JP2003213356A - 高潤滑張出し成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 - Google Patents
高潤滑張出し成形用アルミニウム合金板およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2003213356A JP2003213356A JP2002017870A JP2002017870A JP2003213356A JP 2003213356 A JP2003213356 A JP 2003213356A JP 2002017870 A JP2002017870 A JP 2002017870A JP 2002017870 A JP2002017870 A JP 2002017870A JP 2003213356 A JP2003213356 A JP 2003213356A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- anisotropy
- bulging
- value
- alloy sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高潤滑張出し成形用アルミニウム合金板およ
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｓｉ：０．３％以上、Ｍｇ：
０．２％以上、Ｍｇ＋Ｓｉ：２％以下を含有し、残部Ａ
ｌおよび不可避不純物からなり、引張強度と降伏応力と
の差が１１０ＭＰａ以上であり、かつ、下記式にて定義
される、全伸びの異方性ΔＥｌ：０．７％以下、ｒ値の
異方性Δｒ：０．０５以下、ＹＳの異方性ΔＹＳ：１Ｍ
Ｐａ以下のいずれか１もしくは２以上の条件を満たすこ
とを特徴とする高潤滑張出し成形用アルミニウム合金
板。また、圧下率が２０〜６５％の１次冷間圧延を行
い、４８０〜５６０℃で１分以上１０分以下の中間焼鈍
を行った後に、圧下率が２０〜６５％の２次冷間圧延を
行い、その後５００〜５８０℃の温度で１分以上５分以
下の溶体化処理を施し、１５℃／ｓ以上の冷却速度で冷
却することを特徴とするその製造方法。
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｓｉ：０．３％以上、Ｍｇ：
０．２％以上、Ｍｇ＋Ｓｉ：２％以下を含有し、残部Ａ
ｌおよび不可避不純物からなり、引張強度と降伏応力と
の差が１１０ＭＰａ以上であり、かつ、下記式にて定義
される、全伸びの異方性ΔＥｌ：０．７％以下、ｒ値の
異方性Δｒ：０．０５以下、ＹＳの異方性ΔＹＳ：１Ｍ
Ｐａ以下のいずれか１もしくは２以上の条件を満たすこ
とを特徴とする高潤滑張出し成形用アルミニウム合金
板。また、圧下率が２０〜６５％の１次冷間圧延を行
い、４８０〜５６０℃で１分以上１０分以下の中間焼鈍
を行った後に、圧下率が２０〜６５％の２次冷間圧延を
行い、その後５００〜５８０℃の温度で１分以上５分以
下の溶体化処理を施し、１５℃／ｓ以上の冷却速度で冷
却することを特徴とするその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のボディシ
ートや部品等に用いるアルミニウム合金、特に６０００
系アルミニウム合金板に関するものであり、さらに詳し
くは、プレス成形加工時の張出し成形を高潤滑下で行う
場合に適した、高潤滑張出し成形性用アルミニウム合金
板およびその製造方法に関する
ートや部品等に用いるアルミニウム合金、特に６０００
系アルミニウム合金板に関するものであり、さらに詳し
くは、プレス成形加工時の張出し成形を高潤滑下で行う
場合に適した、高潤滑張出し成形性用アルミニウム合金
板およびその製造方法に関する
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の燃費向上等を目的として
車体軽量化の動きが活発になり、自動車ボディ用材料に
アルミニウム合金を適用する動きが高まっている。しか
し、アルミニウム合金は普通鋼に比べて成形性に劣り、
この成形の困難さが適用における問題点となっている。
更に、５０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ系）合金から、より
成形の困難な６０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）へ
と合金種が変更しつつある状況の中で、アルミニウム合
金の成形性困難さの克服の重要度は増している。張出し
成形は、アルミニウム合金にとって厳しい加工である。
アルミニウム合金の張出し成形はＴＳ−ＹＳに依存する
と考えられている。この指標は経験的指標であり厳密な
成形性支配因子ではないが、殆どの合金の張出し性はお
よそこの指標に従っている。
車体軽量化の動きが活発になり、自動車ボディ用材料に
アルミニウム合金を適用する動きが高まっている。しか
し、アルミニウム合金は普通鋼に比べて成形性に劣り、
この成形の困難さが適用における問題点となっている。
更に、５０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ系）合金から、より
成形の困難な６０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）へ
と合金種が変更しつつある状況の中で、アルミニウム合
金の成形性困難さの克服の重要度は増している。張出し
成形は、アルミニウム合金にとって厳しい加工である。
アルミニウム合金の張出し成形はＴＳ−ＹＳに依存する
と考えられている。この指標は経験的指標であり厳密な
成形性支配因子ではないが、殆どの合金の張出し性はお
よそこの指標に従っている。
【０００３】しかし、ＴＳ−ＹＳの制御にも限界がある
ため、成形性向上のためには高潤滑剤を使用した成形方
法が検討されている。高潤滑とは潤滑剤の使用により低
