JP2006097104A - 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 - Google Patents
塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006097104A JP2006097104A JP2004286204A JP2004286204A JP2006097104A JP 2006097104 A JP2006097104 A JP 2006097104A JP 2004286204 A JP2004286204 A JP 2004286204A JP 2004286204 A JP2004286204 A JP 2004286204A JP 2006097104 A JP2006097104 A JP 2006097104A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- extrusion
- mpa
- less
- extruded material
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
【課題】 塗装焼付けに相当する熱履歴で自動車等の構造部材に適用可能な耐力を確保することができる塗装焼付け硬化性に優れたアルミニウム押出形材を提供する.
【解決手段】 質量%でマグネシウムを0.3〜0.7%、シリコンを0.7%〜1.5%、銅を0.35%以下、鉄を0.35%以下、チタンを0.005〜0.1%含有し、さらに、マンガンを0.05〜0.30%、クロムを0.10%以下、ジルコニウムを0.10%以下とし、これらマンガン、クロム、及びジルコニウムから選択される遷移元素の1種以上を合計で0.05〜0.40%含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物であることを特徴とする6000系アルミニウム押出材。
【選択図】 図1
【解決手段】 質量%でマグネシウムを0.3〜0.7%、シリコンを0.7%〜1.5%、銅を0.35%以下、鉄を0.35%以下、チタンを0.005〜0.1%含有し、さらに、マンガンを0.05〜0.30%、クロムを0.10%以下、ジルコニウムを0.10%以下とし、これらマンガン、クロム、及びジルコニウムから選択される遷移元素の1種以上を合計で0.05〜0.40%含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物であることを特徴とする6000系アルミニウム押出材。
【選択図】 図1
Description
本発明は、アルミニウム押出形材が塗装焼付けに相当する熱履歴を受けたとき、調質処理後と同じように耐力を向上することができる塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム(Al−Mg−Si合金)押出材に関する。本発明は、自動車など車両用構造部材、例えば、サイドシル、サイドメンバ、クロスメンバ、ドアフレームなどのフレーム構造材など塗装焼付けに相当する熱履歴を受ける部材に適用することができる。
近年、地球環境保護の観点から、自動車等の構造部材においてアルミニウム合金が注目されている。しかしながら、アルミニウムはスチールに対し単位重量当りの価格が高く、重量は低減できるが部品コストが高くなる傾向にある。従って、アルミニウム合金を自動車等の構造部材に適用する場合には、素材であるアルミニウム押出材の価格を低減する必要がある。
自動車等構造部材の製造工程によっては、アルミニウム押出工程である押出成形→引張矯正→切断の後に、自動車等の構造部材によっては曲げ加工など2次加工を経て、調質処理→塗装→塗装焼付けにより製造される。これら自動車等の構造部材を製造する工程内で、アルミニウム押出材は調質処理及び塗装焼付けと2度の熱履歴を受ける。また、2次加工形状で調質処理を行なうと積載効率が悪く、製品の価格が高くなる。そこで、できるだけ調質処理を廃止するか、2次加工形状における調質処理を廃止し、塗装焼付けの熱履歴を利用してアルミニウム押出材の耐力を上昇する工程が好ましい。
また、自動車等の構造部材は、2次加工時には耐力が低く、サイドシル、サイドメンバ、クロスメンバ、ドアフレームなどのフレーム構造材などによって使用するときに適用可能な耐力を確保していることが好ましい。
また、Al−Mg−Si合金である6000系アルミニウム合金において、化学量論組成で表されるMg2Si含有量と過剰Mg含有量(又は、過剰Si含有量)が合わせて0.6wt%以上であると、自然時効してしまうことで押出直後よりも耐力が上昇するとともに、室温で放置しない場合に比べて時効処理後の耐力が減少する、いわゆる「負の効果」が発生する。塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材は室温に放置しても、耐力が上昇することなく、且つ、塗装焼付けに相当する塾履歴を受けた後に効率的に性能を発揮することが好ましい。
アルミニウム合金板を適用する場合においては、塗装焼付けの熱履歴を利用する塗装焼付け硬化性を向上するために種々の方法が提案されている。これらの方法の一つとして、下記特許文献1には、合金成分を調整し、BeやBを添加する方法、下記特許文献2には、溶体化処理後の冷却速度を制御する方法が開示されている。
また、下記特許文献3には、アルミニウム押出形材を適用する場合において、押出後に引張矯正、2次加工などにより加工歪みを加えて時効促進する方法が開示されている。
