JP2000503069A

JP2000503069A - アルミニウム薄板材料の塗料焼付け反応及び時効安定性を向上させる方法と装置及びその製品

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Publication number: JP2000503069A
Application number: JP9522922A
Authority: JP
Inventors: ブライアント，ジェイ．，ダニエル; 英雄吉田; 秀俊内田
Original assignee: レイノルズメタルズカンパニー
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 2000-03-14
Also published as: DE69628044T2; US5718780A; DE69628044D1; EP0874917A1; WO1997022724A1; EP0874917B1; EP0874917A4; CA2240441A1

Abstract

(57)【要約】自動塗料焼付けサイクルにおける改良された塗料焼付け反応と、耐自然時効性と、より優れた成形性とを有するアルミニウム合金薄板製品を製造する方法及び装置が、溶体化熱処理（５）／焼入れ工程（１）と薄板のコイリング工程（１３）との間におけるアルミニウム合金薄板製品の急速な加熱を含んで構成される。薄板製造において、この段階で急速な加熱を行うことで、早期自然時効（滞留時間）がこのタイプのアルミニウム薄板合金製品の塗料焼付け反応に及ぼす逆効果を最低限に抑えることができる。本発明によれば、溶体化熱処理に続く焼入れ直後の急速加熱ステップ（７）の適用により前記滞留時間を最短にすることができる。前記アルミニウム薄板製品が急速加熱された後に、前記薄板製品は即座にコイリングされて、大気条件のもとにコイル形状で冷却される（１３）。前記大気冷却により、前記薄板製品の塗料焼付け反応の性能改良と、成形性及び耐自然時効性の改良とに役立つ予備時効処理が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】アルミニウム薄板材料の塗料焼付け反応及び時効安定性を向上させる方法と装置及びその製品発明の背景１．発明の技術分野本発明は、アルミニウム薄板製品の製造方法と装置及びその製品に関し、より詳細には、自動塗料焼付けサイクルに対応して増大された耐力強度と、打抜き加工に先立つ自然時効に対する優れた耐久性と、改良された打抜き加工性能とを示す製品を製造するためのアルミニウム自動車薄板の予備時効方法に関する。２．関連技術自動車産業において、アルミニウム合金の利用は、耐食性、低密度そして既存の製造方法及び設備との適合性といった、その好適な性質の組み合わせにより増加しつつある。一般に、自動車用薄板製品は厚さが約０．０４０インチであり、ＡＡ２０００系とＡＡ６０００系の両方のアルミニウム合金が含まれる。好適なＡＡ２０００系合金には、ＡＡ２００８合金とＡＡ２０１０合金とＡＡ２０３６合金とが含まれる。ＡＡ６０００系合金には、ＡＡ６０１０合金とＡＡ６０１６合金とＡＡ６１１１合金とが含まれる。前記ＡＡ６０００系合金は通常、そのより高い強度と優れた耐デント性により、トランクカバーやボンネットといった自動車の外装パネルに用いられる。自動車への適用に適したアルミニウム合金が有する１つの利点は、熱処理を施すことでその性質を改良できることである。理論上、これらのアルミニウム合金は優れた成形性を有するので、所望のパネルや他の構成部品の形状に成形または打抜き加工された後に耐デント性を改良する自動塗料焼付けサイクルにおいて強化できる。或いは、前記自動塗料焼付けサイクルの間の著しい強化は、パネル厚さの減少と、更なる構成部品重量抑制の促進とに役立てることができる。この強化を一般に塗料焼付け反応（ＰＢＲ）と称する。約３５０°Ｆでおよそ３０分間行う標準的自動塗料焼付けサイクルは、ＡＡ６ＸＸＸ合金に対する著しい時効反応（ＰＢＲ）の付加には一般的に不十分である。３５０°Ｆで８時間行う十分なＴ６時効処理により、これらの合金の耐力強度を最大２５ｋｓｉだけ増大できる一方で、標準的な３０分間の時効サイクルは概して、わずかに２から４ｋｓｉの耐力強度の増大を付加するだけである。