摩擦で張出し成形することを意味する。今後はこの高潤
滑剤の使用が活発になると考えられる。高潤滑下では、
アルミニウム合金板表面の摩擦係数が極めて小さくなる
ため、従来のような成形性がＴＳ−ＹＳのみに依存する
という材料設計指針のみでは不十分であると考えられ
る。
ため、成形性向上のためには高潤滑剤を使用した成形方
法が検討されている。高潤滑とは潤滑剤の使用により低
摩擦で張出し成形することを意味する。今後はこの高潤
滑剤の使用が活発になると考えられる。高潤滑下では、
アルミニウム合金板表面の摩擦係数が極めて小さくなる
ため、従来のような成形性がＴＳ−ＹＳのみに依存する
という材料設計指針のみでは不十分であると考えられ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高潤滑張出
し成形におけるアルミニウム合金の新たな材料設計指針
を見出し、高潤滑張出し成形性用アルミニウム合金板お
よびその製造方法を提供することをその課題とするもの
である。
し成形におけるアルミニウム合金の新たな材料設計指針
を見出し、高潤滑張出し成形性用アルミニウム合金板お
よびその製造方法を提供することをその課題とするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高潤滑下
での成形性指標もＴＳ−ＹＳであるという必然性は見出
せなかったので、高潤滑条件下での張出し成形性につい
て検討を試みた。その結果新たな指針を見出し、本発明
に至ったもので、その要旨とするところは以下の通りで
ある。
での成形性指標もＴＳ−ＹＳであるという必然性は見出
せなかったので、高潤滑条件下での張出し成形性につい
て検討を試みた。その結果新たな指針を見出し、本発明
に至ったもので、その要旨とするところは以下の通りで
ある。
【０００６】（１）質量％で、Ｓｉ：０．３％以上、Ｍ
ｇ：０．２％以上、Ｍｇ＋Ｓｉ：２％以下を含有し、残
部Ａｌおよび不可避不純物からなり、引張強度と降伏応
力との差が１１０ＭＰａ以上であり、かつ、下記式にて
定義される、全伸びの異方性ΔＥｌ：０．７％以下、ｒ
値の異方性Δｒ：０．０５以下、ＹＳの異方性ΔＹＳ：
１ＭＰａ以下のいずれか１もしくは２以上の条件を満た
すことを特徴とする高潤滑張出し成形用アルミニウム合
金板。 ΔＥｌ＝｜Ｌ方向全伸び(%)＋Ｃ方向全伸び(%)−２×Ｘ
方向全伸び(%)｜／４ Δｒ＝｜Ｌ方向ｒ値＋Ｃ方向ｒ値−２×Ｘ方向ｒ値｜／
４ ΔＹＳ＝｜Ｌ方向ＹＳ＋Ｃ方向ＹＳ−２×Ｘ方向ＹＳ｜
／４ （２）質量％で、Ｃｕ：０．３〜１．５％を、さらに含
有することを特徴とする前記（１）に記載の高潤滑張出
し成形用アルミニウム合金板。
ｇ：０．２％以上、Ｍｇ＋Ｓｉ：２％以下を含有し、残
部Ａｌおよび不可避不純物からなり、引張強度と降伏応
力との差が１１０ＭＰａ以上であり、かつ、下記式にて
定義される、全伸びの異方性ΔＥｌ：０．７％以下、ｒ
値の異方性Δｒ：０．０５以下、ＹＳの異方性ΔＹＳ：
１ＭＰａ以下のいずれか１もしくは２以上の条件を満た
すことを特徴とする高潤滑張出し成形用アルミニウム合
金板。 ΔＥｌ＝｜Ｌ方向全伸び(%)＋Ｃ方向全伸び(%)−２×Ｘ
方向全伸び(%)｜／４ Δｒ＝｜Ｌ方向ｒ値＋Ｃ方向ｒ値−２×Ｘ方向ｒ値｜／
４ ΔＹＳ＝｜Ｌ方向ＹＳ＋Ｃ方向ＹＳ−２×Ｘ方向ＹＳ｜
／４ （２）質量％で、Ｃｕ：０．３〜１．５％を、さらに含
有することを特徴とする前記（１）に記載の高潤滑張出
し成形用アルミニウム合金板。
【０００７】（３）前記（１）または（２）に記載のア
ルミニウム合金板の製造方法において、圧下率が２０〜
６５％の１次冷間圧延を行い、４８０〜５６０℃で１分
以上１０分以下の中間焼鈍を行った後に、圧下率が２０
〜６５％の２次冷間圧延を行い、その後５００〜５８０
℃の温度で１分以上５分以下の溶体化処理を施し、１５
℃／ｓ以上の冷却速度で冷却することを特徴とする高潤
滑張出し成形性用アルミニウム合金板の製造方法。
ルミニウム合金板の製造方法において、圧下率が２０〜
６５％の１次冷間圧延を行い、４８０〜５６０℃で１分
以上１０分以下の中間焼鈍を行った後に、圧下率が２０
〜６５％の２次冷間圧延を行い、その後５００〜５８０
℃の温度で１分以上５分以下の溶体化処理を施し、１５
℃／ｓ以上の冷却速度で冷却することを特徴とする高潤
滑張出し成形性用アルミニウム合金板の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】高潤滑すなわち低摩擦の張出し成
形の理想状態は液圧バルジ加工であるので、各種材料の
液圧バルジ試験を行い、その成形性について考察を行っ
た。図１は各種６０００系アルミニウム合金の液圧バル
ジ加工試験での破断成形高さをＴＳ−ＹＳの指標で示し
たものである。なお、この時のバルジ試験の径は１００
ｍｍである。図に示される様に、成形高さはＴＳ−ＹＳ
に依存していない。一方、図２に示されるように、通常
使用の潤滑剤の下、同材料で球頭張出し試験を実施した
ときの破断高さはＴＳ−ＹＳに依存する傾向を示してい
る。これらのことは、明らかに高潤滑下での張出し成形
はＴＳ−ＹＳには依存しないことを示している。
形の理想状態は液圧バルジ加工であるので、各種材料の
液圧バルジ試験を行い、その成形性について考察を行っ
た。図１は各種６０００系アルミニウム合金の液圧バル
ジ加工試験での破断成形高さをＴＳ−ＹＳの指標で示し
たものである。なお、この時のバルジ試験の径は１００
ｍｍである。図に示される様に、成形高さはＴＳ−ＹＳ
に依存していない。一方、図２に示されるように、通常
使用の潤滑剤の下、同材料で球頭張出し試験を実施した
ときの破断高さはＴＳ−ＹＳに依存する傾向を示してい
る。これらのことは、明らかに高潤滑下での張出し成形
はＴＳ−ＹＳには依存しないことを示している。
【０００９】さらに、高潤滑下での成形性指標について
考察した。まず、各種潤滑剤下での球頭張出しにおける
