JP2013185198A - Aluminum alloy sheet for hood inner panel of automobile - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a 6000-series aluminum alloy sheet superior in impact absorption performance at collision of a pedestrian (head) and capable of having other properties required as a hood inner panel of an automobile.SOLUTION: As the characteristics of a specified 6000-series aluminum alloy sheet after baking, 0.2% proof stress is 80-160 MPa, and a head injury criterion value (HIC value) given by FEM analysis is 1,000 mm/sor less. The aluminum alloy sheet is superior in impact absorption performance at collision of a pedestrian (head), and further has other properties required as a hood inner panel of an automobile.

Description

本発明は自動車のフードインナパネル用Al−Mg−Si系アルミニウム合金板に関するものである。   The present invention relates to an Al—Mg—Si based aluminum alloy plate for a hood inner panel of an automobile.
本発明で言うアルミニウム合金板とは、冷間圧延後に熱処理(調質処理)された板であって、プレス成形によって自動車のフードインナパネルとされる前のアルミニウム合金板を言う。更に、以下の記載では、アルミニウムをAlとも言う。 The aluminum alloy plate referred to in the present invention is a plate that has been heat-treated (tempered) after cold rolling, and is an aluminum alloy plate before being formed into an automobile hood inner panel by press molding. Furthermore, in the following description, aluminum is also referred to as Al.
近年、自動車事故における歩行者保護が法規化され、歩行者保護性能が自動車用フード(ボンネットとも言う)のレーティングの指標ともされている。一方で、自動車は、エンジシの高出力化により、エンジンが大型化されると共に、多機能化によりエンジンルーム内の部品も増加するため、歩行者保護に必要なフード下のスペースも小さくなってきている。このため、好ましいスポーティなデザインと歩行者保護性能とを両立するためには、小スペースで効率よく衝突エネルギーを吸収できる自動車用フードの開発が重要となる。   In recent years, pedestrian protection in automobile accidents has been legalized, and pedestrian protection performance is also used as an index for rating automobile hoods (also called bonnets). On the other hand, as the engine increases in size due to the higher output of the engine, the number of parts in the engine room also increases due to the increase in functionality, so the space under the hood necessary for pedestrian protection has also become smaller. Yes. For this reason, in order to achieve both a desirable sporty design and pedestrian protection performance, it is important to develop an automobile hood that can efficiently absorb collision energy in a small space.
自動車用フードへの歩行者の頭部衝突時のエネルギー吸収性能を高めて、歩行者保護性能を向上させるため、特にインナパネルの形状に関する検討が多くなされている(例えば特許文献1参照)。   In order to improve the energy absorption performance at the time of a pedestrian's head collision to the hood for automobiles and improve the pedestrian protection performance, many studies have been made especially on the shape of the inner panel (for example, see Patent Document 1).
また、インナパネルに部分的に低強度領域を設けて変形しやすくすることで、エネルギー吸収性能を高めて、歩行者保護性能を向上させる検討もなされている(例えば特許文献2参照)。   In addition, studies have been made to improve energy absorption performance and improve pedestrian protection performance by providing a low-strength region partially in the inner panel to facilitate deformation (see, for example, Patent Document 2).
一方で、地球環境などへの配慮からの自動車車体の軽量化のために、この自動車パネルとして、フードのパネル材料としても、鋼板等の鉄鋼材料に替えて、成形性や焼付け塗装硬化性に優れた、より軽量なアルミニウム合金材の適用が増加しつつある。   On the other hand, in order to reduce the weight of automobile bodies from the consideration of the global environment, etc., this automobile panel and hood panel material can be replaced with steel materials such as steel sheets, and it has excellent formability and bake coating curability. In addition, the application of lighter aluminum alloy materials is increasing.
この自動車フードパネルのアウタパネル (外板) やインナパネル(内板)に、薄肉でかつ高強度アルミニウム合金板として、Al−Mg−Si系のAA乃至JIS 6000系 (以下、単に6000系とも言う) アルミニウム合金板(冷延板)の使用が従来から検討されている。この6000系アルミニウム合金板は、Si、Mgを必須として含み、特に過剰Si型の6000系アルミニウム合金は、これらSi/Mgが質量比で1以上である組成を有し、優れた時効硬化能を有している。このため、プレス成形後のパネルの塗装焼付処理などの比較的低温の人工時効( 硬化) 処理時の加熱により時効硬化して耐力が向上し、自動車パネルとしての必要な強度を確保できる焼付け塗装硬化性(以下、ベークハード性=BH性、焼付硬化性とも言う) がある。   For the outer panel (outer plate) and inner panel (inner plate) of this automobile food panel, as a thin and high-strength aluminum alloy plate, Al-Mg-Si AA to JIS 6000 series (hereinafter also simply referred to as 6000 series). Conventionally, the use of an aluminum alloy plate (cold rolled plate) has been studied. This 6000 series aluminum alloy plate contains Si and Mg as essential components. Particularly, the excess Si type 6000 series aluminum alloy has a composition in which these Si / Mg is 1 or more in mass ratio, and has excellent age hardening ability. Have. For this reason, baked paint hardening that improves the proof strength by heating at the time of artificial aging (curing) treatment at relatively low temperatures such as paint baking treatment of panels after press molding, and can secure the necessary strength as an automotive panel. (Hereinafter also referred to as bake hard property = BH property, bake hardenability).
また、6000系アルミニウム合金板は、Mg量などの合金量が多い他の5000系アルミニウム合金などに比して、合金元素量が比較的少ない。このため、これら6000系アルミニウム合金板のスクラップを、アルミニウム合金溶解材 (溶解原料) として再利用する際に、元の6000系アルミニウム合金鋳塊が得やすく、リサイクル性にも優れている。   Further, the 6000 series aluminum alloy plate has a relatively small amount of alloy elements as compared with other 5000 series aluminum alloys having a large amount of alloy such as Mg. For this reason, when the scraps of these 6000 series aluminum alloy sheets are reused as the aluminum alloy melting material (melting raw material), the original 6000 series aluminum alloy ingot is easily obtained, and the recyclability is excellent.
ただ、これまで、このような自動車フードパネルの素材となる6000系アルミニウム合金板自体に、歩行者の頭部衝突時のエネルギー吸収性能を持たせるような提案は未だ知らない。もし、この6000系アルミニウム合金板自体のエネルギー吸収性能を高めることができれば、前記インナパネルの形状や構造の工夫との相乗効果で、自動車用フードの歩行者の頭部衝突時のエネルギー吸収性能を高め、歩行者保護性能を向上させることが可能となる。   However, to date, no proposal has yet been made to give the 6000 series aluminum alloy plate itself, which is the material of such an automobile food panel, the energy absorption performance when the head of a pedestrian collides. If the energy absorption performance of the 6000 series aluminum alloy plate itself can be improved, the energy absorption performance at the time of head collision of a pedestrian in a hood for automobiles can be improved by synergistic effects with the shape and structure of the inner panel. The pedestrian protection performance can be improved.
特開2008−24185号公報JP 2008-24185 A 特表2010−515619公報Special table 2010-515619
フードパネルなどの自動車パネル用として優れた特性を有する6000系アルミニウム合金板は、周知の通り、これまでも材料の組成や組織の面から歴史的に数多くの提案がなされてきた。   As is well known, 6000 series aluminum alloy sheets having excellent characteristics for automobile panels such as food panels have been historically proposed in many respects in terms of material composition and structure.
ただ、これらフードパネルなどの自動車パネル用の6000系アルミニウム合金板の従来技術に共通して言えることは、自動車パネル用として必要な前記BH性に優れることを目的として開発されてきた。これは、6000系アルミニウム合金板が、素材として、曲げ加工を含めてプレス成形される際には、板製造後からの室温時効硬化が抑制されて、低耐力(低強度)な特性を保持して、これらの成形性を確保するものである。そして、これら成形後に自動車車体に組み立てられ、塗装焼付処理された際の比較的低温の人工時効( 硬化) 処理時の加熱によって時効硬化して高耐力となるBH特性を合わせ有するものである。   However, what can be said in common with the prior art of 6000 series aluminum alloy plates for automobile panels such as these food panels has been developed for the purpose of being excellent in the BH property required for automobile panels. This is because, when a 6000 series aluminum alloy plate is press-formed as a material including bending, room temperature age hardening after plate manufacture is suppressed, and low proof stress (low strength) characteristics are maintained. Thus, these moldability is ensured. And after these shaping | molding, it combines with the BH characteristic which is age-hardened by the heat | fever at the time of the comparatively low-temperature artificial aging (hardening) process at the time of being assembled in the automobile body, and being paint-baked.
しかし、このような比較的低温の塗装焼付処理時の加熱によって高耐力となっては、強度が高すぎて、歩行者の頭部が衝突した際の反力が大きくなって、頭部に損傷を与え、頭部衝突による衝撃(エネルギー)の吸収性能も大きくならないという問題がある。この結果、6000系アルミニウム合金からなる自動車フードインナパネル自体では、規格化された頭部傷害値(HIC値)を満足できないこととなる。   However, if the heat resistance during such a relatively low temperature baking process is high, the strength is too high and the reaction force when the pedestrian's head collides increases, resulting in damage to the head. There is a problem that the impact (energy) absorption performance due to head collision does not increase. As a result, the automobile hood inner panel itself made of a 6000 series aluminum alloy cannot satisfy the standardized head injury value (HIC value).
ただ、単に耐力を低下させただけでは、この頭部傷害値も満足できず、自動車のフードインナパネルとしての他の要求特性である、取り扱い性や成形性なども兼備できない、という問題もある。   However, simply reducing the proof stress does not satisfy the head injury value, and there is a problem that other required characteristics as an automobile hood inner panel, such as handleability and formability, cannot be achieved.
このような課題に鑑み、本発明の目的は、歩行者(頭部)衝突時の衝撃吸収性能に優れ、自動車のフードインナパネルとしての他の要求特性も兼備できる、6000系アルミニウム合金板および、このアルミニウム合金板を用いた自動車フードを提供することである。   In view of such a problem, the object of the present invention is to provide a 6000 series aluminum alloy plate that is excellent in shock absorbing performance at the time of a pedestrian (head) collision and can also have other required characteristics as a hood inner panel of an automobile, The object is to provide an automobile hood using this aluminum alloy plate.
この目的を達成するために、本発明の自動車フードインナパネル用アルミニウム合金板の要旨は、質量%で、Si:0.4〜1.5%、Mg:0.2〜1.0%を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなるAl−Mg−Si系アルミニウム合金板であって、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後のこのアルミニウム合金板の特性として、0.2%耐力が80〜160MPaであり、かつ、成形された自動車フードインナパネルとしての任意時間内の平均加速度の2.5乗と発生時間の積の最大値との関係式でFEM解析により与えられる頭部傷害値(HIC値)が1000mm/s以下であることとする。 In order to achieve this object, the gist of the aluminum alloy plate for an automobile hood inner panel according to the present invention is, by mass%, Si: 0.4 to 1.5%, Mg: 0.2 to 1.0%. As a characteristic of the aluminum alloy plate after the artificial age hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying the pre-strain of 2%, the balance being an Al—Mg—Si based aluminum alloy plate consisting of Al and inevitable impurities , 0.2% proof stress is 80 to 160 MPa, and FEM analysis is performed with a relational expression between the average value of the average acceleration within 2.5 hours and the maximum value of the generation time as a molded automobile hood inner panel. The head injury value (HIC value) given by is assumed to be 1000 mm / s 2 or less.
本発明で言う前記アルミニウム合金板とは、前記組成のアルミニウム合金鋳塊を、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延を各々施して冷延板となし、この冷延板を後述する熱処理や冷間加工を施して調質したアルミニウム合金板のことを言う。そして、プレス成形によって自動車のフードインナパネルとされる前(当然ながら自動車車体の塗装焼き付け処理前=人工時効硬化処理前)のアルミニウム合金板のことを言う。   The aluminum alloy sheet referred to in the present invention is a cold-rolled sheet obtained by subjecting an aluminum alloy ingot having the above composition to homogenization heat treatment, hot rolling, and cold rolling, respectively. This refers to an aluminum alloy plate that has been tempered by cold working. It refers to an aluminum alloy plate before it is formed into an automobile hood inner panel by press molding (naturally before the paint baking process of the automobile body = before the artificial age hardening process).
本発明では、自動車フードインナパネル用のアルミニウム合金板として、従来使用されていたか公知の、自動車車体の塗装焼付け処理後(BH後)の強度が高いAl−Mg−Si系アルミニウム合金板ではなく、このBH後の強度(0.2%耐力)が低いAl−Mg−Si系アルミニウム合金板を用いる。   In the present invention, as an aluminum alloy plate for an automobile hood inner panel, it is not an Al-Mg-Si aluminum alloy plate that is conventionally used or known and has high strength after paint baking treatment (after BH) of an automobile body, An Al—Mg—Si based aluminum alloy plate having a low strength (0.2% yield strength) after BH is used.
