高强度铝合金及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高强度铝合金，其用于至少在外观特性和耐应力腐蚀开裂性这两 方面受到重视的部位中。
【背景技术】
[0002] 作为在至少在强度特性及外观特性受到重视的体育用具、输送设备、机械部件及 其他用途上使用的材料，越来越多地采用铝合金。由于在这些用途中要求耐久性，期望使用 屈服强度在350MPa以上的高强度铝合金。作为在强度特性和外观特性这两方面受到重视的 用途上使用的铝合金，例如提出了在专利文献1中记载的铝合金挤压材料。
[0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献
[0005] 专利文献1日本特开2012-246555号公报
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的问题
[0007] 专利文献1所示的7000系铝合金，若进行时效处理的T6处理，则存在容易发生应力 腐蚀开裂的问题。并且，作为其对策，若进行过时效处理，则存在虽然能够改善耐应力腐蚀 开裂性，但是强度会变低的问题。
[0008] 这样，例如在专利文献1中记载的以往的7000系铝合金，虽然具有高屈服强度，但 是不能说得到了针对应力腐蚀开裂性的对策。因此，这些合金，并不适合于在腐蚀环境下经 常负荷应力的状态下长时间使用的用途。
[0009] 本发明，是鉴于以上背景而进行的研发，目的在于提供一种阳极氧化处理后的表 面品质及耐应力腐蚀开裂性优异的高强度铝合金及其制造方法。
[0010] 解决问题的手段
[0011] 本发明的一个实施方式在于提供一种高强度铝合金，其特征在于，在施加阳极氧 化处理的高强度铝合金中，具有以下化学成分：以质量％计，含有5.0%以上7.0%以下的 Zn、超过2.2%且在3.0%以下的]\%、0.01%以上0.10%以下的〇1、0.10%以下的21、0.02% 以下的Cr、0.30%以下的Fe、0.30%以下的5丨、0.02%以下的]?11、0.001%以上0.05%以下的 Ti，余量由A1及不可避免的杂质组成，同时，Zn/Mg比为1.7以上3.1以下；
[0012] 其屈服强度为350MPa以上；
[0013]其金属组织由再结晶组织构成。
[0014] 本发明的另一个实施方式在于提供一种上述高强度铝合金的制造方法，是制造上 述高强度铝合金的方法，其特征在于，
[0015] 制造具有以下化学成分的铸块：以质量％计，含有5.0%以上7.0%以下的Zn、超过 2.2%且在3.0%以下的]\^、0.01%以上0.10%以下的〇1、0.10%以下的2匕0.02%以下的 0、0.30%以下的？6、0.30%以下的5丨、0.02%以下的]?11、0.001%以上0.05%以下的11，余 量由A1及不可避免的杂质组成，同时，Zn/Mg比为1.7以上3.1以下；
[0016] 进行将上述铸块以超过540°C且在580°C以下的温度加热1-24小时的均匀化处理； [0017]在将加工开始时的上述铸块的温度设置为440°C_560°C的状态下，对该铸块实施 热加工，作为延展材料；
[0018] 在该延展材料的温度为400°C以上的时候开始冷却，之后，在该延展材料的温度处 于400°C到150°C的范围内的时候进行将平均冷却速度控制在1°C/秒以上300°C/秒以下冷 却的急冷处理；
[0019] 通过该急冷处理或之后的冷却，将该延展材料的温度冷却至室温；
[0020] 之后，对该延展材料进行人工时效处理。
[0021] 发明效果
[0022] 上述高强度铝合金具有上述特定的化学成分，其屈服强度在350MPa以上，且其金 属组织由再结晶组织构成。由此，上述高强度铝合金，在具有高强度的同时，耐应力腐蚀开 裂性优异，并且阳极氧化处理后的表面品质优异，能够适宜地使用在重视强度特性、外观特 性及耐应力腐蚀开裂性的部位上。
[0023] 即，通过具有上述特定的化学成分，上述高强度铝合金能够确保优异的耐应力腐 蚀开裂特性，由此，即使在腐蚀环境下使用也能够发挥其优异的耐久性。
[0024]另外，上述高强度铝合金具有与上述以往的7000系铝合金材料同等以上的屈服强 度，即，具有350MPa以上的屈服强度。因此，可以比较容易地满足确保例如应对为了轻量化 而进行的薄壁化的强度特性等的强度要求。
[0025]另外，上述高强度铝合金，由于具有上述特定的化学成分，同时其金属组织由再结 晶组织构成，因此在阳极氧化处理后，能够抑制产生由纤维状组织导致的条纹状图案等，得 到良好的表面品质。
[0026]接着，在上述高强度错合金材料的制造方法中，根据上述特定的处理温度、处理时 间及处理顺序来制造上述高强度铝合金。因此，能够容易地得到上述优异的高强度铝合金。
【附图说明】
[0027] 图1是表示实施例1中的试样4的金属组织的附图代用照片。
[0028] 图2是表示实施例1中的试样A19的金属组织的附图代用照片。
【具体实施方式】
[0029] 上述高强度铝合金，具有以下化学成分：以质量％计，含有5.0%以上7.0%以下的 Zn、超过2.2%且在3.0%以下的]\%、0.01%以上0.10%以下的〇1、0.10%以下的21、0.02% 以下的Cr、0.30%以下的Fe、0.30%以下的5丨、0.02%以下的]?11、0.001%以上0.05%以下的 Ti，余量由A1及不可避免的杂质组成，同时，Zn/Mg比为1.7以上3.1以下。首先，对各元素的 含量范围的限定理由进行说明。
[0030] Ζη:5·0% 以上7.0% 以下
[0031] Ζη是在铝合金中通过与Mg共存而使II'相析出的元素。通过在含有Mg的同时含有 Zn，能够得到由析出强化导致的强度的提高。在Zn的含量在5.0%以下的情况下，由于τι'相 的析出量变少，因此提高强度的效果降低。因此，Ζη的含量以多于5.0%为宜，优选为5.2% 以上。另一方面，若Zn的含量超过7.0%，则耐应力腐蚀开裂性降低。因此，Zn的含量以7.0% 以下为宜，优选为6.8%以下。
[0032] Mg:超过2.2%且在3.0%以下
[0033] Mg是在铝合金中通过与Zn共存而使η'相析出的元素。通过在含有Zn的同时含有 Mg，能够得到由析出强化导致的强度的提高。在Mg的含量在2.2%以下的情况下，由于τι'相 的析出量变少，因此提高强度的效果降低。另一方面，若Mg的含量超过3.0%，则热加工性降 低，生产性降低，同时耐应力腐蚀开裂性降低。
[0034] Zn/Mg比：1.7以上3.1以下
[0035] Zn和Mg的含量分别在上述的限定范围内，并且必须按照上述Zn量/Mg量比的值在 1.7-3.1的范围内进行选择。
[0036] 在Zn/Mg比不足1.7的情况下，强度容易降低，另一方面，在超过3.1的情况下，耐应 力腐蚀开裂性降低。另外，Zn/Mg比是指Zn含量(质量％)/Mg含量(质量％)的值。
[0037] Cu:0.01% 以上0.10% 以下
[0038] Cu在使用再利用材料作为上述高强度铝合金材料的原料时有混入的可能性。在Cu 的含量超过0.10%的情况下，会成为化学研磨后的光泽降低、因阳极氧化处理导致的色调 向黄色变化等表面品质降低的原因，在Cu含量不足0.01%的情况下，耐应力腐蚀开裂性降 低。这样的耐应力腐蚀开裂性及表面品质的降低，可以通过将Cu的含量控制在0.01%以上 0.10%以下来避免。
[0039] Zr:0.10% 以下
[0040] 在Zr的含量超过0.10%的情况下，会抑制再结晶组织的生成，并且取而代之的，易 于生成纤维状组织。若存在上述纤维状组织，则在进行阳极氧化处理后，容易在表面出现上 述纤维状组织导致的条纹状图案，因此表面品质恐会降低。因此，Zr的含量为0.10%以下。 [0041 ] Cr:0.02% 以下
[0042]在含有0.02%以上的Cr的情况下，阳极氧化处理后的表面恐会带有黄色的色调。 这样的色调变化等导致的表面品质的降低，可以通过将Cr的含量限制在不足0.02%来抑