破断歪の分析を行った。図３は典型的な６０００系合金
の球頭張出し試験の破断部歪状態を各種潤滑油ごとに示
したものである。この様に、高潤滑すなわち低摩擦係数
の潤滑油になると破断部の歪は等２軸である液圧バルジ
加工での破断状態に近くなる。通常使用する潤滑剤では
平面歪近傍の歪状態で破断するが、高潤滑を使用するに
従い、等２軸側へと破断状態が移動する。等２軸歪での
成形高さすなわち液圧バルジ加工での成形高さはＴＳ−
ＹＳに依存していなかったことから、高潤滑使用下での
成形性はＴＳ−ＹＳ以外の指標で示されると言える。そ
こで、本発明者らは高潤滑下での成形性指標を見出すた
めに、まず、液圧バルジ加工試験での破断現象の解明を
行った。歪状態に注目して解析したところ、球上に成形
された材料部の歪分布と通常の潤滑剤使用下での歪分布
との間には根本的な現象の違いは見出されなかったが、
液圧バルジ加工試験での破断はほぼ球状頂点部分で破断
し、しかも破断亀裂は延性の小さい方向と垂直に走って
いるので、破断を決めているのは材料の延性の異方性差
であると考えた。
考察した。まず、各種潤滑剤下での球頭張出しにおける
破断歪の分析を行った。図３は典型的な６０００系合金
の球頭張出し試験の破断部歪状態を各種潤滑油ごとに示
したものである。この様に、高潤滑すなわち低摩擦係数
の潤滑油になると破断部の歪は等２軸である液圧バルジ
加工での破断状態に近くなる。通常使用する潤滑剤では
平面歪近傍の歪状態で破断するが、高潤滑を使用するに
従い、等２軸側へと破断状態が移動する。等２軸歪での
成形高さすなわち液圧バルジ加工での成形高さはＴＳ−
ＹＳに依存していなかったことから、高潤滑使用下での
成形性はＴＳ−ＹＳ以外の指標で示されると言える。そ
こで、本発明者らは高潤滑下での成形性指標を見出すた
めに、まず、液圧バルジ加工試験での破断現象の解明を
行った。歪状態に注目して解析したところ、球上に成形
された材料部の歪分布と通常の潤滑剤使用下での歪分布
との間には根本的な現象の違いは見出されなかったが、
液圧バルジ加工試験での破断はほぼ球状頂点部分で破断
し、しかも破断亀裂は延性の小さい方向と垂直に走って
いるので、破断を決めているのは材料の延性の異方性差
であると考えた。
【００１０】この延性の異方性に関しては、以下の３種
の機械的特性に関する異方性を検討することが考えられ
る。伸びの異方性を直接検討する方法、塑性の異方性を
ｒ値によって検討する方法、塑性への変形の容易さの異
方性をＹＳによって検討する方法である。まず、伸びの
異方性については、通常の塑性異方性の表記に準拠し
て、延性異方性差をΔＥｌ（％）とすれば、 ΔＥｌ＝｜Ｌ方向全伸び(%)＋Ｃ方向全伸び(%)−２×Ｘ
方向全伸び(%)｜／４ と記すことが可能である。ここで、Ｌ方向とは冷延の圧
延方向、Ｃ方向とは圧延方向に垂直な圧延面上の方向、
Ｘ方向とはL方向からC方向へ４５°ずれた方向を示す。
また、通常伸びとしては一様伸びを適用するが、アルミ
ニウム合金の場合局部伸びが極めて小さいので、全伸び
を採用する。
の機械的特性に関する異方性を検討することが考えられ
る。伸びの異方性を直接検討する方法、塑性の異方性を
ｒ値によって検討する方法、塑性への変形の容易さの異
方性をＹＳによって検討する方法である。まず、伸びの
異方性については、通常の塑性異方性の表記に準拠し
て、延性異方性差をΔＥｌ（％）とすれば、 ΔＥｌ＝｜Ｌ方向全伸び(%)＋Ｃ方向全伸び(%)−２×Ｘ
方向全伸び(%)｜／４ と記すことが可能である。ここで、Ｌ方向とは冷延の圧
延方向、Ｃ方向とは圧延方向に垂直な圧延面上の方向、
Ｘ方向とはL方向からC方向へ４５°ずれた方向を示す。
また、通常伸びとしては一様伸びを適用するが、アルミ
ニウム合金の場合局部伸びが極めて小さいので、全伸び
を採用する。
【００１１】塑性の異方性は、ｒ値を用いる。ｒ値を計
測する際の歪は１５％以下であればどの歪値でも良い
が、以下特に断らない限りｒ値は７．５％の歪で計測し
た値を用いる。異方性差はΔｒとして、 Δｒ＝｜Ｌ方向ｒ値＋Ｃ方向ｒ値−２×Ｘ方向ｒ値｜／
４ と記すことが可能である。各方向は、上記の通りそれぞ
れ圧延方向、垂直方向、４５°方向を意味する。塑性変
形への容易さを示す異方性に関しては降伏応力ＹＳを用
いる。ＹＳの異方性差が大きければ、一定応力のバラン
ス下にある破断相当部での各方向の伸びが異なり、高潤
滑下で張出し成形を実施しても等２軸変形は達成されな
い。それゆえ、ＹＳの異方性差を極力低減させることも
延性の異方性を低減することと同等である。ＹＳの異方
性差はΔＹＳ（ＭＰａ）として、 ΔＹＳ＝｜Ｌ方向ＹＳ＋Ｃ方向ＹＳ−２×Ｘ方向ＹＳ｜
／４ と記すことが可能である。各方向は、上記の通りそれぞ
れ圧延方向、垂直方向、４５°方向を意味する。
測する際の歪は１５％以下であればどの歪値でも良い
が、以下特に断らない限りｒ値は７．５％の歪で計測し
た値を用いる。異方性差はΔｒとして、 Δｒ＝｜Ｌ方向ｒ値＋Ｃ方向ｒ値−２×Ｘ方向ｒ値｜／
４ と記すことが可能である。各方向は、上記の通りそれぞ
れ圧延方向、垂直方向、４５°方向を意味する。塑性変
形への容易さを示す異方性に関しては降伏応力ＹＳを用
いる。ＹＳの異方性差が大きければ、一定応力のバラン
ス下にある破断相当部での各方向の伸びが異なり、高潤
滑下で張出し成形を実施しても等２軸変形は達成されな
い。それゆえ、ＹＳの異方性差を極力低減させることも
延性の異方性を低減することと同等である。ＹＳの異方
性差はΔＹＳ（ＭＰａ）として、 ΔＹＳ＝｜Ｌ方向ＹＳ＋Ｃ方向ＹＳ−２×Ｘ方向ＹＳ｜
／４ と記すことが可能である。各方向は、上記の通りそれぞ
れ圧延方向、垂直方向、４５°方向を意味する。
【００１２】上記図１、図２で使用した材料において、
液圧バルジ加工を行った材料の成形高さを上述した延性
異方性ΔＥｌで整理したところ、図４に示すように成形
高さはΔＥｌに依存していることが明らかとなった。液
圧バルジ加工試験における望ましい成形高さは約３２ｍ
