鋁類部件及其製造方法
2023-05-26 18:18:16 1
專利名稱：鋁類部件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁類部件的製造技術。
背景技術：
自動二輪車的方向盤保持器、乘用車的車門把手、徽章上使用鋁類部 件。這種情況下，鋁類部件作為暴露於眾的外觀部件，要求美觀性。
提高鋁類部件的外觀性的技術有各種提案(例如參照專利文獻l、專
利文獻2)。
專利文獻l:國際公開第00/043153號小冊子(第22頁) 專利文獻2:特開2004 — 17738公報(權利要求l) 專利文獻1的權利要求1記載的發明中，"一種輕金屬鑄造物的表面 處理方法，具有如下工序從注射柱塞向注入模具中的輕金屬材料的熔液 施加大約超過50MPa的鑄造壓，成形將鑄肌面的產生針孔抑制到規定條 件的鑄造物的鑄造工序；對所述鑄肌面進行研磨處理的研磨麵的表面粗糙 度形成為規定值以下的研磨工序；在所述研磨後的研磨麵上形成第一樹脂 塗裝層的塗裝工序；在所述第一樹脂塗裝層的表面上通過乾式鍍敷形成金 屬或金屬化合物的層的鍍敷工序"。
即，通過高壓鑄造法充分降低針孔的大小和數量。接著，通過滾筒實 施研磨，減小表面粗糙度。接著，塗敷樹脂。接著，實施鍍敷處理。其結 果是，提供具有光亮性豐富的外觀面的輕金屬製造產品。
但是，由於塗敷樹脂的塗裝工序是不可缺少的，所以增加了工序數量， 產品成本有增加的傾向。
專利文獻2中，如權利要求1明示的"表面進行了光亮化處理的自動 車用輕合金制輪體，其具有表面形成微量的凹凸的自動車用輕合金制輪 體；形成在所述輕合金制輪體的表面上的樹脂塗膜；具有形成在所述樹脂 塗膜上的鉻鍍外觀的鈦合金的薄膜；作為保護層形成在所述鈦合金的薄膜上的透明樹脂保護膜……"那樣，是以在輕合金制輪體的表面上形成樹脂 塗膜為前提的技術。由於塗敷樹脂是不可缺少的，所以增加了工序數量， 產品成本有增加的傾向。
艮P，若省去樹脂塗敷，則能夠削減工序數量，降低產品成本。
發明內容
本發明提供一種不在鋁類部件上塗敷作為基底的樹脂而能夠提高外
觀性的技術。
第一發明中，--種鋁類部件，其作為配置在車輛的外表面等的外觀部 件，其特徵在於，
該鋁類部件由通過熔液鍛造法製造的熔液鍛造品和被覆在該熔液鍛 造品上的鎳鉻鍍層構成。
第二發明中，其特徵在於，所述鎳鉻鍍層由被覆在所述熔液鍛造品上
且厚度是5 10y m的半光澤鎳鍍層、被覆在該半光澤鎳鍍層上且厚度是 5 10 u m的光澤鎳鍍層和被覆在該光澤鎳鍍層上且厚度是0. 5 3 ii m的 鉻鍍層構成。
第三發明中， 一種鋁類部件的製造方法，該鋁類部件作為配置在車輛 的外表面等的外觀部件，所述鋁類部件的製造方法的特徵在於，具有以下 工序
準備工序，準備衝壓裝置，該衝壓裝置由上下開口的衝模、閉塞該衝 模的下開口的下衝頭、相對於該下衝頭配置且進入所述衝模的上開口的上 衝頭、使該上衝頭升降的第一工作缸單元、分割所述上衝頭的一部分而構 成的局部衝頭、使該局部衝頭升降的第二工作缸單元構成；
熔液注入工序，對嵌合有所述下衝頭的衝模供給鋁合金的熔液； 第一次加壓工序，使所述上衝頭和局部衝頭一併進入所述衝模的上開 口，對所述熔液加壓；
第二次加壓工序，增加所述第一工作缸單元的按壓力而使上衝頭進一 步進入，對所述熔液進一步加壓；
成形工序，使從所述衝模取出的烙液鍛造品成形； 鍍敷工序，在該熔液鍛造品上被覆鎳鍍層和鉻鍍層。第四發明中，其特徵在於，在所述成形工序和鍍敷工序之間加入研磨 工序，該研磨工序中，研磨熔液鍛造品的表面，使熔液鍛造品的平均粗糙
度不超過6um。
第一發明中，不採用鑄造品，而採用熔液鍛造品。若是烙液鍛造品， 則表面平滑，基底樹脂層能夠省略，能夠直接被覆鍍層。
因此，根據第一發明，不在鋁類部件上塗敷作為基底的樹脂，能夠提 高外觀性，實現工時的降低。
