JPH05345962A - 高成形性アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

高成形性アルミニウム合金板の製造方法

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JPH05345962A
JPH05345962A JP17924492A JP17924492A JPH05345962A JP H05345962 A JPH05345962 A JP H05345962A JP 17924492 A JP17924492 A JP 17924492A JP 17924492 A JP17924492 A JP 17924492A JP H05345962 A JPH05345962 A JP H05345962A
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aluminum alloy
elongation
alloy sheet
grain size
contg
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JP17924492A
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English (en)
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Satoru Shoji
了 東海林
Takahiro Tsubota
孝弘 坪田
Yoichiro Totsugi
洋一郎 戸次
Minoru Hayashi
稔 林
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JFE Steel Corp
Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のAl−Mg系合金板の伸びを改善して
冷延鋼板並みの40%程度とし、かつ熱間圧延性に優
れ、さらにリューダースマークの発生のない高成形性ア
ルミニウム合金板を製造する。 【構成】 Mg6〜10wt%、Cu0.2〜0.5wt
%、Be0.0001〜0.01wt%を含有し、かつM
n,Cr,Zr,Vのうち1種又は2種以上を合計0.
01〜0.2wt%含有し、更にTi0.005〜0.1
wt%又はTi0.005〜0.1wt%とB0.0000
1〜0.05wt%を含有し、残部が実質的にAlからな
るアルミニムウ合金の鋳塊を均質化処理後、所定の板厚
まで圧延し、次いで450〜550℃の温度で120秒
以内の加熱を施し、直ちに800℃/分以上の平均冷却
速度で急速冷却することにより、平均結晶粒径を20〜
120μmとするアルミニウム合金板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用のボディパネ
ル、エアクリーナ、オイルタンクなどの如く、強度と成
形性が要求される高成形性アルミニウム合金板の製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来一般に自動車用ボディパネルなどの
成形用板材としては冷延鋼板が多用されていたが、最近
では自動車車体を軽量化してその燃費を改善するため、
アルミニウム合金板を使用する要望が強まっている。こ
のような用途に使用されるアルミニウム合金板として
は、Al−Mg系の5052合金(Al−2.5wt%M
g−0.25wt%Cr)O材や、5182合金(Al−
4.5wt%Mg−0.35wt%Mn)O材、あるいはA
l−Cu系の2036合金(Al−2.6wt%Cu−
0.25wt%Mn−0.45wt%Mg)T4材、Al−
Mg−Si系の6009合金(Al−0.8wt%Si−
0.38wt%Cu−0.5wt%Mn−0.6wt%Mg)
T4材、6010合金(Al−1.0wt%Si−0.3
8wt%Cu−0.5wt%Mn−0.8wt%Mg)T4材
などがある。この内Al−Mg系の合金は成形性と強度
が共に優れているので、きびしい成形をうける部材にし
ばしば用いられている。
【0003】上記Al−Mg系の合金板は通常、鋳造→
均質化処理→熱間圧延→冷間圧延→焼鈍という工程で製
造される。そして必要に応じて冷間圧延の途中に中間焼
鈍を施すこともある。尚板の平坦性が特に要求される場
合は、焼鈍の後にテンションレベラー、ローラーレベラ
ー、スキンパス圧延等の手段により整直矯正が施される
こともある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のAl−Mg
系合金板は、アルミニウム合金として延性が優れている
が、その伸びは高々30%程度であり、冷延鋼板の伸び
が40%以上であるのに対して劣っている。このため特
に張出し、曲げ、伸び、フランジ加工など伸びが支配要
因とされる成形性が冷延鋼板に比べて劣っているのが実
情である。
【0005】さてAl−Mg系合金においてはMg含有
量が多いほど伸びが向上することが知られている。従っ
て伸びの向上のためMg含有量を従来の2.5〜5wt%
よりも多くした高Mg合金が検討されている。しかるに
Mg含有量を多くすると熱間圧延性が低下し、ついには
圧延が不可能になるという問題点がある。さらにMg含
有量を多くすることによるもう一つの問題点は成形時に
リューダースマーク(ストレッチャーストレインマー
ク)が発生しやすく、成形品の美観を損ねるという点で
ある。
【0006】
【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、従来のAl−Mg系合金板の伸びを改善し
て冷延鋼板並みの40%程度とし、かつ熱間圧延性が優
れ、さらにリューダースマークの発生のない高成形性ア
ルミニウム合金板の製造方法を開発したものである。
【0007】即ち本発明製造方法は、Mg6〜10wt%
(以下wt%を%と略記)、Cu0.2〜0.5%、Be
0.0001〜0.01%を含有し、かつMn,Cr,
Zr,Vのうち1種又は2種以上を合計0.01〜0.
