整体形状或形状要件固定的部位也产生最大应力。

(均质化热处理) 铸造而成的铸锭的均质化热处理在460〜570°C、优选460〜520°C的温度范围以10〜1500°C/小时、优选20〜1000°C/小时的升温速度进行加热,在该温度范围保持2小时以上。而且,均质化热处理后的冷却速度设定为40°C/小时以上,以该冷却速度暂且冷却

具体实施方式

另外,为了实现该目的,本发明的铝合金锻造材,在上述要旨的基础上,还优选:在所述铝合金锻造材的肋部的最大应力产生部位的宽度方向截面组织中,在产生最大应力的截面部位的组织中所观察到的分散粒子的尺寸以平均直径计为1200人以下,并且,这些分散粒子的密度以平均面积率计为4%以上,在这些肋部的截面组织中所观察到的再结晶粒所占的面积比例以平均面积率计为10%以下,并且,在与这些肋部的截面组织邻接的所述腹板的宽度方向的截面组织中所观察到的再结晶粒所占的面积比例以平均面积率计为20%以下。

表4、5各自表示这样制造成的各汽车行驶部件的如上所述的臂部的最大应力产生部位(图1的斜线部)中的、图1(b)的肋部3a宽度方向截面中的部位7的结晶物、部位8的晶界析出物和分散粒子的状态、部位7、8的再结晶面积比例。表4、5还表示与该肋部邻接的图1(b)的分别4a的部位9的组织的再结晶面积率比例。

在热锻时的结束温度低于350°C的情况下,由于分散粒子不能微细地均勻分散,因此,即使轻量化形状的锻造材汽车行驶部件,也不能将汽车行驶部件的臂部的最大应力产生部位的Al合金的平均晶粒径微细化至50μm以下。另外,亚晶粒的比例也会减小。其结果是,不能够使汽车行驶部件高强度化、高韧性化及高耐腐蚀性化。

在对溶解调制到所述特定Al合金成分范围内的Al合金金属溶液进行铸造的情况下,适宜选择连续铸造压延法、半连续铸造法(DC铸造法)、保温帽铸造法等通常的溶解铸造法进行铸造。

(晶界析出物的测定)

在此,各肋部3a、3b、3c在汽车行驶部件中相同,比较窄,壁厚较厚。与此相反,各腹板4a、4b在汽车行驶部件中相同,比肋部3a、3b、3c壁薄,壁厚在IOmm以下且比较宽。因此,臂部2a、2b其宽度方向的截面在汽车行驶部件中相同,具有大致H形截面形状。H形的两纵壁部分意思是肋部3a、3b、3c,中央的横壁部分意思是腹板4a、4b。

在本发明中,在负载有最大应力的臂部2a的宽度方向截面组织内、图1(b)的肋部3a的分型线PL(包含)部位,即8部分,晶界析出物进行规定。如上所述,在使用中最大应力产生的特定部位不仅是肋部3a,而且也波及到肋部3b侧的情况下,相当于肋部3a的8的肋部3b的分型线PL(包含)部位也设定为晶界析出物规定部位。

就固溶及淬火处理后的人工时效处理的不同而言,Τ7调制材料由于为过剩时效硬化处理,在晶界上析出的β相的比例变高。该β相在腐蚀环境下难以溶出,晶界腐蚀感受性降低,耐应力腐蚀裂纹性提高。另一方面,所述调质处理中,Τ6调制材料为得到最大强度的人工时效硬化处理,β'相析出较多。该β'相在腐蚀环境下容易溶出,使得晶界腐蚀性提高,耐应力腐蚀裂纹性降低。因而,通过将Al合金锻造材设定为所述Τ7调制材料,虽然屈服点有一些降低,但是与其它调质处理相比,耐蚀性进一步提高。