JP2005525462A - 車体の外被用のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金板 - Google Patents

Abstract

本発明は、１６０ＭＰａ未満の、好適には１５０ＭＰａ未満のＬ方向弾性限界Ｒ_0.2を、溶解、焼入れ、プレ焼戻しまたは復元、３〜６箇月に含まれる環境温度での熟成の後に呈する、下記の組成（重量％）の、厚みが０．８〜１．２ｍｍの間に含まれる、車体の外被部品のための鋼板を対象とする：Ｆｅ：０．２５〜０．４０また好適には：０．２５〜０．３５、Ｓｉ：０．９０〜１．２０また好適には：０．９５〜１．１０、 Ｃｕ：０．１０〜０．２５また好適には：０．１５〜０．２０、Ｍｇ：０．３５〜０．５０また好適には：０．４０〜０．５０、Ｍｎ：０．０５〜０．２０また好適には：０．０８〜０．１５、他の元素：それぞれ＜０．０５、合計＜０．１５、残りはアルミニウム。塗装焼付け後の型打ち部品に、弾性限界＞１８０ＭＰａを得ることができる。本発明による鋼板は、要求された他の全ての特性を満たしながら、部品厚みを減じることを可能にする。

Description

発明分野
本発明は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金板、より詳細にはフィン、ドア、リヤハッチ、ボンネットあるいはルーフなどの、車体の外被部品のプレスによる製造のための、アルミニウム協会の命名法による６０１６型合金板の分野に関するものである。

背景技術
車両の重量を減らし、それによって燃費と汚染物質および温室効果ガスの排出を低減するために、自動車製造においてアルミニウムがますます多く使用されている。鋼板は開く部分をはじめとする、車体外被部品の製造にとくに使用される。この種の用途分野は、ときには、次のような特徴を必要とする：
・プレスおよび嵌込作業のための高い成形性、
・弾性戻りを抑制するために、鋼板納入状態で制御された弾性限度、
・部品重量を最小にしながら良好な圧痕強度を得るために、塗装の焼付け後の高い機械強度、
・塗装部品の腐食、とくに糸状腐食に対する良好な強度、
・成形および塗装後の、表面の良好な品質、
・スポット溶接、レーザー溶接、接着、巻締め、またはリベット締めなどの自動車車体に用いられる各種の組み立て方法における良好な挙動、
・製造廃棄物再利用、または再利用車両要請との適合性、
・大量生産を受け入れ可能なコスト。

これらの要求条件のために、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金、すなわち６０００系列合金の選択に至った。欧州では、厚みが１〜１．２ｍｍ程度の６０１６および６０１６Ａ合金は、この用途に最もよく使用されている、なぜならそれらは、米国で広く用いられている６１１１などの銅含有率がより高い合金よりも優れた、とくに嵌込みのための成形性、およびより高い糸状腐食強度を、なによりも保証することによって、要求された様々な特性の間のよりよい妥協となるからである。６０１６型合金は、とくにＡｌｕｓｕｉｓｓｅの仏国特許第２３６０６８４号明細書および出願人の欧州特許第０２５９２３２号明細書に記載され、一方６１１１型合金はＡｌｃａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｔｄ．の米国特許第４６１４５５２号明細書に記載されている。Ａｌｃｏａの米国特許第５５２５１６９明細書および米国特許第５９１９３２３明細書に記載されたもののような鉄含有率が低い（＜０．２％）合金も知られている、そしてこのタイプの合金は、６０２２として登録されている。アルミニウム協会に登録された６０１６、６０１６Ａ、６０２２、および６１１１合金の組成（主要元素の重量％）は表１に示した：

しかしながら、塗装焼付け後の６０１６の機械的強度は、またしたがって、圧痕強度は６１１１の強度より明らかに低く、それも焼付け温度が下がるほど低く、焼戻し硬化の効果が少なくなる。この理由のために、自動車製造者は、塗装後にもっと高い機械的強度を要望している。