改良されたＰＢＲを得るために、ＡＡ６ＸＸＸ合金に対し人工時効を増大させて自然時効を減少させるための予備時効処理の適用が提案されてきている。従来技術によるＡＡ６ＸＸＸ合金に対する予備時効処理の一般的な概略を図１に示す。予備時効処理の適用は一般に析出速度を高め、析出物の大きさを減少させ、平均微粒子間分離を低減させる。これらのタイプの予備時効処理の原理的な冶金学的効果は、強化析出物の精製である。予備時効処理された材料の増大強度に対して主として反応可能であることがつぎの効果である。ＡＡ６１１１合金の予備時効により、実質的に塗料焼付け反応が増大する可能性がある。上記のように、改良されたＰＢＲは同じ成形性を維持する一方で、耐デント性を著しく改良する（またはダウンゲージングする）。これらの改良を達成する他の方法は、低い耐力強度（より低いスプリングバック）とＴ４状態における優れた成形性とを提供でき、さらに塗料焼付け状態においてより重いＡｌ− Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金（ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１０等）に匹敵する耐デント性を有するより軽量な合金組成物の使用を含んで構成される。アルミニウム合金の予備時効は車両部品の製造に関する改良をもたらす一方で、従来技術である予備時効技術は欠点を伴う。ある従来技術による方法においては、溶体化熱処理され、焼入れされたアルミニウム合金コイルにバッチ式炉加熱が施される。バッチ（又はコイル）式予備時効方法の使用は、本発明者の研究において発見され、滞留時間減衰と見故される現象の影響を受ける。前記滞留時間は、焼入れの適用と予備時効の適用との間の期間として定義される（図１）。合金の潜在的ＰＢＲは滞留時間の増大に伴って極度に悪化することが分かった。大気温度滞留時間が予備時効処理の効果に及ぼす影響を決定するために、一連の実験が実行された。ＡＡ６１１１−Ｆ焼戻製品に標準的溶体化熱処理及び焼入れを行った。２１２゜Ｆで２４時間行う予時効サイクルが、７５゜Ｆにおいて２０分、１２０分、１８時間、そして９６時間の滞留時間に続いて実行された。１０日の自然時効（７５°Ｆ）期間に続いて、試験片に３５０°Ｆで３０分間行う塗料焼付けサイクルを行った。引張り負荷試験の結果は、前記予備時効処理の塗料焼付け反応向上における効果が、滞留時間と非常に密接であることを示した。片対数プロットで図２に示されるように、塗料焼付け後の耐力強度は、滞留時間が２０分間から９６時間に増大されるにつれて、最初の１８時間で殆どの減少を生じて、３６ｋｓｉから２７ｋｓｉへ急速に減少するのが分かった。滞留時間の２０分間から２時間への増大は、塗料焼付け後の反応（ＰＢＲ）において２から３ｋｓｉの損失をもたらした。１８時間後にはＰＢＲは標準的なＡＡ６１１１製品のＰＢＲと近いレベルに減少した。バッチ式処理に関する幾つかの明らかな問題点は以下の通りである。１．熱処理後のコイリング時間は、停止を伴わずに１時間まで可能である。たいていの生産条件のもとでは、自動車車体用薄板は７５から２００ｆｐｍで連続熱処理機（ＣＨＴ）上を移動する。コイルは、最適な条件下であっても、コイルの頭部とコイルの後尾とが同じアーバ上に巻かれるまで移送されない。これらの速度及び共通のコイル寸法では、アーバ近傍の材料は、最小限１時間の滞留時間を経て、製品の性能が悪化する。２．バッチ式熱処理炉におけるコイルへの熱伝達は緩慢である。高い落差は早過ぎる時効を生じるため許されない。効果的な滞留時間は、前記コイルが予備時効温度に達した時に著しく増大する。ここでも性能が悪化する。３．コイル外部への熱伝達（冷却）は緩慢である。過度の予備時効もまた性能を悪化する。４．炉の負荷は、経済性により、バッチ毎に６から８のコイルを必要とし、前記炉負荷が蓄積されるに従い、滞留時間はこのために増大すると考えられる。連続予備時効方法を考慮する場合に、他の技術的困難が生じる。連続予備時効方法を用いることで、薄板はコイルから解かれ、低温加熱器を通過して、冷却されて、再びコイリングされる。この方法の適用に伴う明らかな問題は、長いソーク時間を必要とすることである。公知で好結果の２４時間の２１２°Ｆでのソークによる予備時効サイクルを使用した結果として、経済的立場から受け入れ難い処理量が生じる。