これによって、頭部傷害値(HIC値)が1000mm/s以下である特性を、自動車フードインナパネルの素材である、Al−Mg−Si系アルミニウム合金板に持たせる。この結果、自動車フードインナパネルの形状によらず、あるいは、自動車フードインナパネルの歩行者保護のための形状、構造との相乗効果で、歩行者(頭部)衝突時の衝撃吸収性能を優れさせることが可能となる。 As a result, the head injury value (HIC value) of 1000 mm / s 2 or less is imparted to the Al—Mg—Si based aluminum alloy plate, which is the material of the automobile hood inner panel. As a result, the shock absorption performance at the time of pedestrian (head) collision is improved regardless of the shape of the automobile hood inner panel or by the synergistic effect with the shape and structure for protecting the pedestrian of the automobile hood inner panel. It becomes possible.
ちなみに、未だ詳細に、その理由を解明してはいないが、機械的特性としての(引張試験特性としての)前記BH後の強度(0.2%耐力)を低くするだけでは、HIC値が1000mm/s以下となるとは限らない。これは、Al−Mg−Si系アルミニウム合金板の製造履歴や条件の違いなどにより、機械的特性としての(引張試験特性としての)前記BH後の強度(0.2%耐力)が同じレベルであっても、前記頭部傷害値に大きく影響する微細組織の状態などが異なり、前記頭部傷害値が異なることによると推測される。 Incidentally, although the reason has not yet been elucidated in detail, the HIC value is 1000 mm only by reducing the strength (0.2% proof stress) after BH as mechanical properties (as tensile test properties). / S 2 or less. This is because the strength (0.2% proof stress) after BH as mechanical properties (as tensile test properties) is the same level due to differences in manufacturing history and conditions of Al—Mg—Si based aluminum alloy plates. Even if it exists, the state of the fine tissue etc. which influence the said head injury value largely differ, and it is estimated that it is based on the said head injury value being different.
本発明によれば、歩行者(頭部)衝突時の衝撃吸収性能に優れ、頭部傷害値が低く、取り扱い性や成形性などの自動車のフードインナパネルとしての他の特性も兼備できる、アルミニウム合金板を提供できる。これによって、このアルミニウム合金板を用いた自動車フードを提供することができる。   According to the present invention, aluminum having excellent shock absorption performance at the time of a pedestrian (head) collision, low head injury value, and other characteristics as an automobile hood inner panel such as handleability and formability, etc. Alloy plate can be provided. Thereby, an automobile hood using the aluminum alloy plate can be provided.
本発明フードインナパネルの解析構造例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of an analysis structure of this invention food | hood inner panel. 図1の解析条件を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the analysis conditions of FIG. 図1、2の解析結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the analysis result of FIG. 実施例の取り扱い性の評価試験の態様を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the aspect of the evaluation test of the handleability of an Example.
以下に、本発明の実施の形態につき、要件ごとに具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described for each requirement.
自動車フードインナパネル:
Al−Mg−Si系(以下、主として6000系と言う)アルミニウム合金製自動車フードインナパネルの、形状や構造自体は通常の汎用されるものが採用される。例えば、代表的には、後述する図1に例示するビーム型パネルとして、部分的にパネルをトリミング(除去)して軽量化し、車体長手方向や車体幅方向に延在する複数本のビームから構成されるインナパネルでも良い。また、アウタパネルに対向した内壁と、この内壁の外周側にて前記アウタパネル側へ屈曲された縦壁と、この縦壁周囲に亘って前記アウタパネルに対向して延在するフランジとを有する断面ハット状のインナパネルでも良い。更に、最近提案されている波形ビードなどの歩行者保護のために工夫された形状、構造をしていても良い。
Automotive hood inner panel:
As an Al—Mg—Si-based (hereinafter, mainly referred to as 6000-based) aluminum alloy automobile hood inner panel, a generally used shape and structure itself are adopted. For example, typically, as a beam type panel illustrated in FIG. 1 described later, the panel is partially trimmed (removed) to reduce the weight, and is composed of a plurality of beams extending in the longitudinal direction of the vehicle body or the width direction of the vehicle body. An inner panel to be used may be used. A cross-sectional hat shape having an inner wall facing the outer panel, a vertical wall bent toward the outer panel on the outer peripheral side of the inner wall, and a flange extending around the vertical wall so as to face the outer panel The inner panel may be used. Furthermore, the shape and structure devised for pedestrian protection, such as a waveform bead proposed recently, may be used.
本発明で規定する素材6000系アルミニウム合金板は、曲げ加工やトリミングなどを含む、通常のプレス成形によって、自動車フードインナパネルに成形される。そして、このインナパネルは、対向するアウタパネルの周縁部を折り返し、接着樹脂層を介して、インナパネルのフランジ周縁部を挟み込むヘム加工によって一体化され、自動車フードパネルとされる。   The material 6000 series aluminum alloy plate specified in the present invention is formed into an automobile hood inner panel by ordinary press forming including bending and trimming. And this inner panel is integrated by the hem process which folds the peripheral part of the outer panel which opposes, and pinches | interposes the peripheral part of the flange of an inner panel through an adhesive resin layer, and it is set as an automobile food panel.
自動車フードインナパネルの必要特性:
歩行者保護のための自動車フードインナパネルの必要特性は、頭部傷害値(HIC値)が1000mm/s以下とすることである。自動車用フードインナパネルの歩行者保護性能は、周知の通り、一般には、この頭部傷害値(HIC値)により評価され、このHIC値は、後述するFEM解析によって、下式(1)により、任意時間内の平均加速度の2.5乗と発生時間の積の最大値で与えられる。このHIC値が小さいほど、歩行者保護性能が優れている。
Required characteristics of automobile hood inner panel:
A necessary characteristic of an automobile hood inner panel for protecting pedestrians is that the head injury value (HIC value) is 1000 mm / s 2 or less. As is well known, the pedestrian protection performance of an automobile hood inner panel is generally evaluated by this head injury value (HIC value). This HIC value is calculated by the following formula (1) by FEM analysis described below. It is given as the maximum value of the product of the 2.5th power of the average acceleration within an arbitrary time and the generation time. The smaller the HIC value, the better the pedestrian protection performance.
ここで、aは頭部重心における3軸合成加速度(単位はG)、t1、t2は0<t1<t2となる時間tでHIC値が最大となる時間で、計算時間(t2−t1)は15msec以下と決められている。   Here, a is a three-axis combined acceleration at the head center of gravity (unit: G), t1, t2 are times when the HIC value is maximum at time t where 0 <t1 <t2, and calculation time (t2-t1) is It is determined to be 15 msec or less.
このような自動車フードインナパネルのHIC値を1000以下とするために、この6000系アルミニウム合金製インナパネルの0.2%耐力を80〜160MPaとすることが必要となる。このHIC値には、勿論、インナパネルの形状要因なども大きく影響する。ただ、本発明では、前記した汎用されている自動車フードインナパネル形状の採用を前提としており、このような汎用されている形状や、特別に歩行者保護形状とされた自動車フードインナパネル形状やアウタパネル形状も含めて、自動車フードインナパネルの歩行者保護性能を、これら形状との相乗効果にてより向上させることを目的としている。   In order to set the HIC value of such an automobile hood inner panel to 1000 or less, it is necessary to set the 0.2% proof stress of this 6000 series aluminum alloy inner panel to 80 to 160 MPa. Of course, the shape factor of the inner panel greatly affects the HIC value. However, in the present invention, it is premised on the use of the above-described general-purpose automobile hood inner panel shape, and such a general-purpose shape, an automobile hood inner panel shape and an outer panel that are specially designed to protect pedestrians are used. The purpose is to further improve the pedestrian protection performance of the automobile hood inner panel, including the shape, through a synergistic effect with these shapes.
通常の自動車フードインナパネルの0.2%耐力が160MPaを越えた高耐力となっては、歩行者の頭部が衝突した際の反力が著しく大きくなる。このため、前記汎用されている自動車フードインナパネル形状や、特別に歩行者保護形状とされた自動車フードインナパネルであっても、衝突条件や自動車フードインナパネル形状によらず、頭部に損傷を与え、頭部衝突による衝撃エネルギーの吸収性能も大きくならない。この結果、前記した歩行者保護形状とされた自動車フードインナパネル形状であっても、衝突条件にもよるが、HIC値を1000mm/s以下にできなくなる。 When the 0.2% proof stress of a normal automobile hood inner panel becomes a high proof stress exceeding 160 MPa, the reaction force when the head of a pedestrian collides becomes remarkably large. For this reason, even if the vehicle hood inner panel shape and the hood protection inner panel shape that are specially used for pedestrian protection, the head is damaged regardless of the collision conditions and the vehicle hood inner panel shape. The impact energy absorption performance due to head collision does not increase. As a result, even if the vehicle hood inner panel shape is the pedestrian protection shape described above, the HIC value cannot be reduced to 1000 mm / s 2 or less depending on the collision condition.
HIC値の解析:
次に、この自動車用フードインナパネルを代表するHIC値を、再現性良く、しかも実際のフードインナパネルのHIC値によく相関するものとして、FEM解析によって、前記式(1)により求める方法を以下に説明する。
Analysis of HIC values:
Next, assuming that the HIC value representing this automobile hood inner panel correlates well with the HIC value of the actual food inner panel with good reproducibility, a method for obtaining the above formula (1) by FEM analysis is as follows. Explained.
ちなみにFEM解析とは、周知の通り、有限要素法(Finite Element Method)の通称であって、微分方程式の近似解を数値的に得る汎用解析方法である。より具体的には、微分方程式が定義された領域を小領域(要素)に分割し、各小領域における微分方程式を比較的単純で共通な補間関数で近似するものである。   Incidentally, FEM analysis, as is well known, is a common name for Finite Element Method, and is a general-purpose analysis method that obtains an approximate solution of a differential equation numerically. More specifically, the region in which the differential equation is defined is divided into small regions (elements), and the differential equations in each small region are approximated by a relatively simple and common interpolation function.
図1に解析した自動車フードの形状、構造と歩行者の頭部衝突を模擬した打撃点条件、図2に解析条件を示す。そして、図3に解析した自動車用フードに物体が衝突した場合における打撃子(インパクタ)のストローク(mm)と打撃子の衝突の加速度(=HIC値、mm/s)との関係を示す。 Fig. 1 shows the analyzed car hood shape and structure and the hitting point conditions simulating a pedestrian's head collision, and Fig. 2 shows the analysis conditions. FIG. 3 shows the relationship between the stroke (mm) of the impactor (impactor) and the acceleration (= HIC value, mm / s 2 ) of the impactor when the object collides with the analyzed automobile hood.
図1は、上側にアウタパネル(アウタと図には表示)、下側にインナパネル(インナと図には表示)の各々斜視図を個別に示した、自動車用フードの分解斜視図である。図1におけるインナパネルは、内側の8箇所がトリミング(除去)されて空間となり、車体長手方向に3本、車体幅方向に1本延在するビームから構成されるビーム型パネルである。ちなみに図1のアウタパネルのデザインは比較的平坦な単一Rで構成して、単純化している。   FIG. 1 is an exploded perspective view of a hood for an automobile, in which an outer panel (shown in the figure with an outer) is shown on the upper side, and a perspective view of an inner panel (shown in the figure with an inner) is shown on the lower side. The inner panel in FIG. 1 is a beam-type panel composed of three beams that are trimmed (removed) on the inside to form a space, and that three beams extend in the longitudinal direction of the vehicle body and one in the vehicle body width direction. Incidentally, the design of the outer panel in FIG. 1 is simplified by a relatively flat single R.
図1のインナパネルの、図示する車体前部側の部材中央部の○印で示す点が解析の前提となる、歩行者の頭部衝突を模擬した打撃点である。そして、この車体前部側のインナパネル部材中央部上に矩形の平板状に模式する補強部材がストライクリインフォースメント(図ではストライカと表示)であり、この中央部に打撃点がある。   A point indicated by a circle in the center part of the member on the front side of the vehicle body shown in the figure of the inner panel in FIG. 1 is a striking point simulating a pedestrian's head collision. And the reinforcement member modeled in the shape of a rectangular flat plate on the center part of the inner panel member on the front side of the vehicle body is strike reinforcement (shown as a striker in the figure), and there is a striking point in this center part.
自動車用フードインナパネルを代表するHIC値を解析、評価する際には、この図1で示した、インナパネルの車体前部側に存在するストライクリインフォースメント(ストライカ)上の中央部を打撃点とする。   When analyzing and evaluating the HIC value that represents a hood inner panel for automobiles, the central portion on the strike reinforcement (striker) present on the vehicle body front side of the inner panel shown in FIG. To do.
このフードインナパネルのストライクリインフォースメント上には、図示はしないが、デントリインフォースと呼ばれる補強部材がインナパネルとアウタパネルとの間に設置される。このデントリインフォース直下である車体前部側のインナパネル上に、ロック機構を兼ねたフード支持部品として、前記ストライクリインフォースメントが、通常は車種によらず共通して、図1のように存在する。   On the strike reinforcement of the hood inner panel, although not shown, a reinforcing member called dent reinforcement is installed between the inner panel and the outer panel. As shown in FIG. 1, the strike reinforcement is usually present as a hood support part that also serves as a lock mechanism on the inner panel on the vehicle body front side, which is directly below the den reinforcement, as shown in FIG.
