JP3095251B2 - 高強度かつ焼付硬化性に優れた成形加工用アルミニウム合金板の製造法 - Google Patents
高強度かつ焼付硬化性に優れた成形加工用アルミニウム合金板の製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度かつ焼付硬化性
に優れたアルミニウム合金板の製造法に係り、更に詳し
くは、素材強度が高く、薄肉化に対して有効で、かつ塗
装焼付時の加熱による焼付硬化性に優れたアルミニウム
合金板の製造方法に関する。
に優れたアルミニウム合金板の製造法に係り、更に詳し
くは、素材強度が高く、薄肉化に対して有効で、かつ塗
装焼付時の加熱による焼付硬化性に優れたアルミニウム
合金板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用部品、家電用部品、機械
部品、建材等に用いられているアルミニウム合金板は、
プレスや曲げ等の成形加工が行われ、その後の塗装工程
において、塗装した塗膜に密着性や強度を保持させるた
めに塗装後加熱(焼付、ベーキング)が行われ、併せてこ
の加熱を利用してアルミニウム合金板の強度を向上させ
ることが行われている。
部品、建材等に用いられているアルミニウム合金板は、
プレスや曲げ等の成形加工が行われ、その後の塗装工程
において、塗装した塗膜に密着性や強度を保持させるた
めに塗装後加熱(焼付、ベーキング)が行われ、併せてこ
の加熱を利用してアルミニウム合金板の強度を向上させ
ることが行われている。
【０００３】かゝるアルミニウム合金板としては、 成形加工時は強度が低く成形加工し易く、 かつ、成形加工後は、焼付塗装の加熱によって強度が
著しく向上する材料で あること、が理想とされ、主としてＡl−Ｍg−Ｓi系が
使用されている。
著しく向上する材料で あること、が理想とされ、主としてＡl−Ｍg−Ｓi系が
使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、この種
の用途に用いられているＡl−Ｍg−Ｓi系アルミニウム
合金板の製造法では、成形性を重視し、強度を低下させ
ると焼付硬化後の強度も低くなり、軽度な外力を加えた
だけで変形してしまい、素材の強度は十分ではない。
の用途に用いられているＡl−Ｍg−Ｓi系アルミニウム
合金板の製造法では、成形性を重視し、強度を低下させ
ると焼付硬化後の強度も低くなり、軽度な外力を加えた
だけで変形してしまい、素材の強度は十分ではない。
【０００５】一方、自動車用部品は、自動車の低燃費規
制に伴い、更なる軽量化が促進しつつある。これによ
り、アルミニウム合金板の薄肉化が要求される傾向にあ
るが、従来の製造法では、素材強度が低いため、薄肉化
が困難であった。
制に伴い、更なる軽量化が促進しつつある。これによ
り、アルミニウム合金板の薄肉化が要求される傾向にあ
るが、従来の製造法では、素材強度が低いため、薄肉化
が困難であった。
【０００６】更には、焼付塗装の焼付条件が、省エネル
ギー化及び生産性の向上、また、樹脂等高温に曝された
くない部品の多用化により、塗料の進歩と相俟って低温
側に移行してきている。しかし、従来のＡl−Ｍg−Ｓi
系アルミニウム合金板の製造法では低い温度での焼付硬
化性は殆ど向上できなかった。
ギー化及び生産性の向上、また、樹脂等高温に曝された
くない部品の多用化により、塗料の進歩と相俟って低温
側に移行してきている。しかし、従来のＡl−Ｍg−Ｓi
系アルミニウム合金板の製造法では低い温度での焼付硬
化性は殆ど向上できなかった。
【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであって、薄肉化に対応した素材
の高強度化と、焼付温度が低い塗装後加熱処理でも優れ
た焼付硬化性を有するアルミニウム合金板の製造法を提
供することを目的とするものである。
るためになされたものであって、薄肉化に対応した素材
の高強度化と、焼付温度が低い塗装後加熱処理でも優れ
た焼付硬化性を有するアルミニウム合金板の製造法を提
供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者は、まず従来のＡl−Ｍg−Ｓi系アルミニ
ウム合金板の製造法において素材の強度が十分でなく、
更には、焼付硬化性が低い原因を調査した。
に、本発明者は、まず従来のＡl−Ｍg−Ｓi系アルミニ
ウム合金板の製造法において素材の強度が十分でなく、
更には、焼付硬化性が低い原因を調査した。
【０００９】従来の製造法は、最終熱処理として溶体化
処理後、室温まで冷却し、焼入れるというものである。
しかし、この方法により製造したＡl−Ｍg−Ｓi系合金
板は、焼入後、数時間を経過すると共に焼付硬化性が劣
り、かつ強度は焼入直後より若干高くなるものの素材を
薄肉化するに十分とは言い難い。
処理後、室温まで冷却し、焼入れるというものである。
しかし、この方法により製造したＡl−Ｍg−Ｓi系合金
板は、焼入後、数時間を経過すると共に焼付硬化性が劣
り、かつ強度は焼入直後より若干高くなるものの素材を
薄肉化するに十分とは言い難い。
【００１０】そこで、本発明者は、素材強度が薄肉化し
ても十分に高く、更には低い焼付温度で焼付硬化性が十
分に得られる製造法を見い出すべく鋭意研究を重ねた結
果、化学成分を調整すると共に、溶体化加熱後の熱処理
条件を制御し、更にその後に低温加熱処理を施すことに
より、素材の高強度化及び焼付硬化性を著しく向上でき
る方法を見い出したものである。
ても十分に高く、更には低い焼付温度で焼付硬化性が十
分に得られる製造法を見い出すべく鋭意研究を重ねた結
果、化学成分を調整すると共に、溶体化加熱後の熱処理
条件を制御し、更にその後に低温加熱処理を施すことに
より、素材の高強度化及び焼付硬化性を著しく向上でき
る方法を見い出したものである。
【００１１】すなわち、本発明は、Ｍｇ：０．３〜１．
５％及びＳｉ：０．６〜２．０％を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系合金につき、均質化処理を施した後、熱間圧延を行
い、次いで冷間圧延を行って所望の板厚とした後、溶体
化加熱後、冷却速度を１００℃／ｍｉｎ以上で５０〜１
３０℃の温度に焼入れする熱処理を施し、そのまま５０
〜１３０℃の温度に１〜４８時間の保持を行い、その後
１４０〜１８０℃の温度範囲で３〜１０分間の低温加熱
処理を行うことを特徴とする高強度かつ焼付硬化性に優
れた成形加工用アルミニウム合金板の製造法を要旨とす
るものである。以下に本発明を更に詳細に説明する。
５％及びＳｉ：０．６〜２．０％を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系合金につき、均質化処理を施した後、熱間圧延を行
い、次いで冷間圧延を行って所望の板厚とした後、溶体
化加熱後、冷却速度を１００℃／ｍｉｎ以上で５０〜１
３０℃の温度に焼入れする熱処理を施し、そのまま５０
〜１３０℃の温度に１〜４８時間の保持を行い、その後
１４０〜１８０℃の温度範囲で３〜１０分間の低温加熱
処理を行うことを特徴とする高強度かつ焼付硬化性に優
れた成形加工用アルミニウム合金板の製造法を要旨とす
るものである。以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１２】
【作用】まず、本発明における化学成分の限定理由につ
いて説明する。 Ｍg: ＭgはＳiと共同して強度を付与する元素であるが、Ｍg
含有量が０.３％未満では塗装後加熱処理を施した後の
強度が低くなり、一方、１.０％を超えると伸びが低く
なり、靱性が劣る。したがって、Ｍg含有量は０.３〜
１.０％の範囲とする。
いて説明する。 Ｍg: ＭgはＳiと共同して強度を付与する元素であるが、Ｍg
含有量が０.３％未満では塗装後加熱処理を施した後の
強度が低くなり、一方、１.０％を超えると伸びが低く
なり、靱性が劣る。したがって、Ｍg含有量は０.３〜
１.０％の範囲とする。
【００１３】 Ｓi: ＳiはＭgと共同して強度を付与する元素である。しか
し、Ｓi含有量が０.６％未満では塗装後加熱処理を施し
た後の強度が低下し、一方、２.０％を超えると伸びが
低くなり、靱性が劣る。したがって、Ｓi含有量は０.６
〜２.０％の範囲とする。なお、他の合金元素及び不純
物は本発明の効果を損なわない限度で許容できることは
云うまでもない。
し、Ｓi含有量が０.６％未満では塗装後加熱処理を施し
た後の強度が低下し、一方、２.０％を超えると伸びが
低くなり、靱性が劣る。したがって、Ｓi含有量は０.６
〜２.０％の範囲とする。なお、他の合金元素及び不純
物は本発明の効果を損なわない限度で許容できることは
云うまでもない。
【００１４】次に、本発明の製造法の条件について説明
する。上記化学成分を有するＡl−Ｍg−Ｓi系アルミニ
ウム合金は、常法により溶解、鋳造し、均質化処理を施
し、熱間圧延、冷間圧延(場合により中間焼鈍を含む)を