ｍ以上であることから、図４に基づきΔＥｌの上限値と
しては０．７％を採用した。ΔＥｌが０．７％以下であ
れば十分な成形性が得られる。０．５％以下であれば安
定した成形性が得られ好ましい。下限は特に限定しない
が、０．０５％未満にすることは製造上困難であるた
め、０．０５％を下限値とすることが好ましい。なお、
図４のうち最も大きいΔＥｌの材料は通常の６０００系
材料であり、一般的な６０００系アルミニウム合金は本
発明の要件を満たさない。
液圧バルジ加工を行った材料の成形高さを上述した延性
異方性ΔＥｌで整理したところ、図４に示すように成形
高さはΔＥｌに依存していることが明らかとなった。液
圧バルジ加工試験における望ましい成形高さは約３２ｍ
ｍ以上であることから、図４に基づきΔＥｌの上限値と
しては０．７％を採用した。ΔＥｌが０．７％以下であ
れば十分な成形性が得られる。０．５％以下であれば安
定した成形性が得られ好ましい。下限は特に限定しない
が、０．０５％未満にすることは製造上困難であるた
め、０．０５％を下限値とすることが好ましい。なお、
図４のうち最も大きいΔＥｌの材料は通常の６０００系
材料であり、一般的な６０００系アルミニウム合金は本
発明の要件を満たさない。
【００１３】Δｒ値とΔＹＳも液圧バルジ加工試験での
成形高さと同様の良い相関が得られる。上記伸びを用い
る場合と同様に、Δｒ値の上限は０．０５、ΔＹＳの上
限は１ＭＰａと設定する。下限値は特に定めないが、Δ
Ｅｌの場合と異なり、Δｒ値やΔＹＳを０にすることは
特に困難ではないため、好ましいの下限値は０とする。
ＴＳ−ＹＳは一般的なアルミニウム合金の張出し成形性
指標である。本発明が対象とする高潤滑の張出し加工は
この指標に必ずしも従うものではないが、アルミニウム
合金板の加工においては、ＴＳ−ＹＳの指標に従う平面
歪域の加工を受ける部位が、潤滑とは関係なく必ず存在
するため、一般的な加工性を最低限確保する意味でＴＳ
−ＹＳの下限値を１１０ＭＰａとする必要がある。この
ＴＳ−ＹＳは引張試験で得られる応力−歪線図における
塑性域を意味しており、その値が大きければ、塑性域が
広く、延性に優れていることを意味している。しかし、
逆に大きすぎると過度にＹＳが小さくなってしまい、適
用部材によっては必要な降伏強度を確保できなくなる場
合もあり得るので１６０ＭＰａを上限とすることが好ま
しい。
成形高さと同様の良い相関が得られる。上記伸びを用い
る場合と同様に、Δｒ値の上限は０．０５、ΔＹＳの上
限は１ＭＰａと設定する。下限値は特に定めないが、Δ
Ｅｌの場合と異なり、Δｒ値やΔＹＳを０にすることは
特に困難ではないため、好ましいの下限値は０とする。
ＴＳ−ＹＳは一般的なアルミニウム合金の張出し成形性
指標である。本発明が対象とする高潤滑の張出し加工は
この指標に必ずしも従うものではないが、アルミニウム
合金板の加工においては、ＴＳ−ＹＳの指標に従う平面
歪域の加工を受ける部位が、潤滑とは関係なく必ず存在
するため、一般的な加工性を最低限確保する意味でＴＳ
−ＹＳの下限値を１１０ＭＰａとする必要がある。この
ＴＳ−ＹＳは引張試験で得られる応力−歪線図における
塑性域を意味しており、その値が大きければ、塑性域が
広く、延性に優れていることを意味している。しかし、
逆に大きすぎると過度にＹＳが小さくなってしまい、適
用部材によっては必要な降伏強度を確保できなくなる場
合もあり得るので１６０ＭＰａを上限とすることが好ま
しい。
【００１４】上述の様に規定された材料は高潤滑な状態
にて高成形を示す。ここでこの高潤滑の定義を示す必要
がある。一般的に高潤滑は摩擦係数を指標とするので、
摩擦係数値により高潤滑を限定する。摩擦係数の測定値
は試験条件により異なるため、以下の条件に規定する。
まず、金型にはＳＫＤ１１製、接触面が３０×６ｍｍで
ある平板金型２枚を使用する。試験片は１０×３００ｍ
ｍの短冊型であり、試験直前に潤滑油を両面に塗布す
る。押し付け力３ｋｇでの２００ｍｍ摺動した時の引き
抜き力を計測し、そこから摩擦係数を算出する。但し、
接触面は両面であるため、引き抜き力を２倍の押し付け
力で割った数値が摩擦係数となる。なお、このときの油
の塗布量に関しては、スポンジ等で接触面全体に軽く塗
布する程度で十分である。
にて高成形を示す。ここでこの高潤滑の定義を示す必要
がある。一般的に高潤滑は摩擦係数を指標とするので、
摩擦係数値により高潤滑を限定する。摩擦係数の測定値
は試験条件により異なるため、以下の条件に規定する。
まず、金型にはＳＫＤ１１製、接触面が３０×６ｍｍで
ある平板金型２枚を使用する。試験片は１０×３００ｍ
ｍの短冊型であり、試験直前に潤滑油を両面に塗布す
る。押し付け力３ｋｇでの２００ｍｍ摺動した時の引き
抜き力を計測し、そこから摩擦係数を算出する。但し、
接触面は両面であるため、引き抜き力を２倍の押し付け
力で割った数値が摩擦係数となる。なお、このときの油
の塗布量に関しては、スポンジ等で接触面全体に軽く塗
布する程度で十分である。
【００１５】上述のようにして求める摩擦係数において
０．１以下が高潤滑剤に該当する。摩擦係数が０．１以
下であれば、種類や成分に拘らず固体系や樹脂系でも高
潤滑の潤滑剤として考える。なお、高潤滑に属さない潤
滑剤の摩擦係数は、上記測定方法では０．１よりも大き
い。つぎに、本発明における機械的特性値を得るための
好適な成分範囲の限定理由について説明する。 Ｍｇ、Ｓｉ：ＭｇおよびＳｉは本発明の必須の基本成分
であり、微細な析出相を形成して成形性や強度を得るた
めに含有させる。多数の微細な析出相がＴＳ−ＹＳ増に
は必要である。そのための含有量の下限値は、Ｍｇ、Ｓ
ｉそれぞれで０．２％、０．３％である。しかし、多量
の添加は粒界およびその近傍への析出を通して、成形性
劣化や実用上問題となる程度の耐食性劣化を引き起こす
ので、それら添加量の上限を限定すべきである。析出物
としての量を限定するという考え方に従い、Ｍｇ＋Ｓｉ
で定義し、その量は２％以下とする。