自動車用フードインナパネルにおけるこのストライカ部位は、前記補強材によってフードインナパネル(の位置)が拘束されている。このため、他の拘束されないインナパネル部位に比して、歩行者の頭部が衝突する際に、インナパネルの材料強度(0.2%耐力)が歩行者保護性能に及ぼす影響が特に大きい。このため、フードインナパネルを代表するHIC値を解析、評価するためには、このストライクリインフォースメント上の中央部を打撃点として規定することが好ましい。   In the striker portion of the hood inner panel for automobiles, the hood inner panel is restrained by the reinforcing material. For this reason, when the pedestrian's head collides, the influence of the inner panel material strength (0.2% proof stress) on the pedestrian protection performance is particularly large compared to other unconstrained inner panel portions. For this reason, in order to analyze and evaluate the HIC value representing the hood inner panel, it is preferable to define the central portion on the strike reinforcement as the hitting point.
また、図1のインナパネルの車両後部側の部材の左右両側端部に各々矩形の平板状に2枚模式しているのが、別の補強部材であるヒンジリインフォースメント(図ではヒンジR/Fと表示)である。   In addition, two rectangular reinforcements, each of which is schematically illustrated as a rectangular flat plate at the left and right ends of the vehicle rear side member of the inner panel in FIG. 1, are hinge reinforcements (in the figure, hinge R / F in the figure). Is displayed).
歩行者保護性能であるHIC値は、図2に示す世界基準の条件にて、J−NCAP子供衝突条件を対象に、フード前部(前記インナパネル前部)の歩行者頭部(頭部衝突)を模擬した打撃点で評価した。この打撃子(インパクタ)の重量は3.5kg、衝突速度35km、衝突角度は65DEGである。   The HIC value, which is the pedestrian protection performance, is the pedestrian head (head collision) at the front of the hood (the front of the inner panel) for the J-NCAP child collision condition under the world standard conditions shown in FIG. ) Was evaluated at the hitting point simulating. The impactor has a weight of 3.5 kg, a collision speed of 35 km, and a collision angle of 65 DEG.
衝突解析には汎用の動的陽解法ソフトLS−DYNAを用い、インナパネル下の内蔵物(エンジンなど)を考慮した条件で検討を行った。このインナパネル下の内蔵物は、アウタパネル表面を打撃子のストローク方向に移動させて作成した剛体壁で模擬しており、打撃子のストローク方向への移動量を70mmとした。   For collision analysis, general-purpose dynamic explicit software LS-DYNA was used, and examination was performed under the conditions that considered the built-in components (engine, etc.) under the inner panel. The built-in object under the inner panel was simulated by a rigid wall created by moving the outer panel surface in the stroke direction of the striker, and the amount of movement of the striker in the stroke direction was 70 mm.
解析されるHIC値の前提条件:
前記インナパネルの形状や打撃点の位置、あるいは解析条件によって、前記式1により解析されるHIC値は当然変わってくる。したがって、本発明のHIC値規定では、解析結果の再現性を得るために、前記図1、2で示した解析条件を前提とする。すなわち、前記図1、2で示した、インナパネルのビーム型形状、打撃点の位置(図1の車両前部側の部材中央部の○印で示す点)、重量:3.5kg、衝突速度:35km、衝突角度:65DEGとする。
Prerequisites for HIC values to be analyzed:
Naturally, the HIC value analyzed by the above-described equation 1 varies depending on the shape of the inner panel, the position of the impact point, or the analysis conditions. Therefore, in the HIC value specification of the present invention, in order to obtain the reproducibility of the analysis result, the analysis conditions shown in FIGS. That is, the beam shape of the inner panel shown in FIGS. 1 and 2, the position of the hitting point (the point indicated by a circle in the center of the member on the front side of the vehicle in FIG. 1), weight: 3.5 kg, collision speed : 35 km, collision angle: 65 DEG.
図3に解析結果を示す。この図3において、太い実線が後述する実施例の表2おける比較例25(ベーク後の0.2%耐力が173MPa)、点線が発明例10(ベーク後の0.2%耐力が144MPa)、細い実線が発明例1(ベーク後の0.2%耐力が109MPa)である。すなわち、板厚が1mmの6000系アルミニウム合金板からなる前記図1のインナパネル形状での解析結果である。   FIG. 3 shows the analysis results. In FIG. 3, the thick solid line is Comparative Example 25 in Table 2 of Examples described later (0.2% yield strength after baking is 173 MPa), the dotted line is Invention Example 10 (0.2% yield strength after baking is 144 MPa), The thin solid line is Invention Example 1 (0.2% yield strength after baking is 109 MPa). That is, it is an analysis result in the shape of the inner panel of FIG. 1 made of a 6000 series aluminum alloy plate having a plate thickness of 1 mm.
ここで、図1の自動車フードアウタパネルや前記補強材は、上記インナパネルの6000系アルミニウム合金板と同じ組成とし、その0.2%耐力は230MPaとした。また、自動車フードアウタパネルの板厚は1mm、ストライクリインフォースメントやヒンジリインフォースメントの板厚は2.0mmとした。   Here, the automobile hood outer panel and the reinforcing material in FIG. 1 had the same composition as the 6000 series aluminum alloy plate of the inner panel, and the 0.2% proof stress was 230 MPa. In addition, the thickness of the automobile hood outer panel was 1 mm, and the thickness of the strike reinforcement and hinge reinforcement was 2.0 mm.
耐力とHIC値との関係:
この図3の解析例から、発明例10(ベーク後の0.2%耐力145MPa)と比較例25(ベーク後の0.2%耐力179MPa)との中間である、本発明で規定する160MPa程度に、頭部傷害値(HIC値)を1000mm/s以下に低くできる臨界があることができることが分かる。この事実は、後述する実施例におけるベーク後の0.2%耐力とHIC値との関係を示した図4からも裏付けられる。
Relationship between yield strength and HIC value:
From the analysis example of FIG. 3, it is about 160 MPa defined by the present invention, which is intermediate between Invention Example 10 (0.2% yield strength after baking 145 MPa) and Comparative Example 25 (0.2% yield strength after baking 179 MPa). Further, it can be seen that there is a criticality that can reduce the head injury value (HIC value) to 1000 mm / s 2 or less. This fact is also supported by FIG. 4 showing the relationship between the 0.2% yield strength after baking and the HIC value in the examples described later.
この図3において、インナパネルが低耐力となるほど、HIC値を低くすることができるのは、横軸の打撃子のストローク(mm)と、縦軸の衝突加速度(G)との関係から、インナパネルが低耐力となるほど、2次衝突によって発生する衝突加速度(二次ピーク)がより低減されるからである。すなわち、インナパネルが低耐力となるほど、インナパネルがインナパネル下の内蔵物(エンジンなどの剛体)に衝突するタイミングが遅れるので、前記2次衝突によって発生する衝突加速度(二次ピーク)が低くなる。また、インナパネルが低耐力となるほど、インナーパネルが変形するストロークをより増大させ得ることにもよる。これらの結果、インナパネルが低耐力となるほど、HIC値を1000以下に低くすることができる。   In FIG. 3, the lower the proof strength of the inner panel, the lower the HIC value is because of the relationship between the stroke (mm) of the striker on the horizontal axis and the collision acceleration (G) on the vertical axis. This is because the lower the proof stress of the panel, the more the collision acceleration (secondary peak) generated by the secondary collision is further reduced. That is, the lower the proof stress of the inner panel, the later the timing at which the inner panel collides with a built-in object (rigid body such as an engine) under the inner panel, so the collision acceleration (secondary peak) generated by the secondary collision becomes lower. . Further, the lower the proof stress of the inner panel, the more the stroke of the inner panel can be increased. As a result, the HIC value can be lowered to 1000 or less as the inner panel has a lower yield strength.
このため、自動車フードインナパネルの素材である6000系アルミニウム合金板の、自動車フードインナパネルとしての0.2%耐力、すなわち、このアルミニウム合金板を、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の0.2%耐力を160MPa以下とする。このHIC値は低いにこしたことはないので、更に0.2%耐力を110MPa以下として、HIC値を900以下に低くすることが好ましい。   Therefore, the 6000 series aluminum alloy plate, which is the material of the automobile hood inner panel, has a 0.2% proof stress as an automobile hood inner panel, that is, this aluminum alloy sheet is 170 ° C. × 20 minutes after 2% prestraining. The 0.2% yield strength after the artificial age hardening treatment is set to 160 MPa or less. Since the HIC value has never been lowered, it is preferable to further reduce the HIC value to 900 or less by setting the 0.2% proof stress to 110 MPa or less.
この2%予ひずみ与えた後の170℃×20分の人工時効硬化処理なる条件は、自動車フードインナパネルあるいは自動車車体の製造条件を汎用的に模擬している条件である。すなわち、2%の予ひずみは、本発明の6000系アルミニウム合金板の自動車フードインナパネルへのプレス成形の際に加わるひずみ条件を代表している。また、170℃×20分の人工時効硬化処理は、このプレス成形後(自動車フードパネルや車体に組み立てられた後)の塗装焼付け工程条件を代表している。勿論、これらの実際の条件は、規定する条件とは違う場合も多く存在するものの、この既定する条件を満足すれば、条件が多少ちがっても、実際の自動車フードインナパネル製造の多くの場合に汎用的に、歩行者(頭部)衝突時の衝撃吸収性能に優れ、頭部傷害値(HIC値)が低い、自動車のフードインナパネルを製造できる。   The condition of the artificial age hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying the 2% pre-strain is a condition that generally simulates the manufacturing condition of the automobile hood inner panel or the automobile body. That is, the pre-strain of 2% represents the strain condition applied when the 6000 series aluminum alloy plate of the present invention is press-formed on the automobile hood inner panel. In addition, the artificial age hardening treatment at 170 ° C. × 20 minutes represents the paint baking process conditions after this press molding (after being assembled to an automobile hood panel or a vehicle body). Of course, there are many cases where these actual conditions are different from the specified conditions. However, if these predetermined conditions are satisfied, even if the conditions are slightly different, in many cases of actual automobile hood inner panel production. In general, it is possible to manufacture an automobile hood inner panel that is excellent in shock absorption performance at the time of a pedestrian (head) collision and has a low head injury value (HIC value).
但し、自動車フードインナパネルとしては、張り剛性、耐デント性、曲げ剛性、ねじり剛性など、従来からフードインナパネルに求められる基本性能も満足しなければならない。前記張り剛性は、ワックスがけ時や自動車用フードをロックする際に押込む時の弾性変形を抑制するために必要である。具体的な張り剛性は、自動車フードパネルとして接合されるアウタパネルの、ヤング率と板厚、および、アウタパネルとインナパネルの接合位置により決定される。また、前記耐デント性も、飛石などにより残留する塑性変形を抑制するために必要で、前記アウタパネルの耐力と板厚に影響を受ける。更に、前記曲げ剛性は、自動車用フードをロックする際の引込み力と、クッションゴム、ダンパーステイ、シールゴムなどの反力により発生する自動車用フード周縁部の弾性変形を抑制するために必要である。具体的な曲げ剛性は、自動車用フード周縁部のインナパネルおよびレインフォースメントの形状(断面2次モーメント)、ヤング率などに影響される。また、前記ねじり剛性は、自動車用フード周縁部の曲げ剛性と、インナパネル中央部の板厚および形状に影響される。   However, the automobile hood inner panel must satisfy basic performances conventionally required for a hood inner panel, such as tension rigidity, dent resistance, bending rigidity, and torsional rigidity. The tension rigidity is necessary to suppress elastic deformation when pushing in when waxing or locking an automobile hood. The specific tension rigidity is determined by the Young's modulus and thickness of the outer panel to be joined as an automobile hood panel, and the joining position of the outer panel and the inner panel. The dent resistance is also necessary for suppressing plastic deformation remaining due to flying stones, etc., and is affected by the proof stress and thickness of the outer panel. Furthermore, the bending rigidity is necessary to suppress elastic deformation of the peripheral portion of the automobile hood that is generated by a pulling force when locking the automobile hood and a reaction force such as a cushion rubber, a damper stay, and a seal rubber. The specific bending rigidity is affected by the shape of the inner panel and reinforcement at the periphery of the hood for automobiles (secondary moment of cross section), Young's modulus, and the like. The torsional rigidity is affected by the bending rigidity of the hood peripheral edge of the automobile and the thickness and shape of the inner panel center.
このため、自動車フードインナパネルとしての、張り剛性、耐デント性、曲げ剛性、ねじり剛性などの基本性能を満足するためには、前記インナパネルの強度以外の形状や構造の要素の工夫で対応可能である。したがって、前記インナパネルの強度を低減しても、自動車フードインナパネルに従来から求められる基本性能を満足することが可能である。また、自動車フードインナパネルの軽量化を前提に前記基本性能を満足するためには、素材である6000系アルミニウム合金板の、あるいは成形された自動車フードインナパネルとしての板厚は0.7mmから2mm程度とする。   Therefore, in order to satisfy the basic performance of automobile hood inner panel, such as tension rigidity, dent resistance, bending rigidity, and torsional rigidity, it is possible to cope with the shape and structure elements other than the strength of the inner panel. It is. Therefore, even if the strength of the inner panel is reduced, it is possible to satisfy the basic performance conventionally required for an automobile hood inner panel. In addition, in order to satisfy the basic performance on the premise of reducing the weight of the automobile hood inner panel, the thickness of the material 6000 series aluminum alloy plate or the molded automobile hood inner panel is 0.7 mm to 2 mm. To the extent.