在第二發明中，按照順序在熔液鍛造品上被覆5 10um的半光澤鎳 鍍層、5 10wm的光澤鎳鍍層和0. 5 3ixm的鉻鍍層。
以5 y m以上的半光澤鎳鍍層和5 y m以上的光澤鎳鍍層為基底鍍敷， 從而能夠維持充分的耐蝕性。使最大厚度分別停留在10ixm，從而能夠抑 制鎳的消耗。
合計10 P m的鎳鍍層處於基底，表層的鉻鍍層能夠充分薄化，即使0. 5 ^m的厚度也能夠產生金屬光澤色，保持外觀性。通過使最大厚度停留在 3um，從而能夠抑制鉻的消耗。
在第三發明中，熔液鍛造分第一次加壓工序和第二次加壓工序兩階段 實施。通過對熔液強力加壓，從而能夠促進熔液鍛造品的緻密化。並且， 第二次加壓工序中，能夠僅使從上衝頭獨立的局部衝頭向上移動，能使剩 餘的熔液流入局部衝頭側。即使熔液的注入量不均，也能夠由局部衝頭的 上升量吸收該不均，所以熔液鍛造品的完成形狀良好。
第四發明中，對得到的熔液鍛造品實施研磨，平均粗糙度不超過6u m。若平均粗糙度為6ixm以下，則能夠更好地提高鋁類部件的外觀性。
圖1是本發明使用的衝壓裝置的原理圖。
圖2是本發明採用的熔液鍛造法的說明圖。
圖3是從本發明的成形工序到鍍敷工序進行說明的圖。
圖4是本發明的鋁類部件的剖面圖。
圖5是表示層的厚度的比和耐蝕性的關係的曲線圖。
圖6是表示層的厚度和外觀性的關係的曲線圖。圖7是表示熔液鍛造品的表面粗糙度和外觀性的關係的曲線圖。
附圖標記說明10衝壓裝置
11衝模
12下衝頭
13上衝頭
14第一工作缸單元
15局部衝頭
16第二工作缸單元
24鋁合金的熔液
26成形後的熔液鍛造
28研磨後的熔液鍛造
31半光澤鎳鍍層
33光澤鎳鍍層
35鋁類部件
36鎳鉻鍍層
37鉻鍍層
具體實施例方式
根據
實施本發明的最佳實施方式。
圖1是本發明使用的衝壓裝置的原理圖。衝壓裝置IO具有上下開
口的筒狀的衝模11、閉塞該衝模11的下開口的下衝頭12、與該下衝頭12 相對配置的上衝頭13、使該上衝頭13升降的第一工作缸單元14、分割上 衝頭13的一部分而構成的局部衝頭15、使該局部衝頭15升降的第二工作 缸單元16、 一併支承第一工作缸單元14和第二工作缸單元l6的升降盤 17、使該升降盤17不振動而進行引導的升降引導器18、使升降盤17升降 的第三工作缸單元19、使下衝頭12升降的第四工作缸單元21和支持衝模 11的基臺22。
上衝頭13呈現中空圓筒形狀，使該上衝頭13升降的第一工作缸單元 14也呈現中空圓筒形狀。局部衝頭15能夠上下移動地收納在上衝頭13
6的中空部分。第二工作缸單元16收納在第一工作缸單元14的中空部分。 接下來說明使用以上結構構成的衝壓裝置10實施的熔液鍛造法。 圖2是本發明採用的熔液鍛造法的說明圖，如圖2 (a)所示，對嵌合
有下衝頭12的衝模11供給規定量的鋁合金的熔液24 (箭頭(i))。另外，
鋁合金例如可列舉JISA6000類、JISADC12、 JISAC4CH相當，但不特別
限定種類。
然後，使第三工作缸單元19動作，使升降盤17、第一工作缸單元14、 第二工作缸單元16、上衝頭13以及局部衝頭15 —並下降。
即如圖2 (b)所示，從衝模11的上開口，如箭頭(2)所示，進入有 上衝頭13和局部衝頭15，壓縮熔液24。這時，使上衝頭13的按壓力(施 加到熔液表面的單位面積的壓力，以下同)和局部衝頭15的按壓力相同。 由於按壓力相同，所以上衝頭13和局部衝頭15—起下降。將該下降動作 稱為第一次加壓工序。
若在該第一加壓工序中壓縮(加壓)熔液24，則熔液24中含有的微 量的氣體(尤其是H2氣體)被擠出，即，能夠實現熔液24的排氣。
接著，第二工作缸單元16的油壓原封不動地對第一工作缸單元14的 油壓進行增壓。於是，如圖2 (c)所示，上衝頭13如箭頭(3)所示下降。 由於熔液24被強力地壓縮，所以需要逃逸場所而壓起局部衝頭15。