2%含有し、更にTi0.005〜0.1%又はTi
0.005〜0.1%とB0.00001〜0.05%
を含有し、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニ
ウム合金の鋳塊を均質化処理した後、所定の板厚まで圧
延し、次いで450〜550℃の温度で120秒以内の
高温短時間加熱を施し、直ちに800℃/分以上の平均
冷却速度で急速冷却することにより、平均結晶粒径を2
0〜120μmとすることを特徴とするもので、アルミ
ニウム合金の不純物としてFe,Siをそれぞれ0.2
%以下に規制するとよい。
【0008】
【作用】まず本発明の合金成分を上記の如く限定した理
由について説明する。Mgは強度と伸びを付与するため
に添加するもので、その含有量を6〜10%と限定した
のは、6%未満では40%程度の伸びが得られず、10
%を越えると圧延性が急激に低下し、製造が困難となる
ためである。
【0009】Cuは強度及び伸びを向上させるために添
加するもので、その含有量を0.2〜0.5%と限定し
たのは、0.2%未満では効果が不十分であり、0.5
%を越えると熱間圧延性が劣化し、製造困難となるため
である。
【0010】Beは溶解鋳造時の溶湯酸化防止と、均質
化処理中の鋳塊の酸化によるMgの減失を防ぐために添
加するもので、その含有量を0.0001〜0.01%
と限定したのは、0.0001%未満ではその効果が不
十分であり、0.01%を越えると毒性が問題となるた
めである。
【0011】Mn,Cr,V,Zrは熱間圧延性を改善
するために添加するものである。本発明者等は種々検討
の結果、高Mg合金の熱間圧延性は、熱間圧延前、即ち
均質化処理後の鋳塊の結晶が粗大な場合に劣ることを知
見し、これに対してMn,Cr,V,Zrを添加するこ
とにより、均質化処理中の粗大結晶粒の成長を抑制し
て、熱間圧延性が顕著に向上することを見出した。そし
てこれらの1種又は2種以上を合計0.01〜0.2%
添加するが、これが0.01%未満では効果が不十分で
あり、0.2%を越えると粗大な金属間化合物を形成し
て伸びが低下する。
【0012】Ti、又はTi及びBは鋳塊組織の均一微
細化のために添加するもので、Tiが0.005%未満
ではその効果が少なく、0.1%を越えると粗大な金属
間化合物を形成して伸びが低下する。一方BはTiと共
存して鋳塊組織の微細化効果を更に高めるもので、0.
