铝合金锻造材及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种作为汽车底盘零件等铝合金锻造材及其制造方法。本发明专利技术的铝合金锻造材，含有Si：0.4质量％以上、1.5质量％以下；Fe：超过0.4质量％、1.0质量％以下；Cu：0.40质量％以下；Mg：0.8质量％以上、1.3质量％以下；Ti：0.01质量％以上、0.1质量％以下，并且Zn限制在0.05质量％以下，此外还含有从Mn：0.01质量％以上、1.0质量％以下；Cr：0.1质量％以上、0.4质量％以下和Zr：0.05质量％以上、0.2质量％以下的群中选择的至少一种，并且将氢量限制在0.25ml/100gAl以下，余量由不可避免的杂质和Al构成，平均晶粒直径为50μm以下，结晶物面积率为3％以下，平均结晶物尺寸为8μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为汽车底盘零件等使用的 。
技术介绍
作为上臂和下臂等汽车底盘零件使用的铝合金锻造材，一直以来有各种各样的开发。例如，在专利文献I中记述有一种汽车底盘零件，其由如下铝合金锻造材构成，该铝合金锻造材分别含有Mg :0. 5 1.25质量％、Si :0. 4 I. 4质量％、Cu :0. 01 0. 7质量％、Fe :0. 05 0. 4 质量％、Mn :0. 001 I. 0 质量％、Cr :0. 01 0. 35 质量％、Ti 0. 005 0. I质量％，并且将Zr限制在低于0. 15质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成，在该汽车底盘零件中，在最大应力发生部位的宽度方向截面组织中，最大应力发生的截面部位的组织中所观察到的结晶物密度以平均面积率计为I. 5%以下，包含锻造时产生的分模线在内的截面部位的组织中所观察到的各晶界析出物彼此的间隔以平均间隔计为0. 7 u m以上。另外，在该专利文献I中还记述，最大应力发生的截面部位的组织中所观察到的分散粒子的尺寸，以平均直径计为丨200 A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(rib)的截面组织中观察到的再结晶晶粒所占的面积比例，以平均面积率计为10%以下，此外，在与这些肋的截面组织邻接的网状组织(web)的宽度方向的截面组织中所观察到的再结晶晶粒所占的面积比例，以平均面积率计为20%以下。此外，在该专利文献I中，记述有一种汽车底盘零件的制造方法，其是以平均冷却速度100°C /s以上铸造具有所述规定的组成的铝合金熔汤，以10 1500°C /hr的升温速度将该经过铸造的铸锭加热至460 570°C的温度范围，实施在该温度范围保持2hr以上的均质化热处理之后，以40°C /hr以上的冷却速度冷却至室温，进一步再加热至热锻开始温度而进行热态金属模具锻造，并且使锻造结束温度为350°C以上，在该热锻后，实施在530 570°C的温度范围保持20分钟 8hr的固溶处理，其后，在平均冷却速度为200 300°C /s的范围内进行淬火处理，再进行人工时效硬化处理。。根据该专利文献I所述的专利技术，即使是作为轻量化形状的锻造材汽车底盘零件，也能够使之高强度化，高韧性化和高耐腐蚀性化。先行技术文献专利文献专利文献I :特开2008-163445号公报用于汽车底盘零件等的铝合金，已知由于Fe、Si和Ti等杂质而导致金属间化合物结晶出，对各种特性造成不良影响。若Fe的含量过多，则Al-Fe-Si系金属间化合物容易作为结晶物结晶出来。该结晶物的结晶形状易成为针状，具有硬而脆的特性，因此对耐断裂韧性和疲劳特性造成不良影响。前述专利文献I所述的专利技术，Fe的含量被限制在0.4质量％以下，若Fe的含量超过0.4质量％，则存在结晶物(Al-Fe-Si系金属间化合物)粗大化这样的问题。对此本专利技术者们发现，若结晶物发生粗大化而平均结晶物尺寸超过8 u m,则耐断裂韧性和疲劳特性降低的倾向強烈。
技术实现思路
本专利技术鉴于所述问题而形成，其课题在于，提供ー种，即使在Fe的含量超过0. 4质量％这样的情况下，其仍具有与Fe的含量在0. 4质量％以下的铝合金锻造材同等的耐断裂韧性和疲劳特性。本专利技术的铝合金锻造材，含有Si :0. 4质量％以上、1.5质量％以下；Fe :超过0. 4质量％、I. 0质量％以下；Cu:0. 40质量％以下；Mg :0. 8质量％以上、I. 3质量％以下；Ti 0. 01质量％以上、0. I质量％以下，并且Zn限制在0. 05质量％以下，此外还含有从Mn :0. 01质量％以上、I. 0质量％以下；Cr 0. I质量％以上、0. 4质量％以下和Zr :0. 05质量％以上、0. 2质量％以下的群中选择的至少ー种，并且将氢量限制在0. 25ml/100gAl以下，余量由不可避免的杂质和Al构成，平均晶粒直径为50 以下，结晶物面积率为3%以下，平均结晶 物尺寸为8iim以下。在本专利技术的铝合金锻造材中，通过在前述的范围含有Si、Cu、Mg，能够得到例如作为汽车底盘零件所需要的強度。通过在前述的范围含有Ti，能够使铸造组织微细化。另外通过在前述的范围含有Mn、Cr、Zr，能够抑制固溶时的再结晶，从而形成微细結晶。因此，能够确保疲劳特性。而且，通过使氢量处于这样的范围，能够抑制针孔和膨胀等，不仅能够确保断裂韧性和疲劳特性，而且能够确保強度和延伸率等诸特性。而且，在本专利技术中，通过如此大量含有Fe,如后述在锻造如实施特定的条件的加热エ序，可实现含有Fe的结晶物的减少、微细化和圆形化，并且实现晶粒的微细化。通过将平均晶粒直径、结晶物面积率、平均结晶物尺寸控制在特定的值以下，可确保耐腐蚀性、耐断裂韧性、疲劳特性。本专利技术的铝合金锻造材的制造方法，是用于制造前述的铝合金锻造材的制造方法，其中，包括如下エ序以加热温度710 810°C且铸造速度200 330mm/分钟，铸造铝合金铸锭的铸造エ序，该铝合金含有Si :0. 4质量％以上、1.5质量％以下；Fe :超过0.4质量％、I. 0质量％以下；Cu:0. 40质量％以下；Mg :0. 8质量％以上、I. 3质量％以下；Ti:0. 01质量％以上、0. I质量％以下，并且Zn限制在0. 05质量％以下，此外还含有从Mn :0. 01质量％以上、I. 0质量％以下、Cr :0. I质量％以上、0. 4质量％以下和Zr :0. 05质量％以上、0. 2质量％以下的群中选择的至少ー种，并且将氢量限制在0. 25ml/100gAl以下，余量由不可避免的杂质和Al构成；将所述铸锭以420 560°C进行2. 5 8小时均质化热处理的エ序；将经过所述均质化热处理的铸锭以470 545°C进行0. 5小时以上加热的エ序；将所述经过加热的铸锭以锻造结束温度330°C以上、压下率50 95%进行锻造而得到规定的形状的锻造材的エ序；在480 580°C，在超过0并在24小时以内对所述锻造材进行固溶处理的エ序；在75V以下对所述经过固溶处理的锻造材进行淬火的エ序；在160 250°C对所述经过淬火的锻造材进行0. 5 20小时人工时效处理的エ序。在本专利技术中，通过在使用所述组成的铝合金的铸锭进行锻造之前，实施特定的条件的加热エ序，能够充分地加热铸錠，实现含Fe结晶物的減少、微细化和圆形化，并且能够实现晶粒的微细化。由此，将平均晶粒直径、结晶物面积率、平均结晶物尺寸控制在特定的值以下，从而可确保耐腐蚀性、耐断裂韧性、疲劳特性。另外，通过锻造后的固溶处理、淬火、人工时效处理，可确保例如作为汽车底盘零件所需要的强度。本专利技术的铝合金锻造材，虽然Fe的含量超过0. 4质量％，但仍可抑制结晶物和晶粒的粗大化，并且也抑制了结晶物面积率，因此具有与Fe的含量在0. 4质量％以下的铝合金锻造材同等的耐断裂韧性和疲劳特性。另外，因为能够含有Fe达到1.0质量％，所以能够增加加工屑的再循环金属块的配合率，以及能够使用纯度低的新金属块。根据本专利技术的铝合金锻造材的制造方法，能够制造虽然Fe的含量超过0. 4质量％，但结晶物和晶粒的粗大化得到抑制，并且结晶物面积率也得到抑制的铝合金锻造材。因此，由这一制造方法制造的铝合金锻造材，能够使之具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀雅是，稻垣佳也，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：