JPH05247577A - 成形性に優れたアルミニウム合金とその製造法 - Google Patents
成形性に優れたアルミニウム合金とその製造法Info
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- JPH05247577A JPH05247577A JP8263592A JP8263592A JPH05247577A JP H05247577 A JPH05247577 A JP H05247577A JP 8263592 A JP8263592 A JP 8263592A JP 8263592 A JP8263592 A JP 8263592A JP H05247577 A JPH05247577 A JP H05247577A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高MgのAl−Mg系合金において熱間圧延で
の耳割れがなく、成形性に優れたアルミニウム合金を提
供する。 【構成】 このAl−Mg系アルミニウム合金は、Mg:
5.0〜8.0%、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppm
を含有している。好ましい組成は、Mg:5.0〜8.0
%、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppmを含有し、必
要に応じて更にCu:0.1〜0.5%、Mn:0.03〜
0.20%、Cr:0.03〜0.20%及びTi:0.01
〜0.15%のうちの1種又は2種以上を含有し、残部
がAl及び不純物である。このアルミニウム合金のスラ
ブを面削後、400〜550℃で2〜24時間の条件で
一段又は多段均質化処理を行い、500〜250℃の温
度範囲で熱間圧延を行い、その後所定の板厚まで冷間加
工した後、400〜550℃に加熱して溶体化処理を行
うことにより得られる。自動車車体等、成形性を必要と
する用途に適する。
の耳割れがなく、成形性に優れたアルミニウム合金を提
供する。 【構成】 このAl−Mg系アルミニウム合金は、Mg:
5.0〜8.0%、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppm
を含有している。好ましい組成は、Mg:5.0〜8.0
%、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppmを含有し、必
要に応じて更にCu:0.1〜0.5%、Mn:0.03〜
0.20%、Cr:0.03〜0.20%及びTi:0.01
〜0.15%のうちの1種又は2種以上を含有し、残部
がAl及び不純物である。このアルミニウム合金のスラ
ブを面削後、400〜550℃で2〜24時間の条件で
一段又は多段均質化処理を行い、500〜250℃の温
度範囲で熱間圧延を行い、その後所定の板厚まで冷間加
工した後、400〜550℃に加熱して溶体化処理を行
うことにより得られる。自動車車体等、成形性を必要と
する用途に適する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車車体等、成形性
を必要とする分野に利用されるアルミニウム合金とその
製造方法に関するものである。
を必要とする分野に利用されるアルミニウム合金とその
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
車体等の材料には、従来、軟鋼板が使用されていたが、
近年、車体の軽量化を目的としてアルミニウム合金板が
使用されるようになってきた。代表的なアルミニウム合
金としては5182、5083等、Mgを4.0〜5.0
%含有する強度と成形性の両面でバランスのとれたアル
ミニウム合金材料が用いられている。
車体等の材料には、従来、軟鋼板が使用されていたが、
近年、車体の軽量化を目的としてアルミニウム合金板が
使用されるようになってきた。代表的なアルミニウム合
金としては5182、5083等、Mgを4.0〜5.0
%含有する強度と成形性の両面でバランスのとれたアル
ミニウム合金材料が用いられている。
【0003】これらのアルミニウム合金の機械的特性値
は、引張強さ28kgf/mm2、耐力13kgf/mm2、伸び3
0%程度で、軟鋼板に比べると、伸びが低く、プレス成
形性が劣っている。この成形性を改善するためには伸び
を増加させることが必要であり、Mg量を増加させるこ
とが最も有効であることが知られている。例えば、Al
−Mg系合金で、約3%までのMg添加量では強度の上昇
につれて伸びがやゝ低下するが、5%以上の添加では強
度の上昇と共に逆に伸びも上昇し、更にMg量が10%
では引張強さ36kgf/mm2、耐力17kgf/mm2で、伸び
40%が得られることが実験室で確認されている。