この目的のために、出願人は６０１６の新規な変型、とくに１２０ＭＰa程度のＴ４状態での弾性限度に至る変型「ＤＲ１２０」を開発した。これらの開発は、刊行物の対象となり、とくにＲ．Ｓｈａｈａｎｉらの論文「Ｏｐｔｉｍｉｓｅｄ ６ｘｘｘ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｓｈｅｅｔ ｆｏｒ ａｕｔｏｂｏｄｙ ｏｕｔｅｒ ｐａｎｅｌｓ」Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｌｌｏｙｓ １９９９、『Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＴＭＳ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ』、２０００年、ｐｐ．１９３〜２０３とＤ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌらの論文「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ６ｘｘｘ Ａｌｌｏｙ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｓｈｅｅｔ ｆｏｒ Ａｕｔｏｂｏｄｙ Ｏｕｔｅｒ Ｐａｎｅｌｓ：Ｂａｋｅ Ｈａｒｄｅｎｉｎｇ，Ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｔｒｉｍｍｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」ＩＢＥＣ‘９９−Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｏｄｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、Ｄｅｔｒｏｉｔ、１９９９年、ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ １９９９−０１−３１９５号の対象になっている。

他方で、ＡｌｃａｎはＴ４状態での成形性を低減せずに、向上した塗装焼付けの後に弾性限界（典型的には２７０〜２８０ＭＰａ）に至らせる、６１１１−Ｔ４Ｐと命名された、６１１１の新規な変型を提案した。この製品は、Ａ．Ｋ．Ｇｕｐｔａらの論文「Ｔｈｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｔｗｏ Ｎｅｗ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｃｌｏｓｕｒｅ Ｐａｎｅｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」、ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ９６０１６４、１９９６年、にとくに記載されている。この論文は、従来の６１１１−Ｔ４に対して、Ｔ４状態での弾性限界がより低く、塗装焼付けに対する反応が類似するよう至らせる、組成が開示されていない、仮に６１ＸＸ−Ｔ４Ｐと命名された、新規な合金も記載している。

これら新規の開発は、すべて塗装焼付け硬化を改善するために、焼入れ後に実施されたプレ焼戻し型の、至適化された熱処理を含んでいる。なぜなら、かかる処理がないとき、焼付け硬化反応速度は、焼入れと焼付けとの間の環境温度での待ち時間とともに低下し、工業生産において数週間の待機は、実際には不可避だからである。この現象は、ずいぶん前から知られており、例えば、Ｍ．ＲｅｎｏｕａｒｄとＲ．Ｍｅｉｌｌａｔの論文：「Ｌｅ Ｐｒｅｒｅｖｅｎｕ ｄｅｓ ａｌｌｉａｇｅｓ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ−ｍａｇｎｅｓｉｕｍ−ｓｉｌｉｃｉｕｍ」、『Ｍｅｍｏｉｒｅｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｑｕｅｓ ｄｅ ｌａ Ｒｅｖｕｅ ｄｅ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｅ』、１９６０年１２月、ｐｐ．９３０〜９４２に記載されている。

待機での悪影響を避けるために、段階的焼入れ、または焼入れ直後の熱処理を用いるプレ焼戻しを実施するか、自動車車体にはあまり便利ではない、冷凍室内に金属を貯蔵するか、あるいは復元処理を実現する必要がある。

６０００合金のためのプレ焼戻しの温度と時間は、例えば、Ｒ．Ｄｅｖｅｌａｙの論文「Ｔｒａｉｔｅｍｅｎｔｓ ｔｈｅｒｍｉｑｕｅｓ ｄｅｓ ａｌｌｉａｇｅｓ ｄ'ａｌｕｍｉｎｉｕｍ」、『Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｄｅ ｌ'Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒ』、ｓｅｃｔｉｏｎ Ｍ １２９０、１９８６年、Ｄ．Ｗ．Ｐａｓｈｌｅｙらの論文「Ｄｅｌａｙｅｄ ａｇｅｉｎｇ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ−ｍａｇｎｅｓｉｕｍ'ｓｉｌｉｃｏｎ ａｌｌｏｙｓ：ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｐｅｒｔｉｅｓ」、『Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ』、９４号、１９６６年、ｐｐ４１〜４９、あるいは欧州特許第０４８０４０２号明細書（住友軽金属）に、とくに記載されている。仏国特許第１２４３８７７号明細書(Ｃｅｇｅｄｕｒ)は、他方で、プレ焼戻しを実施するのに適した連続炉を記載している。

