CN104080934A - 成型加工用铝合金包层材料 - Google Patents

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Abstract

一种成型加工用铝合金包层材料，其具备铝合金芯材，其含有Mg：3.0～10％(质量％，以下同)，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；皮材，其包覆在所述芯材的一面或两面，每一面的厚度为总板厚的3～30％，并且含有Mg：0.4～5.0％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；和铝合金插层材料，其存在于芯材和皮材之间，具有580℃以下的固相线温度。

Description

成型加工用铝合金包层材料
技术领域
本发明涉及一种作为汽车车身板材、车身面板等各种汽车、船舶、飞机等的材料、部件，或者建筑材料、构造材料，以及除此以外的各种机械器具、家电制品或其部件等的原材料，实施成型加工而使用的成型加工用铝合金包层材料。
背景技术
以往，作为汽车的车身板材，大多情况下主要使用冷轧钢板，但最近从车身轻量化等观点考虑，使用铝合金轧制板的情况增多。并且，由于汽车的车身板材通过实施冲压加工而使用，因此要求其高强度并且成型加工性优良。目前，作为这种针对汽车用车身板材的铝合金，除了Al－Mg系合金以外，主要使用具有时效性的Al－Mg－Si系合金或Al－Mg－Si－Cu系合金。其中，含有高浓度Mg的Al－Mg系合金由于可以得到高强度，并且成型性、耐腐蚀性优良，因此广泛用于汽车车身面板。
通过增加Mg的添加量提高了强度和成型性，而另一方面，Mg是对耐应力腐蚀破裂(SCC)性、耐拉伸应变痕(SS mark)性产生不良影响的元素，因此高浓度的添加容易产生SCC、SS痕。由此，在汽车用车身板材像这样的涉及要求冲压成型加工性、强度、耐腐蚀性、表面品质等多方面特性的情况下，由单一合金形成的板材，有时难以实现所要求的全部指标。作为解决这种问题的手段，如专利文献1所示，已经提出了使用将各种具有不同特性的板材包覆起来的包层材料。
专利文献
【专利文献1】：日本特表2009－535508号公报
发明内容
发明所要解决的问题
作为铝合金包层材料的工业生产方法，通常有叠层铝或铝合金的板材，进行热轧从而使界面接合(热轧包覆)的技术，并且目前广泛用于制造热交换器等中使用的钎焊片材。然而，在针对汽车用车身板材的Al－Mg系合金中，在根据常规方法进行包层轧制时，容易产生芯材和皮材的密接不良，并且成为了产生包层界面剥离、包层率不良、产生被称为鼓泡的品质异常、包层材料的生产性下降等各种问题的原因，因此很难以量产的规模进行实际使用。
本发明鉴于上述情况而进行，其目的在于提供一种可以获得高量产性，同时强度、成型性、耐SCC性和耐SS痕性也特别优良的成型加工用铝合金包层材料。
解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，具备：
铝合金芯材，其含有Mg：3.0～10％(质量％，以下同)，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；
铝合金皮材，其包覆在所述芯材的一面或两面，每一面的厚度为总板厚的3～30％，并且含有Mg：0.4～5.0质量％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；和
铝合金插层材料，其存在于所述芯材和所述皮材之间，具有580℃以下的固相线温度。
本发明还可以为，所述芯材和所述皮材或其中的任一个，含有Zn：0.01～2.0％、Cu：0.03～2.0％、Mn：0.03～1.0％、Cr：0.01～0.40质量％、Zr：0.01～0.40％、V：0.01～0.40％、Fe：0.03～0.5％、Si：0.03～0.5％、Ti：0.005～0.30％中的1种或2种以上。
本发明还可以为，在以所述插层材料中含有的Si量(质量％，下同)为x，以Cu量(质量％，下同)为y时，同时满足以下(1)～(3)式，
x≥0…(1)
y≥0…(2)
y≥－11.7x+2.8…(3)。
本发明还可以为，所述插层材料中含有的Mg量为0.05～2.0质量％，
并且在以该插层材料中含有的Si量(质量％，下同)为x，以Cu量(质量％，下同)为y时，同时满足以下(4)～(6)式，
x≥0…(4)
y≥0…(5)
y≥－10.0x+1.0…(6)。
本发明还可以为，所述插层材料的固相线温度，低于所述芯材的固相线温度和所述皮材的固相线温度。
本发明还可以为，在通过高温热处理接合所述芯材、所述插层材料和所述皮材时的插层材料的厚度为10μm以上。
发明效果
根据本发明，由于可以有效地防止Al－Mg系合金中包层轧制的密接不良，因此可以获得具有高量产性，同时强度、成型性、耐SCC性和耐SS痕性也特别优良的成型加工用铝合金包层材料。
附图说明
图1是表示插层材料的组成和温度的关系的Al－Si合金的状态图；
图2是(a)～(d)表示插层材料的液相生成过程的模式图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行具体说明。
为了解决前述问题，本发明人等反复进行了各种实验、研究，结果发现在轧制工序前，通过插层材料接合芯材和皮材，能够防止密接不良，并由此完成了本发明。
可以用于本发明的铝合金包层材料的芯材和皮材，只要基本上为Al－Mg系合金即可，其具体的成分组成可以根据要求的性能水平进行适当调整，并且在特别重视强度、成型性、耐SCC性和耐SS痕性的情况下，优选将本实施方式所示成分组成的合金作为原材料。以下，对于原材料合金的成分组成的限定理由进行说明。
《芯材的合金组成》
首先对芯材的成分组成的限定理由进行说明，作为芯材，要求成型性优良，并且为高强度。为此，使用高Mg浓度的Al－Mg系合金作为芯材。
Mg：
Mg是本发明中作为对象的体系合金中的基本合金元素，并且是有助于提高强度、伸长率、深拉拔性的添加元素。当Mg的添加量小于3.0质量％时，强度、伸长率和成型性不足，另一方面，如果超过10质量％，则熔解时氧化，轧制性下降等制造性显著下降。因此，将Mg的含量设定为3.0质量％～10质量％的范围。另外，在特别重视强度和成型性的情况下，Mg含量的下限，更优选为5.5质量％。
此外，根据目的还可以添加1种或2种以上的下述元素。
Zn、Cu、Mn、Cr、Zr、V、Fe、Si、Ti：
Zn和Cu均为对强度提高有效的元素，并且可以根据需要添加任一种或两种。通过使Zn的含量为0.01质量％以上，Cu的含量为0.03质量％以上，可以充分获得该效果，而通过为2.0质量％以下，抑制了耐腐蚀性的下降，并且还抑制了成型性的下降。因此，Zn的含量优选为0.01质量％～2.0质量％的范围，Cu的含量优选为0.03质量％～2.0质量％的范围。
Mn、Cr、Zr、V是对强度提高、晶粒的微细化以及组织的稳定化具有效果的元素。通过使Mn的含量为0.03质量％以上，或者Cr、Zr、V的含量分别为0.01质量％以上，可以充分获得上述效果。此外，通过使Mn的含量为1.0质量％以下，或者Cr、Zr、V的含量分别为0.40质量％以下，可以在维持上述效果的同时，抑制因生成较多的金属间化合物而对成型性带来的不良影响的可能。因此，Mn优选为0.03质量％～1.0质量％的范围，Cr、Zr、V分别优选为0.01质量％～0.40质量％的范围。
Fe和Si与上述的Mn、Cr、Zr、V等同样是提高强度、使晶粒微细化的有效元素。通过使各自的含量为0.03质量％以上，可以获得充分的效果，此外，通过为0.5质量％以下，抑制了生成较多的金属间化合物，并且抑制了冲压成型性下降的可能。因此，Fe和Si量优选为0.03质量％～0.5质量％的范围。
