JP2003230970A - Aluminum alloy made rim in wheel for vehicle and manufacturing method thereof - Google Patents
Aluminum alloy made rim in wheel for vehicle and manufacturing method thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は、車両用ホイールにおけるアルミ
ニウム合金製リムとその製造方法に係り、特に、円筒形
に加工されたアルミニウム合金板材の両端突合せ部を摩
擦撹拌接合してなる管体を用いて得られる車両用ホイー
ルにおけるアルミニウム合金製リムと、それを有利に製
造する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy rim for a vehicle wheel and a method for manufacturing the rim, and more particularly, to a tubular body formed by friction stir welding of both ends of a cylindrical aluminum alloy plate material. The present invention relates to an aluminum alloy rim for a vehicle wheel to be obtained and a method for producing the rim advantageously.
【0002】[0002]
【背景技術】従来から、二輪乃至四輪自動車や起動車
両、起重機、自転車等の車両用ホイールの一種として、
アルミニウム合金製のリムを有し、このリムに対してデ
ィスクやスポーク等が一体的に設けられてなるホイール
が、知られている。このアルミニウム合金製リムは、軽
量性や成形性に優れているところから、かかるリムを有
する車両用ホイールが、特に、自動車用やバイク用、自
転車用のホイールとして、好適に使用されているのであ
る。BACKGROUND ART Conventionally, as a kind of wheels for vehicles such as two-wheeled or four-wheeled vehicles, start-up vehicles, hoists, and bicycles,
A wheel having a rim made of an aluminum alloy and discs, spokes, and the like integrally provided on the rim is known. Since this aluminum alloy rim is excellent in lightness and moldability, a vehicle wheel having such a rim is preferably used particularly as a wheel for automobiles, motorcycles, and bicycles. .
【0003】ところで、このような車両用ホイールにお
けるアルミニウム合金製リムは、一般に、先ず、優れた
強度を有する5000系アルミニウム合金よりなる板材
を円筒状にロール加工して、その周方向において突き合
わされる突合せ部を、MIG溶接、TIG溶接、フラッ
シュバット溶接、或いはDCバット溶接等にて溶接し、
一体化することにより管体を得、そして、この管体を目
的とする形状に成形加工することによって、製造されて
いるのであるが、この従来のアルミニウム合金製リムの
製造手法を採用する場合、リムを与えるアルミニウム合
金板材の突合せ部の接合が、材料を溶融せしめることか
らなる溶融溶接となるところから、かかる突合せ部の溶
接後に、溶接部に多量に生ずるバリを除去するための余
分な作業を行なわなければならず、また、場合によって
は、溶接部にブローホールや酸化物巻き込み等の溶接特
有の接合不良が発生する恐れさえもあったのである。By the way, the rim made of an aluminum alloy in such a vehicle wheel is generally manufactured by first rolling a plate material made of a 5000 series aluminum alloy having excellent strength into a cylindrical shape and abutting it in the circumferential direction. Weld the butt parts by MIG welding, TIG welding, flash butt welding, DC butt welding, etc.,
It is manufactured by obtaining a tubular body by integrating it, and molding this tubular body into a target shape.However, when adopting the conventional manufacturing method of an aluminum alloy rim, Since the joining of the butt portion of the aluminum alloy plate material that gives the rim is fusion welding consisting of melting the material, after the welding of such butt portion, extra work to remove a large amount of burr generated in the weld portion is required. This has to be done, and in some cases, there is a possibility that welding-specific joint defects such as blowholes and oxide entrainment may occur in the welded portion.
【0004】一方、近年では、材料を加熱溶融させずに
固相状態のままで接合せしめる固相接合の一種たる摩擦
撹拌接合が注目され、自動車用ホイールのリムを与える
アルミニウム合金板材の接合に、適用され始めてきてい
る。On the other hand, in recent years, attention has been paid to friction stir welding, which is a type of solid-state welding in which materials are joined in a solid state without being heated and melted, and for joining aluminum alloy sheet materials that give rims for automobile wheels, It is starting to be applied.
【0005】すなわち、この摩擦撹拌接合方式を利用し
たアルミニウム合金製リムの製造方法では、一般に、先
ず、円筒状にロール加工された5000系アルミニウム
合金の板材の突合せ部に対して、ロッド状の回転冶具に
先端に同心的に設けたピンを、かかる回転冶具と共に一
体的に回転させつつ差し込み、相対的に移動させること
により、摩擦熱を発生せしめて、その摩擦熱にて、突合
せ部を塑性加工可能な状態と為し、更にピンの高速回転
による撹拌作用にて、突合せ部の組織を入り交わらせ、
以て、それらの突合せ部を溶融せしめることなく接合せ
しめて、所定の管体を形成し、次いで、この管体に対し
て、接合部を円弧状に矯正する矯正加工を行ない、更に
必要に応じて、かかる管体を所定の形状に成形加工する
ことによって、目的とするリムを得るのである。That is, in the method for manufacturing an aluminum alloy rim using this friction stir welding method, generally, first, a rod-shaped rotation is made with respect to a butt portion of a 5000 series aluminum alloy plate material rolled into a cylindrical shape. A pin concentrically provided at the tip of the jig is inserted together with the rotating jig while rotating integrally, and relatively moved to generate friction heat, and the friction heat causes the butt portion to be plastically processed. In a possible state, the agitating action by the high-speed rotation of the pin allows the tissues of the abutting part to intermingle,
Then, the abutting portions are joined without being melted to form a predetermined pipe body, and then the pipe body is subjected to a straightening process for correcting the joint portion into an arc shape, and further if necessary. Then, the intended rim is obtained by forming the tubular body into a predetermined shape.
【0006】このような車両用ホイールにおけるアルミ
ニウム合金製リムの製造手法によれば、リムを与えるア
ルミニウム合金板材の突合せ部の接合の際に、突合せ部
が何等溶融せしめられることがないため、かかる突合せ
部を溶融溶接する場合とは異なって、バリや溶接特有の
接合不良の発生が解消され、しかも入熱が少なく、接合
部の強度低下や歪みが有利に抑制され得るのであり、そ
の結果として、優れた接合品質と強度を有するリムが、
高度な生産効率をもって、有利に製造され得ることとな
るのである。According to the method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel as described above, since the butt portion is not melted at the time of joining the butt portion of the aluminum alloy plate material giving the rim, the butt portion is not melted. Unlike the case of melt-welding the part, the occurrence of burrs and welding defects peculiar to welding are eliminated, and the heat input is small, and the strength reduction and distortion of the joint part can be advantageously suppressed, and as a result, A rim with excellent joining quality and strength,
It can be advantageously manufactured with high production efficiency.
【0007】ところが、かくの如き製造手法に従って製
造されたアルミニウム合金製リムにあっては、耐食性や
耐摩耗性を付与すること等を目的とした陽極酸化処理を
行なって、表面に陽極酸化被膜を形成すると、摩擦撹拌
接合にて形成された接合部と、かかる接合部以外の母材
部との間で色調差が現れることあり、そうなった場合に
は、その色調差によって著しい外観不良が生ずるといっ
た、商品価値の低下に直結する重大な問題が惹起される
こととなるのである。However, the aluminum alloy rim manufactured according to the manufacturing method as described above is subjected to an anodic oxidation treatment for the purpose of imparting corrosion resistance and wear resistance and the like, and an anodic oxide coating is formed on the surface. When formed, a difference in color tone may appear between the joint formed by friction stir welding and the base material other than the joint. In that case, the difference in color tone causes a remarkable appearance defect. As described above, a serious problem that directly leads to a decrease in product value is caused.
【0008】[0008]
【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述せる如き事
情を背景にして為されたものであって、その第一の解決
課題とするところは、5000系アルミニウム合金板材
の使用と摩擦撹拌接合による接合方式の採用とによっ
て、優れた接合品質と強度、更には高度な生産性が付与
された車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リム
において、陽極酸化被膜の形成に伴う接合部と母材部と
の間での色調差による外観不良の発生が効果的に解消乃
至は抑制され得るようにした新規な構造を提供すること
にある。また、本発明にあっては、そのような優れた特
徴を有する車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製
リムを有利に製造可能な手法を提供することを、その第
二の解決課題とするものである。The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the first problem to be solved is to use a 5000 series aluminum alloy sheet and friction stir welding. With the use of the joining method, the aluminum alloy rim of the wheel for vehicles, which has excellent joining quality and strength, as well as high productivity, is provided between the joining part and the base metal part due to the formation of the anodized film. It is an object of the present invention to provide a novel structure capable of effectively eliminating or suppressing the occurrence of a defective appearance due to the difference in color tone. Further, in the present invention, a second problem to be solved is to provide a method capable of advantageously manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel having such excellent characteristics.
【0009】[0009]
【解決手段】而して、本発明者等が、前記二つの課題を
解決するために、円筒状にロール加工された5000系
アルミニウム合金の板材の突合せ部を摩擦撹拌接合して
得られるリムのうち、陽極酸化被膜の形成により、接合
部と母材部との間で色調差が生じたものについて、様々
な面から検討を加えたところ、そのようなリムでは、接
合部における結晶粒の最大長さの平均値が極端に小さ
く、母材部における結晶粒の最大長さの平均値との間で
大きな開きがあることが判明したのであり、それは、摩
擦撹拌接合時に生ずる摩擦熱により、接合部が微細再結
晶組織となって、かかる接合部の結晶組織と母材部の結
晶組織との間で顕著な差異が生じたことに起因するもの
であると、推察したのである。In order to solve the above two problems, the inventors of the present invention have proposed a rim obtained by friction stir welding of abutting portions of a 5000 series aluminum alloy plate material rolled into a cylindrical shape. Among them, we examined from various aspects the color difference between the joint and the base metal due to the formation of the anodic oxide film. It was found that the average length was extremely small and there was a large difference between the average length of the crystal grains in the base metal and the average length, which was due to the friction heat generated during friction stir welding. It was speculated that this was caused by the fact that the portion became a fine recrystallized structure and a remarkable difference was generated between the crystal structure of the joint part and the crystal structure of the base material part.
【0010】そして、そのような推察に基づいて、本発
明者が更に鋭意研究を重ねた結果、リムの接合部と母材
部のそれぞれにおける結晶粒の最大長さの平均値を特定
の範囲内の値に制御して、それらのバラツキを抑えるこ
とによって、陽極酸化被膜の形成に伴う接合部と母材部
との間の色調差の発生を有利に解消し得ることを突き止
めたのであり、更に、そのような結晶粒の最大長さの平
均値を特定の範囲内の値に制御するには、接合部と母材
部とを、共に所定の温度以上で加熱することが有効であ
ることを、見出したのである。As a result of further intensive studies by the present inventor based on such an inference, the average value of the maximum lengths of the crystal grains in each of the joint portion of the rim and the base metal portion falls within a specific range. It was found that the occurrence of a color tone difference between the joint portion and the base material portion due to the formation of the anodic oxide film can be advantageously eliminated by controlling the value to control the value of In order to control the average value of the maximum length of such crystal grains to a value within a specific range, it is effective to heat both the joint portion and the base material portion at a predetermined temperature or higher. I found it.
【0011】すなわち、本発明は、かかる知見に基づい
て完成されたものであって、その要旨とするところは、
5000系アルミニウム合金よりなる板材を円筒形に加
工して、周方向において突き合わされる該板材の両端部
の突合せ部を摩擦撹拌接合することにより、該突合せ部
に沿って延びる接合部を形成してなる管体を用いて得ら
れる車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リムに
おいて、前記接合部と該接合部以外の母材部のそれぞれ
における結晶粒の最大長さの平均値が、10〜300μ
mであり、且つ前者の平均値と後者の平均値との比が、
10:1〜1:10の範囲内にあることを特徴とする車
両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リムにあるの
である。That is, the present invention has been completed on the basis of such findings, and the gist of the invention is as follows.
A plate material made of a 5000 series aluminum alloy is processed into a cylindrical shape, and the abutting portions at both ends of the plate materials that are abutted in the circumferential direction are friction stir welded to form a joint portion extending along the abutting portion. In an aluminum alloy rim for a vehicle wheel obtained by using the tube body, the average value of the maximum length of crystal grains in each of the joint portion and the base material portion other than the joint portion is 10 to 300 μm.
m, and the ratio of the average value of the former to the average value of the latter is
It is in the aluminum alloy rim of the vehicle wheel, which is in the range of 10: 1 to 1:10.
【0012】要するに、この本発明に従う車両用ホイー
ルにおけるアルミニウム合金製リムにあっては、リム
が、円筒形に加工された、高強度の5000系アルミニ
ウム合金板材の突合せ部を摩擦撹拌接合して得られる管
体を用いて形成されているところから、突合せ部を溶融
溶接する接合方式とは異なって、突合せ部を何等溶融さ
せることなく接合せしめる摩擦撹拌接合方式を採用する
ことによって得られる優れた特徴、つまり、優れた接合
品質と強度、更には高度な生産性が、効果的に確保され
得るのである。In short, in the aluminum alloy rim of the vehicle wheel according to the present invention, the rim is obtained by friction stir welding the butt portion of the high-strength 5000 series aluminum alloy plate material processed into a cylindrical shape. Since it is formed by using the pipe body that is formed, it is an excellent feature obtained by adopting a friction stir welding method that joins the butt portion without melting it, unlike the welding method that melts and welds the butt portion. That is, excellent joining quality and strength, and further high productivity can be effectively ensured.
【0013】そして、本発明に係る車両用ホイールにお
けるアルミニウム合金製リムにおいては、特に、リムに
おける接合部の結晶粒の最大長さの平均値と母材部の結
晶粒の最大長さの平均値とが、10〜300μmの範囲
の値とされ、且つ前者の平均値と後者の平均値との比が
10:1〜1:10の範囲内とされていることによっ
て、接合部における結晶粒の最大長さの平均値が十分に
大きくされると共に、接合部と母材部のそれぞれにおけ
る結晶粒の最大長さの平均値のバラツキが、効果的に小
さく為され得て、それら接合部と母材部とが、同様な結
晶粒径を有する結晶組織として構成され得るのである。Further, in the aluminum alloy rim of the vehicle wheel according to the present invention, in particular, the average value of the maximum lengths of the crystal grains of the joint portion and the average value of the maximum lengths of the crystal grains of the base metal portion of the rim are particularly large. And 10 to 300 μm, and the ratio of the average value of the former to the average value of the latter is within the range of 10: 1 to 1:10. While the average value of the maximum length is made sufficiently large, the variation in the average value of the maximum length of the crystal grains in each of the joint portion and the base material portion can be effectively made small, and the joint portion and the mother material The material portion can be configured as a crystal structure having a similar crystal grain size.
【0014】しかも、そのような本発明に係るアルミニ
ウム合金製リムでは、接合部の結晶粒の最大長さの平均
値と母材部の結晶粒の最大長さの平均値の上限値が30
0μmとされて、接合部と母材部、つまりリム全体の結
晶粒が必要以上に粗大化することがないようになってい
るため、摩擦撹拌接合により形成された管体を目的とす
る形状に成形加工する際等に、肌荒れが生ずるようなこ
とも、未然に防止され得るのである。Moreover, in such an aluminum alloy rim according to the present invention, the upper limit of the average value of the maximum length of the crystal grains of the joint portion and the average value of the maximum length of the crystal grains of the base material portion is 30.
Since it is set to 0 μm so that the crystal grains of the joint and the base material, that is, the entire rim will not be coarsened more than necessary, the tubular body formed by friction stir welding can be formed into a target shape. It is also possible to prevent the occurrence of rough skin during molding or the like.
【0015】従って、かくの如き本発明に従う車両用ホ
イールにおけるアルミニウム合金製リムにあっては、リ
ムが、優れた接合品質と強度、更には高度な生産性をも
って構成され得るばかりでなく、陽極酸化被膜の形成に
伴って生ずる接合部と母材部との間での色調差や、肌荒
れ等による外観不良の発生が、効果的に解消乃至は抑制
され得るのであり、その結果として、商品価値が、確実
に且つ飛躍的に高められ得ることとなるのである。Therefore, in the aluminum alloy rim of the vehicle wheel according to the present invention as described above, not only the rim can be constructed with excellent joining quality and strength, and also high productivity, but also anodization. Color tone difference between the joint portion and the base material portion caused by the formation of the coating film, the occurrence of poor appearance due to rough skin, etc. can be effectively eliminated or suppressed, as a result, the commercial value. It can be surely and dramatically increased.
【0016】そして、本発明にあっては、第二の技術的
課題の解決のために、5000系アルミニウム合金より
なる板材を円筒形に加工する一方、周方向において突き
合わされる該板材の両端部の突合せ部を摩擦撹拌接合し
て、該突合せ部に沿って接合部を形成することにより、
所定の管体を成形した後、かかる管体を加工して、目的
とする車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リム
を製造するにあたり、前記摩擦撹拌接合により形成され
た管体を、前記5000系アルミニウム合金の再結晶温
度以上の温度で加熱処理することを特徴とする車両用ホ
イールにおけるアルミニウム合金製リムの製造方法を
も、その要旨とするものである。In the present invention, in order to solve the second technical problem, a plate material made of a 5000 series aluminum alloy is processed into a cylindrical shape, and both end portions of the plate material that are abutted in the circumferential direction are machined. By friction stir welding the abutting part of and forming a joint along the abutting part,
When a predetermined tubular body is formed and then the tubular body is processed to manufacture an aluminum alloy rim for a vehicle wheel as a target, the tubular body formed by the friction stir welding is used as the 5000 series aluminum alloy. The gist also includes a method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel, which is characterized by performing a heat treatment at a temperature equal to or higher than the recrystallization temperature.
【0017】すなわち、この本発明に従う車両用ホイー
ルにおけるアルミニウム合金製リムの製造方法では、高
強度の5000系アルミニウム合金板材を円筒形に加工
する一方、その両端の突合せ部を摩擦撹拌接合してなる
管体から、目的とするリムが形成されるようになってい
るため、リムが、優れた接合品質と強度、更には高度な
生産性をもって、有利に製造され得るのである。That is, in the method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel according to the present invention, a high-strength 5000 series aluminum alloy plate material is processed into a cylindrical shape, and the abutting portions at both ends thereof are friction stir welded. Since the intended rim is formed from the tubular body, the rim can be advantageously manufactured with excellent joining quality and strength, and also high productivity.
【0018】しかも、本発明に係る車両用ホイールにお
けるアルミニウム合金製リムの製造方法にあっては、摩
擦撹拌接合によって形成された管体が、5000系アル
ミニウム合金の再結晶温度以上の温度で加熱処理される
ようになっているところから、摩擦撹拌接合時において
何等加熱されることのなかった母材部も、摩擦撹拌接合
により再結晶化された接合部と同様な再結晶組織と為さ
れ得るのであり、また、それら接合部と母材部のそれぞ
れにおける再結晶組織の結晶粒の最大長さの平均値が、
摩擦撹拌接合時に再結晶組織とされた接合部の結晶粒の
最大長さの平均値、換言すれば、母材部と共に加熱処理
される前の接合部の結晶粒の最大長さの平均値よりも、
効果的に増大せしめられ得るのである。そして、その結
果として、かかる加熱処理後における接合部の結晶粒の
最大長さの平均値と母材部の結晶粒の最大長さの平均値
とを、10〜300μmの範囲の値と為し、且つ前者の
平均値と後者の平均値との比を10:1〜1:10の範
囲内と為すことが可能となるのである。Further, in the method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel according to the present invention, the tubular body formed by friction stir welding is heated at a temperature not lower than the recrystallization temperature of the 5000 series aluminum alloy. Therefore, since the base metal part that was not heated at all during friction stir welding can have a recrystallized structure similar to that of the recrystallized joint by friction stir welding. Yes, the average value of the maximum length of the crystal grains of the recrystallized structure in each of the joint portion and the base material portion,
From the average value of the maximum length of the crystal grains of the joint that was recrystallized structure during friction stir welding, in other words, from the average of the maximum length of the crystal grains of the joint before heat treatment with the base metal Also,
It can be effectively increased. Then, as a result, the average value of the maximum length of the crystal grains of the joint portion and the average value of the maximum length of the crystal grains of the base material portion after the heat treatment are set to values in the range of 10 to 300 μm. Moreover, the ratio of the former average value to the latter average value can be set within the range of 10: 1 to 1:10.
【0019】従って、このような本発明に従う車両用ホ
イールにおけるアルミニウム合金製リムの製造方法によ
れば、優れた接合品質と強度を有し、しかも陽極酸化被
膜の形成に伴って生ずる接合部と母材部との間での色調
差や、肌荒れ等による外観不良のない、商品価値の高い
アルミニウム合金製リムが、高度な生産性をもって、極
めて有利に製造され得ることとなるのである。Therefore, according to the method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel according to the present invention as described above, the joining portion and the mother portion which have excellent joining quality and strength and are formed by the formation of the anodized film are formed. A rim made of an aluminum alloy having a high commercial value, which does not have a color tone difference with the material portion and a poor appearance due to rough skin, can be manufactured extremely highly advantageously with high productivity.
【0020】なお、このような本発明に従う車両用ホイ
ールにおけるアルミニウム合金製リムの製造方法の好ま
しい態様の一つによれば、前記加熱処理が、前記管体を
300〜550℃に加熱することにより、実施される。According to one of the preferred embodiments of the method for producing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel according to the present invention, the heat treatment is performed by heating the tubular body to 300 to 550 ° C. , Carried out.
【0021】かかる構成を採用すれば、加熱処理された
管体において、入熱の増大による歪みの発生や溶融の恐
れが有利に防止され得ると共に、接合部と母材部との間
での再結晶組織の均一化が有効に図られ得て、優れた寸
法精度と、陽極酸化被膜の形成に伴う接合部と母材部と
の間での色調差の発生のない良好な外観とが、より高い
レベルで確保され得るのであり、その結果として、更に
高い商品価値を有する車両用ホイールにおけるアルミニ
ウム合金製リムが、より一層有利に製造され得ることと
なるのである。If such a construction is adopted, in the heat-treated tube, the risk of distortion and melting due to an increase in heat input can be advantageously prevented, and at the same time, the reheating between the joint and the base material can be prevented. A uniform crystal structure can be effectively achieved, and excellent dimensional accuracy and a good appearance in which there is no color tone difference between the joint portion and the base material portion due to the formation of the anodic oxide coating are more excellent. It can be secured at a high level, and as a result, an aluminum alloy rim for a vehicle wheel having a higher commercial value can be manufactured more advantageously.
【0022】また、本発明に従う車両用ホイールにおけ
るアルミニウム合金製リムの製造方法の別の有利な態様
の一つによれば、前記加熱処理が、前記管体の全体を、
150〜300℃/hの昇温速度で加熱することによ
り、実施される。According to another advantageous embodiment of the method for manufacturing a rim made of an aluminum alloy in a vehicle wheel according to the present invention, the heat treatment is performed on the entire tubular body.
It is carried out by heating at a temperature rising rate of 150 to 300 ° C./h.
【0023】かかる構成を採用すれば、加熱処理に要さ
れる時間を必要以上に長引かせることなく、接合部と母
材部のそれぞれにおける結晶粒の粗大化を有利に阻止す
ることが出来、それによって、目的とするリムを、より
優れた外観をもって、更に効率的に製造することが可能
となるのである。By adopting such a constitution, it is possible to advantageously prevent coarsening of crystal grains in each of the bonded portion and the base material portion without prolonging the time required for the heat treatment more than necessary. As a result, the target rim can be manufactured more efficiently with a better appearance.
【0024】さらに、本発明に従う車両用ホイールにお
けるアルミニウム合金製リムの製造方法の望ましい他の
態様の一つによれば、前記板材の両端部の突合せ部が平
坦化された状態において摩擦撹拌接合せしめることによ
り、前記管体が形成された後、その平坦な接合部に対す
る矯正加工が実施され、その際、該矯正加工後の前記接
合部の長さ:aと該矯正加工前の接合部の長さ:bとの
差:a−bと、該矯正加工前の接合部の長さ:bとの比
の値にて表される加工度:(a−b)/bが0.1以下
となるようにして、該矯正加工が実施され、その後、前
記加熱処理が実施されることとなる。According to another preferred embodiment of the method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel according to the present invention, friction stir welding is performed in a state where the abutting portions of both ends of the plate are flattened. As a result, after the tubular body is formed, the flat joint is subjected to the straightening process, in which case the length of the joint after the straightening process: a and the length of the joint before the straightening process. S: The difference between a and b: ab, and the degree of working represented by the ratio of the length of the joint before the straightening process: b: (ab) / b is 0.1 or less. As described above, the straightening process is performed, and then the heat treatment is performed.
【0025】このような構成を有する製造手法によれ
ば、接合部における凹みの発生等を防止するために、突
合せ部を平坦化した状態で摩擦撹拌接合した後、接合部
を円弧状に矯正加工する接合方式が採用される場合に
も、かかる矯正加工後に実施される管体に対する加熱処
理時において、接合部と母材部のそれぞれの結晶粒が極
端に粗大化せしめられるようなことが効果的に防止され
得、それによって、肌荒れ等のない、より優れた外観を
有するアルミニウム合金製リムを、有利に製造すること
が可能となるのである。According to the manufacturing method having such a structure, in order to prevent the occurrence of dents or the like at the joint, friction stir welding is performed with the butt portion flattened, and then the joint is straightened into an arc shape. Even if the joining method is adopted, it is effective that the crystal grains of the joining portion and the base material portion are extremely coarsened during the heat treatment of the pipe body after the straightening process. Therefore, it is possible to advantageously manufacture an aluminum alloy rim having a better appearance without rough skin.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に具体的に明ら
かにするために、本発明に係る車両用ホイールにおける
アルミニウム合金製リムとその製造方法の構成につい
て、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, in order to more specifically clarify the present invention, a configuration of an aluminum alloy rim in a vehicle wheel according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings. I will explain.
【0027】先ず、図1には、本発明に係る製造手法に
従って製造された車両用ホイールにおけるアルミニウム
合金製リムの一例としての自動車用ホイールにおけるア
ルミニウム合金製リムが、その半截断面形態において、
概略的に示されている。かかる図1から明らかなよう
に、本実施形態のアルミニウム合金製リム10は、略円
筒形状を呈しており、その一方の開口部を閉塞するよう
に、略円盤状のディスク12(図1において仮想線で示
す)が、内孔内に嵌挿された状態で接合され、一体化せ
しめられることによって、所定の自動車用ホイールを与
え得るようになっている。First, FIG. 1 shows an aluminum alloy rim for an automobile wheel, which is an example of an aluminum alloy rim for a vehicle wheel, manufactured in accordance with the manufacturing method according to the present invention, in a semi-sectioned form thereof.
It is shown schematically. As is clear from FIG. 1, the aluminum alloy rim 10 of the present embodiment has a substantially cylindrical shape, and a substantially disc-shaped disk 12 (virtual in FIG. 1) is formed so as to close one opening thereof. (Indicated by a line) are joined in a state in which they are fitted and inserted into the inner hole so as to be integrated with each other, so that a predetermined automobile wheel can be provided.
【0028】また、このリム10は、優れた強度を有す
る5000系アルミニウム合金よりなる板材を円筒形に
曲げ加工した状態下で、その周方向において突き合わさ
れる突合せ部を摩擦撹拌接合し、一体化することにより
形成された管体にて構成されている。Further, the rim 10 is made by integrally combining the butt portions, which are butted in the circumferential direction, by friction stir welding under the condition that a plate material made of 5000 series aluminum alloy having excellent strength is bent into a cylindrical shape. It is composed of a tubular body formed by
【0029】すなわち、リム10にあっては、図1に破
線で示される如き、前記アルミニウム合金板材を周方向
において突き合わた突合せ部14に対して、ロッド状の
回転冶具の先端に同心的に設けたピンを、かかる回転冶
具と共に一体的に回転させつつ差し込み、相対的に移動
させることにより、突合せ部14とその両側部位とにお
いて生ずる摩擦熱にて、それらの部位が塑性加工可能な
状態とされ、更に、ピンの高速回転による撹拌作用に
て、突合せ部14の両側部位の組織が入り交わらされ
て、かかる両側部位が溶融せしめることなく接合せしめ
られて成っており(図3参照)、それによって、ピンの
高速回転によって可塑化状態で撹拌された突合せ部14
の両側部位(図1において2本の仮想線で囲まれた領
域)が、かかる突合せ部14に沿って延びる、帯状形態
を呈する接合部16とされる一方、この接合部16を除
いた残り部分の全部が、母材部18とされているのであ
る。That is, in the rim 10, as shown by the broken line in FIG. 1, the butt portion 14 formed by abutting the aluminum alloy plate materials in the circumferential direction is concentrically provided with the tip of the rod-shaped rotary jig. By inserting the provided pin together with the rotary jig while rotating it integrally and moving the pin relatively, the frictional heat generated between the abutting portion 14 and the portions on both sides thereof makes those portions plastically workable. Further, the tissue of both sides of the abutting portion 14 is mixed by the stirring action by the high speed rotation of the pin, and the both sides are joined without being melted (see FIG. 3). The butt portion 14 that is agitated in a plasticized state by the high speed rotation of the pin
Both side portions (area surrounded by two imaginary lines in FIG. 1) are band-shaped joint portions 16 extending along the abutting portion 14, while the remaining portion excluding the joint portions 16 is formed. All of these are used as the base material portion 18.
【0030】そして、本実施形態では、特に、そのよう
なリム10における接合部16の結晶粒の最大長さの平
均値と母材部18の結晶粒の最大長さの平均値とが、1
0〜300μmの範囲内の値とされ、且つ前者の平均値
と後者の平均値との比が10:1〜1:10の範囲内の
値とされているのである。In this embodiment, particularly, the average value of the maximum crystal grain lengths of the joint portion 16 and the average value of the maximum crystal grain lengths of the base material portion 18 in such a rim 10 is 1
The value is in the range of 0 to 300 μm, and the ratio of the former average value to the latter average value is in the range of 10: 1 to 1:10.
【0031】何故なら、後述する如く、リム10は、円
筒形に曲げ加工された5000系アルミニウム合金の板
材の突合せ部が摩擦撹拌接合されてなる管体に対して加
熱処理を施した後、該管体を目的とする形状に、転造加
工等により成形加工した上で、陽極酸化処理して、表面
に陽極酸化被膜を形成することにより、形成されるので
あるが、このようなリム10において、接合部16と母
材部18のそれぞれにおける結晶粒の最大長さの平均値
が10μm未満である場合には、それらの結晶粒が小さ
過ぎるために、陽極酸化被膜の形成に伴って、接合部1
6と母材部18との間で明らかな色調差が発生してしま
い、また、かかる平均値が300μmを越える場合に
は、今度は、接合部16と母材部18のそれぞれの結晶
粒が過剰に粗大なものとなって、転造加工等の成形加工
により目的とする形状に成形した際に肌荒れが生ずるこ
ととなるからである。更に、接合部16の結晶粒の最大
長さの平均値と母材部18の結晶粒の最大長さの平均値
の比が10:1〜1:10の範囲外の値とされている
と、例え、接合部16と母材部18のそれぞれにおける
結晶粒の最大長さの平均値が、上述の如き10〜300
μmの範囲内の値とされていても、それら接合部16の
結晶粒径と母材部18の結晶粒径の間でのバラツキの幅
が大き過ぎるため、陽極酸化被膜の形成に伴う接合部1
6と母材部18との間での色調差の発生を抑えることが
困難となるからである。従って、ここでは、リム10に
対して、肌荒れや接合部16と母材部18との間での色
調差のない、優れた外観を付与する上で、接合部16と
母材部18のそれぞれにおける結晶粒の最大長さの平均
値と、それらの平均値の比とが、前述の如き範囲内の値
とされている必要があるのである。Because, as will be described later, the rim 10 is obtained by subjecting the tubular body formed by friction stir welding of the abutting portions of the 5000 series aluminum alloy plate materials that have been bent into a cylindrical shape to a heat treatment. The rim 10 is formed by forming the tubular body into a desired shape by rolling or the like, and then anodizing it to form an anodic oxide coating on the surface. When the average value of the maximum lengths of the crystal grains in each of the bonding portion 16 and the base material portion 18 is less than 10 μm, the crystal grains are too small, so that the bonding is accompanied with the formation of the anodized film. Part 1
6 and the base material portion 18 cause a clear color difference, and when the average value exceeds 300 μm, the crystal grains of the joint portion 16 and the base material portion 18 are separated from each other. This is because it becomes excessively coarse, and roughening occurs when it is formed into a desired shape by forming such as rolling. Furthermore, it is assumed that the ratio of the average value of the maximum crystal grain lengths of the joint portion 16 and the average value of the maximum crystal grain lengths of the base material portion 18 is a value outside the range of 10: 1 to 1:10. For example, the average value of the maximum lengths of the crystal grains in each of the bonding portion 16 and the base material portion 18 is 10 to 300 as described above.
Even if the value is in the range of μm, the variation between the crystal grain size of the joint portion 16 and the crystal grain size of the base material portion 18 is too large. 1
This is because it becomes difficult to suppress the occurrence of a color tone difference between 6 and the base material portion 18. Therefore, here, in order to give the rim 10 an excellent appearance without rough skin or a color tone difference between the joint portion 16 and the base material portion 18, each of the joint portion 16 and the base material portion 18 is provided. It is necessary that the average value of the maximum lengths of the crystal grains in and the ratio of the average values be within the above-mentioned range.
【0032】ところで、このような構造を有する自動車
用ホイールにおけるアルミニウム合金製リム10を製造
する際には、例えば、以下に示す如き手順に従って、そ
の作業が進められることとなる。By the way, when manufacturing the aluminum alloy rim 10 for an automobile wheel having such a structure, the work is carried out, for example, according to the following procedure.
【0033】すなわち、先ず、図2に示される如く、目
的とするリム10を与える大きさの5000系アルミニ
ウム合金よりなる帯状の板材20を、ロール加工(ロー
ルフォーミング)等の公知の手法により、突き合わされ
る両端部の所定幅部分を残して、円筒形に曲げて、周方
向において両端部が突き合わされてなる形態の円筒状成
形体22を形成する。かくして、この円筒状成形体22
にあっては、アルミニウム合金板材20の周方向におい
て突き合わされる両端部の突合せ部14が、円筒状成形
体22の軸方向延びる形態となっているのであり、ま
た、周方向において突き合わされるアルミニウム合金板
材20の両端部が、突合せ部14を間にして、その両側
に、それぞれ所定幅において平坦部位が存在せしめられ
て、それぞれ、平坦部24,24とされてなる形態を呈
しているのである。That is, first, as shown in FIG. 2, a strip-shaped plate member 20 made of a 5000 series aluminum alloy having a size that gives the intended rim 10 is projected by a known method such as roll forming (roll forming). A cylindrical molded body 22 is formed in a shape in which both ends are abutted in the circumferential direction while leaving a predetermined width portion of both ends to be joined together. Thus, this cylindrical molded body 22
In this case, the abutting portions 14 at both ends abutting in the circumferential direction of the aluminum alloy plate material 20 are in a form of extending in the axial direction of the cylindrical molded body 22, and the aluminum abutting in the circumferential direction is made. Both end portions of the alloy plate member 20 are formed into flat portions 24 and 24, respectively, with flat portions having a predetermined width on both sides of the abutting portion 14 between them. .
【0034】なお、このような突合せ部14の両側の平
坦部24,24の形成には、公知の手法が適宜に採用さ
れ、また平坦化工程も、円形加工工程と同時に行なわれ
る他、円形加工工程の後に行なう等の手法を採用するこ
とが可能であるが、このような平坦部24,24を形成
することなく、アルミニウム合金板材20の全体を円筒
形に加工して、円筒状成形体22を形成し、そして、か
かる円筒状成形体22の両端突合せ部14を摩擦撹拌接
合しても、何等差し支えない。A known method is appropriately adopted for forming the flat portions 24, 24 on both sides of the abutting portion 14, and the flattening step is performed at the same time as the circular working step. Although it is possible to adopt a method such as performing after the process, the entire aluminum alloy plate material 20 is processed into a cylindrical shape without forming such flat portions 24, 24 to form a cylindrical molded body 22. And the abutting portions 14 of both ends of the cylindrical molded body 22 may be friction stir welded without any problem.
【0035】次ぎに、図3に示される如く、平坦部2
4,24が両側に設けられた円筒状成形体22の突合せ
部14を摩擦撹拌接合して、リム10の中間成形体たる
管体26を形成する。なお、この管体26の形成工程で
は、突合せ部14の摩擦撹拌接合が、公知の手法に基づ
いて、実施される。Next, as shown in FIG. 3, the flat portion 2
The butt portion 14 of the cylindrical molded body 22 provided with 4, 24 on both sides is friction stir welded to form the tube body 26 which is an intermediate molded body of the rim 10. In the process of forming the pipe body 26, the friction stir welding of the butted portion 14 is performed based on a known method.
【0036】すなわち、ロッド状の回転冶具28の先端
に同心的に設けたピン30を、かかる回転冶具28と共
に、その軸心回りに一体回転させつつ、円筒状成形体2
2の突合せ部14に差し込み、更に回転冶具28の下部
が平坦部24,24の表面(外面)に当接するまで差し
込むことにより、それら突合せ部14及び平坦部24,
24と、ピン30及び回転冶具28の下部との接触面に
おいて摩擦熱を発生させて、その周囲を可塑化せしめる
と共に、ピン30の高速回転に伴う撹拌作用にて、突合
せ部14の両側の平坦部24,24の組織を互いに入り
交じり合わせ、更に、かかるピン30及び回転冶具28
を突合せ部14に沿って相対的に移動せしめることによ
り、組織が入り交じり合わされた各平坦部24,24に
て、平坦な接合部16を、突合せ部14に沿って延びる
ように形成し、以て、円筒状成形体22を、その突合せ
部14において一体的に接合するのである。このとき、
平坦部24,24同士を突き合わせて、摩擦撹拌接合さ
れるため、その接合時に、回転冶具28のピン30にて
撹拌される円筒状成形体22の肉部の逃げが、回転冶具
28の肩部にて抑制され得て、健全な接合部16が形成
されることとなる。また、そのような接合時において、
接合部16が、摩擦熱により再結晶化されることとなる
のである。That is, the pin 30 concentrically provided at the tip of the rod-shaped rotary jig 28 is rotated integrally with the rotary jig 28 around the axis thereof, and the cylindrical molded body 2 is formed.
The butt portion 14 and the flat portion 24, 24 are inserted into the butt portion 14 and the lower portion of the rotary jig 28 is brought into contact with the surface (outer surface) of the flat portion 24, 24.
Frictional heat is generated at the contact surface between the pin 24 and the lower portion of the pin 30 and the rotary jig 28 to plasticize the periphery thereof, and the abutting portion 14 is flattened on both sides by the stirring action accompanying the high speed rotation of the pin 30. The structures of the parts 24, 24 are intermingled with each other, and further, the pin 30 and the rotary jig 28
Is relatively moved along the abutting portion 14, so that the flat joint portion 16 is formed so as to extend along the abutting portion 14 at each of the flat portions 24 and 24 in which the tissues are intermingled. Then, the cylindrical molded body 22 is integrally joined at the butting portion 14. At this time,
Since the flat portions 24, 24 are butted against each other and friction stir welding is performed, at the time of welding, the escape of the meat portion of the cylindrical molded body 22 that is agitated by the pin 30 of the rotating jig 28 is a shoulder portion of the rotating jig 28. Can be suppressed and a sound joint 16 is formed. Also, at the time of such joining,
The joint portion 16 is recrystallized by frictional heat.
【0037】なお、図示されてはいないものの、かくの
如き摩擦撹拌接合を実施する際には、形成される平坦な
接合部16での凹凸の発生が未然に防止され得るよう
に、円筒状成形体22における各平坦部24,24の裏
側に所定の鋼製裏当て冶具が配置され、また、円筒状成
形体22の各平坦部24,24を除いた円弧状部分(リ
ム10の母材部18を与える部分)の円筒形状が接合操
作中に維持され得るように、円筒状成形体22の該円弧
状部分が、所定の拘束冶具にて、外側から拘束されるこ
ととなる。Although not shown in the drawing, when performing such friction stir welding, a cylindrical shape is formed so that unevenness at the flat joint 16 to be formed can be prevented in advance. A predetermined steel backing jig is arranged on the back side of the flat portions 24, 24 of the body 22, and an arc-shaped portion (base material portion of the rim 10 excluding the flat portions 24, 24 of the cylindrical molded body 22. The arcuate portion of the cylindrical molded body 22 will be constrained from the outside by a predetermined constraining jig so that the cylindrical shape of the portion 18 which provides 18) can be maintained during the bonding operation.
【0038】その後、かくして得られた管体26の平坦
な接合部16を、必要に応じて研磨した後、かかる管体
16に対して、平坦な接合部16を、該接合部16以外
の円弧状部分と同一の曲率を有する円弧状に成形して矯
正する矯正加工を、ロール加工等の公知の成形加工手法
により実施する。これによって、管体26を、図4に示
されるように、全体として、凹みのない円筒形状に成形
する。Thereafter, the flat joint portion 16 of the tube body 26 thus obtained is polished, if necessary, and then the flat joint portion 16 is formed into a circle other than the joint portion 16 with respect to the pipe body 16. The straightening process of shaping and straightening into an arc shape having the same curvature as the arcuate portion is carried out by a known shaping method such as roll working. As a result, as shown in FIG. 4, the tubular body 26 is molded into a hollow cylindrical shape as a whole.
【0039】そして、このような管体26の平坦な接合
部16に対する矯正加工工程においては、有利には、平
坦な接合部16(図4において仮想線で示す)が矯正さ
れて円弧状とされた接合部16の長さ:aと矯正前の平
坦な接合部16の長さ:bとの差:a−bと、かかる矯
正前の平坦な接合部16の長さ:bとの比の値にて表さ
れる加工度:(a−b)/bが0.1以下となる範囲内
で、平坦な接合部16の矯正が実施されることとなる。
何故なら、かかる加工度の値が0.1を越える範囲で、
平坦な接合部16の矯正加工が行なわれる場合、換言す
れば、平坦な接合部16を円弧状に矯正した際に、その
長さが10%を越える割合で増大せしめられるような場
合には、円弧状に矯正された接合部16における結晶粒
が極端に粗大化して、かかる結晶粒の最大長さの平均値
が300μmよりも大きくなってしまい、それによっ
て、前述せる如く、その後の転造加工等の成形加工時に
おいて、接合部16に肌荒れが生ぜしめられることとな
るからである。In the straightening process for the flat joint 16 of the tubular body 26, the flat joint 16 (shown by an imaginary line in FIG. 4) is preferably straightened into an arc shape. The difference between the length of the joint 16: a and the length of the flat joint 16 before straightening: b: a-b and the length of the flat joint 16 before straightening: b The workability represented by the value: (ab) / b is within a range of 0.1 or less, and the flat joint portion 16 is straightened.
Because the value of the degree of processing exceeds 0.1,
When the flat joint portion 16 is straightened, in other words, when the flat joint portion 16 is straightened into an arc shape, its length can be increased at a rate exceeding 10%, The crystal grains in the joint portion 16 corrected in an arc shape become extremely coarse, and the average value of the maximum length of the crystal grains becomes larger than 300 μm, which causes the subsequent rolling process as described above. This is because the joint portion 16 will be roughened during the molding process.
【0040】なお、この管体26の平坦な接合部16に
対する矯正加工工程では、平坦な接合部16が、管体2
6における接合部16以外の円弧状部分の曲率に対応し
た円弧状を呈するように矯正されて、管体26が、凹み
のない円筒形状に確実に成形され得るのであれば、前記
加工度の値の下限値が特に限定されるものではないが、
かかる条件を満たした上で、加工度を小さくしようとす
ると、平坦な接合部16の長さが必然的に小さくなって
しまうことから、十分な接合強度が得られる接合部16
の長さを確保可能な範囲内において、加工度の下限値
が、適宜に決定されることとなるのである。また、平坦
部24,24が何等形成されていない円筒状成形体22
のR形状を呈する端部同士を突き合わせて、摩擦撹拌接
合することにより、管体26が形成される場合には、こ
こでの矯正加工が省略され得ることは、勿論である。In the straightening process for the flat joint portion 16 of the pipe body 26, the flat joint portion 16 is
If the tubular body 26 is corrected to have an arcuate shape corresponding to the curvature of the arcuate portion other than the joint portion 16 in FIG. The lower limit of is not particularly limited,
If it is attempted to reduce the workability after satisfying such conditions, the length of the flat joint portion 16 will inevitably become small, so that the joint portion 16 with sufficient joint strength can be obtained.
The lower limit value of the workability is appropriately determined within the range in which the length can be secured. In addition, the cylindrical molded body 22 in which the flat portions 24, 24 are not formed at all
Of course, when the tube body 26 is formed by abutting the ends having the R shape with each other and performing friction stir welding, the correction process here may be omitted.
【0041】次ぎに、接合部16が円弧状に矯正された
管体26を所定の加熱炉等に投入し、かかる加熱炉内で
所定の温度にまで加熱して、その温度で所定の時間保持
することにより、かかる管体26の全体に対して、接合
部16と母材部18のそれぞれにおける結晶組織を均一
と為すこと等を目的とした加熱処理を実施するのである
が、この加熱処理においては、特に、管体26の全体
が、突合せ部14の摩擦撹拌接合時における接合部16
の再結晶温度と同一か若しくはそれよりも高い温度とな
るように、加熱されることとなる。Next, the tubular body 26 with the joining portion 16 straightened into an arc is put into a predetermined heating furnace or the like, heated to a predetermined temperature in the heating furnace, and kept at that temperature for a predetermined time. By doing so, the heat treatment for the purpose of making the crystal structures of the joint portion 16 and the base material portion 18 uniform is performed on the entire tubular body 26. In this heat treatment, In particular, the entire tubular body 26 is the joint portion 16 at the time of friction stir welding of the butt portion 14.
Is heated to a temperature equal to or higher than the recrystallization temperature of.
【0042】かくして、摩擦撹拌接合時における接合部
16の再結晶温度以上の温度で加熱処理を行なうことに
より、突合せ部14の摩擦撹拌接合時において何等加熱
されることのなかった母材部18が、摩擦撹拌接合によ
り再結晶化された接合部16と同様な再結晶組織と為さ
れ、また、それら接合部16と母材部18のそれぞれに
おける再結晶組織の結晶粒の最大長さの平均値が、摩擦
撹拌接合時に生ずる摩擦熱にて再結晶化された接合部1
6の結晶粒の最大長さの平均値よりも、十分に増大せし
められる。そして、それによって、この加熱処理後にお
ける接合部16の結晶粒の最大長さの平均値と母材部1
8の結晶粒の最大長さの平均値とが、10〜300μm
の範囲の値とされ、且つ前者の平均値と後者の平均値と
の比が10:1〜1:10の範囲内の値とされることと
なるのである。Thus, by performing the heat treatment at a temperature equal to or higher than the recrystallization temperature of the joint portion 16 at the time of friction stir welding, the base material portion 18 which was not heated at all at the time of friction stir welding of the butt portion 14 is obtained. The average value of the maximum length of the crystal grains of the recrystallized structure in each of the welded part 16 and the base material part 18 is formed by the recrystallized structure similar to that of the welded part 16 recrystallized by friction stir welding. Is re-crystallized by frictional heat generated during friction stir welding
The average length of the crystal grains of No. 6 is sufficiently increased. Then, as a result, the average value of the maximum lengths of the crystal grains of the joint portion 16 after this heat treatment and the base material portion 1
The average value of the maximum length of the crystal grains of 8 is 10 to 300 μm
And the ratio of the former average value to the latter average value is a value within the range of 10: 1 to 1:10.
【0043】なお、このような加熱処理の実施に際して
は、管体26の加熱温度が、具体的には、例えば300
〜550℃程度とされる。何故なら、管体26が550
℃を越えた高い温度にまで加熱されると、入熱が増大し
て、管体26の熱による歪みが大きくなるばかりでな
く、管体26が溶融する恐れがあるからであり、また、
300℃未満の低温で管体26が加熱される場合には、
接合部16と母材部18の再結晶組織の均一化が不十分
となってしまうからである。それ故、ここでの管体26
に対する加熱処理は、有利には、管体26を300〜5
50℃の範囲にまで加熱することにより、実施されるこ
ととなる。また、そのような温度範囲で、管体26を保
持する時間は、加熱処理全体に要される時間の浪費を防
ぎつつ、接合部16と母材部18の再結晶組織の均一化
を十分に図る上で、好ましくは30分〜2時間程度とさ
れる。In carrying out such heat treatment, the heating temperature of the tube 26 is, for example, 300.
It is set to about 550 ° C. Because the tube 26 is 550
When heated to a high temperature exceeding 0 ° C., the heat input increases, not only the distortion due to the heat of the tube 26 increases, but also the tube 26 may melt, and
When the tube 26 is heated at a low temperature of less than 300 ° C,
This is because the recrystallized structure of the joint portion 16 and the base material portion 18 becomes insufficiently uniform. Therefore, the pipe 26 here
The heat treatment of the tube 26 is preferably 300 to 5
It will be carried out by heating to a range of 50 ° C. Further, in such a temperature range, the time for holding the tubular body 26 is sufficient to homogenize the recrystallization structure of the joint portion 16 and the base material portion 18 while preventing waste of time required for the entire heat treatment. In consideration of this, the time is preferably about 30 minutes to 2 hours.
【0044】さらに、そのような加熱範囲での管体26
に対する加熱処理の実施に際しては、有利には、その昇
温速度が150〜300℃/hとされる。何故なら、加
熱処理において、管体26が、所定の加熱温度に達する
まで、300℃/hを越える昇温速度で加熱される場合
には、かかる加熱処理中に、管体26の接合部16や母
材部18の再結晶組織の結晶粒が粗大化して、それらの
結晶粒の最大長さの平均値が300μmよりも大きくな
ってしまう恐れがあり、そうなると、その後の転造加工
等の成形加工時において、接合部16や母材部18に肌
荒れが生ぜしめられることとなるからである。また、昇
温速度が150℃/h未満であると、管体26を必要な
温度に加熱するまでの時間が極端に長くなって、加熱処
理に無駄な時間が費やされることとなり、それによっ
て、目的とするリム10の生産効率が著しく低下せしめ
られることとなる。従って、本工程の加熱処理において
は、目的とするリム10の生産性や外観の低下を防止す
るために、昇温速度が150〜300℃/hとされてい
ることが、望ましいのである。Further, the tube 26 in such a heating range
In carrying out the heat treatment for, the temperature rising rate is preferably 150 to 300 ° C./h. This is because, in the heat treatment, when the pipe body 26 is heated at a temperature rising rate of more than 300 ° C./h until it reaches a predetermined heating temperature, the joint portion 16 of the pipe body 26 is heated during the heat treatment. There is a risk that the crystal grains of the recrystallized structure of the base material portion 18 become coarse and the average value of the maximum lengths of those crystal grains becomes larger than 300 μm. In that case, the subsequent rolling process or the like is performed. This is because the joint 16 and the base material 18 are roughened during the processing. Further, if the temperature rising rate is less than 150 ° C./h, it takes an extremely long time to heat the tubular body 26 to a required temperature, and wasteful time is consumed for the heat treatment. The production efficiency of the target rim 10 will be significantly reduced. Therefore, in the heat treatment of this step, it is desirable that the rate of temperature increase is 150 to 300 ° C./h in order to prevent deterioration of productivity and appearance of the target rim 10.
【0045】引き続いて、上述の如き加熱処理により加
熱された管体26を強制冷却若しくは放冷により冷却し
た後、この管体26に対して、一般的な転造加工手法に
より転送加工を行なって、管体26を、目的とするリム
10に対応した形状に成形する。その後、かかる管体2
6に対して、公知の手法を採用して、陽極酸化処理を行
なうことにより、耐食性や耐摩耗性を付与するための陽
極酸化被膜を表面に形成し、以て、目的とするアルミニ
ウム合金製リム10を得るのである。Subsequently, after the pipe 26 heated by the above-mentioned heat treatment is cooled by forced cooling or cooling, the pipe 26 is transferred by a general rolling method. The tube body 26 is formed into a shape corresponding to the intended rim 10. Then, this tube 2
By applying a known method to No. 6, an anodized film for imparting corrosion resistance and wear resistance is formed on the surface, and the target aluminum alloy rim is thus formed. You get 10.
【0046】そして、かくして得られたリム10にあっ
ては、その内孔内に、鍛造等により別途に形成されたデ
ィスク14が嵌挿され、摩擦撹拌接合手法や各種の溶接
手法により接合されて、一体化せしめることによって、
自動車用ホイールとして完成されるようになっているの
である。In the rim 10 thus obtained, a disc 14 separately formed by forging or the like is fitted into the inner hole of the rim 10 and joined by a friction stir welding method or various welding methods. , By integrating,
It has been completed as an automobile wheel.
【0047】このように、本実施形態では、高強度の5
000系アルミニウム合金板材20を円筒状に曲げた状
態で、その両端の突合せ部14を、固相接合方式の一種
たる摩擦撹拌接合手法により接合して、管体26を形成
し、この管体26から、目的とするホイール10のリム
を形成するようにしたものであるところから、突合せ部
14の接合方式として、溶接接合を採用する場合とは異
なって、リム10において、優れた接合品質と強度、更
には高度な生産性が、確保され得るのである。Thus, in this embodiment, the high strength 5
In a state where the 000 series aluminum alloy plate material 20 is bent into a cylindrical shape, the abutting portions 14 at both ends thereof are joined by a friction stir welding method, which is a kind of solid phase joining method, to form a tube body 26. Therefore, unlike the case where welding joining is adopted as the joining method of the abutting portion 14, the rim 10 has excellent joining quality and strength because the intended rim of the wheel 10 is formed. Moreover, high productivity can be ensured.
【0048】そして、本実施形態においては、特に、円
筒形に曲げ加工されたアルミニウム合金板材20の両端
の突合せ部14が摩擦撹拌接合されることにより、接合
部16が形成されてなる管体26に対して、摩擦撹拌接
合時における接合部16の再結晶温度以上の温度で加熱
処理が施されることによって、かかる管体26から形成
されるリム10の接合部16における結晶粒の最大長さ
の平均値と母材部18における結晶粒の最大長さの平均
値とが10〜300μmの範囲内の値とされ、且つ前者
の平均値と後者の平均値との比が10:1〜1:10の
範囲内の値とされ得て、リム10の表面における肌荒れ
や、接合部16と母材部18との間での色調差による外
観不良の発生が効果的に解消乃至は抑制され得るのであ
り、その結果として、そのようなリム10の商品価値
が、確実に且つ飛躍的に高められ得ることとなるのであ
る。In the present embodiment, in particular, the tubular body 26 in which the joints 16 are formed by friction stir welding of the abutting portions 14 at both ends of the aluminum alloy plate 20 bent into a cylindrical shape. On the other hand, by performing the heat treatment at a temperature equal to or higher than the recrystallization temperature of the joint portion 16 at the time of friction stir welding, the maximum length of crystal grains in the joint portion 16 of the rim 10 formed from the tubular body 26 is increased. And the average value of the maximum length of the crystal grains in the base material portion 18 are values within the range of 10 to 300 μm, and the ratio of the former average value to the latter average value is 10: 1 to 1 The surface roughness of the rim 10 and the appearance defect due to the color difference between the joint 16 and the base material 18 can be effectively eliminated or suppressed. And as a result , Commercial value of such rim 10 is than the be obtained reliably and increased dramatically.
【0049】また、本実施形態では、そのような管体2
6に対する加熱処理が、150〜300℃/hの昇温速
度で加熱されて、300〜550℃の加熱温度で実施さ
れることにより、優れた寸法精度と、陽極酸化被膜の形
成に伴う接合部と母材部との間での色調差の発生や肌荒
れのない良好な外観とが、より高いレベルで確保され得
るのであり、その結果として、更に高い商品価値を有す
るリム10が、より一層有利に製造され得ることとなる
のである。Further, in this embodiment, such a tubular body 2 is used.
The heat treatment for No. 6 is performed at a heating rate of 150 to 300 ° C./h and is performed at a heating temperature of 300 to 550 ° C., so that excellent dimensional accuracy and a joint portion accompanying the formation of the anodic oxide coating are obtained. It is possible to secure a good appearance without occurrence of a color tone difference between the base material and the base material portion and rough skin, and as a result, the rim 10 having a higher commercial value is more advantageous. Can be manufactured in.
【0050】さらに、本実施形態では、管体26におけ
る矯正加工後の円弧状の接合部16の長さ:aと矯正前
の平坦な接合部16の長さ:bとの差:a−bと、かか
る矯正前の平坦な接合部16の長さ:bとの比の値にて
表される加工度:(a−b)/bが0.1以下となる範
囲内で、平坦な接合部16の矯正が実施されることによ
っても、管体26に対する加熱処理時において、接合部
16と母材部18のそれぞれの再結晶組織の結晶粒が極
端に粗大化せしめられるようなことが有利に防止され得
て、肌荒れ等のない、より優れた外観を有するリム10
を、有利に製造することが可能となるのである。Further, in the present embodiment, the difference between the length a of the arc-shaped joint 16 after the straightening process in the tubular body 26: a and the length of the flat joint 16 before the straightening: b: ab And the flatness of the flat joint 16 before correction, which is represented by the ratio of the length to the ratio of b: (a−b) / b, is 0.1 or less. Even if the portion 16 is corrected, it is advantageous that the crystal grains of the recrystallized structures of the joint portion 16 and the base material portion 18 are extremely coarsened during the heat treatment of the tubular body 26. Rim 10 which can be prevented by the above and has a better appearance without rough skin.
Can be advantageously manufactured.
【0051】なお、本実施形態では、本発明を、自動車
用ホイールにおけるアルミニウム合金製リムとその製造
方法に適用した例が示されていたが、本発明は、その
他、自動車用ホイール以外の車両用ホイールにおけるア
ルミニウム合金製リムとその製造方法の何れにも、有利
に適用され得るものであることは、言うまでもないとこ
ろである。In this embodiment, an example in which the present invention is applied to an aluminum alloy rim for an automobile wheel and a method for manufacturing the same is shown. However, the present invention is applied to other vehicles other than the automobile wheel. It goes without saying that it can be advantageously applied to both the aluminum alloy rim of the wheel and the manufacturing method thereof.
【0052】[0052]
【実施例】以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更
に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、その
ような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるも
のでないことは、言うまでもないところである。また、
本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した発
明の実施の形態以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限
りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。The present invention will be described in more detail below by showing examples of the present invention, but the present invention is subject to any restrictions due to the description of such examples. Not to mention that. Also,
In the present invention, in addition to the following examples, in addition to the above-described embodiments of the present invention, various modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention,
It should be understood that modifications, improvements, etc. may be made.
【0053】先ず、厚さ:4mm、幅:500mm、長
さ:1350mmのJIS5052アルミニウム合金の
板材を準備し、この板材を、公知のロール加工により円
筒形に曲げて、長さ方向の両端部が周方向において互い
に突き合わされてなる、外径400mm、長さ(高さ)
500mmの円筒状成形体を成形した。次いで、この円
筒状成形体を、その円筒形状が維持されるように、公知
の拘束冶具にて外側から拘束すると共に、突合せ部の裏
側に、鋼製裏当て冶具を配置し、更に、かかる突合せ部
の、円筒状成形体の長さ方向の両端に、厚さ:4mmの
タブ板をそれぞれ固定した。First, a plate material of JIS5052 aluminum alloy having a thickness of 4 mm, a width of 500 mm, and a length of 1350 mm is prepared, and the plate material is bent into a cylindrical shape by a known roll process so that both end portions in the longitudinal direction are bent. Outer diameter 400 mm, length (height) formed by butting each other in the circumferential direction
A 500 mm cylindrical molded body was molded. Then, this cylindrical molded body is constrained from the outside by a known constraining jig so that the cylindrical shape is maintained, and a steel backing jig is arranged on the back side of the butted portion, and further, such a butt A tab plate having a thickness of 4 mm was fixed to both ends of the cylindrical molded body in the lengthwise direction.
【0054】そして、引き続き、先端にピンが同心的に
設けられた鋼製の回転冶具を用いて、上述の如き状態と
された円筒状成形体の突合せ部を、一方のタブ板から他
方のタブ板に向かって、公知の摩擦撹拌接合手法により
摩擦撹拌接合して、かかる突合せ部に沿って延びる接合
部を形成し、更に、この接合部の表面(外面)を研磨す
ることにより接合部に形成されたビードを除去して、円
筒状成形体が突合せ部において一体的に接合されてなる
管体を得た。なお、この円筒状成形体の突合せ部の摩擦
撹拌接合時における回転冶具の回転数は1000rpm
とし、また、接合速度、つまり回転冶具の突合せ部に対
する相対移動速度は300mm/分とした。更に、かく
して得られた管体の接合部と母材部のそれぞれにおける
結晶粒の最大長さの平均値を公知の方法により求めたと
ころ、接合部の結晶粒の最大長さの平均値は3μmであ
り、また、母材部の結晶粒の最大長さの平均値は100
μmであった。Then, using a steel rotating jig having pins concentrically provided at the tips thereof, the butted portion of the cylindrical molded body in the above-described state is moved from one tab plate to the other tab. Friction stir welding is performed on the plate by a known friction stir welding method to form a joint portion extending along the butt portion, and further, the surface (outer surface) of the joint portion is polished to form the joint portion. The formed bead was removed to obtain a tubular body in which the cylindrical molded body was integrally joined at the butting portion. The rotational speed of the rotary jig at the time of friction stir welding of the butt portion of this cylindrical molded body was 1000 rpm.
The joining speed, that is, the relative movement speed of the rotary jig with respect to the abutting portion was 300 mm / min. Furthermore, when the average value of the maximum length of the crystal grains in each of the joint portion and the base material portion of the tube body thus obtained was determined by a known method, the average value of the maximum length of the crystal grains in the joint portion was 3 μm. And the average value of the maximum length of the crystal grains of the base material is 100
was μm.
【0055】次ぎに、上述の如くして得られた管体を公
知の焼鈍炉内に収容せしめて、150℃/hの昇温速度
で、管体の形成材料たるJIS5052アルミニウム合
金の再結晶温度よりも高い温度である400℃まで加熱
し、その温度で30分間保持することにより、かかる管
体に対する加熱処理を行なった。その後、炉冷し、管体
が200℃となった時点で、管体を焼鈍炉から取り出し
て、更に空冷した。かくして、管体を十分に冷却した
後、管体の接合部と母材部のそれぞれにおける結晶粒の
最大長さの平均値を公知の方法により、再度求めたとこ
ろ、接合部の結晶粒の最大長さの平均値は75μmで、
母材部の結晶粒の最大長さの平均値は125μmとなっ
ており、何れも、本発明で規定される範囲内の値であっ
た。また、前者の平均値と後者の平均値との比を計算に
より求めたところ3:5で、これも、本発明で特性され
る範囲内の値であった。Next, the tubular body obtained as described above was placed in a known annealing furnace, and the recrystallization temperature of the JIS 5052 aluminum alloy, which is the material for forming the tubular body, at a temperature rising rate of 150 ° C./h. The tube was heated to a higher temperature of 400 ° C. and kept at that temperature for 30 minutes to perform heat treatment on the tubular body. Then, the furnace was cooled, and when the temperature of the tube reached 200 ° C., the tube was taken out of the annealing furnace and further air-cooled. Thus, after sufficiently cooling the tubular body, when the average value of the maximum length of the crystal grains in each of the joint portion and the base material portion of the pipe body was obtained again by a known method, the maximum value of the crystal grains in the joint portion was determined. The average length is 75 μm,
The average value of the maximum lengths of the crystal grains of the base material portion was 125 μm, and all were within the range specified by the present invention. The ratio of the former average value to the latter average value was calculated to be 3: 5, which was also within the range characterized by the present invention.
【0056】その後、加熱処理された管体を目的とする
形状に成形する転造加工を、公知の転造加工装置を用い
た従来手法に従って実施した後、かかる管体に対して、
公知の陽極酸化手法を適用した陽極酸化処理を行なっ
て、表面に陽極酸化被膜を形成することにより、目的と
するリム(実施例)を得た。そして、この実施例のリム
について、肌荒れの有無と、接合部と母材部との間での
色調差の有無を視認により調べたところ、そのような肌
荒れや色調差は、何等認められなかった。このことか
ら、本発明手法に従ってリムを形成することにより、肌
荒れや接合部と母材部との間で色調差のない、優れた外
観を有するホイールを製造し得ることが、明確に認識さ
れ得るのである。After that, the rolling process for forming the heat-treated tubular body into a desired shape is carried out according to a conventional method using a known rolling device, and then the tubular body is subjected to
By carrying out anodizing treatment using a known anodizing method to form an anodized film on the surface, a target rim (Example) was obtained. Then, with respect to the rim of this example, the presence or absence of rough skin and the presence or absence of a color tone difference between the joint portion and the base material portion were visually checked, and no such rough skin or color tone was observed. . From this, it can be clearly recognized that by forming the rim according to the method of the present invention, it is possible to manufacture a wheel having an excellent appearance without rough skin or a difference in color tone between the joint portion and the base material portion. Of.
【0057】また、比較のために、前記実施例のリムの
製造に際して準備されたアルミニウム合金板材と種類や
サイズが同一のアルミニウム合金板材を2枚準備した。
そして、前記実施例と同様にして、準備された2枚のア
ルミニウム合金板材から円筒状成形体を二つ成形した
後、前記実施例と同一の手法により、それら二つの円筒
状成形体の突合せ部をそれぞれ摩擦撹拌接合して、突合
せ部に沿って延びる接合部が形成された二つの管体を得
た。For comparison, two aluminum alloy plate materials of the same type and size as the aluminum alloy plate material prepared at the time of manufacturing the rim of the above embodiment were prepared.
Then, in the same manner as in the above-mentioned embodiment, two cylindrical molded bodies were molded from the two prepared aluminum alloy sheet materials, and then the abutting portion of the two cylindrical molded bodies was manufactured by the same method as in the above-mentioned embodiment. Each of them was friction stir welded to obtain two pipes each having a joint extending along the abutting portion.
【0058】次ぎに、かくして得られた二つの管体のう
ちの一つを公知の焼鈍炉内に収容せしめて、150℃/
hの昇温速度で、該管体の形成材料たるJIS5052
アルミニウム合金の再結晶温度よりも低い温度である2
75℃まで加熱し、その温度で30分間保持することに
より、かかる管体に対する加熱処理を行なった。その
後、前記実施例と同様にして、管体を冷却した後、管体
の接合部と母材部のそれぞれにおける結晶粒の最大長さ
の平均値を公知の方法により求めたところ、接合部の結
晶粒の最大長さの平均値は8μmで、母材部の結晶粒の
最大長さの平均値は100μmとなっており、接合部の
結晶粒の最大長さの平均値が、本発明において規定され
る範囲内の値とは異なる値であった。また、前者の平均
値と後者の平均値との比を計算により求めたところ1:
12.5で、これも、本発明での特性範囲外の値であっ
た。Next, one of the two tubular bodies thus obtained was placed in a known annealing furnace and heated to 150 ° C. /
JIS 5052, which is a material for forming the tubular body, at a heating rate of h
Temperature lower than recrystallization temperature of aluminum alloy 2
The tube was heated to 75 ° C. and kept at that temperature for 30 minutes to heat-treat the tube. Then, in the same manner as in the above example, after cooling the tubular body, the average value of the maximum length of the crystal grains in each of the joined portion and the base material portion of the tubular body was determined by a known method, The average value of the maximum length of the crystal grains is 8 μm, the average value of the maximum length of the crystal grains of the base material portion is 100 μm, and the average value of the maximum length of the crystal grains of the joint part is The value was different from the value within the specified range. Moreover, when the ratio of the former average value and the latter average value was calculated, it was 1:
At 12.5, this was also outside the characteristic range of the present invention.
【0059】また、それとは別に、残りの一つの管体を
公知の焼鈍炉内に収容せしめて、本発明において規定さ
れる範囲外の値である350℃/hの昇温速度で、該管
体の形成材料たるJIS5052アルミニウム合金の再
結晶温度よりも高い温度である400℃まで加熱し、そ
の温度で30分間保持することにより、かかる管体に対
する加熱処理を行なった。その後、前記実施例と同様に
して、管体を冷却した後、管体の接合部と母材部のそれ
ぞれにおける結晶粒の最大長さの平均値を公知の方法に
より求めたところ、接合部の結晶粒の最大長さの平均値
は1200μmで、母材部の結晶粒の最大長さの平均値
は100μmとなっており、接合6部の結晶粒の最大長
さの平均値が、本発明において規定される範囲内の値と
は異なる値であった。また、前者の平均値と後者の平均
値との比を計算により求めたところ1:0.08で、こ
れも、本発明での特性範囲外の値であった。Separately from this, the remaining one tubular body was housed in a known annealing furnace, and the tubular body was heated at a heating rate of 350 ° C./h, which is a value outside the range specified in the present invention. The tubular body was heat-treated by heating it to 400 ° C., which is higher than the recrystallization temperature of the JIS 5052 aluminum alloy, which is the body forming material, and holding it at that temperature for 30 minutes. Then, in the same manner as in the above example, after cooling the tubular body, the average value of the maximum length of the crystal grains in each of the joined portion and the base material portion of the tubular body was determined by a known method, The average value of the maximum lengths of the crystal grains is 1200 μm, the average value of the maximum lengths of the crystal grains of the base material portion is 100 μm, and the average value of the maximum lengths of the crystal grains of the junction 6 is the present invention. The value was different from the value within the range specified in. The ratio of the former average value to the latter average value was calculated to be 1: 0.08, which was also outside the characteristic range of the present invention.
