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特開2023-71611塑性加工用アルミニウム合金およびその製造方法、並びに塑性加工品の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023071611
(43)【公開日】2023-05-23
(54)【発明の名称】塑性加工用アルミニウム合金およびその製造方法、並びに塑性加工品の製造方法
(51)【国際特許分類】
C22C 21/10 20060101AFI20230516BHJP
C22C 21/12 20060101ALI20230516BHJP
C22C 21/06 20060101ALI20230516BHJP
C22F 1/053 20060101ALI20230516BHJP
C22F 1/057 20060101ALI20230516BHJP
C22F 1/047 20060101ALI20230516BHJP
C22B 1/248 20060101ALI20230516BHJP
C22B 21/00 20060101ALI20230516BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20230516BHJP
B22D 11/00 20060101ALN20230516BHJP
【ＦＩ】
C22C21/10
C22C21/12
C22C21/06
C22F1/053
C22F1/057
C22F1/047
C22B1/248
C22B21/00
C22F1/00 602
C22F1/00 612
C22F1/00 624
C22F1/00 630A
C22F1/00 630K
C22F1/00 631B
C22F1/00 681
C22F1/00 682
C22F1/00 683
C22F1/00 684C
C22F1/00 685Z
C22F1/00 686A
C22F1/00 686B
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 692A
C22F1/00 694A
B22D11/00 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022176457
(22)【出願日】2022-11-02
(31)【優先権主張番号】P 2021183820
(32)【優先日】2021-11-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】515214693
【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ鋳鍛
(74)【代理人】
【識別番号】110001036
【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】宮野 学
(72)【発明者】
【氏名】森 祐輝也
【テーマコード（参考）】
4K001
【Ｆターム（参考）】
4K001AA02
4K001BA22
4K001CA25
4K001GA19
(57)【要約】
【課題】多様な合金屑を用いて製造可能な塑性加工用アルミニウム合金等を提供する。
【解決手段】Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学組成を有する、塑性加工用アルミニウム合金とする。
【選択図】図１
【解決手段】Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学組成を有する、塑性加工用アルミニウム合金とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる、塑性加工用アルミニウム合金。
【請求項2】
２０００系アルミニウム合金の合金屑と、４０００系アルミニウム合金の合金屑と、５０００系アルミニウム合金の合金屑と、６０００系アルミニウム合金の合金屑と、７０００系アルミニウム合金の合金屑のうちの少なくとも２種類を含むブリケットを用意するブリケット作製工程と、
複数の前記ブリケットを組み合わせて溶融し、鋳造することにより、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる塑性加工用アルミニウム合金の鋳塊を形成する鋳塊形成工程と、を含む、塑性加工用アルミニウム合金の製造方法。
複数の前記ブリケットを組み合わせて溶融し、鋳造することにより、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる塑性加工用アルミニウム合金の鋳塊を形成する鋳塊形成工程と、を含む、塑性加工用アルミニウム合金の製造方法。
【請求項3】
請求項１または請求項２の塑性加工用アルミニウム合金に、均質化処理を行った後、断面減少率が２０％～９０％となる塑性加工を行うことによりアルミニウム合金の塑性加工品を製造する、塑性加工品の製造方法。
【請求項4】
前記塑性加工の後に熱処理を施す、請求項３に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項5】
前記熱処理は、
４７０℃以上５７０℃以下の温度で１時間から１２時間加熱する溶体化処理と、
前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、
前記焼入れ処理の後に、１５０℃以上２００℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む、請求項４に記載の塑性加工品の製造方法。
４７０℃以上５７０℃以下の温度で１時間から１２時間加熱する溶体化処理と、
前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、
