合金製素材およびその製造方法
【課題】粒界、応力割れの発生を防止しつつ、高い寸法精度を有する合金製素材の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の合金製素材の製造方法は、引抜加工を行って、アルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含む。そしてロール矯正工程において、引抜材に付与される残留応力（リング試験による残留応力）をエージング工程前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整する。
【解決手段】本発明の合金製素材の製造方法は、引抜加工を行って、アルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含む。そしてロール矯正工程において、引抜材に付与される残留応力（リング試験による残留応力）をエージング工程前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば切削加工を施して光学機器部品、電機機器部品、自動車部品などに使用される合金製素材およびその製造方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、切削性に優れたアルミニウム合金製素材は一般的に、アルミニウム合金製材料に熱間押出加工を行って押出材を得、その押出材に対し、焼入加工、引抜加工、エージング加工、ロール矯正加工をこの順に行って製造されるものである。
【特許文献１】特開２００４−２７６０５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の合金製素材は、低融点合金が含まれているが、この低融点合金が粒界に析出すると、エージング工程などの製造時や、製造後の切削加工、研削加工、ドリリング加工などの製品加工時に、上記析出部を起点として、粒界、応力割れが発生するおそれがある。
【０００４】
一方、上記合金製素材において、残留応力を小さく、あるいは圧縮方向に大きく（マイナス方向に大きく）調整することによって、上記の粒界、応力割れを防止するという技術が従来より検討されている。
【０００５】
ところが合金製素材の残留応力をマイナス方向に大きくなるようにむやみに調整すると、残留応力の影響が大きくなり、切削加工後の真円度などの寸法精度が低下し、品質を低下させるおそれがあった。
【０００６】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、粒界、応力割れの発生を防止しつつ、高い寸法精度を有する合金製素材およびその製造方法など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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。
【０００８】
［１］ 引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
前記ロール矯正工程において、引抜材の残留応力（リング試験による残留応力）をエージング工程前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【０００９】
［２］ アルミニウム合金が快削性アルミニウムである前項１に記載の合金製素材の製造方法。
【００１０】
［３］ アルミニウム合金が引抜材にＰｂ成分を含まない快削性アルミニウムである前項１または２に記載の合金製素材の製造方法。
【００１１】
［４］ アルミニウム合金が引抜材にＰｂ成分を含む快削性アルミニウムである前項１または２に記載の合金製素材の製造方法。
【００１２】
［５］ 前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした前項１〜４のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【００１３】
［６］ 引抜材の残留応力をエージング工程後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした前項１〜５のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【００１４】
［７］ 前記引抜工程を行う前に、
アルミニウム合金材に熱間押出加工を行って押出材を得る押出工程と、
押出材に焼入加工を行う焼入工程と、を含む前項１〜６のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【００１５】
［８］ 引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
前記ロール矯正工程において、ロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【００１６】
［９］ 引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
引抜材の残留応力をエージング工程後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【００１７】
［１０］ 前項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されることを特徴とする合金製素材。
【００１８】
［１１］ 前項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された合金製素材を切削加工することによって得られることを特徴とする切削加工品。
【００１９】
［１２］ 前項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって合金製素材を得る工程と、
合金製素材を切削加工することによって切削加工品を得る工程と、を含むことを特徴とする切削加工品の製造方法。
【００２０】
［１３］ エージング加工が行われるアルミニウム合金製の引抜材であって、
エージング加工前に、ロール矯正加工を行って残留応力を付与するとともに、その残留応力をエージング加工前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整したことを特徴とするアルミニウム合金製の引抜材。
【００２１】
［１４］ 前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした前項１３に記載のアルミニウム合金製の引抜材。
【００２２】
［１５］ 残留応力をエージング加工後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした前項１３または１４に記載のアルミニウム合金製の引抜材。
【００２３】
［１６］ エージング加工を行う前に、アルミニウム合金製の引抜材にロール矯正加工を行うようにした引抜材のロール矯正方法であって、
前記ロール矯正加工によって残留応力を付与するとともに、その残留応力をエージング加工前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整したことを特徴とする引抜材のロール矯正方法。
【００２４】