０．１以下が高潤滑剤に該当する。摩擦係数が０．１以
下であれば、種類や成分に拘らず固体系や樹脂系でも高
潤滑の潤滑剤として考える。なお、高潤滑に属さない潤
滑剤の摩擦係数は、上記測定方法では０．１よりも大き
い。つぎに、本発明における機械的特性値を得るための
好適な成分範囲の限定理由について説明する。 Ｍｇ、Ｓｉ：ＭｇおよびＳｉは本発明の必須の基本成分
であり、微細な析出相を形成して成形性や強度を得るた
めに含有させる。多数の微細な析出相がＴＳ−ＹＳ増に
は必要である。そのための含有量の下限値は、Ｍｇ、Ｓ
ｉそれぞれで０．２％、０．３％である。しかし、多量
の添加は粒界およびその近傍への析出を通して、成形性
劣化や実用上問題となる程度の耐食性劣化を引き起こす
ので、それら添加量の上限を限定すべきである。析出物
としての量を限定するという考え方に従い、Ｍｇ＋Ｓｉ
で定義し、その量は２％以下とする。
【００１６】Ｃｕ：Ｃｕの添加理由は、Ｃｕ系析出物に
よる成形性への効果がＭｇ、Ｓｉ系析出物のそれと同等
であることによる。所望の効果を得るためには０．３％
以上は必要である。しかし、多量のＣｕ添加はＭｇ、Ｓ
ｉ系と同様、成形性や耐食性を劣化させる粒界上析出物
を生成させる。それゆえ、上限を設定すべきであり、成
形性や耐食性を劣化させない範囲として、上限値を１．
５％とした。つぎに、本発明のアルミニウム合金の好適
な製造方法について詳しく説明する。延性の異方性を低
減させることは、基本的にはｒ値の異方性差を低減させ
ることに等しいと考えられる。つまり、再結晶集合組織
における立方体方位組織の少ない集合組織が形成されれ
ば良い。アルミニウム合金の集合組織において、立方体
方位組織が少なければ、塑性異方性は小さく、また各方
位のＹＳ差、全伸び差も小さくなる。
よる成形性への効果がＭｇ、Ｓｉ系析出物のそれと同等
であることによる。所望の効果を得るためには０．３％
以上は必要である。しかし、多量のＣｕ添加はＭｇ、Ｓ
ｉ系と同様、成形性や耐食性を劣化させる粒界上析出物
を生成させる。それゆえ、上限を設定すべきであり、成
形性や耐食性を劣化させない範囲として、上限値を１．
５％とした。つぎに、本発明のアルミニウム合金の好適
な製造方法について詳しく説明する。延性の異方性を低
減させることは、基本的にはｒ値の異方性差を低減させ
ることに等しいと考えられる。つまり、再結晶集合組織
における立方体方位組織の少ない集合組織が形成されれ
ば良い。アルミニウム合金の集合組織において、立方体
方位組織が少なければ、塑性異方性は小さく、また各方
位のＹＳ差、全伸び差も小さくなる。
【００１７】そのためには冷間圧延で導入する歪量を極
力少なくすることが必要であり、具体的には、冷間圧延
を、中間焼鈍を挟んで、１次冷間圧延と２次冷間圧延の
２回に分けて行う必要がある。各々の冷間圧延での圧下
率は、上述の通り歪量を極力少なくするため６５％以下
が必須となる。下限は必要な最終板厚を得るため２０％
以上とする。２回の冷間圧延の総圧下率として５０％以
上とすることが好ましい。なお、冷間圧延を、中間焼鈍
を挟む３回以上に分けても構わないが、製造にかかる時
間やコストの点で、現実的ではない。また、中間焼鈍は
再結晶のために必要であるが、高温かつ長時間の加熱下
にあれば、結晶粒は粗大化し、成形性は低下する。その
ため焼鈍温度の上限は５６０℃、焼鈍時間の上限は１０
分とする。一方、下限は焼鈍の効果を得るための最低条
件として、焼鈍温度では４８０℃、焼鈍時間では１分と
限定する。
力少なくすることが必要であり、具体的には、冷間圧延
を、中間焼鈍を挟んで、１次冷間圧延と２次冷間圧延の
２回に分けて行う必要がある。各々の冷間圧延での圧下
率は、上述の通り歪量を極力少なくするため６５％以下
が必須となる。下限は必要な最終板厚を得るため２０％
以上とする。２回の冷間圧延の総圧下率として５０％以
上とすることが好ましい。なお、冷間圧延を、中間焼鈍
を挟む３回以上に分けても構わないが、製造にかかる時
間やコストの点で、現実的ではない。また、中間焼鈍は
再結晶のために必要であるが、高温かつ長時間の加熱下
にあれば、結晶粒は粗大化し、成形性は低下する。その
ため焼鈍温度の上限は５６０℃、焼鈍時間の上限は１０
分とする。一方、下限は焼鈍の効果を得るための最低条
件として、焼鈍温度では４８０℃、焼鈍時間では１分と
限定する。
【００１８】２次冷間圧延後の溶体化処理方法の限定は
ＴＳ−ＹＳの増加のためである。Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕを十
分に結晶粒内に溶体化させ、十分な焼鈍の効果を得るた
めの最低条件として、焼鈍温度は５００℃、焼鈍時間は
１分を下限として限定する。一方、結晶が粗大化しない
ための条件として、焼鈍温度は５８０℃、焼鈍時間は５
分を上限として限定する。また、その後の冷却速度は、
粒内に生成する析出物の微細化を図るため、１５℃／ｓ
以上の冷却速度とする。一方、冷却速度が速すぎる場合
は、板のたわみなどが発生しやすく、板形状の精度を低
下させる懸念があるため１００℃／ｓを超える冷却速度
とする必要はない。なお、この様な冷却速度にて冷却を
実施するが、その停止温度は所望の微細析出物が十分析
出する温度域であることが望ましく、その上限は約５０
℃。下限の温度については、室温であり、かつ実操業に
おいて結露しない温度であれば良い。
ＴＳ−ＹＳの増加のためである。Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕを十
分に結晶粒内に溶体化させ、十分な焼鈍の効果を得るた
めの最低条件として、焼鈍温度は５００℃、焼鈍時間は
１分を下限として限定する。一方、結晶が粗大化しない
ための条件として、焼鈍温度は５８０℃、焼鈍時間は５
分を上限として限定する。また、その後の冷却速度は、
粒内に生成する析出物の微細化を図るため、１５℃／ｓ
以上の冷却速度とする。一方、冷却速度が速すぎる場合
