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铝合金构件的制造方法及使用该方法制成的铝合金构件.pdf

摘要
申请专利号:

CN201580049385.3

申请日:

2015.10.13

公开号:

CN106715746A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22F 1/053申请日:20151013|||公开
IPC分类号: C22F1/053; C22C21/10 主分类号: C22F1/053
申请人: 三菱重工业株式会社
发明人: 井上明子; 高桥孝幸; 佐藤广明
地址: 日本东京都
优先权: 2014.10.17 JP 2014-212671
专利代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 王利波
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580049385.3

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2018.09.11|||2017.06.16|||2017.05.24

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供一种能够制造成型加工时的成型性优异、并且高强度且高屈服强度的铝合金构件的铝合金构件的制造方法、以及使用该方法制成的铝合金构件。本发明的铝合金构件的制造方法包括:挤压工序(ST1),对铝(Al)合金进行热挤压加工;冷却工序(ST2),在挤压后进行冷却;应变加工工序(ST4),导入使冷却后的铝合金的晶粒内析出的析出物微细化的应变;以及时效处理工序(ST5),利用加热处理进行时效处理,所述铝(Al)合金包含:1.6质量%以上且2.6质量%以下的镁(Mg)、6.0质量%以上且7.0质量%以下的锌(Zn)、0.5质量%以下的铜(Cu)、以及0.01质量%以上且0.05质量%以下的钛(Ti),余量由铝(Al)及不可避免的杂质构成。

权利要求书

1.一种铝合金构件的制造方法,该方法包括:
挤压工序,对铝(Al)合金进行热挤压加工;
冷却工序,在挤压后进行冷却;
应变加工工序,导入使冷却后的铝合金的晶粒内析出的析出物微细化的应变;以及
时效处理工序,通过加热处理进行时效处理,
所述铝(Al)合金包含:1.6质量%以上且2.6质量%以下的镁(Mg)、6.0质量%以上且
7.0质量%以下的锌(Zn)、0.5质量%以下的铜(Cu)、以及0.01质量%以上且0.05质量%以
下的钛(Ti),余量由铝(Al)及不可避免的杂质构成。
2.根据权利要求1所述的铝合金构件的制造方法,其中,所述铝合金含有总计为0.15质
量%以上且0.6质量%以下的锰(Mn)、铬(Cr)及锆(Zr)中的1种或2种以上。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金构件的制造方法,其中,在所述应变加工工序中,
在-10℃以上且200℃以下的温度范围向所述铝合金导入所述应变。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的铝合金构件的制造方法,其中,所述时效处理工
序在100℃以上且200℃以下的温度范围对所述铝合金进行加热处理。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的铝合金构件的制造方法,其中,所述应变相对于
所述铝合金为0.1%以上且15%以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的铝合金构件的制造方法,该方法进一步包括自然
时效工序,所述自然时效工序设置于所述冷却工序与所述应变加工工序之间,在0℃以上且
40℃以下保持6小时以上。
7.根据权利要求6所述的铝合金构件的制造方法,该方法进一步包括固溶化处理工序,
所述固溶化处理工序设置于所述冷却工序与所述自然时效工序之间,利用400℃以上且500
℃以下的温度范围的加热处理进行固溶化处理。
8.一种铝合金构件,其是通过权利要求1~7中任一项所述的铝合金构件的制造方法而
得到的。
9.根据权利要求8所述的铝合金构件,其中,所述铝合金构件的晶粒内的析出物的最大
粒径为40nm以下。