前記焼入れ処理の後に、１５０℃以上２００℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む、請求項４に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項6】
前記熱処理は、
４６０℃以上５４０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、
前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、
前記焼入れ処理の後に、１１０℃以上１９０℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む、請求項４に記載の塑性加工品の製造方法。
４６０℃以上５４０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、
前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、
前記焼入れ処理の後に、１１０℃以上１９０℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む、請求項４に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項7】
前記熱処理は、
４９０℃以上５２０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、
前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、
前記焼入れ処理の後に、１５５℃以上１９０℃の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む、請求項４に記載の塑性加工品の製造方法。
４９０℃以上５２０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、
前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、
前記焼入れ処理の後に、１５５℃以上１９０℃の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む、請求項４に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項8】
前記熱処理は、
５０５℃以上５６０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、
前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、
前記焼入れ処理の後に、１６０℃以上１９０℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む、請求項４に記載の塑性加工品の製造方法。
５０５℃以上５６０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、
前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、
前記焼入れ処理の後に、１６０℃以上１９０℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む、請求項４に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項9】
前記熱処理において、前記焼入れ処理の後で前記時効処理の前に冷間加工を行う、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項10】
前記熱処理の前に切削加工を行う、請求項４から請求項９のいずれか一項に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項11】
前記熱処理の後に切削加工を行う、請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項12】
前記塑性加工は鍛造加工である、請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の塑性加工品の製造方法。
【請求項13】
前記塑性加工は押出加工である、請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の塑性加工品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塑性加工用アルミニウム合金およびその製造方法、並びに塑性加工品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、様々な分野において、要求性能に応じた種々の化学組成を有するアルミニウム合金が用いられている。例えば、下記特許文献１には、発泡ポリスチレン成形用金型フレームを構成するアルミニウム合金として、所定量のＺｎおよびＭｇと、追加元素と、を含むものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭６２－１０３３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、環境負荷軽減や経済性向上等の観点から、アルミニウム合金にもリサイクルが求められるようになってきている。しかしながら、含有元素の種類の多い合金から、含有元素の種類の少ない合金へのリサイクルは困難である。また、異なる化学組成のアルミニウム合金展伸材で製造設備を共用している場合は、鋳塊切断工程等において不可避的に生じる切粉等に、種々の化学組成を有する合金が混入してしまう。このため、例えば含有元素の種類が比較的多い２０００系アルミニウム合金や７０００系アルミニウム合金（以下、２０００系合金や７０００系合金と称することがある）の切粉の多くは鉄鋼製錬プロセスの脱酸剤等としての利用にとどまり、付加価値の高いアルミニウム合金として十分に再利用できていないのが実情であった。
