JP4202894B2 - Mg-containing Al alloy - Google Patents

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Description

本発明は、成形加工性に優れると共に、成形加工後における表面品質が良好なMg含有Al合金に関するものである。   The present invention relates to an Mg-containing Al alloy having excellent formability and good surface quality after forming.

本発明のMg含有Al合金は、絞り加工性や成形性等の成形加工性に優れると共に、加工後の表面性状に優れているので、例えば自動車のボディシートや骨格材、ホイール、船舶、電気製品の外板等の素材として好適に用いることができる。   The Mg-containing Al alloy of the present invention is excellent in moldability such as drawing workability and moldability, and is excellent in surface properties after processing. For example, a body sheet, a skeleton material, a wheel, a ship, and an electric product of an automobile. It can use suitably as materials, such as an outer plate | board.

なお本発明においてMg含有Al合金とは、特記しない限り、Al−Mg系合金(所謂、5000系Al合金)とAl−Mg−Si系合金(所謂、6000系Al合金)の何れも含む意味である。   In the present invention, unless otherwise specified, the Mg-containing Al alloy means to include both an Al—Mg-based alloy (so-called 5000-based Al alloy) and an Al—Mg—Si-based alloy (so-called 6000-based Al alloy). is there.

Al合金は鋼材と比べると軽量で、しかもリサイクル性に優れていることから省エネルギー化や省資源化を実現できる素材として注目されており、近年では自動車のボディシートや骨格材、ホイールなどの材料として使用されつつある。この様な用途に用いる素材には、強度や良好な成形加工性、溶接性などの特性が求められ、こうした観点からMgを含有するAl合金が用いられている。   Al alloy has been attracting attention as a material that can save energy and resources due to its light weight and excellent recyclability compared to steel materials. In recent years, it has been attracting attention as a material for automobile body seats, skeleton materials, wheels, etc. It is being used. The material used for such applications is required to have properties such as strength, good moldability and weldability, and from this viewpoint, an Al alloy containing Mg is used.

Mg含有Al合金は、Al−Mg系合金(所謂、JIS規格の5000系Al合金)とAl−Mg−Si系合金(所謂、JIS規格の6000系Al合金)に大別できる。   Mg-containing Al alloys can be broadly classified into Al-Mg alloys (so-called JIS standard 5000 series Al alloys) and Al-Mg-Si alloys (so-called JIS standard 6000 series Al alloys).

このうち5000系Al合金は、Mgを必須成分として含むAl合金であり、Mgは強度やプレス成形性の向上に寄与する。5000系Al合金としては、例えば、JIS規格の5052合金、5154合金、5454合金などがある。   Among these, the 5000 series Al alloy is an Al alloy containing Mg as an essential component, and Mg contributes to improvement in strength and press formability. Examples of the 5000 series Al alloy include JIS standard 5052 alloy, 5154 alloy, and 5454 alloy.

一方、6000系Al合金は、MgとSiを必須成分として含むAl合金であり、MgとSiはAl合金の時効硬化能向上に寄与する。そのためプレス成形時や曲げ加工時には低耐力のため成形性が良好となるが、成形後に加熱処理(例えば、焼付塗装処理など)を施すと人工時効硬化して耐力が向上し、結果として強度が高くなる。また6000系Al合金は上記5000系Al合金と比べると合金元素の添加量が少ないため、溶解材(溶解原料)として再利用し易く、リサイクル性に優れている。   On the other hand, the 6000-based Al alloy is an Al alloy containing Mg and Si as essential components, and Mg and Si contribute to improving the age hardening ability of the Al alloy. For this reason, the moldability is good due to low yield strength during press molding and bending, but heat treatment (for example, baking coating treatment) after molding improves artificial aging and yield strength, resulting in high strength. Become. In addition, since the 6000 series Al alloy has a smaller amount of alloying elements than the 5000 series Al alloy, it can be easily reused as a melting material (melting raw material) and is excellent in recyclability.

これらのMg含有Al合金は、薄肉でしかも高強度のため、特に自動車の内部構造部材や、フード、フェンダー、ドア、ルーフ、トランクリッドなどのパネル構造体に使用されるアウタパネル(外板)やインナパネル(内板)等のパネルの素材として用いられつつある。   Since these Mg-containing Al alloys are thin and high in strength, they are especially used for internal structural members of automobiles, and outer panels (outer plates) and inner parts used in panel structures such as hoods, fenders, doors, roofs and trunk lids. It is being used as a material for panels such as panels (inner plates).

ところがMg含有Al合金を最終製品に成形加工すると、ストレッチャーストレインマークやリジングマークといった表面凹凸が発生することが知られている。このうちストレッチャーストレインマーク(以下、「SSマーク」と称する場合がある)とは成形加工によって生じる不均一変形やスジ状の組織ムラのことであり、これが成形加工品の表面に火炎状の縞模様を発生させるため、外観や美観を著しく損ねて商品価値を低めることがある。このSSマークは特に5000系Al合金を成形加工するときに発生し易い。5000系Al合金は、他のAl合金と比べると合金元素の添加量が多いため、該合金元素が拡散により移動して転位に固着されやすいからである。即ち、合金元素が転位に固着した状態で成形加工が施されると、固着した合金元素は転位から開放されるが、この現象が一度に生じると同一滑り面上で集中的に転位の運動が生じ、滑り線が発生する。この滑り線がSSマークとなる。   However, it is known that when the Mg-containing Al alloy is formed into a final product, surface irregularities such as stretcher strain marks and ridging marks are generated. Among them, the stretcher strain mark (hereinafter sometimes referred to as “SS mark”) is non-uniform deformation or streak-like texture unevenness caused by molding, and this is a flame-like stripe on the surface of the molded product. Since the pattern is generated, the appearance and aesthetics may be remarkably impaired and the commercial value may be lowered. This SS mark is particularly likely to occur when a 5000 series Al alloy is formed. This is because a 5000 series Al alloy has a larger amount of alloy element added than other Al alloys, and therefore, the alloy element moves by diffusion and is easily fixed to dislocations. That is, when the forming process is performed with the alloy element fixed to the dislocation, the fixed alloy element is released from the dislocation, but when this phenomenon occurs at once, the movement of the dislocation is concentrated on the same sliding surface. And slip lines are generated. This slip line becomes the SS mark.

またリジングマークとは、塑性加工によって圧延方向表面に生じる長い筋状欠陥であり、特に6000系Al合金を成形加工するときに発生し易い。   The ridging mark is a long streak defect generated on the surface in the rolling direction by plastic working, and is particularly likely to occur when forming a 6000 series Al alloy.

そこで成形加工による表面品質の低下を防止する目的で、本出願人は先に特許文献1〜3の技術を提案している。   Therefore, the present applicant has previously proposed the techniques of Patent Documents 1 to 3 for the purpose of preventing deterioration of the surface quality due to molding.

このうち特許文献1では、板表面と内部の平均結晶粒径を適切な範囲に制御することにより、SSマークの発生を抑制した外観性が優れた5000系Al合金圧延板の製法を提案している。また特許文献2では、板表層部と板厚1/4部でのCube方位の集積度を規定することにより、表面性状を改善した成形加工用の6000系Al合金を提案している。更に特許文献3では、{110}面の結晶方位成分(Goss方位、PP方位、Brass方位)に着目し、各方位の分布密度を規定した6000系Al合金板を提案している。これらの技術によって成形加工後の表面性状はある程度改善されることを確認している。しかし近年ではデザインの多様化に伴い複雑な成形加工(例えば、フラットヘミング加工などの曲げ加工、或いは、張出加工や深絞り加工などのプレス加工等)が求められており、成形加工条件を厳しくした場合に成形加工後の表面品質が低下することがあり、さらなる改善が求められていた。   Among these, Patent Document 1 proposes a method for producing a 5000 series Al alloy rolled plate with excellent appearance that suppresses the occurrence of SS marks by controlling the average grain size of the plate surface and inside to an appropriate range. Yes. Patent Document 2 proposes a 6000 series Al alloy for forming with improved surface properties by defining the degree of integration of the Cube orientation at the plate surface layer portion and the plate thickness ¼ portion. Further, Patent Document 3 proposes a 6000 series Al alloy plate in which the distribution density of each orientation is defined by paying attention to the crystal orientation components (Goss orientation, PP orientation, Brass orientation) of the {110} plane. It has been confirmed that the surface properties after molding are improved to some extent by these techniques. However, in recent years, with the diversification of designs, complex molding processing (for example, bending processing such as flat hemming processing or press processing such as overhang processing or deep drawing processing) has been required, and the molding processing conditions have become strict. In this case, the surface quality after the molding process may be deteriorated, and further improvement has been demanded.

一方、Al合金の曲げ加工性と耐食性を改善する技術として、特許文献4では、隣接する結晶粒の方位差が15°以下である結晶粒界の占める割合を規定したAl合金板が提案されている。そしてこの文献には、成形後に肌荒れやリジングマークの発生が防止されることも記載されている。しかし本発明者らがさらに検討したところ、成形加工条件を一段と厳しくし、導入する歪み量を多くすると、やはり成形加工後の表面品質が低下することがあり、改善の余地が残されていた。
特開平10-219412号公報([特許請求の範囲],[0054]等参照) 特開平11-189836号公報([特許請求の範囲],[0008],[0034]等参照) 特開平11-236639号公報([特許請求の範囲],[0010],[0016]等参照) 特開2003-171726号公報([特許請求の範囲],[0007],[0060]等参照)
On the other hand, as a technique for improving the bending workability and corrosion resistance of an Al alloy, Patent Document 4 proposes an Al alloy plate that defines the proportion of crystal grain boundaries in which the orientation difference between adjacent crystal grains is 15 ° or less. Yes. This document also describes that the occurrence of rough skin and ridging marks is prevented after molding. However, as a result of further studies by the present inventors, if the molding process conditions are made more severe and the amount of strain to be introduced is increased, the surface quality after the molding process may also deteriorate, leaving room for improvement.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-219412 (see [Claims], [0054], etc.) JP 11-189836 A (see [Claims], [0008], [0034], etc.) Japanese Patent Laid-Open No. 11-236639 (see [Claims], [0010], [0016], etc.) JP 2003-171726 A (see [Claims], [0007], [0060], etc.)

本発明は、この様な状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、絞り加工性や成形性等の成形加工性に優れると共に、過酷な成形加工を施したとしても成形加工後の表面性状も良好な(特に、表面凹凸の少ない)Mg含有Al合金を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is excellent in moldability such as drawability and moldability, and the surface after the molding process even if a severe molding process is performed. An object of the present invention is to provide an Mg-containing Al alloy having good properties (particularly, having less surface irregularities).