一方、あまりに自動車フードインナパネルや素材6000系アルミニウム合金板の耐力が低すぎると、プレス成形の際に、素材アルミニウム合金板を搬送する、プレス機に投入するなどのハンドリング時に変形を誘発する。あるいは成形後の自動車フードインナパネルを、プレス機から取り出す、搬送するなどのハンドリング時にも変形を誘発する。また、プレスライン内のプレス金型、コンベア、ゲージなどとの接触による変形、キズ付きが顕著に生じるため、自動車フードインナパネルとしての品質低下をもたらす恐れもある。また、インナパネルは、成形高さが高い(深い)など、一般的に、平板状のアウタパネルよりも、形状が複雑であり、優れた成形性が求められるが、あまりに耐力が低すぎるとプレス成形性が低下して成形できなくなる可能性もある。   On the other hand, if the proof strength of the automobile hood inner panel or the material 6000 series aluminum alloy plate is too low, deformation is induced during handling such as conveying the material aluminum alloy plate or putting it in a press machine during press forming. Or deformation | transformation is induced also at the time of handling, such as taking out the conveyed automobile food inner panel from a press, and conveying. Further, since deformation and scratches due to contact with a press die, conveyor, gauge, etc. in the press line are remarkably generated, there is a possibility that the quality of the automobile hood inner panel is deteriorated. In addition, the inner panel is generally more complex than the flat outer panel, such as its molding height is high (deep), and excellent shapeability is required. However, if the yield strength is too low, press molding is required. There is also a possibility that molding may not be possible due to a decrease in properties.
これを防止するためには、自動車フードインナパネルの0.2%耐力の下限を50MPa以上とする。このために、この自動車フードインナパネルの素材である6000系アルミニウム合金板の、自動車フードインナパネルとしての0.2%耐力、すなわち、このアルミニウム合金板を、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の0.2%耐力を80MPa以上とする。   In order to prevent this, the lower limit of the 0.2% proof stress of the automobile hood inner panel is set to 50 MPa or more. For this purpose, the 6000 series aluminum alloy plate, which is the material of this automobile hood inner panel, has a 0.2% proof stress as an automobile hood inner panel, that is, this aluminum alloy sheet is subjected to 170 ° C. The 0.2% yield strength after 20 minutes of artificial age hardening is 80 MPa or more.
以上の理由で、歩行者(頭部)衝突時の衝撃吸収性能に優れ、歩行者保護性に優れ、かつ自動車フードインナパネルとしての他の要求特性も満たすために、自動車フードインナパネルの0.2%耐力を80〜160MPaの範囲、好ましくは80〜120MPaの範囲とする。また、素材である6000系アルミニウム合金板の、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の0.2%耐力を80〜160MPaの範囲、好ましくは80〜120MPaの範囲とする。   For the reasons described above, in order to have excellent shock absorption performance at the time of a pedestrian (head) collision, excellent pedestrian protection, and satisfy other required characteristics as an automobile hood inner panel, it is possible to achieve a 0. The 2% yield strength is in the range of 80 to 160 MPa, preferably in the range of 80 to 120 MPa. Also, the 0.2% proof stress of the material 6000 series aluminum alloy plate after artificial age hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain is in the range of 80 to 160 MPa, preferably 80 to 120 MPa. Range.
引張強さと耐力の差とHIC値との関係:
また、歩行者(頭部)衝突時には自動車フードインナパネルが変形することによって塑性変形が生じる。この塑性変形中にはアルミニウム合金板(インナパネル)の加工硬化を必然的に伴って、強度が高くなる強度変化を生じる。このような加工硬化は、自動車フードインナパネルの歩行者衝突時の衝撃吸収性能(エネルギー吸収性能)を低下させる原因となる。したがって、このような塑性変形に伴う加工硬化を抑制することが、自動車フードインナパネルの歩行者衝突時の衝撃吸収性能を高めるために好ましい。このため、自動車フードインナパネルの引張強さと0.2%耐力との差をできるだけ小さくすることが好ましい。この要因が、引張試験特性としての前記人工時効硬化処理後の強度(0.2%耐力)を低くするだけで、HIC値が1000mm/s以下となるとは限らない理由でもある。
Relationship between tensile strength and yield strength difference and HIC value:
Further, when the pedestrian (head) collides, the automobile hood inner panel is deformed to cause plastic deformation. During this plastic deformation, an aluminum alloy plate (inner panel) is inevitably accompanied by work hardening, resulting in a strength change that increases the strength. Such work hardening causes a reduction in impact absorption performance (energy absorption performance) at the time of a pedestrian collision of the automobile hood inner panel. Therefore, it is preferable to suppress work hardening accompanying such plastic deformation in order to improve the impact absorption performance at the time of a pedestrian collision of the automobile hood inner panel. For this reason, it is preferable to make the difference between the tensile strength and 0.2% yield strength of the automobile hood inner panel as small as possible. This factor is also the reason why the HIC value is not necessarily 1000 mm / s 2 or less simply by reducing the strength (0.2% yield strength) after the artificial age hardening treatment as the tensile test characteristics.
したがって、HIC値を1000mm/s以下とするために、好ましくは、素材である前記調質処理後のアルミニウム合金板の引張強さと0.2%耐力の差を70MPa以下、より好ましくは50MPa以下とする。ちなみに、この素材である前記調質処理後のアルミニウム合金板の引張強さと0.2%耐力の差(値)は、前記人工時効硬化処理された後には一般的に小さくなる傾向があるが、両者には良い相関が認められることから、素材である前記調質処理後の値で規定する。
なお、素材である前記調質処理後のアルミニウム合金板の引張強さと0.2%耐力の差を70MPa以下、より好ましくは50MPa以下とすれば、自動車フードインナパネルへのプレス成形性も向上する。
Therefore, in order to set the HIC value to 1000 mm / s 2 or less, the difference between the tensile strength and the 0.2% proof stress of the aluminum alloy sheet after the tempering treatment, which is a material, is preferably 70 MPa or less, more preferably 50 MPa or less. And Incidentally, the difference (value) between the tensile strength and 0.2% proof stress of the aluminum alloy sheet after the tempering treatment which is this material generally tends to be small after the artificial age hardening treatment, Since a good correlation is recognized between the two, the value after the tempering process, which is a material, is specified.
If the difference between the tensile strength and 0.2% proof stress of the tempered aluminum alloy sheet as the material is 70 MPa or less, more preferably 50 MPa or less, the press formability to the automobile hood inner panel is also improved. .
自動車フードアウタパネル:
このような特性を持つインナパネルと組み合わされる自動車フードアウタパネルは、鋼板製か、インナパネルと同じアルミニウム合金で、より高強度なアルミニウム合金板製とする。鋼板を自動車フードアウタパネルに用いると、アルミニウム合金インナパネルとの異材接合による、電食(腐食)防止のために、樹脂をパネル間やボルトなどの接合手段や、補強材との間に介在させるなどの絶縁対策が余分に必要となる。また、自動車フード(パネル)のリサイクル(再利用)での選別や分別の手間を考慮すると、鋼板との異材同士の組み合わせよりは、インナパネルと同じアルミニウム合金系が好ましく、より好ましくは、後述する同じ6000系合金組成とする。
Automotive hood outer panel:
The automobile hood outer panel combined with the inner panel having such characteristics is made of a steel plate or made of the same aluminum alloy as the inner panel and made of a higher strength aluminum alloy plate. When steel plates are used for automobile hood outer panels, resin is interposed between panels, bonding means such as bolts, and reinforcing materials to prevent electrolytic corrosion (corrosion) by joining different materials to aluminum alloy inner panels. Extra insulation measures are required. Further, considering the labor of sorting and sorting in the recycling (reuse) of the automobile hood (panel), the same aluminum alloy system as the inner panel is preferable to the combination of different materials with the steel plate, and more preferably described later. The same 6000 series alloy composition is used.
但し、インナパネルと同じ6000系アルミニウム合金組成であっても、アウタパネルとして必要な強度、張り剛性、耐デント性、曲げ剛性、ねじり剛性などの基本性能を満足するためには、インナパネル用の6000系アルミニウム合金板よりも高強度であることが必要で、その耐力が160以上であることが好ましい。すなわち、自動車フードアウタパネルとしては、具体的には、質量%で、Si:0.4〜1.5%、Mg:0.2〜1.0%を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなるとともに、0.2%耐力が160MPa以上の成形された6000系アルミニウム合金板からなることが好ましい。これを、この組成の素材6000系アルミニウム合金板から言うと、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の0.2%耐力が160MPa以上であることが好ましい。これら0.2%耐力の上限は特に定めないが、板の製造限界から決まり、概ね280MPa程度である。   However, even if it has the same 6000 series aluminum alloy composition as that of the inner panel, in order to satisfy the basic performance such as strength, tension rigidity, dent resistance, bending rigidity, and torsional rigidity required for the outer panel, it is 6000 for the inner panel. It is necessary that the strength is higher than that of the aluminum alloy plate, and the proof stress is preferably 160 or more. That is, as an automobile hood outer panel, specifically, by mass%, Si: 0.4 to 1.5%, Mg: 0.2 to 1.0% are included, and the balance is made of Al and inevitable impurities. At the same time, it is preferably made of a formed 6000 series aluminum alloy plate having a 0.2% proof stress of 160 MPa or more. If this is said from the raw material 6000 series aluminum alloy plate of this composition, it is preferable that the 0.2% proof stress after performing artificial age hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain is 160 MPa or more. Although the upper limit of these 0.2% proof stress is not particularly defined, it is determined from the production limit of the plate and is about 280 MPa.
このような自動車フードアウタパネルの態様は自動車フードの歩行者保護方法としても好ましい。これら自動車フードアウタパネルの板厚は1mmから2mm程度とする。   Such an aspect of the automobile hood outer panel is also preferable as a pedestrian protection method for the automobile hood. The plate thickness of these automobile hood outer panels is about 1 mm to 2 mm.
補強部材:
自動車フードインナパネルに装着される(取り付けられる)補強材としては、前記図1で示した、ヒンジリインフォースメントとストライクリインフォースメントがあり、自動車フードインナパネルに所望の強度や剛性を持たせるための補強として必須である。また、他にデントリインフォースメントなども選択的に用いられ、本発明でも自動車フードあるいはインナパネルに種々汎用される補強部材の装着を許容する。
Reinforcing member:
As the reinforcing material to be attached (attached) to the automobile hood inner panel, there are the hinge reinforcement and strike reinforcement shown in FIG. 1, and the reinforcement for giving the automobile hood inner panel the desired strength and rigidity As essential. In addition, dental reinforcement or the like is selectively used, and in the present invention, it is possible to attach various commonly used reinforcing members to the automobile hood or the inner panel.
ただ、この補強部材も、前記自動車フードアウタパネルと同じ理由で、鋼板との異材同士の組み合わせよりは、インナパネルと同じアルミニウム合金系が好ましく、より好ましくは、後述する同じ6000系合金組成とする。   However, for the same reason as this automobile hood outer panel, this reinforcing member is preferably the same aluminum alloy system as the inner panel, more preferably the same 6000 series alloy composition described later, rather than a combination of different materials with the steel plate.
但し、インナパネルと同じ6000系合金組成であっても、補強部材として必要な強度、剛性などの基本性能を満足するためには、自動車フードインナパネル用の6000系アルミニウム合金板よりも高強度であることが必要で、その耐力が160以上であることが好ましい。すなわち、前記補強部材としては、具体的には、質量%で、Si:0.4〜1.5%、Mg:0.2〜1.0%を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなるとともに、0.2%耐力が160MPa以上の成形された6000系アルミニウム合金板からなることが好ましい。これを、この組成の素材6000系アルミニウム合金板から言うと、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の0.2%耐力が160MPa以上であることが好ましい。これら0.2%耐力の上限は特に定めないが、板の製造限界から決まり、概ね280MPa程度である。   However, even in the same 6000 series alloy composition as the inner panel, in order to satisfy the basic performances such as strength and rigidity required as a reinforcing member, the strength is higher than that of the 6000 series aluminum alloy plate for automobile hood inner panels. It is necessary that the proof stress is 160 or more. That is, the reinforcing member specifically includes, in mass%, Si: 0.4 to 1.5%, Mg: 0.2 to 1.0%, and the balance is made of Al and inevitable impurities. At the same time, it is preferably made of a formed 6000 series aluminum alloy plate having a 0.2% proof stress of 160 MPa or more. If this is said from the raw material 6000 series aluminum alloy plate of this composition, it is preferable that the 0.2% proof stress after performing artificial age hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain is 160 MPa or more. Although the upper limit of these 0.2% proof stress is not particularly defined, it is determined from the production limit of the plate and is about 280 MPa.
このような補強部材の態様は自動車フードの歩行者保護方法としても好ましい。これら補強部材の板厚は1mmから4mm程度とする。   Such an aspect of the reinforcing member is also preferable as a pedestrian protection method for automobile hoods. The plate thickness of these reinforcing members is about 1 mm to 4 mm.