大量生産される自動車車体の、アルミニウム合金製鋼板の使用の展開を考慮すると、その他の特性を変えずに、減厚できる改良された細かい修正が、未だ常に要求される。減厚は、たいていの場合形成された部品の剛性不足によってより限定され、この限度は、鋼鉄製の同等の部品厚み×１．４に位置する。したがって、鋼板は、型打ち鍛造と嵌込みに対する良好な適性を有しながら、１．４のアルミニウム／鋼鉄の厚み比で、鋼鉄部品の強度に少なくとも等しい圧痕強度を、塗装焼付け後に形成された部品で、得ることを可能にしなければならない。
欧州特許第０２５９２３２号明細書 米国特許第４６１４５５２号明細書 米国特許第５５２５１６９明細書 米国特許第５９１９３２３明細書 欧州特許第０４８０４０２号明細書

発明の目的
本発明の目的は、再利用に適した組成、過酷な条件での深い型打ち鍛造と、嵌込みに十分な成形性、弾性戻りを抑制しながらの、６０１６型の先行技術の鋼板に対して改善された圧痕強度、良好な接着性のできない裁断と糸状腐食に対する良好な強度を呈する自動車車体の外被のための、６０１６型合金製鋼板を提供することである。本発明の対象は、１６０ＭＰａ未満、また好適には１５０ＭＰａのＬ方向弾性限界Ｒ_0.2を、溶解、焼入れ、プレ焼戻しまたは復元、および３週間〜６箇月の間に含まれる環境温度での熟成の後に呈する、下記の組成（重量％）の厚みが０．８〜１．２ｍｍの間に含まれる、車体の外被部品のための鋼板である：
Ｆｅ：０．２５〜０．４０、好適には：０．２５〜０．３５
Ｓｉ：０．９０〜１．２０、好適には：０．９５〜１．１０
Ｃｕ：０．１０〜０．２５、好適には：０．１５〜０．２０
Ｍｇ：０．３５〜０．５０、好適には：０．４０〜０．５０
Ｍｎ：０．０５〜０．２０、好適には：０．０８〜０．１５
他の元素：それぞれ＜０．０５、合計＜０．１５、残りはアルミニウム。
塗装焼付けに適合する、熱処理後の嵌込み部品の弾性限界は、１８０ＭＰａを超える、好適には２００ＭＰａである。

発明の詳細
本発明は、所望の特性全体を得ることを可能にする、アルミニウム協会に登録された６０１６Ａの組成内の、狭い組成領域に基づいている。

珪素含有率は、６０１６Ａの含有範囲の下限部分にあり、マグネシウム含有率は、範囲の中心にとどまっている。この珪素含有率の低下は、合金のよりも完全な溶解に貢献し、形成性に有利である。鉄含有率は、０．２５％より高いままであり、それによって、６０２２のように、鉄分の少ない成分変化とは反対に、再利用金属の使用を可能にし、型打ち鍛造後の表面外観に、むしろ有利であることがわかる。

銅含有率は、非常に狭い限度内で制御される：６０１６または６０２２の既存の成分変化の含有率より少し大きな、少なくとも０．１％の含有率は、機械的強度に貢献するが、０．２５％を超えると、合金は糸状腐食のおそれを呈する。きめの大きさを制御し、例えば、ボンネットのために使用される嵌込みなどの大きな変形の際の、摺り目の出現を回避するために、合金はマンガン、クロム、バナジウムまたはジルコニウムを少なくとも０．０５％含有しなければならない。逆に、０．２０％を超えるこれらの元素の合計含有率は、形成性には不利である。

本発明による鋼板の製造方法には、プレートの鋳造、必要に応じてこのプレートの皮剥、およびその均質化あるいは６〜２４時間の４００〜５７０℃の間に含まれる温度での単なる再加熱が、典型的には含まれる。熱間圧延は、好適には５１０℃を超える温度で行われ、そのことがより低い入り口温度に対して機械的強度を向上させるのに貢献する。機械特性を保証し、リッジング欠陥を防止するために、熱間圧延した帯の巻き取り温度は、３５０℃未満、好適には３００℃未満でなければならない。熱間圧延した帯は、つぎに最終厚みまで冷間圧延され、必要に応じて、バッチ炉で行う場合には３００〜４５０℃の間に、連続して実施する場合には、３５０〜５７０℃の間に含まれる温度で中間焼直しを伴う。冷間圧延の最後の工程は、テクスチャード加工シリンダで、例えば、電子ビーム（ＥＢＴ）による、電食（ＥＤＴ）による、あるいはレーザービームによる処理によって、実施されることができ、そのことで、塗装後に組み立てられた部品の表面の様子と形成性は、改善される。

