産業機器部品およびその製造方法
【課題】軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を有する産業機器部品およびその製造方法を提供する。
【解決課題】本発明のリンク（産業機器部品）１Ａは、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した芯材１１と、この芯材１１の一部または全部を覆う、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した表層材１２と、でなることを特徴とする。本発明のリンク（自動車部品）１Ａの製造方法は、溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２と、加工工程Ｓ３と、均質化熱処理工程Ｓ４と、鍛造工程Ｓ５と、を少なくとも行う。
【解決課題】本発明のリンク（産業機器部品）１Ａは、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した芯材１１と、この芯材１１の一部または全部を覆う、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した表層材１２と、でなることを特徴とする。本発明のリンク（自動車部品）１Ａの製造方法は、溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２と、加工工程Ｓ３と、均質化熱処理工程Ｓ４と、鍛造工程Ｓ５と、を少なくとも行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の各種アーム、ナックル、各種リンクやバンパー、ドアビーム等の自動車部品や、真空ポンプ部品や輸送機器部品等の産業機器部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気ガス等による地球環境問題に対して、自動車の車体の軽量化による燃費の向上が追求されている。このため、特に、自動車の構造材または構造部品、特に、アッパーアーム、ロアーアーム等の各種アーム、ナックル、アッパーリンク、ロアーリンク等の各種リンクやバンパー、ドアビーム等には、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）等からなるアルミニウム合金鍛造品が使用されている。６０００系アルミニウム合金鍛造品は、高強度であると共に高靭性で、耐食性にも比較的優れている。また、６０００系アルミニウム合金自体も、合金元素が少なく、スクラップを再び６０００系アルミニウム合金溶解原料として再利用しやすい点で、リサイクル性にも優れている。
【０００３】
また、６０００系アルミニウム合金鍛造品は、６０００系アルミニウム合金鋳造材を均質化熱処理後、メカニカルプレス、油圧プレスなどの熱間鍛造（型鍛造）を行い、その後、溶体化処理および焼入処理と高温時効処理とのいわゆる調質処理が施されて製造される。
【０００４】
そして、アルミニウム合金鍛造品の強度、靭性を向上させるために、鍛造品のミクロ組織を改善することが種々行われている。
例えば、特許文献１では、分散粒子の平均粒径を０．１１μｍ以下と小さくし、平均粒径の分散粒子を、単位面積あたり１３個／μｍ2以上存在するように規制することでアルミニウム合金鍛造品の粒界腐食や応力腐食割れを抑え、かつ、高強度化および高靱性化することが提案されている。
【０００５】
また例えば、特許文献２では、粗大結晶粒の発生を抑制し、結晶粒を微細化させることに加え、組織中の亜結晶粒の割合を規制することで、応力腐食割れを抑え、かつ、高強度化および高靱性化することが提案されている。
【０００６】
さらに、特許文献３では、時効処理後のＡｌ合金鍛造品表面の導電率を４１．０〜４２．５ＩＡＣＳ％の範囲とすることによって、過剰Ｓｉ量やＣｕやＭｎなどの含有量を多くして高強度化させ、かつ薄肉化された強度部材用鍛造品であっても、３５０ＭＰａ以上のＡｌ合金鍛造品の強度(０．２％耐力)を保証することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７６１１８０号公報
【特許文献２】特許第３７２６０８７号公報
【特許文献３】特許第３７６６３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、近年、自動車の車体のより一層の軽量化のために、車体の構造材または構造部品、特に、自動車部品のより一層の薄肉化が求められている。そして、自動車部品を構成するアルミニウム鍛造品においても、薄肉化に対応した高強度化、高靭性化および高耐食性化が求められている。
自動車部品の、より一層の薄肉化のためには、材料強度の向上による部品厚の減少等が考えられる。しかしながら、６０００系アルミニウム合金により製造したアルミニウム鍛造品では、より一層の薄肉化を図りながら、強度、靭性および耐食性を向上させることに限界があった。
【０００９】
６０００系アルミニウム合金よりも高強度なものとして、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）がある。これを用いれば、自動車部品のより一層の薄肉化を図り、軽量化が可能となるが、７０００系アルミニウム合金は、耐食性が低く、応力腐食割れを起こしやすいという欠点があるため、従来、自動車部品への適用が困難とされていた。
【００１０】
また、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを構成する部品や、電車や航空機等の輸送機器を構成する部品は、その用途から高強度、高靭性および高耐食性が要求されるものであり、部品の耐用年数を長期化させるため、強度、靭性および耐食性をより一層向上させることが期待されている。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決すべく創案されたもので、その目的は、軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を有する産業機器部品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る産業機器部品は、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、前記芯材の一部または全部を覆う、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、でなることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、産業機器部品は、非常に高強度を有する７０００系合金により形成した芯材と、この芯材の表面を被覆する高靭性および高耐食性を有する６０００系合金により形成した表層材と、により形成されるため、産業機器部品を軽量化し、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を保証することができる。
つまり、産業機器部品は、非常に高強度を有する７０００系合金により形成した芯材を有するため、６０００系合金のみによって製造された従来の産業機器部品と同等の強度を得た場合でも、質量を小さくすることができ、その結果、軽量化することができる。また、産業機器部品は、芯材が、高靭性および高耐食性を有する６０００系合金により形成した表層材により被覆されており、その表面が、主に表層材により形成されることとなるため、これによって、産業機器部品の高靭性および高耐食性を保証することができる。
【００１４】
請求項２に係る産業機器部品は、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金が、７０５０合金であり、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金が、６０６１合金であることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、芯材にＪＩＳＨ４１４０に規定の７０５０合金を用い、表層材にＪＩＳＨ４１４０に規定の６０６１合金を用いることで、軽量であり、かつ、高い強度、靭性および耐食性を有する産業機器部品を確実に得ることができる。
【００１６】
請求項３に係る産業機器部品の製造方法は、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いた芯材の一部または全部をＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いた表層材で覆って複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施し、あるいは、熱間鍛造後の複合材をさらに機械加工することにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、この芯材を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、でなる産業機器部品を製造することができる。この産業機器部品は、非常に高強度を有する７０００系合金を芯材に用いているので、産業機器部品の強度を向上させることができる。また、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、この芯材を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、を組み合わせて産業機器部品を製造したため、６０００系合金のみによって製造された従来の産業機器部品と同等の強度を得た場合であっても、質量を軽くすることができるので、産業機器部品を軽量化することができる。また、芯材を、高靭性および高耐食性を有する６０００系合金よりなる表層材で被覆しているので、産業機器部品の高靭性および高耐食性を保証することができる。
また、場合によっては、熱間鍛造後の複合材に機械加工を施すことにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることで、熱簡鍛造のみによって最終製品形状に成形しづらい複雑な構造の産業機器部品の製造を本発明の製造方法によって行うことが可能となる。
【００１８】
請求項４に係る産業機器部品の製造方法は、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いて円柱状の芯材を形成し、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いて前記芯材をその内部空間に嵌合する円筒状の表層材を形成した後に、請求項１に記載の産業機器部品を製造する産業機器部品の製造方法であって、前記芯材と前記表層材との嵌め合い寸法が、−０．０５〜０．４０ｍｍの範囲内であり、かつ、前記芯材の前記外周面の表面算術平均粗さＲａおよび前記表層材の内周面の表面算術平均粗さＲａが、それぞれ１〜３０μｍの範囲内となるように、前記芯材と前記表層材とを加工する加工工程と、前記芯材および前記表層材に均質化熱処理を施す均質化熱処理工程と、前記表層材で前記芯材を被覆するように嵌め合って複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施し、あるいは、熱間鍛造後の複合材をさらに機械加工することにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、この芯材を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、でなる産業機器部品を製造することができる。この産業機器部品は、非常に高強度を有する７０００系合金を芯材に用いているので、産業機器部品の強度を向上させることができる。
また、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、この芯材を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、を組み合わせて産業機器部品を製造したため、６０００系合金のみによって製造された従来の産業機器部品と同等の強度を得た場合であっても、質量を軽くすることができるので、産業機器部品を軽量化することができる。また、芯材を、高靭性および高耐食性を有する６０００系合金よりなる表層材で被覆しているので、産業機器部品の高靭性および高耐食性を保証することができる。
さらに、芯材と表層材との嵌め合い寸法を、−０．０５〜０．４０ｍｍの範囲内とすることで、芯材と表層材とが嵌め合いやすくなり、かつ、嵌め合い後に、芯材と表層材の間に空気が入りにくくすることができるので、酸化皮膜の形成を防止することができる。
またさらに、表面算術平均粗さＲａを１〜３０μｍの範囲内とすることで、表層材に芯材を挿入しやすくなり、また、鍛造工程を良好に行うことができる。
また、場合によっては、熱間鍛造後の複合材に機械加工を施すことにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることで、熱簡鍛造のみによって最終製品形状に成形しづらい複雑な構造の産業機器部品の製造を本発明の製造方法によって行うことが可能となる。
【００２０】
請求項５に係る産業機器部品の製造方法は、請求項３または請求項４に記載の産業機器部品の製造方法において、最終製品形状に成形して前記産業機器部品とした後に、当該産業機器部品の表面の全部が、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金によって形成されている場合は、当該鍛造品にＴ６の調質処理を施し、当該産業機器部品の表面の一部が、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金によって形成されている場合は、当該鍛造品にＴ７の調質処理を施す調質工程を行うことを特徴とする。
【００２１】
これによれば、鍛造品の表面の材質に適した調質処理を行うことで、産業機器部品の品質をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る産業機器部品は、軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を有する。
本発明に係る産業機器部品の製造方法によれば、軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を有する産業機器部品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る産業機器部品であるＩ字リンク（自動車部品）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る産業機器部品であるＩ字リンク（自動車部品）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側断面図である。
【図３】本発明の第一または第二実施形態に係る産業機器部品であるＩ字リンクの製造方法における鍛造工程を説明するための概念図である。
【図４】（ａ）は、図３においてＡを選択したときに得られる複合材の側断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の複合材を鍛造して最終製品形状とする様子を示す概念図である。
【図５】（ａ）は、図３においてＢを選択したときに得られる複合材の側断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の複合材を鍛造して最終製品形状とする様子を示す概念図である。
【図６】本発明の第一または第二実施形態に係るＩ字リンクの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第三実施形態に係る産業機器部品であるドアビーム（自動車部品）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側断面図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係る産業機器部品であるバンパー（自動車部品）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側断面図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係る産業機器部品であるバンパー（自動車部品）の製造方法を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の第五実施形態に係る産業機器部品である電車の軸箱（輸送機器部品）の全体構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第五実施形態に係る産業機器部品である電車の軸箱の製造方法において用いられる複合材の側断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の複合材を鍛造して得られる軸箱（最終製品形状）の側断面図である。
【図１２】本発明の第六実施形態に係る産業機器部品であるターボ分子ポンプのロータ（真空ポンプ部品）の全体構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第六実施形態に係る産業機器部品であるターボ分子ポンプのロータの製造方法における鍛造工程を説明するための概念図である。
【図１４】引張強度試験を実施した場合の、荷重−変位曲線を示した図である。
【図１５】複合腐食試験を実施した場合の、腐食深さ、腐食量と腐食サイクルとの関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の産業機器部品およびその製造方法について説明する。