さらに、下記特許文献4には、曲げ加工性に優れ、塗装焼付け硬化性を有するアルミニウム合金押出形材を得ることを目的として、質量%で、Mg:0.3〜1.3%、Si:0.2〜1.2%、Sn:0.01〜0.3%を含有し、残部はAlおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金の鋳塊を400〜550℃で予熱して熱間押出成形を行ってから50℃/分以上の冷却速度で50℃以下の温度まで冷却し、押出成形後24時間以内に50〜140℃の範囲の温度で、合金の耐力が120N/mm2以下になる範囲内で0.5〜50時間保持する安定化処理を行う方法が開示されている。
ところで、塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材は自動車等の構造部材として適用する場合、衝突時における車両保護の観点から耐力が180MP、以上であることが好ましい。
また、上記の従来技術は、BeやBなど合金成分を調整するもの(特許文献1)は、成分管理が複雑になるし、冷却速度を制御するもの(特許文献2)は、工程が煩雑になり厚肉の押出形材に適用するには、コスト上昇につながるものであった。これらの従来技術は板厚が1mm程度のアルミニウム圧延板に関するものであるため、そのままアルミニウム押出形材に適用しても、塗装焼付け硬化性が充分に発揮されない恐れがあった。また、押出後に加工歪みを加えるもの(特許文献3)は、引張矯正の工程管理が難しく、また、加工硬化により耐力が上昇するために2次加工しづらくなる。さらに、引張矯正しない場合には2次加工する必要があり、いずれも自動車などの構造材に適用する場合によっては適用を制限してしまい、適用できない部位があった。更に、特許文献4の方法では、押出成形後24hr以内に安定化処理を行わなければならなかった。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、塗装焼付けに相当する熱履歴(150〜200℃×0.3〜0.5hr程度)で自動車等の構造部材に適用可能な耐力を確保することができる塗装焼付け硬化性に優れたアルミニウム押出形材を提供することを技術課題とする。
本発明者らは、特定組成の6000系アルミニウム合金(Al−Mg−Si合金)を押出成形後、直ちに特定温度で特定時間保持し、その後、塗装及び塗装焼付けに相当する熱履歴を受けたアルミニウム押出材が上記課題を解決するものであること見出し、本発明に到達した。
即ち、第1に、本発明は6000系アルミニウム押出材の発明であり、質量%で、強度確保のためにマグネシウムを0.3〜0.7%、及びシリコンを0.7%〜1.5%、伸び確保のために銅を0.35%以下、耐力確保のために鉄を0.35%以下、結晶微細化のためチタンを0.005〜0.1%含有し、さらに、押出時の組織安定のためマンガンを0.05〜0.30%、クロムを0.10%以下、及びジルコニウムを0.10%以下とし、これらマンガン、クロム、及びジルコニウムから選択される遷移元素の1種以上を合計で0.05〜0.40%含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物である。本発明のアルミニウム押出形材は、塗装焼付けに相当する熱履歴を受けたとき、調質処理後と同じように耐力を向上することができる塗装焼付け硬化性に優れたアルミニウム押出材である。
本発明の6000系アルミニウム押出材は、押出成形後直ちに90±50℃で1〜24hr保持されたものであることが好ましい。又、本発明の6000系アルミニウム押出材は、塗装焼付けに相当する熱履歴で耐力が60MPa以上上昇し、その後の耐力が180MPa以上に設定されていることが好ましい。
第2に、本発明は6000系アルミニウム押出材の製造方法の発明であり、質量%でマグネシウムを0.3〜0.7%、シリコンを0.7%〜1.5%、銅を0.35%以下、鉄を0.35%以下、チタンを0.005〜0.1%含有し、さらに、マンガンを0.05〜0.30%、クロムを0.10%以下、ジルコニウムを0.10%以下とし、これらマンガン、クロム、及びジルコニウムから選択される遷移元素の1種以上を合計で0.05〜0.40%含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物よりなるアルミニウム合金の鋳塊を押出成形する。
本発明の6000系アルミニウム押出材の製造方法においては、押出成形後直ちに90±50℃で1〜24hr保持することが好ましい。
こうして製造された本発明の6000系アルミニウム押出材は、塗装焼付けに相当する熱履歴で耐力が60MPa以上上昇し、その後の耐力が180MPa以上に設定されていることが好ましい。
本発明によれば、6000系アルミニウム押出形材について、塗装焼付けの熱履歴で十分な耐力を満足することができる塗装焼付け硬化性に優れたアルミニウム押出形材及びその製造方法を提供することができる。
図1に、従来及び本発明のアルミニウム押出形材を用いた自動車部材の製造工程をドアフレームを例にして対比・説明する。
図1(a)は、従来の分割ドアフレームの製造工程を示す。アルミニウム部材からなるビレット(BLT)は押出工程である押出成形→引張矯正→切断の後に、ストレッチベンダー曲げ等の曲げ加工の後、他のアルミニウム部材との溶接等の2次加工を経て、例えばT5(200℃×3hr)の調質処理を行う。その後、塗装工程を経て170℃×0.3hr程度の塗装焼付けにより製造される。
図1(b)は、従来の一体ドアフレームの製造工程を示す。アルミニウム部材からなるビレット(BLT)は押出工程である押出成形→引張矯正→切断の後に、ストレッチベンダー曲げ等の曲げ加工等の2次加工を経て、例えばT5(200℃×3hr)の調質処理を行う。その後、塗装工程を経て170℃×0.3hr程度の塗装焼付けにより製造される。
これら従来のドアフレームの製造工程内では、アルミニウム押出材は調質処理及び塗装焼付けと2度の熱履歴を受けることになる。また、2次加工形状で調質処理を行なうと積載効率が悪く、製品の価格が高くなる。
