JPH04276048A - 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 - Google Patents
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Info
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は優れた焼付硬化性を有し
、自動車外板、包装用板材などの強度が要求され、しか
も焼付塗装を施される様な部材に適した成形用アルミニ
ウム合金板材の製造方法に関する。
、自動車外板、包装用板材などの強度が要求され、しか
も焼付塗装を施される様な部材に適した成形用アルミニ
ウム合金板材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車外板には、冷延鋼板が用い
られていた。最近になり自動車車体の軽量化要求からア
ルミニウム合金板材を使用することが検討されている。 自動車外板用材料としては、プレス成形性に優れている
こと、強度が高いことが求められている。このような要
求を満足する材料として5052合金、5182合金な
どのAl−Mg合金(5000系合金)や、6009合
金、6061合金などのAl−Mg−Si合金(600
0系合金)が用いられていた。
られていた。最近になり自動車車体の軽量化要求からア
ルミニウム合金板材を使用することが検討されている。 自動車外板用材料としては、プレス成形性に優れている
こと、強度が高いことが求められている。このような要
求を満足する材料として5052合金、5182合金な
どのAl−Mg合金(5000系合金)や、6009合
金、6061合金などのAl−Mg−Si合金(600
0系合金)が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記した6000系合
金はプレス成形性が比較的良好であり、焼付塗装後に高
い強度が得られるため、自動車外板材へ適用されている
。従来の焼付温度は180℃で1時間程度であったが、
焼付温度が低温・短時間化する傾向がある。このため、
これら合金では十分な焼付塗装後の強度が得られない。 本発明は、これらを鑑み種々検討の結果、低温での焼付
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
を開発したものである。
金はプレス成形性が比較的良好であり、焼付塗装後に高
い強度が得られるため、自動車外板材へ適用されている
。従来の焼付温度は180℃で1時間程度であったが、
焼付温度が低温・短時間化する傾向がある。このため、
これら合金では十分な焼付塗装後の強度が得られない。 本発明は、これらを鑑み種々検討の結果、低温での焼付
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
を開発したものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、Si0.5〜
3.0wt%、Mg0.5〜3.0wt%を含み、残部
Alと不可避的不純物からなる合金に400℃以上の溶
体化処理を施し、3℃/sec.以上の冷却速度で冷却
した後、50〜180℃で5時間以下の加熱処理をおこ
なうことを特徴とする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を請求項1とし、Si0.5
〜3.0wt%、Mg0.5〜3.0wt%、Cu0.
01〜1.5wt%を含み、残部Alと不可避的不純物
からなる合金に400℃以上の溶体化処理を施し、3℃
/sec.以上の冷却速度で冷却した後、50〜180
℃で5時間以下の加熱処理をおこなうことを特徴とする
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
方法を請求項2とし、Si0.5〜3.0wt%、Mg
0.5〜3.0wt%、Fe0.01〜0.25wt%
を含み、さらにMn0.01〜0.3wt%、Cr0.
01〜0.5wt%、Zr0.01〜0.5wt%、N
i0.01〜0.3wt%のうちより1種もしくは2種
以上を合計で0.01〜1.0wt%含み、残部Alと
不可避的不純物からなる合金に400℃以上の溶体化処
理を施し、3℃/sec.以上の冷却速度で冷却した後
、50〜180℃で5時間以下の加熱処理をおこなうこ
とを特徴とする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を請求項3とし、Si0.5〜3.