［１７］ 前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした前項１６に記載の引抜材のロール矯正方法。
【００２５】
［１８］ 残留応力をエージング加工後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした前項１６または１７に記載の引抜材のロール矯正方法。
【発明の効果】
【００２６】
発明［１］の合金製素材の製造方法によれば、引抜材にマイナス方向の残留応力を付与するものであるため、圧縮応力が作用して、エージング加工時などの製造時や、切削加工時に、粒界、応力割れが発生するのを有効に防止することができる。
【００２７】
さらにマイナス方向の残留応力を所定の範囲に調整しているため、過度の圧縮応力が作用するのを防止でき、高い寸法精度を維持できて、品質を向上させることができる。
【００２８】
発明［２］の合金製素材の製造方法によれば、切削加工性に優れた合金製素材を製造することができる。
【００２９】
発明［３］の合金製素材の製造方法によれば、Ｐｂ成分の含有されない、いわゆるＰｂフリー製品を製造することができる。
【００３０】
発明［４］の合金製素材の製造方法によれば、Ｐｂ成分を含有する合金製素材を製造することができる。
【００３１】
発明［５］の合金製素材の製造方法によれば、引抜材における残留応力の調整を正確に行うことができる。
【００３２】
発明［６］の合金製素材の製造方法によれば、引抜材における残留応力の調整をより正確に行うことができる。
【００３３】
発明［７］の合金製素材の製造方法によれば、上記の効果をより確実に得ることができる。
【００３４】
発明［８］の合金製素材の製造方法によれば、ロールによる応力（圧下量）を特定値に設定しているため、上記と同様に同様の作用効果を得ることができる。
【００３５】
発明［９］の合金製素材の製造方法によれば、引抜材におけるエージング工程後の残留応力を特定値に調整しているため、上記と同様に同様の作用効果を得ることができる。
【００３６】
発明［１０］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有する合金製素材を提供することができる。
【００３７】
発明［１１］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有する切削加工品を提供することができる。
【００３８】
発明［１２］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有する切削加工品の製造方法を提供することができる。
【００３９】
発明［１３］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有するアルミニウム合金製の引抜材を提供することができる
発明［１４］［１５］によれば、上記の作用効果をより確実に得ることができる。
【００４０】
発明［１６］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有する引抜材のロール矯正方法を提供することができる。
【００４１】
発明［１７］［１８］によれば、上記の作用効果をより確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１に示すように、本発明の実施形態である合金製素材の製造方法は、熱間押出工程、焼入工程、引抜工程、ロール矯正工程、エージング工程が順次施されて、合金製素材が製造されるものである。
【００４３】
まず押出工程においては、合金材料を熱間押出加工して、押出材を得る。本実施形態において用いられる合金材料としては、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）などの低融点合金が添加されたアルミニウム合金が用いられる。
【００４４】
次に上記の押出材に対し焼入加工を行った後、その焼入加工された押出材に対し、引抜加工を行って引抜材を得る。
【００４５】
続いて、引抜加工によって得られた引抜材に対しロール矯正加工を行って、エージング加工（熱処理）を行うものである。
【００４６】
本実施形態においては、ロール矯正加工によって引抜材に特有の残留応力を付与する。
【００４７】
この残留応力は、後述するリング試験に準拠して、エージング工程前の状態で−５Ｎ／ｍｍ2 未満、−７５Ｎ／ｍｍ2 以上に調整する必要があり、好ましくは−５Ｎ／ｍｍ2 未満、−６５Ｎ／ｍｍ2 以上、より好ましくは−５Ｎ／ｍｍ2 未満、−５５Ｎ／ｍｍ2 以上、より一層好ましくは−５Ｎ／ｍｍ2 未満、−４５Ｎ／ｍｍ2 以上に調整するのが良い。
【００４８】
すなわち上記所定の範囲内に残留応力を調整した場合には、切削加工後の寸法精度（真円度）の低下を防止しつつ、粒界割れや応力割れの発生を有効に防止することができる。換言すると、残留応力が高過ぎて、マイナス方向の残留応力が小さ過ぎる場合には、十分な圧縮応力が得られず、粒界、応力割れが発生するおそれがあり、好ましくない。逆に残留応力が小さ過ぎて、マイナス方向の残留応力が大き過ぎる場合には、過度の圧縮応力が作用することにより、切削加工後の寸法精度の低下を来すおそれがあり、好ましくない。
【００４９】
なお残留応力の下限値を特に−４５Ｎ／ｍｍ2 以上に調整した場合には、後述するようにリング状に切削加工した際の真円度の低下が０．０２ｍｍ以下に抑制され、格段に優れた寸法安定性を得ることができ、品質をより一層向上させることができる。
【００５０】
本実施形態において、残留応力の測定方法としては、リング試験方法が用いられる。このリング試験は、図２（ａ）に示すように丸棒状のサンプル基材（１）を筒状に加工して、同図（ｂ）に示すように板厚１ｍｍの円筒状のサンプル基材（２）を得る。このとき加工熱により製品温度が１００℃を超えないように加工する。続けてこの筒状のサンプル基材（２）の外周面に、軸心方向に沿って線状の基準位置マーク（Ｍ）を付与する。その後この筒状サンプル基材（２）を輪切り状に切断して、軸方向長さ１０ｍｍの４つのサンプル（３）を得る。
【００５１】
次に図３に示すように、各サンプル（３）に対し、基準位置マーク（Ｍ）を基準にして、周方向に９０°毎の位置、つまり０°、９０°、１８０°、２７０°の位置にそれぞれ切込位置マーク（Ｍ１）を付与する。
【００５２】
次に図４に示すように、各サンプル（３）の外径（切込前外径Ｄ0 ）を測定する。更に図５に示すように、各サンプル（３）の周方向に等間隔で８箇所の位置でそれぞれ肉厚Ｔを測定し、その肉厚Ｔの平均値Ｔave を求める。
【００５３】
その後図６に示すように、切込位置マーク（Ｍ１）が付与された部分を、軸心方向に沿って１．０ｍｍ幅に切り込んでスリット状の切込溝（Ｓ）をそれぞれ形成する。
【００５４】
次に図７に示すように、各サンプル（３）の外径（切込後外径Ｄ1 ）を測定する。
【００５５】
こうして得られた上記各測定値を次式（１）に当てはめて、残留応力値を求める。
【００５６】
残留応力（Ｎ／ｍｍ2 ）＝（１／Ｄ0 −１／Ｄ1 ）×Ｔave ×縦弾性係数…（１）
