JP2648731B2 - Ｃｕ添加高Ｍｇアルミニウム合金の熱間圧延方法 - Google Patents
Ｃｕ添加高Ｍｇアルミニウム合金の熱間圧延方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣｕ添加高Ｍｇアルミニ
ウム合金の熱間圧延方法に関するものである。
ウム合金の熱間圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、便利で快適な移動手段として自動
車の国民生活に占める地位は年ごとに高まっており、環
境破壊と地域温暖化を防止するために燃費を低減し化石
燃料の消費を抑制することが従来にも増して重要となっ
てきている。このためエンジン性能の向上とともに車体
の軽量化が要求され、アルミニウム合金の適用が拡大さ
れつつある。このうち内板、外板等のパネルにはこれま
で用いられてきた薄鋼板と同等の強度、剛性の確保が要
求され、またプレスによる成形が前提となる以上それな
りの成形性を具備することも必須である。このような成
形性と強度の両立が可能な合金には４％以上のＭｇを添
加した固溶硬化型の５０００系合金や０．５〜２％のＳ
ｉとＭｇを複合添加し、焼き付け塗装時に微細な化合物
を析出させる時効硬化型の６０００系合金があるが、な
かでも特開昭６２−２７５４４号公報にあるように伸び
の大きな５０００系合金が昨今の自動車板用アルミニウ
ム合金では主流となっている。
車の国民生活に占める地位は年ごとに高まっており、環
境破壊と地域温暖化を防止するために燃費を低減し化石
燃料の消費を抑制することが従来にも増して重要となっ
てきている。このためエンジン性能の向上とともに車体
の軽量化が要求され、アルミニウム合金の適用が拡大さ
れつつある。このうち内板、外板等のパネルにはこれま
で用いられてきた薄鋼板と同等の強度、剛性の確保が要
求され、またプレスによる成形が前提となる以上それな
りの成形性を具備することも必須である。このような成
形性と強度の両立が可能な合金には４％以上のＭｇを添
加した固溶硬化型の５０００系合金や０．５〜２％のＳ
ｉとＭｇを複合添加し、焼き付け塗装時に微細な化合物
を析出させる時効硬化型の６０００系合金があるが、な
かでも特開昭６２−２７５４４号公報にあるように伸び
の大きな５０００系合金が昨今の自動車板用アルミニウ
ム合金では主流となっている。
【０００３】アルミニウム合金板の製造は多くの工程か
ら成っているが、成分調整のあと溶湯をスラブに鋳造す
る工程とそのスラブに存在する凝固組織を破壊し、所要
の板厚を得る上で引き続く熱間圧延工程は極めて重要で
ある。しかるにＭｇを多く添加したアルミニウム合金は
著しく固溶硬化して変形抵抗が大きいので低温で初期の
圧下率を得ることが難しく、また高温では熱間脆性を受
けて端部および表面での亀裂やワニ口亀裂が発生しやす
いという問題があった。これを回避するためには凝固偏
析のために生じる非平衡低融点相を除去する必要があ
り、特公昭５３−６０８６号公報で提案されているよう
な４２６℃以上という高温で４〜４８時間という長時間
の均質化処理を行ってから３２９〜４０４℃で９５％ま
での圧下率で熱間圧延することが一般に行われてきた。
ら成っているが、成分調整のあと溶湯をスラブに鋳造す
る工程とそのスラブに存在する凝固組織を破壊し、所要
の板厚を得る上で引き続く熱間圧延工程は極めて重要で
ある。しかるにＭｇを多く添加したアルミニウム合金は
著しく固溶硬化して変形抵抗が大きいので低温で初期の
圧下率を得ることが難しく、また高温では熱間脆性を受
けて端部および表面での亀裂やワニ口亀裂が発生しやす
いという問題があった。これを回避するためには凝固偏
析のために生じる非平衡低融点相を除去する必要があ
り、特公昭５３−６０８６号公報で提案されているよう
な４２６℃以上という高温で４〜４８時間という長時間
の均質化処理を行ってから３２９〜４０４℃で９５％ま
での圧下率で熱間圧延することが一般に行われてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし熱間圧延に先立
つ長時間の均質化処理は多大なエネルギーを有するため
コストアップの原因となる。また特に外板ではプレス成
形し、焼き付け塗装の後で降伏強度が大きいことが耐デ
ント性を得るために要求されるが、その目的でＭｇの他