これに対して、図1(c)は、本発明の一体ドアフレームの製造工程を示す。アルミニウム部材からなるビレット(BLT)は押出工程である押出成形→引張矯正→切断の後に、ストレッチベンダー曲げ等の曲げ加工等の2次加工を行う。その後、調質処理なしに、塗装工程を経て170℃×0.3hr程度の塗装焼付けにより製造される。このように、本発明では、調質処理を廃止し、塗装焼付けの1回のみの熱履歴を利用してアルミニウム押出材の耐力を上昇する。
調質処理に対して塗装焼付けの熱履歴は170℃×0.3hr程度であり、通常の調質処理(200℃×3hr程度)に対して時効温度が低く、且つ、保持時間が短い。構造部材として適用可能な耐力を確保するため、塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材は時効温度が低く、且つ、保持時間が短い場合においても、時効処理で析出するMg2Si析出物の密度は調質処理と同程度であることが好ましい。このMg2Si析出物は6000系アルミニウム合金において耐力を向上させることができる。そのため本発明ではマグネシウム、シリコンを含有しているが、マグネシウム、シリコンは多く含有すると押出成形性を大きく阻害するので上限を設けている。また、銅は耐力及び伸びを向上させるが、多く含有すると押出成形性を阻害し、耐食性を阻害する。さらに、鉄は鋳造時に晶出物、高温加熱時に粗大な析出物を析出し、時効処理において析出するMg2Si析出物の密度を減少させるため、時効処理における耐力上昇を阻害する。
本発明は、6000系アルミニウム合金の押出成形性を阻害せずに塗装焼付け硬化性を効率的に発揮できる合金成分範囲及び、塗装焼付けに相当する熱履歴を受けた後に、耐力が60MPa以上上昇し、衝突時における車両保護の観点から耐力を180MPa以上に確保できる塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材及びその製造方法を定めたものである。
以下に本発明に係る塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材の各合金成分及び製造方法について説明する。
[マグネシウム、シリコン]
マグネシウムとシリコンは押出後冷却することによりアルミニウムの過飽和固溶体を形成し、その後の時効処理においてMg2Si析出物を形成し、合金強度を向上する。マグネシウムは塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材として必要な耐力を確保するため、マグネシウムは0.3%以上含有することが好ましい。しかしながら、マグネシウムは多く含有すると押出成形時の変形抵抗が大きく増大するため、マグネシウムは0.7%以下であることが好ましい。従って、マグネシウムは0.3〜0.7%とする。より望ましくは0.4%〜0.6%とする。
マグネシウムとシリコンは押出後冷却することによりアルミニウムの過飽和固溶体を形成し、その後の時効処理においてMg2Si析出物を形成し、合金強度を向上する。マグネシウムは塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材として必要な耐力を確保するため、マグネシウムは0.3%以上含有することが好ましい。しかしながら、マグネシウムは多く含有すると押出成形時の変形抵抗が大きく増大するため、マグネシウムは0.7%以下であることが好ましい。従って、マグネシウムは0.3〜0.7%とする。より望ましくは0.4%〜0.6%とする。
シリコンはマグネシウムに対して多く含有しても押出生産性を阻害しにくい。また、シリコンは塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材として必要な耐力を確保するため、シリコンは0.7%以上含有することが好ましい。しかしながら、シリコンは1.5%を超えると、押出後冷却することによりアルミニウムに固溶しにくくなり、且つ、これ以上多く含有してもマグネシウムと同様に押出生産性を阻害する傾向にあることを考慮し、シリコンは1.5%以下であることが好ましい。従って、シリコンは0.7〜1.5%とする。より望ましくは、0.8%〜1.3%とする。
[銅]
銅は強度及び伸びを確保のためには含有されていることが好ましいが、過剰であると耐食性が低下する。また、押出時における変形抵抗が増加し、生産性を阻害する傾向がある。これを考慮し、銅は0.35%以下とする。
銅は強度及び伸びを確保のためには含有されていることが好ましいが、過剰であると耐食性が低下する。また、押出時における変形抵抗が増加し、生産性を阻害する傾向がある。これを考慮し、銅は0.35%以下とする。
[鉄]
鉄は鋳造時に金属間化合物を多く晶出し、合金強度が低下する。この金属間化合物は粗大であり、その後の時効処理で耐力を向上させるMg2Si析出物を構成しているシリコンを取りこむために析出物の密度は小さくなる。また、過剰であると耐食性が低下する。これを考慮し、鉄は0.35%以下とする。
鉄は鋳造時に金属間化合物を多く晶出し、合金強度が低下する。この金属間化合物は粗大であり、その後の時効処理で耐力を向上させるMg2Si析出物を構成しているシリコンを取りこむために析出物の密度は小さくなる。また、過剰であると耐食性が低下する。これを考慮し、鉄は0.35%以下とする。
[マンガン、クロム、ジルコニウム]
マンガン、クロム、ジルコニウムは押出時の再結晶を抑制し、繊維状組織を安定化する効果がある。しかしながら、クロム、ジルコニウムは焼入れ感受性を大きく阻害し、自動車等の構造材を形成するアルミニウム押出形材によっては押出後のファン空冷で過飽和固溶体を形成しづらくなり、その後の時効処理で耐力を向上させるMg2Si析出物の密度が小さくなる。また、ジルコニウムは鋳造時にチタンと金属間化合物を形成し、チタンの結晶微細化する効果を減少させるとともに、鋳造時に割れが発生する原因となる。
