锻造方法与流程

本发明涉及锻造方法。

背景技术：

在近些年的机动车开发中，为了提高燃料利用率，轻量且高强度的构件的开发不断进展。例如，在专利文献1中，公开有为了实现锻造件的高强度化而通过温锻来制造铝合金制的锻造件的技术(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-137284号公报

发明要解决的课题

然而，若在温热下的锻造后将锻造件直接放置，则在车辆的使用环境下锻造件有可能老化，硬度不稳定而发生变化。

技术实现要素：

因此，本发明的课题在于，提供一种使锻造件高强度化且抑制使用环境下的硬度的降低的锻造方法。

用于解决课题的方案

作为用于解决上述课题的方案，本发明涉及一种锻造方法，其特征在于，包括：将固溶处理后的金属制的工件在再结晶温度以下进行温锻的温锻工序；以及在所述温锻工序之后，以与制造后的使用环境温度同等程度或其以上的温度对工件人工地预先施加时效的人工时效工序。

在此，温锻是指在被加热的状态且金属制的工件的组织发生再结晶的温度(再结晶温度)以下的状态下，利用模具来对工件进行锻造成型。

根据这样的结构，通过人工时效下的析出强化，能够使锻造件(工件)高强度化，且同时抑制制造后的使用中的硬度变化，因此不容易发生锻造件的老化。

另外，在所述温锻工序中，优选的是，使温锻前后的等效塑性应变为0.1～2.5。

在此，锻造前后的等效塑性应变通过例如cae(ccomputeraidedengineering)分析来计算。

而且，在所述温锻工序中，优选的是，使温锻前后的等效塑性应变为0.4～2.1。

发明效果

根据本发明，能够提供一种使锻造件高强度化且抑制使用环境下的老化的锻造方法。

附图说明

图1是本实施方式的锻造方法的工序图。

图2是表示作为本实施方式的锻造方法中的工件的一例的横拉杆的图，(a)表示切断后，(b)表示冷锻(预成形)后，(c)表示温锻后，(d)表示切飞边后。

图3是等效塑性应变0.42的工件的显微镜照片。

图4是等效塑性应变1.39的工件的显微镜照片。

图5是等效塑性应变2.07的工件的显微镜照片。

图6是等效塑性应变2.66的工件的显微镜照片。

图7是表示本实施方式的锻造方法的一效果的图表，示出了压下率与伸长率的关系。

图8是表示本实施方式的锻造方法的一效果的图表，示出了应变与抗拉强度的关系。

图9是表示本实施方式的锻造方法的一效果的图表。

图10是表示本实施方式的锻造方法的一效果的图表，示出了使用时间与硬度的关系。

图11是表示比较例的锻造方法的一效果的图表，示出了使用时间与硬度的关系。

具体实施方式

参照图1～图11，来说明本发明的一实施方式。

如图1所示，本实施方式的锻造方法包括：通过温锻对工件10进行成型的温锻工序(s105)；对温锻后的工件10人工地预先施加时效，以使锻造件高强度化且使产品在车辆使用环境下等不老化的人工时效工序(s106)。在此，例示出工件10为铝合金制的情况。

另外，在此，如图2所示，例示出工件10为对转向节进行转向的大致棒状的横拉杆的情况，该转向节将车轮支承为旋转自如。因此，制造的工件10(横拉杆)具备外嵌于转向节的球关节的半球壳状的凸起部11、与致动器侧的杆连结的圆棒状的轴部12、以及在凸起部11与轴部12之间形成的颈部13。

在工件10中，轴部12、凸起部11、颈部13的外径大致依次变小。并且，对于它们的等效塑性应变而言，以应变前(锻造前)的工件10为基准，轴部12的等效塑性应变(0.2等)、凸起部13的等效塑性应变(0.9等)、颈部11的等效塑性应变(2.2等)依次变大(参照图9)。

<切断工序、s101>

在工序s101中，从铝合金制的原材料切出适当大小的工件10(参照图2(a))。

<冷锻工序、s102>

在工序s102中，对切出的工件10进行冷锻而进行预成形(参照图2(b))。冷锻是指在铝合金的再结晶温度以下且低温(例如常温(约25℃)以下)下对工件10进行锻造。

<固溶工序、s103>

在工序s103中，对冷锻后的工件10进行固溶处理。具体而言，使用适当的炉具将工件10加热到固溶处理温度(例如540℃)，使合金成分固溶于工件10而容易时效析出，并且排除冷锻引起的应变。

<温热加热工序、s104>

在工序s104中，将固溶处理后的工件10加热到用于进行温锻的温热温度。温热加热温度设定为常温以上且再结晶温度以下。具体而言，在本实施方式中，工件10为铝合金制，因此温热加热温度设定为例如100℃～再结晶温度以下。

<温锻工序、s105>

在工序s105中，对加热到温热温度(再结晶温度以下)的工件10进行温锻(参照图2(c))。

在温锻中，锻造方向(压缩方向)上的工件10的等效塑性应变设定为0.1～2.5的通常范围。

这是因为当等效塑性应变比2.5高时，制造后的工件10的抗拉强度降低的缘故。该情况是由于当等效塑性应变比2.5高时，通过锻造而生成的位错组织的一部分晶胞(cell)化(再结晶化的过程)的缘故(参照图6)。

在此，如图8所示，优选等效塑性应变为0.1～2.1这样的合适范围(参照图3、图4、图5)。而且，优选等效塑性应变为0.4～2.1这样的最佳范围。这是因为抗拉强度会良好地升高的缘故。

如图8所示，成为如下关系：当等效塑性应变变大时，工件10中的位错的密度逐渐变高，抗拉强度也逐渐变高。

如图7所示，成为当等效塑性应变变大时，制造后的工件10的伸长率(％)变小的倾向。需要说明的是，当伸长率变小时，工件10的韧性变低，工件10变脆。需要说明的是，常见的铝合金的热锻件的抗拉强度的范围约为“285～385mpa，在本发明中，可知即使等效塑性应变为0.1附近，也具有通常的铝合金的热锻的上限值附近的抗拉强度(参照图8)。

<人工时效工序、s106>

在工序s106中，对温锻后的工件10施加人工时效。具体而言，以规定人工时效温度、规定人工时效时间对工件10人工地预先施加时效，以实现高强度化且使产品(工件10)在制造后的使用中不老化。

规定人工时效温度设定为与制造后的产品(工件10)所暴露的使用环境温度同等程度或其以上的温度。这是因为，由此能够减少制造后的使用中的产品(工件10)的老化的缘故。例如，在制造后的产品(工件10)为横拉杆的情况下，规定人工时效温度设定为150～200℃(参照图10)。

规定人工时效时间预先通过试验等来求出，设定为在制造后不会老化的范围内尽量短的时间。

<切飞边(去飞边)工序>

在工序s107中，对人工时效后的工件10进行切飞边(去飞边)(参照图2(d))。具体而言，将因温锻形成的工件10的飞边14切除。

<精加工工序>

在工序s108中，对切飞边后的工件10进行精加工处理。具体而言，例如对工件10的表面进行研磨、清洗。

根据这样的锻造方法，在温锻后对工件10施加人工时效，从而能够提高工件10的硬度(参照图9)。即，由于对工件10施加了人工时效，因此在制造后的使用中，产品(工件10)的硬度不变化，不会降低(参照图10)。

与此相对，在温锻后不施加人工时效而直接使用的情况下，存在如下情况：在产品(工件10)的使用中发生老化，产品的硬度不稳定而发生变化(图9的比较例、参照图11)。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限定于此，可自由地适当变更。

在上述的实施方式中，例示了工件10为铝合金制的构件的结构，但也可以是其他种类的金属的结构。

符号说明：

10工件

11凸起部

12轴部

13颈部

14凸起部