Ti是为了使铸块组织的微细化而添加的元素。通过使其含量为0.005质量％以上，可以获得充分的效果，此外，通过使其为0.30质量％以下，可以维持Ti的添加效果，并且抑制了生成粗大的结晶析出物的可能。因此，Ti量优选为0.005质量％～0.3质量％的范围。另外，有时在添加Ti的同时添加B，通过将B与Ti一同添加，铸块组织的微细化和稳定化的效果更加显著，在本发明的情况下，允许和Ti一同添加500ppm以下的B。
以上各元素除外，只要基本为Al和不可避免的杂质即可。
此外，对于含有Mg的合金来说，通常还添加用于在铸造时防止熔液氧化的Be，在该发明中，如果添加500ppm以下的Be，也没有问题。
《皮材的合金组成》
接着，对皮材的成分组成的限定理由，叙述如下。皮材是提高耐SCC性和耐SS痕性的材料，并且要求其具有作为汽车车身板材的最低限度的表面硬度。
Mg：
Mg是本发明中作为对象的体系合金中的基本合金元素，并且是有助于提高强度、伸长率、深拉拔性的添加元素。如果Mg的添加量超过5.0质量％，则耐SCC性、耐SS痕性极度下降，另一方面，当其低于0.40质量％，表面硬度不足。因此，将Mg的含量设定为0.40质量％～5.0质量％。另外，在特别重视表面硬度的情况下，Mg含量的下限更优选为0.80质量％，在特别重视耐SCC性、耐SS痕性的情况下，Mg含量的上限更优选为3.5质量％。此外，在进一步重视耐SS痕性时，Mg含量的上限更优选为2.5质量％以下。
除了Mg之外的其他元素的成分组成范围，与前述芯材同样。
此处，即使皮材的Mg含量在上述的合金组成范围内，基本也更优选少于组合的芯材的Mg含量。通过使皮材的Mg含量少于芯材的Mg含量，可以进一步得到耐SCC性、耐SS痕性的提高效果。
接着，对限定皮材厚度的理由进行说明。该皮材相对于总板厚的比例(包层率)，对于一面来说为3～30％，并且根据需要包覆在一面或两面上。低于该范围下限的包层率，无法充分发挥皮材具有的耐SCC性和耐SS痕性，如果超过其上限，则以强度、成型性等为代表的芯材应发挥的性能大大变差。另外，在特别重视耐SS痕性时，包层率的下限更优选为10％。
接着，对于本发明的铝合金包层材料中使用的铝合金插层材料进行说明。
首先，在轧制制作使用Al－Mg系合金作为芯材和皮材的包层材料时，由于合金表面上存在的氧化膜的影响，或芯材与皮材的轧制阻力的差异，而导致轧制中芯材和皮材容易剥离，阻碍了量产规模的实际使用。在本发明中，为了消除包层轧制中的密接不良，在芯材和皮材之间插入铝合金插层材料。通过利用由实施高温加热而在该插层材料内部所生成的少量液相的接合方法，使芯材与插层材料、皮材与插层材料分别进行金属接合，防止了轧制中的界面剥离。结果，可以在不产生界面剥离的状态下完成轧制，因此能够以量产的规模、切实并且稳定地得到在接合界面上未产生密接不良并且牢固结合的包层材料。另外，该插层材料的插入，除了消除如上述难以包层轧制的合金类型的密接不良之外，在确立了包层技术的合金类型中也可以用于防止密接不良，因此对于生产性的提高或者在以往方法中难以实现的包层率也是有效的。
此处，对于铝合金插层材料所要求的作用是改善密接不良，但在使用Al－Mg系合金作为芯材和皮材的原材料时，为了防止轧制中的接合界面剥离，优选通过高温热处理使插层材料与芯材、皮材分别接合时的插层材料的板厚为10μm以上。通过使其厚度为10μm以上，可以确保能够获得良好接合的液相量，并且可以抑制在轧制中产生界面剥离。此外，插层材料的厚度，更优选为50μm以上，进一步优选为100μm以上，从而能够更切实地防止接合界面剥离。另外，在此处所示的防止接合界面剥离的目的下，优选的插层材料的板厚并不随着芯材和皮材的板厚而变化，并且插层材料的板厚上限也没有特别限制。另一方面，希望插层材料的存在，不会对冲压成型加工性、强度、耐腐蚀性、表面品质等其它特性产生影响。对于这一点，本发明人反复进行了实验，结果发现使一面的插层材料相对于总板厚的比例为1.0％以下是更加适合的。在该板厚范围内，插层材料的材料特性，不会损害芯材或皮材的效果。此外，在该目的下，插层材料的比例下限值没有特别限制。由上可知，插层材料的板厚上下限值由上述各自不同的目的决定，并且更适合按照以下限值满足高温加热处理时的优选板厚，上限值满足相对于总板厚的优选比例的方式进行设定。