に０．０５〜０．４％程度のＣｕを添加した合金では均
質化処理を行ってから低温で熱間圧延したとしても、熱
間圧延時に割れを発生することがある。本発明はかかる
問題点を解決し、Ｃｕ添加高Ｍｇアルミニウム合金を長
時間の均質化処理せずに熱間圧延する方法を提供するも
のである。
つ長時間の均質化処理は多大なエネルギーを有するため
コストアップの原因となる。また特に外板ではプレス成
形し、焼き付け塗装の後で降伏強度が大きいことが耐デ
ント性を得るために要求されるが、その目的でＭｇの他
に０．０５〜０．４％程度のＣｕを添加した合金では均
質化処理を行ってから低温で熱間圧延したとしても、熱
間圧延時に割れを発生することがある。本発明はかかる
問題点を解決し、Ｃｕ添加高Ｍｇアルミニウム合金を長
時間の均質化処理せずに熱間圧延する方法を提供するも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にはＭｇ添加量に応じてＣｕの量を規制し、また熱間圧
延に際して歪速度を圧延温度とともに制御することが重
要であることに着目し、本発明はなされたものである。
すなわち本発明は重量％で４〜８％（但し、８％を除
く）のＭｇおよびＭｇ（％）／８＋５Ｃｕ（％）／６≦
１を満足するような量のＣｕを含有するアルミニウム合
金を４００℃以上で４時間以下加熱した後、１０００≦
（Ｘ＋２７３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）≦２５００なる式
を満足するような温度Ｘ℃において歪速度Ｙ／ｓで熱間
圧延する方法を要旨とするものである。
にはＭｇ添加量に応じてＣｕの量を規制し、また熱間圧
延に際して歪速度を圧延温度とともに制御することが重
要であることに着目し、本発明はなされたものである。
すなわち本発明は重量％で４〜８％（但し、８％を除
く）のＭｇおよびＭｇ（％）／８＋５Ｃｕ（％）／６≦
１を満足するような量のＣｕを含有するアルミニウム合
金を４００℃以上で４時間以下加熱した後、１０００≦
（Ｘ＋２７３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）≦２５００なる式
を満足するような温度Ｘ℃において歪速度Ｙ／ｓで熱間
圧延する方法を要旨とするものである。
【０００６】つぎにこれらの合金成分を限定した理由に
ついて述べる。Ｍｇは一定以上の添加を行った場合に伸
びで代表されるような成形性を損なうことなく強度を増
加する合金元素であり、その効果を発揮するためには４
％以上の添加を必要とする。また８％以上添加すると本
発明の条件で熱間圧延を行ったとしても割れを発生する
ことがあり、避ける必要がある。Ｃｕはプレス成形後の
焼き付け塗装時に微細析出して降伏強度を上げる元素で
あり、Ｍｇ（％）／８＋５Ｃｕ（％）／６≦１を満足す
るような量の添加を行う。Ｍｇ（％）／８＋５Ｃｕ
（％）／６の値が１を越えると、粒界に低温で溶解する
金属間化合物が生成し、本発明の条件で熱間圧延を行っ
たとしても割れを生じやすくなるのでさけなければなら
ない。本発明のアルミニウム合金は以上の他に結晶粒を
微細化したり、酸化を防止する目的で、あるいはまた不
可避的不純物としてやむをえずにＦｅ，Ｓｉをそれぞれ
最大で０．５％、Ｍｎを最大で０．７％、Ｃｒ，Ｚｎ，
Ｔｉ，Ｂ，Ｚｒの各元素をそれぞれ最大で０．３％、Ｂ
ｅを最大０．１％含むことがあり、その場合にも熱間圧
延性は極端に劣化しない。
ついて述べる。Ｍｇは一定以上の添加を行った場合に伸
びで代表されるような成形性を損なうことなく強度を増
加する合金元素であり、その効果を発揮するためには４
％以上の添加を必要とする。また８％以上添加すると本
発明の条件で熱間圧延を行ったとしても割れを発生する
ことがあり、避ける必要がある。Ｃｕはプレス成形後の
焼き付け塗装時に微細析出して降伏強度を上げる元素で
あり、Ｍｇ（％）／８＋５Ｃｕ（％）／６≦１を満足す
るような量の添加を行う。Ｍｇ（％）／８＋５Ｃｕ
（％）／６の値が１を越えると、粒界に低温で溶解する
金属間化合物が生成し、本発明の条件で熱間圧延を行っ
たとしても割れを生じやすくなるのでさけなければなら
ない。本発明のアルミニウム合金は以上の他に結晶粒を
微細化したり、酸化を防止する目的で、あるいはまた不
可避的不純物としてやむをえずにＦｅ，Ｓｉをそれぞれ