上記課題を解決することのできた本発明に係るMg含有Al合金とは、Mgを含有するAl合金であって、合金表面における結晶粒の板面方位を測定し、板面方位が(100)面から10゜以内の結晶粒が占める面積率(%)をA、(100)面から20゜以内の結晶粒が占める面積率(%)をBとしたとき、下記(1)式および(2)式を満足する点に要旨を有する。
10≦B≦60 ・・・(1)
A/B≦0.50 ・・・(2)
The Mg-containing Al alloy according to the present invention that has solved the above-mentioned problems is an Al alloy containing Mg, and the crystal plane orientation of crystal grains on the alloy surface is measured, and the plane orientation is (100) plane. When the area ratio (%) occupied by crystal grains within 10 ° from A is A and the area ratio (%) occupied by crystal grains within 20 ° from (100) plane is B, the following formula (1) and (2) The point is that the equation is satisfied.
10 ≦ B ≦ 60 (1)
A / B ≦ 0.50 (2)

本発明のMg含有Al合金としては、前記合金表面における結晶粒の粒径を測定したときに、平均結晶粒径の2倍を超える結晶粒の占める面積率が、全体に対して5.0%以下であるものが好ましい。   As the Mg-containing Al alloy of the present invention, when the grain size of the crystal grains on the alloy surface is measured, the area ratio occupied by the crystal grains exceeding twice the average grain size is 5.0% with respect to the whole. The following are preferred.

本発明に係るMg含有Al合金の成分組成は特に限定されず、Mgを含有するAl合金(5000系Al合金)またはMgとSiを含有するAl合金(6000系Al合金)の何れでも構わない。   The component composition of the Mg-containing Al alloy according to the present invention is not particularly limited, and may be any of an Al alloy containing Mg (5000 series Al alloy) or an Al alloy containing Mg and Si (6000 series Al alloy).

このうち5000系Al合金の場合は、Mgを2〜8%(「質量%」の意味。以下同じ。)含有し、残部がAlおよび不可避不純物で構成されていることが好ましい。さらにFe:1.5%以下(0%を含まない)、Si:0.5%以下(0%を含まない)、Mn:1%以下(0%を含まない)、Cr:0.5%以下(0%を含まない)およびZr:0.5%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含有することが推奨される。   Among these, in the case of a 5000 series Al alloy, it is preferable that Mg is contained in an amount of 2 to 8% (meaning “mass%”, the same shall apply hereinafter), and the balance is composed of Al and inevitable impurities. Fe: 1.5% or less (not including 0%), Si: 0.5% or less (not including 0%), Mn: 1% or less (not including 0%), Cr: 0.5% It is recommended to contain one or more elements selected from the group consisting of the following (not including 0%) and Zr: 0.5% or less (not including 0%).

一方、6000系Al合金の場合は、Mg:0.1〜3%およびSi:0.1〜2.5%を夫々含有し、残部がAlおよび不可避不純物で構成されていることが好ましい。さらにFe:1.5%以下(0%を含まない)、Mn:1%以下(0%を含まない)、Cr:0.5%以下(0%を含まない)およびZr:0.5%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含有することが推奨される。   On the other hand, in the case of a 6000 series Al alloy, it is preferable that Mg: 0.1 to 3% and Si: 0.1 to 2.5% are contained, respectively, and the balance is composed of Al and inevitable impurities. Furthermore, Fe: 1.5% or less (not including 0%), Mn: 1% or less (not including 0%), Cr: 0.5% or less (not including 0%), and Zr: 0.5% It is recommended to contain one or more elements selected from the group consisting of the following (excluding 0%).

上述した5000系Al合金や6000系Al合金のいずれの場合においても、さらに他の元素として、(a)Cu:1%以下(0%を含まない)および/またはZn:1.5%以下(0%を含まない)を含有することや、(b)Tiを単独で0.005〜0.2%、または、B:0.0001〜0.05%と併用して含有することが好ましい。   In any of the above-described 5000 series Al alloy and 6000 series Al alloy, as other elements, (a) Cu: 1% or less (not including 0%) and / or Zn: 1.5% or less ( (B) Ti is preferably contained alone in combination with 0.005 to 0.2%, or B: 0.0001 to 0.05%.

本発明によれば、絞り加工性や成形性等の成形加工性に優れると共に、過酷な成形加工を施したとしても成形加工後の表面性状も良好な(特に、表面凹凸の少ない)Mg含有Al合金を提供できる。   According to the present invention, the Mg-containing Al is excellent in drawing workability such as drawing workability and formability, and also has good surface properties after forming work (especially with less surface irregularities) even when subjected to severe forming work. Can provide alloys.

上述した如く、近年ではデザインの多様化に伴いAl合金に複雑な成形加工が施されているが、成形加工条件を厳しくすると成形加工後の表面品質が著しく低下することが指摘されていた。また表面性状の評価基準レベルも従来に比べてかなり高くなってきている。   As described above, in recent years, with the diversification of designs, Al alloys have been subjected to complicated forming processing. However, it has been pointed out that the surface quality after forming processing is significantly lowered when the forming processing conditions are strict. Moreover, the evaluation standard level of the surface property is considerably higher than the conventional level.

そこで本発明者等は厳しい条件で成形加工した場合でも良好な表面品質を確保すべく、特に結晶方位(表面の板面方位)に着目して研究を重ねてきた。結晶方位に着目したのは、結晶方位の違いにより隣接する結晶粒の導入歪み量(結晶性の変形量)が異なり表面の凹凸が生じやすいからである。そして結晶方位のなかでもとりわけ(100)面方位を有する結晶粒[(100)面の結晶粒]が表面凹凸の発生を支配する主要な因子であることを突き止め更に鋭意検討した。その結果、板面表面部の(100)面の分散度(バラツキの程度)を大きくする[具体的には後述する様に、(100)面から20°以内の結晶粒が占める面積率Bに対して、(100)面から10°以内の結晶粒が占める面積率Aを小さくする]ことにより所期の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。以下、本発明について詳述する。   Therefore, the present inventors have conducted research focusing on the crystal orientation (surface orientation of the surface), in particular, in order to ensure good surface quality even when molding is performed under severe conditions. The reason for paying attention to the crystal orientation is that due to the difference in crystal orientation, the introduction strain amount (crystal deformation amount) of adjacent crystal grains differs and surface irregularities are likely to occur. Then, among crystal orientations, crystal grains having (100) plane orientation [crystal grains of (100) plane] were found to be the main factors governing the occurrence of surface irregularities, and further intensive studies were conducted. As a result, the dispersion degree (degree of variation) of the (100) plane of the plate surface portion is increased [specifically, as described later, the area ratio B occupied by crystal grains within 20 ° from the (100) plane is increased. On the other hand, by reducing the area ratio A occupied by crystal grains within 10 ° from the (100) plane, it was found that the intended purpose was achieved, and the present invention was completed. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

特に本発明においては、従来の様に各結晶方位単位で制御するのではなく、表面の板面方位[なかでも(100)面]で制御したところに最重要ポイントが存在する。即ち、従来の様に集合組織を制御して成形加工性を高めるにあたっては、方位のバランスによって成形性や曲げ性、耐食性などの諸特性が変化するため、用途や成形加工条件を考慮して作り分ける必要がある。ところが現実には、板厚や加工条件は多岐にわたるため成形加工後の表面性状まで考慮して作り分けることは実操業では困難だからである。   In particular, in the present invention, the most important point exists in the case where the surface is controlled by the plate surface orientation [especially (100) plane] rather than being controlled by each crystal orientation unit as in the prior art. In other words, when controlling the texture as in the past to improve moldability, various properties such as moldability, bendability and corrosion resistance change depending on the orientation balance. It is necessary to divide. However, in reality, there are a wide variety of plate thicknesses and processing conditions, and it is difficult to make them in consideration of the surface properties after the forming process in actual operation.

上述した通り本発明のMg含有Al合金は、合金表面における結晶粒の板面方位を測定したときに、板面方位が(100)面から10゜以内の結晶粒が占める面積率(%)をA、(100)面から20゜以内の結晶粒が占める面積率(%)をBとしたとき、下記(1)式および(2)式を満足するものである。
10≦B≦60 ・・・(1)
A/B≦0.50 ・・・(2)
As described above, the Mg-containing Al alloy of the present invention has an area ratio (%) occupied by crystal grains whose plane orientation is within 10 ° from the (100) plane when the plane orientation of crystal grains on the alloy surface is measured. When the area ratio (%) occupied by crystal grains within 20 ° from the A, (100) plane is B, the following formulas (1) and (2) are satisfied.
10 ≦ B ≦ 60 (1)
A / B ≦ 0.50 (2)

ここでAl合金の集合組織について説明すると、Al合金には図1に示す通りCube方位やGoss方位などの集合組織が発生することが知られている。集合組織のでき方は結晶系が同じでも加工法によって異なり、圧延材の場合は圧延面と圧延方向で表わされる。つまり、下記に示す様に圧延面は{○○○}で表現され、圧延方向は<△△△>で表現される。なお、○や△は整数を示している。   Here, the texture of the Al alloy will be described. It is known that a texture such as a Cube orientation and a Goss orientation is generated in the Al alloy as shown in FIG. The formation of the texture differs depending on the processing method even if the crystal system is the same, and in the case of a rolled material, it is expressed by the rolling surface and the rolling direction. That is, as shown below, the rolling surface is represented by {xxx} and the rolling direction is represented by <ΔΔΔ>. In addition, (circle) and (triangle | delta) have shown the integer.

かかる表現方法に基づき、各方位は下記のように表される。詳細については、長島晋一編著「集合組織」(丸善株式会社刊)や軽金属学会「軽金属」解説Vol.43(1993)P.285〜293など参照。
Cube方位 :{001}<100>
CR方位 :{001}<520>
RW方位 :{001}<110> [Cube方位が(100)面で板面回転した方位]
Goss方位 :{011}<100>
Brass方位:{011}<211>
S方位 :{123}<634>
Cu方位 :{112}<111>
(若しくは、D方位:{4 4 11}<11 11 8>)
SB方位 :{681}<112>
Based on such an expression method, each direction is expressed as follows. For more details, see “Cross Texture” written by Shinichi Nagashima (published by Maruzen Co., Ltd.) and the Light Metal Society of Japan, “Light Metal” Commentary Vol.43 (1993) P.285-293.
Cube orientation: {001} <100>
CR orientation: {001} <520>
RW orientation: {001} <110> [Cube orientation in which the (100) plane rotates the plate surface]
Goss orientation: {011} <100>
Brass orientation: {011} <211>
S direction: {123} <634>
Cu orientation: {112} <111>
(Or D direction: {4 4 11} <11 11 8>)
SB orientation: {681} <112>

また、再結晶集合組織については、上記Cube方位が形成されると共に、上記Brass方位やCu方位、S方位に近い再結晶方位が形成されることも知られている。   As for the recrystallized texture, it is also known that the Cube orientation is formed and a recrystallized orientation close to the Brass orientation, Cu orientation, and S orientation is formed.

