DE69938224T2

DE69938224T2 - Al-mg-si-legierungsblech

Info

Publication number: DE69938224T2
Application number: DE69938224T
Authority: DE
Inventors: K. Kobe-shi MATSUMOTO; Y. Kobe-shi SUGIZAKI; M. Kobe-shi YANAGAWA; Y. Kobe-shi SEKI
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: EP1029937A4; EP1788103B1; EP1029937B1; EP1029937A1; EP1788103A2; US6334916B1; WO2000015859A1; DE69938224D1; EP1788103A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech, das ein Metallblech ist, das für ein Autokarosserieblech oder dergleichen geeignet ist und das im allgemeinen zur JIS 6000-Reihe gehört, und bezieht sich auf ein auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech als ein Material, das für eine Motorhaube oder Kofferraumhaube eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen geeignet ist, wofür Preßformbarkeit und insbesondere Streckformbarkeit und Biegbarkeit erforderlich sind, oder das für eine Autotür, einen Kotflügel oder dergleichen geeignet ist, wofür Tiefziehformbarkeit erforderlich ist.
Bisher wurden kaltgewalzte Stahlbleche als Autoblechmaterialien verwendet. In letzter Zeit hat jedoch die Verwendung von Al-Legierungsblechen zugenommen, da der Bedarf, Automobilteile leichter zu machen, um Abgas zu verringern und die Brennstoffkosten zu verringern, zugenommen hat. Aluminiummaterialien, die Stahlblechen hinsichtlich der Festigkeit ähneln, sind bekannt. Jedoch weisen diese Aluminiummaterialien im allgemeinen schlechte Preßformbarkeit wie Tiefziehformbarkeit oder Streckformbarkeit auf. Daher war eine Verbesserung der Preßformbarkeit sehr erwünscht. Bisher wurden auf Al-Mg basierende Legierungen hauptsächlich als Aluminiumlegierungsbleche mit ausgezeichneter Formbarkeit verwendet. Sie besitzen schlechte thermische Härtbarkeit von Anstrichen, und es werden wahrscheinlich Streckspannungsspuren erzeugt, wenn sie preßgeformt werden. In den letzten Jahren lag daher die Aufmerksamkeit auf den auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen der JIS 6000-Reihe. Daher sollen die folgenden auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen auf Autokarosseriebleche aufgetragen werden: eine 6009-Legierung, eine 6010-Legierung und eine Legierung, offenbart in der japanischen, veröffentlichten, ungeprüften Patentanmeldung Nr. 5-295475 .
Kürzlich wurde vorgeschlagen, daß die Formbarkeit durch Kontrollieren der Struktur wie der Textur der Blechmaterialien und der Korngröße verbessert wird. Beispielsweise schlägt die japanische, veröffentlichte ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 5-29547 ein auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech vor, wobei die Tiefziehformbarkeit durch Optimieren seiner Textur und Korngröße verbessert wird. Die japanische, veröffentlichte ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 8-325663 schlägt ein auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech mit ausgezeichneter Preßformbarkeit vor, wobei die Verhältnisse der jeweiligen Orientierungskomponenten kontrolliert werden.
Jedoch kann nicht gesagt werden, daß diese auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsbleche ausreichende Formbarkeit aufweisen. Daher fordern Automobilhersteller eine weitere Verbesserung der Formbarkeit.
Im Lichte dieser Situation wurde die vorliegende Erfindung gemacht. Ein Gegenstand davon ist die Bereitstellung eines auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsbleches, dessen Preßformbarkeit (speziell Tiefziehformbarkeit, Streckformbarkeit und Biegbarkeit) höher als von konventionellen auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsblechen der JIS 6000-Reihe ist.
Das auf Al-Mg-Si basierende Legierungsblech der vorliegenden Erfindung, das die obengenannten Probleme überwunden hat, wird in Anspruch 1 definiert, und diese weist daher den Gegenstand auf, daß, betreffend die Textur des auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsbleches, die Orientierungsdichte mindestens der Elementarwürfel(Cube)-Orientierungskomponente gemäß der Art des Preßformens kontrolliert wird, so daß durch Anpassen des Preßformens verbesserte Preßformbarkeit bereitgestellt wird.
Da die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte innerhalb eines Bereiches von 5 bis 15 (beide inklusive) kontrolliert wird, kann ein auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech mit ausgezeichneter tatsächlicher Preßformbarkeit erhalten werden. In diesem Kontext beträgt seine durchschnittliche Korngröße 25 μm oder weniger. Unter der tatsächlichen Preßformbarkeit ist in der vorliegenden Erfindung die Eigenschaft von sowohl Streckformbarkeit als auch Tiefziehformbarkeit zu verstehen.
Die Komponenten einer auf Al-Mg-Si basierenden Legierung, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, umfassen die folgenden: Mg: 0,1 bis 2,0%, Fe: 0,1 bis 1,5% und Si: 0,1 bis 2,0%. Wenn das Legierungsblech ferner als Legierungskomponenten eine oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den folgenden: Fe: 1,0% oder weniger (ausschließlich 0%), Mn: 1,0% oder weniger (ausschließlich 0%), Cr: 0,3% oder weniger (ausschließlich 0%), Zr: 0,3% oder weniger (ausschließlich 0%), V: 0,3% oder weniger (ausschließlich 0%) und Ti: 0,1% oder weniger (ausschließlich 0%) in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1,5% umfaßt, kann die Formbarkeit günstig verbessert werden.
Wenn die Legierung ferner eines oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den folgenden: Cu: 1,0% oder weniger (ausschließlich 0%), Ag: 0,2% oder weniger (ausschließlich 0%) und Zn: 1,0% oder weniger (ausschließlich 0%) in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1,5% umfaßt oder Sn: 0,2% oder weniger (ausschließlich 0%) umfaßt, kann die Aushärtungsrate bei der Wärmebehandlung günstig verbessert werden.
1 ist eine Darstellung, die die Orientierungskomponenten der Textur zeigt.
2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte und tatsächlicher Preßformbarkeit zeigt.
3 ist ein Graph, der den Einfluß der Herstellung feiner Körnchen auf die tatsächliche Preßformbarkeit zeigt.
Die Erfinder führten intensive Experimente bezüglich der Beziehung zwischen Textur und Preßformbarkeit von auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen durch. Infolgedessen fanden die Erfinder durch Beobachtung der Textur von gewalzten auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen in verschiedenen Orientierungen heraus, daß die Textur welche umfaßt, die die Preßformbarkeit wirksam verbessern, welche, die einen schlechten Einfluß auf die Verbesserung haben, und welche, die keinen Einfluß dar auf haben, und daß die Kontrolle der speziellen Textur die Preßformbarkeit sehr effektiv verbessert. Daher wurde die vorliegende Erfindung gemacht.

Die Textur von Aluminiumlegierungsblechen wird beschrieben. Es ist bekannt, daß im Fall von Aluminiumlegierungsblechen Elementarwürfel(Cube)-Orientierung, CR-Orientierung, RW-Orientierung, Goss-Orientierung, Brass-Orientierung, PP-Orientierung, C-Orientierung (Kupfer-Orientierung) und S-Orientierung Textur entwickeln und bilden (siehe 1). Wenn sich die Volumenfraktion der Textur verändert, verändert sich die plastische Anisotropie. Die Weise, in der die Textur erzeugt wird, variiert gemäß ihrem Verarbeitungsverfahren, selbst in demselben Kristallsystem. Bei der Textur von Walzblechmaterialien wird die obengenannte Art und Weise durch Normalrichtung in bezug auf die Walzebene und die Walzrichtung dargestellt. Die Normalrichtung in bezug auf die Walzebene wird durch {A B C} dargestellt, und die Walzrichtung wird durch <D E F> (A, B, C, D, E und F sind ganze Zahlen) dargestellt. Auf der Grundlage einer solchen Darstellungsweise werden die jeweiligen Orientierungskomponenten folgendermaßen dargestellt.