は、引張強さ28kgf/mm2、耐力13kgf/mm2、伸び3
0%程度で、軟鋼板に比べると、伸びが低く、プレス成
形性が劣っている。この成形性を改善するためには伸び
を増加させることが必要であり、Mg量を増加させるこ
とが最も有効であることが知られている。例えば、Al
−Mg系合金で、約3%までのMg添加量では強度の上昇
につれて伸びがやゝ低下するが、5%以上の添加では強
度の上昇と共に逆に伸びも上昇し、更にMg量が10%
では引張強さ36kgf/mm2、耐力17kgf/mm2で、伸び
40%が得られることが実験室で確認されている。
【0004】しかしながら、これらの材料のようにMg
を多く含むアルミニウム合金においては、製造上大きな
問題が存在している。すなわち、Mg量の増加に伴い、
熱延圧延時に耳割れが生じ易くなり、製品化することが
不可能となる問題である。図1に耳割れ発生状態を摸式
図で示す。
を多く含むアルミニウム合金においては、製造上大きな
問題が存在している。すなわち、Mg量の増加に伴い、
熱延圧延時に耳割れが生じ易くなり、製品化することが
不可能となる問題である。図1に耳割れ発生状態を摸式
図で示す。
【0005】本発明は、上記従来技術の問題点を解決し
て、Mg量の多いAl−Mg系合金において成形性、特に
熱間圧延時の耳割れを効果的に防止し得るアルミニウム
合金を提供し、またその製造法を提供することを目的と
するものである。
て、Mg量の多いAl−Mg系合金において成形性、特に
熱間圧延時の耳割れを効果的に防止し得るアルミニウム
合金を提供し、またその製造法を提供することを目的と
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】従来、Al−Mg系合金に
おいて高温脆化を抑制する手段として、Y、Ce、Sm、
Beなどを添加することが知られている。一方、Naは高
温脆化を促進する元素として知られており、このNaの
作用を抑制するためにはBi添加が有効であることが報
告されている。
おいて高温脆化を抑制する手段として、Y、Ce、Sm、
Beなどを添加することが知られている。一方、Naは高
温脆化を促進する元素として知られており、このNaの
作用を抑制するためにはBi添加が有効であることが報
告されている。
【0007】しかし、本発明者らが前記課題を解決する
ために鋭意研究を重ねた結果、Al−Mg系アルミニウム
合金において、Mg量を5.0〜8.0%の範囲に規制す
ると共に、BeとNaを適正な量で複合添加することによ
り、熱間耳割れの発生を効果的に防止し得ることを見い
出し、ここに本発明を完成したものである。
ために鋭意研究を重ねた結果、Al−Mg系アルミニウム
合金において、Mg量を5.0〜8.0%の範囲に規制す
ると共に、BeとNaを適正な量で複合添加することによ
り、熱間耳割れの発生を効果的に防止し得ることを見い
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、Al−Mg系アルミニ
ウム合金において、Mg:5.0〜8.0%を含有すると
共に、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppmを含有して
いることを特徴とする成形性に優れたアルミニウム合金
を要旨とするものである。
ウム合金において、Mg:5.0〜8.0%を含有すると
共に、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppmを含有して
いることを特徴とする成形性に優れたアルミニウム合金
を要旨とするものである。
【0009】この好ましい態様は、Mg:4〜8%を含
有すると共に、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppmを
含有し、必要に応じ更にCu:0.1〜0.5%、Mn:
0.03〜0.20%、Cr:0.03〜0.20%及びT
i:0.01〜0.15%のうちの1種又は2種以上を含
有し、残部がAl及び不純物であることを特徴としてい
る。
有すると共に、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppmを
含有し、必要に応じ更にCu:0.1〜0.5%、Mn:
0.03〜0.20%、Cr:0.03〜0.20%及びT
i:0.01〜0.15%のうちの1種又は2種以上を含
有し、残部がAl及び不純物であることを特徴としてい
る。
【0010】また、その製造法は、上記化学成分を有す
るアルミニウム合金のスラブに面削を行った後、400
〜550℃で2〜24時間の条件で一段又は多段均質化
処理を行い、500〜250℃の温度範囲で熱間圧延を
行い、その後所定の板厚まで冷間加工した後、400〜
550℃に加熱して溶体化処理を行うことを特徴として
