[发明专利]疲劳强度和切削性优良的耐磨损性铝合金挤压件

说明书

技术领域

本发明涉及切削性和疲劳强度均优良的耐磨损用的铝合金挤压件。

背景技术

在将铝合金挤压件用于汽车等的制动部件等的场合，要求所组装的滑动部件的耐磨损性，但是，在许多情况下，伴随该要求必须要求高的切削加工精度、敛缝加工精度。

对比如汽车用防抱死制动系统(antilock brake system)所采用的促动器(actuator)主体部件(ABS主体)，或横向滑移防止装置所采用的电子稳定控制(ESC)主体部件等，采用下述加工方式，即将驱动缸部分、液压回路槽等进行切削加工，在组装部件后进行敛缝加工。

于是，近年来，不仅要求强度，还要求滑动部件的耐磨损性、对复杂的加工形状的切削性，而且还要求对于敛缝部的工作油等的耐压性和对反复载荷具有高的疲劳强度。

但是，在过去，在用于这种部件的铝合金挤压件中，Si颗粒、Fe颗粒分散于金属组织中，为使耐磨损性和切削性同时成立的部件，疲劳强度不充分。

特别是，近年来伴随汽车的重量的减轻，还要求ABS主体的整体尺寸、重量的进一步减小，但是，没有尽可能对应于该要求的铝合金挤压件。

比如，在专利文献1中，公开有切削性和耐腐蚀性优良的耐磨损用的铝合金挤压件，但是，其敛缝性和疲劳强度等尚不充分。

专利文献1：日本第3886270号专利公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种疲劳强度和切削性优良的耐磨损性铝合金挤压件。

本发明的耐磨损性铝合金挤压件的特征在于，其采用下述的疲劳强度和切削性优良的铝合金，该铝合金按照质量％计，包含Si：3.0～8.0％、Mg：0.1～0.5％、Cu：0.01～0.5％、Zr：0.1～0.5％、Fe：0.4～0.9％，另外包含Mn：0.01～0.5％、Cr：0.01～0.5％、Ti：0.01～0.1％中的一种或两种以上，剩余物由Al和不可避免的杂质构成。

在过去，人们知道，如果添加少量的Zr、Mn、Cr成分，则挤压件的晶体颗粒细微化。

但是，作为本发明具体探讨的结果，仅仅通过晶体颗粒的细微化，疲劳强度无法按照期待的程度提高。

于是，具体地对Zr、Mn、Cr各成分的影响进行比较探讨，作为Mn和Cr并不那么被认可，仅仅Zr而被充分认可，作为效果，显然，如果添加规定量的Zr则金属组织中的Si颗粒会细微化。

其结果是，可抑制疲劳传播，疲劳强度得到提高。

于是，平均Si颗粒直径优选在20μm以下，挤压件的晶粒的平均粒径优选在30μm以下。

下面对本发明的控制成分范围的理由进行说明。

(Si和Mg成分)

对于Si成分，其目的不但在于通过析出Mg成分和Mg₂Si而获得熟化硬化的强度，而且在于确保金属组织中的Si颗粒的耐磨损性。

于是，为了确保强度，必须要求添加Mg成分，但是，由于Si的一部分通过Mg形成Mg₂Si，故有助于耐磨损性的Si颗粒会大大受到Mg的添加量的影响。

如果考虑到这些因素，从强度方面说，Mg的成分最低必须在0.1％以上，为了提高强度，可设定在0.3％以上。

如果Mg成分过多，则敛缝性降低，挤压性也降低，由此，可在0.5％以下，最好在0.45％以下。

在像这样设定Mg成分范围的场合，Si成分必须在3.0％以上，为了确保稳定的耐磨损性，Si成分最好在4.1～6.1％的范围内。

另外，如果在金属组织中，存在大量的硬质的细微的Si颗粒，则从以该Si颗粒为起点，切屑分散的效果来说，在8.0％以下为好。

但是，由于Si颗粒构成疲劳龟裂的起点，故像后述的那样，必须进行细微化处理。

(Cu成分)

Cu成分对于确保敛缝性，并且提高强度来说是有效的，Cu按照某种程度固溶，由此通过该固溶效果，强度提高，并且切削性也提高。

如果考虑这些效果，必须在0.01％以上，如果Cu添加量多，由于容易产生电位差腐蚀，故Cu成分可在0.50％以下，最好Cu在0.10～0.20％的范围内。

特别是最好，上限可在0.14％以下。

(Fe成分)

如果添加Fe成分，则Fe颗粒分散于晶粒边界处，以该Fe颗粒为起点使切屑破损，由此，切削性提高。

为了获得该效果，Fe成分可在0.40％以上，如果超过0.9％，则Fe颗粒过多地析出于晶粒边界处，这样，材料的粘性小，敛缝性降低。