は、板のたわみなどが発生しやすく、板形状の精度を低
下させる懸念があるため１００℃／ｓを超える冷却速度
とする必要はない。なお、この様な冷却速度にて冷却を
実施するが、その停止温度は所望の微細析出物が十分析
出する温度域であることが望ましく、その上限は約５０
℃。下限の温度については、室温であり、かつ実操業に
おいて結露しない温度であれば良い。
【００１９】
【実施例】表１は各種６０００系アルミニウム合金の成
分、引張特性、張出し成形性を記したものである。発明
例の材料はの材料は、鋳造後厚さ４ｍｍまで熱延した
後、２ｍｍ厚さまでの１次冷延、５００℃１分間の焼
鈍、１ｍｍ厚さまでの２次冷延、５００℃１分間の溶体
化処理と５０℃までの空冷の順に製造された。なお、溶
体化後の空冷はファンにより実施し、その冷却速度は、
５０℃まで常に一定ではないものの約３０℃／ｓであっ
た。５０℃からは室温中に放置した。また、比較例の材
料はＮｏ．１１を除き全て実機製造実績のある従来材で
ある。
分、引張特性、張出し成形性を記したものである。発明
例の材料はの材料は、鋳造後厚さ４ｍｍまで熱延した
後、２ｍｍ厚さまでの１次冷延、５００℃１分間の焼
鈍、１ｍｍ厚さまでの２次冷延、５００℃１分間の溶体
化処理と５０℃までの空冷の順に製造された。なお、溶
体化後の空冷はファンにより実施し、その冷却速度は、
５０℃まで常に一定ではないものの約３０℃／ｓであっ
た。５０℃からは室温中に放置した。また、比較例の材
料はＮｏ．１１を除き全て実機製造実績のある従来材で
ある。
【００２０】
【表１】
【００２１】引張特性の計測にはＪＩＳ５号の引張試験
片を使用した。張出し成形性は、φ１００ｍｍの球頭張
出し試験による、破断時の成形高さを計測し、いずれの
比較例材料よりも張出し高さが高いものを○と表記し
た。なお、張出し試験時には既に記した測定方法による
摩擦係数が０．０７になる潤滑剤を使用した。この様
に、従来材料である比較例の材料よりも発明例の材料の
方が、高潤滑での張出し成形性は優れている。表２は、
表１中のＮｏ．４とＮｏ．１１の材料について、製造方
法の違いによる成形性の影響を示したものである。
片を使用した。張出し成形性は、φ１００ｍｍの球頭張
出し試験による、破断時の成形高さを計測し、いずれの
比較例材料よりも張出し高さが高いものを○と表記し
た。なお、張出し試験時には既に記した測定方法による
摩擦係数が０．０７になる潤滑剤を使用した。この様
に、従来材料である比較例の材料よりも発明例の材料の
方が、高潤滑での張出し成形性は優れている。表２は、
表１中のＮｏ．４とＮｏ．１１の材料について、製造方
法の違いによる成形性の影響を示したものである。
【００２２】
【表２】
【００２３】Ｎｏ．４の製造方法は本発明に属すもので
あり、その成形性は従来材よりも優れている。なお、表
１の発明例は全て本発明に属す方法で製造されている。
一方、Ｎｏ．１１の製造方法は、中間焼鈍条件と最後の
熱処理条件はＮｏ．４と同じであるが、中間焼鈍をはさ
んだ２次冷間圧延の圧下率が本発明に規定する範囲を超
えている。このように、冷延の圧下率のみが変わると、
延性の異方性が増大し、ＴＳ−ＹＳが同じであっても、
これを介して高潤滑下での張出し成形性が異なることが
分かる。
あり、その成形性は従来材よりも優れている。なお、表
１の発明例は全て本発明に属す方法で製造されている。
一方、Ｎｏ．１１の製造方法は、中間焼鈍条件と最後の
熱処理条件はＮｏ．４と同じであるが、中間焼鈍をはさ
んだ２次冷間圧延の圧下率が本発明に規定する範囲を超
えている。このように、冷延の圧下率のみが変わると、
延性の異方性が増大し、ＴＳ−ＹＳが同じであっても、
これを介して高潤滑下での張出し成形性が異なることが
分かる。
【００２４】
【発明の効果】本発明により、高潤滑下での張り出し成
形性に優れたアルミニウム合金およびその製造方法が提
供できる。その結果、自動車ボディ等へのアルミニウム
合金、特に６０００系合金の適用が拡がることが期待で
き、本発明の産業上の価値は極めて高いといえる。
形性に優れたアルミニウム合金およびその製造方法が提
供できる。その結果、自動車ボディ等へのアルミニウム
合金、特に６０００系合金の適用が拡がることが期待で
き、本発明の産業上の価値は極めて高いといえる。
【図１】 液圧バルジ加工における成形高さのＴＳ−Ｙ
Ｓに対する依存性を示す図である。
Ｓに対する依存性を示す図である。
【図２】 通常のプレス加工における成形高さのＴＳ−
ＹＳに対する依存性を示す図である。
ＹＳに対する依存性を示す図である。
【図３】 球頭張出し試験の破断部歪状態を各種潤滑油
ごとに示した図である。
ごとに示した図である。
【図４】 液圧バルジ加工における成形高さのΔＥｌに
対する依存性を示す図である。
対する依存性を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｋ
６８５ ６８５Ｚ
６８６ ６８６Ａ
６９１ ６９１Ｂ
６９１Ｃ
６９２ ６９２Ａ
６９４ ６９４Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｓｉ：０．３％以上、 Ｍｇ：０．２％以上、 Ｍｇ＋Ｓｉ：２％以下を含有し、残部Ａｌおよび不可避
不純物からなり、引張強度と降伏応力との差が１１０Ｍ
Ｐａ以上であり、かつ、下記式にて定義される、全伸び
の異方性ΔＥｌ：０．７％以下、ｒ値の異方性Δｒ：
０．０５以下、ＹＳの異方性ΔＹＳ：１ＭＰａ以下のい
ずれか１もしくは２以上の条件を満たすことを特徴とす
る高潤滑張出し成形用アルミニウム合金板。 ΔＥｌ＝｜Ｌ方向全伸び(%)＋Ｃ方向全伸び(%)−２×Ｘ
方向全伸び(%)｜／４ Δｒ＝｜Ｌ方向ｒ値＋Ｃ方向ｒ値−２×Ｘ方向ｒ値｜／
４ ΔＹＳ＝｜Ｌ方向ＹＳ＋Ｃ方向ＹＳ−２×Ｘ方向ＹＳ｜
／４ - 【請求項２】 質量％で、 Ｃｕ：０．３〜１．５％を、さらに含有することを特徴
とする請求項１に記載の高潤滑張出し成形用アルミニウ