二つのシリンダの間で、あるいは二つのベルトの間で、連続鋳造によって直接得られた帯を使用し、冷間圧延、およびその後の作業を同じ条件で実施することも可能である。

溶解は、焼け焦げを防止しながら、合金のソルバス温度を超えた温度で行われる。本発明による組成物は、きわめて完全な溶解を実施することを可能にするので、２０℃／分の温度上昇速度で試験を実施したとき、微小構造内に珪素型の相がほとんど存在せず、微分エピタルピー分析図の５６５〜５８０℃の領域内で、１Ｊ／ｇ未満と、ピーク区域がきわめて小さくなる。

溶解された鋼板はつぎに、一般的に冷水または空気で、焼入れされる。焼入れのすぐ後に、塗装焼付けの際の硬化成績を向上させるための、上述の先行技術に記載のようなプレ焼戻し型の熱処理を続けることができる。

プレ焼戻しは必ずしも等温ではなく、その時間は温度に左右される。それを考慮に入れるために、次式によって等価時間ｔ_eqを定義することができる：

この式において、Ｔ（゜Ｋ）は温度、ｔはプレ焼戻し時間、Ｔ_refは３７３゜Ｋ、すなわち１００℃の基準温度である。既知のごとく、プレ焼戻しは、０．３〜２０時間に含まれる相当時間で５０℃を超える温度で実施しなければならない。等価時間が足りないとき、塗装焼付けでの硬化反応速度は、環境温度での待ち時間とともに低下する。反対に、相当時間が長すぎるとき、機械特性値はプレ焼戻しで上昇しすぎ、また鋼板の形成性は劣化する。６０１６型合金の場合、１〜１０時間の、好適には３〜６時間の相当時間が、よく適している。

鋼板はたいていの場合、多少とも長い時間、この段階で保管されるので、自然な熟成に至り、それが時間の経過とともに弾性限界を増加させる。３週間熟成した後、本発明による鋼板は０．９〜１ｍｍ程度の厚み、上述のＲ．Ｓｈａｈａｎｉらの論文に記載の高強度の成分変化ＤＲ１００とＤＲ１２０とを含む、６０１６の全ての変型より高く、６０２２の強度よりわずかに低い、１３０ＭＰａ程度のＬ方向弾性限界を示す。６箇月熟成した後、６０２２または６１１１合金とは反対に、この弾性限界は１６０ＭＰａ未満、すなわち１５０ＭＰａにとどまる。この特徴は、厚みを減らし弾性限界を上昇させたときに予測がますます困難になり、プレス機器の調節に何度も反復が必要になるような、成形の際の弾性戻りを抑制することを可能にする。鋼板は成形の前に、実現される部品の型打ち鍛造、組立および表面処理に適した、オイルまたは乾燥潤滑剤の潤滑剤で被覆することができる。

本発明による鋼板は、ＬＤＨ₀パラメータ（平面変形の「ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｄｏｍｅ ｈｅｉｇｈｔ」）で測定した成形性が、６１１１および６０２２合金よりも優れ、高強度の６０１６成分変化と同等である。

ＬＤＨパラメータは、厚みが０．５〜２ｍｍの鋼板の型打ち鍛造性の評価に広く用いられている。それは数多くの刊行物の対象となり、とくにＲ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎの「Ｔｈｅ ＬＤＨ ｔｅｓｔ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｓｈｅｅｔ ｍｅｔａｌ ｆｏｒｍａｂｉｂｌｉｔｙ−Ｆｉｎａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ＬＤＨ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｖａｎ Ｄｅｅｐ Ｄｒａｗｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｇｒｏｕｐ」、ＳＡＥ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、Ｄｅｔｒｏｉｔ、１９９３年、ＳＡＥ Ｐａｐｅｒ ９３０８１５号の対象になっている。

