本发明专利技术的热处理型Al-Zn-Mg系铝合金挤压材的制造方法，特别是在刚挤压后立即进行模淬火接着进行时效处理时，防止挤压材的强度下降和材料特性的偏差。其中，将如下的铝合金铸锭均质化处理后，不进行冷却，在均质化处理温度进行挤压，以100℃/min以上的冷却速度对挤压材进行模淬火后，实施人工时效处理，该铝合金铸锭含有Zn：4.0～8.0质量％、Mg：0.5～2.0质量％、Cu：0.05～0.5质量％、Ti：0.01～0.1质量％，还含有Mn：0.1～0.7质量％、Cr：0.1～0.5质量％、Zr：0.05～0.3质量％中的1种或2种以上，余量是Al和不可避免的杂质。均质化处理如下进行，以低于750℃/hr的加热速度加热到430～500℃的均质化处理温度，或者，加热到所述均质化处理温度，在相同温度保持3hr以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及公知具有高强度的热处理型Al-Zn-Mg系(JIS7000系)铝合金挤压材的制造方法。
技术介绍
例如专利文献1、2所示，热处理型Al-Zn-Mg系(JIS7000系)铝合金挤压材通常如下制造对通过DC铸造得到的铸锭进行均质化处理，从均质化处理温度冷却后，切断成 挤压用尺寸(挤压坯料)，将所得到的挤压坯料急速加热到规定温度进行挤压成形，在挤压后直接在线对挤压材进行水冷或空冷(模淬火水冷，模淬火空冷)，实施时效处理。或者，也有如下情况在挤压后，进行再加热进行固溶处理和淬火，接着进行时效处理。通过进行均质化处理，铸锭中的Zn、Mg不会偏析，并且能够使微细的Al-过渡金属(Mn、Cr、Zr等)系粒子析出。Al-过渡金属系粒子具有防止挤压材的重结晶粒粗大化的作用。在均质化处理后通过对铸锭进行急冷，防止冷却中Mg2Zn粗大析出。如果此时析出的Mg2Zn为微细，则能够通过在挤压前的加热(急速加热)使其固溶。另外，通过以急速加热进行临挤压前的坯料的加热，由此能够防止Al-过渡金属系粒子的粗大化。以往技术文献专利文献专利文献I日本特开平9-310141号公报专利文献2日本特开平11-80876号公报DC铸造的铸锭在凝固后立即通过水冷被强制冷却，因此溶质元素在树脂晶体/晶粒边界等偏析。均质化处理的目的之一就是消除该溶质元素在铸锭内的偏析。另一方面，均质化处理在工业中大多在空气炉内实施，均质化处理后的冷却通常组合炉中冷却和后续的在炉外的空冷而实施。但是，在挤压坯料为大型，直径为350mm左右，因此不能增大均质化处理后的冷却速度。其结果是，在均质化处理后的冷却过程中，有助于挤压材的强度的析出物(Mg2Zn)粗大析出。特别是，在坯料中心部该倾向强。在该阶段粗大析出的Mg2Zn不能通过临挤压前的坯料加热充分固溶。为此，在刚进行挤压后立即进行模淬火，接着进行时效处理了的挤压材与在挤压后进行再加热而进行固溶处理和淬火(水冷)，接着进行时效处理的挤压材(以下，称为固溶处理材)相比，挤压材的强度大幅下降。为了防止这种挤压材的强度下降，考虑到添加Zn和Mg比本来的必需量多。但是，此时，会发生挤压性和耐应力腐蚀裂纹性(以下，称为耐SCC性)降低等别的问题。另外，工业上用空气炉实施均质化处理时，在炉的中心部和周边部，升温速度、保持时间和冷却速度产生差异。为此，在炉的中心部和周边部进行了均质化处理的坯料的升温速度、保持时间和冷却速度不同，其结果是，根据铸锭的不同，溶质元素的固溶水平(Mg2Zn的析出水平)产生差异，其通过刚挤压前的坯料加热不能消除，在刚挤压后立即进行模淬火，接着进行时效处理时，存在成为导致挤压后的材料特性偏差的原因的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，根据现有的热处理型Al-Zn-Mg系(JIS7000系)铝合金挤压材的制造方法，特别是在刚挤压后立即进行模淬火接着进行时效处理时，能够得到与固溶处理材相近的高强度的挤压材。另外，本专利技术的其他的目的在于，防止现有的所生成的材料特性的偏差。在刚挤压后立即对Al-Zn-Mg系铝合金挤压材进行模淬火，接着进行时效处理时，与固溶处理材相比挤压材的强度下降的问题，如果在临挤压前的坯料加热的阶段使Zn和Mg充分固溶则能够得到解決。在DC铸锭中粗大的Zn和Mg析出是在均质化处理后的冷却过程中出现，因此，在本专利技术中，在对DC铸锭进行均质化处理后，不像现有技术那样进行冷却，而是在该状态下直接用于挤压。由此，不使均质化处理中固溶的Zn和Mg析出即可。 