以下，对于液相的生成和接合的机理进行详细说明。
图1模式地表示作为代表性的二元系共晶合金的Al－Si合金的状态图。当插层材料的组成为Si浓度c1时，如果加热，则在超过共晶温度(固相线温度)Te的附近温度T1开始生成液相。在共晶温度Te以下，如图2(a)所示，在晶界区分的基体中分布有结晶析出物。如果在此处开始生成液相，则如图2(b)所示，析出物较多或者因晶界偏析而导致固溶元素浓度高的晶界熔融，成为液相。接着，如图2(c)所示，分散在铝合金基体中的作为主添加元素成分的Si的结晶析出物粒子以及金属间化合物的周边熔融成球状，成为液相。进而，如图2(d)所示，在基体中生成的该球状液相因界面能，随着时间经过或温度上升，在基体中再固溶，并通过固相内扩散，朝晶界或表面移动。
接着，如图1所示，如果温度上升到T2，则由状态图可知，液相量增加。如图1所示，当插层材料的Si浓度为c2时，在超过固相线温度Ts2附近，开始和c1同样地生成液相，如果温度上升到T3，则由状态图可知，液相量增加。如前所述，在接合中在插层材料表面上生成的液相，填埋了与芯材或皮材之间的间隙，接着，位于接合界面附近的液相向芯材或皮材移动，与此相伴随，与接合界面相接的插层材料的固相α相的晶粒向芯材或皮材的内部成长，由此进行金属接合。如上所述，本发明的接合方法，利用了插层材料内部的部分熔融所生成的液相。
此外，在本发明的接合中，当插层材料的板厚在前述范围内时，如果由差示热分析(Differential Thermal Analysis(DTA))测定的吸热峰判断为固相线温度以上，则可以获得良好的接合。但是，在需要更确实地防止接合不良时，可以优选将液相的质量比设定为5％以上，更优选为10％以上。此外，插层材料即使完全熔解，在本发明中也没有任何问题，但没有该必要。
其中，虽然如上所述应当如此，但即使插入插层材料，在没有加热至插层材料的固相线温度以上，未形成金属接合时，也难以得到密接良好的包层材料。本发明人反复进行了实验，结果发现为了获得不产生密接不良的良好接合，必须插入插层材料，并且加热至插层材料的固相线温度以上。
用作芯材或者皮材的Al－Mg系合金，在超过580℃的温度，随着性能变差，可能会产生共晶熔解，因此在轧制之前进行的高温加热处理，通常在580℃以下进行。由此，铝合金插层材料的固相线温度必须为580℃以下。由于只要生成少量的液相即可，因此高温加热的保持时间只要为5分钟以上、48小时以内即可。进一步，从节能的观点考虑，高温加热处理的温度越低越好，因此插层材料的固相线温度优选为560℃以下。此外，考虑到根据芯材或者皮材的组成，固相线温度为580℃以下的情况，因此，为了避免包层材料的性能劣化，优选在芯材或皮材的固相线温度以下进行高温加热处理。另一方面，为了防止接合不良，如上所述，必须在插层材料的固相线温度以上进行高温加热，因此更优选插层材料的固相线温度低于芯材和皮材各自的固相线温度。
《插层材料的合金组成》
本发明的铝合金包层材料中使用的铝合金插层材料，只要固相线温度为580℃以下即可，其具体的成分组成没有特别限制，但是考虑到生产性等，适合使用Al－Cu系、Al－Si系或Al－Cu－Si系合金。
此处，Cu、Si是一同添加在铝中而具有大大降低固相线温度效果的元素。在使用Al－Cu系、Al－Si系或Al－Cu－Si系合金作为插层材料时，本发明人研究了可以得到不会产生密接不良的性能良好的包层材料的组成范围，结果发现在以Si量为x，以Cu量为y时，更优选同时满足以下的(1)～(3)式，
x≥0…(1)
y≥0…(2)
y≥－11.7x+2.8…(3)。
Cu、Si的上限，对于发挥本发明中必要的插层材料功能来说，没有特别限制，但是考虑到铸造性、轧制性等生产性时，更优选使Cu为10质量％以下，Si为15质量％以下。
此外，作为具有大大降低固相线温度效果的元素，除上述以外还可以列举Mg。在本发明中，可以根据需要向前述Al－Cu系、Al－Si系或Al－Cu－Si系合金中添加Mg。通过使Mg的含量为0.05质量％以上，可以充分获得降低固相线温度的效果，通过使其为2.0质量％以下，抑制了高温加热中在插层材料的极表面上形成厚氧化膜而对接合产生的损害，因此Mg量优选为0.05质量％～2.0质量％。另外，前述的Al－Cu系、Al－Si系或Al－Cu－Si系合金即使含有低于此处规定的下限值的Mg量，也不会损害插层材料的功能。
本发明人对于在使用Al－Cu－Mg系、Al－Si－Mg系或Al－Cu－Si－Mg系合金作为插层材料时可以得到不会产生密接不良的包层材料的组成范围也同样进行了研究，结果发现在Si量为x，以Cu量为y时，更优选同时满足以下(4)～(6)式，
x≥0…(4)
y≥0…(5)
y≥－10.0x+1.0…(6)。
此处，允许在不阻碍插层材料功能的范围内含有1种或2种以上上述Cu、Si、Mg之外的元素，例如Fe、Mn、Sn、Zn、Cr、Zr、Ti、V、B、Ni、Sc等。更具体而言，根据提高铸造性、轧制性等目的，可以添加Fe、Mn在3.0质量％以下的范围内，添加Sn、Zn在10.0质量％以下的范围内，添加Cr、Zr、Ti、V、B、Ni、Sc在1.0质量％以下的范围内。此外，同样也允许含有不可避免的杂质。
以下，对本发明中成型加工用铝合金包层板的制造方法进行说明。
构成本发明中铝合金包层材料的芯材、皮材、插层材料，只要根据常规方法分别制造即可。例如，首先，根据常规方法熔炼如前述成分组成的铝合金，并适当选择连铸法、半连铸法(DC铸造法)等通常的铸造法进行铸造。在为了形成规定的板厚而必须减小厚度时，可以根据需要在实施均质化处理后，实施热轧或冷轧，或这两者。除此以外，还可以通过机械切削，或轧制与机械切削的组合等形成规定的板厚。
接着，以插层材料进入到芯材和皮材之间的方式，叠层形成为规定板厚的芯材、皮材、插层材料。皮材和插层材料，可以根据需要叠层在一面或两面上。另外，为了除去接合界面的氧化膜，还可以根据需要在接合部涂布焊剂，在本发明中，即使不涂布焊剂，也可以充分防止轧制中接合界面的剥离。此外，可以根据需要通过焊接固定叠层后的芯材、皮材、插层材料。焊接可以通过常规方法实施，例如，优选使用MIG焊接机在电流10～400A、电压10～40V、焊接速度10～200cm/min的条件下进行焊接。此外，进一步即使使用铁箍等固定器具进行芯材、皮材、插层材料的固定，也没有任何问题。叠层后，如前所述，实施高温加热以便利用插层材料的液相进行接合，而在构成芯材和皮材的Al－Mg系合金中兼带进行通常进行的均质化处理是有效的。
进行高温加热处理时的温度，至少设为插层材料的固相线温度以上，而如前所述，根据插层材料的固相线温度，可以在580℃以下进行，优选在560℃以下进行。并且，保持时间可以为5分钟以上、48小时以内。通过使保持时间为5分钟以上，可以获得良好的接合，而通过使保持时间为48小时以下，可以在维持上述效果的同时，经济地进行加热处理。另外，虽然高温加热处理，能够在大气炉这种氧化性气氛中充分实施，但是为了更切实地防止界面剥离，更优选在不含有氧等氧化性气体的非氧化性气氛中实施。非氧化性气氛有真空、惰性气氛和还原性气氛，所谓惰性气氛，是指例如充满氮气、氩气、氦气、氖气等惰性气体的气氛，所谓还原性气氛，是指存在有氢气、一氧化碳、氨气等还原性气体的气氛。此外，为了在加热处理中具有充分的均质化处理效果，可以将温度下限设定为450℃以上。在均质化处理之后，按照通常的条件实施热轧、冷轧，形成规定板厚的包层材料，另外，可以根据需要进行中间退火。