【0005】
本明細書が開示する技術は、上記事情に基づいて完成されたものであって、多様な合金屑を用いて製造可能な塑性加工用アルミニウム合金等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書に記載の技術に係る塑性加工用アルミニウム合金は、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる。
【0007】
また、本明細書に記載の技術に係る塑性加工用アルミニウム合金の製造方法は、２０００系アルミニウム合金の合金屑と、４０００系アルミニウム合金の合金屑と、５０００系アルミニウム合金の合金屑と、６０００系アルミニウム合金の合金屑と、７０００系アルミニウム合金の合金屑のうちの少なくとも２種類を含むブリケットを用意するブリケット作製工程と、複数の前記ブリケットを組み合わせて溶融し、鋳造することにより、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる塑性加工用アルミニウム合金の鋳塊を形成する鋳塊形成工程と、を含む。
【0008】
また、本明細書に記載の技術に係る塑性加工品の製造方法は、上記の塑性加工用アルミニウム合金に、均質化処理を行った後、断面減少率が２０％～９０％となる塑性加工を行うことによりアルミニウム合金の塑性加工品を製造する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、多様な合金屑を用いて製造可能な塑性加工用アルミニウム合金等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本明細書で開示する技術の実施態様を、図面を参照しつつ以下に具体的に説明する。本開示は、以下の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【0012】
［塑性加工用アルミニウム合金］
本技術に係る塑性加工用アルミニウム合金（以下、本アルミニウム合金と称することがある）は、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学組成を有する。
本技術に係る塑性加工用アルミニウム合金（以下、本アルミニウム合金と称することがある）は、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる化学組成を有する。
【0013】
本アルミニウム合金中には、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒが含まれる。
Ｚｎは、固溶強化によってアルミニウム合金の強度を向上させる役割を果たす。Ｚｎの含有量が２．２０質量％未満では十分な強度向上効果を得ることができず、３．２０質量％を超えると延性が低下するため、好ましくない。よって、本アルミニウム合金中に含まれるＺｎの含有量は、２．２０質量％以上３．２０質量％以下とすることが適当である。
Ｚｎは、固溶強化によってアルミニウム合金の強度を向上させる役割を果たす。Ｚｎの含有量が２．２０質量％未満では十分な強度向上効果を得ることができず、３．２０質量％を超えると延性が低下するため、好ましくない。よって、本アルミニウム合金中に含まれるＺｎの含有量は、２．２０質量％以上３．２０質量％以下とすることが適当である。
【0014】
Ｃｕは、Ｚｎと同じく、固溶強化によってアルミニウム合金の強度を向上させる役割を果たす。Ｃｕの含有量が２．００質量％以下では十分な強度向上効果を得ることができず、３．００質量％を超えると、鋳造性が悪くなって凝固時に割れが生じやすくなるため、好ましくない。よって、本アルミニウム合金中にル組まれるＣｕの含有量は、２．００質量％を超え、３．００質量％以下とすることが適当である。
【0015】
Ｍｇは、後記するＳｉと反応してＭｇ２Ｓｉを析出させるとともに固溶強化により、アルミニウム合金の強度を向上させる役割を果たす。Ｍｇの含有量が１．００質量％未満では十分な強度向上の効果を得ることができず、２．５０質量％を超えると鋳造時の溶湯酸化が著しくなって酸化膜が合金中に混入するため、好ましくない。よって、本アルミニウム合金中に含まれるＭｇの含有量は、１．００質量％以上２．５０質量％以下とすることが適当である。
【0016】
Ｓｉは、前記したＭｇと反応しＭｇ２Ｓｉを析出させて、アルミニウム合金の強度を向上させる役割を果たす。Ｓｉの含有量が０．２０質量％未満ではＭｇ２Ｓｉの析出量が不足して十分な強度向上の効果を得ることができず、０．４５質量％を超えると延性および耐食性が低下するため、好ましくない。よって、本アルミニウム合金中に含まれるＳｉの含有量は、０．２０質量％以上０．４５質量％以下とすることが適当である。
【0017】
Ｍｎは、固溶強化によってアルミニウム合金の強度を向上させる役割を果たす。Ｍｎの含有量が０．０５質量％未満では十分な強度向上の効果を得ることができず、０．３５質量％を超えると鋳造時に巨大晶出物が晶出して塑性加工性が低下するため、好ましくない。よって、本アルミニウム合金中に含まれるＭｎの含有量は、０．０５質量％以上０．３５質量％以下とすることが適当である。
【0018】
Ｃｒは、再結晶を抑制する役割を果たす。Ｃｒの含有量が０．０１質量％未満では十分な再結晶抑制の効果を得ることができず、０．１５質量％を超えると鋳造時に巨大晶出物が晶出して塑性加工性が低下するため、好ましくない。よって、本アルミニウム合金中に含まれるＣｒの含有量は、０．０１質量％以上０．１５質量％以下とすることが適当である。
【0019】
本アルミニウム合金中には、上記の元素に加え、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎが含まれていてもよい。
Ｆｅの含有量が０．４５質量％を超えると、アルミニウム合金の延性が低下する。よって、本アルミニウム合金中にＦｅが含まれる場合、その含有量は、０．４５質量％以下とすることが適当である。
Ｆｅの含有量が０．４５質量％を超えると、アルミニウム合金の延性が低下する。よって、本アルミニウム合金中にＦｅが含まれる場合、その含有量は、０．４５質量％以下とすることが適当である。
【0020】
Ｎｉの含有量が０．２５質量％を超えると、鋳造時に巨大晶出物が晶出し、塑性加工性が低下する。よって、本アルミニウム合金中にＮｉが含まれる場合、その含有量は、０．４５質量％以下とすることが適当である。
【0021】
Ｚｒの含有量が０．１５質量％を超えると、鋳造時に巨大晶出物が晶出し、塑性加工性が低下する。よって、本アルミニウム合金中にＺｒが含まれる場合、その含有量は、０．１５量％以下とすることが適当である。
【0022】
Ｔｉの含有量が０．１０質量％を超えると、鋳造時に巨大晶出物が晶出し、塑性加工性が低下する。よって、本アルミニウム合金中にＴｉが含まれる場合、その含有量は、０．１０質量％以下とすることが適当である。
【0023】
Ｖの含有量が０．１０質量％を超えると、鋳造時に巨大晶出物が晶出し、塑性加工性が低下する。よって、本アルミニウム合金中にＶが含まれる場合、その含有量は、０．１０質量％以下とすることが適当である。
【0024】
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎの含有量がそれぞれ０．０５質量％を超えると、鋳造時に巨大晶出物が晶出し、塑性加工性が低下する。よって、本アルミニウム合金中にＰｂ、Ｂｉ、又はＳｎが含まれる場合、これらの含有量は、それぞれ０．０５質量％以下とすることが適当である。
【0025】
［塑性加工用アルミニウム合金の製造］
上記した本技術に係る塑性加工用アルミニウム合金は、２０００系アルミニウム合金の合金屑と、４０００系アルミニウム合金の合金屑と、５０００系アルミニウム合金の合金屑と、６０００系アルミニウム合金の合金屑と、７０００系アルミニウム合金の合金屑のうちの少なくとも２種類を含むブリケットを用意するブリケット作製工程と、複数の前記ブリケットを組み合わせて溶融し、鋳造することにより、上記化学組成を有する塑性加工用アルミニウム合金の鋳塊を形成する鋳塊形成工程と、を含む方法によって製造できる。
図１は、本アルミニウム合金の製造方法の一例を示したフロー図である。以下、図１に示す各ステップについて、順に説明する。
上記した本技術に係る塑性加工用アルミニウム合金は、２０００系アルミニウム合金の合金屑と、４０００系アルミニウム合金の合金屑と、５０００系アルミニウム合金の合金屑と、６０００系アルミニウム合金の合金屑と、７０００系アルミニウム合金の合金屑のうちの少なくとも２種類を含むブリケットを用意するブリケット作製工程と、複数の前記ブリケットを組み合わせて溶融し、鋳造することにより、上記化学組成を有する塑性加工用アルミニウム合金の鋳塊を形成する鋳塊形成工程と、を含む方法によって製造できる。
図１は、本アルミニウム合金の製造方法の一例を示したフロー図である。以下、図１に示す各ステップについて、順に説明する。
【0026】
本製造方法では、多様な化学組成を有するアルミニウム合金の合金屑を、原料として使用できる。合金屑には、例えばアルミニウム合金製品の製造工程で生じる切粉や平研粉、スクラップや端材等が含まれる。本製造方法は、特に、アルミニウム合金展伸材の製造工程で不可避的に発生する切粉のように、異なる化学組成の金属屑が混合された合金屑の再利用に適している。
【0027】
（ブリケット作製工程）
まず、収集した合金屑をブリケットマシンで常温にて圧縮成形し、アルミニウム合金のブリケットを作製する（ステップＳ１）。なお、このブリケットの段階では、アルミニウム合金の化学組成が全体として均質でなく、また原料に含まれていた合金屑の種類と割合が不明であることによって、全体としての化学組成が不明であっても構わない。
このように合金屑をブリケット化することにより、切粉等と比べて比表面積が小さくなるため、合金と酸素との接触が減って酸化が抑制される。また、合金屑に含まれる油分や水分、特に切粉に付着した切削油が圧力によって強制的に分離除去されることで、溶製時における合金の酸化が抑制される。更に、嵩密度が大きくなって、後記するステップＳ３で行う溶製の際に溶湯（溶融アルミ）に沈降し易くなることでも、合金の酸化が抑制される。このように、ブリケット化によって合金の酸化が抑制される結果、高い溶解歩留りを実現できる。
まず、収集した合金屑をブリケットマシンで常温にて圧縮成形し、アルミニウム合金のブリケットを作製する（ステップＳ１）。なお、このブリケットの段階では、アルミニウム合金の化学組成が全体として均質でなく、また原料に含まれていた合金屑の種類と割合が不明であることによって、全体としての化学組成が不明であっても構わない。
このように合金屑をブリケット化することにより、切粉等と比べて比表面積が小さくなるため、合金と酸素との接触が減って酸化が抑制される。また、合金屑に含まれる油分や水分、特に切粉に付着した切削油が圧力によって強制的に分離除去されることで、溶製時における合金の酸化が抑制される。更に、嵩密度が大きくなって、後記するステップＳ３で行う溶製の際に溶湯（溶融アルミ）に沈降し易くなることでも、合金の酸化が抑制される。このように、ブリケット化によって合金の酸化が抑制される結果、高い溶解歩留りを実現できる。
【0028】
（二次合金インゴット作製工程）
次に、周知の方法で、例えば溶解炉にて７００℃～８００℃に加熱することにより、アルミニウム合金のブリケットを溶解させる。この際、適宜撹拌等を行うことにより、アルミニウム合金の化学組成が全体として均一となるように鋳造して、二次合金インゴットを作製する（ステップＳ２）。そして、得られた二次合金インゴットについて、周知の方法により組成分析を行い（ステップＳ３）、各二次合金インゴットの化学組成を確定する。
次に、周知の方法で、例えば溶解炉にて７００℃～８００℃に加熱することにより、アルミニウム合金のブリケットを溶解させる。この際、適宜撹拌等を行うことにより、アルミニウム合金の化学組成が全体として均一となるように鋳造して、二次合金インゴットを作製する（ステップＳ２）。そして、得られた二次合金インゴットについて、周知の方法により組成分析を行い（ステップＳ３）、各二次合金インゴットの化学組成を確定する。
【0029】
（鋳塊形成工程）
次に、上記した本アルミニウム合金の化学組成となるように、化学組成が既知となった一つまたは複数の二次合金インゴットを配合し（ステップＳ４）、周知の方法で溶製することによって、鋳塊を形成する（ステップＳ５）。鋳塊は、例えば半連続鋳造を行うことにより、ビレットやスラブ等の鋳塊として形成できる。ステップＳ２，Ｓ３における鋳造方法は、目的の形状に形成可能な方法であればよく、特に限定されない。また、本アルミニウム合金の化学組成となる塑性加工品を形成可能であればよく、一度の鋳造によりブリケットから鋳塊を形成してもよい。さらに、合金屑の合金組成が既知である場合等には、ブリケットを形成する工程や、二次合金インゴットを形成する工程を省略してもよい。
次に、上記した本アルミニウム合金の化学組成となるように、化学組成が既知となった一つまたは複数の二次合金インゴットを配合し（ステップＳ４）、周知の方法で溶製することによって、鋳塊を形成する（ステップＳ５）。鋳塊は、例えば半連続鋳造を行うことにより、ビレットやスラブ等の鋳塊として形成できる。ステップＳ２，Ｓ３における鋳造方法は、目的の形状に形成可能な方法であればよく、特に限定されない。また、本アルミニウム合金の化学組成となる塑性加工品を形成可能であればよく、一度の鋳造によりブリケットから鋳塊を形成してもよい。さらに、合金屑の合金組成が既知である場合等には、ブリケットを形成する工程や、二次合金インゴットを形成する工程を省略してもよい。
【0030】
［塑性加工品の製造］
本技術に係る塑性加工品は、上記した本アルミニウム合金に、均質化処理を行った後、断面減少率が２０％～９０％となる塑性加工を行うことにより、製造できる。
図２は、本技術に係る塑性加工品（以下、本塑性加工品と称することがある）の製造方法の一例を示したフロー図である。以下、図２に示す各ステップについて、順に説明する。なお、図２に示すフローはあくまで本塑性加工品の製造方法の一例であって、以下にも記載する通り、一部のステップを省略したり、一部のステップの順序を変えて実施したりしても構わない。
本技術に係る塑性加工品は、上記した本アルミニウム合金に、均質化処理を行った後、断面減少率が２０％～９０％となる塑性加工を行うことにより、製造できる。
図２は、本技術に係る塑性加工品（以下、本塑性加工品と称することがある）の製造方法の一例を示したフロー図である。以下、図２に示す各ステップについて、順に説明する。なお、図２に示すフローはあくまで本塑性加工品の製造方法の一例であって、以下にも記載する通り、一部のステップを省略したり、一部のステップの順序を変えて実施したりしても構わない。
【0031】
（均質化処理）
図２に示すフローでは、例えば図１のステップＳ５によって得られたビレットやスラブ等の鋳塊に、均質化処理を施す（ステップＳ１１）。均質化処理は、周知の方法、例えば４００℃以上５３０℃以下の温度で１時間～２０時間保持することにより、実施できる。
図２に示すフローでは、例えば図１のステップＳ５によって得られたビレットやスラブ等の鋳塊に、均質化処理を施す（ステップＳ１１）。均質化処理は、周知の方法、例えば４００℃以上５３０℃以下の温度で１時間～２０時間保持することにより、実施できる。
【0032】
（塑性加工）
次に、熱間で、或いは、熱間と冷間とを組み合わせて、塑性加工を行う（ステップＳ１２）。塑性加工の具体的な手段としては、鍛造加工、押出加工、圧延加工等が挙げられる。塑性加工前の鋳塊の長手方向に圧縮を行う鍛造加工や、塑性加工前の鋳塊の長手方向に押し出す押出加工が好ましい。塑性加工は、これらの複数の加工手段を組み合わせて行ってもよいし、いずれかを複数回実施してもよい。また、熱間での塑性加工のみを行ってもよいし、熱間と冷間での塑性加工を組み合わせて行ってもよい。例えば、熱間で１回もしくは複数回の塑性加工を行った後に、冷間で仕上げの塑性加工を行うことが考えられる。
次に、熱間で、或いは、熱間と冷間とを組み合わせて、塑性加工を行う（ステップＳ１２）。塑性加工の具体的な手段としては、鍛造加工、押出加工、圧延加工等が挙げられる。塑性加工前の鋳塊の長手方向に圧縮を行う鍛造加工や、塑性加工前の鋳塊の長手方向に押し出す押出加工が好ましい。塑性加工は、これらの複数の加工手段を組み合わせて行ってもよいし、いずれかを複数回実施してもよい。また、熱間での塑性加工のみを行ってもよいし、熱間と冷間での塑性加工を組み合わせて行ってもよい。例えば、熱間で１回もしくは複数回の塑性加工を行った後に、冷間で仕上げの塑性加工を行うことが考えられる。
【0033】
塑性加工における加工率は断面減少率が２０％～９０％となるように設定するのがよい。この加工率を上記の規定範囲内に設定することにより、十分な常温強度を確実に得ることができる。換言すると、加工率が上記の規定範囲を逸脱する場合には、十分な常温強度、剛性を得ることができない恐れがある。
【0034】
本明細書に記載する断面減少率は、以下の式（１）によって求められる。
断面減少率（％）＝（（Ａ１－Ａ２）／Ａ１）×１００ （１）
上記式（１）中、Ａ１は、塑性加工に供される本アルミニウム合金の鋳塊の断面のうち面積が最大の面の面積であり、Ａ２は、塑性加工を実施した結果として得られる本塑性加工品の中心軸に垂直な面の断面積である。
断面減少率（％）＝（（Ａ１－Ａ２）／Ａ１）×１００ （１）
上記式（１）中、Ａ１は、塑性加工に供される本アルミニウム合金の鋳塊の断面のうち面積が最大の面の面積であり、Ａ２は、塑性加工を実施した結果として得られる本塑性加工品の中心軸に垂直な面の断面積である。
【0035】
例えば、図３に示すように、円柱形の鋳塊１に、熱間で鋳塊１の中心軸方向Ｄ１に圧縮し直径方向に広げる鍛造加工を行って、円柱形の鍛造丸棒２を得る場合、中心軸を含む平面で鋳塊１を切断したときの矩形の断面のうち断面積が最大であるものが、断面積Ａ１である。また、鍛造丸棒２の中心軸方向Ｄ２に垂直な円形の断面の面積が、断面積Ａ２である。
本塑性加工品が、複数の塑性加工を経て製造される場合、最初の塑性加工前の鋳塊の断面積を、上記の式（１）におけるＡ１とし、最後の塑性加工後の本塑性加工品の断面積をＡ２とする。
本塑性加工品が、複数の塑性加工を経て製造される場合、最初の塑性加工前の鋳塊の断面積を、上記の式（１）におけるＡ１とし、最後の塑性加工後の本塑性加工品の断面積をＡ２とする。
【0036】
（熱処理）
次に、塑性加工後の本アルミニウム合金に熱処理を施す（ステップＳ１３～Ｓ１５）。塑性加工後の本アルミニウム合金に対して熱処理を施すことにより、より確実に強度および剛性を得ることができる。熱処理は、具体的には、溶体化処理、焼入れ処理、時効処理であり、この順に実施される。
次に、塑性加工後の本アルミニウム合金に熱処理を施す（ステップＳ１３～Ｓ１５）。塑性加工後の本アルミニウム合金に対して熱処理を施すことにより、より確実に強度および剛性を得ることができる。熱処理は、具体的には、溶体化処理、焼入れ処理、時効処理であり、この順に実施される。
【0037】
溶体化処理（ステップＳ１３）は、加熱温度を４７０℃～５７０℃とし、処理時間を１時間～１２時間とするのがよい。焼入れ処理（ステップＳ１４）は、１５℃～９０℃の水で冷却するのがよい。時効処理（ステップＳ１５）は、加熱温度を１５０℃～２００℃とし、処理時間を１時間～３０時間とするのがよい。
【0038】
（切削加工）
次に、熱処理を施した本アルミニウム合金に対して切削加工を行う（ステップＳ１６）。各種用途に応じた形状に整えることで、構造部品や射出成型の金型等を得ることができる。なお、切削加工は、熱処理を施す前に実施してもよい。
次に、熱処理を施した本アルミニウム合金に対して切削加工を行う（ステップＳ１６）。各種用途に応じた形状に整えることで、構造部品や射出成型の金型等を得ることができる。なお、切削加工は、熱処理を施す前に実施してもよい。
【0039】
以上のようにして、本塑性加工品が製造できる。本明細書が開示する製造方法によれば、異なる合金組成のアルミニウム合金が混在した端材やスクラップ、切粉から、塑性加工用アルミニウム合金を製造でき、環境負荷の低減に寄与することができる。
【0040】
［本実施形態の効果］
以下に、本実施形態の作用効果を改めて記載する。
以下に、本実施形態の作用効果を改めて記載する。
【0041】
（塑性加工用アルミニウム合金）
本実施形態に係る塑性加工用アルミニウム合金は、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え ３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる、塑性加工用アルミニウム合金である。
本実施形態に係る塑性加工用アルミニウム合金は、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え ３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる、塑性加工用アルミニウム合金である。
【0042】
上記構成の本アルミニウム合金は、多様な合金屑を用いて製造可能であり、実用可能な機械特性を有する塑性加工品を提供可能なものである。
【0043】
（塑性加工用アルミニウム合金の製造方法）
本実施形態に係る塑性加工用アルミニウム合金の製造方法は、２０００系アルミニウム合金の合金屑と、４０００系アルミニウム合金の合金屑と、５０００系アルミニウム合金の合金屑と、６０００系アルミニウム合金の合金屑と、７０００系アルミニウム合金の合金屑のうちの少なくとも２種類を含むブリケットを用意するブリケット作製工程と、複数の前記ブリケットを組み合わせて溶融し、鋳造することにより、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる塑性加工用アルミニウム合金の鋳塊を形成する鋳塊形成工程と、を含む、塑性加工用アルミニウム合金の製造方法である。
本実施形態に係る塑性加工用アルミニウム合金の製造方法は、２０００系アルミニウム合金の合金屑と、４０００系アルミニウム合金の合金屑と、５０００系アルミニウム合金の合金屑と、６０００系アルミニウム合金の合金屑と、７０００系アルミニウム合金の合金屑のうちの少なくとも２種類を含むブリケットを用意するブリケット作製工程と、複数の前記ブリケットを組み合わせて溶融し、鋳造することにより、Ｚｎ：２．２０質量％以上３．２０質量％以下、Ｃｕ：２．００質量％を超え３．００質量％以下、Ｍｇ：１．００質量％以上２．５０質量％以下、Ｓｉ：０．２０質量％以上０．４５質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上０．３５質量％以下、Ｃｒ：０．０１質量％以上０．１５質量％以下、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｎｉ：０．２５質量％以下、Ｚｒ：０．１５質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｐｂ：０．０５質量％以下、Ｂｉ：０．０５質量％以下、Ｓｎ：０．０５質量％以下、を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる塑性加工用アルミニウム合金の鋳塊を形成する鋳塊形成工程と、を含む、塑性加工用アルミニウム合金の製造方法である。
【0044】
上記構成によれば、合金屑を付加価値の高い塑性加工用アルミニウム合金にリサイクル可能となるため、環境負荷軽減や経済性向上に資することができる。
【0045】
（塑性加工品の製造方法）
本実施形態に係る塑性加工品の製造方法は、上記の塑性加工用アルミニウム合金に、均質化処理を行った後、断面減少率が２０％～９０％となる塑性加工を行うことによりアルミニウム合金の塑性加工品を製造する、塑性加工品の製造方法である。
本実施形態に係る塑性加工品の製造方法は、上記の塑性加工用アルミニウム合金に、均質化処理を行った後、断面減少率が２０％～９０％となる塑性加工を行うことによりアルミニウム合金の塑性加工品を製造する、塑性加工品の製造方法である。
【0046】
上記構成によれば、多様な合金屑を用いて、優れた強度を有する塑性加工品を製造できる。
【0047】
本実施形態に係る塑性加工品の製造方法において、前記塑性加工の後に熱処理を施してもよい。このようにすれば、塑性加工品の強度を一層向上させることができる。
【0048】
本実施形態において、上記の熱処理は、４７０℃以上５７０℃以下の温度で１時間から１２時間加熱する溶体化処理と、前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、前記焼入れ処理の後に、１５０℃以上２００℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含む。
【0049】
或いは、上記の熱処理は、４６０℃以上５４０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、前記焼入れ処理の後に、１１０℃以上１９０℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含むものとしてもよい。
【0050】
或いは、上記の熱処理は、４９０℃以上５２０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、前記焼入れ処理の後に、１５５℃以上１９０℃の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含むものとしてもよい。
【0051】
或いは、上記の熱処理は、５０５℃以上５６０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、前記焼入れ処理の後に、１６０℃以上１９０℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含むものとしてもよい。
【0052】
或いは、上記の熱処理は、４５０℃以上４９０℃以下の温度で１時間から１５時間加熱する溶体化処理と、前記溶体化処理の後に、１５℃以上９０℃以下の水で冷却する焼入れ処理と、前記焼入れ処理の後に、１００℃以上１５０℃以下の温度で１時間から３０時間加熱する時効処理と、を含むものとしてもよい。
【0053】
また、上記の熱処理において、焼入れ処理と時効処理との間に、冷間加工を行ってもよい。
【0054】
また、上記の熱処理の前もしくは後に、切削加工を行ってもよい。これにより、各種用途に応じた形状の塑性加工品を得ることができる。
【0055】
本実施形態において、上記の塑性加工は、鍛造加工、押出加工、或いは、圧延加工としてもよい。
【実施例0056】
以下、実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【0057】
［実施例の調製］
図４の表に示す化学組成を有するアルミニウム合金を溶製して半連続鋳造し、鋳塊を作製した。得られた鋳塊に均質化処理を施し、熱間で鍛造による塑性加工を行って、直径２７０ｍｍの鍛造丸棒を調製した。この鍛造丸棒を、中心軸に垂直な面でスライスして厚さ１３５ｍｍ×直径２７０ｍｍの円柱を作製し、図４の表に示す条件で熱処理を行った。表に示すように、５００℃で８時間の溶体化処理後、温水６３℃で焼入れ処理し、続いて１７５℃で１０時間時効処理を行った塑性加工品を実施例１とし、５３０℃で８時間の溶体化処理後、室温で焼入れ処理し、続いて１７５℃で８時間の時効処理を行った塑性加工品を実施例２とした。
図４の表に示す化学組成を有するアルミニウム合金を溶製して半連続鋳造し、鋳塊を作製した。得られた鋳塊に均質化処理を施し、熱間で鍛造による塑性加工を行って、直径２７０ｍｍの鍛造丸棒を調製した。この鍛造丸棒を、中心軸に垂直な面でスライスして厚さ１３５ｍｍ×直径２７０ｍｍの円柱を作製し、図４の表に示す条件で熱処理を行った。表に示すように、５００℃で８時間の溶体化処理後、温水６３℃で焼入れ処理し、続いて１７５℃で１０時間時効処理を行った塑性加工品を実施例１とし、５３０℃で８時間の溶体化処理後、室温で焼入れ処理し、続いて１７５℃で８時間の時効処理を行った塑性加工品を実施例２とした。
【0058】
［試験材の作製］
得られた実施例１および実施例２の塑性加工品から、図５に示すように、後記する各試験に供試するための試験材をそれぞれ採取した。具体的には、鍛造丸棒２から切り出して上記の熱処理を施した円柱状の塑性加工品３から、評価試験に供試するための試験材を以下のように採取した。
得られた実施例１および実施例２の塑性加工品から、図５に示すように、後記する各試験に供試するための試験材をそれぞれ採取した。具体的には、鍛造丸棒２から切り出して上記の熱処理を施した円柱状の塑性加工品３から、評価試験に供試するための試験材を以下のように採取した。
【0059】
（画像評価用試験材）
図５に示すように、２０ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍの正方形板状の画像評価用の試験材を、各実施例に係る塑性加工品３から採取した。中心軸近傍から切り出したものが試験片ＩＡ、外周近傍から切り出したものが試験片ＩＣ、試験片ＩＡと試験片ＩＣの中間部分から切り出したものが試験片ＩＢであり、評価対象とする板面は、塑性加工品３内部の断面となっている。以下、実施例１の塑性加工品から作製した各試験片を試験材１－ＩＡ，１－ＩＢ，１－ＩＣとし、実施例２の塑性加工品から作製した各試験片を、試験材２－ＩＡ，２－ＩＢ，２－ＩＣとする。
図５に示すように、２０ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍの正方形板状の画像評価用の試験材を、各実施例に係る塑性加工品３から採取した。中心軸近傍から切り出したものが試験片ＩＡ、外周近傍から切り出したものが試験片ＩＣ、試験片ＩＡと試験片ＩＣの中間部分から切り出したものが試験片ＩＢであり、評価対象とする板面は、塑性加工品３内部の断面となっている。以下、実施例１の塑性加工品から作製した各試験片を試験材１－ＩＡ，１－ＩＢ，１－ＩＣとし、実施例２の塑性加工品から作製した各試験片を、試験材２－ＩＡ，２－ＩＢ，２－ＩＣとする。
【0060】
（引張試験用試験材）
図５に示すように、ＪＩＳ Ｚ２２０１に準拠して、正方形断面角棒状の引張試験用試験材を、各実施例に係る塑性加工品３から採取した。試験片の長手方向が塑性加工品３の中心軸に沿うように切り出した試験片が試験片Ｌ、試験片の長手方向が塑性加工品３の中心軸と直交するように切り出した試験片が試験片ＬＴである。試験片Ｌおよび試験片ＬＴは、それぞれ２つずつ採取した（ｎ＝２）。以下、実施例１に係る塑性加工品から作製した各試験片を、試験材１－Ｌ１，１－Ｌ２，１－ＬＴ１，１－ＬＴ２、実施例２に係る塑性加工品から作製した各試験片を、試験材２－Ｌ１，２－Ｌ２，２－ＬＴ１，２－ＬＴ２とする。
図５に示すように、ＪＩＳ Ｚ２２０１に準拠して、正方形断面角棒状の引張試験用試験材を、各実施例に係る塑性加工品３から採取した。試験片の長手方向が塑性加工品３の中心軸に沿うように切り出した試験片が試験片Ｌ、試験片の長手方向が塑性加工品３の中心軸と直交するように切り出した試験片が試験片ＬＴである。試験片Ｌおよび試験片ＬＴは、それぞれ２つずつ採取した（ｎ＝２）。以下、実施例１に係る塑性加工品から作製した各試験片を、試験材１－Ｌ１，１－Ｌ２，１－ＬＴ１，１－ＬＴ２、実施例２に係る塑性加工品から作製した各試験片を、試験材２－Ｌ１，２－Ｌ２，２－ＬＴ１，２－ＬＴ２とする。
【0061】
［評価方法および評価結果］
（画像評価）
画像評価用の各試験材について、板面の観察を行った。図６に、実施例１に係る試験材１－ＩＡ，１－ＩＢ，１－ＩＣの顕微鏡写真を、図７に、実施例２に係る試験材２－ＩＡ，２－ＩＢ，２－ＩＣの顕微鏡写真を示す。
倍率を１００倍、４００倍として観察を行ったが、いずれの試験材においても大きな割れや空孔等の顕著な欠陥は見当たらなかった。なお、塑性加工後熱処理前の鋳塊についても同様に試験片を切り出して断面観察を行ったが、大きな割れ等は認められず、鍛造中に加工対象物の表面に割れ等が観察されることもなかった。
（画像評価）
画像評価用の各試験材について、板面の観察を行った。図６に、実施例１に係る試験材１－ＩＡ，１－ＩＢ，１－ＩＣの顕微鏡写真を、図７に、実施例２に係る試験材２－ＩＡ，２－ＩＢ，２－ＩＣの顕微鏡写真を示す。
倍率を１００倍、４００倍として観察を行ったが、いずれの試験材においても大きな割れや空孔等の顕著な欠陥は見当たらなかった。なお、塑性加工後熱処理前の鋳塊についても同様に試験片を切り出して断面観察を行ったが、大きな割れ等は認められず、鍛造中に加工対象物の表面に割れ等が観察されることもなかった。
【0062】
（引張試験）
引張試験用の各試験材について、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に従って引張試験を実施した。結果を、図８の表に示す。なお、図８には、熱処理型のＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金である２０１４－Ｔ６材と、熱処理型のＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金である６０６１－Ｔ６材について、ＪＩＳ Ｈ ４１４０の規格値を併記した。
表から分かるように、実施例１および実施例２の塑性加工品はいずれも、６０６１－Ｔ６材相当の機械特性を示した。なお、２０１４－Ｔ６材には全体として若干及ばなかったものの、Ｌ方向の引張強さは２０１４－Ｔ６材にほぼ相当するレベルであった。また、総じて、実施例１よりも実施例２の方が高い引張強さおよび耐力を示した。
引張試験用の各試験材について、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に従って引張試験を実施した。結果を、図８の表に示す。なお、図８には、熱処理型のＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金である２０１４－Ｔ６材と、熱処理型のＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金である６０６１－Ｔ６材について、ＪＩＳ Ｈ ４１４０の規格値を併記した。
表から分かるように、実施例１および実施例２の塑性加工品はいずれも、６０６１－Ｔ６材相当の機械特性を示した。なお、２０１４－Ｔ６材には全体として若干及ばなかったものの、Ｌ方向の引張強さは２０１４－Ｔ６材にほぼ相当するレベルであった。また、総じて、実施例１よりも実施例２の方が高い引張強さおよび耐力を示した。
【符号の説明】
【0063】
１…鋳塊、２…鍛造丸棒、３…塑性加工品
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】