マンガン、クロム、ジルコニウムは押出時の再結晶を抑制し、繊維状組織を安定化する効果がある。しかしながら、クロム、ジルコニウムは焼入れ感受性を大きく阻害し、自動車等の構造材を形成するアルミニウム押出形材によっては押出後のファン空冷で過飽和固溶体を形成しづらくなり、その後の時効処理で耐力を向上させるMg2Si析出物の密度が小さくなる。また、ジルコニウムは鋳造時にチタンと金属間化合物を形成し、チタンの結晶微細化する効果を減少させるとともに、鋳造時に割れが発生する原因となる。
マンガンは比較的焼入れ感受性を阻害しにくく、再結晶を抑制しやすい。再結晶を抑制する効果を得るためには0.05%以上含有する必要がある。しかしながら、0.30%以上添加すると、クロム、ジルコニウムと同様に焼入れ感受性を阻害し、自動車等の構造材を形成するアルミニウム押出形材によっては、押出後のファン空冷で過飽和固溶体を形成しづらくなり、その後の時効処理で耐力を向上させるMg2Si析出物の密度が小さくなる。
これを考慮し、マンガンを0.05〜0.30%、クロムを0.10%以下、ジルコニウムを0.10%以下で含有し、これらマンガン、クロム、及びジルコニウムから選択される遷移元素の1種以上を合計で0.05〜0.40%とする。
[チタン]
チタンは鋳造時に結晶を微細化させるが、過剰に添加しても添加効果が飽和する。これを考慮し、チタンは0.005〜0.10%とすることができる。より望ましくは0.005〜0.05%とすることができ、さらに望ましくは0.005〜0.03%とする。
チタンは鋳造時に結晶を微細化させるが、過剰に添加しても添加効果が飽和する。これを考慮し、チタンは0.005〜0.10%とすることができる。より望ましくは0.005〜0.05%とすることができ、さらに望ましくは0.005〜0.03%とする。
[不可避不純物]
不可避不純物はアルミニウム合金を鋳造する際の地金、添加元素の中間合金など様々な経路で混入する。混入する元素は様々であるが、単体で0.05%以下、総量で0.15%以下であれば合金特性にほとんど影響を及ぼさない。これを考慮し、不可避不純物は単体で0.05%以下、総量で0.15%以下とする。
不可避不純物はアルミニウム合金を鋳造する際の地金、添加元素の中間合金など様々な経路で混入する。混入する元素は様々であるが、単体で0.05%以下、総量で0.15%以下であれば合金特性にほとんど影響を及ぼさない。これを考慮し、不可避不純物は単体で0.05%以下、総量で0.15%以下とする。
[製造方法]
塗装焼付け硬化性アルミニウム押出材は、製造工程において押出成形→90±50℃×1〜24hr保持後に塗装及び塗装焼付けに相当した熱履歴を受けたアルミニウム押出形材である。押出成形後の90±50℃×1〜24hr保持により、その後の塗装焼付けに相当する熱履歴で形成するMg2Si析出物の核(いわゆるGPzone)を生成する。このGPzoneは低温に保持することでより多く生成することができるが、50℃より低い温度で保持すると、生成するのに24hr以上の保持時間が必要であり、生産効率が悪くなるため、塗装焼付け硬化性アルミニウム押出材として50℃以上に保持することが望ましい。また、120℃より高い温度で保持すると、Mg2Si析出物が成長してしまい、耐力が上昇するために、その後2次加工する場合には、加工性を阻害する傾向にあり、120℃以下に保持することが望ましい。これを考慮し、押出成形後に90±50℃×1〜24hrとし、さらに望ましくは70±10℃×1〜12hrとすることができる。この90±50℃×1〜24hr保持工程は、押出成形後に空冷し、雰囲気炉内にて保持しても良いし、ウォータバスやオイルバスで保持しても良い、また、押出成形後の放冷を制御し、断熱して保持しても良い。
塗装焼付け硬化性アルミニウム押出材は、製造工程において押出成形→90±50℃×1〜24hr保持後に塗装及び塗装焼付けに相当した熱履歴を受けたアルミニウム押出形材である。押出成形後の90±50℃×1〜24hr保持により、その後の塗装焼付けに相当する熱履歴で形成するMg2Si析出物の核(いわゆるGPzone)を生成する。このGPzoneは低温に保持することでより多く生成することができるが、50℃より低い温度で保持すると、生成するのに24hr以上の保持時間が必要であり、生産効率が悪くなるため、塗装焼付け硬化性アルミニウム押出材として50℃以上に保持することが望ましい。また、120℃より高い温度で保持すると、Mg2Si析出物が成長してしまい、耐力が上昇するために、その後2次加工する場合には、加工性を阻害する傾向にあり、120℃以下に保持することが望ましい。これを考慮し、押出成形後に90±50℃×1〜24hrとし、さらに望ましくは70±10℃×1〜12hrとすることができる。この90±50℃×1〜24hr保持工程は、押出成形後に空冷し、雰囲気炉内にて保持しても良いし、ウォータバスやオイルバスで保持しても良い、また、押出成形後の放冷を制御し、断熱して保持しても良い。
さらに、90±50℃×1〜24hr保持工程は、通常しない場合において押出成形後に室温に放置することで徐々にGPzoneが生成するために強度が上昇してしまう自然時効が生じるが、90±50℃×1〜24hr保持していることにより、すでにGPzoneが生成しているため、その後の自然時効抑制にも効果がある。
本発明に係る塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材は、中実又は中空部をもつ形材として好適であり、角筒形状でも良く、円筒形状、異形形状でも良い。その横断面形状としては、図2のような自動車のフレーム構造材を例示することができる。
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