ム合金板。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のアルミニウム
合金板の製造方法において、 圧下率が２０〜６５％の１次冷間圧延を行い、４８０〜
５６０℃で１分以上１０分以下の中間焼鈍を行った後
に、圧下率が２０〜６５％の２次冷間圧延を行い、その
後５００〜５８０℃の温度で１分以上５分以下の溶体化
処理を施し、１５℃／ｓ以上の冷却速度で冷却すること
を特徴とする高潤滑張出し成形性用アルミニウム合金板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017870A JP2003213356A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 高潤滑張出し成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017870A JP2003213356A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 高潤滑張出し成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003213356A true JP2003213356A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=27653416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002017870A Withdrawn JP2003213356A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 高潤滑張出し成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003213356A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006097057A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Nippon Steel Corp | 耐ボディしわ性に優れたアルミニウム合金及びその製造方法 |
| DE102005031461A1 (de) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Bilstein Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines mikrolegierten Kaltbandes mit einem auf den Dickenverlauf abgestimmten Eigenschaftsprofil |
| DE102005031462A1 (de) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Bilstein Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines mikrolegierten Kaltbandes mit einer bei vorgegebener Festigkeit erhöhten Dehnung |
| JP2008006484A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Furukawa Sky Kk | 高成形性Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の製造方法 |
| CN107002177A (zh) * | 2014-12-03 | 2017-08-01 | 奥科宁克公司 | 连续铸造新型6xxx铝合金的方法以及由此制成的产品 |
| JP2019189907A (ja) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 日産自動車株式会社 | Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系アルミニウム合金板 |
-
2002
- 2002-01-28 JP JP2002017870A patent/JP2003213356A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006097057A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Nippon Steel Corp | 耐ボディしわ性に優れたアルミニウム合金及びその製造方法 |
| DE102005031461A1 (de) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Bilstein Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines mikrolegierten Kaltbandes mit einem auf den Dickenverlauf abgestimmten Eigenschaftsprofil |
| DE102005031462A1 (de) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Bilstein Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines mikrolegierten Kaltbandes mit einer bei vorgegebener Festigkeit erhöhten Dehnung |