一方、上記の残留応力は、例えばロール矯正工程における矯正条件などによって制御するものである。たとえば矯正ロールの応力（圧下荷重、圧下量）、ロール配置位置、ロール配置角度、ロール形状、ロール径、送り速度（ロール回転速度）の他、ロール矯正加工時に用いられる潤滑剤の種類などによって調整する方法を好適に採用することができる。中でも特に、矯正ロールの応力を調整することによって、残留応力を所望の値に的確に調整することができるので、ロールによる応力を制御することによって、残留応力を調整するのが好ましい。
【００５７】
本実施形態においては、ロール矯正加工におけるロールによる応力（圧下量）を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 、より好ましくは３５〜１３５Ｎ／ｍｍ2 に設定するのが良い。すなわち圧下量が少な過ぎる場合には、引抜材に対しマイナス方向に十分な残留応力を付与することができず、粒界、応力割れが発生するおそれがあり、好ましくない。逆に圧下量が多過ぎる場合には、マイナス方向の残留応力が大きくなり過ぎて、過度の圧縮応力が作用することにより、寸法精度の低下（真円度の低下）を来すおそれがあり、好ましくない。
【００５８】
本実施形態においては、ロール矯正加工を施した引抜材に対し、エージング加工（熱処理加工）を施して合金製素材を製造するものである。
【００５９】
本実施形態において、エージング加工後の状態におけるリング試験による残留応力は、−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 、−３１〜−１Ｎ／ｍｍ2 、より好ましくは−２０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するのが良い。
【００６０】
すなわち残留応力が高過ぎて、マイナス方向の残留応力が小さ過ぎる場合には、十分な圧縮応力が得られず、粒界、応力割れが発生するおそれがあり、好ましくない。逆に残留応力が小さ過ぎて、マイナス方向の残留応力が大き過ぎる場合には、過度の圧縮応力が作用することにより、寸法精度が低下するおそれがあり、好ましくない。
【００６１】
本実施形態においてエージング加工を施した後、合金製素材を切断して所定の長さの合金製素材製品を得るものである。
【００６２】
こうして得られた合金製素材製品は、切削加工、研削加工、ドリリング加工などの加工が行われて、光学機器部品、電機機器部品、自動車部品などに用いられるものである。
【００６３】
本実施形態の合金製素材の製造方法においては、エージング前の引抜材をマイナス方向に残留応力を付与するものであるため、適度な圧縮応力が作用することにより、エージング加工時などの製造時や、製造後の切削加工時に、粒界、応力割れが発生するのを有効に防止でき、高品質の合金製素材製品を得ることができる。
【００６４】
さらにマイナス方向の残留応力を適度に抑制することにより、過度の圧縮応力が作用するのを防止でき、寸法精度（円形の場合には真円度）の向上を図ることができ、より高い品質の合金製素材製品を得ることができる。
【００６５】
また本実施形態においては、ロール矯正加工におけるロールによる応力（圧下量）を調整することによって、引抜材の残留応力をコントロールするようにしているため、残留応力の調整を簡単かつ的確に行うことができる。
【００６６】
さらに本実施形態において、エージング後の状態で特有の残留応力に調整する場合には、上記した粒界、応力割れ防止効果や、寸法精度の向上効果を、より確実に得ることができる。
【００６７】
なお上記実施形態においては、「熱間押出工程」→「焼入工程」→「引抜工程」→「ロール矯正工程」→「エージング工程」の製造手順を採用しているが、それだけに限られず、本発明においては、引抜工程を２パスで行うようにしたもの、たとえば「熱間押出工程」→「引抜工程（１パス）」→「焼入工程」→「引抜工程（２パス）」→「ロール矯正工程」→「エージング工程」の製造手順を採用することもできる。要は引抜工程後に、ロール矯正工程およびエージング工程を行う製造手順であればどのような手順のものでも採用することができる。
【実施例】
【００６８】
【表１】
【００６９】
＜実施例１＞
表１の試料No.1に示すように、Ｓｉが０．１３質量％、Ｆｅが０．１７質量％、Ｃｕが５．２０質量％、Ｚｎが０．２８質量％、Ｔｉが０．０２質量％、Ｂｉが０．４３質量％、Ｓｎが０．４３質量％、残部がＡｌからなるＰｂフリーＡｌ合金を準備した。
【００７０】
この合金材料を用いて、熱間押出加工、焼入加工、引抜加工を行うことにより、引抜材を得た。続いてその引抜材に対しロール矯正加工を施して、上記リング試験方法に準拠した残留応力が、−８０〜−５Ｎ／ｍｍ2 の範囲で５Ｎ／ｍｍ2 ずつ変化するように調整した直径φ１７ｍｍの引抜材サンプルを製作した。
【００７１】
なお残留応力の調整は、矯正ローラによる応力（圧下荷重）を変更することにより正確に行うことができる。すなわち図８のグラフに示すように、矯正ローラによる応力とエージング前の残留応力と間には、所定の相関関係が認められるため、矯正ローラによる応力を制御することにより、引抜材の残留応力を適宜調整することができる。
【００７２】
こうして得られた各引抜材サンプルに対し、エージング加工を施した後、各サンプルにおけるリング試験方法に準拠した残留応力（エージング後）を測定するとともに、切削加工を行った後の真円に対する変化率（真円度）を測定した。
【００７３】
その結果を以下の表２に示す。さらにエージング後の残留応力と真円度との関係を図９のグラフに示す。
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２および図９から理解できるように、エージング前の残留応力が−５Ｎ／ｍｍ2 以上のサンプルは、粒界割れの発生による不具合が有り、エージング前の残留応力が−５Ｎ／ｍｍ2 未満のもの（エージング後の残留応力が−１Ｎ／ｍｍ2 以下のもの）は、粒界割れの発生が認められなかった。
【００７６】
また残留応力が小さくなるに従って（残留応力がマイナス方向に大きくなるに従って）、真円度が次第に低下しているのが判る。特にエージング前の残留応力が−４５Ｎ／ｍｍ2 以上（エージング後の残留応力が−２０Ｎ／ｍｍ2 以上）のものでは、真円度が「０．０２０ｍｍ」と高い精度を確保することができ、高品質の製品を確実に得ることができる。
【００７７】
＜実施例２＞
上記表１の試料No.2に示すように、Ｓｉが０．１５質量％、Ｆｅが０．２６質量％、Ｃｕが５．５１質量％、Ｚｎが０．０３質量％、Ｔｉが０．０４質量％、Ｐｂが０．５７質量％、Ｂｉが０．５７質量％、残部がＡｌからなるＡｌ合金（Ａ２０１１相当合金）を準備した。
【００７８】
この合金材料を用いて、熱間押出加工、焼入加工、引抜加工を行うことにより、引抜材を得た。続いてその引抜材に対しロール矯正加工を施して、上記同様にリング試験方法に準拠した残留応力を変化させて、直径φ１０ｍｍの引抜材サンプルを製作した。
【００７９】
そして上記と同様に、エージング前後の残留応力と真円度との関係を求めたところ、上記と実質的に同様な結果が得られた。この結果のうちエージング後の残留応力と真円度との関係を上記図９に併せて示す。
【００８０】
＜実施例３＞
上記表１の試料No.3に示すように、Ｓｉが０．７６質量％、Ｆｅが０．３５質量％、Ｃｕが０．５３質量％、Ｍｎが０．０９質量％、Ｍｇが０．６２質量％、Ｃｒが０．２４質量％、Ｚｎが０．０５質量％、Ｔｉが０．０３質量％、Ｐｂが０．７５質量％、Ｂｉが０．０１質量％、Ｓｎが０．９８質量％、残部がＡｌからなるＡｌ合金（６０００系合金相当）を準備した。