アルミニウム合金板の組成:
自動車フードインナパネル用の6000系アルミニウム合金板の化学成分組成は、このインナパネルの特性を、0.2%耐力が80〜160MPaとし、かつ、HIC値を1000mm/s以下とするための前提条件である。言い換えると、素材である6000系アルミニウム合金板の、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の0.2%耐力を80〜160MPaの範囲とし、かつ、HIC値を1000mm/s以下とするための前提条件である。また、前記調質処理後のアルミニウム合金板や自動車フードインナパネルの引張強さと0.2%耐力との差を70MPa以下、より好ましくは50MPa以下として、前記HIC値とするための前提条件でもある。
Composition of aluminum alloy plate:
The chemical composition of the 6000 series aluminum alloy sheet for automobile hood inner panels is premised on the characteristics of the inner panel, 0.2% proof stress is 80 to 160 MPa, and the HIC value is 1000 mm / s 2 or less. It is a condition. In other words, the 0.2% proof stress of the 6000 series aluminum alloy plate, which is the raw material, after artificial strain hardening at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain is in the range of 80 to 160 MPa, and the HIC value Is a precondition for setting the value to 1000 mm / s 2 or less. In addition, the difference between the tensile strength and 0.2% proof stress of the tempered aluminum alloy plate or automobile hood inner panel is set to 70 MPa or less, more preferably 50 MPa or less, which is also a precondition for obtaining the HIC value. .
このため、自動車フードインナパネル用の6000系アルミニウム合金板の組成は、質量%で、Si:0.4〜1.5%、Mg:0.2〜1.0%を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなるものとする。なお、各元素の含有量の%表示は全て質量%の意味である。   For this reason, the composition of the 6000 series aluminum alloy plate for automobile hood inner panels is, by mass%, Si: 0.4 to 1.5%, Mg: 0.2 to 1.0%, with the balance being Al and It shall consist of inevitable impurities. In addition,% display of content of each element means the mass% altogether.
また、この組成は、前記自動車フードアウタパネルや前記補強部材でも、これらの前記強度や剛性の要求特性を得るためにも必要である。すなわち、素材6000系アルミニウム合金板としては、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の0.2%耐力を160MPa以上とするために必要である。なお、自動車フードのインナパネル、アウタパネル、補強部材亜としての強度の作り分けは、前記組成のうちのSiやMgの含有量を制御するとともに、後述する冷延後の板の熱処理条件(調質処理)によって行う。   This composition is also necessary for obtaining the required characteristics of the strength and rigidity of the automobile hood outer panel and the reinforcing member. That is, as a raw material 6000 series aluminum alloy plate, it is necessary for the 0.2% proof stress to be 160 MPa or more after artificial aging hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain. The strength of the automobile hood as an inner panel, an outer panel, and a reinforcing member sub is controlled by controlling the Si and Mg contents of the composition and heat treatment conditions (tempering of the sheet after cold rolling described later). Process).
本発明では、これらMg、Si以外のその他の元素は基本的には不可避的不純物であり、AA乃至JIS 規格などに沿った各元素レベルの含有量 (許容量) とする。すなわち、資源リサイクルの観点から、本発明でも、合金の溶解原料として、高純度Al地金だけではなく、Mg、Si以外のその他の元素を添加元素(合金元素)として多く含む6000系合金やその他のアルミニウム合金スクラップ材、低純度Al地金などを多量に使用した場合には、下記のような他の元素が必然的に実質量混入される。そして、これらの元素を敢えて低減することは、その精錬自体がコストアップとなり、ある程度含有する許容が必要となる。   In the present invention, these other elements other than Mg and Si are basically inevitable impurities, and the content (allowable amount) at each element level is in accordance with AA or JIS standards. That is, from the viewpoint of resource recycling, in the present invention, not only high-purity Al ingots but also 6000 series alloys containing many other elements other than Mg and Si as additive elements (alloy elements) are used as melting raw materials for alloys. When a large amount of aluminum alloy scrap material, low-purity Al metal, etc. is used, the following other elements are necessarily mixed in substantial amounts. And reducing these elements deliberately increases the cost of the refining itself, and it is necessary to allow it to be contained to some extent.
このため、本発明では、不可避的不純物として、好ましくは、下記元素を各々以下に規定するAA乃至JIS 規格などに沿った上限量以下の範囲で規制し、その範囲での含有を許容する。具体的には、前記不可避的不純物のうち、Fe:0.5%以下(但し0%を含む)、Zn:0.5%以下(但し0%を含む)、Cu:1.0%以下(但し0%を含む)、Mn:0.5%以下(但し0%を含む)、Cr:0.5%以下(但し0%を含む)、Zr:0.3%以下(但し0%を含む)、Ti:0.1%以下(但し0%を含む)に規制する。   For this reason, in the present invention, as the inevitable impurities, the following elements are preferably regulated within the range of the upper limit amount or less according to AA to JIS standards defined below, respectively, and contained within the range. Specifically, among the inevitable impurities, Fe: 0.5% or less (including 0%), Zn: 0.5% or less (including 0%), Cu: 1.0% or less ( However, Mn: 0.5% or less (including 0%), Cr: 0.5% or less (including 0%), Zr: 0.3% or less (including 0%) ), Ti: 0.1% or less (including 0%).
上記6000系アルミニウム合金における、各元素の含有範囲と意義、あるいは許容量について以下に説明する。但し、以下の説明は、必要なHIC値を得るための自動車フードインナパネル用の6000系アルミニウム合金板の場合について主として行う。ちなみに、前記自動車フードアウタパネルや前記補強部材でも、各元素の含有理由や含有量の意義は、低強度やHIC値などの自動車フードインナパネル特有の理由や意義を除き共通する。   The content range and significance of each element in the 6000 series aluminum alloy, or the allowable amount will be described below. However, the following description is mainly given for the case of a 6000 series aluminum alloy plate for an automobile hood inner panel for obtaining a necessary HIC value. Incidentally, even in the automobile hood outer panel and the reinforcing member, the reason for the inclusion of each element and the significance of the contents are common except for the reason and significance unique to the automobile hood inner panel such as low strength and HIC value.
Si:0.4〜1.5%
Siは必要強度(耐力)を得る必須の元素である。また、自動車フードインナパネルとしての基本特性を満足するための必須の元素であり、パネルへのプレス成形性に影響する全伸びなどの諸特性を兼備させるための重要元素である。自動車フードインナパネルの諸特性をより満足させるためには、Si/ Mgを質量比で1.0以上とし、SiをMgに対し過剰に含有させた、過剰Si型の6000系アルミニウム合金組成とすることが好ましい。
Si: 0.4 to 1.5%
Si is an essential element for obtaining the required strength (yield strength). Moreover, it is an essential element for satisfying the basic characteristics as an automobile hood inner panel, and an important element for combining various characteristics such as total elongation that affect the press formability of the panel. In order to further satisfy various characteristics of the automobile hood inner panel, an excess Si type 6000 series aluminum alloy composition containing Si / Mg at a mass ratio of 1.0 or more and containing Si excessively with respect to Mg is used. It is preferable.
Si含有量が少なすぎると、Siの絶対量が不足するため、強度が著しく低下し、前記自動車インナパネルに要求される基本特性や全伸びなどの諸特性を兼備することができない。一方、Si含有量が多すぎると、アルミニウム合金板に2%予ひずみ与えた後に170℃×20分の人工時効硬化処理後の0.2%耐力が高くなりすぎて、自動車フードインナパネルとしての必要なHIC値を得るために160MPa以下とすることが難しくなる。また、粗大な晶出物および析出物が形成されて、曲げ加工性や全伸び等が著しく低下する。更に、溶接性も著しく阻害される。したがって、Siは0.4〜1.5%の範囲とする。   If the Si content is too small, the absolute amount of Si is insufficient, so that the strength is remarkably reduced, and it is impossible to combine various properties such as basic properties and total elongation required for the automobile inner panel. On the other hand, if the Si content is too large, the 0.2% proof stress after artificial age hardening treatment at 170 ° C. × 20 minutes becomes too high after 2% pre-strain is applied to the aluminum alloy plate, In order to obtain a required HIC value, it becomes difficult to set it to 160 MPa or less. Moreover, coarse crystallized substances and precipitates are formed, and bending workability, total elongation, and the like are significantly reduced. Furthermore, weldability is also significantly impaired. Accordingly, Si is set in the range of 0.4 to 1.5%.
Mg:0.2〜1.0%
Mgも、Siとともに、必要強度(耐力)を得る必須の元素である。また、自動車フードインナパネルとしての基本特性を満足するための必須の元素であり、パネルへのプレス成形性に影響する全伸びなどの諸特性を兼備させるための重要元素である。
Mg: 0.2-1.0%
Mg, together with Si, is an indispensable element that obtains the required strength (yield strength). Moreover, it is an essential element for satisfying the basic characteristics as an automobile hood inner panel, and an important element for combining various characteristics such as total elongation that affect the press formability of the panel.
Mg含有量が少なすぎると、Mgの絶対量が不足するため、強度が著しく低下し、前記自動車インナパネルに要求される基本特性や全伸びなどの諸特性を兼備することができない。一方、Mg含有量が多すぎると、アルミニウム合金板に2%予ひずみ与えた後に170℃×20分の人工時効硬化処理後の0.2%耐力が高くなりすぎて、自動車フードインナパネルとしての必要なHIC値を得るために160MPa以下とすることが難しくなる。また、粗大な晶出物および析出物が形成されて、曲げ加工性や全伸び等が著しく低下する。更に、溶接性も著しく阻害される。したがって、Mgの含有量は0.2〜1.0%の範囲で、Si/ Mgが質量比で1.0以上となるような量とする。   If the Mg content is too small, the absolute amount of Mg is insufficient, so that the strength is remarkably lowered, and it is impossible to combine various properties such as basic properties and total elongation required for the automobile inner panel. On the other hand, if the Mg content is too high, the 0.2% proof stress after artificial age hardening treatment at 170 ° C. × 20 minutes becomes too high after 2% pre-strain is applied to the aluminum alloy plate, In order to obtain a required HIC value, it becomes difficult to set it to 160 MPa or less. Moreover, coarse crystallized substances and precipitates are formed, and bending workability, total elongation, and the like are significantly reduced. Furthermore, weldability is also significantly impaired. Accordingly, the Mg content is in the range of 0.2 to 1.0%, and the Si / Mg content is 1.0 or more in mass ratio.
(製造方法)
次ぎに、本発明アルミニウム合金板の製造方法について以下に説明する。本発明アルミニウム合金板は、製造工程自体は常法あるいは公知の方法であり、上記6000系成分組成のアルミニウム合金鋳塊を鋳造後に均質化熱処理し、熱間圧延、冷間圧延が施されて前記した所定の板厚とされる。
(Production method)
Next, a method for producing the aluminum alloy plate of the present invention will be described below. The aluminum alloy sheet of the present invention is a conventional process or a known process, and the aluminum alloy ingot having the above-mentioned 6000 series component composition is subjected to homogenization heat treatment after casting, and subjected to hot rolling and cold rolling. The predetermined plate thickness is set.
但し、必要なHIC値を得るための自動車フードインナパネル用の6000系アルミニウム合金板の場合は、冷間圧延の後には常法と異なる調質処理を施す。通常、6000系アルミニウム合金板では、前記BH性をより高くしようと、通常の溶体化および焼入れ処理や、その後の低温での再加熱処理などの調質処理が施されて製造される。しかし、本発明アルミニウム合金板の製造方法では、このような調質処理はBH性を高めすぎるために施さず、後述する通りの熱処理を施す。   However, in the case of a 6000 series aluminum alloy plate for an automobile hood inner panel for obtaining a necessary HIC value, a tempering treatment different from a conventional method is performed after cold rolling. In general, a 6000 series aluminum alloy plate is manufactured by subjecting it to a normal solution treatment and quenching treatment, and subsequent tempering treatment such as a reheating treatment at a low temperature in order to increase the BH property. However, in the method for producing an aluminum alloy sheet of the present invention, such a tempering treatment is not performed because the BH property is excessively increased, and a heat treatment as described later is performed.
すなわち、本発明で規定する、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後のアルミニウム合金冷延板の特性として、0.2%耐力を80〜160MPaとし、かつ、前記HIC値を1000mm/s以下とするために、前記組成のアルミニウム合金鋳塊を、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延を各々施して冷延板となし、この冷延板を300〜450℃で1〜50時間保持する熱処理を施した後に、更に0.3〜5%の加工率で冷間加工を施すことが、本発明アルミニウム合金板を得るための好ましい製造方法である。 That is, as a property of the aluminum alloy cold-rolled sheet after artificial aging hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain as defined in the present invention, 0.2% proof stress is 80 to 160 MPa, and In order to set the HIC value to 1000 mm / s 2 or less, the aluminum alloy ingot having the above composition is subjected to homogenization heat treatment, hot rolling, and cold rolling to form cold rolled plates. It is a preferable production method for obtaining the aluminum alloy sheet of the present invention that after the heat treatment held at ˜450 ° C. for 1 to 50 hours, further cold working at a working rate of 0.3 to 5%.