0wt%、Mg0.5〜3.0wt%、Cu0.01〜
1.5wt%、Fe0.01〜0.25wt%を含み、
さらにMn0.01〜0.3wt%、Cr0.01〜0
.5wt%、Zr0.01〜0.5wt%、Ni0.0
1〜0.3wt%のうちより1種もしくは2種以上を合
計で0.01〜1.0wt%含み、残部Alと不可避的
不純物からなる合金に400℃以上の溶体化処理を施し
、3℃/sec.以上の冷却速度で冷却した後、50〜
180℃で5時間以下の加熱処理をおこなうことを特徴
とする焼付硬化性に優れた成形用アルミニウム合金板材
の製造方法を請求項4とするものである。すなわち本発
明は、上記のAl−Si−Mg系合金に上記の溶体化処
理、冷却、加熱を施すことにより、材料の成形性、強度
および焼付塗装時の強度の向上を図ったものである。
3.0wt%、Mg0.5〜3.0wt%を含み、残部
Alと不可避的不純物からなる合金に400℃以上の溶
体化処理を施し、3℃/sec.以上の冷却速度で冷却
した後、50〜180℃で5時間以下の加熱処理をおこ
なうことを特徴とする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を請求項1とし、Si0.5
〜3.0wt%、Mg0.5〜3.0wt%、Cu0.
01〜1.5wt%を含み、残部Alと不可避的不純物
からなる合金に400℃以上の溶体化処理を施し、3℃
/sec.以上の冷却速度で冷却した後、50〜180
℃で5時間以下の加熱処理をおこなうことを特徴とする
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
方法を請求項2とし、Si0.5〜3.0wt%、Mg
0.5〜3.0wt%、Fe0.01〜0.25wt%
を含み、さらにMn0.01〜0.3wt%、Cr0.
01〜0.5wt%、Zr0.01〜0.5wt%、N
i0.01〜0.3wt%のうちより1種もしくは2種
以上を合計で0.01〜1.0wt%含み、残部Alと
不可避的不純物からなる合金に400℃以上の溶体化処
理を施し、3℃/sec.以上の冷却速度で冷却した後
、50〜180℃で5時間以下の加熱処理をおこなうこ
とを特徴とする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を請求項3とし、Si0.5〜3.
0wt%、Mg0.5〜3.0wt%、Cu0.01〜
1.5wt%、Fe0.01〜0.25wt%を含み、
さらにMn0.01〜0.3wt%、Cr0.01〜0
.5wt%、Zr0.01〜0.5wt%、Ni0.0
1〜0.3wt%のうちより1種もしくは2種以上を合
計で0.01〜1.0wt%含み、残部Alと不可避的
不純物からなる合金に400℃以上の溶体化処理を施し
、3℃/sec.以上の冷却速度で冷却した後、50〜
180℃で5時間以下の加熱処理をおこなうことを特徴
とする焼付硬化性に優れた成形用アルミニウム合金板材
の製造方法を請求項4とするものである。すなわち本発
明は、上記のAl−Si−Mg系合金に上記の溶体化処
理、冷却、加熱を施すことにより、材料の成形性、強度
および焼付塗装時の強度の向上を図ったものである。
【0005】
【作用】本発明において、合金組成を上記のように限定
したのは、以下の理由による。Siは焼付塗装時にMg
と共にMg2Siを析出させ強度を向上させる。その添
加量を0.5〜3.0wt%と限定したのは、0.5w
t%未満ではその効果が小さく、3.0wt%を越える
と溶体化処理後の成形性が低下するためである。Mgは
溶体化処理後にはマトリックス中に固溶しており、成形
性の向上に寄与する。また、焼付塗装時にはSiと共に
Mg2 Siを析出させ強度を向上させる。その添加量
を0.5〜3.0wt%と限定したのは、0.5wt%
未満では強度向上が小さく、3.0wt%を越えると溶
体化処理後の成形性が低下するためである。Cuは焼付
塗装時にGPゾーン、θ′、S相などを析出し強度を向
上させる。その添加量を0.01〜1.5wt%と限定
したのは、0.01wt%未満では強度向上が小さく、
1.5wt%を越えると耐食性が低下すること、および
焼き入れ感受性が高くなるためである。Feは通常Al
の不純物として含まれるものである。しかし、FeはS
iとの化合物を作りやすく、0.25wt%を越えて含
まれると焼付塗装時の強度向上を阻害する。Mn、Cr
、Zr、Niはそれぞれ結晶粒の微細化あるいはマトリ
ックス強度を向上させるために添加される。それぞれ下
限未満では効果が少なく、上限を越えると溶体化処理後
の成形性が低下する。また、これら元素の合計量が1.