代わりの連続予備時効処理もまた欠点を伴う。連続加熱処理機を利用した予備時効として高温度のスパイク（数秒から数分のソーク時間）を適用することは、小松原による米国特許第４８０８２４７等参照、結果として急速な自然時効を生じ、製品の不安定性と限定された貯蔵寿命の原因となる現象を生じる。このコイル−アンコイル−コイル方法もまたコイルをさらにもう１つの処理ラインを通過させなければならないという経済的障壁があり、費用がかかると共に起こりうる操作損傷と関連する損失とを受ける。上記のバッチと連続予備時効処理との両方を利用する従来技術の処理における不利益を考慮して、改良された塗料焼付け反応と耐自然時効性と改良された成形性とを有し、産業規模において実行可能で経済的な方法で生産できる、改良されたアルミニウム合金薄板製品を提供する必要性が増大した。前記必要性に対応して、本発明は改良された塗料焼付け反応を有するアルミニウム合金薄板を製造し、更にまた、耐自然時効性と改良された成形性とを提供する方法及び装置を開示する。発明の開示本発明の第１の目的は、従来の自動塗料焼付けサイクルの適用の後に、優れた強度を有するアルミニウム薄板を製造する方法を提供することである。本発明の他の目的は、パネル等の自動車やトラックの構成部品の製造に使用される際に一貫した打抜き加工性能を提供するために、拡大された自然時効期間における優れた安定性を提示するアルミニウム薄板製品を製造することである。本発明の更にに別の目的は、従来の自動塗料焼付けサイクルの後に、優れた強度を有するアルミニウム薄板を製造する装置を提供することである。本発明また別の目的は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金やＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金、更に好ましくはＡＡ２０００系やＡＡ６０００系のタイプのアルミニウム合金など、一般に車両の構成部品に適用されるアルミニウム合金に適するアルミニウム薄板の製造方法及び装置を提供することである。本発明に係る他の目的及び利点は、以下の説明により明らかとなる。前記目的及び利点の達成のため、その最も広義な実施の形態において、本発明の方法は、熱間圧延及び冷間圧延されて冷間圧延薄板を形成する、Ａｌ−Ｍｇ− Ｓｉ系かＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ系のどちらかを含むアルミニウム合金をベースとするアルミニウム合金薄板を製造する公知の方法の改良である。前記冷間圧延薄板はさらに連続溶体化熱処理され、連続焼入れされ、連続コイリングされてコイル形状の薄板で供給される。本発明によれば、前記連続焼入れステップの後であって、連続コイリングステップの前に、前記薄板は予備時効温度まで連続的かつ急速に加熱される。急速加熱の後、コイル形状の薄板は大気で冷却される。急速加熱と大気冷却とにより前記アルミニウム合金薄板の塗料焼付け反応が改良される。好ましくは、急速加熱により前記コイル状薄板の温度は１５０°Ｆから２５０ °Ｆ、より好ましくは約２００°Ｆまで上昇する。大気冷却度は大気条件の関数であるが、１時間毎に２°Ｆから６°Ｆ、より好ましくは１時間毎におよそ３° Ｆとなるのが好ましい。前記急速加熱ステップは、焼入れ後のアルミニウム薄板の温度を目標予備時効温度まで、好ましくは誘導加熱によって、可能な限り急速に上昇させるために設けられる。本発明に係る装置においては、前記薄板を予備時効温度まで連続的に急速加熱する手段は、従来の溶体化熱処理／焼入れ装置と従来の連続アルミニウム合金加熱処理ラインのコイリングステーションとの間に配設されている。前記急速加熱手段は、前記薄板温度を後の大気冷却のための予備時効温度まで急速に引き上げて、さらにラインの低速化や停止の場合における優れた均一性と制御性とを提供する誘導加熱であることが好ましい。本発明の別の態様において、上記方法により製造された薄板製品が開示される。前記薄板製品は、塗料焼付け前の状態での増大した伸びと、優れた加工硬化特性と、より低い強度との結果である耐自然時効性と改良された成形性と同時に、例えば１４ｋｓｉ以上に至る塗料焼付け反応の著しい改良を示す。より好ましくは、溶体化熱処理され、焼入れされたアルミニウム薄板は、連続処理でおよそ１５０°Ｆからおよそ２５０°Ｆの間の温度に急速に加熱される。