まず、表1の試験例No.1〜3に示す6000系のアルミニウム合金の組成になるように成分調整した原料を溶解し、押出サイズに適した円筒状の鋳塊(直径204mm×長さ700mm)を溶製した。尚、表1に示す合金成分は分析値で「0.00%」は有効数字を考慮している。その後、鋳塊を560℃×4hrで均質化処理を行った。次に均質化処理した鋳塊(ビレット)を押出成形型にて、押出温度(ビレット加熱温度)500℃、押出速度10m/minで押出成形し、図2に示すフレーム構造材の横断面に相当するアルミニウム押出形材を形成した。
その後、アルミニウム押出材を表2に示す所定の温度・時間で保持し、1週間室温に放置して図3に示す塗装焼付けに相当する熱履歴(B.H.処理)を加えた。通常の調質処理に相当する熱処理は実施していない。
これらの塗装焼付け硬化性アルミニウム押出形材について、引張試験により耐力、強度、破断伸びを調べて評価した。引張特性は、平板状試験片を塗装焼付け硬化性押出形材から採取し、JIS規格に準拠した引張試験機でJIS−Z2241に基づいて求めた。判定基準は耐力が衝突時における車両保護の観点から180MPa以上を「○」とし、180〜150MPaは断面設計によっては適用可能なため「△」とし、150MPa未満を「×」とした。さらに、2次加工する場合を考慮して、塗装焼付けに相当する熱履歴の前後における耐力の差が60MPa以上を「○」とし、60MPa未満を「×」として、総合判定を行なった。表3に評価結果を示す。
[評価]
本発明の実施例に相当する試験例No.1は、Siを1.20%、Cuを0.15%、Mgを0.50%、Mnを0.08%含有するアルミニウム押出形材である。押出後70℃×12hr処理が未処理のもの(No.1−1)と施したもの(No.1−2)について、B.H.処理前後の耐力を比較した。さらに、押出後70℃×12hr保持したものに対して2%の引張歪みを導入しないもの(No.1−2)と、導入したもの(No.1−3)についてB.H.処理後の耐力を比較した。その結果、試験例No.1に係るアルミニウム押出形材から、平板状試験片を採取して引張試験した結果、B.H.処理後の耐力は、それぞれ180MPa、219MPa、266MPaであり、評価は「○」であった。しかし、B.H.処理による耐力上昇は押出後70℃×12hr処理が未処理のものは55MPaと小さく、判定は「×」であった。押出後70℃×12hr処理を施したものは、2%の引張歪みを導入する、しないに関わらずB.H.による耐力上昇がそれぞれ65MPa、115MPaであり、判定は「○」であった。従って、実施例に相当する試験例No.1の総合判定は押出後70℃×12hr処理しないもの(No.1−1)は「×」、押出後70℃×12hr処理したもの(No.1−2及びNo.1−3)は2%の引張歪みを導入する、しないに関わらず、ともに「○」とした。
本発明の実施例に相当する試験例No.1は、Siを1.20%、Cuを0.15%、Mgを0.50%、Mnを0.08%含有するアルミニウム押出形材である。押出後70℃×12hr処理が未処理のもの(No.1−1)と施したもの(No.1−2)について、B.H.処理前後の耐力を比較した。さらに、押出後70℃×12hr保持したものに対して2%の引張歪みを導入しないもの(No.1−2)と、導入したもの(No.1−3)についてB.H.処理後の耐力を比較した。その結果、試験例No.1に係るアルミニウム押出形材から、平板状試験片を採取して引張試験した結果、B.H.処理後の耐力は、それぞれ180MPa、219MPa、266MPaであり、評価は「○」であった。しかし、B.H.処理による耐力上昇は押出後70℃×12hr処理が未処理のものは55MPaと小さく、判定は「×」であった。押出後70℃×12hr処理を施したものは、2%の引張歪みを導入する、しないに関わらずB.H.による耐力上昇がそれぞれ65MPa、115MPaであり、判定は「○」であった。従って、実施例に相当する試験例No.1の総合判定は押出後70℃×12hr処理しないもの(No.1−1)は「×」、押出後70℃×12hr処理したもの(No.1−2及びNo.1−3)は2%の引張歪みを導入する、しないに関わらず、ともに「○」とした。
実施例に相当する試験例No.2は、Siを1.10%、Cuを0.20%、Mgを0.59%、Mnが0.08%含有するアルミニウム押出形材である。押出後70℃×12hr処理が未処理のもの(No.2−1)と施したもの(No.2−2)、及び、押出後70℃×12hr処理した後に2%の引張歪みを導入しないもの(No.2−2)と導入したもの(No.2−3)についてB.H.処理を比較すると、それぞれ179MPa、183MPa、211MPaであり、70℃×12hr処理を施さない場合、2%の引張歪みを導入しても耐力が180MPa以上でなく、評価は「△」であった。70℃×12hr処理を施した場合は、2%の引張歪みを導入する、しないに関わらず耐力が180MPa以上であり評価は「○」であった。また、B.H.処理による耐力上昇は押出後70℃×12hr処理が未処理のものは58MPaと小さく、判定は「×」であった。押出後70℃×12hr処理を施したものは、B.H.による耐力上昇がそれぞれ64MPa、92MPaであり、判定は「○」であった。従って、実施例に相当する試験例No.2の総合判定は押出後70℃×12hr処理しないもの(No.2−1)は「×」、押出後70℃×12hr処理したもの(No.2−2及びNo2−3)は2%の引張歪みを導入する、しないに関わらず、ともに「○」とした。
実施例に相当する試験例No.3は、Siを0.90%、Cuを0.20%、Mgを0.40%、Mnを0.08%含有するアルミニウム押出形材である。押出後70℃×12hr処理が未処理のもの(No.3−1)と施したもの(No.3−2)、及び、押出後70℃×12hr処理した後に2%の引張歪みを導入しないもの(No.3−2)と導入したもの(No.3−3)についてB.H.処理を比較すると、それぞれ151MPa、150MPa、182MPaであり、70℃×12hr処理を施さない場合、2%の引張歪みを導入しても耐力が180MPa以上でなく、また、70℃×12hr処理を施した場合でも、2%の引張歪みを導入しない場合において評価は「△」であった。70℃×12hr処理を施した場合は、2%の引張歪みを導入すると耐力が180MPa以上であり評価は「○」であった。また、B.H.処理による耐力上昇は押出後70℃×12hr処理が未処理のものは46MPaと小さく、判定は「×」であった。押出後70℃×12hr処理を施したものは、B.H.による耐力上昇がそれぞれ60MPa、92MPaであり、判定は「○」であった。従って、実施例に相当する試験例No.3の総合判定は押出後70℃×12hr処理しないもの(No.3−1)は「×」、押出後70℃×12hr処理したもので2%の歪みを導入しないものは「△」、2%の歪みを導入したものは「○」とした。
実施例に相当する試験例No.3において、押出後70℃×12hr処理し、2%の歪みを導入しないもの(No.3−2)は自動車等の構造部材によっては、断面形状の見直しなどにより適用することができる。
比較例に相当する試験例No.4は、Siを0.69%、Cuを0.20%、Mnを0.20%、Mgを0.60%、Crを0.02%、含有するアルミニウム押出形材である。Siの含有量は本発明の範囲を外れている。この材料を70℃×12hr処理を行なわずにB.H.処理すると耐力は105MPa、B.H.による耐力上昇は10MPaでともに評価は「×」であった。この材料は通常の調質処理を施すと耐力は197MPaであり、自動車等の構造部材によっては適用可能であるが、塗装焼付け硬化性に乏しく、コストが高くなる恐れがある。
比較例に相当する試験例No.5は、Siを0.44%、Mgを0.49%含有するアルミニウム押出形材である。Siの含有量は本発明の範囲を外れている。この材料を70℃×12hr処理を行なわずにB.H.処理すると耐力は85MPa、B.H.による耐力上昇は14MPaでともに評価は「×」であった。この材料は通常の調質処理を施すと耐力は233MPaであり、自動車等の構造部材によっては適用可能であるが、塗装焼付け硬化性に乏しく、コストが高くなる恐れがある。
さらに、表4に70℃×12hrしないときに室温放置(1週間)した機械的性質の変化と70℃×12hr処理したときに室温放置した機械的性質の変化を比較した。
実施例に相当する試験例No.1〜3において70℃×12hr処理しないときには、室温放置により耐力が10〜11MPa上昇した。しかし、70℃×12hr処理したときには0〜2MPaと殆ど上昇していない。比較例に相当する試験例No.4及び5は70℃×12hr処理しておらず、いずれも室温放置により、耐力が8〜11MPa上昇した。
室温放置による耐力上昇は自然時効していると考えられ、その後のB.H.処理において、いわゆる「負の効果」により性能を効率的に発揮することができないと考えることができる。
本発明によれば、塗装焼付けに相当する熱履歴で自動車等の構造部材に適用可能な耐力を確保することができる塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出形材を提供することが出来る。本発明のアルミニウム押出形材は、自動車など車両用構造部材、例えば、サイドシル、サイドメンバ、クロスメンバ、ドアフレームなどのフレーム構造材など塗装焼付けに相当する熱履歴を受ける部材に適用することができる。
Claims (6)
- 質量%でマグネシウムを0.3〜0.7%、シリコンを0.7%〜1.5%、銅を0.35%以下、鉄を0.35%以下、チタンを0.005〜0.1%含有し、さらに、マンガンを0.05〜0.30%、クロムを0.10%以下、ジルコニウムを0.10%以下とし、これらマンガン、クロム、及びジルコニウムから選択される遷移元素の1種以上を合計で0.05〜0.40%含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物であることを特徴とする6000系アルミニウム押出材。
- 押出成形後直ちに90±50℃で1〜24hr保持されたことを特徴とする請求項1に記載の6000系アルミニウム押出材。
- 塗装焼付けに相当する熱履歴で耐力が60MPa以上上昇し、その後の耐力が180MPa以上に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の6000系アルミニウム押出材。
- 質量%でマグネシウムが0.3〜0.7%、シリコンが0.7%〜1.5%、銅が0.35%以下、鉄が0.35%以下、チタンが0.005〜0.1%含有し、さらに、マンガンを0.05〜0.30%、クロムを0.10%以下、ジルコニウムを0.10%以下とし、これらマンガン、クロム、及びジルコニウムから選択される遷移元素の1種以上を合計で0.05〜0.40%含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物よりなるアルミニウム合金の鋳塊を押出成形することを特徴とする6000系アルミニウム押出材の製造方法。
- 前記押出成形後直ちに90±50℃で1〜24hr保持することを特徴とする請求項4に記載の6000系アルミニウム押出材の製造方法。
- 押出成形して形成されたアルミニウム押出材が、塗装焼付けに相当する熱履歴で耐力が60MPa以上上昇し、その後の耐力が180MPa以上に設定されていることを特徴とする請求項5に記載のアルミニウム押出材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004286204A JP2006097104A (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004286204A JP2006097104A (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006097104A true JP2006097104A (ja) | 2006-04-13 |