いる。
るアルミニウム合金のスラブに面削を行った後、400
〜550℃で2〜24時間の条件で一段又は多段均質化
処理を行い、500〜250℃の温度範囲で熱間圧延を
行い、その後所定の板厚まで冷間加工した後、400〜
550℃に加熱して溶体化処理を行うことを特徴として
いる。
【0011】以下に本発明を更に詳述する。
【0012】
【作用】まず、本発明における化学成分の限定理由につ
いて述べる。
いて述べる。
【0013】Mg:MgはAl−Mg系合金の主合金元素で
あり、添付量が増加すると機械的強度及び伸びが高くな
り、成形性が改善される。しかし、5.0%を超えると
熱間圧延中に割れが発生し易くなる。しかしながら、
8.0%まではBe、Naの複合添加量の適正化(後述)
で熱間耳割れの発生を伴うことなく圧延可能であること
が判明した。したがって、Mg量は5.0〜8.0%の範
囲とする。
あり、添付量が増加すると機械的強度及び伸びが高くな
り、成形性が改善される。しかし、5.0%を超えると
熱間圧延中に割れが発生し易くなる。しかしながら、
8.0%まではBe、Naの複合添加量の適正化(後述)
で熱間耳割れの発生を伴うことなく圧延可能であること
が判明した。したがって、Mg量は5.0〜8.0%の範
囲とする。
【0014】Be:Beは、従来より溶解鋳造時の溶湯の
酸化防止に使用されているが、Na量の抑制との複合効
果により熱間圧延時の耳割れ防止にも有効であり、5〜
80ppmの範囲が適当である。5ppmより少ないとその効
果が少なく、また80ppmを超えると逆効果となる。
酸化防止に使用されているが、Na量の抑制との複合効
果により熱間圧延時の耳割れ防止にも有効であり、5〜
80ppmの範囲が適当である。5ppmより少ないとその効
果が少なく、また80ppmを超えると逆効果となる。
【0015】Na:Naは、原料中に不可避的に大量に
(数10ppm)含まれており、溶湯処理により減少させる
ことが高温脆化を防止するために有効であることが判っ
ている。しかし、Mgが5.0%を超えると効果がなくな
り、Beの添加によつて始めて熱間圧延時の耳割れが防
止できることが判明した。その適正な含有量は1〜5pp
mの範囲である。1ppm未満ではその効果が少なく、工業
的にも生産困難となり、また5ppmを超えると耳割れを
防止できない。
(数10ppm)含まれており、溶湯処理により減少させる
ことが高温脆化を防止するために有効であることが判っ
ている。しかし、Mgが5.0%を超えると効果がなくな
り、Beの添加によつて始めて熱間圧延時の耳割れが防
止できることが判明した。その適正な含有量は1〜5pp
mの範囲である。1ppm未満ではその効果が少なく、工業
的にも生産困難となり、また5ppmを超えると耳割れを
防止できない。
【0016】以上の元素を必須成分とするが、他の合金
元素としてはAl−Mg系合金において添加されている元
素を適宜含有させることができる。例えば、以下に説明
する元素の1種又は2種以上を適量にて添加することが
できる。
元素としてはAl−Mg系合金において添加されている元
素を適宜含有させることができる。例えば、以下に説明
する元素の1種又は2種以上を適量にて添加することが
できる。
【0017】Cuは応力腐食防止のために0.1〜0.5
%の範囲で添加することができる。Mn及びCrは、いず
れも結晶粒を微細化するためにMn:0.03〜0.20
%、Cr:0.03〜0.20%の範囲で添加することが
できる。更にTiも結晶粒の微細化のために0.01〜
0.15%の範囲で添加することができる。これらは熱
間圧延時の耳割れに対しては悪影響がない。また、Bは
Tiと同様の目的でTi量の1/5程度添加することがで
きる。なお、不純物としては、例えばFeは0.15%以
下、Siは0.15%以下、Znは0.05%以下とするの
が望ましい。
%の範囲で添加することができる。Mn及びCrは、いず
れも結晶粒を微細化するためにMn:0.03〜0.20
%、Cr:0.03〜0.20%の範囲で添加することが
できる。更にTiも結晶粒の微細化のために0.01〜
0.15%の範囲で添加することができる。これらは熱
間圧延時の耳割れに対しては悪影響がない。また、Bは
Tiと同様の目的でTi量の1/5程度添加することがで
きる。なお、不純物としては、例えばFeは0.15%以
下、Siは0.15%以下、Znは0.05%以下とするの
が望ましい。
【0018】次に製造条件について説明する。
【0019】上記成分組成のAl−Mg系合金は常法によ
り溶解、鋳造してスラブを得るが、以下に示すように、
成形性の向上等のために、特に面削を行い、更に均質化
処理条件、熱間圧延温度、溶体化処理温度等を規制する
のが好ましい。
り溶解、鋳造してスラブを得るが、以下に示すように、
成形性の向上等のために、特に面削を行い、更に均質化
処理条件、熱間圧延温度、溶体化処理温度等を規制する
のが好ましい。
【0020】面削:スラブ表面に黒皮残り及び湯境等が
あると、そこを起点として熱間圧延時に耳割れが発生す
るので、黒皮残りや、湯境等が残らないように面削を施
す必要がある。
あると、そこを起点として熱間圧延時に耳割れが発生す
るので、黒皮残りや、湯境等が残らないように面削を施
す必要がある。
【0021】均質化処理:均質化処理は偏析し易いMg
等の合金元素の均質化を目的に施される。しかし、加熱
温度が400℃未満ではその効果が少なく、また550
℃を超えると共晶融解を生じ易く、焼付き等の表面欠陥
となる。また、加熱時間が2時間未満ではその効果が少
なく、24時間を超えても効果の増加がない。したがっ
て、均質化処理は400〜550℃で2〜24時間の条
件で行う。なお、均質化処理は一段処理、多段処理のい
ずれでもよい。
等の合金元素の均質化を目的に施される。しかし、加熱
温度が400℃未満ではその効果が少なく、また550
℃を超えると共晶融解を生じ易く、焼付き等の表面欠陥
となる。また、加熱時間が2時間未満ではその効果が少
なく、24時間を超えても効果の増加がない。したがっ
て、均質化処理は400〜550℃で2〜24時間の条
件で行う。なお、均質化処理は一段処理、多段処理のい
ずれでもよい。
【0022】熱間圧延:均質化処理を終了したスラブ
は、500〜250℃の温度範囲で熱間圧延を行う。5
00℃を超えると耳割れが発生し易くなり、また250
℃未満では変形抵抗が大きくなり、熱間圧延が困難とな
る。
は、500〜250℃の温度範囲で熱間圧延を行う。5
00℃を超えると耳割れが発生し易くなり、また250
℃未満では変形抵抗が大きくなり、熱間圧延が困難とな
る。
【0023】溶体化処理:熱間圧延後、所定の板厚まで
冷間加工し、次いで溶体化処理を行う。しかし、400
℃未満では溶体化が不十分となり、また550℃を超え
ると共晶融解を生じて表面に焼付き欠陥が発生するの
で、加熱温度は400〜550℃の範囲とする。連続焼
鈍炉を用いてこの温度範囲まで加熱し、急冷を行うのが
好ましい。
冷間加工し、次いで溶体化処理を行う。しかし、400
℃未満では溶体化が不十分となり、また550℃を超え
ると共晶融解を生じて表面に焼付き欠陥が発生するの
で、加熱温度は400〜550℃の範囲とする。連続焼
鈍炉を用いてこの温度範囲まで加熱し、急冷を行うのが
好ましい。
【0024】次に本発明の実施例を示す。
【0025】
【実施例1】
【表1】 に示すように、Mg、Na、Be量を変えた化学成分のア
ルミニウム合金を溶解、造塊した。得られたスラブを黒
皮残りのないように面削した後、均質化処理を500℃
×12時間で実施し、470℃〜280℃で熱間圧延
(40mmt→3mmt)を行った。
ルミニウム合金を溶解、造塊した。得られたスラブを黒
皮残りのないように面削した後、均質化処理を500℃
×12時間で実施し、470℃〜280℃で熱間圧延
(40mmt→3mmt)を行った。
【0026】熱間圧延終了時の耳割れ状況を調べた結果
を表1に示す。耳割れは、×(大割れ)、△(小割
れ)、○(耳割れなし)にて評価した。同表より、本発
明例はいずれも、比較例に比べ、耳割れがなく、優れて
いることがわかる。
を表1に示す。耳割れは、×(大割れ)、△(小割
れ)、○(耳割れなし)にて評価した。同表より、本発
明例はいずれも、比較例に比べ、耳割れがなく、優れて
いることがわかる。
【0027】熱間圧延後、冷間加工にて板厚1mmとし、
溶体化処理(500℃×50秒)を行った。その材料特
性は、表1に示すように、本発明例は高い伸びが得られ
ていることがわかる。
溶体化処理(500℃×50秒)を行った。その材料特
性は、表1に示すように、本発明例は高い伸びが得られ
ていることがわかる。
【0028】
【実施例2】Mg:6.0%、Na:3.3ppm、Be:38
ppmを含有し、残部が実質的にAlであるAl−Mg系合金
を工場生産溶解炉で精錬造塊し、スラブ周囲を30mm面
削した後、均質化処理を500℃×12時間で実施し、
480℃〜300℃で熱間圧延を行った。図2の下段に
示すように熱間圧延でエッジ部に耳割れ発生はなく、良
好な結果が得られた。
ppmを含有し、残部が実質的にAlであるAl−Mg系合金
を工場生産溶解炉で精錬造塊し、スラブ周囲を30mm面
削した後、均質化処理を500℃×12時間で実施し、
480℃〜300℃で熱間圧延を行った。図2の下段に
示すように熱間圧延でエッジ部に耳割れ発生はなく、良
好な結果が得られた。
【0029】その後、冷間加工を行って1.0mm厚まで
圧延し、溶体化処理(500℃×50秒)を行った。得
られた材料の機械的性質を
圧延し、溶体化処理(500℃×50秒)を行った。得
られた材料の機械的性質を
【表2】 に示す。同表より、従来品5030(4.5%Mg、0.
3%Cu、3.5ppmNa、Beなし)に比べ、良好な機械
的性質が得られていることがわかる。
3%Cu、3.5ppmNa、Beなし)に比べ、良好な機械
的性質が得られていることがわかる。
【0030】なお、比較のため、Mg:6.0%、Na:
3.0ppm、Be:1.5ppmを含有し、残部が実質的にAl
であるAl−Mg系合金について、同様な条件で圧延した
結果、図2の上段に示すようにエッジ部に耳割れが発生
した。
3.0ppm、Be:1.5ppmを含有し、残部が実質的にAl
であるAl−Mg系合金について、同様な条件で圧延した
結果、図2の上段に示すようにエッジ部に耳割れが発生
した。
【0031】
【実施例3】Mg:5.5%、Na:4.0ppm、Be:30
ppmを含有し、残部が実質的にAlであるAl−Mg系合金
について、溶解、造塊して得られたスラブを黒皮残りの
ないように面削した後、
ppmを含有し、残部が実質的にAlであるAl−Mg系合金
について、溶解、造塊して得られたスラブを黒皮残りの
ないように面削した後、
【表3】 に示す条件で均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、溶体化
処理を行った。熱間圧延での耳割れ状況、表面焼付き状
況を調べると共に、溶体化処理後の機械的性質を調べ
た。その結果は、同表に示すように、本発明範囲内の条
件で製造した場合、熱間圧延で耳割れ発生がなく、熱処
理時にも表面焼付がなく、しかも高い伸びが得られるこ
とがわかる。
処理を行った。熱間圧延での耳割れ状況、表面焼付き状
況を調べると共に、溶体化処理後の機械的性質を調べ
た。その結果は、同表に示すように、本発明範囲内の条
件で製造した場合、熱間圧延で耳割れ発生がなく、熱処
理時にも表面焼付がなく、しかも高い伸びが得られるこ
とがわかる。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
Al−Mg系合金においてMg量の規制のもとで所定量の
Beを添加しNa量を所定量に抑制することにより、熱間
圧延での耳割れを効果的に防止でき、成形性の優れた材
料を提供することができる。
Al−Mg系合金においてMg量の規制のもとで所定量の
Beを添加しNa量を所定量に抑制することにより、熱間
圧延での耳割れを効果的に防止でき、成形性の優れた材
料を提供することができる。
【図1】耳割れの発生状態を示す摸式図である。
【図2】実施例2における熱間圧延でのエッジ部の耳割
れ状況(金属組織)を示す写真であり、上段は比較例の
場合、下段は本発明例の場合である。
れ状況(金属組織)を示す写真であり、上段は比較例の
場合、下段は本発明例の場合である。
Claims (4)
- 【請求項1】 Al−Mg系アルミニウム合金において、
重量%で(以下、同じ)、Mg:5.0〜8.0%を含有
すると共に、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppmを含
有していることを特徴とする成形性に優れたアルミニウ
ム合金。 - 【請求項2】 Mg:5.0〜8.0%を含有すると共
に、Be:5〜80ppm及びNa:1〜5ppmを含有し、残
部がAl及び不純物である請求項1に記載のアルミニウ
ム合金。 - 【請求項3】 更にCu:0.1〜0.5%、Mn:0.0
3〜0.20%、Cr:0.03〜0.20%及びTi:0.
01〜0.15%のうちの1種又は2種以上を含有して
いる請求項1又は2に記載のアルミニウム合金。 - 【請求項4】 請求項1、2又は3に記載の化学成分を
有するアルミニウム合金のスラブに面削を行った後、4
00〜550℃で2〜24時間の条件で一段又は多段均
質化処理を行い、500〜250℃の温度範囲で熱間圧
延を行い、その後所定の板厚まで冷間加工した後、40
0〜550℃に加熱して溶体化処理を行うことを特徴と
する成形性に優れたアルミニウム合金の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8263592A JPH05247577A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 成形性に優れたアルミニウム合金とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8263592A JPH05247577A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 成形性に優れたアルミニウム合金とその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05247577A true JPH05247577A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=13779898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8263592A Pending JPH05247577A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 成形性に優れたアルミニウム合金とその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05247577A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016179734A1 (zh) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | 苏州列治埃盟新材料技术转移有限公司 | 一种镁-铝-碳化硅中间合金材料及其制备方法 |
CN109338453A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-02-15 | 重庆科技学院 | 一种大尺寸镁或镁合金单晶的制备方法 |
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JPH03287739A (ja) * | 1990-04-03 | 1991-12-18 | Kobe Steel Ltd | 高成形性アルミニウム合金 |
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1992
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