[发明专利]铝合金成形品的制造方法、铝合金成形品以及生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有使用由铝合金制成的连铸棒作为坯材的锻造成形工序的铝合金成形品的制造方法、铝合金成形品以及其生产系统。 

背景技术

近年来，四轮车、两轮车等车辆(以下简单地称为“汽车”)，为了高性能化，为了应对环境问题，对于内燃机活塞，研讨了采用铝锻制的活塞。可使活塞等的内燃机的驱动部件轻量化，谋求使内燃机运行时的负荷降低、输出功率提高、燃料消耗降低。铝合金制的内燃机活塞，一直以来较多地采用铸造品，但铸造品难以抑制铸造时发生的内部缺陷，为了安全设计强度，必须设置余量的壁厚，轻量化较困难。 

因此，研讨了利用可抑制内部缺陷发生的铝合金锻造品来实现活塞的轻量化。 

以往的铝合金锻造用坯材的制造方法，包括：采用通常的金属熔液制造法制备铝合金熔液的工序；接着将该铝合金熔液采用连铸法、半连铸法(DC铸造法)、热顶铸造法等的所有连铸法之中的任一种方法进行铸造，来制造铝合金铸锭的工序；然后对该铸锭实施均质化热处理，进行铝合金晶体的均质化的工序。并且，对铝合金锻造用坯材(铸锭)实施锻造，进而实施JIS(日本工业标准)的T6热处理，由此制造出铝合金锻造成形品。 

另外，关于6000系合金，日本特开2002-294383号公报(专利文献1)公开了抑制均质化热处理的温度或将该热处理省略的6000系合金。 

可是，在专利文献1中，对高温时的机械特性没有进行研讨。 

另一方面，以能够制造在比以往的铝锻造高的温度下的机械强度优异 的铝合金成形品为目的的下述的日本特开2005-290545号公报(专利文献2)，公开了一种具有使用由铝合金制成的连铸棒作为坯材的锻造成形工序的铝合金成形品的制造方法，其中，铝合金含有10.5质量％～13.5质量％的Si、0.15质量％～0.65质量％的Fe、2.5质量％～5.5质量％的Cu以及0.3质量％～1.5质量％的Mg，该制造方法包括热处理和加热工序，所述热处理和加热工序包括对坯材的前热处理工序、对坯材的锻造加工时加热工序、对铝合金成形品的后热处理工序，前热处理工序包括在-10℃～480℃下保持2小时～6小时的处理。 

可是，近年来要求进一步的内燃机的效率提高和输出功率的提高，其结果，对于其中所使用的部件，要求在更高温度下的机械强度。 

因此，对于以更加轻量化为目标的铝合金锻造品而言，正寻求相比于以往的铝合金锻造品，使更高温度时的机械强度(例如，350℃下的疲劳强度)提高的铝合金成形品的制造方法。 

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供在比以往的铝合金锻造更高温度下的机械强度优异的铝合金成形品的制造方法、铝合金成形品以及生产系统。 

发明内容

(1)为了达到上述目的，本发明的第1发明，是一种铝合金成形品的制造方法，其具有使用由铝合金形成的连铸棒作为坯材的锻造成形工序，其特征在于，铝合金含有10.5质量％～13.5质量％的Si、2.5质量％～6质量％的Cu、0.3质量％～1.5质量％的Mg以及0.8质量％～4质量％的Ni，并且满足Ni(质量％)≥〔-0.68×Cu(质量％)+4.2(质量％)〕的关系式，该制造方法包括热处理和加热工序，所述热处理和加热工序包括对坯材的前热处理工序、对坯材的锻造加工前预加热工序、对铝合金成形品的后热处理工序，前热处理工序包括在-10℃～480℃下保持2小时～6小时的处理。 

(2)本发明的第2发明，其特征在于，在上述第1发明的铝合金成形 品的制造方法中，前热处理工序的热处理温度为200℃～370℃。 

(3)本发明的第3发明，其特征在于，在上述第1发明的铝合金成形品的制造方法中，前热处理工序的热处理温度为-10℃～200℃。 

(4)本发明的第4发明，其特征在于，在上述第1发明的铝合金成形品的制造方法中，前热处理工序的热处理温度为370℃～480℃。 

(5)本发明的第5发明，其特征在于，在上述第1发明～第4发明的铝合金成形品的制造方法中，后热处理工序是不实施固溶处理而在170℃～230℃下保持1小时～10小时。 

(6)本发明的第6发明，其特征在于，在上述第1发明～第5发明的铝合金成形品的制造方法中，铝合金含有0.15质量％～0.65质量％的Fe。 

(7)本发明的第7发明，其特征在于，在上述第1发明～第6发明的铝合金成形品的制造方法中，铝合金含有0.003质量％～0.02质量％的P。