0wt%を越えても溶体化処理後の成形性が低下する。 なお、鋳造組織の微細化剤として通常添加されるTi、
Bなどは0.1wt%以下の添加であれば、特に本発明
の効果を損なうことはない。
したのは、以下の理由による。Siは焼付塗装時にMg
と共にMg2Siを析出させ強度を向上させる。その添
加量を0.5〜3.0wt%と限定したのは、0.5w
t%未満ではその効果が小さく、3.0wt%を越える
と溶体化処理後の成形性が低下するためである。Mgは
溶体化処理後にはマトリックス中に固溶しており、成形
性の向上に寄与する。また、焼付塗装時にはSiと共に
Mg2 Siを析出させ強度を向上させる。その添加量
を0.5〜3.0wt%と限定したのは、0.5wt%
未満では強度向上が小さく、3.0wt%を越えると溶
体化処理後の成形性が低下するためである。Cuは焼付
塗装時にGPゾーン、θ′、S相などを析出し強度を向
上させる。その添加量を0.01〜1.5wt%と限定
したのは、0.01wt%未満では強度向上が小さく、
1.5wt%を越えると耐食性が低下すること、および
焼き入れ感受性が高くなるためである。Feは通常Al
の不純物として含まれるものである。しかし、FeはS
iとの化合物を作りやすく、0.25wt%を越えて含
まれると焼付塗装時の強度向上を阻害する。Mn、Cr
、Zr、Niはそれぞれ結晶粒の微細化あるいはマトリ
ックス強度を向上させるために添加される。それぞれ下
限未満では効果が少なく、上限を越えると溶体化処理後
の成形性が低下する。また、これら元素の合計量が1.
0wt%を越えても溶体化処理後の成形性が低下する。 なお、鋳造組織の微細化剤として通常添加されるTi、
Bなどは0.1wt%以下の添加であれば、特に本発明
の効果を損なうことはない。
【0006】次に、製造方法について説明する。溶体化
処理は、Si、Mg等の添加元素を一旦マトリックス中
に固溶させることにより、材料の成形性を良好とさせる
。また、この後の焼付塗装時に微細なMg2 Si等を
析出させ、強度を向上させることとなる。溶体化処理温
度を400℃以上としたのは、400℃未満では添加元
素を十分に固溶させることができず、焼付塗装時の強度
向上が小さい。なお、保持時間は特に規定しないが、5
秒以上であることが好ましい。溶体化処理後の冷却速度
を3℃/sec.以上としたのは、3℃/sec.未満
の冷却速度では、粗大な析出物が析出し成形性が低下し
、焼付塗装時の強度向上も小さくなるためである。溶体
化処理後に50〜180℃で5時間以下の加熱処理をお
こなう。 この処理により成形性を低下させない程度にMg2 S
i等が微細に析出する。このような状態で、焼付塗装処
理をおこなうと前加熱処理により生じた微細析出物を核
として、均一な析出物分布となり、前加熱処理を施さな
い場合と比較して、著しく強度が向上する。50℃未満
の加熱では十分な予備析出がおこらず、180℃を越え
る加熱あるいは5時間を越える加熱では、析出物の粗大
化がおこり成形性の低下あるいは焼付塗装加熱時に過時
効軟化がおこる恐れがある。好ましくは80〜150℃
の温度で30分〜3時間程度の加熱が望ましい。
処理は、Si、Mg等の添加元素を一旦マトリックス中
に固溶させることにより、材料の成形性を良好とさせる
。また、この後の焼付塗装時に微細なMg2 Si等を
析出させ、強度を向上させることとなる。溶体化処理温
度を400℃以上としたのは、400℃未満では添加元
素を十分に固溶させることができず、焼付塗装時の強度
向上が小さい。なお、保持時間は特に規定しないが、5
秒以上であることが好ましい。溶体化処理後の冷却速度
を3℃/sec.以上としたのは、3℃/sec.未満
の冷却速度では、粗大な析出物が析出し成形性が低下し
、焼付塗装時の強度向上も小さくなるためである。溶体