说明书

铝合金构件的制造方法及使用该方法制成的铝合金构件

技术领域

本发明涉及铝合金构件的制造方法及铝合金构件,特别涉及可得到高强度且高屈
服强度的铝合金构件的铝合金构件的制造方法、以及使用该方法制成的铝合金构件。

背景技术

以往,在汽车及航空器等所使用的结构构件中,已被使用的有能够实现高屈服强
度及高强度化的Al-Cu系的JIS2000系铝合金、及Al-Cu-Mg-Zn系的JIS7000系铝合金(例如,
参见专利文献1)。对于这些铝合金而言,在为了改善弯曲加工等成型加工性而进行通过加
热处理(固溶化处理)使挤压成型后的铝合金软化并成型的W成型加工之后,通过再次加热
处理(时效处理)而使其高强度化,从而制造结构构件用铝合金构件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-241449号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而,在以往的铝合金构件的制造方法中,在利用加热处理进行的固溶化处理之
后,有时在成型加工前的冷却时产生自然时效而使成型加工前的铝合金的刚性逐渐增大。
因此,在以往的铝合金构件的制造方法中,有时因铝合金的时效处理而导致在最终得到的
铝合金构件的强度方面产生不均,未必能获得足够的强度及屈服强度。另外,在以往的铝合
金构件的制造方法中,在挤压成型后、或者在利用加热处理进行的固溶化处理后,如果不对
直至成型加工前的保持太阳城集团进行管理,则会因产生自然时效而导致铝合金的刚性不均,因
此,存在成型所需的载荷不均、产生成型后的回弹的情况,有时无法获得足够的成型性。

另外,还研究了使用室温下成型性良好的铝合金、不进行固溶化处理而利用通过
人工时效使强度增大的T5处理的铝合金构件的制造方法。然而,与使用了JIS7000系及
JIS2000系铝合金的情况相比,在使用了这些成型性良好的铝合金的情况下,有时也无法获
得足够的强度。

本发明是鉴于这样的实际情况而完成的,其目的在于提供一种能够制造成型加工
时的成型性优异、并且高强度且高屈服强度的铝合金构件的铝合金构件的制造方法、以及
使用该方法制成的铝合金构件。

解决问题的方法

本发明的铝合金构件的制造方法包括:挤压工序,对铝(Al)合金进行冷却;应变加
工工序,导入使冷却后的铝合金的晶粒内析出的析出物微细化的应变;以及时效处理工序,
通过加热处理进行时效处理,

所述铝(Al)合金包含:1.6质量%以上且2.6质量%以下的镁(Mg)、6.0质量%以上
且7.0质量%以下的锌(Zn)、0.5质量%以下的铜(Cu)、以及0.01质量%以上且0.05质量%
以下的钛(Ti),余量由铝(Al)及不可避免的杂质构成。

根据该铝合金构件的制造方法,由于铝合金含有给定量的镁、锌、铜及钛,因此铝
合金的成型性提高,能够不进行固溶化处理而成型。进而,由于钛具有使熔融金属的晶粒微
细化的效果,因此能够使强度提高。该铝合金构件的制造方法中,利用应变加工工序中导入
铝合金的应变,能够使时效处理工序后的铝合金的晶粒内析出的析出物微细化,因此能够
使晶粒内的析出物被分散而使铝合金构件的强度变得均匀。因此,可以实现能够制造成型
加工时的成型性优异、并且高强度且高屈服强度的铝合金构件的铝合金构件的制造方法。

在本发明的铝合金构件的制造方法中,优选上述铝合金含有总计为0.15质量%以
上且0.6质量%以下的锰(Mn)、铬(Cr)及锆(Zr)中的1种或2种以上。根据该方法,能够抑制
铝合金的晶粒的粗大化,可以改善强度、对于应力腐蚀开裂的耐性、以及疲劳寿命。

在本发明的铝合金构件的制造方法中,优选上述应变加工工序中,在-10℃以上且
200℃以下的温度范围向上述铝合金导入上述应变。根据该方法,铝合金的成型性及强度得
到进一步提高。

在本发明的铝合金构件的制造方法中,优选上述时效处理工序在100℃以上且200
℃以下的温度范围对上述铝合金进行加热处理。根据该方法,由自然时效引起的铝合金的
刚性变化减少并稳定,因此铝合金构件的形状精度得到提高。

在本发明的铝合金构件的制造方法中,优选上述应变相对于上述铝合金为0.1%
以上且15%以下。根据该方法,成型加工后在铝合金的内部析出的析出物的分散性得到提
高,因此可以进一步提高铝合金构件的强度。

在本发明的铝合金构件的制造方法中,优选进一步包括自然时效工序,所述自然
时效工序设置于上述冷却工序与上述应变加工工序之间,在0℃以上且40℃以下保持6小时
以上。根据该方法,当在一定的条件下对挤压工序与成型工序之间的保持太阳城集团及温度进行
管理时,因自然时效而变化的铝合金构件的刚性得以稳定化,可降低成型性的不均,且铝合
金构件的形状精度得到提高。

在本发明的铝合金构件的制造方法中,优选进一步包括固溶化处理工序,所述固
溶化处理工序设置于上述冷却工序与上述自然时效工序之间,利用400℃以上且500℃以下
的温度范围的加热处理进行固溶化处理。根据该方法,成型加工时的铝合金软化,因此铝合
金的成型性及强度得到提高。

本发明的铝合金构件的特征在于,通过上述铝合金构件的制造方法来获得。

根据该铝合金构件,由于铝合金含有给定量的镁、锌、铜及钛,因此铝合金的成型
性得到提高,能够不进行固溶化处理而成型。并且,由于钛具有使熔融金属的晶粒微细化的
效果,因此能够使强度提高。对于该铝合金构件而言,由于在应变加工工序中向铝合金导入
应变,因此能够使时效处理工序后的铝合金的晶粒内部析出的析出物微细化。由此,微细的
析出物均匀地分散于铝合金内部,从而能够大幅增加铝合金构件的强度。因此,能够实现成
型加工时的成型性优异、并且高强度且高屈服强度的铝合金构件。

在本发明的铝合金构件中,优选上述铝合金构件的晶粒内的析出物的最大粒径为
40nm以下。根据该构成,能够减少铝合金构件的强度及屈服强度的不均,因此可以实现更高
强度且更高屈服强度的铝合金构件。

发明效果

根据本发明,可以实现能够制造成型加工时的成型性优异、并且高强度且高屈服
强度的铝合金构件的铝合金构件的制造方法、以及使用该方法制成的铝合金构件。

附图说明

图1A是示出本发明的实施方式的铝合金构件的制造方法的一个例子的流程图。

图1B是示出本发明的实施方式的铝合金构件的制造方法的其它例子的流程图。

图2是以往的实施方式的铝合金的示意图。

图3A是本发明的实施方式的铝合金构件的制造方法的示意图。

图3B是本发明的实施方式的铝合金构件的制造方法的示意图。

图4是示出本发明的实施例及比较例的铝合金构件的强度的图。

图5是本发明的实施例的铝合金的透射电子显微镜照片。

图6是本发明的实施例的铝合金的透射电子显微镜照片。

图7是本发明的实施例的铝合金的透射电子显微镜照片。

图8是本发明的实施例的铝合金的透射电子显微镜照片。

符号说明

11铝合金

12金属原子

13析出物

具体实施方式

为了获得足够的成型性及形状精度,作为汽车用及航空器用等的结构构件而广泛
使用的JIS7000系铝合金等需要在成型加工前(或成型加工后)进行加热处理至给定温度而
使铝合金软化的固溶化处理。然而,如果对铝合金进行加热处理,则会因铝合金冷却时等产
生的应变、残留应力、或冷却后的自然时效,导致在铝合金的晶粒内产生析出物而使铝合金
的刚性变得不均匀。当铝合金的刚性变得不均匀时,铝合金构件的成型所需的载荷发生变
化、发生成型加工后的回弹,因此有时无法获得给定的成型性及形状精度。

本发明人等发现,通过使用给定组成的铝合金并对铝合金进行热成型后向铝合金
导入给定的应变,能够使因自然时效时等在铝合金的晶粒内析出的析出物均匀地分散,从
而可以防止铝合金构件的刚性不均,由此完成了本发明。