そのような加熱は溶体化熱処理に続く焼入れ及びレベリングの適用の後、可能な限り速やかになされる。前記アルミニウム薄板はその後、付加的な炉による処理を必要とせずにコイル状製品としてコイリングされて、冷却される。工場の床の上でのコイルの自然冷却は、続く再加熱の必要を避け、滞留時間減衰の現象による性能損失をごくわずかとする、受け入れの可能な予備時効処理を提供する。図面の簡単な説明図１は、アルミニウム合金薄板の予備時効のための従来技術による処理技術の概略図である。図２は、塗料焼付け後の耐力強度に対する滞留時間の影響を示す表である。図３は、本発明に係る処理の１つの実施の形態の慨略図である。図４は、アルミニウムコイルの大気冷却曲線である。図５は、シミュレートコイル冷却が後に続く１７５°Ｆから２５０°Ｆの間の温度までの急速加熱の、シミュレート塗料焼付け処理前後の耐力強度に対する影響を示す表である。図６は、急速加熱とシミュレートコイル冷却とが耐力強度と塗料焼付け反応とに及ぼす影響を示す表である。図７は、急速加熱とシミュレートコイル冷却とが全体伸びと一定伸びとに及ぼす影響を示す表である。発明の実施の好適な形態本発明に係る方法及び装置は、その成形性と打抜き加工性能とを改良すると同時に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ系のアルミニウム合金の自動車車体用薄板の強度を著しく改良するに当たり効果的である。これらのタイプのアルミニウム合金薄板製晶に本発明の処理方法を使用することで、標準的自動塗料焼付けサイクルの間に得られる人工時効反応を最大４倍だけ高めることができる。本発明において、前記アルミニウム薄板は標準的溶体加熱及び焼入れに続いて、コイリングされる前に予備時効温度まで急速に加熱される。前記予備時効温度は、著しい塗料焼付け反応と耐自然時効性と改良された成形性とを提供する一方で、過度の時効と増大したＴ４耐力強度とを生じない温度として定義される。好ましくは、前記予備時効温度は１５０°Ｆと２５０°Ｆとの間である。加熱度は、連続的にかつ急速に処理される材料が予備時効温度まで実質的に即座に引き上げられる、即ち、いかなるランピングや他の緩やかな熱上昇をも伴わないようにするものである。前記加熱は、溶体化熱処理に続く焼入れの適用後、可能な限り速やかに行う。その後、前記アルミニウムは、付加的な炉による処理を必要とせずに、コイリングされてから、コイル状製品として冷却される。通常、工場の床の上で行われるコイルの自然冷却は、その後の再加熱の必要性を回避し、滞留時間減衰の現象による性能の損失を最低限に抑える受け入れの可能な予備時効処理を提供する。前記方法は、上記の標準的な実施方法及びバッチ式予備時効方法とは異なる利点を提供する。最も重要な利点は、：塗料焼付け反応を標準的な２ｋｓｉから１４ｋｓｉに増大でき；製品の自然時効をくい止めることができ；製品の成形性を増大することができる。連続予備時効サイクルの適用は、改良された耐デント性と打抜き加工の一貫性に対するより優れた安定性と優れた打抜き加工性能とを有するアルミニウム薄板製品を製造する方法を提供する。前記処理方法は余計な金属加工を回避して、これにより製品性能を改良し、製品のばらつきを削減する低コストの方法を保証する。図３において、コイル予備時効装置の１つの実施の形態を示した慨略図を示す。この装置では、連続加熱処理機（ＣＨＴ）５の出口におけるアキュムレータ３を出た新たに焼入れされた合金６１１１薄板１が、誘導加熱器７を使用して１５０°Ｆと２５０°Ｆとの間の温度に再加熱される。図３はまた、前記ＣＨＴ５後方のレベラ９と、該レベラ９と前記誘導加熱器７との間に配設された出口アキュムレータ３も示す。薄板１が前記誘導加熱器７により予備時効を施された後、その後の処理のためにコイル形状１３にコイリングされる。前記誘導加熱器７は、溶体化熱処理され、焼入れされた薄板１を、コイル形状１３に成形する前に急速に加熱するための好ましい装置であることが理解できる。本発明により、この急速加熱のためのいかなる手段をも利用できる。前記急速加熱手段は、薄板１を目標予備時効温度まで急速に加熱するように設計される。以下に、急速に加熱される薄板に対する２５０°Ｆの目標予備時効温度と、指定ライン速度と、指定入口温度と、指定寸法及び型とに基づく急速加熱手段のための電力要件と加熱度を決定する典型的な算出法を示す。前記電力要件は選択された特定変数に大いに依存することは当然である。このようなユニットに対する理論的電力要件は、１００ｆｐｍのライン速度と、７５°Ｆの入口温度と、２５０°Ｆの出口温度と、０．０４１インチの薄板厚さと、７２インチの幅と、さらにＡＡ６１１１合金の物理的性質に基づいて算出される。この計算から、標準的産業で十分可能な範囲の２８０ｋＷの概算電力要件が算出される。本発明に係る装置及び方法に関連する改良をさらに示すために、塗料焼付け反応と耐自然時効性と改良された成形性とについて実験が行われた。以下に記載する実験では、本発明により達成された向上した物理的性質だけでなく、急速加熱予備時効処理と共に用いられる大気冷却度をさらに説明する。以下に記載する実験は本発明のほんの一例であり、本発明はこれに限定されないことを理解すべきである。実地での実験と研究所での実験からのデータを使用して、低コスト予備時効処理を適用するための、工場の床での金属コイルの自然冷却度を調査する実験が行われた。これらの実験において、予備時効処理の時間−温度プロファイルにおける変化が、塗料焼付け反応とＴ４特性とに及ぼす影響を調査した。これらの実験は、新たに焼入れされた（６１１１−Ｗ［２ｍｉｎ．］）自動車用薄板の前記ＣＨＴの出口でコイリングされる直前における、前記自動車用薄板の比較的低温度（２５０°Ｆ以下）までの再加熱もまたシミュレートした。コイルの熱質量は、室温までの冷却が古典的ニュートン冷却により支配されることを示している。図４に示す実験データから、この冷却度は驚く程に緩やかである。図４において、アルミニウムに対するコイル冷却曲線を示す。この特定の場合において、データはＡＡ６１１１−Ｆ（０．０３７インチ冷間圧延）の７２インチ幅コイルのラップ内の点から検出された。幾つかの重要ポイントが特筆に値する：１．外側ラップ近傍とコイル中心部近傍の冷却度はほぼ同じである。これは冷却が、外側ラップの表面を通過して（半径方向に）生じるよりむしろ、大部分は薄板側端部を通過して（軸方向に）生じることを意味する。これは、アルミニウムとアルミナ／空気／オイル障壁の相対熱伝達係数によるものと考えられる。２．２５０°Ｆ以下では、冷却度は著しく下降する。前記冷却度は対数関数であるが、１時間毎に３°Ｆの線形関数としてほぼ近似できる。コイル冷却の実験データに基づいて、新たに焼入れしたＡＡ６１１１−Ｗ合金に冷却曲線の低温末端部をシミュレートして、このような下り勾配の温度プロファイルを課すように研究炉をプログラムした。２分間の滞留時間が、前記ＣＨＴレベラ９と前記アキュムレータ１１を縫うように通過するために金属に要求される時間に最も近似するものであるので、この２分間の滞留時間を選択した（図３参照）。３゜Ｆ毎時の冷却度を用いて、５つの開始温度で実験された：２５０° Ｆ、２２５°Ｆ、２００°Ｆ、１７５°Ｆ、１５０°Ｆ。大気温度までの冷却時間は、それぞれ５７、４８、４０、３２、及び２３時間である。これら５つの冷却経路もまた図４に示す。前記急速加熱予備時効処理に続いて、供試体にさらに１０日間の自然時効（Ｔ４処理）を施した後、試験片が引張り荷重試験用に取り出されて、透過型電子顕微鏡用の箔状のものが準備された。前記試験片の半分で標準的塗料焼付けのシミュレーション（３５０°Ｆ／３０ｍｉｎ．）を行い、さらに半分で予備時効＋１０日間の自然時効を施したものに相当する状態での実験を行った。図５において、コイル冷却シミュレーションの５つの開始温度について、シミュレートされた塗料焼付けサイクル前後の引張り耐力強度を示す。これらのデータから、以下が推断される：１．２００°Ｆと２２５°Ｆの間の開始温度が最適であると考えれる。２２５ °Ｆを超える温度は良好なＰＢＲを提供するが、早期時効（増大されたＴ４耐力強度）を生じると考えられ、この範囲を下回る温度は塗料焼付け反応を減少させ始める。２．２００°Ｆの開始温度を与えた試験片については、１４．４ｋｓｉのＰＢＲが達成される。これは、標準的なＡＡ６１１１−Ｔ４における２ｋｓｉのＰＢＲと２時間の滞留時間の後、２１２゜Ｆで２４時間行う方形波予備時効サイクルを施したＡＡ６１１１にみられる９ｋｓｉの反応と対照的である。このため、コイリングに先立ち、溶体化熱処理され、焼入れされたアルミニウム合金薄板を急速に加熱することにより、Ｔ４耐力強度の減少による改良された打抜き加工性能と共に、著しい塗料焼付け反応が得られる。ここで図６及び７を参照すると、前もって本発明の予備時効を施したＡＡ６１１１アルミニウム合金に対する自然時効時間の影響が示される。特に図６を参照すると、塗料を焼付ける前のＴ４アルミニウム合金薄板が、６０日以上に渡り、耐力強度について比較的平坦な曲線を示している。この意味は、本発明による予備時効によって、耐自然時効性が増大するということである。このため、アルミニウム薄板は、反対に打抜き加工性能に影響し得る、例えば１または２ｋｓｉの、Ｔ４耐力強度における典型的な耐力強度の増大を示さない。前記Ｔ４耐力強度もまた低くして、自動車用アルミニウムの打抜き加工に共通するスプリングバックの問題を減少させる。図６はまた、前記アルミニウム薄板に、６０日間の自然時効時間の後であっても、本発明による予備時効を施した場合に得られる著しい塗料焼付け反応を再確認する。ここで図７を参照すると、改良された塗料焼付け反応と共に非常に驚くべきことに、本発明の処理を施したアルミニウム薄板が、Ｔ４の全体伸び及び均一伸びにおける著しい改良をも示している。伸びを測定した図７に示される曲線は、２４％の標準的非整準Ｔ４伸びに対して著しい改良を示している。２００°Ｆの開始温度と６０日間の自然時効時間を用いることで、従来技術による標準的なものに対して４％の増大が達成される（２８％）。均一伸びについては、典型的には、標準的なＡＡ６１１１−Ｔ４合金に関するこの値はおよそ１８％である。本発明の処理を施した場合には、均一伸びは広い範囲で改良され、２００°Ｆの予備時効温度では２３％まで伸張する。つまり、上記データは本発明を実行する場合、特に２００°Ｆの予備時効温度から３°Ｆ毎時の大気冷却度を用いる場合に、優れた安定性とＰＢＲとが得られることを示している。塗料焼付けサイクルの適用に先立ち試験片に対して行われる引張り荷重試験は、成形性と抜打ち加工性能にほぼ一致する減衰に対する伸びが、標準的なＡＡ６１１１−Ｔ４アルミニウム合金の伸びに対して２８％まで増大する、つまり最大４％の改良を示している。同様に、均一伸びもまた本発明の実施により改良される。加えて、通常の２ｋｓｉをはるかに超える塗料焼付け反応は、連続加熱処理及び焼入れの直後にアルミニウム薄板を急速に加熱して、さらにコイルを大気により冷却する場合に得られる。これらの改良に加えて、アルミニウム薄板は、時間に対する耐力強度の増大を示さないことによって、耐自然時効性も示している。時間に対する耐力強度の増大が反対に抜打ち加工性能に影響するため、この耐時効性は著しい。このように、上述のように本発明のそれぞれの及び全ての目的を満たす好ましい実施の形態についての発明が開示され、さらに車両の構成部品に使用されるアルミニウム合金薄板製品を製造するための新規で改良された方法及び装置を提供する。当然のように、当業者により、本発明の趣旨や範囲より逸脱することなく本発明の開示から様々な変化、修正、及び変更が考えられる。従って、本発明は添付された請求項の記載によってのみ限定されると考えられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年１月１２日（１９９８．１．１２）【補正内容】請求の範囲１、３−８、１０−１１を下線部分の通り補正するとともに、請求の範囲２、１３−２４を追加する。請求の範囲１．合金元素としてマグネシウム及びシリコンを有するアルミニウム合金からＭｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金薄板製品を製造する方法であって、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金を供給するステップと、前記アルミニウム合金に冷間圧延薄板製品を成形するための熱間圧延及び続く冷間圧延を施すステップと、さらに前記冷間圧延薄板製品に連続溶体化熱処理、焼入れ及びコイリングを施して、前記薄板製品をコイル形状で供給するステップと、を含んで構成される方法において：（ａ）前記薄板製品を前記連続焼入れステップ後であって、前記連続コイリングステップの前に予備時効温度まで連続的に急速に加熱し；（ｂ）前記コイル形状の薄板を予備時効温度から大気温度まで約３°Ｆ毎時の冷却度で大気冷却して、前記加熱及び大気冷却が前記アルミニウム合金薄板製品の塗料焼付け反応を改良することを特徴とする方法。２．合金元素としてマグネシウム及びシリコンを有するアルミニウム合金からＭｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金薄板製品を製造する方法であって、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金を供給するステップと、前記アルミニウム合金に、冷間圧延薄板製品を成形するための熱間圧延とこれに続く冷間圧延を施こすステップと、前記冷間圧延薄板製品を溶体化熱処理するステップと、さらに前記溶体化熱処理薄板製品を焼入れするステップと、を含んで構成される方法において：（ａ）前記焼入れした薄板製品が薄板製品を加熱するための手段を通って連続的に移動する時に、前記薄板製品を予備時効温度まで急速に加熱し；（ｂ）前記急速加熱され、焼入れされた薄板製品をその加熱の直後にコイリングし；（ｃ）前記コイル形状の薄板を、２°Ｆ毎時と６゜Ｆ毎時の間の冷却度で前記予備時効温度から大気温度まで大気冷却し、前記加熱及び大気冷却が前記アルミニウム合金薄板製品の塗料焼付け反応を改良することを特徴とする方法。３．前記予備時効温度が１５０°Ｆと２５０°Ｆの間である請求項２記載の方法。４．前記予備時効温度が１７５゜Ｆと２２５゜Ｆの間である請求項３記載の方法。５．前記予備時効温度がおよそ２００°Ｆである請求項４記載の方法。６．前記加熱が誘導加熱によって行われる請求項２記載の方法。７．前記薄板製品を、前記焼入れステップの後であって、前記加熱ステップの前にレベリングするステップをさらに含んで構成される請求項２記載の方法。８．前記コイル形状が解かれて車両の構成部品に成形するため打抜き加工を施す請求項２記載の方法。９．前記車両構成部品が塗装サイクルの一部で加熱される請求項８記載の方法。１０．前記連続焼入れの終わりと前記加熱との間の時間がおよそ５分以内である請求項２記載の方法。１１．前記予備時効及び大気冷却ステップが成形性を増大させることによって打抜き加工性能を改良し、さらに前記薄板製品の成形に先立って耐自然時効性を改良する請求項２記載の方法。１２．前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金がＡＡ６０００系アルミニウム合金である請求項１記載の方法。１３．冷間圧延薄板製品を成形するため熱間圧延及び冷間圧延を施されたＭｇ −Ｓｉ系を含むアルミニウム合金薄板製品を加工する方法であって；（ａ）前記冷間圧延薄板製品に連続溶体化熱処理を施すステップと；（ｂ）前記溶体化熱処理された製品を連続的に焼入れするステップと；（ｃ）前記焼入れされた薄板製品をコイリングするステップと；（ｄ）前記焼入れされた薄板製品が焼入れからコイリングまで連続的に移動する間に前記薄板製品を予備時効温度まで連続的に加熱するステップとを含んで構成され、前記鋼板製品が２゜Ｆ毎時と６゜Ｆ毎時の間の冷却度で前記予備時効温度から大気温度までコイル形状で冷却され、前記焼入れされた薄板製品の予備時効温度までの加熱と前記薄板製品のコイル形状での冷却との組み合わせにより、前記薄板製品の性質を改良する予備時効処理を提供する方法。１４．前記予備時効温度が１５０°Ｆと２５０°Ｆの間である請求項１３記載の方法。１５．前記予備時効温度が１７５゜Ｆと２２５゜Ｆの間である請求項１３記載の方法。１６．前記予備時効温度がおよそ２００°Ｆである請求項１３記載の方法。１７．前記加熱が誘導加熱によって行われる請求項１３記載の方法。１８．前記薄板製品を、前記加熱ステップに先立ってレベリングするステップをさらに含んで構成される請求項１３記載の方法。１９．前記コイル形状の薄板製品が解かれて車両の構成部品に成形するために打抜き加工される請求項１３記載の方法。２０．前記車両構成部品が塗装サイクルの一部で加熱される請求項１９記載の方法。２１．前記コイリングされた薄板製品が約３゜Ｆ毎時の冷却度で冷却される請求項１３記載の方法。２２．前記連続焼入れの終わりと前記加熱との間の時間がおよそ５分以内である請求項１３記載の方法。２３．前記予備時効温度までの加熱とコイル形状での冷却とにより、成形性を増大させることによって打抜き加工性能が改良され、さらに前記薄板製品の成形に先立って耐自然時効性が改良される請求項１３記載の方法。２４．前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金がＡＡ６０００系アルミニウム合金である請求項１３記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８６Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８６Ｂ６９１６９１Ｂ６９２６９２Ａ

Claims

【特許請求の範囲】１．合金元素としてマグネシウム及びシリコンを有するアルミニウム合金からＭｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金薄板製品を製造する方法であって、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金を供給するステップと、前記アルミニウム合金に冷間圧延薄板製品を成形するための熱間圧延と続く冷間圧延とを施すステップと、さらに前記冷間圧延薄板製品に連続溶体化熱処理、焼入れ及びコイリングを施して、前記薄板製品をコイル形状で供給するステップと、を含んで構成される方法において：ａ）前記薄板製品を前記連続焼入れステップ後であって、前記連続コイリングステップ前に予備時効温度まで連続的に急速に加熱して；ｂ）前記コイル形状の薄板を予備時効温度から大気温度まで大気冷却して、前記加熱及び大気冷却が前記アルミニウム合金薄板製品の塗料焼付け反応を改良することを特徴とする方法。２．前記予備時効温度が１５０°Ｆと２５０°Ｆの間である請求項１記載の方法。３．前記予備時効温度が１７５°Ｆと２２５°Ｆの間である請求項２記載の方法。４．前記予備時効温度がおよそ２００°Ｆである請求項３記載の方法。５．前記大気冷却がおよそ２゜Ｆと６゜Ｆ毎時の間の冷却度で行われる請求項１記載の方法。６．前記加熱が誘導加熱によって行われる請求項１記載の方法。７．前記薄板製品を、前記焼入れステップの後であって、前記加熱ステップの前にレベリングするステップをさらに含んで構成される請求項１記載の方法。８．前記コイル形状が解かれて車両の構成部品に成形するため打抜き加工を施す請求項１記載の方法。９．前記車両構成部品が塗装サイクルの一部で加熱される請求項８記載の方法。１０．前記冷却度がおよそ３°Ｆ毎時である請求項５記載の方法。１１．前記連続焼入れの終わりと前記加熱との間の時間がおよそ５分以内である請求項１記載の方法。１２．冷間圧延されたＭｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金薄板製品を連続的に溶体化熱処理、焼入れ及びコイリングして、コイル形状で前記薄板製品を供給するための手段を含んで構成されるＭｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金薄板製品を製造する装置であって、前記アルミニウム合金薄板製品の塗料焼付け反応を改良するための手段を含んで構成され、前記改良手段は、前記薄板製品を予備時効温度まで連続的に急速に加熱するための手段を含んで構成され、前記加熱手段は、前記薄板製品をコイル形状で大気により前記予備時効温度から大気温度まで冷却するように、前記連続焼入れのための手段と前記コイリングのための手段との間に配設される、ことを含んで構成される改良を特徴とする装置。１３．前記加熱手段が誘導加熱器である請求項１２記載の装置。１４．前記連続焼入れ手段と前記加熱手段との間に配設されたレベラをさらに含んで構成される請求項１２記載の装置。１５．前記レベラと前記加熱手段との間に配設された出口アキュムレータをさらに含んで構成される請求項１４記載の装置。１６．前記予備時効及び雰囲気冷却ステップが、成形性を増大させることにより打抜き加工性能を改良し、さらに前記薄板製品の成形に先立ち、耐自然時効性を改良する請求項１記載の方法。１７．前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系を含むアルミニウム合金がＡＡ６０００系アルミニウム合金である請求項１記載の方法。１８．請求項１の方法により製造される薄板製品。１９．請求項３の方法により製造される薄板製品。２０．請求項８の方法により製造される薄板製品。