ここで、産業機器部品とは、ロアーアーム、アッパーアーム等の各種アーム、ナックル、アッパーリンク、ロアーリンク等の各種リンクやバンパーやドアビーム等の自動車部品やターボ分子ポンプ等の真空ポンプを構成するロータ等の部品、また、列車の軸箱等や、航空機の脚部品等の輸送機器部品等をいう。本発明の産業機器部品の製造方法は、前記したような産業機器部品の製造に適用することができるが、アッパーリンク、ロアーリンク等の平面視でＩ字状のリンク（自動車部品）の製造に特に適用しやすい。
【００２５】
［第一実施形態］
以下、第一実施形態に係る産業機器部品について図１を用いて詳細に説明する。なお、以下では、第一実施形態に係る産業機器部品の一例として平面視でＩ字状のリンク１Ａ（自動車部品）を例にとって説明する。
【００２６】
まず、リンク（自動車部品）１Ａの構造について説明する。
リンク１Ａは、図１（ａ）に示すように、直線状のアーム部２ａと、アーム部２ａの両端に設けられた円筒状のブッシュ挿入部３ａ、３ａとを主に有して構成されている。ブッシュ挿入部３ａの貫通孔３ａ1には、ブッシュ３０が圧入されるようになっており、リンク１Ａは、ブッシュ３０を介して、車体（図示せず）に支持されている。
なお、ブッシュ３０は、リンク１Ａと車体（図示せず）との接続点に用いられるものであり、例えば、小径の金属製の円筒状部材と、この小径の金属製の円筒状部材の外側に配置されるゴム製の円筒状部材と、このゴム製の円筒状部材の外側に配置される大径の金属製の円筒状部材と、でなる。このブッシュ３０は、プレス加工などによって、ブッシュ挿入部３ａに圧入される。
【００２７】
このリンク１Ａは、図１（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金（以下、単に「７０００系合金」ともいう。）でなる芯材１１と、この芯材１１の一部または全部を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金（以下、単に「６０００系合金」ともいう。）でなる表層材１２と、により形成されている。
第一実施形態では、芯材１１は、一部が、表層材１２に被覆されており、一部が、露出している。具体的には、リンク１Ａの長さ方向における一方および他方の端部、つまり、ブッシュ挿入部３ａ、３ａの外側の端部と、ブッシュ挿入部３ａの貫通孔３ａ1の表面から芯材１１が露出している。
【００２８】
芯材１１は、リンク１Ａの芯となるものであり、第一実施形態では、リンク１Ａのアーム部２ａとブッシュ挿入部３ａを形成している。
ここで、芯材１１は、例えば、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０５０合金、同７０７５合金、同７Ｎ０１合金などにより形成することができるが、なかでも、同７０５０合金を用いると、強度をより向上させることができるため、より好ましい。
【００２９】
表層材１２は、芯材１１を被覆するものであり、高靭性および高耐食性を有するＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金でなる。
【００３０】
ここで、表層材１２は、例えば、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６００３合金、同６１０６合金、同６０６１合金、同６０６３合金、同６１１１合金、同６１５１合金、同６Ｎ０１合金により形成することができるが、なかでも、同６０６１合金を用いると、リンク１Ａの耐食性をより向上させることができるため、より好ましい。
【００３１】
なお、ここでは、芯材１１を被覆する表層材１２は、厚さが、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となっている。
一般的な自動車部品の市場回収品の腐食深さ調査では、１０年１０万ｋｍ走行車で腐食量が約４００μｍという結果が得られている。近年では、自動車の性能がより向上しており、前記調査結果における使用期間・走行距離よりも、さらに長期間・長距離の使用に耐えうるようになっている。このため、自動車部品も、さらに長期間・長距離の使用に耐えうるように設計することが好ましい。そして、前記調査結果に照らせば、例えば、２０年２０万ｋｍ走行車では、腐食量が約８００μｍとなると想定される。
【００３２】
これに鑑みると、表層材１２の厚さを１．０ｍｍより小さくすると、厚さが小さすぎてしまい、経年により腐食が進んだ場合に、芯材１１が露出してしまうおそれがあるため好ましくない。その一方で、表層材１２の厚さを２．０ｍｍより大きくすると、求められる厚さを大きく超えてしまい、その分、リンク１Ａの重量が大きくなってしまうため好ましくない。
以上から、芯材１１を被覆する表層材１２の厚さを１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすると、経年により腐食が進んだとしても、芯材１１を表層材１２で確実に保護することができ、かつ、リンク１Ａを軽量化することができる。
【００３３】
＜産業機器部品の製造方法＞
次に、本発明に係る産業機器部品の製造方法について、前記した第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法を例にとって、図３〜図６および適宜図１を参照して説明する。
第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法は、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いた芯材の一部または全部をＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いた表層材で覆って複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施して最終製品形状に成形して自動車部品とすることを基本概念とする。具体的には、第一実施形態に係るリンク１Ａは、次の二つの方法によって製造することができる。
【００３４】
まず、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法は、溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２と、加工工程Ｓ３と、均質化熱処理工程Ｓ４と、鍛造工程Ｓ５とを行うものである。なお、以下に説明する溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２と、加工工程Ｓ３と、均質化熱処理工程Ｓ４では、芯材１１と表層材１２のいずれの処理を先に行っても良いし、平行して行っても良い。また、加工工程Ｓ３と均質化熱処理工程Ｓ４は、いずれを先に行っても良い。
【００３５】
（溶解工程Ｓ１）
溶解工程Ｓ１は、化学成分の含有量を所定範囲に限定したアルミニウム合金を溶解して溶湯とする工程である。
この溶解工程Ｓ１では、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を溶解して溶湯とする。また、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を溶解して溶湯とする。
【００３６】
（鋳造工程Ｓ２）
鋳造工程Ｓ２は、アルミニウム合金溶湯を鋳造して鋳塊とする工程である。ここでは、７０００系合金の溶湯を鋳造して所定の形状の鋳塊とする。また、６０００系合金の溶湯を鋳造して、７０００系合金でなる鋳塊を被覆する形状の鋳塊とする。なお、鋳造方法は、連続鋳造法、半連続鋳造法（ＤＣ鋳造法）、ホットトップ鋳造法などの通常の溶解鋳造法を適宜選択する。
【００３７】
具体的には、鋳造工程Ｓ２は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、所定の形状の鋳塊とする。また、６０００系合金の溶湯を鋳造して、所定の形状の鋳塊とする。
例えば、鋳造工程Ｓ２は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱棒状の鋳塊（以下、「第一鋳塊」ともいう）とする。また、鋳造工程Ｓ２は、６０００系合金の溶湯を鋳造して、長さ寸法が、第一鋳塊よりも大きい円筒棒状であって、第一鋳塊の表面のうち、周面を被覆する形状の鋳塊（以下、「第二鋳塊」ともいう）とする。なお、第一鋳塊および第二鋳塊の形状は、これに限られるものではなく、適宜変更可能である。例えば第一鋳塊を、矩形状の柱体とし、第二鋳塊を、第一鋳塊を被覆する形状の筒体としてもよい。
また例えば、鋳造工程Ｓ２は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱状の第一鋳塊とし、６０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱状の第二鋳塊としてもよい。この場合、加工工程Ｓ３によって、第二鋳塊を円筒棒状に加工する。
【００３８】
（加工工程Ｓ３）
加工工程Ｓ３は、第一鋳塊および第二鋳塊を、所定の寸法（径寸法および長さ寸法）で所定の表面算術平均粗さＲａとなるようにそれぞれ機械加工し、図３においてＡで示すような第一加工部材１１ａおよび図３に示す第二加工部材１２ａとする工程である。
この加工工程Ｓ３では、第二鋳塊を所定の長さに切断し、さらに、外表面および内表面を切削することによって外径および内径を所定の寸法および所定の表面算術平均粗さＲａとなるように調整し、第二加工部材１２ａとする。また、第一鋳塊を、第二鋳塊の長さ寸法と略同等となるように切断し、さらに、外表面を切削することによって外径を所定の寸法および所定の表面算術平均粗さＲａとなるように調整し、第一加工部材１１ａとする。
【００３９】
ここで、第一加工部材１１ａと第二加工部材１２ａの寸法の関係および表面算術平均粗さＲａについて述べる。第一加工部材１１ａは、後記する鍛造工程Ｓ５で第二加工部材１２ａの円筒状の空間に収容される。このとき、第一加工部材１１ａを第二加工部材１２ａの円筒状の空間に挿入することが可能であり、かつ、第一加工部材１１ａの外周部分と第二加工部材１２ａの内周部分の隙間に空気が入らないようにすることが必要である。第一加工部材１１ａの外周部分と第二加工部材１２ａの内周部分の隙間に空気が入ってしまうと、酸化被膜が形成されてしまい、後記する鍛造工程Ｓ５において、固相接合しにくくなるためである。
【００４０】
これらを考慮し、図３においてＡで示すように、第一加工部材１１ａの外径をａとし、第二加工部材１２ａの内径をｂとしたときに、嵌め合い寸法ａ−ｂが−０．０５ｍｍ〜０．４０ｍｍとなるように第一加工部材１１ａの外径寸法と第二加工部材１２ａの内径寸法を調整する。ａ−ｂが−０．０５ｍｍ未満であると、第一加工部材１１ａの外周部分と第二加工部材１２ａの内周部分の隙間が大きくなりすぎて空気が入ってしまう一方で、嵌め合い寸法ａ−ｂが０．４０ｍｍ以上であると、第一加工部材１１ａを第二加工部材１２ａの円筒状の空間に挿入できなくなるためである。
【００４１】
また、第一加工部材１１ａの外周面の表面算術平均粗さＲａおよび第二加工部材１２ａの内周面の表面算術平均粗さＲａを、それぞれ１〜３０μｍとする。これによれば、第一加工部材１１ａに第二加工部材１２ａを挿入することが可能であり、かつ、後記する鍛造工程Ｓ５において固相接合を良好に行うことが可能となる。
【００４２】
（均質化熱処理工程Ｓ４）
均質化熱処理工程Ｓ４は、加工工程Ｓ３によって得られた第一加工部材１１ａと第二加工部材１２ａに対し、特定の条件で均質化熱処理を施す工程である。
均質化熱処理工程Ｓ４は、例えば、第一加工部材１１ａをＪＩＳＨ４１４０に規定の７０７５合金、あるいは、７０５０合金で作製した場合、保持温度を、固相線温度の−１００℃〜固相線温度まで昇温し、この保持温度で２３〜２５時間保持した後冷却して均質化熱処理をする。
また、例えば、第二加工部材１２ａを、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０６１合金で作製した場合、保持温度４５０〜５０５℃まで昇温し、この保持温度で４時間保持した後冷却して均質化熱処理をする。または、保持温度５０６〜５３０℃まで昇温し、この保持温度で１５〜１７時間保持した後冷却して均質化熱処理する。なお、冷却する際は、後記する鍛造工程に備えて、例えば室温まで冷却する。
【００４３】
（鍛造工程Ｓ５）
鍛造工程Ｓ５は、複合材２１Ａに、通常行われるメカニカルプレスによる鍛造や油圧プレスによる鍛造などにより、所定の熱間鍛造を行う工程である。
まず、鍛造工程Ｓ５を行う準備として、第一加工部材１１ａおよび第二加工部材１２ａを所定の配置関係となるように配置する。ここでは、第二加工部材１２ａにより、第一加工部材１１ａを被覆するように配置する。具体的には、まず、図３においてＡで示すように、円筒状の第二加工部材１２ａの内部に第一加工部材１１ａを挿入する。これにより、第一加工部材１１ａの周面が、第二加工部材１２ａにより被覆される。以下では、このようにして得られた部材を複合材２１Ａという。なお、第一実施形態では、図３においてＡで示すように、第一加工部材１１ａの長さ寸法と、第二加工部材１２ａの長さ寸法を略同等としているので、得られた複合材２１Ａは、図４（ａ）に示すように、第一加工部材１１ａの端面と、第二加工部材１２ａの端面とが略面一となっている。
【００４４】
鍛造工程Ｓ５において、一回当りの鍛造の加工歪みを複合材２１Ａに均一に加えやすく、加工率や加工歪みを調整しやすい油圧プレスによる鍛造を行うとより好ましい。鍛造工程Ｓ５では、複合材２１Ａを３５０℃〜４６０℃で加熱して、鍛錬比３以上で鍛造加工し、自動車部品の最終製品形状（ニアネットシェイプ）を成形する。
ここで、鍛錬比とは、鍛造前の複合材２１Ａの垂直断面積ｓと鍛造後の複合材２１Ａの垂直断面積ｓ´との比の値ｓ／ｓ´を示すものである。つまり、ここでは、鍛造前の複合材２１Ａの垂直断面積ｓが、鍛造後の複合材２１Ａの垂直断面積ｓ´の３倍以上となるように、複合材２１Ａを鍛造加工する。
鍛造工程Ｓ５において、加熱温度が３５０℃未満であると、固相拡散させにくくなる一方、４６０℃を超えると、７０００系合金（７０５１合金）で形成した第一加工部材１１ａが熱で溶解してしまうおそれがあるためである。また、鍛錬比３以上で鍛造加工することで、６０００系合金と７０００系合金の固相拡散が良好に促進され、その結果、芯材１１と表層材１２との固相接合を良好に行うことができる。
【００４５】
熱間鍛造は、所定の熱間鍛造開始温度および熱間鍛造終了温度の条件で、連続して複数回の鍛造（例えば、荒鍛造、中間鍛造、仕上げ鍛造等）を行っても良い。この場合、最初の鍛造の開始温度が、熱間鍛造開始温度に相当し、最後の鍛造の終了温度が、熱間鍛造終了温度に相当する。また、熱間鍛造後、再加熱し、再度熱間鍛造を行っても良い。
鍛造工程Ｓ５では、図４（ｂ）に示すように、複合材２１Ａを、図１（ａ）に示すような最終製品形状のリンク１Ａに鍛造する。
【００４６】
以上の工程を実施することにより、第一実施形態に係るリンク１Ａが得られるが、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法は、さらに調質工程Ｓ６を含んでいても良い。
【００４７】
（調質工程Ｓ６）
調質工程Ｓ６は、鍛造工程Ｓ５によって得られたリンク１Ａに対し、リンク１Ａとして、より高強度、高靭性および高耐食性を得るために、Ｔ６またはＴ７の調質処理を施す工程である。Ｔ６は、溶体化処理および焼入後、最大強さを得る時効処理を行う調質処理である。また、Ｔ７は、溶体化処理および焼入後、最大強さを得る時効処理を超えて過剰時効処理（過時効処理）を行う調質処理である。
【００４８】
調質工程Ｓ６は、リンク１Ａの表面の全部が、表層材１２によって形成されている場合、つまり、芯材１１の全部が表層材１２によって被覆されている場合は、リンク１ＡにＴ６の調質処理を施し、一方、リンク１Ａの表面の一部が、芯材１１によって形成されている場合、つまり、芯材１１の一部が露出している場合は、リンク１ＡにＴ７の調質処理を施すこととする。芯材１１が表層材１２に完全に被覆されている場合には、より高い強度を得るためにＴ６の調質処理を施すことが望ましく、一方、芯材１１の一部が露出している場合には、リンク１Ａの高耐食性を保証するためにＴ７の調質処理を施すことが望ましいためである。
【００４９】
第一実施形態では、芯材１１の一部が露出しているため、Ｔ６の調質処理を施すこととする。
溶体化処理は、空気炉、誘導加熱炉または硝石炉などを適宜用い、通常行われる焼入温度および保持時間で行うことができる。なお、溶体化処理後の焼入温度は、水中、温湯への冷却処理により行うことが好ましい。時効処理は、空気炉、誘導加熱炉またはオイルバスなどを適宜用い、通常行われる方法により実施される。
なお、鍛造品に対し、調質処理の前後に、リンク１Ａとして望ましい機械加工や表面処理が適宜施されてもよい。
【００５０】
以上説明したような製造方法により得られる第一実施形態に係るリンク１Ａによれば、非常に高強度を有する７０００系合金により形成した芯材１１と、この芯材１１の表面を被覆する高靭性および高耐食性を有する６０００系合金により形成した表層材１２と、を組み合わせて形成されているので、軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を保証することができる。
つまり、リンク１Ａは、非常に高強度を有する７０００系合金により形成した芯材１１を有するため、６０００系合金のみによって製造された従来のリンク同等の強度を得た場合であっても、質量を小さくすることができ、その結果、軽量化することができる。また、リンク１Ａは、芯材１１が、高靭性および高耐食性を有する６０００系合金により形成した表層材１２により被覆されており、リンク１Ａの表面が、主に表層材１２により形成されることとなるため、高靭性および高耐食性を保証することができる。
【００５１】