Cube-Orientierung	{0 0 1} <1 0 0>
CR-Orientierung	{0 0 1} <5 2 0>
RW-Orientierung	{0 0 1} <1 1 0>
Goss-Orientierung	{0 11} <1 0 0>
Brass-Orientierung	{0 1 1} <2 1 1>
PP-Orientierung	{0 1 1} <1 2 2>
C-Orientierung	{1 1 2} <1 1 1>
S-Orientierung	{1 2 3} <6 3 4>

Die Orientierungsdichte der obengenannten Textur ist ein Wert, der das Verhältnis jeder Orientierungsintensität zu zufällig verteilter Orientierungsintensität darstellt. In der vorliegenden Erfindung wird grundsätzlich definiert, daß Abweichungen von einer solchen Orientierung um ±10 Grad oder weniger zu derselben Orientierungskomponente gehören. Jedoch wird definiert, daß bei Brass-Orientierung und PP-Orientierung Abweichungen von jeder dieser Orientierungen um ±8 Grad oder weniger zu derselben Orientierungskomponente gehören.
Die Textur der üblichen auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsbleche besteht aus diesen Orientierungskomponenten. Wenn sich das Zusammensetzungsverhältnis dieser Komponenten verändert, verändert sich die plastische Anisotropie der Blechmaterialien so, daß ihre Preßformbarkeit qualitativ instabil ist. Jedoch kann durch Kontrollieren mindestens der Orientierungsdichte der Elementarwürfel(Cube)-Orientierung gemäß der Art des Preßformens ausgezeichnete Preßformbarkeit erreicht werden. Speziell ist es bevorzugt, die Textur entsprechend der Streckformbarkeit, Tiefziehformbarkeit oder Preßbiegbarkeit zu kontrollieren.
Um die Orientierungsverteilungsdichte zu messen, kann ein übliches Röntgenbeugungsverfahren verwendet werden, um perfekte oder unvollkommene Polfiguren von mindestens drei unterschiedlichen Ebenen zu messen und die Dichte aus den Polfiguren unter Verwendung einer Kristallorientierungsverteilungsfunktion zu erhalten. Alternativ kann die Orientierungsverteilungsdichte basierend auf den Daten, erhalten durch das Elektronenstrahlbeugungsverfahren, das REM-ECP-Verfahren (REM = Rasterelektronenmikroskopie) (ECP = Electron Channeling Pattern), das REM-EBSP-Verfahren (EBSP = Elektronenrückstreuungsmuster) oder dergleichen, erhalten werden. Da die Orientierungsverteilung in Richtung der Dicke eines Blechs variiert, ist es bevorzugt, daß einige Punkte entlang der Blechdickenrichtung willkürlich gewählt werden, um den Durchschnittswert davon zu erhalten; beispielsweise Oberfläche eines Blechs, der Teil innerhalb 1/4 der Dicke von der Oberfläche und der mittige Teil des Blechs entlang seiner Dickenrichtung.
Folgendes wird die Beziehungen zwischen der Art des Preßformens und der Textur, den Korngrößen, der Legierungszusammensetzung und den Herstellungsverfahrensbedingungen beschreiben.
(1) Beziehung zwischen Tiefziehformbarkeit und Textur
Unter der hierin genannten ausgezeichneten Tiefziehformbarkeit ist zu verstehen, daß das Tiefziehen eines Blechs an seiner Absetzkante leicht erfolgt und der Seitenteil einer Stanze nicht leicht bricht, wenn es mit der Stanze preßverformt wird.
Die Erfinder führten Untersuchungen in bezug auf den Einfluß der jeweiligen Texturkomponenten auf die Tiefziehformbarkeit durch. Infolgedessen fanden die Erfinder heraus, daß ➀ Cube-Orientierung und Goss-Orientierung als Textur eine Senkung der Tiefziehformbarkeit hervorrufen, ➁ S-Orientierung eine Verbesserung der Tiefziehformbarkeit hervorruft und ➂ der Einfluß anderer Orientierungen ignoriert werden kann.
Basierend auf den Erkenntnissen ➀ bis ➂ wird die Tiefziehformbarkeit stark verbessert, wenn das Verhältnis der Orientierungsdichte in S-Orientierung zu der Orientierungsdichte in Cube-Orientierung (S/Cube) 1 oder mehr beträgt und das Verhältnis der Orientierungsdichte in Goss-Orientierung zu der Orientierungsdichte in Cube-Orientierung (Goss/Cube) 0,3 oder weniger beträgt.
Außerdem wurde herausgefunden, daß die Tiefziehformbarkeit durch die Korngrößen besonders stark beeinflußt wird, und wenn die Korngrößen 80 μm übersteigt, entsteht intergranulärer Bruch oder dergleichen zum Zeitpunkt des Formens, so daß sich die Formbarkeit verschlechtert.
Deshalb weisen auf Al-Mg-Si basierende Legierungsbleche mit ausgezeichneter Tiefziehformbarkeit eine Textur, bei der das Verhältnis der Orientierungsdichte in S-Orientierung zu der Orientierungsdichte in Cube-Orientierung (S/Cube) 1 oder mehr beträgt, das Verhältnis der Orientierungsdichte in Goss-Orientierung zu der Orientierungsdichte in Cube-Orientierung (Goss/Cube) 0,3 oder weniger beträgt, und eine Korngröße von 80 μm oder weniger auf. Eine bevorzugte Korngröße beträgt 60 μm oder weniger.
(2) Beziehung zwischen Streckformbarkeit und Textur

(a) Unter ausgezeichneter Streckformbarkeit ist zu verstehen, daß die Rißbildungsgrenze unter biaxialer Spannung hoch ist. Um diese Bedingung zu erfüllen, gibt es drei Kontrollfaktoren. Diese sind, daß die plastische Anisotropie schwach ist, die Kalthärtbarkeit hoch ist und die Dehngeschwindigkeitsempfindlichkeit einen hohen Wert hat. Es ist seit langem bekannt, daß ein Metall mit schwacher Textur ausgezeichnete Streckformbarkeit aufweist. Jedoch ist es, wenn ein Blech durch Walzen hergestellt wird, unmöglich, ein perfekt isotropes Blech zu erhalten (das heißt, schwache Textur). Eine gewisse Orientierung ist gut. Die Erfinder bewerteten die Streckformbarkeit von auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsblechen, wobei die Textur unterschiedlich verändert wurde, und untersuchten vollständig den Einfluß der jeweiligen Texturkomponenten auf die Streckformbarkeit. Infolgedessen fanden die Erfinder heraus, daß der Streckformbarkeit in dem Fall genügt werden kann, daß die Bleche die Textur aufweisen, wobei 0 oder mehr der Wert von X₁ ist, dargestellt durch die folgende Gleichung, wobei Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte, RW-Orientierungsdichte, CR-Orientierungsdichte, Brass-Orientierungsdichte, Goss-Orientierungsdichte, PP-Orientierungsdichte, C-Orientierungsdichte und S-Orientierungsdichte durch [Cube], [RW], [CR], [Brass], [Goss], [PP], [C] bzw. [S] dargestellt sind. X1 = 0,02[Cube] – 1,8[RW] + 1,05[CR] – 2,84[Brass] – 0,22[Goss] – 0,76[PP] – 0,32[C] – 1,49[S] + 5,2

Um weitere Verbesserung der Streckformbarkeit zu erreichen, beträgt der Wert von X₁ bevorzugt 1 oder mehr und besonders bevorzugt 2 oder mehr.
Die Korngröße beträgt bevorzugt 80 μm oder weniger. Jedoch ist dies keine absolute Bedingung in bezug auf die Streckformbarkeit. Bevorzugt beträgt die obere Grenze der Korngröße 80 μm oder weniger und insbesondere 60 μm oder weniger aus Sicht der Verhinderung von intergranulärem Bruch.

(b) Wenn es möglich ist, so eine Textur zu erhalten, daß der Wert von X₂, erhalten durch die folgende Gleichung, 0 oder mehr beträgt, gerade, wenn die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte in der Textur durch [Cube] dargestellt wird und die CR-Orientierungsdichte, RW-Orientierungsdichte und Goss-Orientierungsdichte durch [CR], [RW] bzw. [Goss] dargestellt werden, können auf Al-Mg-Si basierende Legierungsbleche erhalten werden, die ausgezeichnete Streckformbarkeit aufweisen. X2 = 0,38[Cube] + 0,76[CR] – 1,97[RW] – 0,42[Goss] – 1,50

Diese Gleichung wurde auf der Grundlage einer Regressionskurve, erhalten basierend auf zahlreichen experimentellen Daten, eingeführt und zeigt quantitativ das Er gebnis, daß die Textur in Cube-Orientierung und CR-Orientierung für die Verbesserung der Streckformbarkeit sehr wirksam ist, die Textur in RW-Orientierung und Goss-Orientierung schlechten Einfluß auf die Streckformbarkeit hat, und die Textur in die anderen Orientierungen (beispielsweise Brass-Orientierung, S-Orientierung und Kupfer-Orientierung) keinen sehr großen Einfluß auf die Streckformbarkeit hat.

