[发明专利]螺栓用铝合金线、螺栓及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺栓用铝合金线、螺栓及其制造方法。本发明尤其涉及一种在螺栓制造中具有优异的加工性能并且能够提供具有足够强度的螺栓的螺栓用铝合金线。

背景技术

已知A6056为一种用于铝合金螺栓的材料。此外，还已知专利文献1（日本专利特开No.2011-1602）中所述的铝合金线棒。专利文献1中所述的铝合金线棒具有这样的微晶,该微晶具有6000系组成的轧制织构且具有预定的平均晶粒直径。专利文献1还描述了这种铝合金线棒具有优异的螺栓可成形性，并且可通过进行适当的热处理和加工而得到预定的拉伸强度。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开No.2011-1602

发明内容

技术问题

然而，A6056的可成形性较差。因此，铸造或轧制过程中所产生的缺陷等会导致在加工成螺栓过程中形成裂缝，或者微小的裂缝会导致晶界腐蚀。而且，由A6056形成的螺栓即使经过人工时效硬化也不能提供足够的强度。

另一方面，专利文献1描述了能够改善A6056的可成形性并且能够为由其形成的螺栓提供强度的铝合金线棒。然而，需要研制能够确保可成形性并且在形成螺栓之后仍然能提供更高强度的铝合金线。特别期望研制出这样的螺栓用铝合金线，当在高温环境下使用该螺栓时，强度降低程度较小，并且仍保持高强度。

在上述情形下完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种螺栓用铝合金线,以及制造该铝合金线的方法，当该铝合金线被形成螺栓时具有足够的可成形性，并且为螺栓提供了高强度。本发明的另一个目的是提供一种由本发明的螺栓用铝合金线形成的螺栓，以及一种制造该螺栓的方法。

解决问题的手段

为进一步提高基于6000系铝合金的可成形性和强度，本发明的发明人进行了深入的研究并发现，当所包含的Si和Mg中的一部分为Mg₂Si的形式时，能够有效地调节Mg₂Si的含量和Mn与Cr的总含量之间的比值Mg₂Si/(Mn+Cr)以使其落入预定的范围，由此完成了本发明。

根据本发明的螺栓用铝合金线含有0.60质量%-1.5质量%的Si、0.02质量%-0.40质量%的Fe、0.50质量%-1.2质量%的Cu、0.50质量%-1.1质量%的Mn、0.70质量%-1.3质量%的Mg、0.01质量%-0.30质量%的Cr、0.005质量%-0.50质量%的Zn、0.01质量%-0.20质量%的Ti和0.05质量%-0.20质量%的Zr，余量为Al和附带的杂质。所包含的Si和Mg中的一部分为Mg₂Si的形式。Mg₂Si的含量和Mn与Cr的总含量之间的比值Mg₂Si/(Mn+Cr)为1.0至2.1。可将该组成称作第一组成。

取决于Si和Mg的含量，所得到的螺栓的强度有所不同。在铝合金中，通过固溶退火和时效处理，使Si和Mg至少部分地以Mg₂Si的形式析出，以提高螺栓的强度。当将具有上述组成的合金线形成螺栓时,其具有优异的可成形性，并在成形之后能够提供具有足够强度的螺栓。具体而言，通过对比值Mg₂Si/(Mn+Cr)进行限定，能够得到同时具有优异的耐热性的螺栓。需要注意的是，在铸造材料阶段，Mg₂Si/(Mn+Cr)的比值为1.0至2.1，并且在之后的通过对铸造材料进行轧制和拉丝而得到拉丝材料、以及由该拉丝材料形成螺栓的各阶段中，该比值仍基本保持在上述范围内。

需要提出的是，根据本发明的螺栓用铝合金线的一种形式含有：0.80质量%-1.4质量%的Si，0.05质量%-0.30质量%的Fe，0.50质量%-1.2质量%的Cu，0.50质量%-1.1质量%的Mn，0.80质量%-1.3质量%的Mg，0.05质量%-0.30质量%的Cr，0.05质量%-0.25质量%的Zn，0.01质量%-0.10质量%的Ti，和0.10质量%-0.20质量%的Zr。可将该组成称作第二组成。

通过借助上述元素的含量对第一组成进行限定，能够得到具有更优异的机械性能的螺栓。具体而言，能够得到拉伸强度大于或等于400MPa、0.2%试验应力大于或等于360MPa、并且伸长率大于或等于6%的螺栓。