化処理後に50〜180℃で5時間以下の加熱処理をお
こなう。 この処理により成形性を低下させない程度にMg2 S
i等が微細に析出する。このような状態で、焼付塗装処
理をおこなうと前加熱処理により生じた微細析出物を核
として、均一な析出物分布となり、前加熱処理を施さな
い場合と比較して、著しく強度が向上する。50℃未満
の加熱では十分な予備析出がおこらず、180℃を越え
る加熱あるいは5時間を越える加熱では、析出物の粗大
化がおこり成形性の低下あるいは焼付塗装加熱時に過時
効軟化がおこる恐れがある。好ましくは80〜150℃
の温度で30分〜3時間程度の加熱が望ましい。
【0007】
【実施例】以下に本発明の一実施例について説明する。
表1に示す組成のAl合金を常法により溶解、DC鋳造
により鋳塊を得た。この鋳塊に均質化処理を施した後、
熱間圧延、冷間圧延により厚さ1mmの板材とした。こ
の板材にそれぞれを表2に示す条件による溶体化処理、
予備加熱処理を施した。以上の工程により製造された板
材について、引張試験、エリクセン張出試験、限界深絞
り(LDR)試験をおこなった。また、焼付塗装処理を
シミュレートした150℃×30min,60min、
180℃×30min、200℃×30min,60m
inの加熱を施した後にも引張試験をおこなった。結果
を表3及び表4に示す。引張試験はJIS5号引張試験
片により測定した。エリクセン張出試験はJIS Z
2247 A法により張出高さを測定した。限界深絞
り(LDR)試験はφ33mmのポンチで潤滑油を塗布
したブランクの深絞りをおこない、破断しない最大ブラ
ンク径をポンチ径で除した値を求めた。
により鋳塊を得た。この鋳塊に均質化処理を施した後、
熱間圧延、冷間圧延により厚さ1mmの板材とした。こ
の板材にそれぞれを表2に示す条件による溶体化処理、
予備加熱処理を施した。以上の工程により製造された板
材について、引張試験、エリクセン張出試験、限界深絞
り(LDR)試験をおこなった。また、焼付塗装処理を
シミュレートした150℃×30min,60min、
180℃×30min、200℃×30min,60m
inの加熱を施した後にも引張試験をおこなった。結果
を表3及び表4に示す。引張試験はJIS5号引張試験
片により測定した。エリクセン張出試験はJIS Z
2247 A法により張出高さを測定した。限界深絞
り(LDR)試験はφ33mmのポンチで潤滑油を塗布
したブランクの深絞りをおこない、破断しない最大ブラ
ンク径をポンチ径で除した値を求めた。
【0008】
【表1】
【0009】
【表2】
【0010】
【表3】
【0011】
【表4】
【0012】表3及び表4より明らかなように、本発明
製造方法(No1〜13)での板材に比べ、本発明製造
方法をはずれる比較製造方法(No14〜19)による
板材は、組成が異なるため、また(No20〜24)は
本発明の条件を満たさないため、予備加熱処理後の成形
性、(低温・短時間の)焼付塗装処理後の強度の何れか
一つ以上が劣っている。
製造方法(No1〜13)での板材に比べ、本発明製造
方法をはずれる比較製造方法(No14〜19)による
板材は、組成が異なるため、また(No20〜24)は
本発明の条件を満たさないため、予備加熱処理後の成形
性、(低温・短時間の)焼付塗装処理後の強度の何れか
一つ以上が劣っている。
【0013】
【発明の効果】このように本発明製造方法によれば、焼
付塗装処理後の強度に優れた、成形用アルミニウム合金
板材を得ることができるもので、工業上顕著な効果を奏
するものである。
付塗装処理後の強度に優れた、成形用アルミニウム合金
板材を得ることができるもので、工業上顕著な効果を奏
するものである。
Claims (4)
- 【請求項1】 Si0.5〜3.0wt%、Mg0.
5〜3.0wt%を含み、残部Alと不可避的不純物か
らなる合金に400℃以上の溶体化処理を施し、3℃/
sec.以上の冷却速度で冷却した後、50〜180℃
で5時間以下の加熱処理をおこなうことを特徴とする焼
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。 - 【請求項2】 Si0.5〜3.0wt%、Mg0.
5〜3.0wt%、Cu0.01〜1.5wt%を含み
、残部Alと不可避的不純物からなる合金に400℃以
上の溶体化処理を施し、3℃/sec.以上の冷却速度
で冷却した後、50〜180℃で5時間以下の加熱処理
をおこなうことを特徴とする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。 - 【請求項3】 Si0.5〜3.0wt%、Mg0.
5〜3.0wt%、Fe0.01〜0.25wt%を含
み、さらにMn0.01〜0.3wt%、Cr0.01
〜0.5wt%、Zr0.01〜0.5wt%、Ni0
.01〜0.3wt%のうちより1種もしくは2種以上
を合計で0.01〜1.0wt%含み、残部Alと不可
避的不純物からなる合金に400℃以上の溶体化処理を
施し、3℃/sec.以上の冷却速度で冷却した後、5
0〜180℃で5時間以下の加熱処理をおこなうことを
特徴とする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。 - 【請求項4】 Si0.5〜3.0wt%、Mg0.
5〜3.0wt%、Cu0.01〜1.5wt%、Fe
0.01〜0.25wt%を含み、さらにMn0.01
〜0.3wt%、Cr0.01〜0.5wt%、Zr0
.01〜0.5wt%、Ni0.01〜0.3wt%の
うちより1種もしくは2種以上を合計で0.01〜1.
0wt%含み、残部Alと不可避的不純物からなる合金
に400℃以上の溶体化処理を施し、3℃/sec.以
上の冷却速度で冷却した後、50〜180℃で5時間以
下の加熱処理をおこなうことを特徴とする焼付硬化性に
優れた成形用アルミニウム合金板材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6260891A JPH04276048A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6260891A JPH04276048A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 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 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04276048A true JPH04276048A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=13205202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6260891A Pending JPH04276048A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04276048A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06116689A (ja) * | 1992-10-07 | 1994-04-26 | Kobe Steel Ltd | 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 |
JP2000273567A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-10-03 | Nippon Steel Corp | 成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
JP2001152302A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Nippon Steel Corp | プレス成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
JP2005139537A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Kobe Steel Ltd | 焼付け塗装硬化性に優れたアルミニウム合金板 |
JP2008111180A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Kobe Steel Ltd | 伸びフランジ性およびベーク後強度にすぐれたアルミニウム合金板およびその製造法 |
JP2009007617A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Kobe Steel Ltd | 温間成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP6260891A patent/JPH04276048A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06116689A (ja) * | 1992-10-07 | 1994-04-26 | Kobe Steel Ltd | 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 |
JP2000273567A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-10-03 | Nippon Steel Corp | 成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
JP2001152302A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Nippon Steel Corp | プレス成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
JP2005139537A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Kobe Steel Ltd | 焼付け塗装硬化性に優れたアルミニウム合金板 |
JP2008111180A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Kobe Steel Ltd | 伸びフランジ性およびベーク後強度にすぐれたアルミニウム合金板およびその製造法 |
JP2009007617A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Kobe Steel Ltd | 温間成形用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
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