JP3278119B2 - 成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法 - Google Patents

成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法

Info

Publication number
JP3278119B2
JP3278119B2 JP29639992A JP29639992A JP3278119B2 JP 3278119 B2 JP3278119 B2 JP 3278119B2 JP 29639992 A JP29639992 A JP 29639992A JP 29639992 A JP29639992 A JP 29639992A JP 3278119 B2 JP3278119 B2 JP 3278119B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
formability
treatment
strength
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29639992A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06116689A (ja
Inventor
吉澤成則
櫻井健夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP29639992A priority Critical patent/JP3278119B2/ja
Publication of JPH06116689A publication Critical patent/JPH06116689A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3278119B2 publication Critical patent/JP3278119B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車部品、家庭用電
気機器部品、機械部品等に使用される、成形性及び焼付
塗装性に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車部品、家庭用電気機器部品、機械
部品等の軽量化を目的に使用されているAl合金として
は、Al−Mg−Si系合金やAl−Mg系合金などが挙げ
られる。ここで、熱処理型合金であるAl−Mg−Si系
合金は、自動車パネル材としての用途において、塗装ラ
インにおける焼付塗装時の硬化性などが注目されてい
る。このAl−Mg−Si系合金についての従来の製造工
程に関しては、例えば、「軽金属」Vol.30、No.1
1、p.609や、特願昭62−267714号などが
挙げられる。
【0003】しかし、従来の製造工程では、焼入れ後に
焼付塗装処理として140〜170℃の温度に10〜3
0分保持する焼付塗装処理を施しても、著しい強度の向
上が見られず、また、成形性の良い材料が得られていな
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Al合金を自動車部
品、家庭用電気機器部品、機械部品等に使用する際に
は、プレス加工や曲げ加工などが必要である。よって、
それらの成形加工に十分対応できる成形性(伸び、エリ
クセン値等)が必要であり、かつ、加工後の製品として
十分な強度も併せ持たせなくてはならない。
【0005】しかし、従来のAl−Mg−Si系合金にお
いては、成形性を重視すると強度が不足し、高強度化す
ると成形性が著しく低下するなど、強度と成形性を適度
に併せ持つ合金板及びその製造方法が見られない。特に
自動車部品としては、CAFE規制により自動車の軽量
化が進められる中、Al合金の使用及びその薄肉化が検
討されており、これらの要求に対応するためにも、成形
性及び焼付塗装性に優れたAl−Mg−Si系合金の製造
工程を確立する必要がある。
【0006】本発明は、かゝる要請に応えるべく、成形
性及び焼付塗装性に優れたAl−Mg−Si系合金の製造
方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、Al−Mg−Si
系合金の成分組成並びに製造条件を規制することによっ
て可能であることを見出し、ここに本発明を完成したも
のである。
【0008】すなわち、本発明は、Mg:0.3〜1.0
%、Si:0.5〜2.0%をMg/Si比が1以下で含有
し、更に主添加元素としてMn:0.05〜1.0%を添加
したAl合金について、バーニング温度以下の温度にお
ける均質化処理後、熱間圧延を行い、その後、結晶粒微
細化処理として熱間圧延材のまま標準的な溶体化処理と
水焼入れを行い、更に、加熱速度40℃/hr以上で30
0〜450℃の温度で4〜8時間の中間焼鈍を行い、微
小な析出物を生成させ、次に、圧下率50%以上の冷間
圧延を行って所望の板厚とし、最後に、液体化処理とし
て、100℃/分以上の加熱速度で500〜580℃の
温度に急速加熱し、この温度域に10秒以上保持した
後、直ちに400℃/分以上の冷却速度で焼入れを行
い、更に50〜120℃の温度に1〜48時間保持する
ことにより、結晶粒を30μm以下に制御して成形性を
向上させ、更に焼付塗装処理を施すことにより高強度化
することを特徴とする成形性及び焼付硬化性に優れたA
l−Mg−Si系合金板の製造方法を要旨としている。
【0009】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【0010】
【作用】
【0011】本発明におけるAl−Mg−Si系合金の強
化機構は次のような時効硬化機構に基づくものである。
【0012】S.S.(固溶体)→G.P.ゾーン(T4状態)
→β−Mg2Si(焼付塗装処理後)
【0013】本発明においては、Al−Mg−Si系合金
において成形性を重視し、それと同時に上記の強化機構
により適度な強度を付与している。よって、本発明合金
における強度向上はβ′−Mg2Siの析出に依存するも
のであるので、Mg、Siの添加量は限定される。
【0014】また、成形性を向上させるためには、ま
ず、合金組織の再結晶を抑制し結晶粒を微細化させる添
加元素Mnを加える。また、熱間圧延材に熱処理を施す
ことにより、合金中の析出物を微細に均一分散させて結
晶粒を制御することにより結晶粒の微細化を図る。
【0015】本発明の製造工程は、要するに、従来の製
造工程において熱間圧延と冷間圧延の間に、溶体化処理
及び300〜450℃で4〜8時間の中間焼鈍を行う工
程を介在させる点を最も特徴とし、以下の製造工程であ
る。
【0016】Al合金鋳塊→均質化熱処理→熱間圧延→
液体化処理→中間焼鈍→冷間圧延→溶体化処理→焼入れ
(最終熱処理)→焼付塗装処理
【0017】まず、本発明におけるAl合金の化学成分
の限定理由について説明する。
【0018】Mg:Mgはそれ自体の固溶体強化とSiと
共同して強度を付与する元素で、時効析出物β′−Mg2
Siを析出し、その析出硬化により強度向上に寄与する
ものである。しかし、0.3%未満では、十分な強度(以
下、強度とは、素材(T4)及び170℃の焼付塗装処理
を施した後の強度をいう。)が得られず、また、1.0%
を超えて添加すると、鋳造時に平衡相Mg2Siが晶出物
として成長し、伸びの低下が見られ、成形性を著しく低
下させる。よって、Mg含有量は0.3〜1.0%の範囲
とする。
【0019】Si:SiはMgと共同して主として時効析
出物β′−Mg2Siの析出による析出硬化で強度向上に
寄与する元素である。しかし、0.5%未満では十分な
強度が得られず、また、2.0%を超えると平衡相Mg2
Siが晶出物し、伸びが低下し、よって、成形性が著し
く低下する。したがって、Si含有量は0.5〜2.0%
の範囲とする。
【0020】更に、Mg量とSi量の比(Mg/Si)が1以
下になるように上記成分を調整する必要がある。これに
より、焼付塗装処理後の強度を効率的に向上させること
ができ、また、素材の経時変化による成形性の低下を抑
制することができる。
【0021】Mn:Mnは第二相析出物としてMnAl6
析出し、合金組織の再結晶を抑制して結晶粒を微細化さ
せ、これにより、成形性向上に寄与する元素である。し
かし、0.05%未満では結晶粒の微細化が見られず、
しかも、第二相析出物MnAl6の析出が顕著でないた
め、成形性の向上が見られない。また、1.0%を超え
て添加すると粗大な晶出物を生成し、成形性を低下させ
る。よって、Mnの含有量は0.05〜1.0%の範囲と
する。
【0022】なお、不純物は可及的に少ないことが望ま
しい。殊にFeは強度を向上させる効果は小さいが、含
有量が多くなると晶出物の生成が著しく成形性を低下さ
せることになるので、Feの含有量は0.5%以下に抑制
するのが望ましい。
【0023】次に本発明の製造工程について説明する。
【0024】上記Al合金鋳塊をバーニング温度以下の
温度で均質化処理を施し、直ちに熱間圧延を行い、鋳塊
組織を展伸材組織に加工する。その後、標準的な溶体化
処理・水焼入れを行い、更に加熱速度40℃/h以上で
300〜450℃の温度に4〜8時間の中間焼鈍を施
す。
【0025】ここで、標準的な溶体化処理・水焼入れを
行うのは、Mg、Siを固溶させてMgの固溶体強化と共
に、焼付塗装処理後に強度向上を目的に析出物(Mg2
i)を充分に析出させるためである。その条件は特に制限
されない。
【0026】また、中間焼鈍温度が300℃未満で且つ
保持時間が8時間より長い場合は、高強度化されるもの
の、成形性が所望のレベルに達せず、逆に、450℃を
超える温度で且つ保持時間が4時間未満の場合には、高
成形性を有する材料が得られるものの、強度が不足す
る。よって、中間焼鈍条件を300〜450℃の温度に
4〜8時間保持する条件とする。
【0027】この熱処理で析出物を生成させ、次の冷間
圧延中に、これらの析出物の回りに高密度の転位が生成
され微細結晶粒になる。この冷間圧延の際に、圧延率が
50%未満では十分な転位密度が得られないので、所望
の微細結晶粒径が得られない。したがって、仕上げ圧延
時の冷間圧延率は50%以上とする。
【0028】この冷間圧延の後、溶体化処理として、1
00℃/分以上の加熱速度で500〜580℃の温度に
急速加熱し、この温度域に10秒以上保持した後、直ち
に400℃/分以上の速度で焼入れを行い、更に50〜
120℃の温度に1〜48時間保持する。
【0029】ここで、溶体化処理条件が500℃未満若
しくは500〜580℃で且つ保持時間が10秒未満の
場合は、焼入れ後に熱処理(50〜120℃×1〜48
時間保持)を行い、更に焼付塗装処理(170℃×20
分)を行っても、析出物の生成が不足することにより十
分な強度が得られない。また、溶体化処理温度が580
℃を超える場合には、焼入れ後に熱処理(50〜120
℃×1〜48時間保持)を行い、更に焼付塗装処理を行
うことにより高強度が得られるものの、T4状態での成
形性が低下する。更に500〜580℃で10秒より長
い保持の溶体化処理を行っても、焼入れ後の熱処理条件
が50℃未満の温度若しくは50〜120℃の温度でも
保持時間が1時間未満では、焼付塗装処理を行っても十
分な強度が得られず、また、50〜120℃の温度でも
48時間よりも長く保持すると、T4状態での成形性が
低下する。よって、冷間圧延後の溶体化処理条件は50
0〜580℃の温度に10秒以上保持し、焼入後の熱処
理条件は、50〜120℃の温度に1〜48時間保持す
るものとする。この状態(T4材)において、本発明材は
成形性に優れ、この後に焼付塗装処理を行うことにより
高強度を有する材料となる。
【0030】次に本発明の実施例を示す。
【0031】
【実施例1】
【0032】Mg:0.8%、Si:1.0%、Mn:0.15
%、Fe:0.13%、残部が実質的にAlからなる化学成
分を有するAl−Mg−Si系合金を通常の方法で溶解、
鋳造し、得られた鋳塊について、加熱速度40℃/hで
540℃の温度に4時間保持する均質化処理を施した
後、熱間圧延を行った。
【0033】この板を加熱速度800℃/分以上で53
0℃に30分保持し、800℃/分の冷却速度で水焼入
れを行い、その後、40℃/hの加熱速度で250〜5
50℃の温度に0.5〜12時間保持後、冷間圧延(圧下
率88%)を行った。
【0034】最後に、加熱速度800℃/分以上で48
0〜600℃の温度に1〜40秒保持し、400〜60
0℃/分の冷却速度で強制空冷した後、40℃/hの加
熱速度で30〜150℃の温度に1〜72時間保持し
た。
【0035】得られた素材の特性並びに焼付塗装処理
(170℃×20分)後の強度を表1に示す。
【0036】なお、引張試験はJIS5号試験片を用
い、引張速度5mm/分で行った。また、エリクセン試験
はJIS B法に準じて行った。更に結晶粒径測定は、
試料の圧延方向に対して平行断面のエメリーペーパーに
よる研磨及びバフ研磨後、電解エッチングを施した面の
100倍の偏光写真を用い、切片法により測定を行っ
た。
【0037】また、表1における強度と成形性の評価基
準は、強度は加工硬化を想定し、2%のストレッチング
と焼付塗装処理を行った試料の、そのT4状態からの耐
力の増分が80N/mm2以上のものに○(優れる)を付
し、また成形性は高成形性を目標とし、エリクセン値が
9.9mm以上のものを○(優れる)を付した。
【0038】表1から明らかなように、本発明例No.1
〜4は、比較例No.5〜15に比べて結晶粒径が30μ
m以下に制御されており、成形性に優れ、かつ、高強度
を有し、成形性と強度を適度に併せ持つ材料であること
がわかる。
【0039】また、本発明例No.4と比較例No.5のT
4状態の結晶粒の組織写真を図1に示す。表1及び図1
より明らかなように、本発明例No.4の結晶粒径は16
μmであり、比較例No.5の結晶粒径40μmに比べてか
なり微細化されている。本発明例における成形性の向上
には、この結晶粒の微細化が重要な役割を果たしている
ことが確認できる。
【0040】このようにして得られたAl−Mg−Si系
合金は成形性に優れ、更に、170℃で20分の焼付塗
装処理を施した材料は所望の強度が得られることがわか
る。
【0041】
【表1】
【0042】
【実施例2】
【0043】表2に示す化学成分を有するAl合金に、
実施例1の本発明例No.4の製造条件に基づく製造工程
を施すことにより得られた材料の強度及び成形性を表2
に併せて示す。なお、引張試験、エリクセン試験は実施
例1と同様な方法で行った。
【0044】表2より明らかなように、本発明例No.1
〜4においては、本発明製造工程を施すことにより十分
な強度と成形性が得られている。しかし、比較例No.5
〜10においては、本発明製造工程を施しても十分な強
度と成形性が得られない。したがって、本発明製造工程
を施すことにより十分な強度と成形性を付与するために
は、Mg:0.3〜1.0%、Si:0.5〜2.0%が必要で
あり、成形性向上のためには、Mn:0.05〜1.0%の
添加が有効であることがわかる。
【0045】
【表2】
【0046】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
Al−Mg−Si系合金の成分組成の規制のもとで、従来
の製造工程の熱間圧延と冷間圧延の間に、溶体化処理、
水焼入れ、中間焼鈍を加えることにより、成形性及び焼
付硬化性に優れるAl−Mg−Si系合金の製造が可能に
なり、Al合金の自動車部品等への需要を拡大すること
ができる。またAl合金使用による軽量化、更には薄肉
化が可能になることによる低コスト化などに大きく寄与
し、その実用上の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた本発明例No.4と比較例N
o.5のAl合金のT4状態の結晶粒の組織写真(金属組
織)である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C22F 1/00 691 C22F 1/00 691A 691B 691C 692 692A (56)参考文献 特開 平4−276048(JP,A) 特開 平2−205660(JP,A) 特開 昭62−177143(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22F 1/04 - 1/057 C22C 21/00 - 21/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下、同じ)、Mg:0.3〜
    1.0%、Si:0.5〜2.0%をMg/Si比が1以下で
    含有し、更に主添加元素としてMn:0.05〜1.0%を
    添加したAl合金について、バーニング温度以下の温度
    における均質化処理後、熱間圧延を行い、その後、結晶
    粒微細化処理として熱間圧延材のまま標準的な溶体化処
    理と水焼入れを行い、更に、加熱速度40℃/hr以上で
    300〜450℃の温度で4〜8時間の中間焼鈍を行
    い、微小な析出物を生成させ、次に、圧下率50%以上
    の冷間圧延を行って所望の板厚とし、最後に、液体化処
    理として、100℃/分以上の加熱速度で500〜58
    0℃の温度に急速加熱し、この温度域に10秒以上保持
    した後、直ちに400℃/分以上の冷却速度で焼入れを
    行い、更に50〜120℃の温度に1〜48時間保持す
    ることにより、結晶粒を30μm以下に制御して成形性
    を向上させ、更に焼付塗装処理を施すことにより高強度
    化することを特徴とする成形性及び焼付硬化性に優れた
    Al−Mg−Si系合金板の製造方法。
JP29639992A 1992-10-07 1992-10-07 成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法 Expired - Fee Related JP3278119B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29639992A JP3278119B2 (ja) 1992-10-07 1992-10-07 成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29639992A JP3278119B2 (ja) 1992-10-07 1992-10-07 成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06116689A JPH06116689A (ja) 1994-04-26
JP3278119B2 true JP3278119B2 (ja) 2002-04-30

Family

ID=17833045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29639992A Expired - Fee Related JP3278119B2 (ja) 1992-10-07 1992-10-07 成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3278119B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5525169A (en) * 1994-05-11 1996-06-11 Aluminum Company Of America Corrosion resistant aluminum alloy rolled sheet
JP2813549B2 (ja) * 1994-06-29 1998-10-22 古河電気工業株式会社 建築パネル用Al−Mn−Mg系合金板の製造方法
JP3905143B2 (ja) * 1995-05-31 2007-04-18 株式会社神戸製鋼所 プレス成形性が優れたアルミニウム合金板及びその製造方法
CN102788759A (zh) * 2011-05-17 2012-11-21 北京有色金属研究总院 镁合金化学分析用多元素标准溶液及其配制方法
CN113122760B (zh) * 2021-03-11 2022-03-04 中南大学 一种细晶Goss铝合金板材及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62177143A (ja) * 1986-01-30 1987-08-04 Kobe Steel Ltd 成形性、焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板およびその製造法
JP2613466B2 (ja) * 1989-02-06 1997-05-28 株式会社神戸製鋼所 焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の製造方法
JPH04276048A (ja) * 1991-03-04 1992-10-01 Furukawa Alum Co Ltd 焼付硬化性に優れた成形用アルミニウム合金板材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06116689A (ja) 1994-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4808247A (en) Production process for aluminum-alloy rolled sheet
US4838958A (en) Aluminum-alloy rolled sheet and production method therefor
JP2001513144A (ja) アルミニウム合金シートの製造方法
EP0480402B1 (en) Process for manufacturing aluminium alloy material with excellent formability, shape fixability and bake hardenability
JPH07197219A (ja) 成形用アルミニウム合金板材の製造方法
JPH0747807B2 (ja) 成形加工用アルミニウム合金圧延板の製造方法
JP3157068B2 (ja) 成形用アルミニウム合金板材の製造方法
JP2000087198A (ja) 熱伝導性および強度に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法
EP0990058B1 (en) Process of producing heat-treatable aluminum alloy sheet
JPH06136478A (ja) 成形加工性に優れた焼付硬化型Al合金板及びその製造方法
JP3278119B2 (ja) 成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板の製造方法
JPH06340940A (ja) プレス成形性、焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板及びその製造方法
JP2000160310A (ja) 常温時効性を抑制したアルミニウム合金板の製造方法
JPH0635644B2 (ja) 成形用アルミニウム合金硬質板の製造方法
JP3260227B2 (ja) 結晶粒制御により成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板及びその製造方法
JP2626958B2 (ja) 成形性および焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の製造方法
JPH0547615B2 (ja)
JPH0138866B2 (ja)
JP3066091B2 (ja) 穴拡げ加工用アルミニウム合金圧延板およびその製造方法
JPH0480979B2 (ja)
JP3359428B2 (ja) 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法
JPH0565586A (ja) 成形加工用アルミニウム合金圧延板およびその製造方法
KR960007633B1 (ko) 고성형성 고강도 알루미늄-마그네슘계 합금 및 그 제조방법
JP3208234B2 (ja) 成形性に優れた成形加工用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP2003328095A (ja) 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees