高強(qiáng)度鋁合金及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋁合金，其用于至少在外觀特性和耐應(yīng)力腐蝕開裂性這兩 方面受到重視的部位中。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為在至少在強(qiáng)度特性及外觀特性受到重視的體育用具、輸送設(shè)備、機(jī)械部件及 其他用途上使用的材料，越來越多地采用鋁合金。由于在這些用途中要求耐久性，期望使用 屈服強(qiáng)度在350MPa以上的高強(qiáng)度鋁合金。作為在強(qiáng)度特性和外觀特性這兩方面受到重視的 用途上使用的鋁合金，例如提出了在專利文獻(xiàn)1中記載的鋁合金擠壓材料。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1日本特開2012-246555號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的問題
[0007] 專利文獻(xiàn)1所示的7000系鋁合金，若進(jìn)行時(shí)效處理的T6處理，則存在容易發(fā)生應(yīng)力 腐蝕開裂的問題。并且，作為其對策，若進(jìn)行過時(shí)效處理，則存在雖然能夠改善耐應(yīng)力腐蝕 開裂性，但是強(qiáng)度會變低的問題。
[0008] 這樣，例如在專利文獻(xiàn)1中記載的以往的7000系鋁合金，雖然具有高屈服強(qiáng)度，但 是不能說得到了針對應(yīng)力腐蝕開裂性的對策。因此，這些合金，并不適合于在腐蝕環(huán)境下經(jīng) 常負(fù)荷應(yīng)力的狀態(tài)下長時(shí)間使用的用途。
[0009] 本發(fā)明，是鑒于以上背景而進(jìn)行的研發(fā)，目的在于提供一種陽極氧化處理后的表 面品質(zhì)及耐應(yīng)力腐蝕開裂性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋁合金及其制造方法。
[0010] 解決問題的手段
[0011] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式在于提供一種高強(qiáng)度鋁合金，其特征在于，在施加陽極氧 化處理的高強(qiáng)度鋁合金中，具有以下化學(xué)成分：以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0%以上7.0%以下的 Zn、超過2.2%且在3.0%以下的]\%、0.01%以上0.10%以下的〇1、0.10%以下的21、0.02% 以下的Cr、0.30%以下的Fe、0.30%以下的5丨、0.02%以下的]?11、0.001%以上0.05%以下的 Ti，余量由A1及不可避免的雜質(zhì)組成，同時(shí)，Zn/Mg比為1.7以上3.1以下；
[0012] 其屈服強(qiáng)度為350MPa以上；
[0013]其金屬組織由再結(jié)晶組織構(gòu)成。
[0014] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式在于提供一種上述高強(qiáng)度鋁合金的制造方法，是制造上 述高強(qiáng)度鋁合金的方法，其特征在于，
[0015] 制造具有以下化學(xué)成分的鑄塊：以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0%以上7.0%以下的Zn、超過 2.2%且在3.0%以下的]\^、0.01%以上0.10%以下的〇1、0.10%以下的2匕0.02%以下的 0、0.30%以下的？6、0.30%以下的5丨、0.02%以下的]?11、0.001%以上0.05%以下的11，余 量由A1及不可避免的雜質(zhì)組成，同時(shí)，Zn/Mg比為1.7以上3.1以下；
[0016] 進(jìn)行將上述鑄塊以超過540°C且在580°C以下的溫度加熱1-24小時(shí)的均勻化處理； [0017]在將加工開始時(shí)的上述鑄塊的溫度設(shè)置為440°C_560°C的狀態(tài)下，對該鑄塊實(shí)施 熱加工，作為延展材料；
[0018] 在該延展材料的溫度為400°C以上的時(shí)候開始冷卻，之后，在該延展材料的溫度處 于400°C到150°C的范圍內(nèi)的時(shí)候進(jìn)行將平均冷卻速度控制在1°C/秒以上300°C/秒以下冷 卻的急冷處理；
[0019] 通過該急冷處理或之后的冷卻，將該延展材料的溫度冷卻至室溫；
[0020] 之后，對該延展材料進(jìn)行人工時(shí)效處理。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 上述高強(qiáng)度鋁合金具有上述特定的化學(xué)成分，其屈服強(qiáng)度在350MPa以上，且其金 屬組織由再結(jié)晶組織構(gòu)成。由此，上述高強(qiáng)度鋁合金，在具有高強(qiáng)度的同時(shí)，耐應(yīng)力腐蝕開 裂性優(yōu)異，并且陽極氧化處理后的表面品質(zhì)優(yōu)異，能夠適宜地使用在重視強(qiáng)度特性、外觀特 性及耐應(yīng)力腐蝕開裂性的部位上。
[0023] 即，通過具有上述特定的化學(xué)成分，上述高強(qiáng)度鋁合金能夠確保優(yōu)異的耐應(yīng)力腐 蝕開裂特性，由此，即使在腐蝕環(huán)境下使用也能夠發(fā)揮其優(yōu)異的耐久性。
[0024]另外，上述高強(qiáng)度鋁合金具有與上述以往的7000系鋁合金材料同等以上的屈服強(qiáng) 度，即，具有350MPa以上的屈服強(qiáng)度。因此，可以比較容易地滿足確保例如應(yīng)對為了輕量化 而進(jìn)行的薄壁化的強(qiáng)度特性等的強(qiáng)度要求。
[0025]另外，上述高強(qiáng)度鋁合金，由于具有上述特定的化學(xué)成分，同時(shí)其金屬組織由再結(jié) 晶組織構(gòu)成，因此在陽極氧化處理后，能夠抑制產(chǎn)生由纖維狀組織導(dǎo)致的條紋狀圖案等，得 到良好的表面品質(zhì)。
[0026]接著，在上述高強(qiáng)度錯(cuò)合金材料的制造方法中，根據(jù)上述特定的處理溫度、處理時(shí) 間及處理順序來制造上述高強(qiáng)度鋁合金。因此，能夠容易地得到上述優(yōu)異的高強(qiáng)度鋁合金。
【附圖說明】
[0027] 圖1是表示實(shí)施例1中的試樣4的金屬組織的附圖代用照片。
[0028] 圖2是表示實(shí)施例1中的試樣A19的金屬組織的附圖代用照片。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 上述高強(qiáng)度鋁合金，具有以下化學(xué)成分：以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0%以上7.0%以下的 Zn、超過2.2%且在3.0%以下的]\%、0.01%以上0.10%以下的〇1、0.10%以下的21、0.02% 以下的Cr、0.30%以下的Fe、0.30%以下的5丨、0.02%以下的]?11、0.001%以上0.05%以下的 Ti，余量由A1及不可避免的雜質(zhì)組成，同時(shí)，Zn/Mg比為1.7以上3.1以下。首先，對各元素的 含量范圍的限定理由進(jìn)行說明。
[0030] Ζη:5·0% 以上7.0% 以下
[0031] Ζη是在鋁合金中通過與Mg共存而使II'相析出的元素。通過在含有Mg的同時(shí)含有 Zn，能夠得到由析出強(qiáng)化導(dǎo)致的強(qiáng)度的提高。在Zn的含量在5.0%以下的情況下，由于τι'相 的析出量變少，因此提高強(qiáng)度的效果降低。因此，Ζη的含量以多于5.0%為宜，優(yōu)選為5.2% 以上。另一方面，若Zn的含量超過7.0%，則耐應(yīng)力腐蝕開裂性降低。因此，Zn的含量以7.0% 以下為宜，優(yōu)選為6.8%以下。
[0032] Mg:超過2.2%且在3.0%以下
[0033] Mg是在鋁合金中通過與Zn共存而使η'相析出的元素。通過在含有Zn的同時(shí)含有 Mg，能夠得到由析出強(qiáng)化導(dǎo)致的強(qiáng)度的提高。在Mg的含量在2.2%以下的情況下，由于τι'相 的析出量變少，因此提高強(qiáng)度的效果降低。另一方面，若Mg的含量超過3.0%，則熱加工性降 低，生產(chǎn)性降低，同時(shí)耐應(yīng)力腐蝕開裂性降低。
[0034] Zn/Mg比：1.7以上3.1以下
[0035] Zn和Mg的含量分別在上述的限定范圍內(nèi)，并且必須按照上述Zn量/Mg量比的值在 1.7-3.1的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。
[0036] 在Zn/Mg比不足1.7的情況下，強(qiáng)度容易降低，另一方面，在超過3.1的情況下，耐應(yīng) 力腐蝕開裂性降低。另外，Zn/Mg比是指Zn含量(質(zhì)量％)/Mg含量(質(zhì)量％)的值。
[0037] Cu:0.01% 以上0.10% 以下
[0038] Cu在使用再利用材料作為上述高強(qiáng)度鋁合金材料的原料時(shí)有混入的可能性。在Cu 的含量超過0.10%的情況下，會成為化學(xué)研磨后的光澤降低、因陽極氧化處理導(dǎo)致的色調(diào) 向黃色變化等表面品質(zhì)降低的原因，在Cu含量不足0.01%的情況下，耐應(yīng)力腐蝕開裂性降 低。這樣的耐應(yīng)力腐蝕開裂性及表面品質(zhì)的降低，可以通過將Cu的含量控制在0.01%以上 0.10%以下來避免。
[0039] Zr:0.10% 以下
[0040] 在Zr的含量超過0.10%的情況下，會抑制再結(jié)晶組織的生成，并且取而代之的，易 于生成纖維狀組織。若存在上述纖維狀組織，則在進(jìn)行陽極氧化處理后，容易在表面出現(xiàn)上 述纖維狀組織導(dǎo)致的條紋狀圖案，因此表面品質(zhì)恐會降低。因此，Zr的含量為0.10%以下。 [0041 ] Cr:0.02% 以下
[0042]在含有0.02%以上的Cr的情況下，陽極氧化處理后的表面恐會帶有黃色的色調(diào)。 這樣的色調(diào)變化等導(dǎo)致的表面品質(zhì)的降低，可以通過將Cr的含量限制在不足0.02%來抑