Family
ID=36237189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004286204A Pending JP2006097104A (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006097104A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007270218A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Toyota Motor Corp | 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 |
JP2012201923A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Lixil Corp | アルミ押出形材及びその押出成形方法 |
WO2015129304A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | アイシン軽金属株式会社 | 成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
CN112626385A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-04-09 | 佛山科学技术学院 | 一种高塑性快速时效响应的铝合金及其制备方法和应用 |
CN114769345A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-22 | 广东金协成铝业有限公司 | 高强度6008合金挤压型材制造方法及挤压型材 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59215453A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-05 | Furukawa Alum Co Ltd | 溶接性にすぐれたAl−Mg−Si系合金押出材 |
JPH08269652A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-15 | Nippon Steel Corp | 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出型材の製造方法 |
JPH10245650A (ja) * | 1997-03-03 | 1998-09-14 | Kobe Steel Ltd | 溶接用Al−Mg−Si系合金 |
JP2002003974A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-09 | Kobe Steel Ltd | 衝撃エネルギー吸収性に優れるAl−Mg−Si系アルミニウム合金押出形材 |
JP2003221636A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-08-08 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 耐衝撃破壊性に優れたAl−Mg−Si系アルミニウム合金押出形材 |
-
2004
- 2004-09-30 JP JP2004286204A patent/JP2006097104A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59215453A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-05 | Furukawa Alum Co Ltd | 溶接性にすぐれたAl−Mg−Si系合金押出材 |
JPH08269652A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-15 | Nippon Steel Corp | 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出型材の製造方法 |
JPH10245650A (ja) * | 1997-03-03 | 1998-09-14 | Kobe Steel Ltd | 溶接用Al−Mg−Si系合金 |
JP2002003974A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-09 | Kobe Steel Ltd | 衝撃エネルギー吸収性に優れるAl−Mg−Si系アルミニウム合金押出形材 |
JP2003221636A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-08-08 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 耐衝撃破壊性に優れたAl−Mg−Si系アルミニウム合金押出形材 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007270218A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Toyota Motor Corp | 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 |
JP2012201923A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Lixil Corp | アルミ押出形材及びその押出成形方法 |