(溶解、鋳造冷却速度)
先ず、溶解、鋳造工程では、上記6000系成分組成範囲内に溶解調整されたアルミニウム合金溶湯を、連続鋳造法、半連続鋳造法(DC鋳造法)等の通常の溶解鋳造法を適宜選択して鋳造する。ここで、本発明の規定範囲内にクラスタを制御するために、鋳造時の平均冷却速度について、液相線温度から固相線温度までを30℃/分以上と、できるだけ大きく(速く)することが好ましい。
(Dissolution, casting cooling rate)
First, in the melting and casting process, an ordinary molten casting method such as a continuous casting method and a semi-continuous casting method (DC casting method) is appropriately selected for the molten aluminum alloy adjusted to be dissolved within the above-mentioned 6000 series component composition range. Cast. Here, in order to control the cluster within the specified range of the present invention, the average cooling rate at the time of casting is as large as possible (fast) from the liquidus temperature to the solidus temperature of 30 ° C./min. Is preferred.
このような、鋳造時の高温領域での温度(冷却速度)制御を行わない場合、この高温領域での冷却速度は必然的に遅くなる。このように高温領域での平均冷却速度が遅くなった場合、この高温領域での温度範囲で粗大に生成する晶出物の量が多くなって、鋳塊の板幅方向,厚さ方向での晶出物のサイズや量のばらつきも大きくなる。   When such temperature (cooling rate) control in the high temperature region during casting is not performed, the cooling rate in this high temperature region is inevitably slow. Thus, when the average cooling rate in the high temperature region becomes slow, the amount of crystallized material generated coarsely in the temperature range in this high temperature region increases, and in the plate width direction and thickness direction of the ingot. Variations in the size and amount of crystallized material also increase.
(均質化熱処理)
次いで、前記鋳造されたアルミニウム合金鋳塊に、熱間圧延に先立って、均質化熱処理を施す。この均質化熱処理(均熱処理)は、組織の均質化、すなわち、鋳塊組織中の結晶粒内の偏析をなくすことを目的とする。この目的を達成する条件であれば特に限定されない。
(Homogenization heat treatment)
Next, the cast aluminum alloy ingot is subjected to a homogenization heat treatment prior to hot rolling. The purpose of this homogenization heat treatment (soaking) is to homogenize the structure, that is, eliminate segregation in crystal grains in the ingot structure. There is no particular limitation as long as it is a condition for achieving this object.
ただ、均質化熱処理温度は、500℃以上で融点未満、均質化時間は1時間以上の範囲から適宜選択される。この均質化温度が低いと結晶粒内の偏析を十分に無くすことができず、これが破壊の起点として作用するために、伸びフランジ性や曲げ加工性が低下する。この後、直ちに熱間圧延を開始又は、適当な温度まで冷却保持した後に熱間圧延を開始してもよい。   However, the homogenization heat treatment temperature is appropriately selected from the range of 500 ° C. or higher and lower than the melting point, and the homogenization time is 1 hour or longer. When this homogenization temperature is low, segregation within the crystal grains cannot be sufficiently eliminated, and this acts as a starting point of fracture, so that stretch flangeability and bending workability are deteriorated. Thereafter, the hot rolling may be started immediately, or the hot rolling may be started after cooling to an appropriate temperature.
(熱間圧延)
熱間圧延は、圧延する板厚に応じて、鋳塊 (スラブ) の粗圧延工程と、仕上げ圧延工程とから構成される。これら粗圧延工程や仕上げ圧延工程では、リバース式あるいはタンデム式などの圧延機が適宜用いられる。
(Hot rolling)
Hot rolling is composed of an ingot (slab) rough rolling process and a finish rolling process according to the thickness of the rolled sheet. In these rough rolling process and finish rolling process, a reverse or tandem rolling mill is appropriately used.
この際、熱延(粗圧延)開始温度が固相線温度を超える条件では、バーニングが起こるため熱延自体が困難となる。また、熱延開始温度が350℃未満では熱延時の荷重が高くなりすぎ、熱延自体が困難となる。したがって、熱延開始温度は350℃〜固相線温度、更に好ましくは400℃〜固相線温度の範囲とする。   At this time, under conditions where the hot rolling (rough rolling) start temperature exceeds the solidus temperature, burning occurs and thus the hot rolling itself becomes difficult. On the other hand, when the hot rolling start temperature is less than 350 ° C., the load during hot rolling becomes too high, and the hot rolling itself becomes difficult. Therefore, the hot rolling start temperature is set to 350 ° C. to the solidus temperature, more preferably 400 ° C. to the solidus temperature.
(中間焼鈍)
この熱延板の冷間圧延前あるいは冷間圧延パス間の中間焼鈍は必ずしも必要ではないが、結晶粒の微細化や集合組織の適正化によって、成形性などの特性を更に向上させる為に実施しても良い。この場合は300〜450℃で1〜50時間にて行う。
(Intermediate annealing)
Although intermediate annealing before cold rolling or between cold rolling passes of this hot-rolled sheet is not always necessary, it is performed to further improve properties such as formability by refining crystal grains and optimizing the texture. You may do it. In this case, it is performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 50 hours.
(冷間圧延)
冷間圧延では、上記熱延板を圧延して、所望の最終板厚の冷延板 (コイルも含む) に製作する。但し、結晶粒をより微細化させるためには、冷間圧延率は60%以上であることが望ましい。
(Cold rolling)
In cold rolling, the hot-rolled sheet is rolled to produce a cold-rolled sheet (including a coil) having a desired final thickness. However, in order to further refine the crystal grains, the cold rolling rate is desirably 60% or more.
(熱処理)
この冷間圧延後に、本発明で規定する熱処理を行う。これによって、プレス2%予ひずみ与えた後に170℃×20分の人工時効硬化処理後の0.2%耐力を160MPa以下であり、かつ、前記HIC値が1000mm/s以下である、自動車フードインナパネル用アルミニウム合金板を得る。更に、前記調質処理後のアルミニウム合金板や、前記人工時効硬化処理後の自動車フードインナパネルの引張強さと0.2%耐力との差を70MPa以下、より好ましくは50MPa以下として、前記HIC値とすることを保障する。
(Heat treatment)
After this cold rolling, the heat treatment specified in the present invention is performed. Accordingly, the automobile hood having a 0.2% proof stress after artificial aging hardening treatment of 170 ° C. × 20 minutes after giving a pre-strain of 2% by press is 160 MPa or less, and the HIC value is 1000 mm / s 2 or less. An aluminum alloy plate for an inner panel is obtained. Further, the difference between the tensile strength and 0.2% proof stress of the aluminum alloy plate after the tempering treatment and the automobile hood inner panel after the artificial age hardening treatment is set to 70 MPa or less, more preferably 50 MPa or less, and the HIC value To ensure that.
この熱処理は、ケース1として、前記冷延板を300〜450℃の比較的低温で1〜50時間保持する熱処理後に更に0.3〜5%の冷間圧延を施して、自動車フードインナパネルの素材6000系アルミニウム合金板とする。または、ケース2として、前記冷延板を450〜500℃未満の比較的低温で0〜60秒保持する熱処理後を施し、冷間圧延は施さずに、そのまま自動車フードインナパネルの素材6000系アルミニウム合金板とする。   In this heat treatment, as the case 1, the cold-rolled sheet is further subjected to cold rolling of 0.3 to 5% after the heat treatment of holding the cold-rolled plate at a relatively low temperature of 300 to 450 ° C. for 1 to 50 hours. The material is a 6000 series aluminum alloy plate. Alternatively, as case 2, the cold-rolled sheet is subjected to heat treatment for 0 to 60 seconds at a relatively low temperature of less than 450 to 500 ° C., and is not subjected to cold rolling, and is used as it is as a raw material for automobile hood inner panel 6000 series aluminum. Alloy plate.
前記ケース1の300〜450℃の熱処理は、焼鈍処理とも言えるが、通常の溶体化処理の温度域(520〜570℃程度)と比較して極端に低温化されている。この条件の熱処理で、アルミニウム合金板を本発明で規定するBH性として、自動車フードインナパネルとして0.2%耐力が160MPa以下の所定の強度レベルに制御する。ケース1の熱処理温度が300℃未満と低すぎると、前記熱処理の効果が得られない。また、450℃を超える高温では前記熱処理の効果が飽和する。   Although it can be said that the heat treatment of 300 to 450 ° C. of the case 1 is an annealing treatment, it is extremely lowered in temperature compared with the temperature range of a normal solution treatment (about 520 to 570 ° C.). By the heat treatment under these conditions, the aluminum alloy plate is controlled to have a BH property as defined in the present invention, and the 0.2% proof stress is a predetermined strength level of 160 MPa or less as an automobile hood inner panel. If the heat treatment temperature of case 1 is too low, less than 300 ° C., the effect of the heat treatment cannot be obtained. Moreover, the effect of the said heat processing is saturated at the high temperature over 450 degreeC.
そして、この熱処理(焼鈍)後に冷間加工を施すことで、耐力を50MPa以上とし、前記した素材板の成形性やハンドリング性、あるいは自動車フードインナパネルとしての成形性やハンドリング性、必要強度、剛性などを確保する。しかし、この場合でも前記条件でのベーク後耐力は160MPa以下となるように制御する。冷間加工率が低すぎると耐力が向上せず50MPa未満となる。冷間加工率の増加にともなって耐力は増加するが、冷間加工率が5%を超えると、その後の伸びおよび加工硬化能が劣化し、成形性が低下する。したがって、冷間加工率は0.3〜5%の範囲とする。このような所定の冷間加工率の加工を施すことができれば、冷間圧延、レベラー矯正等の汎用される冷間加工手段が選択可能である。   And by performing cold working after this heat treatment (annealing), the proof stress is 50 MPa or more, and the formability and handling properties of the above-mentioned material plate, or the formability and handling properties as an automobile hood inner panel, required strength, rigidity Etc. However, even in this case, the post-baking proof stress under the above conditions is controlled to be 160 MPa or less. If the cold working rate is too low, the yield strength is not improved and the pressure is less than 50 MPa. The yield strength increases as the cold work rate increases, but if the cold work rate exceeds 5%, the subsequent elongation and work hardening ability deteriorate, and the formability deteriorates. Therefore, the cold working rate is in the range of 0.3 to 5%. If processing at such a predetermined cold working rate can be performed, commonly used cold working means such as cold rolling and leveler correction can be selected.
この冷間加工によって、自動車フードインナパネルの素材6000系アルミニウム合金板の組織中に転位が新たに導入され、歩行者(頭部)衝突時には自動車フードインナパネルの塑性変形に伴う加工硬化を抑制して、歩行者衝突時の衝撃吸収性能(エネルギー吸収性能)を高めることができる。この目安として、自動車フードインナパネルの引張強さと0.2%耐力との差を小さく、70MPa以下、より好ましくは50MPa以下とでき、前記HIC値とすることを保障できる。これが、引張試験特性としての前記BH後の強度(0.2%耐力)を低くするだけでは、HIC値が1000mm/s以下となるとは限らない理由でもある。 This cold working newly introduces dislocations into the structure of the 6000 series aluminum alloy plate of the automobile hood inner panel, and suppresses work hardening associated with plastic deformation of the automobile hood inner panel in the event of a pedestrian (head) collision. Thus, the impact absorption performance (energy absorption performance) during a pedestrian collision can be enhanced. As a guideline, the difference between the tensile strength and 0.2% proof stress of the automobile hood inner panel can be reduced to 70 MPa or less, more preferably 50 MPa or less, and the HIC value can be ensured. This is also the reason why the HIC value does not always become 1000 mm / s 2 or less simply by reducing the strength after BH (0.2% yield strength) as tensile test characteristics.
ケース2の450〜500℃未満の熱処理は、通常の溶体化処理温度よりも低い温度であり、この温度で前記冷延板を0〜60秒保持する熱処理後を施し、冷間圧延は施さずに、そのまま自動車フードインナパネルの素材6000系アルミニウム合金板とする。ケース2の熱処理温度が450℃未満と低すぎると、前記熱処理の効果が得られない。また、500℃以上の高温では、通常の溶体化処理と同じとなり、BH性が高くなりすぎ、塗装焼付け処理後のインナパネルの耐力が高くなりすぎてHIC値が高くなりすぎる。   The heat treatment at 450 to less than 500 ° C. of Case 2 is a temperature lower than the normal solution treatment temperature, and is subjected to a heat treatment for holding the cold-rolled sheet at this temperature for 0 to 60 seconds, without cold rolling. In addition, the raw material 6000 series aluminum alloy plate of the automobile hood inner panel is used as it is. If the heat treatment temperature of case 2 is too low, less than 450 ° C., the effect of the heat treatment cannot be obtained. Further, at a high temperature of 500 ° C. or higher, it becomes the same as the normal solution treatment, the BH property becomes too high, the proof stress of the inner panel after the coating baking treatment becomes too high, and the HIC value becomes too high.