| JP2008006484A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Furukawa Sky Kk | 高成形性Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の製造方法 |
| CN107002177A (zh) * | 2014-12-03 | 2017-08-01 | 奥科宁克公司 | 连续铸造新型6xxx铝合金的方法以及由此制成的产品 |
| JP2018505057A (ja) * | 2014-12-03 | 2018-02-22 | アーコニック インコーポレイテッドＡｒｃｏｎｉｃ Ｉｎｃ． | 新規の６ｘｘｘアルミニウム合金を連続鋳造する方法、及びその方法によって作製された製品 |
| US10550455B2 (en) | 2014-12-03 | 2020-02-04 | Arconic Inc. | Methods of continuously casting new 6xxx aluminum alloys, and products made from the same |
| JP2019189907A (ja) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 日産自動車株式会社 | Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系アルミニウム合金板 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8168013B2 (en) | Al-Mg-Si aluminum alloy extruded product exhibiting excellent fatigue strength and impact fracture resistance | |
| US20210010121A1 (en) | High-Strength Aluminum Alloy Extruded Material That Exhibits Excellent Formability And Method For Producing The Same | |
| JP2007126706A (ja) | ネック部成形性に優れたボトル缶用アルミニウム合金冷延板 | |
| KR20100035610A (ko) | 알루미늄 합금판 | |
| EP2811043B1 (en) | High-strength aluminum alloy extrudate with excellent corrosion resistance, ductility, and hardenability and process for producing same | |
| JP2008019483A (ja) | 温間成形用アルミニウム合金板および温間成形方法 | |
| JP6316747B2 (ja) | ブロー成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
| JP4944474B2 (ja) | 伸びフランジ性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 | |
| EP3733889A1 (en) | Magnesium alloy sheet and method for producing same | |
| JP2006257505A (ja) | 伸びフランジ性に優れたアルミニウム合金板 | |
| JP2009148823A (ja) | アルミニウム合金冷延板の温間プレス成形方法 | |
| JP2003213356A (ja) | 高潤滑張出し成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
| JP5600637B2 (ja) | 成形性に優れたアルミニウム合金板 | |
| JP4515363B2 (ja) | 成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 | |
| JP3838504B2 (ja) | パネル成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
| JP2004010982A (ja) | 曲げ加工性とプレス成形性に優れたアルミニウム合金板 | |
| JP2008062255A (ja) | キャビティ発生の少ないＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の超塑性成形方法およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金成形板 | |
| KR20100009683A (ko) | 알루미늄 합금 판재의 열처리 방법 | |
| JP4771791B2 (ja) | 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法 | |
| JP4719456B2 (ja) | 高温ブロー成形用アルミニウム合金板 | |
| EP3733888A1 (en) | Magnesium alloy sheet and method for producing same | |
| JP2003247040A (ja) | フラットヘム加工性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 | |
| JP4588338B2 (ja) | 曲げ加工性とプレス成形性に優れたアルミニウム合金板 | |
| JP3394698B2 (ja) | 高強度かつ良好な切削性を有する高成形性アルミニウム合金板 | |
| JP2009241143A (ja) | アルミニウム合金板のプレス成形方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |