JPH05302154A - Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の熱処理法 - Google Patents
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の熱処理法Info
- Publication number
- JPH05302154A JPH05302154A JP13423392A JP13423392A JPH05302154A JP H05302154 A JPH05302154 A JP H05302154A JP 13423392 A JP13423392 A JP 13423392A JP 13423392 A JP13423392 A JP 13423392A JP H05302154 A JPH05302154 A JP H05302154A
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- Japan
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- alloy
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車ボディーシート等に使用されるＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の強度及び成形性を向
上する熱処理法。 【構成】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板を溶
体化処理(1) 後、８０〜１６０℃の温度に焼入れ(2) し
て１〜１０時間予備時効(3) するか、または２０℃以下
の温度に焼入れして１０時間以内に８０〜１６０℃の温
度で１〜１０時間予備時効する。
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の強度及び成形性を向
上する熱処理法。 【構成】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板を溶
体化処理(1) 後、８０〜１６０℃の温度に焼入れ(2) し
て１〜１０時間予備時効(3) するか、または２０℃以下
の温度に焼入れして１０時間以内に８０〜１６０℃の温
度で１〜１０時間予備時効する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車ボディーシート
等に使用されるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板
の熱処理法に関するもので、強度及び成形性を向上させ
るものである。
等に使用されるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板
の熱処理法に関するもので、強度及び成形性を向上させ
るものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、自動車車体の軽量化を行うため、
自動車ボディーシートへのＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金の適用の検討がなされている。従来よりＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金は溶体化処理後自然時効
（Ｔ４）した状態で成型されるが、塗装、焼付け（ベー
キング）加熱時に時効硬化（ベーキング硬化；Bake Har
den ）を得ることができるため、自動車車体のアウター
材への使用が検討されていた。
自動車ボディーシートへのＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金の適用の検討がなされている。従来よりＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金は溶体化処理後自然時効
（Ｔ４）した状態で成型されるが、塗装、焼付け（ベー
キング）加熱時に時効硬化（ベーキング硬化；Bake Har
den ）を得ることができるため、自動車車体のアウター
材への使用が検討されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在鋼板で製造してい
る自動車車体のボディーシートをアルミニウム合金の板
材に置き換える場合に問題となるのは主に成形性の低さ
が挙げられる。そのためＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金におい
てもより一層優れた成形性が求められている。一方本来
の鋼板に比較してアルミニウム合金板は強度が劣ってい
るが、更に最近ではコスト・ダウンのために、低温で短
時間塗装、焼付け（時効硬化）処理により高い強度が得
られるアルミニウム合金板が望まれている。
る自動車車体のボディーシートをアルミニウム合金の板
材に置き換える場合に問題となるのは主に成形性の低さ
が挙げられる。そのためＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金におい
てもより一層優れた成形性が求められている。一方本来
の鋼板に比較してアルミニウム合金板は強度が劣ってい
るが、更に最近ではコスト・ダウンのために、低温で短
時間塗装、焼付け（時効硬化）処理により高い強度が得
られるアルミニウム合金板が望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の強
度及び成形性を向上させることができるＡｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系アルミニウム合金の熱処理法を開発したものであ
る。即ち本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合
金板を溶体化処理後、８０〜１６０℃の温度に焼入れし
てその温度で１〜１０時間予備時効するか、又は２０℃
以下の温度に焼入れして１０時間以内に８０〜１６０℃
の温度で１〜１０時間予備時効することを特徴とするも
のである。
検討の結果、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の強
度及び成形性を向上させることができるＡｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系アルミニウム合金の熱処理法を開発したものであ
る。即ち本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合
金板を溶体化処理後、８０〜１６０℃の温度に焼入れし
てその温度で１〜１０時間予備時効するか、又は２０℃
以下の温度に焼入れして１０時間以内に８０〜１６０℃
の温度で１〜１０時間予備時効することを特徴とするも
のである。
【０００５】
【作用】本発明で対象とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金と
しては、例えば表１のようなＪＩＳ６０００系Ａｌ合金
があげられる。
しては、例えば表１のようなＪＩＳ６０００系Ａｌ合金
があげられる。
【０００６】
【表１】
【０００７】上記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金
は時効硬化型合金であり、時効処理するときに硬化析出
相を生じることにより合金の強度が高くなる。Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の時効析出過程については
つぎに示すような時効析出過程となっている。 過飽和固溶体→Ｇ．Ｐ．ゾーン→中間相→安定相
は時効硬化型合金であり、時効処理するときに硬化析出
相を生じることにより合金の強度が高くなる。Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の時効析出過程については
つぎに示すような時効析出過程となっている。 過飽和固溶体→Ｇ．Ｐ．ゾーン→中間相→安定相
【０００８】合金を溶体化、焼入れした後、室温で時効
（Ｔ４処理）すると、溶質原子のＭｇやＳｉと焼入れし
た過剰空孔と結合したＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、合金の
強度はやや高くなる。その後、塗装、焼付け（人工時
効）処理することにより、合金の強度に最も役に立つ硬
化析出相である中間相が析出し、製品になる合金の強度
が得られるとされている。しかし自然時効の際、大部分
の空孔がＧ．Ｐ．ゾーンに含まれるため、その後に人工
時効をしても中間相の析出が妨げられ合金の最も高い強
度が得られない。また自然時効した合金が成形される場
合、Ｇ．Ｐ．ゾーンが母相（Ａｌ）と整合であるため変
形の際に転位に切断されやすく、最終的に応力が粒界に
集中して合金の成形性が低下してしまう。
（Ｔ４処理）すると、溶質原子のＭｇやＳｉと焼入れし
た過剰空孔と結合したＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、合金の
強度はやや高くなる。その後、塗装、焼付け（人工時
効）処理することにより、合金の強度に最も役に立つ硬
化析出相である中間相が析出し、製品になる合金の強度
が得られるとされている。しかし自然時効の際、大部分
の空孔がＧ．Ｐ．ゾーンに含まれるため、その後に人工
時効をしても中間相の析出が妨げられ合金の最も高い強
度が得られない。また自然時効した合金が成形される場
合、Ｇ．Ｐ．ゾーンが母相（Ａｌ）と整合であるため変
形の際に転位に切断されやすく、最終的に応力が粒界に
集中して合金の成形性が低下してしまう。
【０００９】以上の知見に基づいて、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系アルミニウム合金を対象に工業的に操作する可能な熱
処理法を用いて、合金の強度、成形性を向上させる目的
で本発明熱処理を開発した。
系アルミニウム合金を対象に工業的に操作する可能な熱
処理法を用いて、合金の強度、成形性を向上させる目的
で本発明熱処理を開発した。
【００１０】即ち本発明熱処理法は、通常の方法により
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を溶解鋳造、均質
化処理、押出し加工や圧延加工を行った後、図１に示す
ように溶体化処理(1) 後、８０〜１６０°の温度に焼入
れ(2) し、その温度で１〜１０時間予備時効(3) する
か、図２に示すように溶体化処理(1) 後２０℃以下の温
度に焼入れ(2) して１０時間以内に、８０〜１６０℃の
温度で１〜１０時間予備時効(3) するもので、この条件
で熱処理した合金を従来の方法により成形し、最終的に
ベーキング処理を行う。
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を溶解鋳造、均質
化処理、押出し加工や圧延加工を行った後、図１に示す
ように溶体化処理(1) 後、８０〜１６０°の温度に焼入
れ(2) し、その温度で１〜１０時間予備時効(3) する
か、図２に示すように溶体化処理(1) 後２０℃以下の温
度に焼入れ(2) して１０時間以内に、８０〜１６０℃の
温度で１〜１０時間予備時効(3) するもので、この条件
で熱処理した合金を従来の方法により成形し、最終的に
ベーキング処理を行う。
【００１１】本発明において、溶体化処理後、８０〜１
６０℃の温度に焼入れし、その温度で１〜１０時間予備
時効するのは、中間相を析出させ、合金の強度、成形性
を向上させるためであり、８０℃未満ではＧ．Ｐ．ゾー
ンが生成し、また１６０℃を越えると安定相が析出する
ことにより、合金の強度、成形性が低下する。また予備
時効の時間が１時間未満では中間相の析出が不充分であ
り、その後室温においてＧ，Ｐ．ゾーンが生成する恐れ
があり、１０時間を越えると中間相が多量析出するので
合金の強度が上がりすぎ、成形性が低下する。
６０℃の温度に焼入れし、その温度で１〜１０時間予備
時効するのは、中間相を析出させ、合金の強度、成形性
を向上させるためであり、８０℃未満ではＧ．Ｐ．ゾー
ンが生成し、また１６０℃を越えると安定相が析出する
ことにより、合金の強度、成形性が低下する。また予備
時効の時間が１時間未満では中間相の析出が不充分であ
り、その後室温においてＧ，Ｐ．ゾーンが生成する恐れ
があり、１０時間を越えると中間相が多量析出するので
合金の強度が上がりすぎ、成形性が低下する。
【００１２】また溶体化処理後、２０℃以下の温度に焼
入れし、１０時間以内に、８０〜１６０℃の温度で１〜
１０時間予備時効するのは、Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成しな
いうちに、中間相を析出させ、合金の強度、成形性を向
上させるためであり、焼入れ後２０℃以下の温度に１０
時間を越えて保持すると、Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成し、合
金の強度、成形性が低下するからである。そして予備時
効温度が８０℃未満ではＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、また
１６０℃を越えると安定相が析出することにより、合金
の強度、成形性が低下する。また予備時効時間が１時間
未満では中間相の析出が不充分であり、その後、室温に
おいてＧ．Ｐ．ゾーンが生成してしまう。一方１０時間
を越えると中間相が多量に析出して合金の強度が上がり
すぎ、成形性が低下する。
入れし、１０時間以内に、８０〜１６０℃の温度で１〜
１０時間予備時効するのは、Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成しな
いうちに、中間相を析出させ、合金の強度、成形性を向
上させるためであり、焼入れ後２０℃以下の温度に１０
時間を越えて保持すると、Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成し、合
金の強度、成形性が低下するからである。そして予備時
効温度が８０℃未満ではＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、また
１６０℃を越えると安定相が析出することにより、合金
の強度、成形性が低下する。また予備時効時間が１時間
未満では中間相の析出が不充分であり、その後、室温に
おいてＧ．Ｐ．ゾーンが生成してしまう。一方１０時間
を越えると中間相が多量に析出して合金の強度が上がり
すぎ、成形性が低下する。
【００１３】
【実施例】以下本発明を実施例について説明する。表２
に示す化学成分（wt％）を有する三種類のＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系アルミニウム合金を通常の方法により溶解鋳造
し、所定の均質化処理を行い、４００℃で熱間圧延後、
冷間圧延して厚さ１mmの板材とした。この板材について
５６０℃で１時間溶体化処理し、表３に示す熱処理を施
した。即ち本発明熱処理は、溶体化処理後、８０℃、１
２０℃、１６０℃に焼入れし、その温度で５時間予備時
効した後、ベーキング処理（１８０℃×１時間）を行っ
た。また溶体化処理後水焼入れし、直ちに８０℃、１２
０℃、１６０℃に加熱して５時間予備時効した後、ベー
キング処理（１８０℃×１時間）を行った。尚比較のた
めに従来方法により溶体化処理後水焼入れしてＴ４処理
した後、ベーキング処理（１８０℃×１時間）を行っ
た。これらの板材について引張試験を行った。その結果
を表４及び表５に示す。
に示す化学成分（wt％）を有する三種類のＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系アルミニウム合金を通常の方法により溶解鋳造
し、所定の均質化処理を行い、４００℃で熱間圧延後、
冷間圧延して厚さ１mmの板材とした。この板材について
５６０℃で１時間溶体化処理し、表３に示す熱処理を施
した。即ち本発明熱処理は、溶体化処理後、８０℃、１
２０℃、１６０℃に焼入れし、その温度で５時間予備時
効した後、ベーキング処理（１８０℃×１時間）を行っ
た。また溶体化処理後水焼入れし、直ちに８０℃、１２
０℃、１６０℃に加熱して５時間予備時効した後、ベー
キング処理（１８０℃×１時間）を行った。尚比較のた
めに従来方法により溶体化処理後水焼入れしてＴ４処理
した後、ベーキング処理（１８０℃×１時間）を行っ
た。これらの板材について引張試験を行った。その結果
を表４及び表５に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】
【表５】
【００１８】表２〜５より明らかなように、本発明の熱
処理法で予備時効した合金は、従来の自然時効した合金
と比べて強度が高くなるにもかかわらず、伸びが向上す
る。またベーキング処理した場合でも従来の熱処理を施
した合金と比較して、本発明の熱処理で熱処理した合金
の強度はかなり優れていることが判る。
処理法で予備時効した合金は、従来の自然時効した合金
と比べて強度が高くなるにもかかわらず、伸びが向上す
る。またベーキング処理した場合でも従来の熱処理を施
した合金と比較して、本発明の熱処理で熱処理した合金
の強度はかなり優れていることが判る。
【００１９】
【発明の効果】このように本発明によれば、従来の熱処
理法で熱処理した合金と比較して特に伸びが優れてお
り、また強度においても向上するなど、自動車などの部
材の熱処理法として最適のものであり、その材料の成形
性及び強度の向上に貢献するところが大きい等顕著な効
果を奏する。
理法で熱処理した合金と比較して特に伸びが優れてお
り、また強度においても向上するなど、自動車などの部
材の熱処理法として最適のものであり、その材料の成形
性及び強度の向上に貢献するところが大きい等顕著な効
果を奏する。
【図１】本発明の熱処理工程を示す説明図である。
【図２】本発明の他の熱処理工程を示す説明図である。
１．溶体化処理 ２．焼入れ ３．予備時効
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 雄一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 都築 秀和 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板
を溶体化処理後、８０〜１６０℃の温度に焼入れしてそ
の温度で１〜１０時間予備時効することを特徴とするＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の熱処理法。 - 【請求項２】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板
を溶体化処理後、２０℃以下の温度に焼入れして１０時
間以内に８０〜１６０℃の温度で１〜１０時間予備時効
することを特徴とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム
合金板の熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13423392A JPH05302154A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13423392A JPH05302154A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の熱処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302154A true JPH05302154A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=15123542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13423392A Pending JPH05302154A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05302154A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5718780A (en) * | 1995-12-18 | 1998-02-17 | Reynolds Metals Company | Process and apparatus to enhance the paintbake response and aging stability of aluminum sheet materials and product therefrom |
| KR20040084497A (ko) * | 2003-03-28 | 2004-10-06 | 현대자동차주식회사 | 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재의 자연시효 억제방법 |
| JP2009041045A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Nippon Steel Corp | 塗装焼付け硬化性に優れたアルミニウム合金板及びその製造方法 |
| JP2009148822A (ja) | 2007-11-27 | 2009-07-09 | Nippon Steel Corp | 高強度アルミニウム合金板の温間プレス成形方法 |
| JP2020509171A (ja) * | 2016-12-16 | 2020-03-26 | ノベリス・インコーポレイテッドＮｏｖｅｌｉｓ Ｉｎｃ． | 自然時効硬化に耐性のある高強度および高成形性のアルミニウム合金ならびにその作製方法 |
| US10995397B2 (en) | 2016-12-16 | 2021-05-04 | Novelis Inc. | Aluminum alloys and methods of making the same |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP13423392A patent/JPH05302154A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5718780A (en) * | 1995-12-18 | 1998-02-17 | Reynolds Metals Company | Process and apparatus to enhance the paintbake response and aging stability of aluminum sheet materials and product therefrom |
| KR20040084497A (ko) * | 2003-03-28 | 2004-10-06 | 현대자동차주식회사 | 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 판재의 자연시효 억제방법 |
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| US10995397B2 (en) | 2016-12-16 | 2021-05-04 | Novelis Inc. | Aluminum alloys and methods of making the same |
| US11530473B2 (en) | 2016-12-16 | 2022-12-20 | Novelis Inc. | High strength and highly formable aluminum alloys resistant to natural age hardening and methods of making the same |
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