ここで、第一実施形態に係るリンク１Ａは、前記したように、リンク１Ａの両端面と、ブッシュ挿入部３ａの貫通孔３ａ1の表面から芯材１１が露出している。しかし、貫通孔３ａ1には、前記したように、ブッシュ３０が圧入されるので貫通孔３ａ1の表面が露出しない。このため、リンク１Ａの耐食性の低下を防止することができる。また、調質工程Ｓ６により、リンク１Ａの耐食性を向上させることができるので、リンク１Ａの高耐食性を保証することができる。
【００５２】
また、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法によれば、簡素な構成で、高強度、高靭性および耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を保証したリンク（自動車部品）１Ａを製造することができる。
【００５３】
［第二実施形態］
以下、第二実施形態に係る産業機器部品について図２を用いて詳細に説明する。なお、以下では、第二実施形態に係る産業機器部品の一例として平面視でＩ字状のリンク１Ｂ（自動車部品）を例にとって説明する。なお、第二実施形態に係るリンク１Ｂは、第一実施形態に係るリンク１Ａと構造が異なるのみである。つまり、第一実施形態に係るリンク１Ａと第二実施形態に係るリンク１Ｂとは、前者が、表面から芯材１１が一部露出しているのに対し、後者は、表面の全部が表層材１２で覆われている点で相違するのみである。このため、その他の共通する構成については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５４】
＜自動車部品の構造＞
まず、リンク（自動車部品）１Ｂの構造について説明する。
リンク１Ｂは、図２（ａ）に示すように、直線状のアーム部２ｂと、アーム部２ｂの両端に設けられた円筒状のブッシュ挿入部３ｂ、３ｂとを主に有して構成されている。ブッシュ挿入部３ｂの貫通孔３ｂ1には、ブッシュ３０が圧入されるようになっており、リンク１Ｂは、ブッシュ３０を介して、車体（図示せず）に支持されている。
【００５５】
このリンク１Ｂは、図２（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金（以下、単に「７０００系合金」ともいう。）でなる表層材１２と、により形成されている。第二実施形態のリンク１Ｂは、芯材１１の表面の全部が、表層材１２により被覆されており、リンク１Ｂの表面は表層材１２のみで形成されている。
また、ここでは、アーム部２ｂにおいて、芯材１１を被覆する表層材１２は、厚さが、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となっている。アーム部２ｂにおいて、芯材１１を被覆する表層材１２の厚さを、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることにより、経年により腐食が進んだとしても、芯材１１を表層材１２で確実に保護することができ、かつ、リンク１Ｂを軽量化することができる。
【００５６】
＜産業機器部品の製造方法＞
次に、本発明の産業機器部品の製造方法について、前記した第二実施形態に係るリンク１Ａの製造方法を例にとって、図３、図５、図６および適宜図２を参照して説明する。
第二実施形態に係るリンク１Ｂの製造方法は、図６に示すように、溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２１と、加工工程Ｓ３１と、均質化熱処理工程Ｓ４１と、鍛造工程Ｓ５とを行うものである。
第二実施形態に係るリンク１Ｂの製造方法は、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法に対し、鋳造工程と、加工工程と、均質化熱処理工程の内容が異なるため、その他の、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法と共通する工程については、同一の符号を用い適宜説明を省略する。以下、各工程について詳細に説明する。なお、溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２１と、加工工程Ｓ３１と、均質化熱処理工程Ｓ４１では、芯材１１と表層材１２のいずれの処理を先に行っても良いし、同時に行っても良い。また、加工工程Ｓ３１と均質化熱処理工程Ｓ４１は、いずれを先に行っても良い。
【００５７】
（鋳造工程Ｓ２１）
鋳造工程Ｓ２１は、アルミニウム合金溶湯を鋳造して鋳塊とする工程である。鋳造方法は、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法と同様である。
具体的には、鋳造工程Ｓ２１は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、所定の形状の鋳塊とする。また、６０００系合金の溶湯を鋳造して、所定の形状の鋳塊とする。
例えば、鋳造工程Ｓ２１は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱棒状の鋳塊（以下、「第一鋳塊」ともいう）とする。また、鋳造工程Ｓ２は、６０００系合金の溶湯を鋳造して、内径が、第一鋳塊の径よりも若干大きく、長さ寸法が、第一鋳塊よりも大きい円筒棒状であって、第一鋳塊の表面のうち、周面を被覆する形状の鋳塊（以下、「第二鋳塊」ともいう）とする。鋳造工程Ｓ２１は、さらに、６０００系合金の溶湯を鋳造して第一鋳塊と略同等の径を有し、第一鋳塊の表面のうち、端面を被覆する形状の円柱状の第二鋳塊とする。なお、第一鋳塊および第二鋳塊の形状は、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法と同様に適宜変更可能である。
また例えば、鋳造工程Ｓ２は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱状の第一鋳塊とし、６０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱状の第二鋳塊としてもよい。この場合、加工工程Ｓ３によって、第二鋳塊を円筒棒状に加工する。
【００５８】
（加工工程Ｓ３１）
加工工程Ｓ３１は、第一鋳塊、第一鋳塊の周面を被覆する形状の第二鋳塊および第一鋳塊の端面を被覆する形状の第二鋳塊を、所定の径寸法および長さ寸法となるように機械加工し、図３においてＢで示すような第一加工部材１１ｂおよび第二加工部材１２ａおよび第二加工部材１２ｂ、１２ｂとする工程である。
この加工工程Ｓ３１では、第一鋳塊の周面を被覆する形状の第二鋳塊を所定の長さ寸法に加工し、さらに、外表面および内表面を切削することによって外径および内径を所定の寸法に調整して、第二加工部材１２ａとする。
また、第一鋳塊を、第二加工部材１２ａの長さ寸法よりも短い長さ寸法に加工し、さらに、外表面を切削することによって外径を所定の寸法に調整して、第一加工部材１１ｂとする。
【００５９】
さらに、第一鋳塊の周面を被覆する形状の第二鋳塊を、第一加工部材１１ｂと合わせた長さ寸法が、第二加工部材１２ａの長さ寸法と略同等となる長さ寸法に加工し、さらに、２つに切断する。そして、外表面を切削することによって外径を所定の寸法に調整して、第二加工部材１２ｂ、１２ｂとする。
【００６０】
（均質化熱処理工程Ｓ４１）
均質化熱処理工程Ｓ４１は、機械加工された第一加工部材１１ｂと第二加工部材１２ａおよび第二加工部材１２ｂ、１２ｂに対し、特定の条件で均質化熱処理を施す工程である。
均質化熱処理工程Ｓ４１は、例えば、第一加工部材１１ａをＪＩＳＨ４１４０に規定の７０７５合金、あるいは、７０５０合金で作製した場合、保持温度を、固相線温度の−１００℃〜固相線温度まで昇温し、この保持温度で２３〜２５時間保持した後冷却して均質化熱処理をする。
また、例えば、第二加工部材１２ａ、第二加工部材１２ｂ、１２ｂを、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０６１合金で作製した場合、保持温度４５０〜５０５℃まで昇温し、この保持温度で４時間保持した後冷却して均質化熱処理をする。または、保持温度５０６〜５３０℃まで昇温し、この保持温度で１５〜１７時間保持した後冷却して均質化熱処理する。なお、冷却する際は、後記する鍛造工程に備えて、例えば室温まで冷却する。
【００６１】
（鍛造工程Ｓ５）
まず、鍛造工程Ｓ５を行う準備として、第一加工部材１１ａおよび第二加工部材１２ａを所定の位置に配置する。
ここでは、第二加工部材１２ａおよび第二加工部材１２ｂ、１２ｂにより、第一加工部材１１ｂを被覆するように配置する。具体的には、まず、図３においてＢで示すように、第二加工部材１２ａの円筒状の内部に第一加工部材１１ｂを挿入し、第一加工部材１１ｂの長さ方向の略中央部の位置が、第二加工部材１２ａの長さ方向の中央部の位置と合うように第一加工部材１１ｂを配置する。次に、この第一加工部材１１ｂを一方の端部側と他方の端部側から挟むように、第二加工部材１２ａの一端側と他端側から第二加工部材１２ｂ、１２ｂを第二加工部材１２ａの内部に配置する。これにより、第一加工部材１１ｂの周面が、第二加工部材１２ａにより被覆され、第一加工部材１１ｂの長さ方向における一方の端部と他方の端部が、第二加工部材１２ｂ、１２ｂにより被覆される。以下では、このようにして得られた部材を複合材２１Ｂという。なお、第一実施形態では、第二加工部材１２ａの長さと、第一加工部材１１ｂおよび第二加工部材１２ｂ、１２ｂとを合わせた長さが略同等となるようにそれぞれの部材を形成したため、得られた複合材２１Ｂは、図５（ａ）に示すように、第二加工部材１２ａの端面と、第二加工部材１２ｂ、１２ｂの端面とが略面一となっている。
【００６２】
そして、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法の場合と同様に、図５（ｂ）に示すように、複合材２１Ｂに対して鍛造を行い、図２（ａ）に示すような最終製品形状（リンク１Ｂ）に鍛造する。これにより、第二実施形態に係るリンク１Ｂが得られる。なお、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法の場合と同様に、鍛造工程Ｓ５の後に調質工程Ｓ６を行っても良い。また、この調質工程Ｓ９の前後に、リンク１Ｂとしてより望ましい機械加工や表面処理などを適宜施しても良い。
以上の工程を実施することにより、第二実施形態に係るリンク１Ｂが得られる。
【００６３】
以上説明したような製造方法により得られる第二実施形態に係るリンク１Ｂは、前記したように、芯材１１の表面の全部が、表層材１２で被覆されているので、第一実施形態に係るリンク１Ａよりもさらに、耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を保証することができる。
【００６４】
また、本発明の産業機器部品の製造方法によれば、高強度、高靭性および耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を保証した産業機器部品を製造することができる。
本発明の産業機器部品の製造方法により、例えば、ロアーアーム、アッパーアーム等の各種アーム、ナックル、アッパーリンク、ロアーリンクやバンパーやドアビーム等の自動車部品、真空ポンプ部品、電車の軸箱や航空機の脚部品を製造することができる。本発明の産業機器部品の製造方法は、特に、アッパーリンクやロアーリンク等の平面視でＩ字状のリンク（自動車部品）の製造に好適である。
【００６５】
なお、前記した実施形態では、第一加工部材１１ａ、第二加工部材１２ａ、１２ｂを、鋳造工程Ｓ２（Ｓ２１）によって鋳造したが、これに限られるものではなく、６０００系合金を押出加工することで、第一または第二実施形態に示す円柱状の第一加工部材１１ａを製造し、７０００系合金を押出加工することで、第一または第二実施形態に示す円筒状の第二加工部材１２ａや第二実施形態に示す円柱状の第二加工部材１２ｂを製造してもよい。
【００６６】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る産業機器部品について、図７を参照して詳しく説明する。第三実施形態に係る産業機器部品は、自動車のドアビーム（自動車部品）である。
＜ドアビームの構造＞
ドアビーム１Ｃは、図７（ａ）に示すように、車体の側面衝突から乗員を守るためにドア内部に装着される、耐衝撃吸収性能を有する補強部材である。ドアビーム１Ｃは、図７（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金でなる表層材１２と、により形成されている。例えば、芯材１１を７０５０合金とし、表層材１２を６０６１合金とすることができる。なお、芯材１１を被覆する表層材１２は、厚さが、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となっている。芯材１１を被覆する表層材１２の厚さを、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることにより、経年により腐食が進んだとしても、芯材１１を表層材１２で確実に保護することができ、かつ、ドアビーム１Ｃを軽量化することができる。なお、芯材１１と表層材１２の厚みは、これに限られるものではなく、最終製品であるドアビーム１Ｃに求められる強度等に応じて適宜設定することができる。
【００６７】
このようなドアビーム１Ｃは、前記したリンク１Ａまたは１Ｂの製造方法を用いて製造することができる。例えば、前記したリンク１Ａの製造方法において用いた、第二加工部材１２ａの円筒状の内部に第一加工部材１１ｂを挿入してなる複合材２１Ａを、鍛造工程Ｓ５によって図７（ｂ）に示すように鍛造してドアビーム１Ｃの最終製品形状を得る。その他の製造過程は、リンク１Ａの製造方法と同様である。なお、ドアビーム１Ｃを、リンク１Ａの製造方法によって製造すると、両端部から芯材１１の一部が露出することになるが、この両端部は、車両のドア１００に接して取り付けられるため、ほとんど空気に触れない。このため、ドアビーム１Ｃの両端部から芯材１１の一部が露出していても、耐応力腐食割れ性等の耐食性（耐久性）に影響を与えない。このようにして得られたドアビーム１Ｃは、軽量であり、かつ、高強度、高靭性、高耐食性を有する。
【００６８】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る産業機器部品について、図８および図９を参照して詳しく説明する。第四実施形態に係る産業機器部品は、自動車のバンパー（自動車部品）である。
バンパー１Ｄは、例えば、図８（ａ）に示すように、車両１１０の前端に備えられ、衝突時に車体、乗員、積み荷を保護すると共に、衝突した相手に与える損傷を小さくするための略棒状の緩衝部材である。バンパー１Ｄは、例えば、図８（ｂ）に示すように、略棒状に形成され、その両端部が車体の前端の形状に沿って屈曲している。このバンパー１Ｄは、図８（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金でなる表層材１２と、により形成されている。芯材１１と表層材１２の厚みは、前記した第三実施形態において説明した具体例と同様としてもよいし、最終製品であるバンパー１Ｄに求められる強度等に応じて適宜設定することができる。
【００６９】
次に、図８（ｂ）に示したバンパー１Ｄの製造方法の一例を、図９を参照して説明する。
例えば、リンク１Ａの製造方法において説明した鋳造工程Ｓ２により、第一鋳塊と、第二鋳塊とを製造し、同加工工程Ｓ３により、第一鋳塊を側面視ロ字状の筒体である第一加工部材１１ｃとし、第二鋳塊を側面視ロ字状の筒体である第二加工部材１２ｃとする。このとき、第一加工部材１１ｃの外壁部分の横幅をａ１、縦幅をａ２とし、第二加工部材１２ｃの内壁部分の横幅をｂ１、縦幅をｂ２としたときに嵌め合い寸法ａ１−ｂ１、ａ２−ｂ２が、それぞれ−０．０５ｍｍ〜０．４０ｍｍとなるように、第一加工部材１１ｃの外表面と、第二加工部材１２ｃの内表面を切削して、第一加工部材１１ｃの寸法と、第二加工部材１２ｃの寸法とを調整する。そして、第二加工部材１２ｃの矩形状の空間の内部に第一加工部材１１ｃを挿入して複合材２１Ｃとする。この複合材２１Ｃを、図９（ａ）左図に示すように、上下に２つ重ねた状態で、いわゆる押出加工を施して複合材２１Ｃ，２１Ｃ同士を接合する。例えば、複合材２１Ｃ，２１Ｃの第一加工部材１１ｃ、１１ｃのそれぞれの空洞の内部にこの空洞の寸法と略同寸法の角柱状の中子（図示せず）をそれぞれ挿入し、この状態で上下に重なった状態の複合材２１Ｃ，２１Ｃの上下方向から圧力をかけて複合材２１Ｃ，２１Ｃを押し出すことによって、複合材２１Ｃ，２１Ｃ同士を接合し、図９（ａ）右図に示すような内部構造を有するバンパー１Ｄの最終製品形状が得られる。なお、前記した押出加工方法は、あくまでも一例であり、適宜設定することができる。
【００７０】
また例えば、前記した複合材２１Ｃにおける、第一加工部材１１ｃの表面を覆う第二加工部材１２ｃの四辺のうちの一辺を、切削等の機械加工により、第一加工部材１１ｃの一辺が露出するまで除去して、図９（ｂ）左図に示すような複合材２１Ｄとする。このような複合材２１Ｄは、第一加工部材１１ｃと、第一加工部材１１ｃの三辺を覆う凹字状の第二加工部材１２ｄと、を有している。このような複合材２１Ｄを、露出した第一加工部材１１ｃの一辺側が向き合って当接するように上下に２つ配置した状態で、いわゆる押出加工を施して複合材２１Ｄ，２１Ｄ同士を接合し、図９（ｂ）右図に示すような内部構造を有するバンパー１Ｄの最終製品形状を得る。なお、押出加工方法は、適宜設定することができる。
【００７１】
さらに例えば、例えば、リンク１Ａの製造方法において説明した鋳造工程Ｓ２により、第一鋳塊と、第二鋳塊とを製造し、同加工工程Ｓ３により、第一鋳塊を、図９（ｃ）左図に示すような、側面視「日」字状の筒体である第一加工部材１１ｅとし、第二鋳塊を、図９（ｃ）中図に示すような、側面視ロ字状の筒体である第二加工部材１２ｅとする。このとき、第一加工部材１１ｅの外壁部分の横幅をａ３、縦幅をａ４とし、第二加工部材１２ｅの内壁部分の横幅をｂ３、縦幅をｂ４としたときに嵌め合い寸法ａ３−ｂ３、ａ４−ｂ４が、それぞれ−０．０５ｍｍ〜０．４０ｍｍとなるように、第一加工部材１１ｅの外表面と、第二加工部材１２ｅの内表面を切削して、第一加工部材１１ｅの寸法と、第二加工部材１２ｅの寸法とを調整する。そして、第二加工部材１２ｅの矩形状の空間の内部に第一加工部材１１ｅを挿入して複合材２１Ｅとする。
そして、複合材２１Ｅにいわゆる押出加工を施して、図９（ｃ）右図に示すような内部構造を有するバンパー１Ｄの最終製品形状を得る。なお、押出加工方法は、適宜設定することができる。
【００７２】
図９（ａ）〜（ｃ）に示した例によれば、バンパー１Ｄは、両端部を除き、芯材１１の表面が表層材１２で被覆されることになるので、耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を有する。このようにして得られたバンパー１Ｄは、軽量であり、かつ、高強度、高靭性、高耐食性を有する。
なお、例えば、図９（ａ）〜（ｃ）に示した例で、前記した複合材２１Ｂのように、第一加工部材の表面の全てを第二加工部材で覆った複合材を用いてバンパー１Ｄを製造すると、芯材１１の表面の全部が、表層材１２で被覆されるので、さらに耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を有するバンパー１Ｄを製造することができる。
【００７３】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態に係る産業機器部品について、図１０および図１１を参照して詳しく説明する。第五実施形態に係る産業機器部品は、電車の軸箱（輸送機器部品）である。
軸箱１Ｅは、電車の車軸（図示せず）を支持するものであり、図１０に示すように、円筒部５０と、この円筒部５０の周囲に突出して設けられ、ボルト（図示せず）を介して車両本体（図示せず）に取り付けられる取り付け部５１、５１とを主に有して構成される。この取り付け部５１、５１は、表面に、ボルト（図示せず）を挿通するための複数の貫通孔５１ａを有している。
【００７４】
軸箱１Ｅは、図１１（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金（以下、単に「７０００系合金」ともいう。）でなる表層材１２と、により形成されている。芯材１１と表層材１２の厚みは、前記した第三実施形態において説明した具体例と同様としてもよいし、最終製品である軸箱１Ｅに求められる強度等に応じて適宜設定することができる。
【００７５】
このような軸箱１Ｅは、例えば、前記したリンク１Ｂの製造方法を用いて製造することができる。
例えば、図１１（ａ）に示すように、第二加工部材１２ａの円筒状の内部に第一加工部材１１ｂを挿入し、この第一加工部材１１ｂを一方の端部側と他方の端部側から挟むように、第二加工部材１２ａの一端側と他端側から第二加工部材１２ｂ、１２ｂを第二加工部材１２ａの内部に配置して形成した複合材２１Ｂを鍛造し、軸箱１Ｅの外形をかたどった素形材を形成する。そして、この素形材に対し、さらに切削等の機械加工を施し、円筒部５０を形成すると共に、取り付け部５１、５１の表面に複数の貫通孔５１ａ（図１０参照）を形成し、図１１（ｂ）に示すような軸箱１Ｅの最終製品形状を得る。
なお、リンク１Ｂの製造方法を用いると、図１１（ｂ）に示すように、芯材１１の表面の全部が、表層材１２で被覆されるので、耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を有する軸箱１Ｅを製造することができる。このようにして得られた軸箱１Ｅは、軽量であり、かつ、高強度、高靭性、高耐食性を有する。
【００７６】
［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態に係る産業機器部品について、図１２および図１３を参照して詳しく説明する。第六実施形態に係る産業機器部品は、真空ポンプに用いられる部品である。ここでは、真空ポンプに用いられる部品として、ターボ分子ポンプのロータを例にとって説明する。
【００７７】
まず、ターボ分子ポンプの構造について図１２を参照して説明する。ターボ分子ポンプ６０は、機械式真空ポンプの一種で、金属製の動翼を持った回転体であるロータ１Ｆが高速回転し、気体分子を弾き飛ばすことによりガスを排気するポンプであり、図１１において破線で示す円筒状のケーシング６１内に、ケーシング６１の軸心に沿って設けられる円柱体６２と、この円柱体６２の表面から突出して設けられる動翼（回転翼）６３と、を有してなるロータ１Ｆを有している。
【００７８】
動翼６３は、ロータ１Ｆの回転軸方向に沿って所定間隔で複数段形成されている。また、上下に並んだ動翼６３、６３の間には、ケーシング６１の内壁表面から動翼６３方向に突出して、所定間隔で複数段形成された静翼６４が介在している。この動翼６３と静翼６４とにより、ターボ分子ポンプ６０のタービン翼段が構成されている。なお、ここでは図示を省略するが、ケーシング６１内のタービン翼段の後段（紙面下方）には、ドラッグポンプ段が設けられる。そして、ケーシング６１の上端部分に設けられた図示しない吸気口からガスが吸入され、このガスが、タービン翼段およびドラッグポンプ段（図示せず）の順に送られ、ケーシング６１の下端部付近に設けられた廃棄口６５からターボ分子ポンプ６０外へと排出されるようになっている。
【００７９】
次に、ターボ分子ポンプ６０のロータ１Ｆの構造について、図１３を参照して説明する。
ロータ１Ｆは、図１３（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金（以下、単に「７０００系合金」ともいう。）でなる表層材１２と、により形成されている。より詳しくは、ロータ１Ｆは、円柱体６２が芯材１１で形成され、この円柱体６２の周囲に取り付けられる動翼６３が、表層材１２により形成されている。例えば、芯材１１を７０５０合金とし、表層材１２を、６０６１合金とすることができる。芯材１１と表層材１２の厚みは、前記した第三実施形態において説明した具体例と同様としてもよいし、最終製品であるロータ１Ｆに求められる強度等に応じて適宜設定することができる。
【００８０】
このようなロータ１Ｆは、例えば、リンク１Ｂの製造方法を用いて製造することができる。つまり、リンク１Ｂの製造方法において説明した鋳造工程Ｓ２により、第一鋳塊と、第二鋳塊とを製造し、同加工工程Ｓ３により、第一鋳塊を、円柱体の第一加工部材１１ｆとし、第二鋳塊を、円筒状の第二加工部材１２ｆと、円柱状の第二加工部材１２ｇとする。このとき、第一加工部材１１ｆの外径をａ５とし、第二加工部材１２ｆの内径をｂ５としたときに嵌め合い寸法ａ５−ｂ５が、−０．０５ｍｍ〜０．４０ｍｍとなるように、第一加工部材１１ｆの外表面と、第二加工部材１２ｆの内表面を切削して、第一加工部材１１ｆの外径寸法と、第二加工部材１２ｆの内径寸法とを調整する。
ここで、第一加工部材１１ｆは、第二加工部材１２ｆよりも高さが低く、第二加工部材１２ｆの円筒状の内部の径と略同等か若干小さい径を有するものとする。また、第二加工部材１２ｇは、高さが、第一加工部材１１ｆの上端面から第二加工部材１２ｆの上端面までの高さと略同等であり、径が、第二加工部材１２ｆの円筒状の内部の径と略同等か若干小さい径を有するものとする。
【００８１】
ここで、ロータ１Ｆは縦長の形状であるため、図１３（ａ）に示すように、第一加工部材１１ｆ、第二加工部材１２ｆ、１２ｇを立てて配置する。具体的には、図１３（ａ）に示すように、第二加工部材１２ｆの円筒状の内部に、円柱状の第一加工部材１１ｆを挿入する。このとき、第一加工部材１１ｆの下端面が、第二加工部材１２ｆの下端面と略面一となるように、第一加工部材１１ｆを配置する。そして、このように配置した第一加工部材１１ｆの上方から第二加工部材１２ｇを第二加工部材１２ｆ内に挿入すると、第二加工部材１２ｇの上端面が第二加工部材１２ｆの上端面と略面一となる。このようにして、略円柱状の複合材２１Ｆを形成する。
【００８２】
そして、この複合材２１Ｆを、鍛造工程Ｓ５において鍛造し、図１３（ｂ）に破線で示すようなロータ１Ｆのおおよその外形をかたどった素形材７０とする。そして、この素形材７０に対しさらに、切削等の機械加工を施して、図１３（ｂ）において実線で示すロータ１Ｆの最終製品形状とする。
【００８３】
このようにして得られたロータ１Ｆは、芯材１１で形成した円柱体６２の側面の一部が、表層材１２で形成した動翼６３で覆われているため、耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を保証することができる。また、このようにして得られたロータ１Ｆは、軽量であり、かつ、高強度、高靭性、高耐食性を有する。
なお、図１３（ｂ）に示すように、本実施形態では、ロータ１Ｆの円柱体６２の上端側の表面を７０００系合金で形成しているが、これに限られず、円柱体６２の上端側の表面を、６０００系合金で被覆してもよい。これによれば、より高い耐食性（耐久性）を保証することができる。
【００８４】
以上、各実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、産業機器部品を航空機の脚部品としてもよい。
【実施例】
【００８５】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で適当に変更を加えて実施することも可能である。
【００８６】
（実施例１）
まず、７０５０合金および６０６１合金を溶解・脱ガス処理し、通常行われる連続鋳造法により円柱状の鋳塊に鋳造した。
その後、機械加工により、７０５０合金鋳造材を外径１１５ｍｍに面削し、長さ３２０ｍｍに切断した。また、６０６１合金鋳造材を外径１４３ｍｍ、内径１１５ｍｍに面削加工して長さ３２０ｍｍに切断した。
さらに、加工後の６０６１合金鋳造材を保持温度５００℃まで昇温し、４時間保持した後、冷却して均質化熱処理をして第二加工部材とした。また、加工後の７０５０合金鋳造材を、保持温度４５０℃まで昇温し、２４時間保持した後、さらに保持温度４７５℃まで昇温し、１６時間保持した後冷却して均質化熱処理をして第一加工部材とした。
そして、第二加工部材の内部に第一加工部材を配置して、第二加工部材で第一加工部材の外周面を被覆するように配置して複合材とし、この複合材に対し、メカニカルプレスを用いて６３００ｔのプレスで熱間鍛造を行い鍛造品とした。そして、この鍛造品に、Ｔ７調質処理を施し、実施例１の平面視でＩ字状のリンク（図１参照）を作製した。
【００８７】
（比較例１）
まず、６０６１合金を溶解、脱ガス処理し、通常行われる連続鋳造法により円柱状の鋳塊とした。
また、機械加工により、６０６１合金鋳造材を外径１４３ｍｍに面削して長さ３２０ｍｍに切断し、保持温度５００℃まで昇温し、４時間保持した後、冷却して均質化熱処理をし、さらに、メカニカルプレスを用いた熱間鍛造を行った。
【００８８】
（比較例２）
まず、７０５０合金を溶解、脱ガス処理し、通常行われる連続鋳造法により円柱状の鋳塊とした。
また、機械加工により、７０５０合金鋳造材を外径１４３ｍｍに面削して長さ３２０ｍｍに切断し、保持温度４５０℃まで昇温し、２４時間保持した後、保持温度４７５℃まで昇温し、１６時間保持した後冷却して均質化熱処理をし、さらに、メカニカルプレスを用いた熱間鍛造を行った。
【００８９】
なお、熱間鍛造は、各複合材を、室温から鍛造開始温度まで昇温し、直ちに出炉し、鍛造開始温度を確認した後、最終製品形状（ここでは、Ｉ字リンク）に鍛造した。鍛造は、途中再加熱なしに連続して３回行った。鍛造終了後、直ちに、鍛造品の温度（鍛造終了温度）を測定し、その後、鍛造品を室温まで放冷却した。
【００９０】
（Ｔ６調質処理条件）
Ｔ６調質処理の溶体化処理は、鍛造品を約４７７℃で３時間保持後、６０℃の冷水中で焼入を行った。焼入後は、冷水中でそのまま１０分間浸漬し、その後、直ちに高温時効処理を行った。高温時効処理条件は、１２１℃で２３時間とした。
（Ｔ７調質処理条件）
Ｔ７調質処理の溶体化処理は、鍛造品を４７７℃で３時間保持後、６０℃の冷水中で焼入を行った。焼入後は、冷水中でそのまま１０分間浸漬し、その後、直ちに過剰時効処理を行った。過剰時効処理条件は、１２１℃で６時間後、１７７℃で７時間の２段時効により実施した。
【００９１】
そして、実施例１および比較例１、２の鍛造品について、引張強度、質量、耐食性について評価した。
【００９２】
（引張強度）
実施例１および比較例１、２のリンクのブッシュ挿入部に、それぞれブッシュを圧入した状態で引張強度試験を行った。まず、ブッシュ挿入部に径方向外側の外力を入力したときの、ブッシュ変位量と入力荷重を測定した。そして、測定結果を元に、図１４に示す荷重−変位曲線を作成し、降伏強度と引張強度（最大強度）を算出した。引張強度（最大強度）を算出した結果を表１に示す。
【００９３】
【表１】
【００９４】
（質量）
実施例１および比較例１、２のリンクの質量を測定した。そして、比較例１（現行材（６０６１合金材））の質量を１００％としたときの、実施例１および比較例２の質量を算出した。その結果を表１に示す。
【００９５】
（耐食性）
実施例１および比較例１、２のリンクのブッシュ挿入部に、それぞれブッシュを挿入し、これらのリンクを複合腐食試験機に投入して耐食性試験を行った。試験方法は、ＪＡＳＯＭ６０９−９１の定めるところにより実施した。リンク表面からの腐食深さをミクロ観察により測定した。ここで、図１５に示すのは、一般的な低耐食性および高耐食性それぞれの、腐食深さ、腐食量と腐食サイクルとの関係をグラフにまとめたものである。
【００９６】
そして、現行材（６０６１合金材）を基準とし、相対評価とした。その結果を、表１に示す。なお、耐食性が特に優れているものを耐食性「◎」と評価し、耐食性に優れているものを耐食性「○」と評価し、耐食性に劣っているものを耐食性「×」と評価した。
【００９７】
表１に示すように、本発明の特許請求の範囲を満足する実施例１は、比較例１、２に比して質量を軽くした場合であっても、高い引張強度および高い耐食性が得られることが確認された。
【００９８】
これに対し、本発明の特許請求の範囲外の製造条件で製造された比較例１は、引張強度が、実施例１に比して劣っていることが確認された。また、比較例１は、実施例１に比して質量が大きく、軽量化の点でも実施例１に比して劣っていることが確認された。また、本発明の特許請求の範囲外の製造条件で製造された比較例２は、耐食性が、実施例１に比して著しく劣ることが確認された。
【符号の説明】
【００９９】
１Ａ、１Ｂ リンク（自動車部品）
１Ｃ ドアビーム（自動車部品）
１Ｄ バンパー（自動車部品）
１Ｅ 軸箱（輸送機器部品）
１Ｆ ロータ（真空ポンプ部品）
２ａ、２ｂ アーム部
３ａ、３ｂ ブッシュ挿入部
３ａ1、３ｂ1 貫通孔
１１ 芯材
１２ 表層材
１１ａ〜１１ｆ 第一加工部材
１２ａ〜１２ｇ 第二加工部材
２１Ａ〜２１Ｆ 複合材
３０ ブッシュ
Ｓ１ 溶解工程
Ｓ２、Ｓ２１ 鋳造工程
Ｓ３、Ｓ３１ 加工工程
Ｓ４、Ｓ４１ 均質化熱処理工程
Ｓ５ 鍛造工程
Ｓ６ 調質工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の各種アーム、ナックル、各種リンクやバンパー、ドアビーム等の自動車部品や、真空ポンプ部品や輸送機器部品等の産業機器部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気ガス等による地球環境問題に対して、自動車の車体の軽量化による燃費の向上が追求されている。このため、特に、自動車の構造材または構造部品、特に、アッパーアーム、ロアーアーム等の各種アーム、ナックル、アッパーリンク、ロアーリンク等の各種リンクやバンパー、ドアビーム等には、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）等からなるアルミニウム合金鍛造品が使用されている。６０００系アルミニウム合金鍛造品は、高強度であると共に高靭性で、耐食性にも比較的優れている。また、６０００系アルミニウム合金自体も、合金元素が少なく、スクラップを再び６０００系アルミニウム合金溶解原料として再利用しやすい点で、リサイクル性にも優れている。
【０００３】
また、６０００系アルミニウム合金鍛造品は、６０００系アルミニウム合金鋳造材を均質化熱処理後、メカニカルプレス、油圧プレスなどの熱間鍛造（型鍛造）を行い、その後、溶体化処理および焼入処理と高温時効処理とのいわゆる調質処理が施されて製造される。
【０００４】
そして、アルミニウム合金鍛造品の強度、靭性を向上させるために、鍛造品のミクロ組織を改善することが種々行われている。
例えば、特許文献１では、分散粒子の平均粒径を０．１１μｍ以下と小さくし、平均粒径の分散粒子を、単位面積あたり１３個／μｍ2以上存在するように規制することでアルミニウム合金鍛造品の粒界腐食や応力腐食割れを抑え、かつ、高強度化および高靱性化することが提案されている。
【０００５】
また例えば、特許文献２では、粗大結晶粒の発生を抑制し、結晶粒を微細化させることに加え、組織中の亜結晶粒の割合を規制することで、応力腐食割れを抑え、かつ、高強度化および高靱性化することが提案されている。
【０００６】
さらに、特許文献３では、時効処理後のＡｌ合金鍛造品表面の導電率を４１．０〜４２．５ＩＡＣＳ％の範囲とすることによって、過剰Ｓｉ量やＣｕやＭｎなどの含有量を多くして高強度化させ、かつ薄肉化された強度部材用鍛造品であっても、３５０ＭＰａ以上のＡｌ合金鍛造品の強度(０．２％耐力)を保証することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７６１１８０号公報
【特許文献２】特許第３７２６０８７号公報