(c) Bei dem tatsächlichen Preßformen ist nicht nur der Streckformbarkeits-, sondern ebenso der Tiefziehformbarkeitsfaktor erforderlich. Speziell werden bei einem Streckformungstest beide Enden eines rechtwinkeligen Prüfkörpers bei einem hohen Druck von beispielsweise 200 kN festgeklemmt, und Rillen zum Verhindern des Gleitens werden in einer Klemmform gebildet. Deshalb folgen, selbst wenn der Prüfkörper dem Streckformen unterzogen wird, beide Enden weder dem Formverarbeitungsteil noch fließen sie hinein. Bei dem tatsächlichen Preßformen wird jedoch Gleiten zwischen einer Klemmform und einem Blechmaterial hervorgerufen, und Tiefziehformbarkeit ist ebenso erforderlich. Die Erfinder fanden heraus, daß es bei wiederholten Untersuchungen hinsichtlich der Beziehung zwischen Textur und Preßformbarkeit, um die Streckformbarkeit zu erhöhen, sehr effektiv ist, die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte zu erhöhen, während die Erhöhung der Cube-Orientierung einen schlechten Einfluß auf die Tiefziehformbarkeit hat (siehe 2). Folglich ist es bei dem tatsächlichen Preßformen wichtig, die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte innerhalb eines entsprechenden Bereiches zu erhöhen. Das heißt, aus Sicht der Verbesserung der Streckformbarkeit beträgt die untere Grenze der Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte 5 und wünschenswerterweise 8 oder mehr. Andererseits nimmt, wenn die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte zu hoch ist, die Festigkeit ab. Daher verschlechtert sich die Streckformbarkeit (Tiefziehformbarkeit verschlechtert sich) in dem Fall, daß das Blechmaterial einfließt (gleitet), so daß die obere Grenze der Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte 15 und wünschenswerterweise 12 oder weniger beträgt.

Außerdem wird die tatsächliche Preßformbarkeit, die gleichzeitig die Streckformbarkeit und Tiefziehformbarkeit erfüllt, durch Festigkeit, die durch Herstellen feinerer Körnchen erhöht wird, verbessert (siehe 3). Die durchschnittliche Korngröße beträgt 25 μm oder weniger.
(3) Beziehung zwischen Preßbiegbarkeit und Textur
Unter ausgezeichneter Preßbiegbarkeit ist zu verstehen, daß beim Pressen eines Metalls unter der Belastung des Biegemoments wahrscheinlich kein „Riß" außerhalb seines gebogenen Teils erzeugt wird.
Außerdem bewerteten die Erfinder die Biegbarkeit von auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsblechen, wobei ihre Textur unterschiedlich verändert wurde, und führten vollständige Untersuchungen hinsichtlich des Einflusses der jeweiligen Texturkomponenten auf die Biegbarkeit durch. Infolgedessen fanden die Erfinder heraus, daß der Biegbarkeit genügt werden kann, wenn die Bleche die Textur aufweisen, wobei 11 oder weniger der Wert von Y, dargestellt durch die folgende Gleichung, ist, wobei die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte, RW-Orientierungsdichte, CR-Orientierungsdichte, Brass-Orientierungsdichte, Goss-Orientierungsdichte, PP-Orientierungsdichte, C-Orientierungsdichte und S-Orientierungsdichte durch [Cube], [RW], [CR], [Brass], [Goss], [PP], [C] bzw. [5] dargestellt werden. Y = 0,66 [Cube] – 1,98 [RW] + 2,26 [CR] + 4,48 [Brass] – 1,36 [Goss] – 1,17 [PP] + 1,67 [C] + 0,07 [S]
Um die Biegbarkeit weiter zu verbessern, ist es bevorzugt, daß der Y-Wert 10 oder weniger beträgt.
Die Korngröße beträgt bevorzugt 80 μm oder weniger. Jedoch ist dies notwendigerweise keine absolute Bedingung in bezug auf die Preßbiegbarkeit in derselben Weise wie in bezug auf die Streckformbarkeit. Bevorzugt beträgt die obere Grenze der Korngröße 80 μm oder weniger und insbesondere 60 μm oder weniger aus Sicht der Verhinderung von intergranulärem Bruch.
(4) Über die chemische Zusammensetzung
Die auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen der vorliegenden Erfindung gehören im allgemeinen zur JIS 6000-Reihe. Wenn den Bedingungen der obengenannten Textur genügt wird, kann der Preßformbarkeit genügt werden. Ihre Legierungszusammensetzung erfüllt bevorzugt die folgenden Zahlenbereiche trotz der Art des Preßformens.
Mg: 0,1 bis 2,0%
Fe: 0,1 bis 1,5%
Si: 0,1 bis 2,0%
Mg ist ein Mischkristall-Verstärkungselement, das zur Verbesserung der Festigkeit und Duktilität beiträgt. Mg und Si bilden Cluster oder intermediäre Phasen mit der Zusammensetzung von Mg₂Si, was G.P.-Zone genannt wird, und sind Elemente, die zur Erhöhung der Festigkeit durch Wärmebehandlung beitragen. Jede Menge an Mg und Si sollte 0,1% oder mehr betragen, und beträgt wünschenswerterweise 0,4% oder mehr. Jedoch verschlechtert sich, wenn jede dieser Mengen zu groß ist, die Festigkeit bei der Wärmebehandlung. Daher sollte jede Menge von Mg und Si 2,0% oder weniger betragen, und beträgt wünschenswerterweise 1,5% oder weniger.
Fe: 1,0% oder weniger (ausschließlich 0%)
Mn: 1,0% oder weniger (ausschließlich 0%)
Cr: 0,3% oder weniger (ausschließlich 0%)
Zr: 0,3% oder weniger (ausschließlich 0%)
V: 0,3% oder weniger (ausschließlich 0%)
Ti: 0,1% oder weniger (ausschließlich 0%)
Diese Elemente haben in dem Fall Einfluß auf die Herstellung feiner Körnchen, daß auf Al-Mg-Si basierende Legierungsbleche durch ein kontinuierliches Gießverfahren hergestellt werden. Deshalb ist es, wenn ein oder mehrere dieser Elemente zugegeben werden, möglich, daß nicht ohne weiteres intergranulärer Bruch auftritt, und es ist möglicht, daß die Formbarkeit erhöht wird. Diese Elemente bilden Niederschläge während der Homogenisierungsbehandlung oder des Warmwalzens. Diese Niederschläge fungieren als bevorzugte Kerne erzeugende Stellen für Umkristallisierungsorientierungen und bilden effektiv bevorzugte Texturen. Jedoch bilden, wenn jedes der Elemente über seine obere Grenze eingeführt wird, Al und das Element eine grobe Verbindung. Die Verbindung wird ein Bruchausgangspunkt, so daß sich umgekehrt die Formbarkeit verschlechtert. Daher ist es wünschenswert, daß jedes der Elemente in einer Menge der obengenannten oberen Grenze oder weniger zugegeben wird. Stärker bevorzugte Mengen sind folgendermaßen: Mn: 0,6% oder weni ger, Cr: 0,2% oder weniger, Zr: 0,2% oder weniger, V: 0,2% oder weniger und Ti: 0,05%. Es ist wünschenswert, daß die Gesamtmenge dieser Elemente 0,01 bis 1,5 beträgt (beide einschließlich).
In der vorliegenden Erfindung kann aus Sicht der wirksamen Verwendung von Ressourcen und einer Senkung der Kosten ein Blechmaterial aus einem Al-Schrottmaterial als Rohmaterial hergestellt werden. In diesem Fall ist Fe zwangsläufig in einer großen Menge enthalten. Fe ist ein Element zur Herstellung Fe-basierender Niederschläge (α-AlFeSi, β-AlFeSi, Al₂Fe, Al₂(Fe, Mn), Al₁₂(Fe, Mn)₃Cu₁₂, Al₇Cu₂Fe usw.), zeigt Wirkung in bezug auf die Herstellung feiner Körnchen und fungiert als bevorzugte Kerne erzeugende Stellen für Umkristallisierungsorientierungen. Wenn die Menge an Fe zu klein ist, kann die Wirkung in bezug auf die Herstellung feiner Körnchen nicht erhalten werden und die Bildung der erwünschten Textur wird blockiert. Deshalb beträgt die Menge im wesentlichen 0,1% oder mehr und wünschenswerterweise mehr als 0,3%. Andererseits werden, wenn die Menge zu groß ist, grobe Niederschläge erzeugt, und sie werden Rißausgangspunkte. Außerdem wird die Bildung der erwünschten Textur blockiert. Infolgedessen verschlechtert sich die Formbarkeit bemerkenswert. Daher beträgt die Menge im wesentlichen 1,5% oder weniger und wünschenswerterweise 1,0% oder weniger. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Al-Schrottmaterial als Rohmaterial verwendet, um ausgezeichnete Streckformbarkeit zu erhalten, selbst in auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsblechen, deren Fe-Gehalt über 0,3% beträgt, oder in auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsblechen, deren Fe-Gehalt über 0,6% beträgt.
Cu: 1,0% oder weniger (ausschließlich 0%)
Ag: 0,2% oder weniger (ausschließlich 0%)
Zn: 1,0% oder weniger (ausschließlich 0%)
Diese sind Elemente zur Verbesserung der Aushärtungsrate bei der Wärmebehandlung. Da die Mengen davon über den oberen Grenzen liegen, wird eine grobe Verbindung gebildet, so daß sich die Formbarkeit verschlechtert. Daher werden sie wünschenswerterweise in Mengen der oberen Grenzen oder weniger zugegeben. Stärker bevorzugte Mengen sind folgendermaßen: Cu: 0,6% oder weniger, Ag: 0,1% oder weniger und Zr: 0,6% oder weniger. Die Gesamtmenge dieser Elemente beträgt wünschenswerterweise 0,01 bis 1,5% (beide einschließlich).
Sn: 0,2% oder weniger (ausschließlich 0%)
Sn ist ein Element zur Unterdrückung der Alterung bei Raumtemperatur vor der Wärmebehandlung und Beschleunigung der Alterung bei der Wärmebehandlung. Wenn seine Menge zu groß ist, wird eine grobe Verbindung gebildet, so daß sich die Formbarkeit verschlechtert. Daher beträgt seine Menge wünschenswerterweise 0,2% oder weniger und stärker bevorzugt 0,1% oder weniger.
(5) Textur und Herstellungsverfahrensbedinqungen
Das auf Al-Mg-Si basierende Legierungsblech der vorliegenden Erfindung wird durch Gießen, Wärmebehandeln zur Homogenisierung, Warmwalzen, Kaltwalzen und Endtemperschritte hergestellt. Da sich die resultierende Textur durch die chemische Zusammensetzung und Bedingungen, die in den jeweiligen Schritten eingestellt werden, verändert, kann die erwünschte Textur durch Wählen der Gesamtbedingungen für eine Reihe von Herstellungsverfahrensschritten erhalten werden. Daher sind die Herstellungsverfahrensbedingungen für die jeweiligen Schritte nicht besonders eingeschränkt.
Speziell kann das Gießen ein Gießverfahren sein, das im allgemeinen für auf Al basierende Legierungen durchgeführt wird, und ist im allgemeinen kontinuierliches Gießen.
Nach dem Gießen wird die Wärmebehandlung zur Homogenisierung durchgeführt. In dem Fall, daß ein Übergangsmetall, wie Mn, Cr, Fe, Zr oder V, zugegeben wird, ist es wichtig, Niederschläge in gewünschten Formen zu kontrollieren. Diese Niederschläge fungieren als bevorzugte Kerne erzeugende Stellen für Umkristallisierungsorientierungen und kontrollieren, welche Textur gebildet wird. Diese Niederschläge kontrollieren die Korngrößen, wodurch die Grenze der Bildung von Rissen weitestgehend kontrolliert wird. Deshalb ist es notwendig, entsprechend optimale Bedingungen für die Wärmebehandlung zur Homogenisierung gemäß der Art der Über gangsmetalle, wie Mn, Cr, Fe, Zr und V, und zugefügten Mengen davon auszuwählen.
Optimale Bedingungen für den Warmwalzschritt und den Kaltwalzschritt, durchgeführt nach der Wärmebehandlung zur Homogenisierung, werden durch die Form der Niederschläge, die durch die Wärmebehandlung zur Homogenisierung gebildet werden, verändert. Bevorzugt werden sie deshalb entsprechend gewählt. Die Temperatur, die Walzreduktion beim Warmwalzen und Kaltwalzen und die Kombination davon können entsprechend gewählt werden. Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß das Warmwalzen bei etwa 300 bis 550°C durchgeführt wird, das Kaltwalzen bei Raumtemperatur bis etwa 150°C durchgeführt wird, und die Endwalzreduktion in den jeweiligen Walzschritten und die Endkaltwalzreduktion etwa 10 bis 95% betragen. Nach dem Warmwalzen und vor dem Kaltwalzen kann die Legierung in eine homogene Struktur durch grobes Tempern gebracht werden, das heißt, durch Tempern der Struktur, die nicht einheitlich ist und beim Warmwalzen erzeugt wird, um die Struktur umzukristallisieren. Alternativ kann Zwischentempern in der Mitte des Kaltwalzens durchgeführt werden. In dem Fall, daß grobes Tempern nach dem Warmwalzen durchgeführt oder nicht durchgeführt wird, oder in dem Fall, daß Zwischentempern durchgeführt oder nicht durchgeführt wird, sind die optimalen Walzbedingungen unterschiedlich. Daher ist es bevorzugt, die Walzbedingungen entsprechend dem groben Tempern oder dem Zwischentempern und die Bedingungen für diese Temperbehandlungen auszuwählen. Die Endwalzreduktion ist eine Walzreduktion aus dem Zwischentempern zu der Enddicke in dem Fall, daß das Zwischentempern in der Mitte des Kaltwalzschrittes durchgeführt wird. Sie entspricht der Kaltwalzreduktion in dem Fall, daß das Zwischentempern nicht durchgeführt wird.
Nach dem Kaltwalzen wird eine Endwärmebehandlung (Lösungswärmebehandlung) durchgeführt. In der Lösungswärmebehandlung kann das schnelle Erwärmen bis zu einer Behandlungstemperatur (die nicht speziell begrenzt ist und im allgemeinen 500 bis 580°C beträgt) in einem einzelnen Schritt durchgeführt werden, oder kann durch Zweischritterwärmen durchgeführt werden, wobei allmähliche Erwärmung durchgeführt wird und anschließend das schnelle Erwärmen bis zu der Behandlungstemperatur durchgeführt wird. Die Zeit zum Halten der Behandlungstemperatur kann eben so entsprechend gewählt werden. Die Textur wird ebenso in Abhängigkeit der Bedingungen für eine solche Lösungswärmebehandlung verändert. Ob Wasserkühlung oder Luftkühlung nach der Lösungswärmebehandlung durchgeführt wird, wird gemäß der Legierungszusammensetzung, den Walzbedingungen, den Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung und dergleichen entsprechend gewählt.
Wie oben beschrieben, kann die optimale Textur gebildet werden und die Preßformbarkeit kann durch synthetisches Kontrollieren der Bedingungen für die Wärmebehandlung zur Homogenisierung, das Walzen, das grobe Tempern, die Lösungswärmebehandlung und dergleichen stark verbessert werden. Deshalb kann sich jede dieser Herstellungsbedingungen mit den konventionellen Herstellungsbedingungen überschneiden. Jedoch ist es mittels Durchführen einer speziellen Kombination als eine Reihe von Herstellungsschritten möglich, eine Textur zu erhalten, die für die erforderliche Formbarkeit geeignet ist.
Eine Tendenz ist jedoch folgende. Wenn die Endkaltwalzreduktion ein niedriger Wert, wie 30% oder weniger ist, kann leicht eine Textur mit ausgezeichneter Tiefziehformbarkeit erhalten werden. Wenn die Endkaltwalzreduktion etwa 50% beträgt, kann leicht eine Textur mit ausgezeichneter Streckformbarkeit erhalten werden. Wenn die Endkaltwalzreduktion ein hoher Wert, wie 70% oder mehr, ist, kann leicht eine Textur mit ausgezeichneter Biegbarkeit erhalten werden. Für eine Textur mit ausgezeichneter Tiefziehformbarkeit wird das Tempern effektiv in der Mitte des Kaltwalzens durchgeführt. Die Endkaltwalzreduktion ist in dem Fall, daß Tempern in der Mitte des Kaltwalzens durchgeführt wird, die Walzreduktion nach dem Tempern. In dem Fall, daß überhaupt kein Tempern in der Mitte durchgeführt wird, ist die Endkaltwalzreduktion eine Kaltwalzreduktion.
Folgendes wird die vorliegende Erfindung in bezug auf die Beispiele ausführlicher beschreiben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung umfaßt alle Modifikationen innerhalb des Umfangs, der nicht von den oben und später beschriebenen Gegenständen abweicht.
Zunächst werden Verfahren zur Bewertung und Messung unter Verwendung der folgenden Beispiele beschrieben.
[Verfahren zur Bewertung und Verfahren zur Messung]
➀ Messung der Textur
Über der Oberfläche eines Blechs, das einer Lösungswärmebehandlung unterzogen wurde, einem Teil innerhalb 1/4 der Dicke von der Oberfläche und dem mittigen Teil des Bleches entlang seiner Dickenrichtung wurde Cu als ein Target in einem üblichen Röntgenbeugungsverfahren verwendet, um so perfekte Polfiguren (1 0 0), (1 1 0) und (1 1 1) unter den Bedingungen, daß die Röhrenspannung 50 kV betrug und der Glimmstrom 200 mA betrug, zu messen. Die Orientierungsdichten der jeweiligen Orientierungen in den jeweiligen Flächen wurden aus diesen unter Verwendung einer Kristallorientierungsverteilungsfunktion berechnet. Sie wurden gemittelt, um die Orientierungsdichte des gesamten Blechmaterials zu erhalten.
➁ Messung der Korngröße
Die Schnittfläche eines Bleches in seine Längsdickenrichtung wurde beobachtet oder photographiert. Die Zahl an Körnchen, die perfekt geschnitten waren, wurde mit Hilfe von Linien mit bekannten Längen gezählt, und ihre Schnittlängen wurden gemittelt. Der Durchschnittswert wurde als Korngröße definiert.
➂ Tiefziehformbarkeit (ein Quadrat-Säulen-Ziehtest)
Die Peripherie eines quadratischen Blechmaterials mit einer Dicke von 1 mm und einer Seitenlänge von jeweils 90 mm wurde stark gepreßt und das Blechmaterial wurde Tiefziehen mit einer Stanze in Form einer quadratischen Säule mit einer Seitenlänge von jeweils 40 mm unterzogen, bis das Blechmaterial riß. Die Tiefziehhöhe (mm), als das Blechmaterial riß, wurde gemessen. Als die Ziehhöhe höher war, zeigte sich, daß die Tiefziehformbarkeit besser ist. Jede Ziehhöhe von 13,3 mm oder mehr erfüllt die Anforderung.
Beim Tiefziehen wurde ein Mineralöl als Schmiermittel verwendet.
➃ Streckformbarkeit (ein LDH₀-Test
Ein Blechmaterial mit einer Dicke von 1 mm wurde in Prüfkörper mit einer Länge von 180 mm und einer Breite von 110 mm geschnitten. Eine kugelförmige Aufweitstanze und R-303P als Schmiermittel wurden verwendet, um den Prüfkörper bei einem Falzpreßdruck von 200 kN und einer Stanzgeschwindigkeit von 4 mm/s streckzuformen. Die Höhe (mm), als der Prüfkörper zerriß, wurde erhalten. Wenn die Rißgrenzhöhe zu hoch war, bedeutete dies, daß die Streckformbarkeit besser war. Um die erforderliche Streckformbarkeit zu erfüllen, liegt die Höhe im wesentlichen über 27,5 mm und beträgt bevorzugt 29 mm oder mehr.
➄ Biegbarkeit (180° Kontaktbiegeprüfung)
Bei der Biegeprüfung, definiert in JIS 22248, wurde ein Blech 180° Biegekontakt unterzogen. Es wurde mit dem Auge beurteilt, ob irgendein „Riß" außerhalb eines gebogenen Teils vorlag oder nicht. Der Fall, daß kein „Riß" erkannt wurde, wurde als gut bewertet, und der Fall, daß ein Riß erkannt wurde, wurde als schlecht bewertet.
Auf der Grundlage der speziellen Beispiele wird das folgende auf Al-Mg-Si basierende Legierungen, bei denen insbesondere die Tiefziehformbarkeit verbessert wurde, auf Al-Mg-Si basierende Legierungen, bei denen die Streckformbarkeit verbessert wurde, und auf Al-Mg-Si basierende Legierungen, bei denen die Biegbarkeit verbessert wurde, neben auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen, bei denen die Preßformbarkeit verbessert wurde, beschrieben. Die auf Al-Mg-Si basierende Legierung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
In den nachstehend gezeigten Tabellen zeigt die Bezeichnung (A: B) in den Spalten der Wärmebehandlung zur Homogenisierung und Zwischentempern die Haltebedingungen bei A°C für B Stunden.
[auf Al-Mg-Si basierende Legierung mit ausgezeichneter Tiefziehformbarkeit]
Referenzbeispiel 1
Blechmaterialien mit einer Dicke von 500 mm wurden durch Gießen unter Verwendung von Al – 0,6% Mg – 1,2% Si-Legierungen (hierin nachstehend als "Grundlegierung" in dem vorliegenden Referenzbeispiel bezeichnet, und F1, F2, F9 und F10 in Tabelle 1 entsprechen dieser), Al – 0,6% Mg – 1,2% Si – 0,2% Mn-Legierungen (hierin nachstehend als „Legierung mit Mn-Zusatz" in dem vorliegenden Referenzbeispiel bezeichnet, und F3–5 und F11–13 in Tabelle 1 entsprechen dieser) und Al – 0,6% Mg – 1,2% Si – 0,2% Fe-Legierungen (hierin nachstehend als „Legierung mit Fe-Zusatz" in dem vorliegenden Referenzbeispiel bezeichnet, und F6–8 und F14–16 in Tabelle 1 entsprechen dieser) hergestellt. Sie wurde einer Wärmebehandlung zur Homogenisierung, gezeigt in Tabelle 1, unterzogen.
Ausgehend von der Temperatur für die Wärmebehandlung zur Homogenisierung wurden die Bleche grobem Warmwalzen unterzogen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 30 mm herzustellen, und anschließend Endwarmwalzen unterzogen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 5 mm herzustellen. Die Endwalzreduktion beim groben Walzen wurde auf 70% eingestellt. Die Ausgangstemperatur für das Endwalzen war wie in 1 gezeigt. Die Bleche wurden grobem Tempern unterzogen (gehalten bei 480°C für 2 Minuten), gefolgt von Kaltwalzen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 1 mm zu erhalten. Durch Ändern der Position des Zwischentemperns, das beim Kaltwalzen durchgeführt wird, wurden die Endkaltwalzreduktionen verändert. Die Endkaltwalzreduktion bedeutet eine Walzreduktion der Dicke zum Zeitpunkt der Durchführung des Zwischentemperns auf eine Dicke von 1 mm, die schließlich erhalten wird. Die Blechmaterialien mit einer Dicke von 1 mm, die durch Kaltwalzen erhalten wurden, wurden einer Lösungswärmebehandlung unterzogen.
In den obengenannten aufeinanderfolgenden Herstellungsschritten wurden die Bedingungen für die Homogenisierungsbehandlung, Endwalzausgangstemperatur, Endkaltwalzreduktion, Bedingungen für das Zwischentempern und Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung verändert, wie in Tabelle 1 gezeigt, um die Materialien F1–F16, bei denen die Textur und Korngrößen variierten, zu erhalten.
In bezug auf die Textur wurden die jeweiligen Orientierungsdichten der Cube-Orientierung, RW-Orientierung, CR-Orientierung, Brass-Orientierung, Goss-Orientierung, PP-Orientierung, C-Orientierung und S-Orientierung gemessen, um das Verhältnis von S-Orientierungsdichte zu Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte, das mit der Tiefziehformbarkeit in Verbindung steht, (S/Cube) und das Verhältnis der Goss-Orientierung zu Cube-Orientierung (Goss/Cube) zu berechnen. Die resultierenden Materialien F1–F16 wurden einem Quadrat-Säulen-Ziehtest unterzogen.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammen mit der Legierungszusammensetzung, den Herstellungsverfahrensbedingungen, der Textur und den Korngrößen gezeigt.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, betrugen in den Legierungen (F9, 10, 12, 13, 15 und 16), wobei S/Cube weniger als 1,0 betrug und Goss/Cube über 0,3 lag, ihre Ziehhöhen weniger als 13,4 mm. In der Legierung (F11), wobei S/Cube weniger als 1,0 betrug oder Goss/Cube über 0,3 lag, aber ihre Korngröße über 80 μm lag, betrug ihre Ziehhöhe weniger als 13,4 mm. Dies genügte nicht der Tiefziehformbarkeit. Andererseits betrugen in den Legierungen (F1–8), wobei S/Cube 1,0 oder mehr betrug, Goss/Cube 0,3 oder weniger betrug und ihre Korngrößen 80 μm oder weniger betrugen, ihre Ziehhöhen 13,4 mm oder mehr. Sie genügten der Tiefziehformbarkeit.
Referenzbeispiel 2
Dieselbe Weise wie in Referenzbeispiel 1 wurde wiederholt, außer daß einige auf Al-Mg-Si basierende Legierungen mit Zusammensetzungen, gezeigt in 2 (auf Al-Mg-Si basierende Legierungen F21 und 31 und auf Al-Mg-Si basierende Legierungen F22–30 und 32–38, die mindestens eines von Mn, Fe, Cr, Zr, V und Ti umfaßten), Herstellungsverfahrensbedingungen (Bedingungen für die Homogenisierungsbehandlung, Endwarmwalzausgangstemperatur, Bedingungen für das Zwischentempern, Endkaltwalzreduktionen und Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung) verändert wurden, wie in Tabelle 2 gezeigt. Daher wurden Legierungsbleche F21–38 mit Textur und Korngrößen, wie in Tabelle 2 gezeigt, erhalten.
Die resultierenden Legierungsbleche wurden einem Quadrat-Säulen-Test unterzogen.
Die Testergebnisse werden in Tabelle 2 zusammen mit der Legierungszusammensetzung, den Herstellungsverfahrensbedingungen, der Textur und den Korngrößen gezeigt.
Wie in Tabelle 2 gezeigt, weisen die Legierungen (F21–30), umfassend die Zusammensetzung mit mindestens einem von Mn, Fe, Cr, Zr, V und Ti innerhalb eines angegebenen Bereiches, mit einem Verhältnis von S/Cube und einem Verhältnis von Goss/Cube innerhalb der Bereiche der vorliegenden Erfindung und mit einer Korngröße von 80 μm oder weniger, eine Ziehhöhe von 13,4 mm oder mehr und ausgezeichnete Tiefziehformbarkeit auf.
Referenzbeispiel 3
Derselbe Weg wie in Referenzbeispiel 1 wurde durchgeführt, außer daß die Herstellungsverfahrensbedingungen (Bedingungen für die Homogenisierungsbehandlung, Endwarmwalzausgangstemperatur, Bedingungen für das Zwischentempern, Endkaltwalzreduktion und Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung) verändert wurden, wie in Tabelle 2 gezeigt, neben auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen mit den Zusammensetzungen, gezeigt in Tabelle 3 (auf Al-Mg-Si basierende Legierungen, umfassend mindestens eines von Mn, Fe, Cr, Zr, V und Ti und umfassend ein GP-förderndes Element (mindestens eines von Cu, Ag, Zn und Sn)). Daher wurden die Legierungsbleche F41–55 mit Textur und Korngrößen, wie in Tabelle 3 gezeigt, erhalten.
Die resultierenden Legierungsbleche wurden einem Zylinder-Säulen-Ziehtest unterzogen.
Die Testergebnisse werden in Tabelle 3 zusammen mit den Legierungszusammensetzungen, den Herstellungsverfahrensbedingungen, der Textur und den Korngrößen gezeigt.
Wie in Tabelle 3 gezeigt, weisen die Legierungen (F41–48), umfassend die Zusammensetzung mit mindestens einem von Mn, Fe, Cr, Zr, V und Ti und dem GP-fördernden Element innerhalb der angegebenen Bereiche, mit einem Verhältnis von S/Cube und einem Verhältnis von Goss/Cube innerhalb der Bereiche der vorliegenden Erfindung und mit einer Korngröße von 80 μm oder weniger, eine Ziehhöhe von 13,4 mm oder mehr und ausgezeichnete Tiefziehformbarkeit auf.
[auf Al-Mg-Si basierende Legierungen mit ausgezeichneter Streckformbarkeit]
Referenzbeispiel 4
Unter Verwendung von Grundlegierungen (denen H1, H2, H9 und H10 in Tabelle 4 entsprechen), Legierungen mit Mn-Zusatz (denen H3–5 und H11–13 in Tabelle 4 entsprechen) und Legierungen mit Fe-Zusatz (denen H6–8 und H14–16 in Tabelle 4 entsprechen) wurden Blechmaterialien mit einer Dicke von 500 mm durch Gießen hergestellt, und wurden dann einer Wärmebehandlung zur Homogenisierung, gezeigt in Tabelle 1, unterzogen.
Die resultierenden Bleche wurden grobem Warmwalzen ausgehend von der Wärmebehandlungstemperatur für die Homogenisierung unterzogen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 30 mm herzustellen. Anschließend wurden sie Endwarmwalzen unterzogen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 10 bis 1,5 mm herzustellen. Die Blechmaterialien wurden dann Kaltwalzen unterzogen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 1 mm herzustellen. Die Blechmaterialien mit einer Dicke von 1 mm, die durch Kaltwalzen erhalten wurden, wurden einer Lösungswärmebehandlung, gehalten bei 550°C für einen gegebenen Zeitraum, unterzogen, um Blechmaterialien H1–16 mit der Textur und den Korngrößen, gezeigt in Tabelle 4, zu erhalten.
In einer Reihe der obengenannten Herstellungsschritte wurden die Endwalzausgangstemperatur, die Kaltwalzreduktion und die Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung verändert, wie in Tabelle 4 gezeigt, so daß die Textur und die Korngröße verändert wurden. Die Endkaltwalzreduktion wurde durch Ändern der Dicke der Blechmaterialien, erhalten durch Endwarmwalzen, verändert. In bezug auf die Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung wurden die Weise zum Erhitzen bis auf die Lösungswärmebehandlungstemperatur (550°C) und die Haltezeit verändert, wie in Tabelle 4 gezeigt. in der Tabelle bedeutet das Wort „schnell" schnelles Erhitzen (1000°C/min) und bedeutet das Wort „2 Schritte" langsames Erhitzen (40°C/h) bis 300°C, gehalten bei 300°C für 1 Stunde und schnelles Erhitzen (1000°C/min) bis 550°C. Nach der Lösungswärmebehandlung wurde Tempern in Wasser durchgeführt.
In bezug auf die Textur wurden die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte, die RW-Orientierungsdichte, die CR-Orientierungsdichte, die Brass-Orientierungsdichte, die Goss-Orientierungsdichte, die PP-Orientierungsdichte, die C-Orientierungsdichte und die S-Orientierungsdichte davon gemessen, um die X-Werte zu berechnen.

H1–H16 wurden einem Streckformtest unterzogen, um die kritische Höhe für das Reißen zu messen. Die gemessenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammen mit den Herstellungsverfahren (Endkaltwalzreduktion, Temperatur für die Lösungswärmebehandlung und Haltezeit und Erhitzungsgeschwindigkeit), der Korngröße und der Textur gezeigt. Tabelle 4

Nr.	Legierunszusamgmensetzung (%)					Herstellungsverfahrensbedingungen				Textur X-Wert	Korngröße (μm)	kritische Höhe bis Reißen (mm)
Nr.	Mg	Si	Mn	Fe	Al	Homogenisierungsbehandlung	Endbearbeitung Start (°C)	Endkaltwalzreduktion (%)	Lösungswärmebehandlung (Haltezeit)	Textur X-Wert	Korngröße (μm)	kritische Höhe bis Reißen (mm)
H1	0,6	1,2	0	0	Rest	540:8 h	380	70	schnell 30 s	3,3	80	30,5
H2	0,6	1,2	0	0	Rest	540:8 h	390	90	schnell 30 s	2,9	76	30,1
H3	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	300	33	schnell 30 s	2,7	62	29,5
H4	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	390	70	2 Schritte 30 s	5,0	75	31,5
H5	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	410	90	2 Schritte 40 s	3,8	71	31,0
H6	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	350	50	2 Schritte 40 s	3,2	68	30,2
H7	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	400	70	schnell 30 s	2,9	54	29,8
H8	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	430	90	schnell 30 s	2,4	43	29,6
H9	0,6	1,2	0	0	Rest	540:8 h	400	33	schnell 30 s	–0,5	121	27,5
H10	0,6	1,2	0	0	Rest	540:8 h	400	33	schnell 30 s	–0,7	94	26,8
H11	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	480	70	schnell 30 s	–0,4	30	27,1
H12	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	490	90	schnell 30 s	–1,3	42	25,5
H13	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	450	33	schnell 1 h	–2,6	86	24,9
H14	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	440	50	schnell 30 s	–3,1	61	24,0
H 15	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	460	70	schnell 1 h	–1,8	107	25,4
H16	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	470	90	2 Schritte 30 s	–0,7	161	26,2

Wie in Tabelle 4 gezeigt, betrug, wenn der X-Wert 0 oder mehr betrug, die kritische Höhe bis zum Reißen über 27,5 mm, und wenn der X-Wert weniger als 0 betrug, war die kritische Höhe bis zum Reißen klein, d. h. 27,5 mm oder weniger. Wenn der X-Wert 2,4 oder mehr betrug, konnte die kritische Höhe bis zum Reißen 29,5 mm oder mehr betragen.
Referenzbeispiel 5
Derselbe Weg wie in Referenzbeispiel 1 wurde durchgeführt, außer daß die Herstellungsverfahrensbedingungen (Bedingungen für die Homogenisierungsbehandlung, Endwarmwalzausgangstemperatur, Endkaltwalzreduktion und Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung) verändert wurden, wie in Tabelle 5 gezeigt, neben auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen mit den Zusammensetzungen, gezeigt in Tabelle 5 (auf Al-Mg-Si basierende Legierungen H21 und 31, und auf Al-Mg-Si basierende Legierungen H22–30 und 32–38, umfassend mindestens eines von Mn, Fe, Cr, Zr, V und Ti). Daher wurden die Legierungsbleche H21–38 mit der Textur und den Korngrößen, wie in Tabelle 5 gezeigt, erhalten.
Die resultierenden Legierungsbleche wurden einem LDH₀-Test unterzogen.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 5 zusammen mit den Legierungszusammensetzungen, den Herstellungsbedingungen, der Textur und den Korngrößen gezeigt.
Wie in Tabelle 5 gezeigt, betrug, wenn der X-Wert 0 oder mehr betrug, die kritische Höhe bis zum Reißen über 27,5 mm, und wenn der X-Wert weniger als 0 betrug, war die kritische Höhe bis zum Reißen klein, d. h. 27,5 mm oder weniger. Wenn der X-Wert 2,4 oder mehr betrug, konnte die kritische Höhe bis zum Reißen 29,5 mm oder mehr betragen.
Referenzbeispiel 6
Derselbe Weg wie in Referenzbeispiel 4 wurde durchgeführt, außer daß die Herstellungsverfahrensbedingungen (Bedingungen für die Homogenisierungsbehandlung, Endwarmwalzausgangstemperatur, Endkaltwalzreduktion und Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung) verändert wurden, wie in Tabelle 6 gezeigt, neben auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen mit den Zusammensetzungen, gezeigt in Tabelle 6 (auf Al-Mg-Si basierende Legierungen, umfassend mindestens eines von Mn, Fe, Cr, Zr, V und Ti und umfassend ein GP-förderndes Element (mindestens eines von Cu, Ag, Zn und Sn)). Daher wurden die Legierungsbleche H41–55 mit der Textur und den Korngrößen, wie in Tabelle 6 gezeigt, erhalten.
Die resultierenden Legierungsbleche wurden einem LDH₀-Test unterzogen.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 6 zusammen mit den Legierungszusammensetzungen, den Verfahrensbedingungen, der Textur und den Korngrößen gezeigt.
Wie in Tabelle 6 gezeigt, betrug, wenn der X-Wert 0 oder mehr betrug, die kritische Höhe bis zum Reißen über 27,5 mm, und wenn der X-Wert weniger als 0 betrug, war die kritische Höhe bis zum Reißen klein, d. h. 27,5 mm oder weniger. Wenn der X-Wert 2,4 oder mehr betrug, konnte die kritische Höhe bis zum Reißen 29,5 mm oder mehr betragen.
[auf Al-Mg-Si basierende Legierungen mit ausgezeichneter Biegbarkeit]
Referenzbeispiel 7
Unter Verwendung von Grundlegierungen (denen M1, M2, M9 und M10 in Tabelle 7 entsprechen), Legierungen mit Mn-Zusatz (denen M3–5 und M11–13 in Tabelle 7 entsprechen) und Legierungen mit Fe-Zusatz (denen M6–8 und M14–16 in Tabelle 7 entsprechen) wurden Blechmaterialien mit einer Dicke von 500 mm durch Gießen hergestellt, und wurden dann einer Wärmebehandlung zur Homogenisierung, gezeigt in Tabelle 7, unterzogen.
Die resultierenden Bleche wurden grobem Warmwalzen ausgehend von der Wärmebehandlungstemperatur für die Homogenisierung unterzogen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 30 mm herzustellen. Anschließend wurden sie Endwarmwalzen unterzogen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 10 bis 1,5 mm herzustellen. Die Blechmaterialien wurden dann Kaltwalzen unterzogen, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 1 mm herzustellen. Die Blechmaterialien mit einer Dicke von 1 mm, die durch Kaltwalzen erhalten wurden, wurden einer Lösungswärmebehandlung, gehalten bei 550°C für einen gegebenen Zeitraum, unterzogen, um Blechmaterialien M1–16 mit der Textur und den Korngrößen, gezeigt in Tabelle 7, zu erhalten.
In einer Reihe der obengenannten Herstellungsschritte wurden die Endwalzausgangstemperatur, die Kaltwalzreduktion und die Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung verändert, wie in Tabelle 7 gezeigt, so daß die Textur und die Korngröße verändert wurden. Die Endkaltwalzreduktion wurde durch Ändern der Dicke der Blechmaterialien, erhalten durch Endwarmwalzen, verändert. In bezug auf die Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung wurden die Weise zum Erhitzen bis auf die Lösungswärmebehandlungstemperatur (550°C) und die Haltezeit verändert, wie in Tabelle 7 gezeigt. In der Tabelle bedeutet das Wort „schnell" schnelles Erhitzen (1000°C/min) und bedeutet das Wort „2 Schritte" langsames Erhitzen (40°C/h) bis 300°C, gehalten bei 300°C für 1 Stunde und schnelles Erhitzen (1000°C/min) bis 550°C. Nach der Lösungswärmebehandlung wurde Tempern in Wasser durchgeführt.
In bezug auf die Textur wurden die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte, die RW-Orientierungsdichte, die CR-Orientierungsdichte, die Brass-Orientierungsdichte, die Goss-Orientierungsdichte, die PP-Orientierungsdichte, die C-Orientierungsdichte und die S-Orientierungsdichte davon gemessen, um die Y-Werte zu berechnen.

M1–16 wurden einem Streckformtest unterzogen, um die kritische Höhe bis zum Reißen zu messen. Die gemessenen Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammen mit den Herstellungsverfahren (Endkaltwalzreduktion, Temperatur für die Lösungswärmebehandlung und Haltezeit und Erhitzungsgeschwindigkeit), der Korngröße und der Textur gezeigt. Tabelle 7

Nr.	Legierungszusammensetzung (%)					Herstellungsverfahrensbedingungen				Textur X-Wert	Korngröße (μm)	Biegbarkeit
Nr.	Mg	Si	Mn	Fe	Al	Homogenisierungsbehandlung	Endbearbeitung Start (°C)	Endkaltwalzreduktion (%)	Lösungswärmebehandlung (Haltezeit)	Textur X-Wert	Korngröße (μm)	Biegbarkeit
M1	0,6	1,2	0	0	Rest	540: 8h	420	90	schnell 30 s	11,0	80	O
M2	0,6	1,2	0	0	Rest	540:8 h	430	80	schnell 60 s	10,7	66	O
M3	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	440	90	schnell 30 s	10,2	52	O
M4	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	450	80	schell 20 s	10,2	65	O
M5	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	440	75	2 Schritte 40 s	10,1	61	O
M6	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	425	90	2 Schritte 30 s	10,4	58	O
M7	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	425	80	schnell 30 s	10,5	44	O
M8	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	430	75	schnell 30 s	9,8	33	O
M9	0,6	1,2	0	0	Rest	540:8 h	380	50	schnell 30 s	11,3	111	X
M10	0,6	1,2	0	0	Rest	540:8 h	390	60	schnell 30 s	11,5	84	X
M11	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	350	33	schnell 30 s	11,8	90	X
M12	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	360	50	schnell 30 s	11,4	42	X
M13	0,6	1,2	0,2	0	Rest	545:16 h	380	70	schnell 1 h	11,7	86	X
M14	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	330	33	schnell 30 s	11,9	51	X
M15	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	370	50	schnell 1 h	12,0	97	X
M16	0,6	1,2	0	0,2	Rest	550:24 h	360	70	2 Schritte 1 h	12,2	151	X

Wie in Tabelle 7 gezeigt, war, wenn der Y-Wert 11,0 oder weniger betrug, die Biegbarkeit gut, und war, wenn der Y-Wert über 11,0 lag, die Biegbarkeit schlecht.
Referenzbeispiel 8
Derselbe Weg wie in Referenzbeispiel 7 wurde durchgeführt, außer daß die Herstellungsverfahrensbedingungen (Bedingungen für die Homogenisierungsbehandlung, Endwarmwalzausgangstemperatur, Endkaltwalzreduktionen und Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung) verändert wurden, wie in Tabelle 8 gezeigt, neben auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen mit den Zusammensetzungen, gezeigt in Tabelle 8 (auf Al-Mg-Si basierende Legierungen M21 und 31, und auf Al-Mg-Si basierende Legierungen M22–30 und M32–38, umfassend mindestens eines von Mn, Fe, Cr, Zr, V und Ti). Daher wurden die Legierungsbleche M21–38 mit der Textur und den Korngrößen, wie in Tabelle 8 gezeigt, erhalten.
Die resultierenden Legierungsbleche wurden einer Biegeprüfung unterzogen.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 8 zusammen mit den Legierungszusammensetzungen, den Herstellungsverfahrensbedingungen, der Textur und den Korngrößen gezeigt.
Wie in Tabelle 8 gezeigt, war, wenn der Y-Wert 11,0 oder weniger betrug, die Biegbarkeit gut, und war, wenn der Y-Wert über 11,0 lag, die Biegbarkeit schlecht.
Referenzbeispiel 9
Derselbe Weg wie in Referenzbeispiel 7 wurde durchgeführt, außer daß die Herstellungsverfahrensbedingungen (Bedingungen für die Homogenisierungsbehandlung, Endwarmwalzausgangstemperatur, Endkaltwalzreduktion und Bedingungen für die Lösungswärmebehandlung) verändert wurden, wie in Tabelle 9 gezeigt, neben auf Al-Mg-Si basierenden Legierungen mit den Zusammensetzungen, gezeigt in Tabelle 9 (auf Al-Mg-Si basierende Legierungen, umfassend mindestens eines von Mn, Fe, Cr, Zr, V und Ti und umfassend ein GP-förderndes Element (mindestens eines von Cu, Ag, Zn und Sn)). Daher wurden die Legierungsbleche M41–55 mit der Textur und den Korngrößen, wie in Tabelle 9 gezeigt, erhalten.
Die resultierenden Legierungsbleche wurden einem LDH₀-Test unterzogen.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 9 zusammen mit den Legierungszusammensetzungen, den Herstellungsverfahrensbedingungen, der Textur und den Korngrößen gezeigt.
Wie in Tabelle 9 gezeigt, war, wenn der Y-Wert 11,0 oder weniger betrug, die Biegbarkeit gut, und war, wenn der Y-Wert über 11,0 lag, die Biegbarkeit schlecht.
Referenzbeispiel 10
Unter Verwendung von Al-Legierungen mit verschiedenen Zusammensetzungen, gezeigt in den Tabellen 10 und 11, wurden Gußblöcke durch DC-Gießen oder kontinuierliches Dünnplattengießen hergestellt. Die resultierenden Gußblöcke wurden einer Homogenisierungsbehandlung bei 540°C für 8 Stunden unterzogen, und dann bei verschiedenen Walzreduktionen und Endbehandlungstemperatur, gezeigt in den Tabellen 1 und 2, kaltgewalzt. Ein Teil der resultierenden Blechmaterialien mit verschiedenen Dicken wurde Zwischentempern unterzogen und dann kaltgewalzt, um Blechmaterialien mit einer Dicke von 1 mm herzustellen. Danach wurden die Blechmaterialien einer Lösungswärmebehandlung und dann Tempern in Wasser unterzogen, um Materialien T4 zu erhalten. Tabelle 1 und 2 zeigen ebenso, ob Zwischentempern durchgeführt wird oder nicht, die Kaltwalzreduktion und die zunehmende Geschwindigkeit der Temperatur und die Haltetemperatur bei der Lösungswärmebehandlung.
In bezug auf die drei Teile: die Oberfläche des Bleches des resultierenden Materials T4, ein Teil innerhalb 1/4 der Dicke der Oberfläche davon und der mittige Teil des Bleches entlang seiner Dickenrichtung, wurde eine Röntgenbeugungsvorrichtung verwendet, um perfekte Polfiguren (1 0 0), (1 1 0) und (1 1 1) zu messen. Die Orientierungsdichten der jeweiligen Orientierungen in den jeweiligen Flächen wurden aus diesen unter Verwendung einer Kristallorientierungsverteilungsfunktion berechnet. Sie wurden gemittelt, um die Orientierungsdichte des gesamten Blechmaterials zu erhalten. Daher wurde der obengenannte X-Wert erhalten.
Um die Streckformbarkeit zu bewerten, wurde ein Schmiermittel auf einen Prüfkörper mit einer Länge von 180 mm und einer Breite von 110 mm aufgetragen, und dann wurde ein Streckformtest bei einer Formungsgeschwindigkeit von 4 mm/s und einer Niederhaltekraft von 200 kN unter Verwendung eines Kugelkopfstreckformtools mit einem Durchmesser von 101,6 mm durchgeführt. So wurde eine kritische Spannung bis zum Reißen gemessen. In bezug auf die obengenannte kritische Spannung bis zum Reißen wurde die Aufzeichnung in der Weise durchgeführt, daß Kreise mit einem Durchmesser von 6,0 mm nachbarständig zu der Gesamtoberfläche des Prüfkörpers vor dem Streckformen waren, und dann wurde folgendes gemessen: eine Erhöhung der Spannung in Längsrichtung des Kreises, wobei das Reißen nach dem Formen erzeugt wird. Sie wird als kritische Spannung bis zum Reißen definiert.
[Kritische Spannung bis zum Reißen] = ([Hauptachse der Ellipse, in der Reißen erzeugt wurde] – [Durchmesser des Kreises])/[Durchmesser des Kreises] × 100
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 10 und 11 gezeigt.
Nr. 1–10 in Tabelle 10 und Nr. 19–26 in Tabelle 11 waren auf Al-Mg-Si basierende Legierungsbleche mit einer großen kritischen Spannung bis zum Reißen und hatten ausgezeichnete Streckformbarkeit.
Andererseits waren alle von Nr. 11–18 in Tabelle 10 und Nr. 27–32 in Tabelle 11 Vergleichsbeispiele, deren X-Wert negativ war. Sie wiesen eine kleine kritische Spannung bis zum Reißen auf und hatten schlechte Streckformbarkeit.
[auf Al-Mg-Si basierende Legierungen mit ausgezeichneter tatsächlicher Preßformbarkeit]
Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung
Unter Verwendung der Al-Legierungen mit verschiedenen Zusammensetzungen, gezeigt in Tabellen 12 und 13, wurde derselbe Weg wie in Referenzbeispiel 10 durchgeführt, außer folgenden Verfahrensbedingungen, gezeigt in den Tabellen 12 und 13, um so Prüfkörper zu erhalten.
Die Korngrößen wurden in jeder angegebenen Fläche in Blechdickenrichtung durch das Querschnittsverfahren gemessen. Nicht weniger als 100 Körnchen wurden geschnitten, und die daraus erhaltene Durchschnittsschnittlänge wurde als durchschnittliche Korngröße berechnet.
Die tatsächliche Preßformbarkeit wurde folgendermaßen bewertet. Gleitreibung (Einströmphänomen) zwischen einer Preßform und dem Prüfkörper wurde zum Zeitpunkt des Streckformens durch Verändern der Niederhaltekraft auf 50 kN in dem Streckformungstest in Referenzbeispiel 10 hervorgerufen, und die kritische Höhe für das Reißen wurde gemessen.
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 12 und 13 gezeigt.
Nr. 6–10 in Tabelle 12 und Nr. 16, 17 und 19 in Tabelle 13 waren auf Al-Mg-Si basierende Legierungsbleche gemäß der vorliegenden Erfindung. Alle wiesen eine große kritische Höhe bis zum Reißen auf und hatten ausgezeichnete tatsächliche Preßformbarkeit.
Andererseits waren alle der Nr. 11–12 in Tabelle 12 und Nr. 21–22 in Tabelle 13 Beispiele, deren Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte nicht innerhalb des Bereiches von 5 bis 15 lag. Sie wiesen eine kleine kritische Höhe bis zum Reißen auf, und hatten schlechte tatsächliche Prellformbarkeit.
Da die vorliegende Erfindung die obengenannte Struktur aufweist, wird es möglich, ein auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech mit ausgezeichneter Prellformbarkeit wie Tiefziehformbarkeit, Streckformbarkeit und Biegbarkeit bereitzustellen.

Claims

Auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech, welches die folgenden als Legierungskomponenten umfasst: Mg: 0,1 bis 2,0 Gew.-%, Fe: 0,1 bis 1,5 Gew.-% und Si: 0,1 bis 2,0 Gew.-%, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Elementarwürfel(Cube)-Orientierungsdichte von 5 bis 15 beträgt und, betreffend die Textur des auf Al-Mg-Si basierenden Legierungsbleches, die Orientierungsdichte mindestens der Elementarwürfel(Cube)-Orientierung gemäß eines Pressformens kontrolliert wird, wobei seine durchschnittliche Korngröße 25 μm oder weniger beträgt.
Auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech nach Anspruch 1, welches weiter als Legierungskomponenten eines oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den folgenden, in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1,5%, wobei% Gew.-% bedeutet, umfasst: Fe: 1,0% oder weniger, Mn: 1,0% oder weniger, ausschließlich 0%, Cr: 0,3% oder weniger, ausschließlich 0%, Zr: 0,3% oder weniger, ausschließlich 0%, V: 0,3% oder weniger, ausschließlich 0%, und Ti: 0,1% oder weniger, ausschließlich 0%.
Auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech nach Anspruch 1 oder 2, welches weiter als Legierungskomponenten eines oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den folgenden, in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1,5%, wobei% Gew.-% bedeutet, umfasst: Cu: 1,0% oder weniger, ausschließlich 0%, Ag: 0,2% oder weniger, ausschließlich 0%, und Zn: 1,0% oder weniger, ausschließlich 0%.
Auf Al-Mg-Si basierendes Legierungsblech nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches weiter als eine Legierungskomponente das folgende umfasst: Sn: 0,2 Gew.-% oder weniger, ausschließlich 0%.