【００８１】
この合金材料を用いて、熱間押出加工、焼入加工、引抜加工を行うことにより、引抜材を得た。続いてその引抜材に対しロール矯正加工を施して、上記同様にリング試験方法に準拠した残留応力を変化させて、直径φ２０ｍｍの引抜材サンプルを製作した。
【００８２】
そして上記と同様に、エージング前後の残留応力と真円度との関係を求めたところ、上記と実質的に同様な結果が得られた。この結果のうちエージング後の残留応力と真円度との関係を上記図９に併せて示す。
【００８３】
＜実施例４＞
上記表１の試料No.1に示すＰｂフリーＡｌ合金をを用いて、熱間押出加工、焼入加工、引抜加工を行うことにより、引抜材を得た。続いてその引抜材に対しロール矯正加工を施して、上記同様にリング試験方法に準拠した残留応力を変化させて、直径φ３０ｍｍの引抜材サンプルを製作した。
【００８４】
そして上記と同様に、エージング前後の残留応力と真円度との関係を求めたところ、上記と実質的に同様な結果が得られた。この結果のうちエージング後の残留応力と真円度との関係を上記図９に併せて示す。
【００８５】
実施例２〜４においても、エージング前の残留応力が、−５Ｎ／ｍｍ2 以上のものは、粒界割れの発生による不具合が有り、エージング前の残留応力が−５Ｎ／ｍｍ2 未満のもの（エージング後の残留応力が−１Ｎ／ｍｍ2 以下のもの）は、粒界割れの発生が認められなかった。
【００８６】
また図９から明らかなように、残留応力が小さくなるに従って（残留応力がマイナス方向に大きくなるに従って）、真円度が次第に低下しているのが判る。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
この発明の合金製素材およびその製造方法は、例えば光学機器部品、電機機器部品、自動車部品などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の実施形態でる合金製素材の製造手順を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施形態に用いられたリング試験方法を説明するための図であって、同図（ａ）はロール矯正された引抜材を示す斜視図、同図（ｂ）は引抜材を切断した状態で示す斜視図である。
【図３】実施形態のリング試験方法において切込位置マークが付与されたサンプルを示す斜視図である。
【図４】実施形態のリング試験方法においてサンプルの切込前の外径を説明するための平面図である。
【図５】実施形態のリング試験方法においてサンプルの切込前の肉厚を説明するための平面図である。
【図６】実施形態のリング試験方法において切込後のサンプルを示す斜視図である。
【図７】実施形態のリング試験方法においてサンプルの切込後の外径を説明するための平面図である。
【図８】この発明に関連した実施例における矯正ローラの圧下応力とエージング前の残留応力との関係を示すグラフである。
【図９】この発明に関連した実施例におけるエージング後の残留応力と真円度との関係を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば切削加工を施して光学機器部品、電機機器部品、自動車部品などに使用される合金製素材およびその製造方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、切削性に優れたアルミニウム合金製素材は一般的に、アルミニウム合金製材料に熱間押出加工を行って押出材を得、その押出材に対し、焼入加工、引抜加工、エージング加工、ロール矯正加工をこの順に行って製造されるものである。
【特許文献１】特開２００４−２７６０５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の合金製素材は、低融点合金が含まれているが、この低融点合金が粒界に析出すると、エージング工程などの製造時や、製造後の切削加工、研削加工、ドリリング加工などの製品加工時に、上記析出部を起点として、粒界、応力割れが発生するおそれがある。
【０００４】
一方、上記合金製素材において、残留応力を小さく、あるいは圧縮方向に大きく（マイナス方向に大きく）調整することによって、上記の粒界、応力割れを防止するという技術が従来より検討されている。
【０００５】
ところが合金製素材の残留応力をマイナス方向に大きくなるようにむやみに調整すると、残留応力の影響が大きくなり、切削加工後の真円度などの寸法精度が低下し、品質を低下させるおそれがあった。
【０００６】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、粒界、応力割れの発生を防止しつつ、高い寸法精度を有する合金製素材およびその製造方法など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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。
【０００８】
［１］ 引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
前記ロール矯正工程において、引抜材の残留応力（リング試験による残留応力）をエージング工程前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【０００９】
［２］ アルミニウム合金が快削性アルミニウムである前項１に記載の合金製素材の製造方法。
【００１０】
［３］ アルミニウム合金が引抜材にＰｂ成分を含まない快削性アルミニウムである前項１または２に記載の合金製素材の製造方法。
【００１１】
［４］ アルミニウム合金が引抜材にＰｂ成分を含む快削性アルミニウムである前項１または２に記載の合金製素材の製造方法。
【００１２】
［５］ 前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした前項１〜４のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【００１３】
［６］ 引抜材の残留応力をエージング工程後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした前項１〜５のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【００１４】
［７］ 前記引抜工程を行う前に、
アルミニウム合金材に熱間押出加工を行って押出材を得る押出工程と、
押出材に焼入加工を行う焼入工程と、を含む前項１〜６のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【００１５】
［８］ 引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
前記ロール矯正工程において、ロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【００１６】
［９］ 引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
引抜材の残留応力をエージング工程後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【００１７】
［１０］ 前項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されることを特徴とする合金製素材。
【００１８】
［１１］ 前項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された合金製素材を切削加工することによって得られることを特徴とする切削加工品。
【００１９】
［１２］ 前項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって合金製素材を得る工程と、
合金製素材を切削加工することによって切削加工品を得る工程と、を含むことを特徴とする切削加工品の製造方法。
【００２０】
［１３］ エージング加工が行われるアルミニウム合金製の引抜材であって、
エージング加工前に、ロール矯正加工を行って残留応力を付与するとともに、その残留応力をエージング加工前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整したことを特徴とするアルミニウム合金製の引抜材。
【００２１】
［１４］ 前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした前項１３に記載のアルミニウム合金製の引抜材。
【００２２】
［１５］ 残留応力をエージング加工後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした前項１３または１４に記載のアルミニウム合金製の引抜材。
【００２３】
［１６］ エージング加工を行う前に、アルミニウム合金製の引抜材にロール矯正加工を行うようにした引抜材のロール矯正方法であって、
前記ロール矯正加工によって残留応力を付与するとともに、その残留応力をエージング加工前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整したことを特徴とする引抜材のロール矯正方法。
【００２４】
［１７］ 前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした前項１６に記載の引抜材のロール矯正方法。
【００２５】
［１８］ 残留応力をエージング加工後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした前項１６または１７に記載の引抜材のロール矯正方法。
【発明の効果】
【００２６】
発明［１］の合金製素材の製造方法によれば、引抜材にマイナス方向の残留応力を付与するものであるため、圧縮応力が作用して、エージング加工時などの製造時や、切削加工時に、粒界、応力割れが発生するのを有効に防止することができる。
【００２７】
さらにマイナス方向の残留応力を所定の範囲に調整しているため、過度の圧縮応力が作用するのを防止でき、高い寸法精度を維持できて、品質を向上させることができる。
【００２８】
発明［２］の合金製素材の製造方法によれば、切削加工性に優れた合金製素材を製造することができる。
【００２９】
発明［３］の合金製素材の製造方法によれば、Ｐｂ成分の含有されない、いわゆるＰｂフリー製品を製造することができる。
【００３０】
発明［４］の合金製素材の製造方法によれば、Ｐｂ成分を含有する合金製素材を製造することができる。
【００３１】
発明［５］の合金製素材の製造方法によれば、引抜材における残留応力の調整を正確に行うことができる。
【００３２】
発明［６］の合金製素材の製造方法によれば、引抜材における残留応力の調整をより正確に行うことができる。
【００３３】
発明［７］の合金製素材の製造方法によれば、上記の効果をより確実に得ることができる。
【００３４】
発明［８］の合金製素材の製造方法によれば、ロールによる応力（圧下量）を特定値に設定しているため、上記と同様に同様の作用効果を得ることができる。
【００３５】
発明［９］の合金製素材の製造方法によれば、引抜材におけるエージング工程後の残留応力を特定値に調整しているため、上記と同様に同様の作用効果を得ることができる。
【００３６】
発明［１０］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有する合金製素材を提供することができる。
【００３７】
発明［１１］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有する切削加工品を提供することができる。
【００３８】
発明［１２］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有する切削加工品の製造方法を提供することができる。
【００３９】
発明［１３］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有するアルミニウム合金製の引抜材を提供することができる
発明［１４］［１５］によれば、上記の作用効果をより確実に得ることができる。
【００４０】
発明［１６］によれば、上記と同様に同様の作用効果を有する引抜材のロール矯正方法を提供することができる。
【００４１】
発明［１７］［１８］によれば、上記の作用効果をより確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１に示すように、本発明の実施形態である合金製素材の製造方法は、熱間押出工程、焼入工程、引抜工程、ロール矯正工程、エージング工程が順次施されて、合金製素材が製造されるものである。
【００４３】
まず押出工程においては、合金材料を熱間押出加工して、押出材を得る。本実施形態において用いられる合金材料としては、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）などの低融点合金が添加されたアルミニウム合金が用いられる。
【００４４】
次に上記の押出材に対し焼入加工を行った後、その焼入加工された押出材に対し、引抜加工を行って引抜材を得る。
【００４５】
続いて、引抜加工によって得られた引抜材に対しロール矯正加工を行って、エージング加工（熱処理）を行うものである。
【００４６】
本実施形態においては、ロール矯正加工によって引抜材に特有の残留応力を付与する。
【００４７】
この残留応力は、後述するリング試験に準拠して、エージング工程前の状態で−５Ｎ／ｍｍ2 未満、−７５Ｎ／ｍｍ2 以上に調整する必要があり、好ましくは−５Ｎ／ｍｍ2 未満、−６５Ｎ／ｍｍ2 以上、より好ましくは−５Ｎ／ｍｍ2 未満、−５５Ｎ／ｍｍ2 以上、より一層好ましくは−５Ｎ／ｍｍ2 未満、−４５Ｎ／ｍｍ2 以上に調整するのが良い。
【００４８】
すなわち上記所定の範囲内に残留応力を調整した場合には、切削加工後の寸法精度（真円度）の低下を防止しつつ、粒界割れや応力割れの発生を有効に防止することができる。換言すると、残留応力が高過ぎて、マイナス方向の残留応力が小さ過ぎる場合には、十分な圧縮応力が得られず、粒界、応力割れが発生するおそれがあり、好ましくない。逆に残留応力が小さ過ぎて、マイナス方向の残留応力が大き過ぎる場合には、過度の圧縮応力が作用することにより、切削加工後の寸法精度の低下を来すおそれがあり、好ましくない。
【００４９】
なお残留応力の下限値を特に−４５Ｎ／ｍｍ2 以上に調整した場合には、後述するようにリング状に切削加工した際の真円度の低下が０．０２ｍｍ以下に抑制され、格段に優れた寸法安定性を得ることができ、品質をより一層向上させることができる。
【００５０】
本実施形態において、残留応力の測定方法としては、リング試験方法が用いられる。このリング試験は、図２（ａ）に示すように丸棒状のサンプル基材（１）を筒状に加工して、同図（ｂ）に示すように板厚１ｍｍの円筒状のサンプル基材（２）を得る。このとき加工熱により製品温度が１００℃を超えないように加工する。続けてこの筒状のサンプル基材（２）の外周面に、軸心方向に沿って線状の基準位置マーク（Ｍ）を付与する。その後この筒状サンプル基材（２）を輪切り状に切断して、軸方向長さ１０ｍｍの４つのサンプル（３）を得る。
【００５１】
次に図３に示すように、各サンプル（３）に対し、基準位置マーク（Ｍ）を基準にして、周方向に９０°毎の位置、つまり０°、９０°、１８０°、２７０°の位置にそれぞれ切込位置マーク（Ｍ１）を付与する。
【００５２】
次に図４に示すように、各サンプル（３）の外径（切込前外径Ｄ0 ）を測定する。更に図５に示すように、各サンプル（３）の周方向に等間隔で８箇所の位置でそれぞれ肉厚Ｔを測定し、その肉厚Ｔの平均値Ｔave を求める。
【００５３】
その後図６に示すように、切込位置マーク（Ｍ１）が付与された部分を、軸心方向に沿って１．０ｍｍ幅に切り込んでスリット状の切込溝（Ｓ）をそれぞれ形成する。
【００５４】
次に図７に示すように、各サンプル（３）の外径（切込後外径Ｄ1 ）を測定する。
【００５５】
こうして得られた上記各測定値を次式（１）に当てはめて、残留応力値を求める。
【００５６】
残留応力（Ｎ／ｍｍ2 ）＝（１／Ｄ0 −１／Ｄ1 ）×Ｔave ×縦弾性係数…（１）
一方、上記の残留応力は、例えばロール矯正工程における矯正条件などによって制御するものである。たとえば矯正ロールの応力（圧下荷重、圧下量）、ロール配置位置、ロール配置角度、ロール形状、ロール径、送り速度（ロール回転速度）の他、ロール矯正加工時に用いられる潤滑剤の種類などによって調整する方法を好適に採用することができる。中でも特に、矯正ロールの応力を調整することによって、残留応力を所望の値に的確に調整することができるので、ロールによる応力を制御することによって、残留応力を調整するのが好ましい。
【００５７】
本実施形態においては、ロール矯正加工におけるロールによる応力（圧下量）を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 、より好ましくは３５〜１３５Ｎ／ｍｍ2 に設定するのが良い。すなわち圧下量が少な過ぎる場合には、引抜材に対しマイナス方向に十分な残留応力を付与することができず、粒界、応力割れが発生するおそれがあり、好ましくない。逆に圧下量が多過ぎる場合には、マイナス方向の残留応力が大きくなり過ぎて、過度の圧縮応力が作用することにより、寸法精度の低下（真円度の低下）を来すおそれがあり、好ましくない。
【００５８】
本実施形態においては、ロール矯正加工を施した引抜材に対し、エージング加工（熱処理加工）を施して合金製素材を製造するものである。
【００５９】
本実施形態において、エージング加工後の状態におけるリング試験による残留応力は、−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 、−３１〜−１Ｎ／ｍｍ2 、より好ましくは−２０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するのが良い。
【００６０】
すなわち残留応力が高過ぎて、マイナス方向の残留応力が小さ過ぎる場合には、十分な圧縮応力が得られず、粒界、応力割れが発生するおそれがあり、好ましくない。逆に残留応力が小さ過ぎて、マイナス方向の残留応力が大き過ぎる場合には、過度の圧縮応力が作用することにより、寸法精度が低下するおそれがあり、好ましくない。
【００６１】
本実施形態においてエージング加工を施した後、合金製素材を切断して所定の長さの合金製素材製品を得るものである。
【００６２】
こうして得られた合金製素材製品は、切削加工、研削加工、ドリリング加工などの加工が行われて、光学機器部品、電機機器部品、自動車部品などに用いられるものである。
【００６３】
本実施形態の合金製素材の製造方法においては、エージング前の引抜材をマイナス方向に残留応力を付与するものであるため、適度な圧縮応力が作用することにより、エージング加工時などの製造時や、製造後の切削加工時に、粒界、応力割れが発生するのを有効に防止でき、高品質の合金製素材製品を得ることができる。
【００６４】
さらにマイナス方向の残留応力を適度に抑制することにより、過度の圧縮応力が作用するのを防止でき、寸法精度（円形の場合には真円度）の向上を図ることができ、より高い品質の合金製素材製品を得ることができる。
【００６５】
また本実施形態においては、ロール矯正加工におけるロールによる応力（圧下量）を調整することによって、引抜材の残留応力をコントロールするようにしているため、残留応力の調整を簡単かつ的確に行うことができる。
【００６６】
さらに本実施形態において、エージング後の状態で特有の残留応力に調整する場合には、上記した粒界、応力割れ防止効果や、寸法精度の向上効果を、より確実に得ることができる。
【００６７】
なお上記実施形態においては、「熱間押出工程」→「焼入工程」→「引抜工程」→「ロール矯正工程」→「エージング工程」の製造手順を採用しているが、それだけに限られず、本発明においては、引抜工程を２パスで行うようにしたもの、たとえば「熱間押出工程」→「引抜工程（１パス）」→「焼入工程」→「引抜工程（２パス）」→「ロール矯正工程」→「エージング工程」の製造手順を採用することもできる。要は引抜工程後に、ロール矯正工程およびエージング工程を行う製造手順であればどのような手順のものでも採用することができる。
【実施例】
【００６８】
【表１】
【００６９】
＜実施例１＞
表１の試料No.1に示すように、Ｓｉが０．１３質量％、Ｆｅが０．１７質量％、Ｃｕが５．２０質量％、Ｚｎが０．２８質量％、Ｔｉが０．０２質量％、Ｂｉが０．４３質量％、Ｓｎが０．４３質量％、残部がＡｌからなるＰｂフリーＡｌ合金を準備した。
【００７０】
この合金材料を用いて、熱間押出加工、焼入加工、引抜加工を行うことにより、引抜材を得た。続いてその引抜材に対しロール矯正加工を施して、上記リング試験方法に準拠した残留応力が、−８０〜−５Ｎ／ｍｍ2 の範囲で５Ｎ／ｍｍ2 ずつ変化するように調整した直径φ１７ｍｍの引抜材サンプルを製作した。
【００７１】
なお残留応力の調整は、矯正ローラによる応力（圧下荷重）を変更することにより正確に行うことができる。すなわち図８のグラフに示すように、矯正ローラによる応力とエージング前の残留応力と間には、所定の相関関係が認められるため、矯正ローラによる応力を制御することにより、引抜材の残留応力を適宜調整することができる。
【００７２】
こうして得られた各引抜材サンプルに対し、エージング加工を施した後、各サンプルにおけるリング試験方法に準拠した残留応力（エージング後）を測定するとともに、切削加工を行った後の真円に対する変化率（真円度）を測定した。
【００７３】
その結果を以下の表２に示す。さらにエージング後の残留応力と真円度との関係を図９のグラフに示す。
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２および図９から理解できるように、エージング前の残留応力が−５Ｎ／ｍｍ2 以上のサンプルは、粒界割れの発生による不具合が有り、エージング前の残留応力が−５Ｎ／ｍｍ2 未満のもの（エージング後の残留応力が−１Ｎ／ｍｍ2 以下のもの）は、粒界割れの発生が認められなかった。
【００７６】
また残留応力が小さくなるに従って（残留応力がマイナス方向に大きくなるに従って）、真円度が次第に低下しているのが判る。特にエージング前の残留応力が−４５Ｎ／ｍｍ2 以上（エージング後の残留応力が−２０Ｎ／ｍｍ2 以上）のものでは、真円度が「０．０２０ｍｍ」と高い精度を確保することができ、高品質の製品を確実に得ることができる。
【００７７】
＜実施例２＞
上記表１の試料No.2に示すように、Ｓｉが０．１５質量％、Ｆｅが０．２６質量％、Ｃｕが５．５１質量％、Ｚｎが０．０３質量％、Ｔｉが０．０４質量％、Ｐｂが０．５７質量％、Ｂｉが０．５７質量％、残部がＡｌからなるＡｌ合金（Ａ２０１１相当合金）を準備した。
【００７８】
この合金材料を用いて、熱間押出加工、焼入加工、引抜加工を行うことにより、引抜材を得た。続いてその引抜材に対しロール矯正加工を施して、上記同様にリング試験方法に準拠した残留応力を変化させて、直径φ１０ｍｍの引抜材サンプルを製作した。
【００７９】
そして上記と同様に、エージング前後の残留応力と真円度との関係を求めたところ、上記と実質的に同様な結果が得られた。この結果のうちエージング後の残留応力と真円度との関係を上記図９に併せて示す。
【００８０】
＜実施例３＞
上記表１の試料No.3に示すように、Ｓｉが０．７６質量％、Ｆｅが０．３５質量％、Ｃｕが０．５３質量％、Ｍｎが０．０９質量％、Ｍｇが０．６２質量％、Ｃｒが０．２４質量％、Ｚｎが０．０５質量％、Ｔｉが０．０３質量％、Ｐｂが０．７５質量％、Ｂｉが０．０１質量％、Ｓｎが０．９８質量％、残部がＡｌからなるＡｌ合金（６０００系合金相当）を準備した。
【００８１】
この合金材料を用いて、熱間押出加工、焼入加工、引抜加工を行うことにより、引抜材を得た。続いてその引抜材に対しロール矯正加工を施して、上記同様にリング試験方法に準拠した残留応力を変化させて、直径φ２０ｍｍの引抜材サンプルを製作した。
【００８２】
そして上記と同様に、エージング前後の残留応力と真円度との関係を求めたところ、上記と実質的に同様な結果が得られた。この結果のうちエージング後の残留応力と真円度との関係を上記図９に併せて示す。
【００８３】
＜実施例４＞
上記表１の試料No.1に示すＰｂフリーＡｌ合金をを用いて、熱間押出加工、焼入加工、引抜加工を行うことにより、引抜材を得た。続いてその引抜材に対しロール矯正加工を施して、上記同様にリング試験方法に準拠した残留応力を変化させて、直径φ３０ｍｍの引抜材サンプルを製作した。
【００８４】
そして上記と同様に、エージング前後の残留応力と真円度との関係を求めたところ、上記と実質的に同様な結果が得られた。この結果のうちエージング後の残留応力と真円度との関係を上記図９に併せて示す。
【００８５】
実施例２〜４においても、エージング前の残留応力が、−５Ｎ／ｍｍ2 以上のものは、粒界割れの発生による不具合が有り、エージング前の残留応力が−５Ｎ／ｍｍ2 未満のもの（エージング後の残留応力が−１Ｎ／ｍｍ2 以下のもの）は、粒界割れの発生が認められなかった。
【００８６】
また図９から明らかなように、残留応力が小さくなるに従って（残留応力がマイナス方向に大きくなるに従って）、真円度が次第に低下しているのが判る。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
この発明の合金製素材およびその製造方法は、例えば光学機器部品、電機機器部品、自動車部品などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の実施形態でる合金製素材の製造手順を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施形態に用いられたリング試験方法を説明するための図であって、同図（ａ）はロール矯正された引抜材を示す斜視図、同図（ｂ）は引抜材を切断した状態で示す斜視図である。
【図３】実施形態のリング試験方法において切込位置マークが付与されたサンプルを示す斜視図である。
【図４】実施形態のリング試験方法においてサンプルの切込前の外径を説明するための平面図である。
【図５】実施形態のリング試験方法においてサンプルの切込前の肉厚を説明するための平面図である。
【図６】実施形態のリング試験方法において切込後のサンプルを示す斜視図である。
【図７】実施形態のリング試験方法においてサンプルの切込後の外径を説明するための平面図である。
【図８】この発明に関連した実施例における矯正ローラの圧下応力とエージング前の残留応力との関係を示すグラフである。
【図９】この発明に関連した実施例におけるエージング後の残留応力と真円度との関係を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
前記ロール矯正工程において、引抜材の残留応力（リング試験による残留応力）をエージング工程前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【請求項２】
アルミニウム合金が快削性アルミニウムである請求項１に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項３】
アルミニウム合金が引抜材にＰｂ成分を含まない快削性アルミニウムである請求項１または２に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項４】
アルミニウム合金が引抜材にＰｂ成分を含む快削性アルミニウムである請求項１または２に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項５】
前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項６】
引抜材の残留応力をエージング工程後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項７】
前記引抜工程を行う前に、
アルミニウム合金材に熱間押出加工を行って押出材を得る押出工程と、
押出材に焼入加工を行う焼入工程と、を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項８】
引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
前記ロール矯正工程において、ロール圧下量を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【請求項９】
引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