以下,结合附图对本发明的一个实施方式进行详细地说明。需要说明的是,本发明
并不限于以下的实施方式,可以进行适当变更后实施。需要说明的是,以下以对铝合金的铸
锭进行热挤压而制造的挤压型材的铝合金构件为例进行说明,但本发明也能够适用于对铸
锭进行热轧而制造的压延板的铝合金构件的制造。

图1A是示出本发明的一个实施方式的铝合金构件的制造方法的一个例子的流程
图。如图1A所示,本实施方式的铝合金构件的制造方法包括:挤压工序ST1,将铝(Al)合金加
热至给定温度(例如,400℃以上且550℃以下)后从耐压性的模框挤出;冷却工序ST2,以给
定的冷却速度(例如,2℃/秒以上)对从模框挤出的铝合金进行冷却而得到铝合金构件;自
然时效工序ST3,将冷却后的铝合金构件在常温(例如,0℃以上且40℃以下)下保持6小时以
上而使晶粒内析出的析出物微细地分散;应变加工工序ST4,导入使因自然时效等而在铝的
晶粒内析出的析出物微细化并分散的应变;时效处理工序ST5,通过加热处理(例如,100℃
以上且200℃以下)对应变加工后的铝合金进行时效处理;以及后工序ST6,对时效处理后的
铝合金构件进行表面处理及涂装,所述铝(Al)合金包含:1.6质量%以上且2.6质量%以下
的镁(Mg)、6.0质量%以上且7.0质量%以下的锌(Zn)、0.5质量%以下的铜(Cu)、以及0.01
质量%以上且0.05质量%以下的钛(Ti),余量由铝(Al)及不可避免的杂质构成。

需要说明的是,在图1A所示的例子中,对在应变加工工序ST4之前实施自然时效工
序ST3的例子进行了说明,但只要能在冷却工序ST2之后实施应变加工工序ST4,就未必需要
实施自然时效工序ST3。另外,在图1A所示的例子中,对在应变加工工序ST4之后实施时效处
理工序ST5及后工序ST6的例子进行了说明,但后工序ST6根据需要实施即可。

另外,在图1A所示的例子中,对在冷却工序ST2之后实施应变加工工序ST4的例子
进行了说明,但如图1B所示,本发明也可以在挤压工序ST1、冷却工序ST2后进行了固溶化处
理工序ST7及冷却工序ST2A之后,依次实施自然时效工序ST3、应变加工工序ST4、时效处理
工序ST5、以及后工序ST6。以下,对本实施方式的铝合金构件的制造方法中所使用的铝合金
进行详细说明。

(铝合金)

作为铝合金,使用包含JIS标准及AA标准的具有Al-Zn-Mg系组成及Al-Zn-Mg-Cu系
组成的7000系铝合金(以下,也简称为“7000系铝合金”)。通过使用该7000系铝合金,例如,
通过实施T5-T7中的在120℃以上且160℃以下进行6小时以上且16小时以下的条件下的人
工时效处理,能够得到强度以0.2%屈服强度计为400MPa以上的高强度的铝合金构件。

作为铝合金,使用具有如下组成的铝合金:1.6质量%以上且2.6质量%以下的镁
(Mg)、6.0质量%以上且7.0质量%以下的锌(Zn)、0.5质量%以下的铜(Cu)、以及0.01质
量%以上且0.05质量%以下的钛(Ti),余量由铝(Al)和不可避免的杂质构成。通过使用这
样组成的铝合金,能够使铝合金构件的强度以0.2%屈服强度为400MPa以上。

镁(Mg)是使铝合金构件的强度提高的元素。作为镁(Mg)的含量,从提高铝合金构
件的强度的观点考虑,相对于铝合金的总质量为1.6质量%以上,而且为2.6质量%以下,优
选为1.9质量%以下。在镁(Mg)的含量大于2.6%的情况下,挤压加工时的挤压压力增加、挤
压速度降低等,挤压材料的生产性降低。考虑到以上情况,作为镁(Mg)的含量,相对于铝合
金的总质量为1.6质量%以上且2.6质量%以下的范围,优选为1.6质量%以上且1.9质量%
以下的范围。

锌(Zn)是使铝合金构件的强度提高的元素。作为锌(Zn)的含量,从提高铝合金构
件的强度的观点考虑,相对于铝合金的总质量为6.0质量%以上,优选为6.4质量%以上,而
且为7.0质量%以下。当锌(Zn)的含量大于7.0质量%时,作为晶界析出物的MgZn2增加,对
应力腐蚀开裂(SCC)的耐性降低,因此为7.0质量%以下。考虑到以上情况,作为锌(Zn)的含
量,相对于铝合金的总质量为6.0质量%以上且7.0质量%以下的范围,优选为6.4质量%以
上且7.0质量%以下的范围。

铜(Cu)是使铝合金构件的强度及对应力腐蚀开裂(SCC)的耐性提高的元素。作为
铜(Cu)的含量,从提高铝合金构件的强度和对应力腐蚀开裂(SCC)的耐性的观点、以及挤压
成型性的观点考虑,相对于铝合金的总质量为0质量%以上且0.5质量%以下。

钛(Ti)在铝合金的铸造时形成Al3Ti,具有使晶粒微细化的效果。作为钛(Ti)的含
量,相对于铝合金的总质量为0.01质量%以上,而且为0.05质量%以下。当钛(Ti)的含量大
于0.05质量%时,对于应力腐蚀开裂的耐性降低。考虑到以上情况,钛的含量相对于铝合金
的总质量优选为0.01质量%以上且0.05质量%以下。

作为不可避免的杂质,可以列举从铝合金的生坯及废料等必然会混入的铁(Fe)及
硅(Si)等。作为不可避免的杂质的含量,从保持铝合金构件的成型性、耐腐蚀性及焊接性等
作为产品的各种特性的观点考虑,优选使铁(Fe)的含量为0.25质量%以下,使硅(Si)的含
量为0.05质量%以下。

另外,作为铝合金,可以使用含有总计为0.15质量%以上且0.6质量%以下的、锆
(Zr)、铬(Cr)或锰(Mn)中的1种或2种以上的铝合金。

对于锆(Zr)而言,从形成Al3Zr来使铝合金的强度提高、阻止回复再结晶而抑制晶
粒的粗大化,因而具有可提高对于应力腐蚀开裂的耐性的效果的观点考虑,以及从由于形
成纤维组织而提高裂纹产生特性,从而改善疲劳寿命的观点考虑,优选相对于铝合金的总
质量为0.15质量%以上,而且优选为0.6质量%以下。锆(Zr)只要为0.6质量%以下,淬火敏
感性就不敏锐,强度得到提高。考虑到以上情况,作为锆(Zr)的含量,相对于铝合金的总质
量优选为0.15质量%以上且0.6质量%以下。另外,将锆(Zr)的一部分或全部量置换为铬
(Cr)或锰(Mn),也可获得同等的效果。因此,可以包含总量为0.15质量%以上且0.6质量%
以下的锆(Zr)、锰(Mn)及铬(Cr)。以下,对本实施方式的铝合金构件的制造方法的各工序进
行详细说明。

<挤压工序:ST1>

在挤压工序ST1中,使调整为上述组成的范围内的铝合金熔融后,通过半连续铸造
法(DC铸造法)等熔融铸造法进行铸造,从而制成铸锭(billet)。接着,将铸造后的铝合金的
铸锭加热至给定的温度范围(例如,400℃以上且500℃以下)而进行均质化热处理(均热处
理)。由此,铝合金的铸锭中的晶粒内的偏析等消失,铝合金构件的强度得到提高。加热太阳城集团
例如为2小时以上。接着,在给定的温度范围(例如,400℃以上且500℃以下)从耐压性的模
框对均质化后的铝合金的铸锭进行热挤压。

<冷却工序:ST2、ST2A>

在冷却工序ST2中,优选以2℃/秒以上的冷却速度对成型为希望的形状的铝合金
进行冷却。只要冷却速度为2℃/秒以上,就能防止铝合金的强度的降低。作为铝合金的冷却
速度,从进一步提高上述效果的观点考虑,优选为3℃/秒以上,更优选为4℃/秒以上。冷却
工序ST2中的冷却后的温度例如为250℃以下。

在冷却工序ST2中,优选对铝合金进行风冷。由此,能够容易且廉价地对铝合金进
行冷却。作为冷却的条件,只要冷却速度为2℃/秒以上即可,没有特别限制。作为冷却的条
件,例如,可以放置于常温(0℃以上且40℃以下)的环境下,也可以对放置于常温环境下的
铝合金吹风来进行冷却。另外,还可以将0℃以上且50℃以下的水喷射成雾状。

<自然时效工序:ST3>

在自然时效工序ST3中,通过将铝合金构件在常温(例如,0℃以上且40℃以下)下
保持6小时以上,使通过挤压工序ST1或下面叙述的图1B的固溶化处理工序ST7固溶后的元
素在晶粒内生成微细的析出物。为了使析出物更均匀地分散,优选为24小时以上,更优选为
48小时以上。

<应变加工工序:ST4>

在应变加工工序ST4中,在给定的温度范围(例如,-10℃以上且200℃以下)对挤压
后的铝合金进行应变加工。需要说明的是,在-10℃以上且40℃以下实施应变加工的情况
下,根据需要,在下面叙述的固溶化处理工序ST7后实施应变加工工序ST4。另外,也可以在
将挤压工序ST1后的铝合金保持在给定的温度范围的状态下实施应变加工。

在应变加工工序ST4中,向铝合金导入在自然时效工序ST3及下面叙述的时效处理
工序ST5等工序中使在铝合金的晶粒内析出的析出物微细化的应变。图2是以往的实施方式
的铝合金的示意图。如图2所示,对于以往的方式的铝合金11而言,在挤压工序中被加热至
高温(例如,500℃左右)的状态下,铝合金11所含有的镁(Mg)、锌(Zn)及铜(Cu)等的金属原
子12以固溶于铝(Al)中的状态存在。而且,在冷却工序中冷却后,在自然时效工序ST3中在
常温下保持时,因自然时效而形成金属原子12在铝合金的晶粒内部聚集的聚集体,铝(Al)、
镁(Mg)、锌(Zn)及铜(Cu)等在晶粒内析出硬化,从而形成θ相(Al-Cu化合物)、η相(MgZn化合
物)等的析出物13。当形成该析出物13时,刚性发生变化,随后的成型加工中的成型载荷发
生变化、因成型加工后的回弹导致成型性及形状精度降低。另外,当因自然时效而生成析出
物时,在随后的时效处理工序中进行时效处理时,析出物集中地在晶界生成、在晶粒内生
长,由此,有时铝合金11内部的金属原子12的分布变得不均匀,最终制造的铝合金构件的强
度变得不均匀。

因此,在本实施方式中,通过在应变加工工序ST4中向铝合金11导入给定的应变,
可以在时效处理工序ST5中抑制铝合金的晶粒内所生成的析出物的产生及生长速度。图3A
及图3B是本发明的实施方式的铝合金构件的制造方法的示意图。在图3A所示的例子中,例
如,在400℃以上且500℃以下的高温下进行挤压加工后,将铝合金11冷却至0℃以上且40℃
以下的常温,在常温下保持6小时以上,然后向铝合金11导入给定的应变14。通过导入该应
变14,即使在经过了冷却工序ST2及时效处理工序ST5的情况下,也能够延迟铝合金11内部
的金属原子12的聚集。由此,在铝合金11的晶粒内的金属原子12被均匀地分散,从而能够防
止因金属原子12的析出硬化所导致的析出物13的产生,可以防止最终制造的铝合金构件的
强度变得不均匀。

另外,在图3B所示的例子中,将铝合金11冷却至0℃以上且40℃以下的常温,实施
固溶化处理,再次进行冷却使其发生自然时效,然后向铝合金11导入给定的应变。通过导入
该应变,即使在经过了时效处理工序ST5的情况下,也能够防止铝合金11内部的金属原子12
的聚集。由此,在铝合金11的晶粒内的金属原子12被均匀地分散,从而能够防止因金属原子
12的析出硬化所导致的析出物的产生,可以防止最终制造的铝合金构件的强度变得不均
匀。

作为导入铝合金的应变,只要是能够使在铝合金的内部生成的析出物微细化的永
久应变即可,没有特别限制。作为应变,例如,可以是对铝合金进行拉伸加工而生成的正应
变,也可以是通过压缩加工所生成的负应变。另外,可以是在与拉伸方向及压缩方向垂直的
方向上生成的横向应变,也可以是通过挤压长方体的铝合金的角所生成的剪切应变。

在常温下对铝合金进行加工的情况下,从高效地使在铝合金内部析出的析出物微
细化的观点考虑,导入铝合金的应变相对于铝合金优选为0.1%以上,更优选为1.0%以上,
进一步优选为3.0%以上,另外,从抑制由塑性变形引起的铝合金构件的裂纹的产生的观点
考虑,优选为15%以下,更优选为12.5%以下,进一步优选为10.0%以下,更进一步优选为
7.5%以下,再进一步优选为5%以下。需要说明的是,当导入铝合金的应变达到0.1%以上
时,能够使时效处理工序ST5中析出的η相微细化并分散。

作为应变加工,只要能够导入应变而将铝合金加工成希望的铝合金构件即可,没
有特别限制。作为应变加工,可以列举例如:铝合金的挤压型材的长度方向上全部或局部的
拉伸加工、弯曲加工;挤压型材剖面的局部压碎加工;对挤压型材的冲裁加工及挤压型材的
扭转加工等伴随有塑性变形和残留应力的产生的塑性加工。这些应变加工可以仅实施1种,
也可以实施2种以上。

<时效处理工序:ST5>

在时效处理工序ST5中,将铝合金构件加热处理至给定的温度范围(例如,100℃以
上且200℃以下)而进行时效处理。由此,由自然时效导致的铝合金的刚性的变化降低并稳
定,因此铝合金构件的形状精度得到提高。作为时效处理的温度,从铝合金构件的强度的观
点考虑,优选为100℃以上,更优选为125℃以上,优选为200℃以下,更优选为175℃以下。

作为时效处理的太阳城集团,优选为6小时以上。由此,由自然时效导致的铝合金的刚性
变化得以稳定,因此铝合金构件的形状精度得到提高。作为时效处理的太阳城集团,优选为48小时
以下。由此,能够抑制析出物的过度粗大化,因此可以防止铝合金的强度的降低。

<后工序:ST6>

在后工序中,从提高冷却后的铝合金构件的耐腐蚀性、耐磨损性、装饰性、光反射
防止性、导通性、膜厚均匀性及操作性等的观点考虑,实施表面处理及涂装。作为表面处理,
可列举例如:铝阳极化处理、铬酸盐处理、无铬酸盐处理、电镀处理、非电镀处理、化学抛光
及电解抛光等。

<固溶化处理工序:ST7>

在挤压工序ST1及冷却工序ST2之后,可以将铝合金加热至给定的温度范围(例如,
400℃以上且500℃以下)进行均质化热处理(均热处理)。由此,在铝合金的晶粒内偏析出的
元素扩散而均匀化。加热太阳城集团例如为2小时以上。然后,通过进行冷却工序ST2A,可以形成在
铝合金的晶粒内分散有饱和量以上的镁(Mg)、铜(Cu)的过饱和固溶体。

如以上说明的那样,在上述实施方式的铝合金构件的制造方法中,利用在应变加
工工序中导入铝合金的应变,能够使加工后的铝合金的晶粒内部析出的析出物微细化,因
此微细的析出物被分散,从而能大幅增加铝合金构件的强度。由此,能够以高形状精度制造
0.2%屈服强度为430MPa以上、拉伸强度为500MPa以上、且析出物的最大粒径为40nm以下的
铝合金。需要说明的是,所谓的“最大粒径”是指从析出物的一个表面至该析出物的另一表
面的直线距离最大的粒径值。

实施例

以下,基于为了明确本发明效果而进行的实施例对本发明进行更详细的说明。需
要说明的是,本发明并不受以下实施例的任何限定。

(实施例1)

在500℃下对含有1.68质量%的镁(Mg)、6.70质量%的锌(Zn)、0.26质量%的铜
(Cu)、0.02质量%的钛(Ti)、0.25质量%的锰(Mn)、0.19质量%的锆(Zr)的铝(Al)合金进行
挤压加工,然后以20℃/秒冷却至200℃以下。然后,在将铝合金保持24小时以上之后,导入
0.50%的应变,制造了铝合金构件。然后,使用从制造的铝合金构件的任意位置选取的ASTM
E557拉伸试验片,按照ASTM E8中规定的金属材料试验方法,测定了拉伸强度及屈服强度。
其结果是,0.2%屈服强度为466MPa,拉伸强度为531MPa。需要说明的是,在各例中,这些测
定值均采用3个选取试验片的测定值的平均值。

(实施例2)

除了对铝合金导入了1.20%的应变以外,与实施例1同样地制造了铝合金构件。其
结果是,0.2%屈服强度为497MPa,拉伸强度为542MPa。

(实施例3)

除了对铝合金导入了3.20%的应变以外,与实施例1同样地制造了铝合金构件。其
结果是,0.2%屈服强度为504MPa,拉伸强度为544MPa。

〔比较例1〕

除了使用作为普通铝合金的杜拉铝(JIS7075系铝合金)、以及对铝合金导入了
0.35%的应变以外,与实施例1同样地制造了铝合金构件。其结果是,0.2%屈服强度为
479MPa,拉伸强度为540MPa。

〔比较例2〕

除了对铝合金导入了2.10%的应变以外,与比较例1同样地制造了铝合金构件。其
结果是,0.2%屈服强度为466MPa,拉伸强度为532MPa。

将以上的实施例及比较例的结果示于图4。如图4所示,即使施加应变,实施例1~3
的铝合金构件的屈服强度及强度也不降低,而且可以看出随着应变增大,屈服强度及强度
有增加的倾向。相比之下,对于比较例1、2而言,虽然可以获得与实施例1同等的屈服强度及
强度,但可以看出随着应变增大,屈服强度及强度有降低的倾向。

另外,将实施例1~3的铝合金构件的透射电子显微镜照片示于图5及图6。需要说
明的是,图5及图6是用透射电子显微镜观察3处550nm×800nm的区域,并对各观察面的最大
的η相的尺寸进行了测量的结果。如图5及图6所示,对于实施例1的铝合金构件而言,在时效
处理工序中析出的η相(MgZn化合物)微细化且被均匀地分散,最大也就是长度40nm、宽度
10nm。

将比较例1、2的铝合金构件的透射电子显微镜照片示于图7及图8。需要说明的是,
在图7及图8中,示出了用透射电子显微镜观察3处550nm×800nm的区域,并对各观察面的最
大的η相的尺寸进行了测量的结果。如图7及图8所示,对于实施例1的铝合金构件而言,在时
效处理后,在晶粒内析出了多个η相(MgZn化合物)。各析出物粗大化为最大粒径44nm以上的
球形,不均匀地分散。上述结果表明,在普通铝合金的情况下,即使导入应变,也无法防止η
相的粗大化,强度也会降低。

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