JP2010269326A

JP2010269326A - Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法

Info

Publication number: JP2010269326A
Application number: JP2009121819A
Authority: JP
Inventors: Mineo Asano; 峰生浅野
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【目的】曲げ加工時の割れ発生を防止することを可能とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法を提供する。
【構成】溶体化処理後、自然時効処理を施したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法であって、自然時効処理後の耐力（σ２）が溶体化処理直後の耐力（σ０）以上であり、且つ溶体化処理してから１０分経過後の耐力（σ１）の３倍以下となるアルミニウム合金板材を用いて、溶体化処理および自然時効処理後、曲げ角度６０°〜１２０°の１次曲げ加工を行い、その後、曲げ角度１５０°〜１８０°の２次曲げ加工を行う。
【選択図】なし

Description

本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法、詳しくは、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材に対して、曲げ角度１５０°〜１８０°の曲げ加工を行う方法に関し、例えば自動車ボディパネルなど、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材を用いた部品の曲げ加工に好適に使用することができるものである。

Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工性は、粗大なＭｇ_２Ｓｉ化合物、Ｓｉ相などの金属間化合物およびせん断帯の形成が共に多い場合に低下し、曲げ加工時に割れが発生し易くなることが報告されている（非特許文献１参照）。

また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工性に影響を及ぼす前記せん断帯の形成は、時効時間の増加、すなわち時効による耐力増加にともなって著しくなり、曲げ加工時の割れが生じ易くなることが報告されている（非特許文献２参照）。

軽金属、Ｖｏｌ．５２（２００２年）、４４８頁軽金属学会第１０９回大会講演概要、（２００５年１１月）、２１１頁

本発明は、上記の報告に基づいて、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工時の割れと、時効条件および曲げ加工条件との関連性について試験、検討を行った結果としてなされたものであり、その目的は、時効条件および曲げ加工条件を適切に制御することにより、曲げ加工時の割れ発生を防止することを可能とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明によるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法は、溶体化処理後、自然時効処理を施したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法であって、自然時効処理後の耐力（σ２）が溶体化処理直後の耐力（σ０）以上であり、且つ溶体化処理してから１０分経過後の耐力（σ１）の３倍以下となるアルミニウム合金板材を用いて、溶体化処理および自然時効処理後、曲げ角度６０°〜１２０°の１次曲げ加工を行い、その後、曲げ角度１５０°〜１８０°の２次曲げ加工を行うことを特徴とする。

本発明によれば、溶体化処理後、自然時効処理を施したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材を、割れを発生させることなく、曲げ角度１５０°〜１８０°の曲げ加工を行うことができる。

本発明は、溶体化処理後、自然時効処理を施したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法であり、曲げ加工時の割れを発生させないための構成は、以下のとおりである。

まず、自然時効後の耐力（σ２）が、溶体化処理直後の耐力（σ０）以上であり、且つ溶体化処理してから１０分経過後の耐力（σ１）の３倍以下となるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材を使用する必要がある。このＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金としては、時効硬化挙動を示すものであればよく、とくに組成は限定されない。

ついで、上記のアルミニウム合金板材を、溶体化処理および自然時効処理後、曲げ角度６０°〜１２０°の１次曲げ加工を行い、その後、曲げ角度１５０°〜１８０°の２次曲げ加工を行う。

σ２がσ１の３倍を超えると、曲げ角度６０°〜１２０°の１次曲げ加工で割れが発生し易くなる。σ２がσ０以上で、且つσ２がσ１の３倍以下の範囲においても、１次曲げ加工の曲げ角度が１２０°を超えると１次曲げ加工時に割れが発生し易くなる。また、１次曲げ加工における曲げ角度を５０°未満とした場合には、曲げ角度１５０°〜１８０°の２次曲げ加工時において割れが発生し易くなる。

１次曲げ加工後、２次曲げ加工を行うまでの自然時効状態について、１次曲げ加工を行う際の耐力（σ２）および曲げ角度が本願発明の範囲を満足する範囲であれば、１次曲げ加工後、２次曲げ加工を行うまでの自然時効時間が長くても、２次曲げ加工時の割れを抑制する効果を損なうことはない。

なお、本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材は圧延により得られた板材のみでなく、鋳造、押出、抽伸、鍛造などの加工により得られた板状にも適用して、同様の効果を達成することができる。

以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、本発明の効果を実証する。なお、これらの実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されない。

実施例１、比較例１
表１に示す組成を有するアルミニウム合金をＤＣ鋳造により造塊し、得られた鋳塊について、５５０℃で４８ｈの均質化処理を行った後、５２０℃まで冷却して熱間圧延を開始し、厚さ３．０ｍｍまで圧延した。熱間圧延の終了温度は２５０℃とした。

続いて、冷間圧延を行って１．０ｍｍ厚さの板材とした。さらに、５５０℃で１２０ｓの溶体化処理を行い、２０℃／ｓの冷却速度で室温まで焼入れし、焼入れ後、２５℃で自然時効処理した。得られた自然時効処理材を試験材として、以下に示す方法により引張特性および曲げ加工性を評価した。評価結果を表２に示す。

引張特性：圧延方向に対して平行な方向にＪＩＳ５号引張試験片を採取して、引張試験を行い、耐力（σ２）を測定した。引張試験は溶体化処理してから１０分経過後、１次曲げ加工時、２次曲げ加工時にも行った。

曲げ加工性：圧延方向に対して平行な方向にＪＩＳ３号曲げ試験片を採取して、曲げ試験を行った。曲げ試験はＪＩＳＺ２２４８に準拠した押曲げ法に従って行い、曲げ角度は押し曲げ量を調整することにより調整した。曲げ加工性の評価は、目視による曲げ部の外観観察により行い、割れが発生していない場合を合格（評価○）、割れが発生した場合を不合格（評価×）とした。１次曲げ加工後、２次曲げ加工を行うまでの自然時効時間は６か月とした。

表２に示すように、本発明に従う試験材１および２は、本発明に従って、自然時効処理後の耐力（σ２）が溶体化処理してから１０分経過後の耐力（σ１）の３倍のアルミニウム合金板材を用いて、曲げ角度６０°および１２０°で１次曲げ加工を行い、その後、曲げ角度１８０°の２次曲げ加工を行っており、いずれも２次曲げ加工時に割れが発生しておらず、良好な曲げ加工性を示している。自然時効処理後の耐力（σ２）が溶体化処理してから１０分経過後の耐力（σ１）の３倍のアルミニウム合金板材としては、溶体化処理後、１次曲げ加工を行うまでの時効時間を１か月としたものを用いた。

これに対して、試験材３は１次曲げ加工時の曲げ角度が小さすぎるため、２次曲げ加工時に割れが発生した。試験材４は１次曲げ加工時の曲げ角度が大きすぎるため、１次曲げ加工時に曲げ割れが発生し、２次曲げ加工時でも曲げ割れが発生した。

試験材５および６は、自然時効後の耐力（σ２）が溶体化処理してから１０分経過後の耐力（σ１）の３倍を超えるアルミニウム合金板材を用いて、曲げ角度６０°および１２０°で１次曲げ加工を行っているため、１次曲げ加工時に曲げ割れが発生し、２次曲げ加工時でも曲げ割れが発生した。自然時効処理後の耐力（σ２）が溶体化処理してから１０分経過後の耐力（σ１）の３倍を超えるアルミニウム合金板材としては、溶体化処理後、１次曲げ加工を行うまでの時効時間を２か月としたものを用いた。

Claims

溶体化処理後、自然時効処理を施したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法であって、自然時効処理後の耐力（σ２）が溶体化処理直後の耐力（σ０）以上であり、且つ溶体化処理してから１０分経過後の耐力（σ１）の３倍以下となるアルミニウム合金板材を用いて、溶体化処理および自然時効処理後、曲げ角度６０°〜１２０°の１次曲げ加工を行い、その後、曲げ角度１５０°〜１８０°の２次曲げ加工を行うことを特徴とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板材の曲げ加工方法。