在Al－Mg系合金的情况下，作为再结晶热处理，进行以恢复·再结晶为主要目的的退火。这时退火的加热温度，优选设为310～580℃的范围。通过使退火温度为310℃以上，再结晶变得充分，而通过为580℃以下，可以抑制局部熔解的产生。此外，在间歇炉中进行该退火时，优选在310～450℃下保持0.5～24小时的条件。另一方面，在连续退火装置(CAL)中进行该退火时，优选不在400～580℃下保持或保持5分钟以下的条件。另外，如果以插层材料的固相线温度和液相线温度的中间温度为Tc，则通过加热至低于Tc的温度区域，不会产生插层材料的剧烈熔解，可以抑制材料特性的劣化，因此在上述范围内更优选材料到达温度为低于Tc。此外，在根据需要实施中间退火时的材料到达温度的上限，也更优选为580℃以下并且低于Tc。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，其可以进行各种变形和应用。
实施例
以下，将本发明的实施例和比较例一起进行说明。另外，以下的实施例用于说明本发明的效果，实施例记载的步骤和条件并不限定本发明的技术范围。
首先，根据常规方法分别熔炼用作表1所示成分组成的芯材或皮材原材料的合金符号B～O和用作比较例的合金符号A、P、Q，以及用作表2、3所示成分组成的插层材料原材料的合金符号3～5、7～29、32～57，和作为插层材料比较例的合金符号1、2、6、30～31，并通过DC铸造法将它们铸造为板坯。另外，在表1中，对于在本发明范围之外的成分组成的合金，在表中表示为“比较例”。在表2～3中，对于具有在本发明范围之外的固相线温度的插层材料，在表中表示为“比较例”。
表1
表2
表3
接着，对芯材实施机械切削，对皮材实施热轧，对插层材料实施热轧和冷轧，使包层率、高温加热处理时的插层材料厚度、插层材料的板厚比例达到表4～8所示的比例，然后根据表4～8所示的组合，以插层材料位于芯材和皮材之间的方式叠层芯材、皮材和插层材料。另外，在实施包层轧制的制造符号I－1～I－104、I－107～I－119、II－1～II－51、III－1～III－30和IV－1～IV－37中，对于制造符号I－4、I－5、I－48、I－74、I－102、II－44～II－51来说，是将皮材和插层材料叠层在芯材的两面(两面包层)，除此之外，是仅叠层在一面上(单面包层)。此外，表4～8中的包层率和插层材料的板厚比例，对于两面包层材料和单面包层材料来说，均表示一面的值。
表4
表5
表6
表7
表8
接着，为了进行利用插层材料液相的接合，在表4～8所示的温度下进行2小时高温加热处理。另外，对于制造符号I－6、I－75来说，在作为非氧化性气氛的氮气气氛中实施高温热处理，对于I－7、I－76来说，在同样为非氧化性气氛的真空中实施高温热处理，除此之外，在作为氧化性气氛的大气中实施高温热处理。高温加热处理后，实施热轧，形成厚度为3.0mm的板材，并且，在非氧化性气氛中实施高温热处理的制造符号I－6、I－7、I－75、I－76，每1道次的最大轧制率为55％，除此之外，每1道次的最大轧制率为40％。对于热轧板来说，使用空气炉在370℃、2小时的条件下进行中间退火，然后冷轧至厚度达到1.0mm。
在硝石炉中对所得的冷轧板实施520℃、20秒钟的再结晶热处理，然后，并用风扇强制空冷至室温附近，制作铝合金包层材料。另外，在表5中制造符号I－105、I－106为单一合金的试验材料，制造符号I－105～I－108不使用插层材料。
对于以上所得的各板材，在与轧制方向平行的方向上切出JIS5号试验片，通过拉伸试验评价0.2％耐力和作为成型性指标之一的伸长率。该结果示于表4～6。在表5中，对于未使用的材料和未评价的项目，在表中表示为“－”。另外，0.2％耐力和伸长率栏中未记载数值的制造符号I－106～I－108、I－112～I－118，多数在轧制过程中产生了断裂或包层界面剥离，或者在中间退火后产生鼓泡，未完成材料评价。另外，对于制造符号I－119来说，作为参考例在下文中进行描述。
此外，对于如前述所得的的各板材进行维氏硬度试验。维氏硬度试验基于JIS Z2244进行，试验力为0.01Kgf，硬度测定位置为皮材侧表面的轧制面。该结果示于表7。
进一步，按照以下顺序进行SCC试验。在SCC试验前，作为预增敏处理，在实施30％的冷加工后，进行120℃×1周退火的处理。增敏处理后，根据JIS H8711裁取2A号试验片(长度100mm、宽度20mm、厚度1mm，从相对于轧制方向为90°方向进行裁取)，并通过3点弯曲对各个试验片的一表面施加负载应力，再直接放置在盐水喷雾槽中，进行SCC试验。另外，负载应力为25kgf/mm2，并且对于单面包层材料来说，以皮材侧的表面为弯曲外侧的方式进行试验。其结果示于表8。耐SCC性，通过和相当于广泛用作汽车用车身板材的AA5182合金的合金符号J进行比较(表8中表示为(对J))而评价。对于在短于比较材料的时间内产生裂纹的情况赋予以×标记，对于在同等或更长时间内未产生裂纹的情况赋予以○标记，对于在特别长的时间内未产生裂纹或者未产生裂纹的情况赋予以◎标记。
并且，按照以下顺序进行耐SS痕性的评价。在与轧制方向平行的方向上从前述得到的各板材上切下JIS5号试验片，在室温下赋予20％的拉伸变形(拉长)后，为了容易目测SS痕，用砂纸(#1000)轻轻摩擦皮材侧的表面，然后进行观察。另外，耐SS痕性，通过和相当于广泛用作汽车用车身板材的AA5182合金的合金符号J，或相当于广泛用作汽车用车身板材的AA5052合金的合金符号G进行比较(表8中分别表示为(对J)、(对G))而评价。另外，如前所述，由于Mg是对耐SCC和耐SS痕性产生不良影响的元素，和相较于J合金Mg含量少的G合金的比较是在更严格的条件下进行评价。对于SS痕数量特别多于比较材料的情况赋予×标记，对于稍多的情况赋予以△标记，对于同等或稍少的情况赋予以○标记，对于特别少或者未目测到SS痕的情况赋予以◎标记。
此外进而，表4～6中还记载了轧制性。另外，各个符号的含义如下所述。◎：轧制性良好，○：轧制性大致良好，△：有一些边缘裂纹，×：鳄口裂纹，××：在轧制中包层界面剥离或者在中间退火后产生较多鼓泡。
此外，在表4～8中有插层材料的固相线温度的相关记载，并且这些固相线温度是由差示热分析(DTA)求出的。
在求固相线温度时，在以5℃/min将由前述各板材切出的试验片从450℃升温加热至700℃时生成的吸热峰中，将峰高度(表示与基准物质的温度差的热电偶的电动势：μV)为5μV以上的较大吸热峰的起始点作为固相线温度。另外，在作为对象的吸热峰有多个时，可以将位于最低温侧的吸热峰的起始点作为固相线温度。此外，起始点，是在将位于对象吸热峰的低温侧的直线部画出延长至高温侧的直线时，根据吸热峰而开始变为曲线，落在所述直线外的点。
此处，表4～5主要是研究“芯材·皮材·插层材料的合金组成、高温加热处理条件”对“强度、伸长率、包层界面的接合性和轧制性”所产生影响的结果，表6主要是研究“芯材·皮材·插层材料的板厚(或它们的比例)”对“强度、伸长率、包层界面的接合性和轧制性”所产生影响的结果。同样地，表7是主要是研究“皮材的合金组成、芯材·皮材·插层材料的板厚(或它们的比例)”对“表面硬度”所产生影响的结果，表8主要是研究“皮材的合金组成、芯材·皮材·插层材料的板厚(或它们的比例)”对“耐SCC性、耐SS痕性”所产生影响的结果。
由表4～8的结果明确可知，本发明材料(制造符号I－1～I－104、II－1～II－50、III－1～III－27、IV－1～IV－34)显示出优良的特性，并且与比较例的包层板材、或由单一合金构成的板材相比，强度、作为成型性指标的伸长率、表面硬度、耐SCC性和耐SS痕性优良。
另一方面可知，芯材的组成落在本发明规定下限之外的制造符号I－109～I－111的包层板材或制造符号I－105的单一合金板材，与本发明例相比，强度和伸长率变差。此外，芯材的Mg含量落在本发明规定上限之外的制造符号I－106，由于轧制中产生的裂纹，无法完成轧制。
进一步，根据常规方法仅叠层芯材和皮材并试着进行热轧包层的制造符号I－107、I－108，在低于插层材料的固相线温度下进行高温加热的制造符号I－112、I－113，插层材料的固相线温度落在本发明规定之外的制造符号I－114～I－118，产生了密接不良。
此外，皮材相对于总板厚的比例超过规定范围的制造符号II－51，与使用相同的芯材和皮材的组合所构成的本发明材料(例如，II－50)相比，可以观察到强度和伸长率下降，另一方面，皮材相对于总板厚的比例低于规定范围的制造符号IV－37，与使用相同的芯材和皮材的组合所构成的本发明材料(例如，制造符号IV－10)相比，可以观察到耐SCC性和耐SS纹性下降。
而且，皮材的组成落在本发明中规定上限之外的制造符号IV－35、IV－36，与本发明材料(例如，制造符号IV－16、IV－33)相比，可以观察到耐SCC性和耐SS纹性变差。
此外，皮材的组成落在本发明中规定下限之外的制造符号III－28～30，与本发明材料相比，可以观察到表面硬度的下降。
本发明例的制造符号I－6、I－7、I－75、I－76，是用于验证在非氧化性气氛中进行高温加热处理效果的材料，与在氧化性气氛(大气中)实施高温热处理的其它制造符号的本发明材料相比，能够进一步增大1道次的轧制率。
另外，制造符号I－119是为了验证本发明中采用的利用插层材料的液相接合插层材料和芯材，或插层材料和皮材的技术，而与熔点远远高于插层材料的纯铝组合起来实施高温加热处理的材料，确认了与本发明材料同样地在高温加热后的良好接合。另外，制造符号I－119未对轧制性以外的指标实施评价。
本申请基于在2011年11月2日申请的日本特许申请第2011－241445号，其说明书、权利要求书、附图的所有内容作为参考被引入至本说明书中。

Claims (6)

1.一种成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，具备：
铝合金芯材，其含有Mg：3.0～10％(质量％，下同)，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；
铝合金皮材，其包覆在所述芯材的一面或两面，每一面的厚度为总板厚的3～30％，并且含有Mg：0.4～5.0％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；和
铝合金插层材料，位于所述芯材和所述皮材之间，具有580℃以下的固相线温度。
2.如权利要求1所述的成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，所述芯材和所述皮材或其中的任一个，含有Zn：0.01～2.0％、Cu：0.03～2.0％、Mn：0.03～1.0％、Cr：0.01～0.40％、Zr：0.01～0.40％、V：0.01～0.40％、Fe：0.03～0.5％、Si：0.03～0.5％、Ti：0.005～0.30％中的1种或2种以上。
3.如权利要求1或2所述的成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，在以所述插层材料中含有的Si量(质量％，下同)为x，以Cu量(质量％，下同)为y时，同时满足以下(1)～(3)式，
x≥0…(1)
y≥0…(2)
y≥－11.7x+2.8…(3)。
4.如权利要求1或2所述的成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，所述插层材料中含有的Mg量为0.05～2.0质量％，
并且在以该插层材料中含有的Si量(质量％，下同)为x，以Cu量(质量％，下同)为y时，同时满足以下(4)～(6)式，
x≥0…(4)
y≥0…(5)
y≥－10.0x+1.0…(6)。
5.如权利要求1～4中任一项所述的成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，所述插层材料的固相线温度低于所述芯材的固相线温度和所述皮材的固相线温度。
6.如权利要求1～5中任一项所述的成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，在通过高温热处理接合所述芯材、所述插层材料和所述皮材时的插层材料的厚度为10μm以上。
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