【0060】その後、上述の如くして加熱処理された二
つの管体を目的とする形状に成形する転造加工と、管体
の表面に陽極酸化被膜を形成せしめる陽極酸化処理と
を、前記実施例と同一の手法により実施して、目的とす
るリム(比較例1,2)を得た。そして、本発明におい
て特定される加熱処理温度よりも低い温度で加熱処理を
行なって得られたリム(比較例1)と、本発明において
望ましい範囲として規定される加熱処理時の昇温速度よ
りも急激な速度で昇温しつつ、加熱処理を行なって得ら
れたリム(比較例2)の両方について、肌荒れの有無
と、接合部と母材部との間での色調差の有無を視認によ
り調べたところ、比較例1のリムにおいては、表面に肌
荒れが認められると共に、接合部と母材部との間での色
調差がはっきりと確認された。また、比較例2のリムで
は、表面に肌荒れが明確に認められた。これらのことか
ら、本発明手法とは異なる従来手法に従って製造される
ホイールは、外観に劣るものとなることが、容易に認識
され得るのである。Thereafter, the rolling process for forming the two heat-treated tubular bodies into the desired shape and the anodizing treatment for forming an anodized film on the surfaces of the tubular bodies are carried out as described above. The same procedure as the example was performed to obtain the target rim (Comparative Examples 1 and 2). Then, the rim (Comparative Example 1) obtained by performing the heat treatment at a temperature lower than the heat treatment temperature specified in the present invention and the temperature rising rate at the time of the heat treatment defined as a desirable range in the present invention Both the rim (Comparative Example 2) obtained by performing the heat treatment while raising the temperature at a rapid rate were visually inspected for the presence or absence of rough skin and the presence or absence of a color difference between the joint and the base material. As a result of the examination, in the rim of Comparative Example 1, rough skin was observed on the surface and a difference in color tone between the joint portion and the base material portion was clearly confirmed. Further, in the rim of Comparative Example 2, rough skin was clearly recognized on the surface. From these, it can be easily recognized that the wheel manufactured according to the conventional method different from the method of the present invention has a poor appearance.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に従う車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リ
ムにあっては、リムが、優れた接合品質と強度、更には
高度な生産性をもって構成され得るばかりでなく、かか
るリムの表面における肌荒れや、接合部と母材部との間
での色調差による外観不良の発生も、効果的に解消乃至
は抑制され得るのであり、その結果として、商品価値
が、確実に且つ飛躍的に高められ得ることとなるのであ
る。As is apparent from the above description, in the aluminum alloy rim for the vehicle wheel according to the present invention, the rim is constructed with excellent joining quality and strength, and further high productivity. Not only can it be obtained, but also the occurrence of a rough surface on the surface of such a rim and the occurrence of a defective appearance due to a color tone difference between the joint portion and the base material portion can be effectively eliminated or suppressed, and as a result, the product The value can be surely and dramatically increased.
【0062】また、本発明に従う車両用ホイールにおけ
るアルミニウム合金製リムの製造方法によれば、優れた
接合品質と強度を有し、しかも表面の肌荒れや、接合部
と母材部との間での色調差による外観不良のない、商品
価値の高い車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製
リムが、高度な生産性をもって、極めて有利に製造され
得ることとなるのである。Further, according to the method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel according to the present invention, it has excellent joining quality and strength, and the surface is rough, and the joining portion and the base material portion have a rough surface. Thus, the aluminum alloy rim for a vehicle wheel having a high commercial value, which does not have a defective appearance due to a color difference, can be manufactured extremely advantageously with high productivity.
【図1】本発明手法に従って製造された車両用ホイール
におけるアルミニウム合金製リムの一例を示す半截断面
説明図である。FIG. 1 is a half cross-sectional explanatory view showing an example of an aluminum alloy rim in a vehicle wheel manufactured according to the method of the present invention.
【図2】図1に示された車両用ホイールにおけるアルミ
ニウム合金製リムを製造する工程の一例を示す説明図で
あって、アルミニウム合金板材を円筒形に曲げ加工して
円筒状成形体を成形した状態を示している。2 is an explanatory view showing an example of a process of manufacturing an aluminum alloy rim in the vehicle wheel shown in FIG. 1, wherein an aluminum alloy plate material is bent into a cylindrical shape to form a cylindrical molded body. It shows the state.
【図3】図1に示された車両用ホイールにおけるアルミ
ニウム合金製リムを製造する工程の別の例を示す説明図
であって、円筒状成形体の突合せ部を摩擦撹拌接合し
て、管体を成形している状態を示している。FIG. 3 is an explanatory view showing another example of the process of manufacturing the aluminum alloy rim in the vehicle wheel shown in FIG. 1, in which the butted portion of the cylindrical molded body is friction stir welded to form a tubular body. It shows the state of molding.
【図4】図1に示された車両用ホイールにおけるアルミ
ニウム合金製リムを製造する工程の他の例を示す説明図
であって、管体の突合せ部に沿って延びるように形成さ
れた接合部を、円弧状に矯正加工した状態を示してい
る。4 is an explanatory view showing another example of the process of manufacturing the aluminum alloy rim in the vehicle wheel shown in FIG. 1, and is a joint portion formed so as to extend along the abutting portion of the pipe body. Is shown in a state of being straightened into an arc shape.
10 リム 12 ディスク 14 突合せ部 16 接合部 18 母材部 20 板材 22 円筒状成形体 24 平坦部 26 管体 28 回転冶具 30 ピン 10 rim 12 disc 14 Butt 16 Joint 18 Base material 20 Plate 22 Cylindrical molded body 24 Flat part 26 tube 28 rotating jig 30 pin
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23K 103:10 B23K 103:10 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B23K 103: 10 B23K 103: 10
Claims (5)
材を円筒形に加工して、周方向において突き合わされる
該板材の両端部の突合せ部を摩擦撹拌接合することによ
り、該突合せ部に沿って延びる接合部を形成してなる管
体を用いて得られる車両用ホイールにおけるアルミニウ
ム合金製リムにして、 前記接合部と該接合部以外の母材部のそれぞれにおける
結晶粒の最大長さの平均値が、10〜300μmであ
り、且つ前者の平均値と後者の平均値との比が、10:
1〜1:10の範囲内にあることを特徴とする車両用ホ
イールにおけるアルミニウム合金製リム。1. A joint extending along the abutting portion by processing a plate material made of a 5000 series aluminum alloy into a cylindrical shape and friction stir welding the abutting portions at both ends of the plate material that are abutted in the circumferential direction. The aluminum alloy rim in the vehicle wheel obtained by using the tubular body forming the portion, the average value of the maximum length of the crystal grains in each of the joint portion and the base material portion other than the joint portion, 10 to 300 μm, and the ratio of the former average value to the latter average value is 10:
An aluminum alloy rim for a vehicle wheel, which is in the range of 1 to 1:10.
材を円筒形に加工する一方、周方向において突き合わさ
れる該板材の両端部の突合せ部を摩擦撹拌接合して、該
突合せ部に沿って接合部を形成することにより、所定の
管体を成形した後、かかる管体を加工して、目的とする
車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リムを製造
するにあたり、 前記摩擦撹拌接合により形成された管体を、前記500
0系アルミニウム合金の再結晶温度以上の温度で加熱処
理することを特徴とする車両用ホイールにおけるアルミ
ニウム合金製リムの製造方法。2. A plate material made of a 5000-series aluminum alloy is processed into a cylindrical shape, and the abutting portions at both ends of the plate material that are abutted in the circumferential direction are friction stir welded to form a joint portion along the abutting portion. By forming a predetermined tubular body by forming, by processing such a tubular body, in producing the aluminum alloy rim in the vehicle wheel of interest, the tubular body formed by the friction stir welding, 500 above
A method of manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel, which comprises heat-treating at a temperature equal to or higher than a recrystallization temperature of a 0-based aluminum alloy.
50℃に加熱することにより、実施される請求項2に記
載の車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リムの
製造方法。3. The heat treatment is performed on the tubular body by 300 to 5
The method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel according to claim 2, which is carried out by heating to 50 ° C.
50〜300℃/hの昇温速度で加熱することにより、
実施される請求項2又は請求項3に記載の車両用ホイー
ルにおけるアルミニウム合金製リムの製造方法。4. The heat treatment is applied to the entire tubular body to
By heating at a temperature rising rate of 50 to 300 ° C./h,
The manufacturing method of the aluminum alloy rim in the vehicle wheel according to claim 2 or 3, which is carried out.
れた状態において摩擦撹拌接合せしめることにより、前
記管体が形成された後、その平坦な接合部に対する矯正
加工が実施され、その際、該矯正加工後の前記接合部の
長さ:aと該矯正加工前の接合部の長さ:bとの差:a
−bと、該矯正加工前の接合部の長さ:bとの比の値に
て表される加工度:(a−b)/bが0.1以下となる
ようにして、該矯正加工が実施され、その後、前記加熱
処理が実施される請求項2乃至請求項4の何れかに記載
の車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リムの製
造方法。5. The pipe body is formed by performing friction stir welding in a state where the abutting portions of both ends of the plate member are flattened, and then the flat joint portion is subjected to a straightening process. , The difference between the length of the joint after the straightening process: a and the length of the joint before the straightening process: b: a
-B and the working ratio represented by the value of the ratio of the length of the joined part before the straightening process: b: (ab) / b is set to 0.1 or less, and the straightening process is performed. The method for manufacturing an aluminum alloy rim for a vehicle wheel according to claim 2, wherein the heat treatment is performed.
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