ＬＤＨ試験は、自在連節要素によって周縁が係止された円板型打ち鍛造試験である。円板固定圧は、輪金内での滑りを防止するために制御される。寸法が１２０×１６０ｍｍである円板は、平面変形に近い仕方で応力を受ける。ポンチと鋼板の間の潤滑は、プラスチックフィルムとグリース（シェルＨＤＭ２グリース）によって保証される。ポンチ下降速度は、５０ｍｍ／分である。ＬＤＨ値は、破断までのポンチの移動、すなわち型打ち鍛造の限界深さである。±０．２ｍｍの測定に対して、９５％の信頼性間隔を付与して、三回の試験の平均を出す。

本発明による鋼板は、６１１１または６０２２合金製鋼板よりも優れ、先行技術の高強度６０１６合金製鋼板と、同等の嵌込み加工適性を呈する。嵌込みに対するこの適性は、９０度垂れ下げ、４５度予嵌込みおよび平最終嵌込みから成る実験室内の試験で評価される。

本発明による鋼板は、圧延方向に平行な主変形に対するＬＤＨと、圧延方向に垂直な主変形との間の差によって、測定することができる変形異方性もきわめて低いことを示す。この差は１ｍｍ未満、好適には０．６ｍｍである。

車体外被部品は、鋼板内の円板の打ち抜き、この円板の型打ち鍛造、およびプレスでの
型取りによって、一般的に実現される。型打ち鍛造の際に、塗装後の外観に悪影響を与え、とくに圧延方向に対して垂直方向の強い変形の場合に、成形性を低下させるおそれのあるリッジング（英語で「ｒｏｐｉｎｇ」または「ｒｉｄｇｉｎｇ」）の出現を防止しなければならない。この意味で各種の手段が提案された、例えば、出願人の欧州特許第０２５９２３２号明細書に示されたような２７０〜３４０℃の間での熱間圧延出口温度制御がある。塗装後に、目に見える外観の欠陥につながる「摺り目」が、型打ち鍛造の際に出現するのも防止しなければならない。このためには、きめの大きさを好適には５０μｍ未満に維持しなければならず、それは溶解温度と時間の制御によって、また冷間圧延による、典型的には少なくとも３０％の、十分な還元による十分な量のマンガン、あるいはクロム、バナジウムまたはジルコニウムのような、類似の役割を演じるその他の元素が合金の中に存在することによって、得ることができる。ボンネットのような特定の部品については、プレスされた円板の縁は９０度垂れ下がり、裏打ちの成形品を挿入して、その上に予嵌込みを、ついで平仕上嵌込みを実施する。

皮傷はつぎに、手作業による補修が必要な外観の欠陥を生み出すおそれがあるので、型打ち鍛造後の円板の打ち抜きおよび型取り作業の際の、皮傷（「ｓｌｉｖｅｒｓ」）の形成を防止する必要がある。この観点から、打ち抜き装置の設計が重要であり、上述のＤ．Ｄａｎｉｅｌらの論文に勧告が出されている。

型打ち鍛造および場合によっては嵌込み後に、部品はそれぞれ焼付け工程を伴って、一層または複数層の塗装によって覆われる。重要な工程は、電気泳動層の焼付けで、該工程は、一般的に１５０〜２００℃の間に含まれる温度で、１５〜３０分間行われる。電気泳動のないとき、焼付け温度が１７０℃を超えることは滅多にない。塗装の焼付けは、部品の焼戻し処理の役割を果たす。１６５℃で２０分間焼成して、本発明による鋼板で実現した部品の弾性限界は、１８０ＭＰａを、たいていの場合は２００ＭＰａを超える。このようにして、厚みが０．９ｍｍの鋼板から実現した部品で、弾性限界が２５０〜３００ＭＰａ程度、厚みが０．７ｍｍの典型的な車体鋼板から実現した部品のものに相当する力学的圧痕強度が得られるが、６０１６の他の成分変化には当てはまらない。

本発明による鋼板は嵌込み、巻締め、リベット打ち、スポット溶接、レーザー溶接および接着のような車体外被部品の製造に、通常用いられる各種の作業の実現を可能にする。とくに例えば、リン・クロム化合物、あるいはチタン、ジルコニウムまたはシランを主成分とする物質を用いる化学転換あるいは不動態化などの化学処理を、あらかじめ表面に施さずに、とりわけボンネットの製造に用いられる、填め込まれた継手の接着の実現を可能にする。

本発明による鋼板から実現した部品は、塗装後に６１１１のような高銅合金よりも高い、良好な糸状腐食強度を呈する。

経済的な理由から、例えば、フィン、ルーフ、あるいはドアのために、鋼鉄の構造とアルミニウム外被部品とを、同じ車両上で組み合わせることに利益がある。かかる組立の場合、大きな困難は塗装の焼付けの際、とくに一般的に１６０〜２００℃の間で実施される電気泳動の焼付けの際に、二つの金属間の熱膨張の差の管理にある。なぜなら、車両の外観に許容できるレベルでの焼付け後に、残留変形を制限することが不可欠だからである。

部品の幾何および選択した組立方法にかかわらず、本発明による鋼板は、これらの変形を制限することを可能にする。なぜなら、出願人は本発明による合金について、例えば温度１６０℃で１４０ＭＰａを超える、焼成温度での高い弾性限界は、温度を抑えることが好適である焼成後に組立を実現した時、変形レベルに有利な効果があったことを明らかにしたからである。

他の要因も変形を制限することができる、例えば、アルミニウム製のパネルを強固にするためのリブの存在、あるいは組立点の間隔などである。接着などの連続連結による、焼成前の接着剤の少なくとも部分的な重合、あるいは透過レーザー溶接による組立も用いることができる。

表１に組成（重量％）を示したＩ〜Ａの８つの合金を、厚みが５００ｍｍの板に鋳造した：

組成Ａは、従来の６０１６を表し、Ｂは、上述の論文に記載の出願人の成分変化ＤＲ１００の組成に対応し、ＣおよびＤは、６１１１合金に対応し、Ｅは、６０２２合金に対応する。Ｆ、Ｇ、ＨおよびＩは、本発明による組成ＩのＣｕ（Ｆ）と、あるいはＭｎ（ＧとＨ）とにおいて異なるが、類似の組成を有する。

プレートは皮むきし、５７０℃で１０時間均質化し、まず可逆圧延機で、ついでタンデム圧延機で、均質化の熱で直接熱間圧延した。圧延開始温度は５４０℃程度、高温帯巻き取り温度は、３１０℃程度であった。

３ｍｍまで熱間圧延した帯は、つぎに１ｍｍの最終厚みまで冷間圧延される。厚み２．５ｍｍで中間焼鈍、すなわち１０時間で３５０℃まで上昇して２時間待ちゆっくりと冷却する、ロールの「バッチ」焼鈍、あるいは約１分間で４００℃まで上昇しすぐに冷却する、連続炉での「フラッシュ」焼鈍を実施した。帯から採取した標本は、１分未満で５７０℃の温度で溶解し、ついで冷水で焼入れした。工業的プレ焼戻しを模倣するために、焼入れ直後に、油浴内で１００℃で２時間の補足処理を、合金Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、ＨおよびＩの標本に適用した。

それぞれ環境温度で３週間〜６箇月の熟成後、ついで塗装焼成処理を模倣して１６５℃または１８５℃で３０分の焼戻し処理の後、Ｌ方向の弾性限界Ｒ_0.2（ＭＰａ単位）を測定した。主たる変形は、圧延方向にそれぞれ平行および垂直なので、ＬＤＨパラメータを用いて形成性も測定した（ｍｍ単位）。結果を表２に示した：

本発明による標本Ｉは３週間の熟成後に、従来の６０１６（標本Ａ）のそれと同程度、そして６１１１（ＣとＤ）および６０２２（Ｅ）合金の弾性限界よりはるかに低い弾性限界を呈する。６箇月の熟成後、他の合金の標本に対する、標本Ｉの弾性限界の位置は変わらなかった。

ＬＤＨパラメータによって測定した成形性は、一番よい合金、すなわちＤＲ１００の成形性とほぼ同じくらい良い。くわえて圧延方向および、圧延に垂直な方向における、ＬＤＨの測定値はほとんど同一であるが、それは他の標本には必ずしも当てはまらず、そのことが形成における優れた等方性を保証することを可能にする。

逆にプレ焼戻しを実施したとき、塗装焼付け後の標本Ｉの弾性限界は高く、６０１６およびＤＲ１００合金の弾性限界よりはるかに高く、銅含有率が高い合金Ｆの弾性限界と同程度であり、６１１１の二つの成分変化の弾性限界の間に位置し、そのことが製品の圧痕に対する高い強度を保証する。

圧延平行方向と垂直方向における、嵌込みに対する挙動、およびリン酸塩化処理、電気泳動と塗装の後の糸状腐食強度、ならびに型打ち鍛造後の打ち抜き、または型取りの際の、皮傷または糸筋が発生するか、あるいはしないかも、厚みが１ｍｍの鋼板で評価した。

嵌込み試験は、３つの選択肢で実施する：９０℃での縁の垂れ落とし、４５度での予嵌込み、および厚みが０．７ｍｍの裏打ち鋼板上での平嵌込み。嵌込んだ縁は、つぎにＩＢＥＣ９９でのＤ．Ｄａｎｉｅｌらの論文に記載のごとく、目視検査によって分類した。

糸状腐食強度は、塗装して条を付けた寸法１５０×６０×１ｍｍの標本で、ＥＮ３６６５規格に従って評価される。試験手順には、１時間、ＨＣｌ蒸気による腐食の誘発、ついで１０００時間、４０℃の湿室内での曝露が含まれる。場合ごとに３つの試験片の平均を用いて、糸状腐食の最大長さを測定し、次のように分類する：＜２ｍｍ：良 ２〜５ｍｍ：普通 ＞５ｍｍ：不良。打ち抜き試験は、上述のＩＢＥＣ９９でのＤ．Ｄａｎｉｅｌらの論文に記載されている。遊びは、厚みの１０％、打ち抜き角度０度であった。
結果は表３にまとめた：

これら各種の基準に関して、標本Ｉが十分な挙動を呈することがわかり、それによって非の打ち所のない外観を呈する車体部品の実現が可能になる。

表４に示したごとく、成形後および組立前のプレ焼戻しと熱処理とを含む、あるいは含んでいない実施例１のものと類似の製造等級で、表４に示した組成のアルミニウム合金製のパネルを製造した。パネルの寸法は１．６ｍ×０．９ｍである。

それぞれの合金について、折り曲げによって得られ、長方形の短辺に平行なリブをそれぞれ含んでいる、異なる幾何の三つのパネルを試験した。

これらのパネルは、車両の鋼鉄構造上の、アルミニウム合金製外被鋼板の場合をシミュレーションするために、鋼鉄製長方形フレームにリベットで留めた。組立は、長方形の長辺に５０ｍｍピッチで、リベット打ちによって実施される。電気泳動の焼成をシミュレーションすると、１６０℃で２０分の熱処理後、パネルに残留変形が認められた。環境温度および約２０℃／分の昇温速度での１６０℃の焼成温度で、パネルの機械特性値（破断強度Ｒ_mとＭＰａ単位での弾性限界Ｒ_0.2）も測定した。結果を表５に示した。

本発明による合金は、焼成後の残留変形を減らすことを可能にすることがわかる。合金の性能は、焼成温度での弾性限界とよく相関している。最後に、組立前の熱処理とリブの付加は、変形の低減に有利である。

厚みが０．７ｍｍの塗装焼付け後の弾性限界が、２９０ＭＰａの鋼板のそれと比較して、本発明による合金製と、６０１６ ＤＲ１００合金製において、５時間相当時間のプレ焼戻し、および塗装焼付をシミュレーションする、異なる温度での２０分の熱処理とから成る、実施例１の鋼板タイプの製造等級で製作した、厚み１ｍｍの鋼板の動的圧痕強度を評価した。車体の鋼板の弾性限界について、焼付け後の２９０ＭＰａのこの値は、もっとも一般的な最近の欧州車の車体外被に使用されている鋼板の、弾性限界の平均値にほぼ対応する。アルミニウム板についての１ｍｍの厚みは、厚みが０．７ｍｍの鋼板に対して約５０％の伸長を表す。

圧痕試験に用いた装置は、二枚の鋼鉄板の間に固定された鋼板標本上に、約１６ｋｍ／時の速度で１ｍの高さから放された、直径１５ｍｍで、重さが１３８ｇのインジケータを含んでいる。恒久圧痕深さを（ｍｍ単位）測定する。結果を表６に示す。

ここでわかるように、１８５℃の塗装焼付け温度においては、本発明による厚みが１ｍｍの鋼板は、０．７ｍｍの鋼板と同じ圧痕強度を示す。ＤＲ１００合金において、このことは、自動車製造者が通常使用する温度より高い、２０５℃の塗装焼付け温度についてしか当てはまらない。６１１１のようなより強度の高い合金は、市場の要求を超えて圧痕強度を増加させるだろうが、とくに嵌込みの際に成形性が犠牲になる。

Claims (14)

1. １６０ＭＰａ未満のＬ方向弾性限界Ｒ_0.2を、溶解、焼入れ、プレ焼戻しまたは復元、および３週間〜６箇月の間に含まれる環境温度での熟成の後に呈する、下記の組成（重量％）の、厚みが０．８〜１．２ｍｍの間に含まれる、車体の外被部品のための鋼板：
   Ｆｅ：０．２５〜０．４０、好適には：０．２５〜０．３５
   Ｓｉ：０．９０〜１．２０、好適には：０．９５〜１．１０
   Ｃｕ：０．１０〜０．２５、好適には：０．１５〜０．２０
   Ｍｇ：０．３５〜０．５０、好適には：０．４０〜０．５０
   Ｍｎ：０．０５〜０．２０、好適には：０．０８〜０．１５
   他の元素：それぞれ＜０．０５、合計＜０．１５、残りはアルミニウム。
2. １５０ＭＰａ未満のＬ方向弾性限界Ｒ_0.2を、溶解、焼入れ、プレ焼戻しまたは復元、および３週間〜６箇月の間に含まれる環境温度での熟成の後に呈する、請求項１に記載の鋼板。
3. ２０℃／分の温度上昇速度で試験を実施したとき、微分エピタルピー分析図の５６５〜５８０℃の領域内で、ピーク区域が１Ｊ／ｇ未満になるように、溶解が行われることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の鋼板。
4. Ｔおよびｔは、プレ焼戻しの゜Ｋで表した温度および時間であり、Ｔ_ref＝３７３゜Ｋである関係式：
   

   

   によって定義された等価時間ｔ_eqが、１〜１０時間に含まれるような温度と時間で実施されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の鋼板。
5. ｔ_eqが３時間〜６時間に含まれることを特徴とする、請求項４に記載の鋼板。
6. １ｍｍ未満の圧延方向と垂直方向との間の、成形性の異方性ＬＤＨ₀を呈する、請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載の鋼板。
7. ０．６ｍｍ未満の圧延方向と垂直方向との間の、成形性の異方性ＬＤＨ₀を呈する、請
   求項６に記載の鋼板。
8. １６０℃で測定した弾性限界が１４０ＭＰaを超えることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の鋼板。
9. きめの寸法が＜５０μｍである、請求項１〜請求項８のいずれか一つに記載の鋼板。
10. テクスチャード加工の表面を呈する、請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の鋼板。
11. 乾燥潤滑剤で被覆された請求項１〜請求項１０のいずれか一つに記載の鋼板。
12. 溶解、焼入れ、熟成、型打ちおよび塗装焼付けによる焼戻しの状態で弾性限界Ｒ_0.2（ＬまたはＴＬ方向）＞１８０ＭＰａを示す、請求項１〜請求項１１のいずれか一つに記載の鋼板から実現した車体外被部品。
13. 溶解、焼入れ、熟成、および塗装焼付けによる焼戻しの状態で弾性限界Ｒ_0.2（ＬまたはＴＬ方向）＞２００ＭＰａを示す、請求項１２に記載の車体外被部品。
14. 塗装焼付け処理前に鋼鉄構造上に組み立てられることを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれか一つに記載の鋼板から実現した車体外被部品。