其結果是，局部衝頭15如箭頭(4)所示上升。在上部衝頭13的按 壓力和局部衝頭15的按壓力均衡的時刻，箭頭(3)、 (4)的移動停止。 在該狀態下等待凝固。以下，將圖2 (c)的工序稱為第二次加壓工序。
由於局部衝頭15起到緩衝的作用，所以即使圖2 (a)供給的熔液24 的供給量不均，也能夠沒障礙地實施加壓。
在圖2 (c)中，熔液24凝固後，使上衝頭13和局部衝頭15上升。 接著，使第四工作缸單元21前進動作，使下衝頭12上升。於是，能夠從
衝模ll取出熔液鍛造品。
在以上說明的圖2 (b)中，通過上衝頭13和局部衝頭15對熔液24
進行加壓，所以實施熔液鍛造的第一階段。在此基礎上，在圖2 (c)中熔 液24由下降的上衝頭13和上升的局部衝頭15鍛造，被更強力地加壓， 實施第二階段的熔液鍛造。由於被強力加壓，所以熔液24的密度提高，能夠使表面(鑄肌)的針孔的產生微少。
艮P，通過第一次加壓工序和第二次加壓工序構成的二階段的熔液鍛 造，使排氣進行得充分，能夠得到鑄肌漂亮的熔液鍛造品。
下圖說明對得到的熔液鍛造品實施的以下的處理。
圖3是說明從本發明的成形工序到鍍敷工序的圖。如圖3 (a)所示， 切除不要部分25，得到圖3 (b)所示的成形的熔液鍛造品26。該熔液鍛 造品26上直接實施鍍敷而不會有任何影響，但是優選如圖3 (c)所示， 通過輪轂27或研磨帶實施研磨。該研磨中，熔液鍛造品26的表面以平均 粗糙度Ra (JIS B0601規定的算術平均粗糙度)計算為6um以下。艮P， 研磨到平均粗糙度Ra的最大值為6 y m。
接著，如圖3 (d)所示，將實施了研磨的熔液鍛造品28 (或者成形 的熔液鍛造品26)放入半光澤鎳電鍍裝置29而形成基底鍍層。基底鍍層
的厚度能夠通過增減通電時間來確定。
如圖3 (e)所示，將被覆作為基底鍍層的半光澤鎳鍍層31的熔液鍛 造品26或28放入光澤鎳電鍍裝置32，形成中間鍍層。中間鍍層的厚度能 夠通過增減通電時間來確定。
另外，如圖3 (f)所示，將被覆作為中間鍍層的光澤鎳鍍層33的熔 液鍛造品26或28放入鉻電鍍裝置34，形成表面鍍層。表面鍍層的厚度能 夠通過增減通電時間來確定。
圖4是本發明的鋁類部件的剖面圖。如圖4 (a)所示，鋁類部件35 例如由作為固定自動二輪車的方向盤的方向盤保持器的、通過熔液鍛造法 製造的熔液鍛造品28或26和被覆在該熔液鍛造品28或26上的鎳鉻鍍層 36構成。
該鎳鉻鍍層36，如圖4 (a)的b部放大圖即(b)所示，由被覆在熔 液鍛造品28或26上的厚度為5 10"m的半光澤鎳鍍層31、被覆在該半 光澤鎳鍍層31上的厚度為5 10ii m的光澤鎳鍍層33和被覆在該光澤鎳 鍍層33上的厚度0. 5 3um的鉻鍍層37構成。
鎳鉻鍍層36中，在鉻鍍層37之下放置鎳鍍層31、 33，由表層的鉻鍍 層37提高美觀性，由下面的鎳鍍層31、 31維持耐蝕性。不要求耐蝕性的 鉻鍍層37薄也沒關係，但是要求耐久性的鎳鍍層31、 33的厚度需要慎重
8設定。
因此，要研究鎳鍍層31、 33的厚度。
圖5是表示層的厚度的比和耐蝕性的關係的曲線圖，層的厚度的比定
義為層的厚度的比二 (半光澤鎳鍍層的厚度/光澤鎳鍍層的厚度)。並且，
使該比變化，同時調查耐蝕性，則比為1. 0時能夠得到最高的耐蝕性。 因此，半光澤鎳鍍層的厚度和光澤鎳鍍層的厚度以下相同或大致相同。
圖6是表示層的厚度和外觀性的關係的曲線圖，層的厚度的比固定在 1. 0，使半光澤鎳鍍層的厚度和光澤鎳鍍層的厚度變化，同時調査外觀性。 這些層的厚度越大則外觀性越好。
並且，若半光澤鎳鍍層的厚度為5ym，光澤鎳鍍層的厚度為5um， 則能夠預見超過合格線。