引抜材の残留応力をエージング工程後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されることを特徴とする合金製素材。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された合金製素材を切削加工することによって得られることを特徴とする切削加工品。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって合金製素材を得る工程と、
合金製素材を切削加工することによって切削加工品を得る工程と、を含むことを特徴とする切削加工品の製造方法。
【請求項１３】
エージング加工が行われるアルミニウム合金製の引抜材であって、
エージング加工前に、ロール矯正加工を行って残留応力を付与するとともに、その残留応力をエージング加工前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整したことを特徴とするアルミニウム合金製の引抜材。
【請求項１４】
前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした請求項１３に記載のアルミニウム合金製の引抜材。
【請求項１５】
残留応力をエージング加工後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした請求項１３または１４に記載のアルミニウム合金製の引抜材。
【請求項１６】
エージング加工を行う前に、アルミニウム合金製の引抜材にロール矯正加工を行うようにした引抜材のロール矯正方法であって、
前記ロール矯正加工によって残留応力を付与するとともに、その残留応力をエージング加工前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整したことを特徴とする引抜材のロール矯正方法。
【請求項１７】
前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした請求項１６に記載の引抜材のロール矯正方法。
【請求項１８】
残留応力をエージング加工後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした請求項１６または１７に記載の引抜材のロール矯正方法。
【請求項１】
引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
前記ロール矯正工程において、引抜材の残留応力（リング試験による残留応力）をエージング工程前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【請求項２】
アルミニウム合金が快削性アルミニウムである請求項１に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項３】
アルミニウム合金が引抜材にＰｂ成分を含まない快削性アルミニウムである請求項１または２に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項４】
アルミニウム合金が引抜材にＰｂ成分を含む快削性アルミニウムである請求項１または２に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項５】
前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項６】
引抜材の残留応力をエージング工程後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項７】
前記引抜工程を行う前に、
アルミニウム合金材に熱間押出加工を行って押出材を得る押出工程と、
押出材に焼入加工を行う焼入工程と、を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の合金製素材の製造方法。
【請求項８】
引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
前記ロール矯正工程において、ロール圧下量を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【請求項９】
引抜加工を行ってアルミニウム合金製の引抜材を得る引抜工程と、
ロール矯正加工を行って引抜材に残留応力を付与するロール矯正工程と、
残留応力が付与された引抜材にエージング加工を行って合金製素材を得るエージング工程と、を含み、
引抜材の残留応力をエージング工程後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにしたことを特徴とする合金製素材の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されることを特徴とする合金製素材。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された合金製素材を切削加工することによって得られることを特徴とする切削加工品。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって合金製素材を得る工程と、
合金製素材を切削加工することによって切削加工品を得る工程と、を含むことを特徴とする切削加工品の製造方法。
【請求項１３】
エージング加工が行われるアルミニウム合金製の引抜材であって、
エージング加工前に、ロール矯正加工を行って残留応力を付与するとともに、その残留応力をエージング加工前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整したことを特徴とするアルミニウム合金製の引抜材。
【請求項１４】
前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした請求項１３に記載のアルミニウム合金製の引抜材。
【請求項１５】
残留応力をエージング加工後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした請求項１３または１４に記載のアルミニウム合金製の引抜材。
【請求項１６】
エージング加工を行う前に、アルミニウム合金製の引抜材にロール矯正加工を行うようにした引抜材のロール矯正方法であって、
前記ロール矯正加工によって残留応力を付与するとともに、その残留応力をエージング加工前の状態で−７５Ｎ／ｍｍ2 以上、−５Ｎ／ｍｍ2 未満に調整したことを特徴とする引抜材のロール矯正方法。
【請求項１７】
前記ロール矯正加工におけるロールによる応力を３５〜２２０Ｎ／ｍｍ2 に設定するようにした請求項１６に記載の引抜材のロール矯正方法。
【請求項１８】
残留応力をエージング加工後の状態で−５０〜−１Ｎ／ｍｍ2 に調整するようにした請求項１６または１７に記載の引抜材のロール矯正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１４９８６（Ｐ２００７−１４９８６Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９８９９７（Ｐ２００５−１９８９９７）
【出願日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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