【特許文献３】特許第３７６６３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、近年、自動車の車体のより一層の軽量化のために、車体の構造材または構造部品、特に、自動車部品のより一層の薄肉化が求められている。そして、自動車部品を構成するアルミニウム鍛造品においても、薄肉化に対応した高強度化、高靭性化および高耐食性化が求められている。
自動車部品の、より一層の薄肉化のためには、材料強度の向上による部品厚の減少等が考えられる。しかしながら、６０００系アルミニウム合金により製造したアルミニウム鍛造品では、より一層の薄肉化を図りながら、強度、靭性および耐食性を向上させることに限界があった。
【０００９】
６０００系アルミニウム合金よりも高強度なものとして、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）がある。これを用いれば、自動車部品のより一層の薄肉化を図り、軽量化が可能となるが、７０００系アルミニウム合金は、耐食性が低く、応力腐食割れを起こしやすいという欠点があるため、従来、自動車部品への適用が困難とされていた。
【００１０】
また、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを構成する部品や、電車や航空機等の輸送機器を構成する部品は、その用途から高強度、高靭性および高耐食性が要求されるものであり、部品の耐用年数を長期化させるため、強度、靭性および耐食性をより一層向上させることが期待されている。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決すべく創案されたもので、その目的は、軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を有する産業機器部品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る産業機器部品は、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、前記芯材の一部または全部を覆う、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、でなることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、産業機器部品は、非常に高強度を有する７０００系合金により形成した芯材と、この芯材の表面を被覆する高靭性および高耐食性を有する６０００系合金により形成した表層材と、により形成されるため、産業機器部品を軽量化し、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を保証することができる。
つまり、産業機器部品は、非常に高強度を有する７０００系合金により形成した芯材を有するため、６０００系合金のみによって製造された従来の産業機器部品と同等の強度を得た場合でも、質量を小さくすることができ、その結果、軽量化することができる。また、産業機器部品は、芯材が、高靭性および高耐食性を有する６０００系合金により形成した表層材により被覆されており、その表面が、主に表層材により形成されることとなるため、これによって、産業機器部品の高靭性および高耐食性を保証することができる。
【００１４】
請求項２に係る産業機器部品は、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金が、７０５０合金であり、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金が、６０６１合金であることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、芯材にＪＩＳＨ４１４０に規定の７０５０合金を用い、表層材にＪＩＳＨ４１４０に規定の６０６１合金を用いることで、軽量であり、かつ、高い強度、靭性および耐食性を有する産業機器部品を確実に得ることができる。
【００１６】
請求項３に係る産業機器部品の製造方法は、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いた芯材の一部または全部をＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いた表層材で覆って複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施し、あるいは、熱間鍛造後の複合材をさらに機械加工することにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、この芯材を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、でなる産業機器部品を製造することができる。この産業機器部品は、非常に高強度を有する７０００系合金を芯材に用いているので、産業機器部品の強度を向上させることができる。また、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、この芯材を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、を組み合わせて産業機器部品を製造したため、６０００系合金のみによって製造された従来の産業機器部品と同等の強度を得た場合であっても、質量を軽くすることができるので、産業機器部品を軽量化することができる。また、芯材を、高靭性および高耐食性を有する６０００系合金よりなる表層材で被覆しているので、産業機器部品の高靭性および高耐食性を保証することができる。
また、場合によっては、熱間鍛造後の複合材に機械加工を施すことにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることで、熱簡鍛造のみによって最終製品形状に成形しづらい複雑な構造の産業機器部品の製造を本発明の製造方法によって行うことが可能となる。
【００１８】
請求項４に係る産業機器部品の製造方法は、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いて円柱状の芯材を形成し、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いて前記芯材をその内部空間に嵌合する円筒状の表層材を形成した後に、請求項１に記載の産業機器部品を製造する産業機器部品の製造方法であって、前記芯材と前記表層材との嵌め合い寸法が、−０．０５〜０．４０ｍｍの範囲内であり、かつ、前記芯材の前記外周面の表面算術平均粗さＲａおよび前記表層材の内周面の表面算術平均粗さＲａが、それぞれ１〜３０μｍの範囲内となるように、前記芯材と前記表層材とを加工する加工工程と、前記芯材および前記表層材に均質化熱処理を施す均質化熱処理工程と、前記表層材で前記芯材を被覆するように嵌め合って複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施し、あるいは、熱間鍛造後の複合材をさらに機械加工することにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、この芯材を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、でなる産業機器部品を製造することができる。この産業機器部品は、非常に高強度を有する７０００系合金を芯材に用いているので、産業機器部品の強度を向上させることができる。
また、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、この芯材を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、を組み合わせて産業機器部品を製造したため、６０００系合金のみによって製造された従来の産業機器部品と同等の強度を得た場合であっても、質量を軽くすることができるので、産業機器部品を軽量化することができる。また、芯材を、高靭性および高耐食性を有する６０００系合金よりなる表層材で被覆しているので、産業機器部品の高靭性および高耐食性を保証することができる。
さらに、芯材と表層材との嵌め合い寸法を、−０．０５〜０．４０ｍｍの範囲内とすることで、芯材と表層材とが嵌め合いやすくなり、かつ、嵌め合い後に、芯材と表層材の間に空気が入りにくくすることができるので、酸化皮膜の形成を防止することができる。
またさらに、表面算術平均粗さＲａを１〜３０μｍの範囲内とすることで、表層材に芯材を挿入しやすくなり、また、鍛造工程を良好に行うことができる。
また、場合によっては、熱間鍛造後の複合材に機械加工を施すことにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることで、熱簡鍛造のみによって最終製品形状に成形しづらい複雑な構造の産業機器部品の製造を本発明の製造方法によって行うことが可能となる。
【００２０】
請求項５に係る産業機器部品の製造方法は、請求項３または請求項４に記載の産業機器部品の製造方法において、最終製品形状に成形して前記産業機器部品とした後に、当該産業機器部品の表面の全部が、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金によって形成されている場合は、当該鍛造品にＴ６の調質処理を施し、当該産業機器部品の表面の一部が、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金によって形成されている場合は、当該鍛造品にＴ７の調質処理を施す調質工程を行うことを特徴とする。
【００２１】
これによれば、鍛造品の表面の材質に適した調質処理を行うことで、産業機器部品の品質をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る産業機器部品は、軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を有する。
本発明に係る産業機器部品の製造方法によれば、軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を有する産業機器部品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る産業機器部品であるＩ字リンク（自動車部品）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る産業機器部品であるＩ字リンク（自動車部品）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側断面図である。
【図３】本発明の第一または第二実施形態に係る産業機器部品であるＩ字リンクの製造方法における鍛造工程を説明するための概念図である。
【図４】（ａ）は、図３においてＡを選択したときに得られる複合材の側断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の複合材を鍛造して最終製品形状とする様子を示す概念図である。
【図５】（ａ）は、図３においてＢを選択したときに得られる複合材の側断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の複合材を鍛造して最終製品形状とする様子を示す概念図である。
【図６】本発明の第一または第二実施形態に係るＩ字リンクの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第三実施形態に係る産業機器部品であるドアビーム（自動車部品）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側断面図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係る産業機器部品であるバンパー（自動車部品）の全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側断面図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係る産業機器部品であるバンパー（自動車部品）の製造方法を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の第五実施形態に係る産業機器部品である電車の軸箱（輸送機器部品）の全体構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第五実施形態に係る産業機器部品である電車の軸箱の製造方法において用いられる複合材の側断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の複合材を鍛造して得られる軸箱（最終製品形状）の側断面図である。
【図１２】本発明の第六実施形態に係る産業機器部品であるターボ分子ポンプのロータ（真空ポンプ部品）の全体構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第六実施形態に係る産業機器部品であるターボ分子ポンプのロータの製造方法における鍛造工程を説明するための概念図である。
【図１４】引張強度試験を実施した場合の、荷重−変位曲線を示した図である。
【図１５】複合腐食試験を実施した場合の、腐食深さ、腐食量と腐食サイクルとの関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の産業機器部品およびその製造方法について説明する。
ここで、産業機器部品とは、ロアーアーム、アッパーアーム等の各種アーム、ナックル、アッパーリンク、ロアーリンク等の各種リンクやバンパーやドアビーム等の自動車部品やターボ分子ポンプ等の真空ポンプを構成するロータ等の部品、また、列車の軸箱等や、航空機の脚部品等の輸送機器部品等をいう。本発明の産業機器部品の製造方法は、前記したような産業機器部品の製造に適用することができるが、アッパーリンク、ロアーリンク等の平面視でＩ字状のリンク（自動車部品）の製造に特に適用しやすい。
【００２５】
［第一実施形態］
以下、第一実施形態に係る産業機器部品について図１を用いて詳細に説明する。なお、以下では、第一実施形態に係る産業機器部品の一例として平面視でＩ字状のリンク１Ａ（自動車部品）を例にとって説明する。
【００２６】
まず、リンク（自動車部品）１Ａの構造について説明する。
リンク１Ａは、図１（ａ）に示すように、直線状のアーム部２ａと、アーム部２ａの両端に設けられた円筒状のブッシュ挿入部３ａ、３ａとを主に有して構成されている。ブッシュ挿入部３ａの貫通孔３ａ1には、ブッシュ３０が圧入されるようになっており、リンク１Ａは、ブッシュ３０を介して、車体（図示せず）に支持されている。
なお、ブッシュ３０は、リンク１Ａと車体（図示せず）との接続点に用いられるものであり、例えば、小径の金属製の円筒状部材と、この小径の金属製の円筒状部材の外側に配置されるゴム製の円筒状部材と、このゴム製の円筒状部材の外側に配置される大径の金属製の円筒状部材と、でなる。このブッシュ３０は、プレス加工などによって、ブッシュ挿入部３ａに圧入される。
【００２７】
このリンク１Ａは、図１（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金（以下、単に「７０００系合金」ともいう。）でなる芯材１１と、この芯材１１の一部または全部を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金（以下、単に「６０００系合金」ともいう。）でなる表層材１２と、により形成されている。
第一実施形態では、芯材１１は、一部が、表層材１２に被覆されており、一部が、露出している。具体的には、リンク１Ａの長さ方向における一方および他方の端部、つまり、ブッシュ挿入部３ａ、３ａの外側の端部と、ブッシュ挿入部３ａの貫通孔３ａ1の表面から芯材１１が露出している。
【００２８】
芯材１１は、リンク１Ａの芯となるものであり、第一実施形態では、リンク１Ａのアーム部２ａとブッシュ挿入部３ａを形成している。
ここで、芯材１１は、例えば、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０５０合金、同７０７５合金、同７Ｎ０１合金などにより形成することができるが、なかでも、同７０５０合金を用いると、強度をより向上させることができるため、より好ましい。
【００２９】
表層材１２は、芯材１１を被覆するものであり、高靭性および高耐食性を有するＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金でなる。
【００３０】
ここで、表層材１２は、例えば、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６００３合金、同６１０６合金、同６０６１合金、同６０６３合金、同６１１１合金、同６１５１合金、同６Ｎ０１合金により形成することができるが、なかでも、同６０６１合金を用いると、リンク１Ａの耐食性をより向上させることができるため、より好ましい。
【００３１】
なお、ここでは、芯材１１を被覆する表層材１２は、厚さが、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となっている。
一般的な自動車部品の市場回収品の腐食深さ調査では、１０年１０万ｋｍ走行車で腐食量が約４００μｍという結果が得られている。近年では、自動車の性能がより向上しており、前記調査結果における使用期間・走行距離よりも、さらに長期間・長距離の使用に耐えうるようになっている。このため、自動車部品も、さらに長期間・長距離の使用に耐えうるように設計することが好ましい。そして、前記調査結果に照らせば、例えば、２０年２０万ｋｍ走行車では、腐食量が約８００μｍとなると想定される。
【００３２】
これに鑑みると、表層材１２の厚さを１．０ｍｍより小さくすると、厚さが小さすぎてしまい、経年により腐食が進んだ場合に、芯材１１が露出してしまうおそれがあるため好ましくない。その一方で、表層材１２の厚さを２．０ｍｍより大きくすると、求められる厚さを大きく超えてしまい、その分、リンク１Ａの重量が大きくなってしまうため好ましくない。
以上から、芯材１１を被覆する表層材１２の厚さを１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすると、経年により腐食が進んだとしても、芯材１１を表層材１２で確実に保護することができ、かつ、リンク１Ａを軽量化することができる。
【００３３】
＜産業機器部品の製造方法＞
次に、本発明に係る産業機器部品の製造方法について、前記した第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法を例にとって、図３〜図６および適宜図１を参照して説明する。
第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法は、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いた芯材の一部または全部をＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いた表層材で覆って複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施して最終製品形状に成形して自動車部品とすることを基本概念とする。具体的には、第一実施形態に係るリンク１Ａは、次の二つの方法によって製造することができる。
【００３４】
まず、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法は、溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２と、加工工程Ｓ３と、均質化熱処理工程Ｓ４と、鍛造工程Ｓ５とを行うものである。なお、以下に説明する溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２と、加工工程Ｓ３と、均質化熱処理工程Ｓ４では、芯材１１と表層材１２のいずれの処理を先に行っても良いし、平行して行っても良い。また、加工工程Ｓ３と均質化熱処理工程Ｓ４は、いずれを先に行っても良い。
【００３５】
（溶解工程Ｓ１）
溶解工程Ｓ１は、化学成分の含有量を所定範囲に限定したアルミニウム合金を溶解して溶湯とする工程である。
この溶解工程Ｓ１では、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を溶解して溶湯とする。また、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を溶解して溶湯とする。
【００３６】
（鋳造工程Ｓ２）
鋳造工程Ｓ２は、アルミニウム合金溶湯を鋳造して鋳塊とする工程である。ここでは、７０００系合金の溶湯を鋳造して所定の形状の鋳塊とする。また、６０００系合金の溶湯を鋳造して、７０００系合金でなる鋳塊を被覆する形状の鋳塊とする。なお、鋳造方法は、連続鋳造法、半連続鋳造法（ＤＣ鋳造法）、ホットトップ鋳造法などの通常の溶解鋳造法を適宜選択する。
【００３７】
具体的には、鋳造工程Ｓ２は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、所定の形状の鋳塊とする。また、６０００系合金の溶湯を鋳造して、所定の形状の鋳塊とする。
例えば、鋳造工程Ｓ２は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱棒状の鋳塊（以下、「第一鋳塊」ともいう）とする。また、鋳造工程Ｓ２は、６０００系合金の溶湯を鋳造して、長さ寸法が、第一鋳塊よりも大きい円筒棒状であって、第一鋳塊の表面のうち、周面を被覆する形状の鋳塊（以下、「第二鋳塊」ともいう）とする。なお、第一鋳塊および第二鋳塊の形状は、これに限られるものではなく、適宜変更可能である。例えば第一鋳塊を、矩形状の柱体とし、第二鋳塊を、第一鋳塊を被覆する形状の筒体としてもよい。
また例えば、鋳造工程Ｓ２は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱状の第一鋳塊とし、６０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱状の第二鋳塊としてもよい。この場合、加工工程Ｓ３によって、第二鋳塊を円筒棒状に加工する。
【００３８】
（加工工程Ｓ３）
加工工程Ｓ３は、第一鋳塊および第二鋳塊を、所定の寸法（径寸法および長さ寸法）で所定の表面算術平均粗さＲａとなるようにそれぞれ機械加工し、図３においてＡで示すような第一加工部材１１ａおよび図３に示す第二加工部材１２ａとする工程である。
この加工工程Ｓ３では、第二鋳塊を所定の長さに切断し、さらに、外表面および内表面を切削することによって外径および内径を所定の寸法および所定の表面算術平均粗さＲａとなるように調整し、第二加工部材１２ａとする。また、第一鋳塊を、第二鋳塊の長さ寸法と略同等となるように切断し、さらに、外表面を切削することによって外径を所定の寸法および所定の表面算術平均粗さＲａとなるように調整し、第一加工部材１１ａとする。
【００３９】
ここで、第一加工部材１１ａと第二加工部材１２ａの寸法の関係および表面算術平均粗さＲａについて述べる。第一加工部材１１ａは、後記する鍛造工程Ｓ５で第二加工部材１２ａの円筒状の空間に収容される。このとき、第一加工部材１１ａを第二加工部材１２ａの円筒状の空間に挿入することが可能であり、かつ、第一加工部材１１ａの外周部分と第二加工部材１２ａの内周部分の隙間に空気が入らないようにすることが必要である。第一加工部材１１ａの外周部分と第二加工部材１２ａの内周部分の隙間に空気が入ってしまうと、酸化被膜が形成されてしまい、後記する鍛造工程Ｓ５において、固相接合しにくくなるためである。
【００４０】
これらを考慮し、図３においてＡで示すように、第一加工部材１１ａの外径をａとし、第二加工部材１２ａの内径をｂとしたときに、嵌め合い寸法ａ−ｂが−０．０５ｍｍ〜０．４０ｍｍとなるように第一加工部材１１ａの外径寸法と第二加工部材１２ａの内径寸法を調整する。ａ−ｂが−０．０５ｍｍ未満であると、第一加工部材１１ａの外周部分と第二加工部材１２ａの内周部分の隙間が大きくなりすぎて空気が入ってしまう一方で、嵌め合い寸法ａ−ｂが０．４０ｍｍ以上であると、第一加工部材１１ａを第二加工部材１２ａの円筒状の空間に挿入できなくなるためである。
【００４１】
また、第一加工部材１１ａの外周面の表面算術平均粗さＲａおよび第二加工部材１２ａの内周面の表面算術平均粗さＲａを、それぞれ１〜３０μｍとする。これによれば、第一加工部材１１ａに第二加工部材１２ａを挿入することが可能であり、かつ、後記する鍛造工程Ｓ５において固相接合を良好に行うことが可能となる。
【００４２】
（均質化熱処理工程Ｓ４）
均質化熱処理工程Ｓ４は、加工工程Ｓ３によって得られた第一加工部材１１ａと第二加工部材１２ａに対し、特定の条件で均質化熱処理を施す工程である。
均質化熱処理工程Ｓ４は、例えば、第一加工部材１１ａをＪＩＳＨ４１４０に規定の７０７５合金、あるいは、７０５０合金で作製した場合、保持温度を、固相線温度の−１００℃〜固相線温度まで昇温し、この保持温度で２３〜２５時間保持した後冷却して均質化熱処理をする。
また、例えば、第二加工部材１２ａを、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０６１合金で作製した場合、保持温度４５０〜５０５℃まで昇温し、この保持温度で４時間保持した後冷却して均質化熱処理をする。または、保持温度５０６〜５３０℃まで昇温し、この保持温度で１５〜１７時間保持した後冷却して均質化熱処理する。なお、冷却する際は、後記する鍛造工程に備えて、例えば室温まで冷却する。
【００４３】
（鍛造工程Ｓ５）
鍛造工程Ｓ５は、複合材２１Ａに、通常行われるメカニカルプレスによる鍛造や油圧プレスによる鍛造などにより、所定の熱間鍛造を行う工程である。
まず、鍛造工程Ｓ５を行う準備として、第一加工部材１１ａおよび第二加工部材１２ａを所定の配置関係となるように配置する。ここでは、第二加工部材１２ａにより、第一加工部材１１ａを被覆するように配置する。具体的には、まず、図３においてＡで示すように、円筒状の第二加工部材１２ａの内部に第一加工部材１１ａを挿入する。これにより、第一加工部材１１ａの周面が、第二加工部材１２ａにより被覆される。以下では、このようにして得られた部材を複合材２１Ａという。なお、第一実施形態では、図３においてＡで示すように、第一加工部材１１ａの長さ寸法と、第二加工部材１２ａの長さ寸法を略同等としているので、得られた複合材２１Ａは、図４（ａ）に示すように、第一加工部材１１ａの端面と、第二加工部材１２ａの端面とが略面一となっている。
【００４４】
鍛造工程Ｓ５において、一回当りの鍛造の加工歪みを複合材２１Ａに均一に加えやすく、加工率や加工歪みを調整しやすい油圧プレスによる鍛造を行うとより好ましい。鍛造工程Ｓ５では、複合材２１Ａを３５０℃〜４６０℃で加熱して、鍛錬比３以上で鍛造加工し、自動車部品の最終製品形状（ニアネットシェイプ）を成形する。
ここで、鍛錬比とは、鍛造前の複合材２１Ａの垂直断面積ｓと鍛造後の複合材２１Ａの垂直断面積ｓ´との比の値ｓ／ｓ´を示すものである。つまり、ここでは、鍛造前の複合材２１Ａの垂直断面積ｓが、鍛造後の複合材２１Ａの垂直断面積ｓ´の３倍以上となるように、複合材２１Ａを鍛造加工する。
鍛造工程Ｓ５において、加熱温度が３５０℃未満であると、固相拡散させにくくなる一方、４６０℃を超えると、７０００系合金（７０５１合金）で形成した第一加工部材１１ａが熱で溶解してしまうおそれがあるためである。また、鍛錬比３以上で鍛造加工することで、６０００系合金と７０００系合金の固相拡散が良好に促進され、その結果、芯材１１と表層材１２との固相接合を良好に行うことができる。
【００４５】
熱間鍛造は、所定の熱間鍛造開始温度および熱間鍛造終了温度の条件で、連続して複数回の鍛造（例えば、荒鍛造、中間鍛造、仕上げ鍛造等）を行っても良い。この場合、最初の鍛造の開始温度が、熱間鍛造開始温度に相当し、最後の鍛造の終了温度が、熱間鍛造終了温度に相当する。また、熱間鍛造後、再加熱し、再度熱間鍛造を行っても良い。
鍛造工程Ｓ５では、図４（ｂ）に示すように、複合材２１Ａを、図１（ａ）に示すような最終製品形状のリンク１Ａに鍛造する。
【００４６】
以上の工程を実施することにより、第一実施形態に係るリンク１Ａが得られるが、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法は、さらに調質工程Ｓ６を含んでいても良い。
【００４７】
（調質工程Ｓ６）
調質工程Ｓ６は、鍛造工程Ｓ５によって得られたリンク１Ａに対し、リンク１Ａとして、より高強度、高靭性および高耐食性を得るために、Ｔ６またはＴ７の調質処理を施す工程である。Ｔ６は、溶体化処理および焼入後、最大強さを得る時効処理を行う調質処理である。また、Ｔ７は、溶体化処理および焼入後、最大強さを得る時効処理を超えて過剰時効処理（過時効処理）を行う調質処理である。
【００４８】
調質工程Ｓ６は、リンク１Ａの表面の全部が、表層材１２によって形成されている場合、つまり、芯材１１の全部が表層材１２によって被覆されている場合は、リンク１ＡにＴ６の調質処理を施し、一方、リンク１Ａの表面の一部が、芯材１１によって形成されている場合、つまり、芯材１１の一部が露出している場合は、リンク１ＡにＴ７の調質処理を施すこととする。芯材１１が表層材１２に完全に被覆されている場合には、より高い強度を得るためにＴ６の調質処理を施すことが望ましく、一方、芯材１１の一部が露出している場合には、リンク１Ａの高耐食性を保証するためにＴ７の調質処理を施すことが望ましいためである。
【００４９】
第一実施形態では、芯材１１の一部が露出しているため、Ｔ６の調質処理を施すこととする。
溶体化処理は、空気炉、誘導加熱炉または硝石炉などを適宜用い、通常行われる焼入温度および保持時間で行うことができる。なお、溶体化処理後の焼入温度は、水中、温湯への冷却処理により行うことが好ましい。時効処理は、空気炉、誘導加熱炉またはオイルバスなどを適宜用い、通常行われる方法により実施される。
なお、鍛造品に対し、調質処理の前後に、リンク１Ａとして望ましい機械加工や表面処理が適宜施されてもよい。
【００５０】
以上説明したような製造方法により得られる第一実施形態に係るリンク１Ａによれば、非常に高強度を有する７０００系合金により形成した芯材１１と、この芯材１１の表面を被覆する高靭性および高耐食性を有する６０００系合金により形成した表層材１２と、を組み合わせて形成されているので、軽量であり、かつ、高強度、高靭性および高耐食性を保証することができる。
つまり、リンク１Ａは、非常に高強度を有する７０００系合金により形成した芯材１１を有するため、６０００系合金のみによって製造された従来のリンク同等の強度を得た場合であっても、質量を小さくすることができ、その結果、軽量化することができる。また、リンク１Ａは、芯材１１が、高靭性および高耐食性を有する６０００系合金により形成した表層材１２により被覆されており、リンク１Ａの表面が、主に表層材１２により形成されることとなるため、高靭性および高耐食性を保証することができる。
【００５１】
ここで、第一実施形態に係るリンク１Ａは、前記したように、リンク１Ａの両端面と、ブッシュ挿入部３ａの貫通孔３ａ1の表面から芯材１１が露出している。しかし、貫通孔３ａ1には、前記したように、ブッシュ３０が圧入されるので貫通孔３ａ1の表面が露出しない。このため、リンク１Ａの耐食性の低下を防止することができる。また、調質工程Ｓ６により、リンク１Ａの耐食性を向上させることができるので、リンク１Ａの高耐食性を保証することができる。
【００５２】
また、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法によれば、簡素な構成で、高強度、高靭性および耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を保証したリンク（自動車部品）１Ａを製造することができる。
【００５３】
［第二実施形態］
以下、第二実施形態に係る産業機器部品について図２を用いて詳細に説明する。なお、以下では、第二実施形態に係る産業機器部品の一例として平面視でＩ字状のリンク１Ｂ（自動車部品）を例にとって説明する。なお、第二実施形態に係るリンク１Ｂは、第一実施形態に係るリンク１Ａと構造が異なるのみである。つまり、第一実施形態に係るリンク１Ａと第二実施形態に係るリンク１Ｂとは、前者が、表面から芯材１１が一部露出しているのに対し、後者は、表面の全部が表層材１２で覆われている点で相違するのみである。このため、その他の共通する構成については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５４】
＜自動車部品の構造＞
まず、リンク（自動車部品）１Ｂの構造について説明する。
リンク１Ｂは、図２（ａ）に示すように、直線状のアーム部２ｂと、アーム部２ｂの両端に設けられた円筒状のブッシュ挿入部３ｂ、３ｂとを主に有して構成されている。ブッシュ挿入部３ｂの貫通孔３ｂ1には、ブッシュ３０が圧入されるようになっており、リンク１Ｂは、ブッシュ３０を介して、車体（図示せず）に支持されている。
【００５５】
このリンク１Ｂは、図２（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金（以下、単に「７０００系合金」ともいう。）でなる表層材１２と、により形成されている。第二実施形態のリンク１Ｂは、芯材１１の表面の全部が、表層材１２により被覆されており、リンク１Ｂの表面は表層材１２のみで形成されている。
また、ここでは、アーム部２ｂにおいて、芯材１１を被覆する表層材１２は、厚さが、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となっている。アーム部２ｂにおいて、芯材１１を被覆する表層材１２の厚さを、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることにより、経年により腐食が進んだとしても、芯材１１を表層材１２で確実に保護することができ、かつ、リンク１Ｂを軽量化することができる。
【００５６】
＜産業機器部品の製造方法＞
次に、本発明の産業機器部品の製造方法について、前記した第二実施形態に係るリンク１Ａの製造方法を例にとって、図３、図５、図６および適宜図２を参照して説明する。
第二実施形態に係るリンク１Ｂの製造方法は、図６に示すように、溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２１と、加工工程Ｓ３１と、均質化熱処理工程Ｓ４１と、鍛造工程Ｓ５とを行うものである。
第二実施形態に係るリンク１Ｂの製造方法は、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法に対し、鋳造工程と、加工工程と、均質化熱処理工程の内容が異なるため、その他の、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法と共通する工程については、同一の符号を用い適宜説明を省略する。以下、各工程について詳細に説明する。なお、溶解工程Ｓ１と、鋳造工程Ｓ２１と、加工工程Ｓ３１と、均質化熱処理工程Ｓ４１では、芯材１１と表層材１２のいずれの処理を先に行っても良いし、同時に行っても良い。また、加工工程Ｓ３１と均質化熱処理工程Ｓ４１は、いずれを先に行っても良い。
【００５７】
（鋳造工程Ｓ２１）
鋳造工程Ｓ２１は、アルミニウム合金溶湯を鋳造して鋳塊とする工程である。鋳造方法は、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法と同様である。
具体的には、鋳造工程Ｓ２１は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、所定の形状の鋳塊とする。また、６０００系合金の溶湯を鋳造して、所定の形状の鋳塊とする。
例えば、鋳造工程Ｓ２１は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱棒状の鋳塊（以下、「第一鋳塊」ともいう）とする。また、鋳造工程Ｓ２は、６０００系合金の溶湯を鋳造して、内径が、第一鋳塊の径よりも若干大きく、長さ寸法が、第一鋳塊よりも大きい円筒棒状であって、第一鋳塊の表面のうち、周面を被覆する形状の鋳塊（以下、「第二鋳塊」ともいう）とする。鋳造工程Ｓ２１は、さらに、６０００系合金の溶湯を鋳造して第一鋳塊と略同等の径を有し、第一鋳塊の表面のうち、端面を被覆する形状の円柱状の第二鋳塊とする。なお、第一鋳塊および第二鋳塊の形状は、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法と同様に適宜変更可能である。
また例えば、鋳造工程Ｓ２は、７０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱状の第一鋳塊とし、６０００系合金の溶湯を鋳造して、円柱状の第二鋳塊としてもよい。この場合、加工工程Ｓ３によって、第二鋳塊を円筒棒状に加工する。
【００５８】
（加工工程Ｓ３１）
加工工程Ｓ３１は、第一鋳塊、第一鋳塊の周面を被覆する形状の第二鋳塊および第一鋳塊の端面を被覆する形状の第二鋳塊を、所定の径寸法および長さ寸法となるように機械加工し、図３においてＢで示すような第一加工部材１１ｂおよび第二加工部材１２ａおよび第二加工部材１２ｂ、１２ｂとする工程である。
この加工工程Ｓ３１では、第一鋳塊の周面を被覆する形状の第二鋳塊を所定の長さ寸法に加工し、さらに、外表面および内表面を切削することによって外径および内径を所定の寸法に調整して、第二加工部材１２ａとする。
また、第一鋳塊を、第二加工部材１２ａの長さ寸法よりも短い長さ寸法に加工し、さらに、外表面を切削することによって外径を所定の寸法に調整して、第一加工部材１１ｂとする。
【００５９】
さらに、第一鋳塊の周面を被覆する形状の第二鋳塊を、第一加工部材１１ｂと合わせた長さ寸法が、第二加工部材１２ａの長さ寸法と略同等となる長さ寸法に加工し、さらに、２つに切断する。そして、外表面を切削することによって外径を所定の寸法に調整して、第二加工部材１２ｂ、１２ｂとする。
【００６０】
（均質化熱処理工程Ｓ４１）
均質化熱処理工程Ｓ４１は、機械加工された第一加工部材１１ｂと第二加工部材１２ａおよび第二加工部材１２ｂ、１２ｂに対し、特定の条件で均質化熱処理を施す工程である。
均質化熱処理工程Ｓ４１は、例えば、第一加工部材１１ａをＪＩＳＨ４１４０に規定の７０７５合金、あるいは、７０５０合金で作製した場合、保持温度を、固相線温度の−１００℃〜固相線温度まで昇温し、この保持温度で２３〜２５時間保持した後冷却して均質化熱処理をする。
また、例えば、第二加工部材１２ａ、第二加工部材１２ｂ、１２ｂを、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０６１合金で作製した場合、保持温度４５０〜５０５℃まで昇温し、この保持温度で４時間保持した後冷却して均質化熱処理をする。または、保持温度５０６〜５３０℃まで昇温し、この保持温度で１５〜１７時間保持した後冷却して均質化熱処理する。なお、冷却する際は、後記する鍛造工程に備えて、例えば室温まで冷却する。
【００６１】
（鍛造工程Ｓ５）
まず、鍛造工程Ｓ５を行う準備として、第一加工部材１１ａおよび第二加工部材１２ａを所定の位置に配置する。
ここでは、第二加工部材１２ａおよび第二加工部材１２ｂ、１２ｂにより、第一加工部材１１ｂを被覆するように配置する。具体的には、まず、図３においてＢで示すように、第二加工部材１２ａの円筒状の内部に第一加工部材１１ｂを挿入し、第一加工部材１１ｂの長さ方向の略中央部の位置が、第二加工部材１２ａの長さ方向の中央部の位置と合うように第一加工部材１１ｂを配置する。次に、この第一加工部材１１ｂを一方の端部側と他方の端部側から挟むように、第二加工部材１２ａの一端側と他端側から第二加工部材１２ｂ、１２ｂを第二加工部材１２ａの内部に配置する。これにより、第一加工部材１１ｂの周面が、第二加工部材１２ａにより被覆され、第一加工部材１１ｂの長さ方向における一方の端部と他方の端部が、第二加工部材１２ｂ、１２ｂにより被覆される。以下では、このようにして得られた部材を複合材２１Ｂという。なお、第一実施形態では、第二加工部材１２ａの長さと、第一加工部材１１ｂおよび第二加工部材１２ｂ、１２ｂとを合わせた長さが略同等となるようにそれぞれの部材を形成したため、得られた複合材２１Ｂは、図５（ａ）に示すように、第二加工部材１２ａの端面と、第二加工部材１２ｂ、１２ｂの端面とが略面一となっている。
【００６２】
そして、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法の場合と同様に、図５（ｂ）に示すように、複合材２１Ｂに対して鍛造を行い、図２（ａ）に示すような最終製品形状（リンク１Ｂ）に鍛造する。これにより、第二実施形態に係るリンク１Ｂが得られる。なお、第一実施形態に係るリンク１Ａの製造方法の場合と同様に、鍛造工程Ｓ５の後に調質工程Ｓ６を行っても良い。また、この調質工程Ｓ９の前後に、リンク１Ｂとしてより望ましい機械加工や表面処理などを適宜施しても良い。
以上の工程を実施することにより、第二実施形態に係るリンク１Ｂが得られる。
【００６３】
以上説明したような製造方法により得られる第二実施形態に係るリンク１Ｂは、前記したように、芯材１１の表面の全部が、表層材１２で被覆されているので、第一実施形態に係るリンク１Ａよりもさらに、耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を保証することができる。
【００６４】
また、本発明の産業機器部品の製造方法によれば、高強度、高靭性および耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を保証した産業機器部品を製造することができる。
本発明の産業機器部品の製造方法により、例えば、ロアーアーム、アッパーアーム等の各種アーム、ナックル、アッパーリンク、ロアーリンクやバンパーやドアビーム等の自動車部品、真空ポンプ部品、電車の軸箱や航空機の脚部品を製造することができる。本発明の産業機器部品の製造方法は、特に、アッパーリンクやロアーリンク等の平面視でＩ字状のリンク（自動車部品）の製造に好適である。
【００６５】
なお、前記した実施形態では、第一加工部材１１ａ、第二加工部材１２ａ、１２ｂを、鋳造工程Ｓ２（Ｓ２１）によって鋳造したが、これに限られるものではなく、６０００系合金を押出加工することで、第一または第二実施形態に示す円柱状の第一加工部材１１ａを製造し、７０００系合金を押出加工することで、第一または第二実施形態に示す円筒状の第二加工部材１２ａや第二実施形態に示す円柱状の第二加工部材１２ｂを製造してもよい。
【００６６】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る産業機器部品について、図７を参照して詳しく説明する。第三実施形態に係る産業機器部品は、自動車のドアビーム（自動車部品）である。
＜ドアビームの構造＞
ドアビーム１Ｃは、図７（ａ）に示すように、車体の側面衝突から乗員を守るためにドア内部に装着される、耐衝撃吸収性能を有する補強部材である。ドアビーム１Ｃは、図７（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金でなる表層材１２と、により形成されている。例えば、芯材１１を７０５０合金とし、表層材１２を６０６１合金とすることができる。なお、芯材１１を被覆する表層材１２は、厚さが、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となっている。芯材１１を被覆する表層材１２の厚さを、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることにより、経年により腐食が進んだとしても、芯材１１を表層材１２で確実に保護することができ、かつ、ドアビーム１Ｃを軽量化することができる。なお、芯材１１と表層材１２の厚みは、これに限られるものではなく、最終製品であるドアビーム１Ｃに求められる強度等に応じて適宜設定することができる。
【００６７】
このようなドアビーム１Ｃは、前記したリンク１Ａまたは１Ｂの製造方法を用いて製造することができる。例えば、前記したリンク１Ａの製造方法において用いた、第二加工部材１２ａの円筒状の内部に第一加工部材１１ｂを挿入してなる複合材２１Ａを、鍛造工程Ｓ５によって図７（ｂ）に示すように鍛造してドアビーム１Ｃの最終製品形状を得る。その他の製造過程は、リンク１Ａの製造方法と同様である。なお、ドアビーム１Ｃを、リンク１Ａの製造方法によって製造すると、両端部から芯材１１の一部が露出することになるが、この両端部は、車両のドア１００に接して取り付けられるため、ほとんど空気に触れない。このため、ドアビーム１Ｃの両端部から芯材１１の一部が露出していても、耐応力腐食割れ性等の耐食性（耐久性）に影響を与えない。このようにして得られたドアビーム１Ｃは、軽量であり、かつ、高強度、高靭性、高耐食性を有する。
【００６８】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る産業機器部品について、図８および図９を参照して詳しく説明する。第四実施形態に係る産業機器部品は、自動車のバンパー（自動車部品）である。
バンパー１Ｄは、例えば、図８（ａ）に示すように、車両１１０の前端に備えられ、衝突時に車体、乗員、積み荷を保護すると共に、衝突した相手に与える損傷を小さくするための略棒状の緩衝部材である。バンパー１Ｄは、例えば、図８（ｂ）に示すように、略棒状に形成され、その両端部が車体の前端の形状に沿って屈曲している。このバンパー１Ｄは、図８（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金でなる表層材１２と、により形成されている。芯材１１と表層材１２の厚みは、前記した第三実施形態において説明した具体例と同様としてもよいし、最終製品であるバンパー１Ｄに求められる強度等に応じて適宜設定することができる。
【００６９】
次に、図８（ｂ）に示したバンパー１Ｄの製造方法の一例を、図９を参照して説明する。
例えば、リンク１Ａの製造方法において説明した鋳造工程Ｓ２により、第一鋳塊と、第二鋳塊とを製造し、同加工工程Ｓ３により、第一鋳塊を側面視ロ字状の筒体である第一加工部材１１ｃとし、第二鋳塊を側面視ロ字状の筒体である第二加工部材１２ｃとする。このとき、第一加工部材１１ｃの外壁部分の横幅をａ１、縦幅をａ２とし、第二加工部材１２ｃの内壁部分の横幅をｂ１、縦幅をｂ２としたときに嵌め合い寸法ａ１−ｂ１、ａ２−ｂ２が、それぞれ−０．０５ｍｍ〜０．４０ｍｍとなるように、第一加工部材１１ｃの外表面と、第二加工部材１２ｃの内表面を切削して、第一加工部材１１ｃの寸法と、第二加工部材１２ｃの寸法とを調整する。そして、第二加工部材１２ｃの矩形状の空間の内部に第一加工部材１１ｃを挿入して複合材２１Ｃとする。この複合材２１Ｃを、図９（ａ）左図に示すように、上下に２つ重ねた状態で、いわゆる押出加工を施して複合材２１Ｃ，２１Ｃ同士を接合する。例えば、複合材２１Ｃ，２１Ｃの第一加工部材１１ｃ、１１ｃのそれぞれの空洞の内部にこの空洞の寸法と略同寸法の角柱状の中子（図示せず）をそれぞれ挿入し、この状態で上下に重なった状態の複合材２１Ｃ，２１Ｃの上下方向から圧力をかけて複合材２１Ｃ，２１Ｃを押し出すことによって、複合材２１Ｃ，２１Ｃ同士を接合し、図９（ａ）右図に示すような内部構造を有するバンパー１Ｄの最終製品形状が得られる。なお、前記した押出加工方法は、あくまでも一例であり、適宜設定することができる。
【００７０】
また例えば、前記した複合材２１Ｃにおける、第一加工部材１１ｃの表面を覆う第二加工部材１２ｃの四辺のうちの一辺を、切削等の機械加工により、第一加工部材１１ｃの一辺が露出するまで除去して、図９（ｂ）左図に示すような複合材２１Ｄとする。このような複合材２１Ｄは、第一加工部材１１ｃと、第一加工部材１１ｃの三辺を覆う凹字状の第二加工部材１２ｄと、を有している。このような複合材２１Ｄを、露出した第一加工部材１１ｃの一辺側が向き合って当接するように上下に２つ配置した状態で、いわゆる押出加工を施して複合材２１Ｄ，２１Ｄ同士を接合し、図９（ｂ）右図に示すような内部構造を有するバンパー１Ｄの最終製品形状を得る。なお、押出加工方法は、適宜設定することができる。
【００７１】
さらに例えば、例えば、リンク１Ａの製造方法において説明した鋳造工程Ｓ２により、第一鋳塊と、第二鋳塊とを製造し、同加工工程Ｓ３により、第一鋳塊を、図９（ｃ）左図に示すような、側面視「日」字状の筒体である第一加工部材１１ｅとし、第二鋳塊を、図９（ｃ）中図に示すような、側面視ロ字状の筒体である第二加工部材１２ｅとする。このとき、第一加工部材１１ｅの外壁部分の横幅をａ３、縦幅をａ４とし、第二加工部材１２ｅの内壁部分の横幅をｂ３、縦幅をｂ４としたときに嵌め合い寸法ａ３−ｂ３、ａ４−ｂ４が、それぞれ−０．０５ｍｍ〜０．４０ｍｍとなるように、第一加工部材１１ｅの外表面と、第二加工部材１２ｅの内表面を切削して、第一加工部材１１ｅの寸法と、第二加工部材１２ｅの寸法とを調整する。そして、第二加工部材１２ｅの矩形状の空間の内部に第一加工部材１１ｅを挿入して複合材２１Ｅとする。
そして、複合材２１Ｅにいわゆる押出加工を施して、図９（ｃ）右図に示すような内部構造を有するバンパー１Ｄの最終製品形状を得る。なお、押出加工方法は、適宜設定することができる。
【００７２】
図９（ａ）〜（ｃ）に示した例によれば、バンパー１Ｄは、両端部を除き、芯材１１の表面が表層材１２で被覆されることになるので、耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を有する。このようにして得られたバンパー１Ｄは、軽量であり、かつ、高強度、高靭性、高耐食性を有する。
なお、例えば、図９（ａ）〜（ｃ）に示した例で、前記した複合材２１Ｂのように、第一加工部材の表面の全てを第二加工部材で覆った複合材を用いてバンパー１Ｄを製造すると、芯材１１の表面の全部が、表層材１２で被覆されるので、さらに耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を有するバンパー１Ｄを製造することができる。
【００７３】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態に係る産業機器部品について、図１０および図１１を参照して詳しく説明する。第五実施形態に係る産業機器部品は、電車の軸箱（輸送機器部品）である。
軸箱１Ｅは、電車の車軸（図示せず）を支持するものであり、図１０に示すように、円筒部５０と、この円筒部５０の周囲に突出して設けられ、ボルト（図示せず）を介して車両本体（図示せず）に取り付けられる取り付け部５１、５１とを主に有して構成される。この取り付け部５１、５１は、表面に、ボルト（図示せず）を挿通するための複数の貫通孔５１ａを有している。
【００７４】
軸箱１Ｅは、図１１（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金（以下、単に「７０００系合金」ともいう。）でなる表層材１２と、により形成されている。芯材１１と表層材１２の厚みは、前記した第三実施形態において説明した具体例と同様としてもよいし、最終製品である軸箱１Ｅに求められる強度等に応じて適宜設定することができる。
【００７５】
このような軸箱１Ｅは、例えば、前記したリンク１Ｂの製造方法を用いて製造することができる。
例えば、図１１（ａ）に示すように、第二加工部材１２ａの円筒状の内部に第一加工部材１１ｂを挿入し、この第一加工部材１１ｂを一方の端部側と他方の端部側から挟むように、第二加工部材１２ａの一端側と他端側から第二加工部材１２ｂ、１２ｂを第二加工部材１２ａの内部に配置して形成した複合材２１Ｂを鍛造し、軸箱１Ｅの外形をかたどった素形材を形成する。そして、この素形材に対し、さらに切削等の機械加工を施し、円筒部５０を形成すると共に、取り付け部５１、５１の表面に複数の貫通孔５１ａ（図１０参照）を形成し、図１１（ｂ）に示すような軸箱１Ｅの最終製品形状を得る。
なお、リンク１Ｂの製造方法を用いると、図１１（ｂ）に示すように、芯材１１の表面の全部が、表層材１２で被覆されるので、耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を有する軸箱１Ｅを製造することができる。このようにして得られた軸箱１Ｅは、軽量であり、かつ、高強度、高靭性、高耐食性を有する。
【００７６】
［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態に係る産業機器部品について、図１２および図１３を参照して詳しく説明する。第六実施形態に係る産業機器部品は、真空ポンプに用いられる部品である。ここでは、真空ポンプに用いられる部品として、ターボ分子ポンプのロータを例にとって説明する。
【００７７】
まず、ターボ分子ポンプの構造について図１２を参照して説明する。ターボ分子ポンプ６０は、機械式真空ポンプの一種で、金属製の動翼を持った回転体であるロータ１Ｆが高速回転し、気体分子を弾き飛ばすことによりガスを排気するポンプであり、図１１において破線で示す円筒状のケーシング６１内に、ケーシング６１の軸心に沿って設けられる円柱体６２と、この円柱体６２の表面から突出して設けられる動翼（回転翼）６３と、を有してなるロータ１Ｆを有している。