但是，若半光澤鎳鍍層的厚度超過10um，光澤鎳鍍層的厚度也超過 10ym，則曲線平緩，外觀性不會顯著變好。
因此，半光澤鎳鍍層的厚度和光澤鎳鍍層的厚度優選分別設定為5ii m 10卩m。
接著，研究圖3 (c)實施的研磨。
圖7是表示熔液鍛造品的表面粗糙度和外觀性的關係的曲線圖，準備 表面的平均粗糙度Ra為lum 7nm的熔液鍛造品，對它們被覆5 U m 的半光澤鎳鍍層、5^m的光澤鎳鍍層和0. 5um的鉻鍍層，評價外觀性。 平均粗糙度Ra越小，外觀性越良好。而且，若Ra是6.0ym以下，則能
夠預見可獲得超過合格線的外觀性。
因此，若熔液鍛造品(圖3 (b)，附圖標記26)的表面粗糙度為6. 0 Pm或其以下，則不實施研磨，而直接進行鍍敷。熔液鍛造品(圖3 (b)、 附圖標記26)的表面粗糙度大幅度超過6. Oum的情況下，優選實施研 磨，將粗糙度形成為6. Oum以下。
另外，鎳鉻鍍層以兩層的鎳鍍層和一層的鉻鍍層進行了說明，但是鎳 鍍層也可以是一層或三層以上，層數是任意的。
另外，熔液鍛造法優選由第一次加壓工序和第二次加壓工序構成的兩 階段加壓，但是也可以是僅由第一次加壓工序或僅由第二次加壓工序構成 的單階段加壓。或者也可以是三階段以上的多階段加壓。產業上的可利用性
本發明適用於作為車輛的外觀部件的鋁類部件。
權利要求
1、一種鋁類部件，其作為配置在車輛的外表面等的外觀部件，其特徵在於，該鋁類部件由通過熔液鍛造法製造的熔液鍛造品和被覆在該熔液鍛造品上的鎳鉻鍍層構成。
2、 如權利要求1所述的鋁類部件，其特徵在於， 所述鎳鉻鍍層由被覆在所述熔液鍛造品上且厚度是5 10wm的半光澤鎳鍍層、被覆在該半光澤鎳鍍層上且厚度是5 10y m的光澤鎳鍍層和 被覆在該光澤鎳鍍層上且厚度是O. 5 3iim的鉻鍍層構成。
3、 一種鋁類部件的製造方法，該鋁類部件作為配置在車輛的外表面 等的外觀部件，所述鋁類部件的製造方法的特徵在於，具有以下工序.-準備工序，準備衝壓裝置，該衝壓裝置由上下幵口的衝模、閉塞該衝 模的下開口的下衝頭、相對於該下衝頭配置且進入所述衝模的上開口的上 衝頭、使該上衝頭升降的第一工作缸單元、分割所述上衝頭的一部分而構 成的局部衝頭、使該局部衝頭升降的第二工作缸單元構成；熔液注入工序，對嵌合有所述下衝頭的衝模供給鋁合金的熔液； 第一次加壓工序，使所述上衝頭和局部衝頭一併進入所述衝模的上開 口，對所述熔液加壓；第二次加壓工序，增加所述第一工作缸單元的按壓力而使上衝頭進一 步進入，對所述熔液進一步加壓；成形工序，使從所述衝模取出的熔液鍛造品成形； 鍍敷工序，在該熔液鍛造品上被覆鎳鍍層和鉻鍍層。
4、 如權利要求3所述的鋁類部件的製造方法，其特徵在於， 在所述成形工序和鍍敷工序之間加入研磨工序，該研磨工序中，研磨熔液鍛造品的表面，使熔液鍛造品的平均粗糙度不超過6um。
全文摘要
本發明提供一種不在鋁類部件上塗敷作為基底的樹脂而能夠提高外觀性的技術。如圖(a)所示，鋁類部件(35)由通過熔液鍛造法製造的熔液鍛造品(28或26)和被覆在該熔液鍛造品(28或26)上的鎳鉻鍍層(36)構成。如圖(b)所示，該鎳鉻鍍層(36)由被覆在熔液鍛造品(28或26)上且厚度是5～10μm的半光澤鎳鍍層(31)、被覆在該半光澤鎳鍍層(31)上且厚度是5～10μm的光澤鎳鍍層(33)和被覆在該光澤鎳鍍層(33)上且厚度是0.5～3μm的鉻鍍層(37)構成。本發明並不採用鑄造品而是採用了熔液鍛造品。若是熔液鍛造品，則表面是平滑的，能夠省略基底樹脂層，能夠直接被覆鍍層。
文檔編號B22D15/00GK101462158SQ200810178108
公開日2009年6月24日 申請日期2008年11月19日 優先權日2007年12月19日
發明者縣正樹, 吉田裕之 申請人:本田技研工業株式會社