このうち本発明では(100)面を有する方位基準として上記(1)式及び(2)式を規定している。ここで(100)面を有する方位には、図1に示す通り、Cube方位、RW方位およびCR方位が含まれる。これらを基準としたのは、他の結晶方位と比べて、成形加工時に歪みが入り難く、変形し難いからである。またCube方位は、一般的に知られている様に、アルミの再結晶集合組織の主方位であり、Al−Mg系合金やAl−Mg−Si系合金においても主要な結晶方位の1つであり、Cube方位以外のRW方位やCR方位についても、実際の成形加工(例えば、プレス加工や絞り加工等)では板の圧延方向に対して様々な方向から加工を受けるため、これらの方位についても制御することが必要だからである。   Of these, in the present invention, the above formulas (1) and (2) are defined as orientation references having the (100) plane. Here, the orientation having the (100) plane includes the Cube orientation, the RW orientation, and the CR orientation, as shown in FIG. These are based on the reason that, unlike other crystal orientations, distortion is less likely to occur during molding and deformation is difficult. The Cube orientation is a main orientation of the recrystallized texture of aluminum as is generally known, and is one of the main crystal orientations in Al-Mg alloys and Al-Mg-Si alloys. Yes, RW orientation and CR orientation other than Cube orientation are also processed from various directions with respect to the rolling direction of the plate in actual forming processing (for example, press processing or drawing processing). Because it is necessary to control.

そして本発明では、成形加工時に歪みが入り難い上記(100)面の結晶方位を、理想結晶面[つまり(100)面]からずらすことが重要である。かかる観点から本発明ではまず上記(1)に規定する通り、合金表面における全結晶粒の板面方位を測定したとき、板面方位が(100)面から20°以内の結晶粒が占める面積率Bを、全体に対して10〜60%と定めた。面積率が10%未満では、表面部に導入される歪みが大きくなり過ぎて欠陥を生じ、成形加工後の表面性状を低下させる。好ましくは15%以上である。一方、面積率が高くなり過ぎると、成形加工時に歪みが導入され難くなり、成形加工や絞り加工を却って阻害するために内部欠陥を生じ、表面性状も悪くなる。こうした観点から上記面積率は60%以下に抑えるべきである。より好ましくは55%以下である。   In the present invention, it is important to shift the crystal orientation of the (100) plane, which is difficult to be strained during molding, from the ideal crystal plane [that is, (100) plane]. From this point of view, according to the present invention, as defined in (1) above, when the plate surface orientation of all crystal grains on the alloy surface is measured, the area ratio occupied by crystal grains whose plate surface orientation is within 20 ° from the (100) plane. B was determined to be 10 to 60% with respect to the whole. If the area ratio is less than 10%, the strain introduced into the surface portion becomes too large, resulting in defects, and the surface properties after molding are reduced. Preferably it is 15% or more. On the other hand, if the area ratio becomes too high, distortion is difficult to be introduced at the time of molding, and an internal defect is generated because the molding process or drawing process is obstructed, resulting in poor surface properties. From this point of view, the area ratio should be kept below 60%. More preferably, it is 55% or less.

更に本発明では上記(2)に規定する通り、板面方位が(100)面から10°以内の結晶粒が占める面積率をA、(100)面から20°以内の結晶粒が占める面積率をBとしたとき、A/Bを0.50以下とした。   Further, in the present invention, as defined in (2) above, the area ratio occupied by crystal grains whose plate orientation is within 10 ° from the (100) plane is A, and the area ratio occupied by crystal grains within 20 ° from the (100) plane is When A is B, A / B is 0.50 or less.

ここで上記A/Bが0.50以下とは、(100)面を基準としたとき理想結晶面[つまり(100)面]からの分散度(ズレの程度)が大きくなることを意味し、その結果、隣接する結晶粒同士の歪み量の差を緩和し、表面凹凸を小さくできる。上記A/Bが0.50を超える場合は、Aの面積率が大きくなる。すなわち理想結晶面を有する結晶粒または理想結晶面からのズレが10°以内の結晶粒が多く存在することとなり、成形加工時に各結晶粒に導入される歪み量を均一化できず、そのため隣同士の結晶粒に導入される歪み量の差が大きくなり、表面部に凹凸が発生することとなる。好ましくは上記A/Bは0.48以下である。   Here, A / B of 0.50 or less means that the degree of dispersion (degree of deviation) from the ideal crystal plane [that is, (100) plane] becomes large when the (100) plane is used as a reference. The difference in strain between adjacent crystal grains can be alleviated and the surface unevenness can be reduced. When A / B exceeds 0.50, the area ratio of A increases. That is, there are many crystal grains having ideal crystal planes or crystal grains whose deviation from the ideal crystal plane is within 10 °, and the amount of strain introduced into each crystal grain during molding cannot be made uniform. The difference in the amount of strain introduced into the crystal grains becomes large, and irregularities are generated on the surface portion. Preferably, the A / B is 0.48 or less.

次に合金表面における結晶粒の板面方位を測定する方法について説明する。   Next, a method for measuring the plate orientation of crystal grains on the alloy surface will be described.

まず本発明において合金表面とは、板厚をDとしたときに、合金の最表面からの深さがD/4の位置における面を指す。そしてD/4の位置から採取したサンプル表面を、機械研磨した後、バフ研磨し、次いで電解研磨して板面方位測定用試験片を得る。   First, in the present invention, the alloy surface refers to a surface at a position where the depth from the outermost surface of the alloy is D / 4, where D is the plate thickness. Then, the sample surface taken from the position of D / 4 is mechanically polished, then buffed, and then electrolytically polished to obtain a plate surface orientation measuring test piece.

当該試験片における結晶粒の板面方位は、SEM−EBSP[Electron Back Scattering Pattern,EBSD(Electron Back Scattering Diffraction)とも呼ばれる]を用いて測定する。後記の実施例では、SEM装置として日本電子社製SEM(JEOL JSM 5410)、EBSP測定・解析システムとしてEBSP:TSL社製(OIM)を夫々用い、測定領域は1000μm×1000μmとし、測定ステップ間隔は3μm以下とした。   The plate surface orientation of the crystal grains in the test piece is measured using SEM-EBSP (also referred to as Electron Back Scattering Pattern (EBSD)). In the examples described later, SEM (JEOL JSM 5410) manufactured by JEOL Ltd. is used as the SEM device, EBSP: TSL (OIM) is used as the EBSP measurement / analysis system, the measurement area is 1000 μm × 1000 μm, and the measurement step interval is 3 μm or less.

上記測定領域内に観察される各結晶粒について板面方位を測定し、(100)面からのズレが20°以内の結晶粒が全結晶粒に対して占める面積率B及び(100)面からのズレが10°以内の結晶粒が全結晶粒に対して占める面積率Aを夫々算出し、面積比A/Bを求める。   The plate plane orientation is measured for each crystal grain observed in the measurement region, and the area ratio B occupied by the crystal grains whose deviation from the (100) plane is within 20 ° with respect to all the crystal grains and the (100) plane The area ratio A / B is calculated by calculating the area ratio A occupied by the crystal grains having a deviation of 10 ° or less with respect to all the crystal grains.

更に本発明では合金表面に存在する全ての結晶粒(具体的には、上記測定領域内に観察される結晶粒)の粒径を測定したときに、平均結晶粒径の2倍を超える結晶粒が占める面積率が、全体に対して5.0%以下であることが好ましい。Mg含有Al合金の表面を観察すると、種々の大きさの結晶粒が観察されるが、極端に粗大な結晶粒が存在すると、この粗大な結晶粒付近で不均一な変形が起こり、成形加工後の表面に組織むらを生じる原因となる。従って結晶粒径の分布は均一であることが好ましく、かかる観点から本発明では平均結晶粒径の2倍を超える結晶粒が占める面積率を、全体に対して5.0%以下と定めた。より好ましくは4.5%以下である。   Furthermore, in the present invention, when the grain sizes of all the crystal grains existing on the alloy surface (specifically, the crystal grains observed in the measurement region) are measured, the crystal grains exceeding twice the average grain size. The area ratio occupied by is preferably 5.0% or less with respect to the whole. When the surface of the Mg-containing Al alloy is observed, crystal grains of various sizes are observed. However, if extremely coarse crystal grains are present, non-uniform deformation occurs near the coarse crystal grains, and after forming Cause unevenness of the tissue surface. Therefore, it is preferable that the distribution of the crystal grain size is uniform. From this viewpoint, the area ratio occupied by the crystal grains exceeding twice the average crystal grain size is set to 5.0% or less based on the whole. More preferably, it is 4.5% or less.

ここで平均結晶粒径は、上記SEM−EBSPを用い、所定の測定領域内に観察される各結晶粒の最大直径を測定し、得られた結果の平均値を算出したものである。   Here, the average crystal grain size is obtained by measuring the maximum diameter of each crystal grain observed in a predetermined measurement region using the SEM-EBSP and calculating the average value of the obtained results.

以上、本発明を特徴づける結晶方位に関する要件について説明した。次に、本発明で対象とするAl合金の成分組成[Mgを含有するAl合金(5000系Al合金)またはMgとSiを含有するAl合金(6000系Al合金)]について説明する。   The requirements regarding the crystal orientation that characterize the present invention have been described above. Next, the component composition of the Al alloy targeted in the present invention [Al alloy containing Mg (5000 series Al alloy) or Al alloy containing Mg and Si (6000 series Al alloy)] will be described.

このうち5000系Al合金(Al−Mg系Al合金)の場合は、Mgを2〜8%含有することが好ましい。Mgは、固溶強化によって強度や成形性を高める元素であり、少量の添加でもその効果を発揮するが、2%以上含有することで特にプレス成形性が良好となる。より好ましくは2.5%以上、さらに好ましくは3%以上である。一方、Mg含有量の上限は特に限定されず、高耐力(好ましくは高耐力と良好なプレス成形性)を維持できる範囲であれば良いが、含有量が多すぎると熱間加工性が劣化し、製造が困難になる傾向があるため、8%以下とすることが好ましい。より好ましくは7%以下、さらに好ましくは6%以下、特に好ましくは5.5%以下である。   Among these, in the case of a 5000 series Al alloy (Al-Mg series Al alloy), it is preferable to contain 2 to 8% of Mg. Mg is an element that enhances strength and formability by solid solution strengthening, and exerts its effect even when added in a small amount. However, when it is contained at 2% or more, press formability is particularly good. More preferably, it is 2.5% or more, and further preferably 3% or more. On the other hand, the upper limit of the Mg content is not particularly limited as long as it is within a range that can maintain high yield strength (preferably high yield strength and good press formability), but if the content is too high, hot workability deteriorates. Since the production tends to be difficult, it is preferably 8% or less. More preferably, it is 7% or less, more preferably 6% or less, and particularly preferably 5.5% or less.

また6000系Al合金(Al−Mg−Si系Al合金)の場合は、Mg:0.1〜3%とSi:0.1〜2.5%を夫々含有することが好ましい。MgとSiを併せて含有し、溶体化処理後に適切な温度に保持することによって、GPゾーンと称されるMg2Si組織の集合体や、この集合体がさらに発達した中間相が生成し、人工時効硬化する。そのため、耐力(即ち、人工時効硬化後の耐力)の高いAl合金板となる。MgとSiは少量でも併用添加することでその効果を発揮するが、人工時効硬化能を確実なものとするには、Mgを0.1〜3%、Siを0.1〜2.5%の範囲で夫々含有することが好ましい。Mg含有量のより好ましい下限は0.3%、上限は2%であり、さらに好ましい下限は0.4%、上限は1.5%である。一方、Si含有量のより好ましい下限は0.3%、上限は1.5%であり、さらに好ましい下限は0.4%、上限は1.2%である。 In the case of a 6000 series Al alloy (Al-Mg-Si series Al alloy), it is preferable to contain Mg: 0.1-3% and Si: 0.1-2.5%, respectively. By containing Mg and Si together and maintaining at an appropriate temperature after the solution treatment, an aggregate of Mg 2 Si structure called GP zone and an intermediate phase in which this aggregate is further developed are generated. Artificial age hardening. Therefore, it becomes an Al alloy plate with high yield strength (that is, yield strength after artificial age hardening). Even if Mg and Si are added in a small amount, the effect is exhibited. However, in order to ensure the artificial age-hardening ability, Mg is contained in the range of 0.1 to 3% and Si in the range of 0.1 to 2.5%, respectively. It is preferable. A more preferable lower limit of the Mg content is 0.3% and an upper limit is 2%, and a more preferable lower limit is 0.4% and an upper limit is 1.5%. On the other hand, the more preferable lower limit of the Si content is 0.3% and the upper limit is 1.5%, and the more preferable lower limit is 0.4% and the upper limit is 1.2%.

なおSiとMgの比(Si/Mg)は特に限定されないが、質量比で、1.0以上、10以下とすることが好ましく、より好ましくは1.5以上、6以下である。   The ratio of Si to Mg (Si / Mg) is not particularly limited, but is preferably 1.0 or more and 10 or less, and more preferably 1.5 or more and 6 or less in terms of mass ratio.

上述した何れのMg含有Al合金においても、これら必須成分の他に、他の元素を含有してもよく、残部はAlおよび不可避的不純物である。後記する他の元素を含有する場合は、Al含有量を80%以上とすることが好ましく、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。また、Alの純度は高い方が好ましく、高純度のAlを母材として用いることで、Mg含有Al合金を使用した後のリサイクル性を高めることができる。   Any of the above Mg-containing Al alloys may contain other elements in addition to these essential components, and the balance is Al and inevitable impurities. When other elements to be described later are contained, the Al content is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and further preferably 90% or more. Further, the purity of Al is preferably high, and the recyclability after using the Mg-containing Al alloy can be enhanced by using high-purity Al as a base material.

ここで前記他の元素としては、(1)結晶粒を微細化する元素(例えば、Fe、Si、Mn、Cr、Zr、Ti、V等)、(2)時効硬化速度を大きくする元素(例えば、CuやZn等)、(3)鋳塊組織を微細化する元素(例えば、TiやB等)などの使用が好ましい。これらの元素は夫々単独で、または任意に選ばれる2種以上を組み合わせて含有してもよい。以下、上記(1)〜(3)の元素添加による効果及び含有量について説明する。   Here, the other elements include (1) an element that refines crystal grains (for example, Fe, Si, Mn, Cr, Zr, Ti, V, etc.), and (2) an element that increases the age hardening rate (for example, , Cu, Zn, etc.), (3) elements that refine the ingot structure (for example, Ti, B, etc.) are preferably used. These elements may be contained alone or in combination of two or more selected arbitrarily. Hereinafter, the effects and contents of the element additions (1) to (3) will be described.

(1)結晶粒を微細化する元素(例えば、Fe、Si、Mn、Cr、Zr、Ti、V等)として、5000系Al合金の場合は、上記Mgの他に、さらにFe:1.5%以下(0%を含まない)、Si:0.5%以下(0%を含まない)、Mn:1%以下(0%を含まない)、Cr:0.5%以下(0%を含まない)およびZr:0.5%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含有することが好ましい。また、6000系Al合金の場合は、上記MgおよびSiの他に、さらにFe:1.5%以下(0%を含まない)、Mn:1%以下(0%を含まない)、Cr:0.5%以下(0%を含まない)およびZr:0.5%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上の元素を含有することが好ましい。   (1) As an element for refining crystal grains (for example, Fe, Si, Mn, Cr, Zr, Ti, V, etc.), in the case of a 5000 series Al alloy, in addition to Mg, Fe: 1.5% or less (Not including 0%), Si: not more than 0.5% (not including 0%), Mn: not more than 1% (not including 0%), Cr: not more than 0.5% (not including 0%), and Zr: 0.5 It is preferable to contain one or more elements selected from the group consisting of% or less (not including 0%). In the case of a 6000 series Al alloy, in addition to the above Mg and Si, Fe: 1.5% or less (not including 0%), Mn: 1% or less (not including 0%), Cr: 0.5% or less It is preferable to contain one or more elements selected from the group consisting of (not including 0%) and Zr: 0.5% or less (not including 0%).

上述した通り、FeやSi、Mn、Cr、Zrは、いずれも結晶粒を微細化する元素であり、機械的特性(例えば、強度や延性、靭性、硬化性など)の向上に寄与する。   As described above, Fe, Si, Mn, Cr, and Zr are all elements that refine crystal grains, and contribute to improvement of mechanical properties (for example, strength, ductility, toughness, curability, and the like).

特にFeやSiは、通常、Al合金中に不可避不純物として混入しており、Al合金中で、Al−Fe系[例えば、AlmFe(但し、m:3〜6の整数)やAl6(Fe,Mn)、Al12(Fe,Mn)3Cu12、Al7Cu2Fe等]、Al−Fe−Si系[例えば、α−AlFeSiやβ−AlFeSi等]、Al−Mn−Fe−Si系の種々の金属間化合物(例えば、晶出物や析出物など)を形成し、結晶粒の微細化を促進したり、加工性等を高める作用を有する。またFeやSiを添加することにより、集合組織も制御できる。 In particular, Fe and Si are usually mixed as inevitable impurities in the Al alloy. In the Al alloy, an Al—Fe system [for example, Al m Fe (where m is an integer of 3 to 6) or Al 6 ( Fe, Mn), Al 12 (Fe, Mn) 3 Cu 12 , Al 7 Cu 2 Fe, etc.], Al—Fe—Si system [eg, α-AlFeSi, β-AlFeSi, etc.], Al—Mn—Fe—Si Various intermetallic compounds of the system (for example, crystallized substances and precipitates) are formed, and the effect of promoting the refinement of crystal grains and improving the workability and the like. Further, the texture can be controlled by adding Fe or Si.

このうちFeは、結晶粒の微細化促進と、金属間化合物を適正に分布させることによる成形性の向上に寄与する。この様なFeの添加効果を有効に発揮させるには、0.01%以上含有させることが好ましく、より好ましくは0.05%以上、さらに好ましくは0.1%以上である。但し、Feの含有量が多くなり過ぎると、粗大な晶出物を形成し、加工性を劣化させるため、上限を1.5%とすることが好ましい。より好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.6%以下である。   Among these, Fe contributes to the promotion of refinement of crystal grains and the improvement of formability by appropriately distributing intermetallic compounds. In order to effectively exhibit such an effect of adding Fe, the content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, and further preferably 0.1% or more. However, if the Fe content is too large, coarse crystals are formed and the workability is deteriorated, so the upper limit is preferably made 1.5%. More preferably, it is 1% or less, More preferably, it is 0.6% or less.

特に5000系Al合金の場合は、上記Feの代わりに、または上記Feと併せてSiを含有することにより成形性が向上する。但し、5000系Al合金の場合、Mgの含有量が3%を超えるときにSiを0.5%を超えて添加すると、本来のMg添加による固溶強化に加えてSi添加による時効硬化を起こし、材料が硬くなりすぎて成形性を阻害するので、Si含有量は0.5%以下に抑えるべきである。より好ましくは0.45%以下、さらに好ましくは0.4%以下である。   In particular, in the case of a 5000 series Al alloy, formability is improved by containing Si instead of Fe or in combination with Fe. However, in the case of 5000 series Al alloy, when Si content exceeds 3%, addition of Si exceeding 0.5% causes age hardening by Si addition in addition to solid solution strengthening by the original Mg addition, Since Si becomes too hard and the moldability is hindered, the Si content should be suppressed to 0.5% or less. More preferably, it is 0.45% or less, More preferably, it is 0.4% or less.

その他、MnやCr,Zr,Ti,Vも結晶粒の微細化を促進する元素であり、加工性と表面性状の向上に作用する。しかし含有量が多すぎると、Al合金中で粗大な化合物を形成し、この化合物が破壊の起点となって表面凹凸が助長されるだけでなく、加工性が却って劣化する。これらの元素の好ましい含有量は次の通りである。   In addition, Mn, Cr, Zr, Ti, and V are elements that promote the refinement of crystal grains and act to improve workability and surface properties. However, if the content is too large, a coarse compound is formed in the Al alloy, and this compound serves as a starting point of fracture, which not only promotes surface irregularities, but also deteriorates workability. The preferred contents of these elements are as follows.

Mn:少量の添加でその効果を発揮するが、好ましくは0.02%以上、より好ましくは0.06%以上である。一方、Mnの好ましい上限は1%、より好ましい上限は0.5%である。   Mn: The effect is exhibited by addition of a small amount, but is preferably 0.02% or more, more preferably 0.06% or more. On the other hand, the preferable upper limit of Mn is 1%, and the more preferable upper limit is 0.5%.

Cr:少量の添加でその効果を発揮するが、好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.05%以上である。一方、Crの好ましい上限は0.5%、より好ましい上限は0.3%、さらに好ましい上限は0.2%である。   Cr: The effect is exhibited by addition of a small amount, but is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more. On the other hand, the preferable upper limit of Cr is 0.5%, the more preferable upper limit is 0.3%, and the further preferable upper limit is 0.2%.

Zr:少量の添加でその効果を発揮するが、好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.05%以上である。一方、Zrの好ましい上限は0.5%、より好ましい上限は0.3%、さらに好ましい上限は0.2%である。   Zr: The effect is exhibited by addition of a small amount, but is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more. On the other hand, the preferable upper limit of Zr is 0.5%, the more preferable upper limit is 0.3%, and the more preferable upper limit is 0.2%.

Ti:少量の添加でその効果を発揮するが、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.01%以上である。一方、Tiの好ましい上限は0.2%、より好ましい上限は0.15%、さらに好ましい上限は0.1%である。   Ti: The effect is exhibited by addition of a small amount, but is preferably 0.005% or more, more preferably 0.01% or more. On the other hand, the preferable upper limit of Ti is 0.2%, the more preferable upper limit is 0.15%, and the further preferable upper limit is 0.1%.

(2)時効硬化速度を大きくする元素(例えば、CuやZn等)として、さらにCu:1.0%以下(0%を含まない)および/またはZn:1.5%以下(0%を含まない)を含有することが好ましい。   (2) As an element (for example, Cu or Zn) that increases the age hardening rate, Cu: 1.0% or less (not including 0%) and / or Zn: 1.5% or less (not including 0%) It is preferable to do.

CuやZnは、いずれも時効硬化速度を大きくする元素であり、少量の添加でその効果を発揮するが、含有量が多すぎると粗大な化合物を形成して特に曲げ加工性が劣化する。特にCu含有量が多すぎると耐食性も劣化する。これらの元素を添加するときの好ましい量は次の通りである。   Cu and Zn are both elements that increase the age hardening rate, and exert their effects when added in a small amount. However, if the content is too large, a coarse compound is formed and bending workability deteriorates in particular. In particular, when the Cu content is too large, the corrosion resistance is also deteriorated. Preferred amounts when these elements are added are as follows.

Cu:少量の添加でその効果を発揮するが、好ましくは0.1%以上、より好ましくは0.2%以上である。一方、Cuの好ましい上限は1%、より好ましい上限は0.6%である。   Cu: The effect is exhibited by addition of a small amount, but it is preferably at least 0.1%, more preferably at least 0.2%. On the other hand, the preferable upper limit of Cu is 1%, and the more preferable upper limit is 0.6%.

Zn:少量の添加でその効果を発揮するが、好ましくは0.1%以上、より好ましくは0.2%以上である。一方、Znの好ましい上限は1.5%、より好ましい上限は1.0%、さらに好ましい上限は0.6%である。   Zn: The effect is exhibited when added in a small amount, but it is preferably at least 0.1%, more preferably at least 0.2%. On the other hand, the preferable upper limit of Zn is 1.5%, the more preferable upper limit is 1.0%, and the more preferable upper limit is 0.6%.

なおCuとZnを併用する場合は、合計で1.5%以下とすることが好ましく、より好ましくは1.4%以下である。   In addition, when using together Cu and Zn, it is preferable to set it as 1.5% or less in total, More preferably, it is 1.4% or less.

(3)鋳塊組織を微細化する元素(例えば、TiやB等)として、さらにTiを単独で0.005〜0.20%含有するか、または、B:0.0001〜0.05%と併用して含有することが好ましい。   (3) As an element for refining the ingot structure (for example, Ti, B, etc.), Ti may be further contained alone by 0.005 to 0.20%, or B may be contained in combination with 0.0001 to 0.05%. preferable.

このうちTiの添加効果を有効に発揮させるには、その下限を0.005%とする。しかし含有量が多くなり過ぎると、粗大なAl−Ti系金属間化合物を晶出して成形性の向上を阻害するため、上限を0.2%とすることが好ましい。より好ましくは0.15%以下である。   Among these, in order to exhibit the effect of adding Ti effectively, the lower limit is made 0.005%. However, if the content is too large, a coarse Al—Ti intermetallic compound is crystallized to hinder improvement in formability, so the upper limit is preferably made 0.2%. More preferably, it is 0.15% or less.

またBは、上記Tiと同様に、鋳塊結晶粒を微細化する元素であるが、Bの単独添加ではその効果は得られず、Tiと併用することによって初めて所望の効果を発揮する。この様なTiの併用によるBの添加効果を有効に発揮させるためにはBを0.0001%以上添加することが好ましい。しかしB含有量が多くなり過ぎると、粗大なTi−B系金属間化合物を形成して加工性を劣化させるため、上限は0.05%とすることが好ましい。   B, like Ti, is an element for refining the ingot crystal grains, but the effect cannot be obtained by adding B alone, and the desired effect is exhibited only when used together with Ti. In order to effectively exhibit the effect of addition of B by using such Ti together, it is preferable to add B in an amount of 0.0001% or more. However, if the B content is too large, a coarse Ti—B intermetallic compound is formed and the workability is deteriorated, so the upper limit is preferably made 0.05%.

次に、本発明に係るMg含有Al合金を効率良く製造できる方法について説明する。   Next, a method for efficiently producing the Mg-containing Al alloy according to the present invention will be described.

上述した通り、本発明は合金表面における結晶粒の板面方位を(100)面との関係で適切に制御(分散)させることが重要である。この様なMg含有Al合金を製造するには、特に熱間圧延時における表面部への歪み導入条件と、それにより形成される組織や集合組織を適切に制御することが重要であり、そのためには、とりわけ熱間仕上げ圧延時の張力が重要な因子であることが判明した。   As described above, in the present invention, it is important to appropriately control (disperse) the plane orientation of crystal grains on the alloy surface in relation to the (100) plane. In order to produce such an Mg-containing Al alloy, it is important to appropriately control the conditions for introducing strain into the surface, especially during hot rolling, and the structure and texture formed thereby. In particular, the tension during hot finish rolling was found to be an important factor.

即ちAl合金は一般に、均質化熱処理(均熱)、熱間圧延(熱間粗圧延および熱間仕上げ圧延)、冷間圧延、最終焼鈍の各工程を経て製造される。各製造工程の具体的な条件は、合金元素の量等によって異なり、それによって得られる結晶粒の板面方位も変化するため所望のAl合金が得られる様に、一連の製造工程における条件として総合的に適切な設定をすればよい。以下、各工程における好ましい範囲について説明する。   That is, the Al alloy is generally manufactured through steps of homogenization heat treatment (soaking), hot rolling (hot rough rolling and hot finish rolling), cold rolling, and final annealing. The specific conditions of each manufacturing process vary depending on the amount of alloy elements, etc., and the plane orientation of the crystal grains obtained thereby changes, so that the desired Al alloy can be obtained, so that the overall conditions in the series of manufacturing processes Should be set appropriately. Hereinafter, preferable ranges in each step will be described.

まず、半連続鋳造法(DC鋳造法:Direct Chill)などによって得られたスラブ等の鋳塊に均質化熱処理を施す(均熱工程)。均質化熱処理を施すことにより、Alマトリックスへ固溶するMg量が増加し、熱延板の集合組織を制御できる。均熱工程の条件は合金の種類等によって異なり、Al−Mg系合金(5000系Al合金)の場合は、均熱温度を400〜550℃程度、保持時間を1〜20h程度にすることが好ましい。但し、長時間加熱すると、他の合金元素であるMnやFe系の析出物が生成し、熱延板で所望の集合組織形態が得られないので最大でも20hとすることが推奨される。   First, homogenization heat treatment is performed on an ingot such as a slab obtained by a semi-continuous casting method (DC casting method: Direct Chill) (soaking step). By performing the homogenization heat treatment, the amount of Mg dissolved in the Al matrix increases, and the texture of the hot-rolled sheet can be controlled. The conditions of the soaking process vary depending on the type of alloy and the like, and in the case of an Al—Mg alloy (5000 series Al alloy), it is preferable that the soaking temperature is about 400 to 550 ° C. and the holding time is about 1 to 20 hours. . However, when heated for a long time, other alloy elements such as Mn and Fe-based precipitates are generated, and a desired textured form cannot be obtained by hot-rolled sheets.

一方、Al−Mg−Si系合金(6000系Al合金)の場合は、均熱温度を500℃以上、保持時間を4h以上にすることが好ましい。熱処理時間を長くすることで、前述したMg2SiやSiの晶出物、Siの析出物を固溶化させることができるからである。但し、合金中に遷移元素のFeやMnなどが添加されているときは、20hを超えて加熱すると粗大な析出物が生じるので20h以下とすることが推奨される。 On the other hand, in the case of an Al—Mg—Si-based alloy (6000-based Al alloy), it is preferable that the soaking temperature is 500 ° C. or higher and the holding time is 4 hours or longer. This is because, by increasing the heat treatment time, the above-described Mg 2 Si and Si crystallized substances and Si precipitates can be dissolved. However, when transition elements such as Fe and Mn are added to the alloy, a coarse precipitate is formed when heated for more than 20 hours.

次いで均質化熱処理した鋳塊に、熱間粗圧延を施す。上記熱間粗圧延の開始温度は、400〜560℃程度にすることが好ましい。400℃未満では、熱延中に充分な再結晶が生成されないまま圧延されるため、集合組織のバランスが崩れるので好ましくない。一方560℃を超えると、熱間圧延板の表面が酸化したり、焼きつきが生じ、さらには再結晶粒が粗大化して表面性状の悪化や成形性の低下、成形後の肌荒れを招く傾向がある。なお熱間粗圧延の終了温度は350〜470℃程度にすればよい。   Next, hot rough rolling is performed on the ingot subjected to the homogenization heat treatment. The starting temperature of the hot rough rolling is preferably about 400 to 560 ° C. When the temperature is lower than 400 ° C., rolling is performed without generating sufficient recrystallization during hot rolling, so that the balance of the texture is lost. On the other hand, when the temperature exceeds 560 ° C, the surface of the hot-rolled sheet is oxidized or seized, and the recrystallized grains are coarsened, which tends to cause deterioration of surface properties, deterioration of formability, and rough skin after forming. is there. The end temperature of hot rough rolling may be about 350 to 470 ° C.

上述した熱間粗圧延の後、熱間仕上げ圧延を施すが、上述した様に、本発明では当該熱間仕上げ圧延時の張力を適切な範囲に制御することが極めて重要である。   After the hot rough rolling described above, hot finish rolling is performed. As described above, in the present invention, it is extremely important to control the tension during the hot finish rolling within an appropriate range.

即ち熱間仕上げ圧延について説明すると、Al合金の場合通常3〜6段程度のスタンドを備えたタンデム式圧延機によって行なわれ、所望の寸法の圧延板に仕上げられる。本発明者らが検討したところ、熱間仕上げ圧延におけるスタンド間の張力は表層部の歪み状態に影響を与えることが明らかとなり、最終的に得られるAl合金板の(100)面からの分散度を決定することが分かった。従って本発明で規定する要件を満たすMg含有Al合金を製造するには、全スタンド間における張力の平均値を3〜20MPaの範囲にすればよいことが明らかとなった。   That is, hot finish rolling will be described. In the case of Al alloy, it is usually performed by a tandem rolling mill equipped with a stand of about 3 to 6 stages, and finished into a rolled plate having a desired size. As a result of investigations by the present inventors, it has been clarified that the tension between the stands in the hot finish rolling affects the strain state of the surface layer portion, and the degree of dispersion from the (100) plane of the finally obtained Al alloy sheet. It turns out that you decide. Therefore, it has become clear that in order to produce an Mg-containing Al alloy that satisfies the requirements defined in the present invention, the average value of the tension between all the stands should be in the range of 3 to 20 MPa.

ここで全スタンド間における張力の平均値は、次の様に算出される。例えば4段のスタンドを備えたタンデム式圧延機によって熱間仕上げ圧延する場合、第1スタンドと第2スタンドとの間の張力をσ1、第2スタンドと第3スタンドとの間の張力をσ2、第3スタンドと第4スタンドとの間の張力をσ3と夫々表すと、スタンド間は3箇所あるので、全スタンド間における張力の平均値は、(σ1+σ2+σ3)/3、で算出できる。   Here, the average value of the tension between all the stands is calculated as follows. For example, when hot finish rolling is performed by a tandem rolling mill equipped with a four-stage stand, the tension between the first stand and the second stand is σ1, the tension between the second stand and the third stand is σ2, If the tension between the third stand and the fourth stand is expressed as σ3, there are three places between the stands, so the average value of the tension between all the stands can be calculated as (σ1 + σ2 + σ3) / 3.

ちなみに従来では、一般的なAl合金の操業条件ではスタンド間における張力は制御されていないか、制御されていたとしても20MPaを超えており、25〜36MPa程度が一般的であった。この様にスタンド間の張力を20MPaを超えて操業するのは、圧延の蛇行やコイル巻取不良(キズ発生等)が抑えられるというメリットがあるからである。ところが、上述した様に、成形加工後の表面品質を改善する観点からすれば、スタンド間の張力は従来よりやや小さくすることが重要となる。つまり全スタンド間における張力の平均値が20MPaを超えると、圧延による相当歪みが表層部付近で高くなり、その後、冷間圧延(なお要求される特性に応じて熱間圧延後に焼鈍してもよいし、また冷間圧延の途中で中間焼鈍を施してもよい)してから最終焼鈍すると、再結晶集合組織は(100)面を有する結晶粒の集積度が高くなる。即ち、上記A/Bの値が0.50を超えて(100)面の分散度が小さくなってしまう。より好ましくは全スタンド間における張力の平均値を18MPa以下に調整する。   Incidentally, conventionally, the tension between the stands is not controlled under the general Al alloy operating conditions, or even if it is controlled, it exceeds 20 MPa, and is generally about 25 to 36 MPa. The reason why the tension between the stands exceeds 20 MPa is that there is a merit that rolling meandering and coil winding failure (such as generation of scratches) can be suppressed. However, as described above, from the viewpoint of improving the surface quality after the molding process, it is important to make the tension between the stands slightly smaller than before. In other words, if the average value of tension between all stands exceeds 20 MPa, the equivalent strain due to rolling increases near the surface layer, and then cold rolling (may be annealed after hot rolling depending on the required properties) When intermediate annealing is performed in the middle of cold rolling and then final annealing is performed, the recrystallization texture has a higher degree of accumulation of crystal grains having a (100) plane. That is, the value of A / B exceeds 0.50, and the degree of dispersion on the (100) plane becomes small. More preferably, the average value of the tension between all the stands is adjusted to 18 MPa or less.

但し、張力の平均値が3MPa未満では、板面表面部における(100)面の生成が却って不充分となり、成形性を阻害する傾向がある。また張力が小さ過ぎると、複数回のタンデム圧延とコイル巻取で熱間仕上するにあたり、圧延不良や見込み不良、圧延板の蛇行、コイル巻取り不良(キズ発生)などを生じやすく、圧延操業上の問題が発生し易い。より好ましくは上記張力の平均値を5MPa以上に調整する。   However, if the average value of the tension is less than 3 MPa, the generation of the (100) plane on the surface portion of the plate surface is insufficient, and the formability tends to be hindered. On the other hand, if the tension is too small, it is likely to cause rolling defects and poor prospects, rolling plate meandering, coil winding defects (scratches), etc. during hot finishing with multiple tandem rollings and coil windings. The problem is likely to occur. More preferably, the average value of the tension is adjusted to 5 MPa or more.

なおスタンド間張力は、主として、各スタンドにおける圧下率を調整したり、ロールの回転速度を調整することで制御される。具体的には、製品板や熱延板の板厚によって異なるが、各スタンドにおける圧下率を約20〜60%の範囲に調整したり、前半のスタンド(例えば、第1スタンドと第2スタンド)におけるロールの回転速度を20〜150m/minの範囲に調整すると共に、後半のスタンド(例えば、第3スタンド以降)におけるロールの回転速度を100〜400m/minの範囲に調整することで制御される。   The tension between the stands is controlled mainly by adjusting the rolling reduction rate at each stand or adjusting the rotation speed of the roll. Specifically, although it depends on the thickness of the product plate and hot-rolled plate, the reduction ratio in each stand is adjusted to a range of about 20 to 60%, or the first half stands (for example, the first stand and the second stand). Is adjusted by adjusting the rotation speed of the roll in the range of 20 to 150 m / min and adjusting the rotation speed of the roll in the latter half stand (for example, the third and subsequent stands) to the range of 100 to 400 m / min. .

その他熱間仕上げ圧延におけるスタンド間張力以外の条件としては、熱間仕上げ圧延の終了温度:230〜360℃程度(下工程によって異なる)、総加工率:60〜95%程度、仕上げ圧延最終加工率:20〜50%程度、仕上げ圧延最終圧延速度:200〜400m/min程度で行なうことが好ましい。このうち熱間仕上げ圧延の終了温度は、製品板厚や冷間圧延率、中間焼鈍の有無により適宜好適な範囲を設定すればよい。総合的にはこれらの条件を適切に組み合わせることにより、所望の結晶方位とすることができる。   Other conditions other than the tension between stands in hot finish rolling are as follows: Hot finish rolling finish temperature: 230 to 360 ° C (depending on the lower process), total processing rate: about 60 to 95%, final rolling final processing rate : About 20 to 50%, final rolling final rolling speed: about 200 to 400 m / min is preferable. Of these, the finish temperature of the hot finish rolling may be suitably set within a suitable range depending on the product sheet thickness, the cold rolling rate, and the presence or absence of intermediate annealing. Overall, the desired crystal orientation can be obtained by appropriately combining these conditions.

上記の如く熱間仕上げ圧延を施した後、冷間圧延及び最終焼鈍の各工程を行なう。   After hot finish rolling as described above, each step of cold rolling and final annealing is performed.

このうち冷間圧延は、最終板厚がおよそ0.5〜10mm程度になる様に、冷間圧延率を80%以下に抑えることが好ましい。また最終焼鈍は、長時間保持すると結晶粒が成長して集合組織のバランスが崩れると共に、粗大な結晶粒が生成し、成形後の肌荒れが生じるので、5000系Al合金で徐加熱焼鈍する場合は、300〜450℃で、2〜10時間とすることが推奨され、5000系または6000系Al合金で急速加熱焼鈍する場合は、500〜580℃で、3分以内とすることが推奨される。なお、徐加熱焼鈍とはコイルのまま炉内に挿入して加熱昇温して焼鈍することを意味しており、急速加熱焼鈍とはコイルを巻取りつつ加熱昇温して焼鈍することを意味している。   Of these, in cold rolling, the cold rolling rate is preferably suppressed to 80% or less so that the final thickness is about 0.5 to 10 mm. In addition, when the final annealing is held for a long time, the crystal grains grow and the balance of the texture is lost, and coarse crystal grains are generated, resulting in rough skin after forming. 300 to 450 ° C. and 2 to 10 hours are recommended. In the case of rapid thermal annealing with a 5000 or 6000 series Al alloy, it is recommended that the temperature is 500 to 580 ° C. and within 3 minutes. Note that slow heating annealing means that the coil is inserted into the furnace as it is, and the temperature is increased by heating and annealing, and rapid heating annealing means that the coil is wound and heated to increase the temperature and annealing. is doing.

熱間圧延後、冷間圧延を行なう前に(即ち熱間圧延時に生じた不均一組織に)焼鈍を施して再結晶させることによって均一組織にしてもよいし、冷間圧延の途中で中間焼鈍を行なってもよい。本発明ではこの焼鈍及び中間焼鈍を特に中間工程と呼び、当該中間工程により表面性状に一層優れたAl合金が得られる。熱間圧延後に焼鈍を行なう場合と行なわない場合、冷間圧延の途中で中間焼鈍を行なう場合と行なわない場合では、冷間圧延及び最終焼鈍の各工程における温度は異なるので具体的には製品板厚や所望の特性によって適宜適切に温度を設定することが好ましい。   After the hot rolling, before the cold rolling (that is, to the non-uniform structure generated during the hot rolling), annealing may be performed to recrystallize, or the intermediate annealing may be performed during the cold rolling. May be performed. In the present invention, this annealing and intermediate annealing are particularly referred to as an intermediate process, and an Al alloy having a more excellent surface property can be obtained by the intermediate process. Since the temperature in each step of cold rolling and final annealing differs depending on whether or not annealing is performed after hot rolling and when intermediate annealing is performed in the middle of cold rolling. It is preferable to set the temperature appropriately and appropriately according to the thickness and desired characteristics.

まず、(a)冷間加工率が高い場合(例えば、50〜75%程度)、(b)冷間加工率が低いが(例えば、50%未満)熱延後冷間圧延の前に焼鈍を行なうか、または冷間圧延途中に中間焼鈍を行なう場合、或いは、(c)熱延後直ちに最終焼鈍する(焼鈍や中間焼鈍なし)場合は、230〜300℃程度の比較的低温側に設定することが好ましい。   First, when (a) the cold work rate is high (for example, about 50 to 75%), (b) the cold work rate is low (for example, less than 50%), and after the hot rolling, annealing is performed before cold rolling. When performing intermediate annealing during cold rolling or (c) final annealing immediately after hot rolling (without annealing or intermediate annealing), set to a relatively low temperature side of about 230 to 300 ° C It is preferable.

一方、(a)冷間加工率が低く、しかも熱延後冷間圧延の前に焼鈍を行なうか、または冷間圧延の途中に中間焼鈍を行なわない場合、或いは、(b)熱延板ままで製造する場合は、290〜370℃程度の比較的高温側に設定することが好ましい。   On the other hand, (a) when the cold working rate is low and annealing is performed before cold rolling after hot rolling, or when intermediate annealing is not performed during the cold rolling, or (b) as hot rolled sheet In the case of manufacturing at a relatively high temperature, it is preferable that the temperature is set at a relatively high temperature of about 290 to 370 ° C.

以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and may be implemented with appropriate modifications within a range that can meet the purpose described above and below. These are all possible and are within the scope of the present invention.

下記表1に示す成分組成のMg含有Al合金を溶解し、DC鋳造法にて板厚:600mm、幅:1500mmの鋳塊を得た。なお、下記表1に示す鋳塊種A〜Dは5000系Al合金であり、鋳塊種E〜Gは6000系Al合金である。   An Mg-containing Al alloy having the composition shown in Table 1 below was melted, and an ingot having a thickness of 600 mm and a width of 1500 mm was obtained by a DC casting method. Ingot types A to D shown in Table 1 below are 5000 series Al alloys, and ingot types E to G are 6000 series Al alloys.

Figure 0004202894
Figure 0004202894

得られた鋳塊に均質化熱処理を施した後、熱間粗圧延、熱間仕上げ圧延、(必要に応じて中間工程)、冷間圧延、最終焼鈍の各工程を経てMg含有Al合金板を得た。このうち一部工程の条件を表2に示す。以下、製造工程に従って各工程の条件について説明する。   After subjecting the resulting ingot to homogenization heat treatment, the Mg-containing Al alloy sheet is subjected to hot rough rolling, hot finish rolling (intermediate process if necessary), cold rolling, and final annealing. Obtained. Table 2 shows the conditions for some of these processes. Hereinafter, conditions of each process will be described according to the manufacturing process.

まず均質化熱処理は、表2のNo.1〜11については480〜520℃で4〜10時間行い、No.12〜18については540℃で4時間行なった。   First, the homogenization heat treatment was performed at 480 to 520 ° C. for 4 to 10 hours for Nos. 1 to 11 in Table 2, and at 540 ° C. for 4 hours for Nos. 12 to 18.

熱間粗圧延は、開始温度:450〜535℃、終了温度:350〜450℃とし、粗圧延後の粗圧延鋼板の板厚は30〜35mmである。   In the hot rough rolling, the start temperature is 450 to 535 ° C., the end temperature is 350 to 450 ° C., and the thickness of the rough rolled steel sheet after the rough rolling is 30 to 35 mm.

また熱間仕上げ圧延の条件(終了温度,スタンド間張力の平均,熱間圧延後の板厚)は下記表2に示す通りである。ここで表2に示したスタンド間張力の平均は、前述した手順に従って算出した。なお仕上げ圧延最終速度は150〜250m/minとし、板厚が厚いものは仕上げ圧延の最終速度を小さくし、板厚が薄いものは仕上げ圧延の最終速度を大きくした。仕上げ最終パスでの圧下率は20〜35%とした。実施例における熱間仕上げ圧延で用いたスタンド数は4段である。   The conditions for hot finish rolling (end temperature, average of tension between stands, plate thickness after hot rolling) are as shown in Table 2 below. Here, the average of the tension between the stands shown in Table 2 was calculated according to the procedure described above. Note that the final rolling final speed was 150 to 250 m / min, the final rolling speed was reduced for the thick plate, and the final rolling speed was increased for the thin plate. The rolling reduction in the final finishing pass was 20 to 35%. The number of stands used in the hot finish rolling in the examples is four.

また表2に示した中間工程とは、(a)熱間圧延後冷間圧延前に焼鈍を行なうか、前記(a)に次いで(b)冷間圧延の途中に中間焼鈍を行なう、ことを意味しており、表中に焼鈍温度(bについては焼鈍温度と時間)を示した。なお表中、「昇温徐加熱」とはコイルのまま炉の中に挿入し、昇温を開始して行なう熱処理を意味し、このときの昇温速度はコイルのサイズによって異なるが、おおよそ20〜200℃/hである。また、表中の「中鈍なし」とは、中間工程を行なっていないことを示している。   In addition, the intermediate process shown in Table 2 is that (a) annealing after hot rolling and before cold rolling, or (b) following (a) performing intermediate annealing in the middle of cold rolling. The annealing temperature (the annealing temperature and time for b) is shown in the table. In the table, “heating gradually heating” means a heat treatment performed by inserting the coil as it is into the furnace and starting the heating, and the heating rate at this time varies depending on the size of the coil, but is approximately 20 ~ 200 ° C / h. In the table, “no sluggishness” indicates that no intermediate process is performed.

次いで冷間圧延における最終冷延率を38〜80%とし、表2に示す板厚の冷延鋼板を得た。ここで最終冷延率とは、冷間圧延工程の途中で中間焼鈍を行なった場合は中間焼鈍から最終厚みまでの圧下率をいい、中間焼鈍を行なわない場合は冷間圧延率に該当する。   Next, the final cold rolling rate in cold rolling was set to 38 to 80%, and cold rolled steel plates having the thicknesses shown in Table 2 were obtained. Here, the final cold rolling rate refers to the rolling reduction from the intermediate annealing to the final thickness when intermediate annealing is performed during the cold rolling process, and corresponds to the cold rolling rate when intermediate annealing is not performed.

その後、最終焼鈍するが具体的な条件(加熱速度,焼鈍温度,保持時間)は表2に示す通りである。但し、表中の「加熱速度:急速30000」とは、30000℃/hの昇温速度で急速加熱したことを示しており、コイルを巻取りつつ加熱昇温している。一方、「加熱速度:40℃/h」とは、コイルのまま炉内に挿入して加熱昇温している。   Thereafter, the final annealing is performed, but specific conditions (heating rate, annealing temperature, holding time) are as shown in Table 2. However, “heating rate: rapid 30000” in the table indicates that rapid heating was performed at a temperature increase rate of 30000 ° C./h, and the temperature was increased while winding the coil. On the other hand, “heating rate: 40 ° C./h” means that the coil is inserted into the furnace as a coil and heated up.

Figure 0004202894
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次に、上記工程を経て得られたMg含有Al合金について、前述した測定方法に従い合金表面における結晶粒の板面方位、及び合金表面に存在する全ての結晶粒の粒径を夫々測定した。板面方位を測定した結晶粒について、測定領域に占める(100)面から10°以内の結晶粒の面積率A(面積%)と20°以内の結晶粒の面積率B(面積%)を夫々算出した。算出したAとBの値からA/Bの値を求めた。また、測定した結晶粒径の平均値を算出し、これを平均結晶粒径とした。さらに、平均結晶粒径の2倍を超える結晶粒が測定領域に占める面積率(面積%)を算出した。結果を下記表3に示す。   Next, for the Mg-containing Al alloy obtained through the above steps, the crystal plane orientation of crystal grains on the alloy surface and the grain diameters of all crystal grains existing on the alloy surface were measured according to the measurement method described above. For the crystal grains whose plate surface orientation was measured, the area ratio A (area%) of the crystal grains within 10 ° from the (100) plane occupying the measurement region and the area ratio B (area%) of the crystal grains within 20 °, respectively. Calculated. The A / B value was determined from the calculated A and B values. Moreover, the average value of the measured crystal grain diameter was calculated, and this was made into the average crystal grain diameter. Furthermore, the area ratio (area%) that the crystal grains exceeding twice the average crystal grain diameter occupy in the measurement region was calculated. The results are shown in Table 3 below.

Figure 0004202894
Figure 0004202894

上記表3に示したNo.1〜18のうちNo.1,2,5,6について、より詳細なデータを下記表4に示す。また、No.1,2,5,6について、合金表面に観察された(100)面の結晶粒分布を画像解析により、結晶方位別に色分けした写真を図2〜5の(a)として夫々示す。なお図2〜5では、(100)面から10°以内の結晶粒を“濃く”、(100)面から10°超20°以内の結晶粒を“薄く”色分けてして示している。従って、板面方位が(100)面から10°以内の結晶粒が占める面積とは、図中に“濃く”色付けした結晶粒の総面積(x)であり、板面方位が(100)面から20°以内の結晶粒が占める面積とは、図中に“濃く”色付けした結晶粒の総面積(x)と“薄く”色付けした結晶粒の総面積(y)とを合わせた面積(x+y)である。そして、測定領域の面積(測定領域:1000μm×1000μm)に対する総面積(x)の割合を、板面方位が(100)面から10°以内の結晶粒が占める面積率A(面積%)とし、測定領域の面積(測定領域:1000μm×1000μm)に対する面積(x+y)の割合を、板面方位が(100)面から20°以内の結晶粒が占める面積率B(面積%)とする。   Table 4 below shows more detailed data on Nos. 1, 2, 5, and 6 among Nos. 1 to 18 shown in Table 3 above. Also, for Nos. 1, 2, 5, and 6, photographs of the (100) plane crystal grain distribution observed on the alloy surface color-coded by crystal orientation by image analysis are shown as (a) in FIGS. . 2 to 5, the crystal grains within 10 ° from the (100) plane are shown as “dark”, and the crystal grains within 10 ° and over 20 ° from the (100) plane are shown as being thinly colored. Accordingly, the area occupied by crystal grains whose plate plane orientation is within 10 ° from the (100) plane is the total area (x) of the crystal grains colored “dark” in the figure, and the plane plane orientation is (100) plane. The area occupied by the crystal grains within 20 ° from the total area (x) of the “dark” colored crystal grains and the total area (y) of the “lightly” colored crystal grains in the figure (x + y) ). And the ratio of the total area (x) to the area of the measurement region (measurement region: 1000 μm × 1000 μm) is the area ratio A (area%) occupied by crystal grains whose plate plane orientation is within 10 ° from the (100) plane, The ratio of the area (x + y) to the area of the measurement region (measurement region: 1000 μm × 1000 μm) is defined as the area ratio B (area%) occupied by crystal grains whose plate plane orientation is within 20 ° from the (100) plane.

また、合金表面に観察された(100)面の結晶粒について、結晶粒の粒径と面積率との関係(分布状態)を、図2〜5の(b)として夫々示す。   Moreover, the relationship (distribution state) between the crystal grain size and the area ratio is shown as (b) in FIGS. 2 to 5 for the (100) plane crystal grains observed on the alloy surface.

Figure 0004202894
Figure 0004202894

次いで、この様にして得られたMg含有Al合金について、成形加工後の表面品質を、引張試験後の表面凹凸粗さと絞り成形後の表面性状により評価した。   Next, for the Mg-containing Al alloy thus obtained, the surface quality after forming was evaluated by the surface roughness after the tensile test and the surface properties after drawing.

まず引張試験は、JIS規格のZ2201の5号試験片[平行部のゲージ長(GL):25mm×板厚:50mm]を用いて室温(20℃)にて試験し、試験後における試験片表面の凹凸粗さを測定した。引張試験に用いた試験片は、前記Mg含有Al合金から試験片の長手方向が圧延方向に対して直角になる様に採取した。従って、引張方向も圧延方向に対して直角となる。なお引張試験は、JIS規格のZ2241(1980)に規定される金属材料引張試験方法に従って行った。ここで引張速度は0.2%耐力までを5mm/minとし、0.2%耐力以降は20mm/minとした。   First, a tensile test was performed at room temperature (20 ° C.) using a JIS standard Z2201 No. 5 test piece [parallel length gauge length (GL): 25 mm × plate thickness: 50 mm], and the surface of the test piece after the test. The roughness of the unevenness was measured. The specimen used for the tensile test was taken from the Mg-containing Al alloy so that the longitudinal direction of the specimen was perpendicular to the rolling direction. Therefore, the tensile direction is also perpendicular to the rolling direction. The tensile test was performed according to a metal material tensile test method defined in JIS standard Z2241 (1980). Here, the tensile speed was 5 mm / min up to 0.2% proof stress, and 20 mm / min after 0.2% proof stress.

また、引張変形は15%ストレッチ(強度)または20%ストレッチ(強度)の2条件で行なった。   The tensile deformation was performed under two conditions of 15% stretch (strength) or 20% stretch (strength).

引張試験は通常15%程度の強度で行なうが、本発明ではより厳しい条件での成形加工を模擬するために通常の15%ストレッチに加えて、厳しい成形加工条件を示す20%ストレッチでも引張試験を行なった次第である。そして本発明では20%ストレッチで引張試験を行なった後の凹凸粗さが、合格基準に達しているものを本発明例とし、合格基準は15%ストレッチおよび20%ストレッチの場合共に、表面凹凸粗さが15μm以下とする。   Tensile tests are usually performed at a strength of about 15%, but in the present invention, in order to simulate molding under more severe conditions, in addition to the usual 15% stretch, a tensile test is also performed with 20% stretch showing severe molding conditions. It is up to you. In the present invention, the roughness of the surface after the tensile test with 20% stretch has reached the acceptance criteria, and the acceptance criteria is the surface roughness roughness for both 15% stretch and 20% stretch. Is 15 μm or less.

上記凹凸粗さの測定には粗さ計を用い、引張試験片の長手方向に沿って、合金表面凹凸粗さを約20mmに亘って測定した。測定箇所は3箇所とし、各測定箇所における最大深さ(谷部)と最大高さ(山部)の距離を夫々算出し、3箇所の平均を表面凹凸粗さとした。   A roughness meter was used for the measurement of the roughness of the unevenness, and the unevenness of the alloy surface was measured over about 20 mm along the longitudinal direction of the tensile test piece. The number of measurement locations was three, and the distance between the maximum depth (valley) and the maximum height (peak) at each measurement location was calculated, and the average of the three locations was defined as surface roughness.

具体的に表面凹凸粗さの測定結果の一例を図6を用いて説明する。図6は合金表面の粗さを測定した結果を示す模式図であり、aは測定長(約20mm)、bは最大深さ(谷部)、cは最大高さ(山部)を夫々示している。実際の測定データは図中に実線で示す通りであるが、本発明ではこの実線データを平均化した曲線(図中に点線で示す)を求め、最大深さbと最大高さcの距離dを算出した。これを合計3箇所について同様に算出し、平均したものを本発明合金における表面凹凸粗さとした。   A specific example of the measurement result of the surface roughness is described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing the result of measuring the roughness of the alloy surface, where a is the measurement length (about 20 mm), b is the maximum depth (valley), and c is the maximum height (peak). ing. Actual measurement data is as indicated by a solid line in the figure. In the present invention, a curve (indicated by a dotted line in the figure) obtained by averaging the solid line data is obtained, and a distance d between the maximum depth b and the maximum height c is obtained. Was calculated. This was similarly calculated for a total of three places, and the average was defined as the surface roughness of the alloy of the present invention.

また、絞り成形後の表面性状(肌荒れ)は、直径100mmとして切り出した円盤状試験片を用い、JIS規格のZ2247に規定されるエリクセン試験方法に従って絞り変形試験を行った。具体的には潤滑油としてGastrol No.700の50%希釈液を用い、エリクセン試験機でカップ形状に成形したものを、表面性状測定用試験片とした。絞り変形試験の詳細な加工条件は次の通りである。ポンチの直径:φ50mm、ポンチ肩部のR:4.5mm、ダイスの直径:φ65.1mm、ダイス側肩部のR:14mm、しわ押さえ圧:4903MPa(500kgf/mm2)、絞り比:2(絞り率:50%)。次に絞り変形試験後の表面を目視で観察し、下記基準で評価した。
<評価基準>
◎:肌荒れの発生なし
○:軽度に肌荒れ発生
△:肌荒れ発生
×:強く肌荒れ発生
In addition, the surface property (roughness) after the drawing was subjected to a drawing deformation test according to an Erichsen test method defined in JIS standard Z2247 using a disk-shaped test piece cut out with a diameter of 100 mm. Specifically, a 50% diluted solution of Gastrol No. 700 was used as a lubricating oil, and the one formed into a cup shape with an Erichsen tester was used as a test piece for measuring surface properties. Detailed processing conditions of the drawing deformation test are as follows. Punch diameter: 50 mm diameter, the punch shoulder R: 4.5 mm, dice diameter: φ65.1mm, R of the die-side shoulder portion: 14 mm, blank holding pressure: 4903MPa (500kgf / mm 2) , drawing ratio: 2 (diaphragm Rate: 50%). Next, the surface after the drawing deformation test was visually observed and evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
◎: No rough skin ○: Mild rough skin △: Rough skin ×: Strong rough skin

これらの評価結果を表5にまとめて示す。   These evaluation results are summarized in Table 5.

Figure 0004202894
Figure 0004202894

表3および表5から明らかな様に、本発明で規定する要件を満たすNo.1〜4,No.8〜10,No.12〜15は、何れも15%ストレッチのみならず20%ストレッチ後でも表面品質は良好である。   As is clear from Tables 3 and 5, No.1 to 4, No.8 to 10, and Nos. 12 to 15 that satisfy the requirements specified in the present invention are not only 15% stretched but also after 20% stretched. But the surface quality is good.

一方、No.5〜7,No.11,No.16〜18は本発明で規定する何れかの要件が本発明の範囲を外れる例であり、20%ストレッチ後の表面品質が低下している。特に、No.6やNo.16は15%ストレッチ後の表面品質は良好であるが、20%ストレッチ後の表面品質は悪くなり、過酷な成形加工条件下での使用には適さないことが分かる。   On the other hand, No.5-7, No.11, No.16-18 are examples in which any requirement defined in the present invention is outside the scope of the present invention, and the surface quality after 20% stretching is degraded. . In particular, No.6 and No.16 have good surface quality after 15% stretching, but the surface quality after 20% stretching deteriorates, indicating that they are not suitable for use under severe molding conditions. .

Al合金の集合組織を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the texture of Al alloy. No.1の表面を電子顕微鏡で写真撮影し、画像解析した図面代用写真である。This is a drawing-substituting photograph in which the surface of No. 1 was photographed with an electron microscope and analyzed. No.2の表面を電子顕微鏡で写真撮影し、画像解析した図面代用写真である。This is a drawing-substituting photograph in which the surface of No. 2 was photographed with an electron microscope and analyzed. No.5の表面を電子顕微鏡で写真撮影し、画像解析した図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph in which the surface of No. 5 was photographed with an electron microscope and image analysis was performed. No.6の表面を電子顕微鏡で写真撮影し、画像解析した図面代用写真である。It is a drawing-substituting photograph in which the surface of No. 6 was photographed with an electron microscope and subjected to image analysis. 本発明における合金表面凹凸粗さ測定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the alloy surface unevenness | corrugation roughness measuring method in this invention.

Claims (2)

Mgを含有する6000系のAl合金板であって、
前記Al合金板の板厚は0.5〜10mmであり、
合金板表面における結晶粒の板面方位を測定し、板面方位が(100)面から10゜以内の結晶粒が占める面積率(%)をA、(100)面から20゜以内の結晶粒が占める面積率(%)をBとしたとき、
下記(1)式および(2)式を満足することを特徴とする6000系のMg含有Al合金板。
26≦B≦44 ・・・(1)
0.30≦A/B≦0.46 ・・・(2)
6000 series Al alloy plate containing Mg,
The thickness of the Al alloy plate is 0.5 to 10 mm,
The crystal plane orientation of the crystal grains on the surface of the alloy plate is measured, and the area ratio (%) occupied by the crystal grains whose plane orientation is within 10 ° from the (100) plane is A, and the crystal grains within 20 ° from the (100) plane When the area ratio (%) occupied by is B,
A 6000-based Mg-containing Al alloy plate characterized by satisfying the following formulas (1) and (2):
26 ≦ B ≦ 44 (1)
0.30 ≦ A / B ≦ 0.46 (2)
前記合金板表面における結晶粒の粒径を測定したときに、平均結晶粒径の2倍を超える結晶粒の占める面積率が、全体に対して5.0%以下である請求項1に記載のMg含有Al合金板。   The area ratio occupied by crystal grains exceeding twice the average crystal grain size when the grain size of crystal grains on the alloy plate surface is measured is 5.0% or less of the whole. Mg-containing Al alloy plate.
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