JPH04232225A - 成形性と耐食性に優れるアルミニウム合金板材とその製造方法 - Google Patents

成形性と耐食性に優れるアルミニウム合金板材とその製造方法

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JPH04232225A
JPH04232225A JP41562890A JP41562890A JPH04232225A JP H04232225 A JPH04232225 A JP H04232225A JP 41562890 A JP41562890 A JP 41562890A JP 41562890 A JP41562890 A JP 41562890A JP H04232225 A JPH04232225 A JP H04232225A
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JP
Japan
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corrosion resistance
less
aluminum alloy
formability
excellent formability
Prior art date
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JP41562890A
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Kunihiko Kishino
邦彦 岸野
Minoru Hayashi
林   稔
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Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金板材と
その製造方法に関するものであり、成形性と耐食性を同
時に要求される部材、特に自動車用部品、船舶用部品、
電機部品等に好適なアルミニウム合金板材とその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に自動車、船舶、電機部品等の部材
は成形後に塗装を施すか、あるいは施されずに使用され
、その使用雰囲気は都市、工業地帯、海洋地帯、砂漠雰
囲気等の種々の環境に晒される状態である。従ってこれ
ら部材用の材料に対する要求品質は、(i) 種々の条
件(汚染大気、塩分、高温、高湿度など)雰囲気下にお
いても十分な耐食性が保証されること、(ii)製品形
状に成形される際に割れ等の不具合が発生しない十分な
成形性を有すること、(iii) 製品として使用され
る際に適度の強度を有すること、等が求められている。 現在これら部材にはAA規格の5052、5182、5
083等のAl−Mg系合金が使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、前述の自動車、
船舶、電機部品等の部材はより軽量、高寿命(多くの場
合は高耐食性)が要求されるようになっている。このよ
うな要求に対して従来のAl−Mg合金では成形性が十
分ではなく、近年Mg含量を高くしたり、Cu等の微量
元素の添加を積極的に添加するなどの新合金が検討され
ている。しかしこれら合金では延性は高くなるものの、
張出成形性、耐食性が十分に高くなっていない等の問題
点がある。
【0004】本発明はこれら問題点を解決するために成
されたもので、成形性と耐食性の両面において優れた特
性を示し、自動車用部品、船舶用部品、電機部品等に使
用されるのに適したアルミニウム合金板材とその製造方
法を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者はAl−Mg合金の金属組織と成形性との関
係について詳細に検討した。その結果、(イ)従来はM
g、Cu等の添加元素の固溶量が高いほど成形性も優れ
るとされていたが、Mgは単軸引張(通常の引張試験)
のような応力負荷に対する延性は向上するものの、張出
し成形のように応力負荷方向が2次元あるいは3次元的
になるような場合には、逆に成形性を低下させる場合が
あること(ロ)そしてさらに検討の結果、従来の合金組
成中に不純物もしくは積極的添加元素として含有されて
いたSiおよびFeが成形性を強く阻害していること(
ハ)さらに、製造工程において熱間圧延後、最終焼鈍前
の冷間加工度を高くすること、最終焼鈍温度条件を適正
に制御することにより、板材中の結晶粒径および結晶粒
間の方位関係が均一となり、かつ材料中の化合物分布を
均一微細にすることが可能であり、その結果として成形
に好適でかつ耐食性に優れた組織を得ることが可能であ
ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて成さ
れたものである。
【0006】すなわち本発明は、 (1)Mg  2.0〜6.5wt%(以下単に%と記
す)を含有し、かつ、Si0.08%以下、Fe  0
.08%以下に規制し、SiとFeが合計0.15%以
下、残部不可避不純物とAlよりなることを特徴とする
、成形性と耐食性に優れるアルミニウム合金板材(以下
第1発明という)、 (2)Mg  2.0〜6.5%を含有し、さらにMn
  0.01〜0.7%、Cr  0.010〜0.5
%、Zr  0.01〜0.20%、V  0.01〜
0.25%の内から1種もしくは2種以上を含有し、か
つSi  0.08%以下、Fe  0.08%以下で
、SiとFeの合計を0.15%以下に規制し、残部不
可避不純物とAlよりなることを特徴とする、成形性と
耐食性に優れるアルミニウム合金板材(以下第2発明と
いう)、(3)Mg  2.0〜6.5%、Cu  0
.05〜1.0%を含有し、かつ、Si  0.08%
以下、Fe  0.08%以下でSiとFeの合計を0
.15%以下に規制し、残部不可避不純物とAlよりな
ることを特徴とする、成形性と耐食性に優れるアルミニ
ウム合金板材(以下第3発明という)、 (4)Mg  2.0〜6.5%を含有し、Cu  0
.05〜1.0%を含有し、さらにMn  0.01〜
0.7%、Cr  0.010〜0.5%、Zr  0
.01〜0.20%、V  0.01〜0.25%の内
から1種もしくは2種以上を含有し、かつSi  0.
08%以下、Fe  0.08%以下で、SiとFeの
合計を0.15%以下、残部不可避不純物とAlよりな
ることを特徴とする、成形性と耐食性に優れるアルミニ
ウム合金板材(以下第4発明という)、 (5)(1)、(2)、(3)又は(4)項のアルミニ
ウム合金に相当する組成の合金鋳塊を処理するに当り、
熱間圧延後行う冷間圧延の冷間加工率を80%以上とし
て所定の板厚とした後、焼鈍処理を施すことを特徴とす
る、成形性と耐食性に優れるアルミニウム合金板材の製
造方法(以下第5発明という)および (6)冷間加工後の焼鈍処理を400〜600℃の温度
に5℃/sec.以上の加熱速度での加熱により行うこ
とを特徴とする、請求項5記載の成形性と耐食性に優れ
るアルミニウム合金板材の製造方法(以下第6発明とい
う)を提供するものである。
【0007】
【作用】まず本発明における合金組成を限定した理由を
述べる。第1発明〜第4発明においてMgは強度と延性
に寄与する元素であり、2.0%未満では十分な強度が
得られず、かつ6.5%を越えて添加されると耐食性が
劣化する。
【0008】第3発明および第4発明のCuはMgと同
様に強度および延性の増大に寄与する元素である。しか
しCuの添加は耐食性、特に塗装を施した場合における
耐糸錆性を劣化させる場合があるので、製品の用途に応
じて添加もしくは無添加を決定すべきである。添加量が
0.05%未満では添加の効果が小さく、1.0%を越
えて添加すると素材中のAl−Mg−Cu系化合物量が
増大して、素板の耐食性を劣化させる。
【0009】第2発明および第4発明のMn、Cr、Z
r、Vはそれぞれ素材再結晶粒を微細均一にする作用を
有し、成形性の向上に寄与する。それぞれ下限未満では
その効果が十分ではなく、上限を越えて添加されると成
形性を低下させる。
【0010】第1発明から第4発明において、SiとF
eの含量を規制することを特徴としている。Siは通常
は地金中の不純物元素として、一般の工業純度アルミニ
ウム合金では0.10%前後含有されていることが多い
。しかしSiはMgとともにMg−Si系の化合物を生
じて、成形性を劣化させるとともに、耐食性も同時に劣
化させる。従ってSiは0.08%以下とする。
【0011】FeはSiと同様に地金中の不純物元素と
して、一般の工業純度合金では0.15%前後含有され
ている。従来の成形用材料にあってはFeは強度向上の
目的と再結晶粒微細化の目的で所定量を添加する場合も
あった。しかしFe添加による再結晶粒の微細効果は認
められるものの、Feを含有することにより生じるAl
−Fe系化合物を起点として発生する割れが増大するこ
とに伴う成形限界の劣化効果が大きく、結果としてFe
の含有は成形性の劣化をもたらすことを本発明者は見出
した。従ってFeは0.08%以下に規制する。
【0012】本発明のアルミニウム合金材料にはその他
の含有元素を添加することができ、これらの主なものを
挙げると、鋳塊等の組織微細化のために添加される場合
があるTi、Bや、あるいは鋳造性改善、高温酸化防止
のために添加されるBeや、成形性を改善するとされる
ミッシュメタルや、あるいはその他不純物元素などがあ
るが、それらはいずれも0.03%以下であれば本発明
材料の性能に悪影響を及ぼさない。
【0013】次に本発明の製造方法について説明する。 第5発明および第6発明にあるように、第1発明ないし
第4発明のAl−Mg合金板材は対応の組成に調整され
た鋳塊を、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延(必要に応
じて冷間圧延前もしくは冷間圧延途中に中間焼鈍処理を
行う場合もある)、焼鈍処理によって所望の性能を有す
る板材とする。
【0014】本発明においては、最終焼鈍前の冷間圧延
率を従来行われていた以上に高い圧延率として、かつ最
終焼鈍処理条件を規制したことに特徴がある。最終焼鈍
前の冷間圧延率を規定した理由は、冷間圧延率が高いほ
ど成形性、特に張出し成形性が向上するためである。冷
間加工率は80%未満では十分な成形性は得られない。 冷間加工率の上限は特に定めるものではなく、高い加工
率であるほど望ましい。しかし本発明の目的とする用途
に用いられる材料の板厚は0.4〜2.5mm程度であ
り、一方通常の熱間圧延上がり板厚は3〜15mm程度
であることが一般的であることを考えると、98%程度
の冷間加工率が一般的な上限となる。なお熱間圧延後、
あるいは冷間圧延途中に中間焼鈍処理を行うことがある
が、本発明においては中間焼鈍後、最終焼鈍前の冷間圧
延率が80%以上であれば本発明の効果を得ることが可
能である。しかし、成形性を向上するためにはより高い
冷間加工率が好ましいことから、中間焼鈍は行わない方
が好ましい。
【0015】最終焼鈍処理においては高温に短時間で昇
温することにより、再結晶粒を均一微細にし、かつその
結晶粒間の方位差をランダムとすることが可能となり、
その結果として高い成形性が得られる。また本系材料の
ようなAl−Mg系合金中には、Al−Mg系、Mg−
Si系等の化合物が存在し、これら化合物は腐食起点と
なり材料の耐食性を劣化させるが、最終焼鈍時に高温に
加熱することにより、これら化合物を固溶、微細化させ
てその結果として板材の耐食性を向上させることが可能
となる。焼鈍温度が400℃未満だとこれら効果が十分
ではなく、600℃を越えると材料が溶融する恐れがあ
る。また昇温速度が5℃/sec.未満の場合は再結晶
粒の微細化、均一化が困難となる。昇温速度は速い方が
好ましく、特にその上限について規定するものでなはい
。その他工程である鋳造、均質化処理、熱間圧延工程に
ついては常法によることができる。
【0016】
【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。 (実施例1)表1に示す組成を有する合金を常法によっ
て400mm厚の鋳塊とし、片面5mmずつ面削後、5
40℃×6時間の均質化処理を施し、ついで熱間圧延に
て10mm厚の板材とした。この板材を冷間圧延にて1
mmの板材とし(冷間加工率90%)、最終焼鈍を温度
520℃、昇温速度20℃/sec.の条件にて施して
供試用板材とした。この板材に対し成形性の評価として
、引張試験(圧延方向)およびエリクセン試験を実施し
た。また耐食性の評価としては塩水噴霧試験を2000
時間行い、表面の最大孔食深さおよび腐食減量を測定し
た。結果を表1に示す。本発明の組成を外れる比較材料
では本発明材料と比較して、成形性および/あるいは耐
食性において劣ることが明らかである。
【0017】
【表1】
【0018】(実施例2)表1のNo.1合金と同一組
成を鋳塊を熱間圧延により、表2に示す厚さの板材とし
、その後冷間圧延におよび、一部の材料については中間
焼鈍(340℃×4時間)を施した後冷間圧延により1
mmの板材とし、最終焼鈍処理を施した。この時の最終
焼鈍前の冷間圧延率および最終焼鈍処理条件を表2に示
す。このようにして製造した板材に対して、実施例1と
同様の方法にて成形性および耐食性の評価を行った。 結果を表2に示す。本発明の組成を外れる比較材料では
本発明材料と比較して、成形性および/あるいは耐食性
において劣ることが明らかである。
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】本発明によれば成形性と耐食性とに優れ
る板材が得られ、自動車用部品、船舶1部品、電機部品
等に使用されるのに適したアルミニウム合金板材を提供
することが可能となり、工業上優れた効果を奏するもの
である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  Mg  2.0〜6.5wt%(以下
    単に%と記す)を含有し、かつ、Si  0.08%以
    下、Fe  0.08%以下に規制し、SiとFeが合
    計0.15%以下、残部不可避不純物とAlよりなるこ
    とを特徴とする、成形性と耐食性に優れるアルミニウム
    合金板材。
  2. 【請求項2】  Mg  2.0〜6.5%を含有し、
    さらにMn  0.01〜0.7%、Cr  0.01
    0〜0.5%、Zr  0.01〜0.20%、V  
    0.01〜0.25%の内から1種もしくは2種以上を
    含有し、かつSi  0.08%以下、Fe  0.0
    8%以下で、SiとFeの合計を0.15%以下に規制
    し、残部不可避不純物とAlよりなることを特徴とする
    、成形性と耐食性に優れるアルミニウム合金板材。
  3. 【請求項3】  Mg  2.0〜6.5%、Cu  
    0.05〜1.0%を含有し、かつ、Si  0.08
    %以下、Fe  0.08%以下でSiとFeの合計を
    0.15%以下に規制し、残部不可避不純物とAlより
    なることを特徴とする、成形性と耐食性に優れるアルミ
    ニウム合金板材。
  4. 【請求項4】  Mg  2.0〜6.5%を含有し、
    Cu  0.05〜1.0%を含有し、さらにMn  
    0.01〜0.7%、Cr  0.010〜0.5%、
    Zr0.01〜0.20%、V  0.01〜0.25
    %の内から1種もしくは2種以上を含有し、かつSi 
     0.08%以下、Fe  0.08%以下で、Siと
    Feの合計を0.15%以下、残部不可避不純物とAl
    よりなることを特徴とする、成形性と耐食性に優れるア
    ルミニウム合金板材。
  5. 【請求項5】  請求項1、2、3又は4項のアルミニ
    ウム合金に相当する組成の合金鋳塊を処理するに当り、
    熱間圧延後行う冷間圧延の冷間加工率を80%以上とし
    て所定の板厚とした後、焼鈍処理を施すことを特徴とす
    る、成形性と耐食性に優れるアルミニウム合金板材の製
    造方法。
  6. 【請求項6】  冷間加工後の焼鈍処理を400〜60
    0℃の温度に5℃/sec.以上の加熱速度での加熱に
    より行うことを特徴とする、請求項5記載の成形性と耐
    食性に優れるアルミニウム合金板材の製造方法。
JP41562890A 1990-12-28 1990-12-28 成形性と耐食性に優れるアルミニウム合金板材とその製造方法 Pending JPH04232225A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010144186A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Furukawa-Sky Aluminum Corp Lng球形タンク用高強度アルミニウム合金
JP2011174159A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Sumitomo Chemical Co Ltd アルミニウム合金
JP2014009398A (ja) * 2012-07-03 2014-01-20 Uacj Corp 高圧水素ガス容器用のAl−Mg系合金

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