これらの熱処理後の冷却速度は急冷とし、50℃/秒以上で行うことが望ましい。冷却速度が遅いと、粒界上にSi、Mg2Siなどが析出しやすくなり、プレス成形や曲げ加工時の割れの起点となり易く、これら成形性が低下する。この冷却速度を確保するために、焼入れ処理は、ファンなどの空冷、ミスト、スプレー、浸漬等の水冷手段や条件を各々選択して用いる。ただ、このケース2の熱処理は、前記ケース1の熱処理に比して、熱処理後の冷間加工が無く、素材6000系アルミニウム合金板の組織中に、この冷間加工による転位を新たに導入できない。したがって、歩行者(頭部)衝突時に自動車フードインナパネルの塑性変形に伴う加工硬化を抑制する効果が前記ケース1の熱処理に比して低く、目安としての、自動車フードインナパネルの引張強さと0.2%耐力との差も、後述する実施例の通り、相対的に高くなる。   The cooling rate after these heat treatments is preferably rapid cooling and is performed at 50 ° C./second or more. When the cooling rate is slow, Si, Mg2Si and the like are likely to be precipitated on the grain boundary, which is likely to be a starting point of cracking during press molding or bending, and these formability decreases. In order to ensure this cooling rate, the quenching treatment is performed by selecting water cooling means and conditions such as air cooling such as a fan, mist, spray, and immersion, respectively. However, the heat treatment of this case 2 does not have a cold work after the heat treatment as compared with the heat treatment of the case 1, and dislocations by this cold work cannot be newly introduced into the structure of the material 6000 series aluminum alloy plate. . Therefore, the effect of suppressing work hardening due to plastic deformation of the automobile hood inner panel at the time of a pedestrian (head) collision is lower than the heat treatment of the case 1, and the tensile strength of the automobile hood inner panel as a guideline is 0. The difference from the 2% proof stress is relatively high as in the examples described later.
前記自動車フードアウタパネルや前記補強部材の場合には、冷間圧延までは、自動車フードインナパネル用の6000系アルミニウム合金板の場合と同様の製造条件となる。しかし、前記自動車フードアウタパネルや前記補強部材の高強度化を図るために、各元素の十分な固溶量を得たり、結晶粒をより微細化するために、通常通り、520℃以上の溶体化処理温度に所定時間保持する条件で行うことが望ましい。また、成形性やヘム加工性を低下させる粗大な粒界化合物形成を抑制する観点から、焼入れ時の冷却速度は、前記した理由、手段で、50℃/秒以上で行うことが好ましい。そして、室温まで焼入れ冷却した後、1時間以内に冷延板を70〜250℃の温度域に保持する再加熱処理を行うことが好ましい。   In the case of the automobile hood outer panel and the reinforcing member, the manufacturing conditions are the same as in the case of the 6000 series aluminum alloy plate for the automobile hood inner panel until cold rolling. However, in order to increase the strength of the automobile hood outer panel and the reinforcing member, in order to obtain a sufficient solid solution amount of each element and to make the crystal grains finer, solution treatment at 520 ° C. or higher is performed as usual. It is desirable to carry out under the condition of maintaining the processing temperature for a predetermined time. Further, from the viewpoint of suppressing the formation of coarse grain boundary compounds that deteriorate the moldability and heme workability, the cooling rate during quenching is preferably performed at 50 ° C./second or more for the reasons and means described above. And after quenching and cooling to room temperature, it is preferable to perform the reheating process which hold | maintains a cold-rolled sheet in a 70-250 degreeC temperature range within 1 hour.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. It is also possible to implement, and they are all included in the technical scope of the present invention.
次に本発明の実施例を説明する。本発明で規定する耐力条件が異なる6000系アルミニウム合金板を前記組成や冷延後の調質処理によってつくり分けて、室温に100日間保持(室温時効)後の機械的な特性およびインナパネルに要求される特性を測定、評価した。このインナパネルに要求される特性とは、ベークした後の0.2%耐力(BH性)や板の取り扱い性(表2では単に取扱性と表示)やプレス成形性である。また、これらベーク後の耐力値からHIC値を求めた。   Next, examples of the present invention will be described. 6000 series aluminum alloy plates with different proof stress conditions specified in the present invention are prepared by the above-mentioned composition and tempering treatment after cold rolling, and mechanical properties after holding at room temperature for 100 days (room temperature aging) and required for inner panel Measured and evaluated. The properties required for the inner panel are 0.2% yield strength (BH property) after baking, handleability of the plate (indicated in Table 2 as simply handleability), and press formability. Moreover, the HIC value was calculated | required from the proof stress value after these baking.
前記板の耐力の作り分けは、表1に示す組成の6000系アルミニウム合金冷延板の表2に示すように熱処理条件(調質条件)を変えて行った。すなわち、表2に示すように、前記したケース1、2の熱処理のパターンの温度(℃)、時間(時間、h)の条件を種々変えて行った。ケース1の冷延板の熱処理はバッチ炉にて行い、熱処理後に更に冷間圧延を施して、自動車フードインナパネルの素材6000系アルミニウム合金板とした。ケース2の冷延板の熱処理は連続処理炉にて行い、熱処理後の冷間圧延は施さずに、そのまま自動車フードインナパネルの素材6000系アルミニウム合金板とした。   The proof stress of the plate was made by changing the heat treatment conditions (tempering conditions) as shown in Table 2 of the 6000 series aluminum alloy cold-rolled plate having the composition shown in Table 1. That is, as shown in Table 2, the temperature (° C.) and time (hour, h) conditions of the heat treatment pattern of the cases 1 and 2 were changed in various ways. Heat treatment of the cold-rolled sheet of case 1 was performed in a batch furnace, and after the heat treatment, cold rolling was further performed to obtain a material 6000 series aluminum alloy sheet for an automobile hood inner panel. The cold-rolled sheet of case 2 was heat-treated in a continuous processing furnace, and was not subjected to cold rolling after the heat treatment, but was used as it was as a raw material 6000 series aluminum alloy sheet for an automobile hood inner panel.
なお、表1中の各元素の含有量の表示において、各元素における数値を「―」としている表示は、その含有量が検出限界以下であることを示す。   In addition, in the display of the content of each element in Table 1, the display in which the numerical value of each element is “−” indicates that the content is below the detection limit.
アルミニウム合金冷延板の具体的な製造条件は各例とも共通して以下の通りとした。表1に示す各組成のアルミニウム合金鋳塊を、DC鋳造法により共通して溶製した。この際、各例とも共通して、鋳造時の平均冷却速度について、液相線温度から固相線温度までを50℃/分とした。続いて、鋳塊を、各例とも共通して、550℃×5時間均熱処理した後、熱間粗圧延を開始した。そして、各例とも共通して、続く仕上げ圧延にて、厚さ3.5mmまで熱延し、熱間圧延板(コイル)とした。熱間圧延後のアルミニウム合金板を、前記冷間圧延前あるいは冷間圧延パス間の中間焼鈍を実施せず、加工率70%の冷間圧延を行い、各例とも共通して、厚さ1.0mmの冷延板(コイル)とした。   The specific production conditions for the aluminum alloy cold-rolled sheet were as follows in common with each example. Aluminum alloy ingots having respective compositions shown in Table 1 were commonly melted by DC casting. At this time, in common with each example, the average cooling rate during casting was set to 50 ° C./min from the liquidus temperature to the solidus temperature. Subsequently, the ingot was subjected to soaking at 550 ° C. for 5 hours in common with each example, and then hot rough rolling was started. And in each example, it hot-rolled to thickness 3.5mm by the subsequent finish rolling, and was set as the hot rolled sheet (coil). The aluminum alloy sheet after hot rolling is subjected to cold rolling at a processing rate of 70% without performing the intermediate annealing before the cold rolling or between the cold rolling passes. A cold rolled plate (coil) of 0.0 mm was used.
各例とも共通して、この冷延板を室温に100日間保持(室温時効)してから、各々供試板 (ブランク) を切り出し、後述する条件にて機械的な特性を測定、評価した。また、前記室温時効後の各供試板に2%の予ひずみを付与した後に170℃×20分の人工時効硬化処理を施し、このベーク後の0.2%耐力(BH性)、板の取り扱い性、プレス成形性を、インナパネル要求特性として後述する条件にて各々測定、評価した。   In common with each example, this cold-rolled plate was kept at room temperature for 100 days (aging at room temperature), and then each test plate (blank) was cut out, and mechanical characteristics were measured and evaluated under the conditions described later. Moreover, after giving 2% pre-strain to each test plate after aging at room temperature, it was subjected to artificial aging hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes, 0.2% proof stress (BH property) after this baking, Handleability and press formability were measured and evaluated under the conditions described later as inner panel required characteristics.
また、フードインナパネルを代表するHIC値を解析、評価した。このため、これらのベーク後の耐力値から前記関係式1でFEM解析により与えられる頭部傷害値(HIC値)を、自動車フードアウタパネルや前記補強材の条件を含めて、前記した図1、2で説明した解析条件および解析方法にて、フードインナパネルの前記ストライクリインフォースメント上の中央部を打撃点として求めた。   In addition, HIC values representing food inner panels were analyzed and evaluated. For this reason, the head injury value (HIC value) given by the FEM analysis in the relational expression 1 based on the proof stress value after baking, including the conditions of the automobile hood outer panel and the reinforcing material, are described above. The center portion on the strike reinforcement of the hood inner panel was determined as the hitting point under the analysis conditions and analysis method described in 1. above.
機械的特性:
各供試板の7日間室温時効後の機械的特性としては、引張強さ(As引張強さ)、0.2%耐力(As耐力)と全伸び(As全伸び)を引張試験により求めた。また、これらの各供試板を各々共通して100日間の室温時効後の前記ベーク後の供試板の0.2%耐力(BH後耐力)も同じ引張試験により求めた。
Mechanical properties:
As mechanical properties of each test plate after aging for 7 days at room temperature, tensile strength (As tensile strength), 0.2% proof stress (As proof strength) and total elongation (As total elongation) were determined by a tensile test. . The 0.2% proof stress (post-BH proof stress) of the test plate after baking after 100 days of room temperature aging was also determined by the same tensile test.
前記引張試験は、前記各供試板から、各々JISZ2201の5号試験片(25mm×50mmGL×板厚)を採取し、室温にて引張り試験を行った。このときの試験片の引張り方向を圧延方向の直角方向とした。引張り速度は、0.2%耐力までは5mm/分、耐力以降は20mm/分とした。機械的特性測定のN数は5とし、各々平均値で算出した。なお、前記ベークハード後の耐力測定用の試験片への板のプレス成形を模擬した2%の予歪は、この引張試験機により与え、その後前記BH処理を行った。   In the tensile test, No. 5 test pieces (25 mm × 50 mmGL × plate thickness) of JISZ2201 were sampled from the respective test plates and subjected to a tensile test at room temperature. The tensile direction of the test piece at this time was the direction perpendicular to the rolling direction. The tensile speed was 5 mm / min up to 0.2% proof stress and 20 mm / min after proof stress. The N number for the measurement of mechanical properties was 5, and each was calculated as an average value. In addition, 2% pre-strain simulating press forming of a plate on a test piece for measuring yield strength after baking was given by this tensile tester, and then the BH treatment was performed.
取り扱い性:
取り扱い性は、板をプレス機に投入する際のハンドリング時を模擬した条件にて行った。すなわち、前記室温時効後の各供試板から500mm×500mmの試験片を切り出し、図4に示すように、上方に先端が向いた直径101.6mmの球状張出しポンチの上方の、ポンチ頂点からの距離が100mmの上方位置に、試験片の中心がくるように水平に保持した。そして、この位置から試験片を略水平に自由落下させてポンチに衝突させ、試験片に永久変形(歪)が生じるかどうかを試験した。3枚の試験片について同様の試験を行い、目視であきらかな永久変形が3枚とも生じたものを×、軽微な永久変形が1枚でも生じたものを△、3枚とも永久変形(歪)が生じていないものを○と評価した。
Handleability:
Handling was performed under conditions simulating handling when the plate was put into the press. That is, a 500 mm × 500 mm test piece was cut out from each test plate after aging at room temperature, and, as shown in FIG. 4, from the top of the punch above the spherical overhanging punch having a diameter of 101.6 mm facing upward. The test piece was held horizontally so that the center of the test piece was at an upper position of 100 mm. Then, from this position, the test piece was dropped freely in a substantially horizontal manner and collided with the punch to test whether the test piece was permanently deformed (distorted). The same test was performed on the three test pieces. A case where all the three permanent permanent deformations were visually observed x, a case where even one minor permanent deformation was caused, and a △ three permanent deformation (distortion). The case where no occurred was evaluated as ◯.
成形性:
前記供試板の成形性としては、張出し成形性評価のための割れ限界高さ(LDH)を試験した。この試験は、前記供試板を、長さ180mm 、幅110mmの試験片に切り、直径101.6mmの球状張出しパンチを用い、潤滑剤としてR-303Pを用いて、しわ押え圧力200kN、パンチ速度4mm/S で張出し成形し、試験片が割れるときの高さ(mm)を求めた。各サンプルに対して3回の試験を行い、その平均値を採用した。この割れ限界高さが大きい程、張出し成形性に優れていることを意味し、前記図1などの自動車フードインナパネルへの要求される張出し成形性を満足するためには25mm以上であればよい。
Formability:
As the formability of the test plate, a crack limit height (LDH 0 ) for evaluating stretch formability was tested. In this test, the test plate was cut into a test piece having a length of 180 mm and a width of 110 mm, a spherical overhanging punch having a diameter of 101.6 mm was used, R-303P was used as a lubricant, wrinkle presser pressure 200 kN, punch speed The film was stretched and formed at 4 mm / S 2, and the height (mm) when the test piece was cracked was determined. Each sample was tested three times and the average value was adopted. The larger the crack limit height, the better the stretch formability. In order to satisfy the stretch form required for the automobile hood inner panel as shown in FIG. .
表1の合金番号1〜4を用いた表2の番号1〜10の各発明例は、本発明成分組成範囲内で、かつ好ましい条件範囲で製造、熱処理を行なっている。このため、これら各発明例は、表2に示す通り、低耐力でありながら、インナパネルとしての他の要求特性である、取り扱い性、成形性などを満たした上で、HIC値を満たしている。すなわち、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の特性として、0.2%耐力が80〜160MPaであり、かつ、成形された動車フードインナパネルとしての前記FEM解析により与えられるHIC値が1000mm/s以下となっている。 Each invention example of Nos. 1 to 10 in Table 2 using alloy Nos. 1 to 4 of Table 1 is manufactured and heat-treated within the composition range of the present invention and in a preferable condition range. For this reason, as shown in Table 2, each of these invention examples satisfies the HIC value after satisfying other required characteristics as an inner panel, such as handleability and formability, while having low strength. . That is, the FEM as a molded vehicle hood inner panel having a 0.2% proof stress of 80 to 160 MPa as a characteristic after artificial aging hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain. The HIC value given by the analysis is 1000 mm / s 2 or less.
特に、表2の番号1〜6の各発明例は前記ケース1の熱処理、冷間加工を施しており、0.2%耐力が更に110MPa以下と低く、引張強さと0.2%耐力との差も70MPa以下と低く、HIC値を900mm/s以下に低くできている。一方、前記ケース2の熱処理を施した、表2の番号7〜10の各発明例は、0.2%耐力が160MPa以下で、HIC値も1000mm/s以下ではあるが、発明例1〜6よりも高く、引張強さと0.2%耐力との差も100MPa以上と高くなっている。また、同程度のベーク後耐力である発明例同士を比較した場合(例えば発明例2と5同士あるいは発明例2と6同士など)、引張強さと耐力の差の大きい発明例の方が、この差が小さい発明例よりもHIC値の低減効果が大きいことが分かる。 In particular, each of the inventive examples 1 to 6 in Table 2 is subjected to heat treatment and cold working of the case 1, and the 0.2% proof stress is further low as 110 MPa or less, and the tensile strength and the 0.2% proof stress are The difference is as low as 70 MPa or less, and the HIC value can be lowered to 900 mm / s 2 or less. On the other hand, the invention examples Nos. 7 to 10 in Table 2 subjected to the heat treatment of the case 2 have a 0.2% proof stress of 160 MPa or less and an HIC value of 1000 mm / s 2 or less. The difference between the tensile strength and the 0.2% proof stress is as high as 100 MPa or more. In addition, when comparing the inventive examples having the same post-baking proof strength (for example, the inventive examples 2 and 5 or the inventive examples 2 and 6), the inventive example having a larger difference in tensile strength and proof stress is this. It can be seen that the effect of reducing the HIC value is greater than that of the invention example with a small difference.
これに対して、表2の比較例22〜25は、表1の発明合金例2を用いている。しかし、これら各比較例は、表2に示す通り、冷延後の熱処理が好ましい条件を外れている。その結果、比較例25は前記した図3のように、ベーク後の0.2%耐力が173MPaと高すぎ、前記FEM解析により与えられるHIC値を1000mm/sを超えている。また、比較例22〜24は0.2%耐力が110MPa以下であり、前記FEM解析により与えられるHIC値が1000mm/s以下であるものの、インナパネルとしての他の要求特性を満たしていない。 On the other hand, Comparative Examples 22 to 25 in Table 2 use Invention Alloy Example 2 in Table 1. However, in each of these comparative examples, as shown in Table 2, the heat treatment after cold rolling is out of the preferred conditions. As a result, in Comparative Example 25, as shown in FIG. 3 described above, the 0.2% yield strength after baking is too high at 173 MPa, and the HIC value given by the FEM analysis exceeds 1000 mm / s 2 . In Comparative Examples 22 to 24, the 0.2% proof stress is 110 MPa or less, and the HIC value given by the FEM analysis is 1000 mm / s 2 or less, but does not satisfy other required characteristics as an inner panel.
比較例22は熱処理後の冷延率が低すぎ、ベーク前の0.2%耐力が50MPa未満と低すぎ、取り扱い性が低すぎる。
比較例23は熱処理後の冷延率が高すぎ、成形性が低すぎる。
比較例24は熱処理温度が低すぎ、ベーク前の0.2%耐力が50MPa未満と低すぎ、取り扱い性が低すぎる。
比較例25は熱処理温度が高すぎ、通常の溶体化処理と同じとなって、ベーク後の0.2%耐力が高すぎ、前記FEM解析により与えられるHIC値が1000mm/sを超えている。
In Comparative Example 22, the cold rolling rate after heat treatment is too low, the 0.2% proof stress before baking is too low, less than 50 MPa, and the handleability is too low.
In Comparative Example 23, the cold rolling rate after heat treatment is too high and the moldability is too low.
In Comparative Example 24, the heat treatment temperature is too low, the 0.2% yield strength before baking is too low, less than 50 MPa, and the handleability is too low.
In Comparative Example 25, the heat treatment temperature is too high, which is the same as the normal solution treatment, the 0.2% yield strength after baking is too high, and the HIC value given by the FEM analysis exceeds 1000 mm / s 2 . .
表2の比較例11〜21は、前記冷延後の熱処理条件を含めて好ましい範囲で製造しているものの、表1の合金番号5〜15を用いており、必須元素のMgあるいはSiの含有量が各々本発明範囲を外れているか、あるいは不純物元素量が多すぎる。このため、これら比較例11〜21は、表2に示す通り、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後の特性として、0.2%耐力が100MPa以下となっており、かつ、前記FEM解析により与えられるHIC値が1000mm/s以下となっている。しかし、インナパネルとしての他の要求特性である、取り扱い性、成形性などを満たしていない。 Comparative Examples 11 to 21 in Table 2 are manufactured in a preferable range including the heat treatment conditions after the cold rolling, but use Alloy Nos. 5 to 15 in Table 1, and contain Mg or Si as an essential element. Each amount is out of the scope of the present invention, or the amount of impurity elements is too large. Therefore, as shown in Table 2, these Comparative Examples 11 to 21 have a 0.2% proof stress of 100 MPa or less as a characteristic after artificial aging hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain. The HIC value given by the FEM analysis is 1000 mm / s 2 or less. However, it does not satisfy other required characteristics as an inner panel, such as handleability and formability.
比較例11は表1の合金5であり、Siが少なすぎ、ベーク前の0.2%耐力が50MPa未満と低すぎ、取り扱い性が低すぎる。
比較例12は表1の合金6であり、Siが多すぎ、成形性が劣る。
比較例13は表1の合金7であり、Feが多すぎる。
比較例14は表1の合金8であり、Cuが多すぎる。
比較例15は表1の合金9であり、Mnが多すぎる。
このため、これら比較例12〜15は成形性が劣る。
比較例16は表1の合金10であり、Mgが少なすぎ、ベーク前の0.2%耐力が50MPa未満と低すぎ、取り扱い性が低すぎる。
比較例17は表1の合金11であり、Mgが多すぎ、成形性が劣る。
Cuが多すぎる。
比較例18は表1の合金12であり、Crが多すぎる。
比較例19は表1の合金13であり、Znが多すぎる。
比較例20は表1の合金14であり、Zrが多すぎる。
比較例21は表1の合金15であり、Tiが多すぎる。
このため、これら比較例18〜21は成形性が劣る。
The comparative example 11 is the alloy 5 of Table 1, and there is too little Si, 0.2% yield strength before baking is too low as less than 50 MPa, and handleability is too low.
The comparative example 12 is the alloy 6 of Table 1, and there is too much Si, and a moldability is inferior.
The comparative example 13 is the alloy 7 of Table 1, and there is too much Fe.
The comparative example 14 is the alloy 8 of Table 1, and there is too much Cu.
The comparative example 15 is the alloy 9 of Table 1, and there is too much Mn.
For this reason, these comparative examples 12-15 are inferior in a moldability.
The comparative example 16 is the alloy 10 of Table 1, Mg is too small, 0.2% yield strength before baking is too low as less than 50 MPa, and handleability is too low.
The comparative example 17 is the alloy 11 of Table 1, and there is too much Mg and a moldability is inferior.
Too much Cu.
The comparative example 18 is the alloy 12 of Table 1, and there is too much Cr.
The comparative example 19 is the alloy 13 of Table 1, and there is too much Zn.
The comparative example 20 is the alloy 14 of Table 1, and there is too much Zr.
The comparative example 21 is the alloy 15 of Table 1, and there is too much Ti.
For this reason, these comparative examples 18-21 are inferior in a moldability.
したがって、以上の実施例の結果から、本発明で規定する組成、耐力、引張強さと0.2%耐力との差の、HIC値などのインナパネルとしての歩行者保護性と、成形性、取り扱い性などの要求特性を兼備させるための意義が裏付けられる。また、このHIC値を満足するための好ましい製造方法の意義も裏付けられる。   Therefore, from the results of the above examples, pedestrian protection as an inner panel such as HIC value, difference in composition, proof stress, tensile strength and 0.2% proof stress defined in the present invention, formability, handling The significance for combining required characteristics such as sex is supported. Moreover, the significance of a preferable production method for satisfying this HIC value is also supported.
本発明によれば、歩行者(頭部)衝突時の衝撃吸収性能に優れ、自動車のフードインナパネルとしての他の要求特性も兼備できる、6000系アルミニウム合金板を提供できる。更には、このアルミニウム合金板の製造方法、このアルミニウム合金板を用いた自動車フード、歩行者保護方法なども併せて提供できる。この結果、自動車のフードに軽量な6000系アルミニウム合金板の適用を拡大できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the 6000 series aluminum alloy plate which is excellent in the impact-absorbing performance at the time of a pedestrian (head) collision, and can have the other required characteristic as a food inner panel of a motor vehicle can be provided. Furthermore, the manufacturing method of this aluminum alloy plate, the automobile hood using this aluminum alloy plate, the pedestrian protection method, etc. can be provided together. As a result, the application of a lightweight 6000 series aluminum alloy plate to an automobile hood can be expanded.

Claims (3)

  1. 質量%で、Si:0.4〜1.5%、Mg:0.2〜1.0%を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなるAl−Mg−Si系アルミニウム合金板であって、2%の予ひずみ付与後に170℃×20分の人工時効硬化処理した後のこのアルミニウム合金板の特性として、0.2%耐力が80〜160MPaであり、かつ、成形された自動車フードインナパネルとしての任意時間内の平均加速度の2.5乗と発生時間の積の最大値との関係式でFEM解析により与えられる頭部傷害値(HIC値)が1000mm/s以下であることを特徴とする自動車フードインナパネル用アルミニウム合金板。 An Al—Mg—Si-based aluminum alloy plate containing, by mass%, Si: 0.4 to 1.5%, Mg: 0.2 to 1.0%, the balance being Al and inevitable impurities, As a characteristic of this aluminum alloy plate after artificial aging hardening treatment at 170 ° C. for 20 minutes after applying 2% pre-strain, 0.2% proof stress is 80 to 160 MPa, and as a molded automobile hood inner panel The head injury value (HIC value) given by FEM analysis in the relational expression between the average power of 2.5 within the arbitrary time and the maximum value of the product of the generation time is 1000 mm / s 2 or less. Aluminum alloy plate for automobile hood inner panel.
  2. 前記アルミニウム合金板の引張強さと0.2%耐力との差が70MPa以下である請求項1に記載の自動車フードインナパネル用アルミニウム合金板。   The aluminum alloy plate for an automobile hood inner panel according to claim 1, wherein the difference between the tensile strength and the 0.2% yield strength of the aluminum alloy plate is 70 MPa or less.
  3. 前記不可避的不純物のうち、Fe:0.5%以下(但し0%を含む)、Zn:0.5%以下(但し0%を含む)、Cu:1.0%以下(但し0%を含む)、Mn:0.5%以下(但し0%を含む)、Cr:0.5%以下(但し0%を含む)、Zr:0.3%以下(但し0%を含む)、Ti:0.1%以下(但し0%を含む)に各々規制した請求項1に記載の自動車フードインナパネル用アルミニウム合金板。   Among the inevitable impurities, Fe: 0.5% or less (including 0%), Zn: 0.5% or less (including 0%), Cu: 1.0% or less (including 0%) ), Mn: 0.5% or less (including 0%), Cr: 0.5% or less (including 0%), Zr: 0.3% or less (including 0%), Ti: 0 The aluminum alloy plate for an automobile hood inner panel according to claim 1, wherein the aluminum alloy plate is regulated to 1% or less (including 0%).
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