WO2015129304A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | アイシン軽金属株式会社 | 成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
JPWO2015129304A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2017-03-30 | アイシン軽金属株式会社 | 成形性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
CN112626385A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-04-09 | 佛山科学技术学院 | 一种高塑性快速时效响应的铝合金及其制备方法和应用 |
CN112626385B (zh) * | 2020-11-04 | 2022-08-16 | 佛山科学技术学院 | 一种高塑性快速时效响应的铝合金及其制备方法和应用 |
CN114769345A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-22 | 广东金协成铝业有限公司 | 高强度6008合金挤压型材制造方法及挤压型材 |
CN114769345B (zh) * | 2022-04-26 | 2023-01-24 | 广东金协成铝业有限公司 | 高强度6008合金挤压型材制造方法及挤压型材 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007119904A (ja) | 衝撃吸収性及び耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 | |
JP5204793B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 | |
JPH08144031A (ja) | 強度と成形性に優れたAl−Zn−Mg系合金中空形材の製造方法 | |
JPH10219381A (ja) | 耐粒界腐食性に優れた高強度アルミニウム合金およびその製造方法 | |
JP5166702B2 (ja) | 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 | |
JP2928445B2 (ja) | 高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 | |
JP2002235158A (ja) | 曲げ加工性に優れた高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法 | |
JP2844411B2 (ja) | 冷間予成形可能な超塑性成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
JPH10317114A (ja) | 空気焼入れ性が良好な中強度Al−Mg−Si系合金押出し形材の製造方法 | |
JP2006097104A (ja) | 塗装焼付け硬化性に優れた6000系アルミニウム押出材及びその製造方法 | |
JP2009030106A (ja) | アルミニウム合金パネル及びその製造方法 | |
JP2001032031A (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れた構造材用アルミニウム合金板 | |
JP3550944B2 (ja) | 寸法精度に優れた高強度6000系アルミ合金押出し材の製造方法 | |
JPH0625783A (ja) | 曲げ加工性及び衝撃吸収性が優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法 | |
JP5823010B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れた自動車構造部材用高強度アルミニウム合金押出材 | |
JP4993170B2 (ja) | 衝撃吸収特性に優れ、かつ良好な焼入れ性を有するアルミニウム合金押出形材及びその製造方法 | |
JP2006037139A (ja) | 塗装焼付け硬化性に優れた超塑性成形用6000系アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
JPH05171328A (ja) | 曲げ加工性に優れたアルミニウム合金薄肉中空形材及びその製造方法 | |
JP3550943B2 (ja) | 寸法精度に優れた6000系アルミ合金押出し材の製造方法 | |
JP5631379B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れたバンパーレインフォース用高強度アルミニウム合金押出材 | |
JP2000160272A (ja) | プレス成形性に優れたAl合金板 | |
JPH09202933A (ja) | 焼入性に優れた高強度アルミニウム合金 | |
JP2021095619A (ja) | キャップ材用アルミニウム合金板及びその製造方法 | |
KR20210037108A (ko) | 알루미늄 합금 및 그 제조방법 | |
JP4138474B2 (ja) | 塗装焼付け硬化性に優れたアルミニウム合金押出形材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070907 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20091201 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100330 |