[发明专利]切削性优异的铝合金挤压材及其制造方法

说明书

本发明提供一种不阻碍生产率，得到没有咬粘地表面平滑的Al‑Mg‑Si系铝合金挤压材。对于含有Si：2.0～6.0质量％、Mg：0.3～1.2质量％、Ti：0.01～0.2质量％，Fe含量限制在0.2质量％以下，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金坯料，进行以500～550℃保持4～15小时的均质化处理，以50℃/小时以上的平均冷却速度，强制冷却到250℃以下的温度，加热至450～500℃，以3～10m/min的压出速度进行热挤压，对于挤压材以50℃/秒以上的平均冷却速度强制冷却，进行时效处理。能够制造表面的十点平均粗糙度Rz为80μm以下的挤压材。

技术领域

本发明涉及适于在制造的过程中大量使用切削加工的机械零件等的高强度且切削性优异的Al-Mg-Si系铝合金挤压材及其制造方法。

背景技术

在专利文献1～4中，记述有切削用Al-Mg-Si系铝合金挤压材。这些切削用铝合金挤压材，为了提高切削性而添加1.5质量％以上的Si，使作为第二相硬质粒子的Si系晶化物(Si相)大量分布在基体中。

【先行技术文献】

专利文献

专利文献1：日本特开平9-249931号公报

专利文献2：日本特开平10-8175号公报

专利文献3：日本特开2002-47525号公报

专利文献4：日本特开2003-147468号公报

所述切削用Al-Mg-Si系铝合金，在凝固过程中使Si和Mg₂Si晶化，另外，使作为不可避免的杂质而包含的Fe和Al和Si所构成的针状的β-AlFeSi系化合物(β-AlFeSi相)晶化。图1中表示均质化处理前的坯料的显微镜组织照片。带状的Si相(灰色)连结成网状，在其内部点状分布有Mg₂Si相(黑色)，沿Si相形成有针状的β-AlFeSi相(白色)。若挤压该Al-Mg-Si系铝合金坯料，则挤压材发生咬粘(起皮)，有挤压材表面的平滑性受损这样的问题。

Al-Mg-Si系铝合金挤压材之所以发生咬粘，是基于以下这样的理由。

存在于挤压前的坯料的带状的Si相，由于挤压造成的材料的变形和材料与拉模孔定径带部的摩擦造成的加工放热，与Al相和Mg₂Si相发生共晶反应，由此发生局部熔融。由于挤压材通过拉模孔定径带部时受到的剪切力，导致熔融点为起点，挤压材表面的材料(被Si相包围的晶胞)脱落，咬粘发生。

另外，存在于挤压前的坯料中的针状的β-AlFeSi相，由于挤压的加工放热，与Mg₂Si相发生包晶反应，由此导致局部熔融发生。若该局部熔融连续地发生而相连，则由于挤压材通过拉模孔定径带部时受到的剪切力，挤压材表面的材料脱落，咬粘发生。

模的内周面虽进行了镜面加工，但若咬粘发生，则挤压材的表面粗糙，平滑性丧失。

基于Si相、Al相和Mg₂Si相的共晶反应的咬粘，能够通过对于挤压前的坯料以500～550℃进行4小时以上的均质化处理，使带状晶化的Si相断开(球状化)而减少。

另一方面，基于β-AlFeSi相与Mg₂Si相的包晶反应的咬粘，能够通过在500℃以上进行长时间(Si量和Fe量多时为50小时左右)的均质化处理，使β-AlFeSi相α化(球状化)，或使压出速度降低而使加工放热量降低而减少。但是，长时间的均质化处理阻碍生产率，在成本上也不利，压出速度的降低也阻碍生产率。

发明内容

本发明鉴于切削用Al-Mg-Si系铝合金挤压材的制造所伴随的上述的间题点而形成，其目的在于，不会伴随长时间的均质化处理和压出速度的降低，得到没有咬粘地表面平滑的Al-Mg-Si系铝合金挤压材。