行う。冷間圧延後は溶体化処理を施す。この溶体化処理
までの工程の条件は特に限定されない。
する。上記化学成分を有するＡl−Ｍg−Ｓi系アルミニ
ウム合金は、常法により溶解、鋳造し、均質化処理を施
し、熱間圧延、冷間圧延(場合により中間焼鈍を含む)を
行う。冷間圧延後は溶体化処理を施す。この溶体化処理
までの工程の条件は特に限定されない。
【００１５】本発明は、溶体化加熱後の熱処理条件、す
なわち、焼入れ時の冷却速度、焼入温度、その温度での
保持時間を制御すると共に、更に焼入後に低温加熱処理
を施し、その温度と時間を制御するものである。
なわち、焼入れ時の冷却速度、焼入温度、その温度での
保持時間を制御すると共に、更に焼入後に低温加熱処理
を施し、その温度と時間を制御するものである。
【００１６】まず、焼入温度(すなわち、焼入終了温度)
並びに焼入後保持する温度は、５０℃未満では塗装焼付
後の強度向上の効果は少なく、また１３０℃を超えると
成形性が低下するので好ましくない。したがって、焼入
温度は５０〜１３０℃の範囲とする。更には、この焼入
温度に焼入れるときの冷却速度は、１００℃／min未満
では焼入後の強度が著しく低く、しかも焼付硬化性も著
しく劣るので好ましくない。したがって、１００℃／mi
n以上の冷却速度とする。
並びに焼入後保持する温度は、５０℃未満では塗装焼付
後の強度向上の効果は少なく、また１３０℃を超えると
成形性が低下するので好ましくない。したがって、焼入
温度は５０〜１３０℃の範囲とする。更には、この焼入
温度に焼入れるときの冷却速度は、１００℃／min未満
では焼入後の強度が著しく低く、しかも焼付硬化性も著
しく劣るので好ましくない。したがって、１００℃／mi
n以上の冷却速度とする。
【００１７】焼入後の保持時間は、１時間未満では強度
向上の効果は少なく、また４８時間を超えると成形性が
低下するので好ましくない。したがって、焼入温度は５
０〜１３０℃の範囲とし、そのまま５０〜１３０℃の温
度で１〜４８時間の温度保持を行う。
向上の効果は少なく、また４８時間を超えると成形性が
低下するので好ましくない。したがって、焼入温度は５
０〜１３０℃の範囲とし、そのまま５０〜１３０℃の温
度で１〜４８時間の温度保持を行う。
【００１８】焼入後、続いて低温加熱処理を行う。焼入
後から加熱処理を行うまでの期間の限定はない。しか
し、加熱温度が１４０℃未満では１０分以上の加熱を行
っても素材強度の向上は認められず、また１８０℃を超
えると３分未満の加熱でも成形性の低下が著しく、しか
も、焼付硬化性が向上しない。したがって、低温加熱処
理は、１４０〜１８０℃の温度範囲で３〜１０分間の範
囲とする。なお、塗装焼付は１７０℃以下の如く低温で
の処理が可能である。次に本発明の実施例を示す。
後から加熱処理を行うまでの期間の限定はない。しか
し、加熱温度が１４０℃未満では１０分以上の加熱を行
っても素材強度の向上は認められず、また１８０℃を超
えると３分未満の加熱でも成形性の低下が著しく、しか
も、焼付硬化性が向上しない。したがって、低温加熱処
理は、１４０〜１８０℃の温度範囲で３〜１０分間の範
囲とする。なお、塗装焼付は１７０℃以下の如く低温で
の処理が可能である。次に本発明の実施例を示す。
【００１９】
【実施例１】
【表１】 に示す化学成分を有するアルミニウム合金を常法により
溶解、鋳造し、得られた鋳塊について、５４０℃×４時
間の均質化処理を施した後、熱間圧延及び冷間圧延を行
い、１mm厚の板とした。
溶解、鋳造し、得られた鋳塊について、５４０℃×４時
間の均質化処理を施した後、熱間圧延及び冷間圧延を行
い、１mm厚の板とした。
【００２０】この板を５３０℃の溶体化温度に加熱して
４０秒間保持し、５０〜５００℃／minの冷却速度で６
０℃の温度に焼入れ、そのまま６０℃の温度に２４時間
保持した。その後、１７０℃×５分間の低温加熱処理を
行った。
４０秒間保持し、５０〜５００℃／minの冷却速度で６
０℃の温度に焼入れ、そのまま６０℃の温度に２４時間
保持した。その後、１７０℃×５分間の低温加熱処理を
行った。
【００２１】得られた素材の材料特性並びに焼付（１７
０℃×２０分）後の焼付硬化性（耐力）を
０℃×２０分）後の焼付硬化性（耐力）を
【表２】 に示す。これより明らかなように、本発明例Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．７は、比較例Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１１に比べて、素
材の強度（引張強さ及び耐力）と、焼付硬化性が共に著
しく向上した優れた材料であることが分かる。一方、比
較例は、いずれも素材強度及び焼付け硬化性が共に向上
していない。
Ｎｏ．７は、比較例Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１１に比べて、素
材の強度（引張強さ及び耐力）と、焼付硬化性が共に著
しく向上した優れた材料であることが分かる。一方、比
較例は、いずれも素材強度及び焼付け硬化性が共に向上
していない。
【００２２】
【実施例２】実施例１の表１に示したＮo.５のアルミニ
ウム合金(本発明範囲内)を常法により、溶解、鋳造し、
得られた鋳塊について、５４０℃×４時間の均質化処理
を施した後、熱間圧延及び冷間圧延を行って１.０mm厚
の板とした。
ウム合金(本発明範囲内)を常法により、溶解、鋳造し、
得られた鋳塊について、５４０℃×４時間の均質化処理
を施した後、熱間圧延及び冷間圧延を行って１.０mm厚
の板とした。
【００２３】この板を５３０℃の溶体化温度に加熱して
４０秒間保持し、次いで５００℃／minの冷却速度で２
０〜１５０℃の温度に０．５〜６０時間保持し、その
後、１７０℃×５分間の低温加熱処理を行った。
４０秒間保持し、次いで５００℃／minの冷却速度で２
０〜１５０℃の温度に０．５〜６０時間保持し、その
後、１７０℃×５分間の低温加熱処理を行った。
【００２４】得られた素材の特性並びに焼付（１７０℃
×２０分）後の焼付硬化性（焼付後耐力）を
×２０分）後の焼付硬化性（焼付後耐力）を
【表３】 に示す。表３より、本発明例Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．１４
は、比較例１５〜Ｎｏ．１６に比べて、高強度でかつ焼
付硬化性に優れた材料であることがわかる。
は、比較例１５〜Ｎｏ．１６に比べて、高強度でかつ焼
付硬化性に優れた材料であることがわかる。
【００２５】
【実施例３】実施例１の表１に示したＮo.５のアルミニ
ウム合金(本発明範囲)を通常の方法により溶解、鋳造
し、得られた鋳塊について５４０℃×４時間の均質化処
理を施した後、熱間圧延及び冷間圧延を行って１mm厚の
板とした。
ウム合金(本発明範囲)を通常の方法により溶解、鋳造
し、得られた鋳塊について５４０℃×４時間の均質化処
理を施した後、熱間圧延及び冷間圧延を行って１mm厚の
板とした。
【００２６】この板を５３０℃の溶体化温度に加熱して
４０秒間保持し、次いで５００℃／minの冷却速度で５
０℃の温度に焼入れ、そのまま６時間保持後、１３０〜
１９０℃の温度範囲で１〜６０分間の低温加熱処理を行
った。得られた素材の材料特性並びに焼付（１７０℃×
２０分）後の焼付硬化性（焼付後耐力）を
４０秒間保持し、次いで５００℃／minの冷却速度で５
０℃の温度に焼入れ、そのまま６時間保持後、１３０〜
１９０℃の温度範囲で１〜６０分間の低温加熱処理を行
った。得られた素材の材料特性並びに焼付（１７０℃×
２０分）後の焼付硬化性（焼付後耐力）を
【表４】 に示す。同表より、本発明例Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．１９
は、比較例Ｎｏ．２０〜Ｎｏ．２１に比べて、素材強度
が高く、かつ１７０℃という低い焼付温度で優れた焼付
硬化性を有する材料であることがわかる。
は、比較例Ｎｏ．２０〜Ｎｏ．２１に比べて、素材強度
が高く、かつ１７０℃という低い焼付温度で優れた焼付
硬化性を有する材料であることがわかる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
Ａl−Ｍg−Ｓi系アルミニウム合金板のＭg及びＳi含有
量を調整し、かつ、溶体化処理条件を制御すると共に溶
体化処理後に特定条件の低温加熱処理を施すので、素材
強度が著しく高く、また低温の塗装焼付においても優れ
た強度並びに焼付硬化性の向上を有するアルミニウム合
金板を得ることができる。したがって、アルミニウム合
金の薄肉化による素材コストの低減、更には工業的かつ
経済的に製造する方法として、その実用上の効果は極め
て大きい。
Ａl−Ｍg−Ｓi系アルミニウム合金板のＭg及びＳi含有
量を調整し、かつ、溶体化処理条件を制御すると共に溶
体化処理後に特定条件の低温加熱処理を施すので、素材
強度が著しく高く、また低温の塗装焼付においても優れ
た強度並びに焼付硬化性の向上を有するアルミニウム合
金板を得ることができる。したがって、アルミニウム合
金の薄肉化による素材コストの低減、更には工業的かつ
経済的に製造する方法として、その実用上の効果は極め
て大きい。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｋ ６８６ ６８６Ｂ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ ６９２Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22F 1/04 - 1/057 C22C 21/00 - 21/18
Claims (1)
- 【請求項１】 質量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：０．３
〜１．５％及びＳｉ：０．６〜２．０％を含むＡｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系合金につき、均質化処理を施した後、熱間圧
延を行い、次いで冷間圧延を行って所望の板厚とした
後、溶体化加熱後、冷却速度を１００℃／ｍｉｎ以上で
５０〜１３０℃の温度に焼入れする熱処理を施し、その
まま５０〜１３０℃の温度に１〜４８時間の保持を行
い、その後１４０〜１８０℃の温度範囲で３〜１０分間
の低温加熱処理を行うことを特徴とする高強度かつ焼付
硬化性に優れた成形加工用アルミニウム合金板の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02410353A JP3095251B2 (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 高強度かつ焼付硬化性に優れた成形加工用アルミニウム合金板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02410353A JP3095251B2 (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 高強度かつ焼付硬化性に優れた成形加工用アルミニウム合金板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04210456A JPH04210456A (ja) | 1992-07-31 |
| JP3095251B2 true JP3095251B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=18519528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02410353A Expired - Fee Related JP3095251B2 (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 高強度かつ焼付硬化性に優れた成形加工用アルミニウム合金板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3095251B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5746528B2 (ja) | 2011-03-15 | 2015-07-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 焼付け塗装硬化性に優れたアルミニウム合金板 |
| JP5852534B2 (ja) | 2012-09-19 | 2016-02-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 焼付け塗装硬化性に優れたアルミニウム合金板 |
-
1990
- 1990-12-13 JP JP02410353A patent/JP3095251B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04210456A (ja) | 1992-07-31 |
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|---|---|---|---|
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