【００７８】
動翼６３は、ロータ１Ｆの回転軸方向に沿って所定間隔で複数段形成されている。また、上下に並んだ動翼６３、６３の間には、ケーシング６１の内壁表面から動翼６３方向に突出して、所定間隔で複数段形成された静翼６４が介在している。この動翼６３と静翼６４とにより、ターボ分子ポンプ６０のタービン翼段が構成されている。なお、ここでは図示を省略するが、ケーシング６１内のタービン翼段の後段（紙面下方）には、ドラッグポンプ段が設けられる。そして、ケーシング６１の上端部分に設けられた図示しない吸気口からガスが吸入され、このガスが、タービン翼段およびドラッグポンプ段（図示せず）の順に送られ、ケーシング６１の下端部付近に設けられた廃棄口６５からターボ分子ポンプ６０外へと排出されるようになっている。
【００７９】
次に、ターボ分子ポンプ６０のロータ１Ｆの構造について、図１３を参照して説明する。
ロータ１Ｆは、図１３（ｂ）に示すように、ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金でなる芯材１１と、この芯材１１を被覆する、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金（以下、単に「７０００系合金」ともいう。）でなる表層材１２と、により形成されている。より詳しくは、ロータ１Ｆは、円柱体６２が芯材１１で形成され、この円柱体６２の周囲に取り付けられる動翼６３が、表層材１２により形成されている。例えば、芯材１１を７０５０合金とし、表層材１２を、６０６１合金とすることができる。芯材１１と表層材１２の厚みは、前記した第三実施形態において説明した具体例と同様としてもよいし、最終製品であるロータ１Ｆに求められる強度等に応じて適宜設定することができる。
【００８０】
このようなロータ１Ｆは、例えば、リンク１Ｂの製造方法を用いて製造することができる。つまり、リンク１Ｂの製造方法において説明した鋳造工程Ｓ２により、第一鋳塊と、第二鋳塊とを製造し、同加工工程Ｓ３により、第一鋳塊を、円柱体の第一加工部材１１ｆとし、第二鋳塊を、円筒状の第二加工部材１２ｆと、円柱状の第二加工部材１２ｇとする。このとき、第一加工部材１１ｆの外径をａ５とし、第二加工部材１２ｆの内径をｂ５としたときに嵌め合い寸法ａ５−ｂ５が、−０．０５ｍｍ〜０．４０ｍｍとなるように、第一加工部材１１ｆの外表面と、第二加工部材１２ｆの内表面を切削して、第一加工部材１１ｆの外径寸法と、第二加工部材１２ｆの内径寸法とを調整する。
ここで、第一加工部材１１ｆは、第二加工部材１２ｆよりも高さが低く、第二加工部材１２ｆの円筒状の内部の径と略同等か若干小さい径を有するものとする。また、第二加工部材１２ｇは、高さが、第一加工部材１１ｆの上端面から第二加工部材１２ｆの上端面までの高さと略同等であり、径が、第二加工部材１２ｆの円筒状の内部の径と略同等か若干小さい径を有するものとする。
【００８１】
ここで、ロータ１Ｆは縦長の形状であるため、図１３（ａ）に示すように、第一加工部材１１ｆ、第二加工部材１２ｆ、１２ｇを立てて配置する。具体的には、図１３（ａ）に示すように、第二加工部材１２ｆの円筒状の内部に、円柱状の第一加工部材１１ｆを挿入する。このとき、第一加工部材１１ｆの下端面が、第二加工部材１２ｆの下端面と略面一となるように、第一加工部材１１ｆを配置する。そして、このように配置した第一加工部材１１ｆの上方から第二加工部材１２ｇを第二加工部材１２ｆ内に挿入すると、第二加工部材１２ｇの上端面が第二加工部材１２ｆの上端面と略面一となる。このようにして、略円柱状の複合材２１Ｆを形成する。
【００８２】
そして、この複合材２１Ｆを、鍛造工程Ｓ５において鍛造し、図１３（ｂ）に破線で示すようなロータ１Ｆのおおよその外形をかたどった素形材７０とする。そして、この素形材７０に対しさらに、切削等の機械加工を施して、図１３（ｂ）において実線で示すロータ１Ｆの最終製品形状とする。
【００８３】
このようにして得られたロータ１Ｆは、芯材１１で形成した円柱体６２の側面の一部が、表層材１２で形成した動翼６３で覆われているため、耐応力腐食割れ性等の高い耐食性（耐久性）を保証することができる。また、このようにして得られたロータ１Ｆは、軽量であり、かつ、高強度、高靭性、高耐食性を有する。
なお、図１３（ｂ）に示すように、本実施形態では、ロータ１Ｆの円柱体６２の上端側の表面を７０００系合金で形成しているが、これに限られず、円柱体６２の上端側の表面を、６０００系合金で被覆してもよい。これによれば、より高い耐食性（耐久性）を保証することができる。
【００８４】
以上、各実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、産業機器部品を航空機の脚部品としてもよい。
【実施例】
【００８５】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で適当に変更を加えて実施することも可能である。
【００８６】
（実施例１）
まず、７０５０合金および６０６１合金を溶解・脱ガス処理し、通常行われる連続鋳造法により円柱状の鋳塊に鋳造した。
その後、機械加工により、７０５０合金鋳造材を外径１１５ｍｍに面削し、長さ３２０ｍｍに切断した。また、６０６１合金鋳造材を外径１４３ｍｍ、内径１１５ｍｍに面削加工して長さ３２０ｍｍに切断した。
さらに、加工後の６０６１合金鋳造材を保持温度５００℃まで昇温し、４時間保持した後、冷却して均質化熱処理をして第二加工部材とした。また、加工後の７０５０合金鋳造材を、保持温度４５０℃まで昇温し、２４時間保持した後、さらに保持温度４７５℃まで昇温し、１６時間保持した後冷却して均質化熱処理をして第一加工部材とした。
そして、第二加工部材の内部に第一加工部材を配置して、第二加工部材で第一加工部材の外周面を被覆するように配置して複合材とし、この複合材に対し、メカニカルプレスを用いて６３００ｔのプレスで熱間鍛造を行い鍛造品とした。そして、この鍛造品に、Ｔ７調質処理を施し、実施例１の平面視でＩ字状のリンク（図１参照）を作製した。
【００８７】
（比較例１）
まず、６０６１合金を溶解、脱ガス処理し、通常行われる連続鋳造法により円柱状の鋳塊とした。
また、機械加工により、６０６１合金鋳造材を外径１４３ｍｍに面削して長さ３２０ｍｍに切断し、保持温度５００℃まで昇温し、４時間保持した後、冷却して均質化熱処理をし、さらに、メカニカルプレスを用いた熱間鍛造を行った。
【００８８】
（比較例２）
まず、７０５０合金を溶解、脱ガス処理し、通常行われる連続鋳造法により円柱状の鋳塊とした。
また、機械加工により、７０５０合金鋳造材を外径１４３ｍｍに面削して長さ３２０ｍｍに切断し、保持温度４５０℃まで昇温し、２４時間保持した後、保持温度４７５℃まで昇温し、１６時間保持した後冷却して均質化熱処理をし、さらに、メカニカルプレスを用いた熱間鍛造を行った。
【００８９】
なお、熱間鍛造は、各複合材を、室温から鍛造開始温度まで昇温し、直ちに出炉し、鍛造開始温度を確認した後、最終製品形状（ここでは、Ｉ字リンク）に鍛造した。鍛造は、途中再加熱なしに連続して３回行った。鍛造終了後、直ちに、鍛造品の温度（鍛造終了温度）を測定し、その後、鍛造品を室温まで放冷却した。
【００９０】
（Ｔ６調質処理条件）
Ｔ６調質処理の溶体化処理は、鍛造品を約４７７℃で３時間保持後、６０℃の冷水中で焼入を行った。焼入後は、冷水中でそのまま１０分間浸漬し、その後、直ちに高温時効処理を行った。高温時効処理条件は、１２１℃で２３時間とした。
（Ｔ７調質処理条件）
Ｔ７調質処理の溶体化処理は、鍛造品を４７７℃で３時間保持後、６０℃の冷水中で焼入を行った。焼入後は、冷水中でそのまま１０分間浸漬し、その後、直ちに過剰時効処理を行った。過剰時効処理条件は、１２１℃で６時間後、１７７℃で７時間の２段時効により実施した。
【００９１】
そして、実施例１および比較例１、２の鍛造品について、引張強度、質量、耐食性について評価した。
【００９２】
（引張強度）
実施例１および比較例１、２のリンクのブッシュ挿入部に、それぞれブッシュを圧入した状態で引張強度試験を行った。まず、ブッシュ挿入部に径方向外側の外力を入力したときの、ブッシュ変位量と入力荷重を測定した。そして、測定結果を元に、図１４に示す荷重−変位曲線を作成し、降伏強度と引張強度（最大強度）を算出した。引張強度（最大強度）を算出した結果を表１に示す。
【００９３】
【表１】
【００９４】
（質量）
実施例１および比較例１、２のリンクの質量を測定した。そして、比較例１（現行材（６０６１合金材））の質量を１００％としたときの、実施例１および比較例２の質量を算出した。その結果を表１に示す。
【００９５】
（耐食性）
実施例１および比較例１、２のリンクのブッシュ挿入部に、それぞれブッシュを挿入し、これらのリンクを複合腐食試験機に投入して耐食性試験を行った。試験方法は、ＪＡＳＯＭ６０９−９１の定めるところにより実施した。リンク表面からの腐食深さをミクロ観察により測定した。ここで、図１５に示すのは、一般的な低耐食性および高耐食性それぞれの、腐食深さ、腐食量と腐食サイクルとの関係をグラフにまとめたものである。
【００９６】
そして、現行材（６０６１合金材）を基準とし、相対評価とした。その結果を、表１に示す。なお、耐食性が特に優れているものを耐食性「◎」と評価し、耐食性に優れているものを耐食性「○」と評価し、耐食性に劣っているものを耐食性「×」と評価した。
【００９７】
表１に示すように、本発明の特許請求の範囲を満足する実施例１は、比較例１、２に比して質量を軽くした場合であっても、高い引張強度および高い耐食性が得られることが確認された。
【００９８】
これに対し、本発明の特許請求の範囲外の製造条件で製造された比較例１は、引張強度が、実施例１に比して劣っていることが確認された。また、比較例１は、実施例１に比して質量が大きく、軽量化の点でも実施例１に比して劣っていることが確認された。また、本発明の特許請求の範囲外の製造条件で製造された比較例２は、耐食性が、実施例１に比して著しく劣ることが確認された。
【符号の説明】
【００９９】
１Ａ、１Ｂ リンク（自動車部品）
１Ｃ ドアビーム（自動車部品）
１Ｄ バンパー（自動車部品）
１Ｅ 軸箱（輸送機器部品）
１Ｆ ロータ（真空ポンプ部品）
２ａ、２ｂ アーム部
３ａ、３ｂ ブッシュ挿入部
３ａ1、３ｂ1 貫通孔
１１ 芯材
１２ 表層材
１１ａ〜１１ｆ 第一加工部材
１２ａ〜１２ｇ 第二加工部材
２１Ａ〜２１Ｆ 複合材
３０ ブッシュ
Ｓ１ 溶解工程
Ｓ２、Ｓ２１ 鋳造工程
Ｓ３、Ｓ３１ 加工工程
Ｓ４、Ｓ４１ 均質化熱処理工程
Ｓ５ 鍛造工程
Ｓ６ 調質工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、
前記芯材の一部または全部を覆う、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、でなることを特徴とする産業機器部品。
【請求項２】
前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金が、６０６１合金であり、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金が、７０５０合金であることを特徴とする請求項１に記載の産業機器部品。
【請求項３】
ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いた芯材の一部または全部をＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いた表層材で覆って複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施して最終製品形状に成形し、あるいは、熱間鍛造後の複合材をさらに機械加工することにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることを特徴とする産業機器部品の製造方法。
【請求項４】
ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いて円柱状の芯材を形成し、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いて前記芯材をその内部空間に嵌合する円筒状の表層材を形成した後に、請求項１に記載の産業機器部品を製造する産業機器部品の製造方法であって、
前記芯材と前記表層材との嵌め合い寸法が、−０．０５〜０．４０ｍｍの範囲内であり、かつ、前記芯材の前記周面の表面算術平均粗さＲａおよび前記表層材の内周面の表面算術平均粗さＲａが、それぞれ１〜３０μｍの範囲内となるように、前記芯材と前記表層材とを加工する加工工程と、
前記芯材および前記表層材に均質化熱処理を施す均質化熱処理工程と、
前記表層材に前記芯材を嵌合して複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施し、最終製品形状に成形し、あるいは、熱間鍛造後の複合材をさらに機械加工することにより最終製品形状に成形し、前記産業機器部品とする鍛造工程とを行うことを特徴とする産業機器部品の製造方法。
【請求項５】
最終製品形状に成形して前記産業機器部品とした後に、当該産業機器部品の表面の全部が、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金によって形成されている場合は、当該鍛造品にＴ６の調質処理を施し、当該産業機器部品の表面の一部が、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金によって形成されている場合は、当該鍛造品にＴ７の調質処理を施す調質工程を行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の産業機器部品の製造方法。
【請求項１】
ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金で形成した芯材と、
前記芯材の一部または全部を覆う、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金で形成した表層材と、でなることを特徴とする産業機器部品。
【請求項２】
前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金が、６０６１合金であり、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金が、７０５０合金であることを特徴とする請求項１に記載の産業機器部品。
【請求項３】
ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いた芯材の一部または全部をＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いた表層材で覆って複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施して最終製品形状に成形し、あるいは、熱間鍛造後の複合材をさらに機械加工することにより最終製品形状に成形し、産業機器部品とすることを特徴とする産業機器部品の製造方法。
【請求項４】
ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金を用いて円柱状の芯材を形成し、ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金を用いて前記芯材をその内部空間に嵌合する円筒状の表層材を形成した後に、請求項１に記載の産業機器部品を製造する産業機器部品の製造方法であって、
前記芯材と前記表層材との嵌め合い寸法が、−０．０５〜０．４０ｍｍの範囲内であり、かつ、前記芯材の前記周面の表面算術平均粗さＲａおよび前記表層材の内周面の表面算術平均粗さＲａが、それぞれ１〜３０μｍの範囲内となるように、前記芯材と前記表層材とを加工する加工工程と、
前記芯材および前記表層材に均質化熱処理を施す均質化熱処理工程と、
前記表層材に前記芯材を嵌合して複合材とし、この複合材に熱間鍛造を施し、最終製品形状に成形し、あるいは、熱間鍛造後の複合材をさらに機械加工することにより最終製品形状に成形し、前記産業機器部品とする鍛造工程とを行うことを特徴とする産業機器部品の製造方法。
【請求項５】
最終製品形状に成形して前記産業機器部品とした後に、当該産業機器部品の表面の全部が、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の６０００系合金によって形成されている場合は、当該鍛造品にＴ６の調質処理を施し、当該産業機器部品の表面の一部が、前記ＪＩＳＨ４１４０に規定の７０００系合金によって形成されている場合は、当該鍛造品にＴ７の調質処理を施す調質工程を行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の産業機器部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−９１２０２（Ｐ２０１２−９１２０２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０５５８（Ｐ２０１０−２４０５５８）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（５９１０８１０５５）神鋼メタルプロダクツ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（５９１０８１０５５）神鋼メタルプロダクツ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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