最大で０．５％、Ｍｎを最大で０．７％、Ｃｒ，Ｚｎ，
Ｔｉ，Ｂ，Ｚｒの各元素をそれぞれ最大で０．３％、Ｂ
ｅを最大０．１％含むことがあり、その場合にも熱間圧
延性は極端に劣化しない。
【０００７】つぎに本発明の熱間圧延条件の限定理由に
ついて述べる。本発明では熱間圧延に先だち上記合金の
鋳塊は４００℃以上合金の固相温度までの温度範囲に４
時間以下加熱される。これは鋳塊の凝固偏析を軽減し、
またＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系の金属間化合物を再固溶するこ
とを目的とする。すなわちＭｇやＣｕは凝固時に粒界偏
析し、その後徐冷されると低温で液状化するＡｌ−Ｍｇ
−Ｃｕ系の金属間化合物を形成して熱間加工時の絞り限
界を著しく小さくするが、この粗大析出物を回避するこ
とを目的とするものである。この加熱温度が４００℃未
満であるとＭｇやＣｕの拡散が不十分で、圧延中に析出
して割れの生じる原因となる。また４時間を超えて加熱
することはエネルギーコストの増大につながるし、極端
に長時間の加熱を行うと結晶の微細化を意図してＭｎや
Ｃｒ等を添加している場合にも粗大結晶粒を成長させ熱
間圧延性を悪化させることがあるので避ける必要があ
る。
ついて述べる。本発明では熱間圧延に先だち上記合金の
鋳塊は４００℃以上合金の固相温度までの温度範囲に４
時間以下加熱される。これは鋳塊の凝固偏析を軽減し、
またＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系の金属間化合物を再固溶するこ
とを目的とする。すなわちＭｇやＣｕは凝固時に粒界偏
析し、その後徐冷されると低温で液状化するＡｌ−Ｍｇ
−Ｃｕ系の金属間化合物を形成して熱間加工時の絞り限
界を著しく小さくするが、この粗大析出物を回避するこ
とを目的とするものである。この加熱温度が４００℃未
満であるとＭｇやＣｕの拡散が不十分で、圧延中に析出
して割れの生じる原因となる。また４時間を超えて加熱
することはエネルギーコストの増大につながるし、極端
に長時間の加熱を行うと結晶の微細化を意図してＭｎや
Ｃｒ等を添加している場合にも粗大結晶粒を成長させ熱
間圧延性を悪化させることがあるので避ける必要があ
る。
【０００８】本発明の熱間圧延は１０００≦（Ｘ＋２７
３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）≦２５００なる式を満足する
ような温度Ｘ℃において歪速度Ｙ／ｓで行われる。この
条件が満たされれば高温で長時間の均質化処理を行わず
とも途中で著しい割れを生じることなく、所要の板厚を
得ることができる。温度が高く、（Ｘ＋２７３）×Ｌｏ
ｇ（１００Ｙ）の値が２５００よりも大きいとＡｌ−Ｍ
ｇ−Ｃｕ系の金属間化合物が熱間圧延時に溶融して割れ
が発生する。また歪速度が大きく、（Ｘ＋２７３）×Ｌ
ｏｇ（１００Ｙ）の値が２５００より大きい時には加工
時の発熱により熱間圧延板中の温度が不均一となって変
形能の差が生じやすく、金属間化合物の溶融と重なりあ
って熱間圧延時の割れが発生する原因となる。一方温度
が低く、（Ｘ＋２７３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）の値が１
００よりも小さいと合金が著しく固溶硬化し、所要の板
厚に仕上げるには大きな能力の圧延機を用いなければな
らず非経済的であるし、場合によっては著しく加工組織
を残すことがあるので避けなければならない。また（Ｘ
＋２７３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）の値を１０００よりも
小さくするような歪速度での熱間圧延では所要の板厚と
するまでに極端な長時間を要し、実際的でない。本発明
の条件により熱間圧延されたアルミニウム合金はそのま
まで、あるいは冷間圧延、再結晶焼鈍等の工程を経た後
に、自動車板用としてプレス成形に供されるコイルまた
シートとなる。
３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）≦２５００なる式を満足する
ような温度Ｘ℃において歪速度Ｙ／ｓで行われる。この
条件が満たされれば高温で長時間の均質化処理を行わず
とも途中で著しい割れを生じることなく、所要の板厚を
得ることができる。温度が高く、（Ｘ＋２７３）×Ｌｏ
ｇ（１００Ｙ）の値が２５００よりも大きいとＡｌ−Ｍ
ｇ−Ｃｕ系の金属間化合物が熱間圧延時に溶融して割れ
が発生する。また歪速度が大きく、（Ｘ＋２７３）×Ｌ
ｏｇ（１００Ｙ）の値が２５００より大きい時には加工
時の発熱により熱間圧延板中の温度が不均一となって変
形能の差が生じやすく、金属間化合物の溶融と重なりあ
って熱間圧延時の割れが発生する原因となる。一方温度
が低く、（Ｘ＋２７３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）の値が１
００よりも小さいと合金が著しく固溶硬化し、所要の板
厚に仕上げるには大きな能力の圧延機を用いなければな
らず非経済的であるし、場合によっては著しく加工組織
を残すことがあるので避けなければならない。また（Ｘ
＋２７３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）の値を１０００よりも
小さくするような歪速度での熱間圧延では所要の板厚と
するまでに極端な長時間を要し、実際的でない。本発明
の条件により熱間圧延されたアルミニウム合金はそのま
まで、あるいは冷間圧延、再結晶焼鈍等の工程を経た後
に、自動車板用としてプレス成形に供されるコイルまた
シートとなる。
【０００９】
【実施例】表１に成分を示す板厚５００ｍｍのアルミニ
ウム合金を表２に示すような条件で加熱後、表２に記載
の温度と歪速度で仕上厚さ５ｍｍに熱間圧延した結果得
られた成品の形状を表２「割れの状況」欄にまとめた。
同欄で○は割れを生じずに５ｍｍ厚さに圧延できたこと
を、また△は多少の手入れを施せば問題とならない程度
の微小な割れが生じてはいるが、５ｍｍ厚さまで熱間圧
延できたことを、×は熱間圧延中に圧延を継続すること
ができないほどの著しい亀裂が発生したことを示す。本
発明の条件で熱間圧延を行えば、表２の実施例２，６，
１１，１２のように全く問題なく、また実施例５，１５
のように比較的良好な状態でＣｕ添加高Ｍｇ合金を圧延
できる。またＣｕやＭｇの添加量が少ない合金では実施
例１のように本発明条件をはずれても熱間圧延は容易で
あるが、ＣｕやＭｇの添加量が多い場合には本発明の条
件をはずれると実施例３，４，７，１０，１４のように
熱間圧延を行うことは難しく、また行えたとしても実施
例８のように歪速度が小さいため生産性が著しく悪かっ
たり、実施例９のように熱延前の加熱が長時間でエネル
ギーコストに難点がある。また本発明で規定するよりも
合金元素として添加するＣｕやＭｇの量が多いと、実施
例１３や１６のように本発明の条件をもってしても工業
的に満足できるような熱間圧延の実施は困難である。
ウム合金を表２に示すような条件で加熱後、表２に記載
の温度と歪速度で仕上厚さ５ｍｍに熱間圧延した結果得
られた成品の形状を表２「割れの状況」欄にまとめた。
同欄で○は割れを生じずに５ｍｍ厚さに圧延できたこと
を、また△は多少の手入れを施せば問題とならない程度
の微小な割れが生じてはいるが、５ｍｍ厚さまで熱間圧
延できたことを、×は熱間圧延中に圧延を継続すること
ができないほどの著しい亀裂が発生したことを示す。本
発明の条件で熱間圧延を行えば、表２の実施例２，６，
１１，１２のように全く問題なく、また実施例５，１５
のように比較的良好な状態でＣｕ添加高Ｍｇ合金を圧延
できる。またＣｕやＭｇの添加量が少ない合金では実施
例１のように本発明条件をはずれても熱間圧延は容易で
あるが、ＣｕやＭｇの添加量が多い場合には本発明の条
件をはずれると実施例３，４，７，１０，１４のように
熱間圧延を行うことは難しく、また行えたとしても実施
例８のように歪速度が小さいため生産性が著しく悪かっ
たり、実施例９のように熱延前の加熱が長時間でエネル
ギーコストに難点がある。また本発明で規定するよりも
合金元素として添加するＣｕやＭｇの量が多いと、実施
例１３や１６のように本発明の条件をもってしても工業
的に満足できるような熱間圧延の実施は困難である。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように本発
明によれば、高強度で成形性も比較的良好なＣｕ添加高
Ｍｇアルミニウム合金を長時間の均質化処理を施さずに
も亀裂を発生することなく熱間圧延することが可能とな
り、産業上極めて顕著な効果をもたらすものである。
明によれば、高強度で成形性も比較的良好なＣｕ添加高
Ｍｇアルミニウム合金を長時間の均質化処理を施さずに
も亀裂を発生することなく熱間圧延することが可能とな
り、産業上極めて顕著な効果をもたらすものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐久間 康治 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 松尾 守 埼玉県深谷市上野台1351番地 スカイア ルミニウム株式会社 技術研究所内 (72)発明者 小松原 俊雄 埼玉県深谷市上野台1351番地 スカイア ルミニウム株式会社 技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で４〜８％（但し、８％を除く）
のＭｇおよびＭｇ（％）／８＋５Ｃｕ（％）／６≦１を
満足するような量のＣｕを含有するアルミニウム合金を
４００℃以上で４時間以下加熱した後、１０００≦（Ｘ
＋２７３）×Ｌｏｇ（１００Ｙ）≦２５００なる式を満
足するような温度Ｘ℃において歪速度Ｙ／ｓで熱間圧延
することを特徴とするＣｕ添加高Ｍｇアルミニウム合金
の熱間圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6435192A JP2648731B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | Ｃｕ添加高Ｍｇアルミニウム合金の熱間圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6435192A JP2648731B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | Ｃｕ添加高Ｍｇアルミニウム合金の熱間圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05261405A JPH05261405A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2648731B2 true JP2648731B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=13255743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6435192A Expired - Lifetime JP2648731B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | Ｃｕ添加高Ｍｇアルミニウム合金の熱間圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2648731B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3657217B2 (ja) * | 2001-10-19 | 2005-06-08 | 日本金属株式会社 | 熱間圧延用マグネシウム合金スラブの製造方法及びマグネシウム合金の熱間圧延方法 |
| KR100671196B1 (ko) * | 2005-04-02 | 2007-01-25 | 주식회사 지알로이테크놀로지 | 입자 분산된 마그네슘 합금 가공재의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 입자분산된 마그네슘 합금 가공재 |
| JP5411924B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2014-02-12 | 株式会社神戸製鋼所 | Ａｌ−Ｍｇ系合金熱延上り板の製造法 |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP6435192A patent/JP2648731B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05261405A (ja) | 1993-10-12 |
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