因此，本专利技术的的特征在于，在对热处理型Al-Zn-Mg系铝合金进行DC铸造后，以低于750°C /hr的加热速度加热到均质化处理温度后，在相同温度下进行挤压，将所得到的挤压材以100°C /min以上的冷却速度进行模淬火后，实施人工时效处理。模淬火被认为是空冷或水冷，或者它们的组合。或者，其特征在于，在对热处理型Al-Zn-Mg系铝合金进行DC铸造后，加热到均质化处理温度，在相同温度下保持3hr以上后进行挤压，以100°C /min以上的冷却速度对所得到的挤压材进行模淬火后，实施人工时效处理。在本专利技术中，将均质化处理前的DC铸锭切断作为挤压坯料，将其加热到均质化处理温度，加热后不进行冷却而挤压。为此，挤压坯料能够维持Mn和Mg充分固溶的状态，能够维持在模淬火后的挤压材中Mn和Mg固溶的状态。因此，通过模淬火后的时效处理，不会出现固溶的Zn和Mg不足，能够使其作为具有有助于强度的尺寸的Mg2Zn析出物析出，即使不添加比本来的必需量多的Zn和Mg，也能够制造具有与以往的固溶处理材相近的高强度的挤压材。另外，随着Zn和Mg的添加量无需比必需量多添加，能够提高挤压性(增加挤压速度)，也防止耐SCC性下降。在本专利技术的方法中，均质化处理兼具挤压前的坯料加热，均质化处理后无需进行冷却而挤压，因此，在以以往的大型空气炉实施均质化处理并不现实，与以往的坯料加热同样，优选使用例如感应加热器等实施。由于不使用以往的大型空气炉实施均质化处理，所以能够消除历来生产的每个铸锭的升温速度、保持时间和冷却速度的差异。其结果是，对于每个铸锭不会使溶质元素的固溶水平(MgZn2的析出水平)产生差异，这意味着能够使挤压材的材料特性稳定化。另一方面，在均质化处理中，与以往方法同样，还具有使抑制偏析的均质化和挤压材的重结晶粒的粗大化的Al-过渡金属系粒子微细析出的作用。为此，在本专利技术的方法中，以低于750°C /hr的加热速度将坯料加热到均质化处理温度(也是挤压温度)，或者，将坯料加热到均质化处理温度，在相同温度保持3hr以上。由此，在挤压前坯料的偏析均质化，并且，在坯料中Al-过渡金属系粒子微细析出。通过在挤压坯料中使Al-过渡金属系粒子微细析出，能够抑制挤压材的重结晶粒的粗大化，能够将耐SCC性提高到与现有的制造方法相同的水平。具体实施例方式以下，对本专利技术的进行更具体的说明。(铝合金组成)本制造方法能够适用于通常的热处理型Al-Zn-Mg系(JIS7000系)铝合金。具体地说，该热处理型Al-Zn-Mg系铝合金含有Zn :4. O 8. O质量％、Mg :0. 5 2. O质量％、Cu 0. 05 O. 50 质量％、Ti 0. 01 O. I 质量％，还含有 Mn 0. I O. 7 质量％、Cr :0. I O. 5质量％、Zr :0. 05 O. 3质量％中的I种或2种以上，余量实质上由铝和不可避免的杂质构成。以下，对各成分的作用进行说明。Zn ； Zn与Mg共存赋予热处理型Al-Zn-Mg系铝合金时效性，通过人工时效而析出(Mg2Zn)，具有提高强度的作用。但是，Zn的含量低于4. O质量％时，强度不足，超过8. O质量％时，耐SCC性下降。因此，Zn含量为4. O 8. O质量％。Mg ；Mg是提高热处理型Al-Zn-Mg系铝合金的强度的主要元素。但是，Mg含量低于0.5%时，强度不足，超过2.0质量％时，挤压性(挤压速度)下降，在模淬火空冷中，淬火开始温度下降，不能得到与以往的固溶处理材相近的高强度。因此，Mg含量为O. 5 2. O质量％。Cu ；Cu具有提高热处理型Al-Zn-Mg系铝合金的强度的作用和改善耐SCC性的作用。但是，Cu含量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.16 JP 2011-0585961.一种热处理型Al-Zn-Mg系铝合金挤压材的制造方法，其特征在于，将如下的铝合金铸锭以低于750°C /hr的加热速度加热到均质化处理温度后，在相同温度进行挤压，将所得到的挤压材以100°C /min以上的冷却速度进行模淬火后，实施人工时效处理， 其中，所述铝合金铸锭含有Zn :4. O 8. O质量％、Mg :0. 5 2. O质量％、Cu :0. 05 O. 5质量％、Ti 0. 01 O. I质量％，还含有Mn 0. I O. 7质量％、Cr 0. I O. 5质量％、Zr :0....
【专利技术属性】
技术研发人员：宫田幸昌，吉原伸二，姜旻佑，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：
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