00001〜0.05%添加することが望ましい。しか
してBが0.00001%未満ではその効果が不十分で
あり、0.05%を越えると粗大なTiB2 粒子を形成
して伸びが低下する。
【0013】Fe,Siは不純物として含まれるもの
で、これらはそれぞれ0.2%以下に制限するのが良好
である。しかしてこれらの含有量がそれぞれ0.2%を
越えると、FeとSiは金属間化合物を形成するため伸
びを劣化させる。尚その他の不純物(ZnやPbなど)
は合計0.3%以下ならば本発明の効果を損なうことは
ない。
【0014】次に本発明の製造条件について説明する。
まず上述のような成分組成のアルミニウム合金の鋳塊に
対して、常法により均質化処理を施す。この均質化処理
により溶質原子の分布均一化を図り、強度、延性の向
上、及び焼鈍後の組織を均一化することができる。しか
してその温度が450℃未満では効果が不十分であり、
600℃を越えるとバーニング(局部溶融)を生ずるお
それがある。
【0015】次に常法に従い熱間圧延及び冷間圧延によ
り所定の板厚とし、その後連続焼鈍炉(CAL)などに
より450〜550℃の温度で120秒以内の高温短時
間加熱を施し、直ちに800℃/分以上の平均冷却速度
で急速冷却することにより、平均結晶粒径20〜120
μmの再結晶組織とする。
【0016】ここで再結晶粒径を20〜120μmと制
限した理由は、再結晶粒径が20μm未満であると、本
発明のような高Mgの合金ではリューダースマークの発
生が顕著となると共に伸びが低下する。逆に再結晶粒径
が120μmを越えると成形品の肌荒れが顕著となると
同時に、やはり伸びが低下する。伸びの最も大きくなる
のは結晶粒径が50〜80μmの範囲である。
【0017】このような理由で再結晶粒径20〜120
μmの範囲とする必要があり、このため最終冷間圧延
後、連続焼鈍炉(CAL)などにより、450〜550
℃の温度で120秒以下の高温短時間焼鈍を施す。
【0018】この際加熱温度が450℃未満では再結晶
が不十分か、あるいは再結晶しても結晶粒が20μm未
満であり、伸びが少なくリューダースマークも発生す
る。他方加熱温度が550℃を越えるか、又は加熱時間
が120秒を越えると、再結晶粒が粗大化して120μ
mを越えたり、バーニングを起したりするので不適当で
ある。
【0019】加熱後、直ちに800℃/分以上の平均冷
却速度で急速冷却する。これは冷却速度がこれより遅い
とMg原子による転位の固着がおこり、リューダースマ
ークが発生しやすいからである。この冷却は空冷、水
冷、ミスト冷却のいずれでもよい。
【0020】このような熱処理を施した後、必要に応じ
てテンションレベラー、ローラーレベラー等の手段によ
り整直矯正を施しても良い。
【0021】
【実施例】次に本発明を実施例について説明する。
【0022】(実施例1)表1に示す組成のアルミニウ
ム合金を常法に従い、DC鋳造し、520℃で4時間の
均質化処理後、開始温度450℃で板厚5mmまで熱間圧
延し、更に板厚1mmまで冷間圧延した。次いで連続焼鈍
炉により530℃、10秒間加熱して再結晶させた後、
直ちに平均冷却速度1200℃/分で空冷した。
【0023】このようにして得られたアルミニウム合金
板の平均結晶粒径を測定し、更に引張試験により引張強
さ、耐力、伸び、リューダースマークの発生状況を調査
した。それらの結果を表2に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】表2より明らかなように、本発明例No.1
〜5は熱間圧延性が良好であり、伸びも40〜42%と
高い。これに対しMg,Cu量の少ない比較例No.6、
Mn,Cr,Zr,Vの合計量の多い比較例No.8、F
e,Siの多い比較例No.10は伸びが低く、またM
n,Cr,Zr,Vの少ない比較例No.7、Cuの多い
比較例No.9、Mgの多い比較例No.11は熱間圧延で
割れが発生し、製造不能であった。
【0027】(実施例2)実施例1のNo.3の合金のD
C鋳塊を500℃で8時間均質化処理した後、開始温度
470℃で板厚4mmまで熱間圧延し、更に板厚1.2mm
まで冷間圧延した。これを表3に示す種々の条件で焼鈍
した。
【0028】このようにして得られたアルミニウム合金
板の平均結晶粒径を測定し、更に、引張試験により引張
強さ、耐力、伸び、リューダースマークの発生状況を調
査した。それらの結果を表3に示す。
【0029】
【表3】
【0030】表3より明らかなように、本発明例No.1
2〜14は伸びが40〜42%と高く、リューダースマ
ークの発生もない。これに対し加熱温度の低い比較例N
o.15は結晶粒径が12μmと小さく、リューダースマ
ークが発生した。また冷却の遅い比較例No.16、加熱
温度と冷却速度の低い比較例No.18はいずれもリュー
ダースマークが発生し、加熱時間の長い比較例No.17
は結晶粒が粗大化し、伸びが劣り、更に肌荒れも顕著で
あった。
【0031】
【発明の効果】このように本発明によれば、伸びが大き
く成形性に優れ、熱間圧延性が良好で生産性に優れ、か
つリューダースマークの発生のない高成形性アルミニウ
ム合金板が得られる等工業上顕著な効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪田 孝弘 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河アルミニウム工業株式会社内 (72)発明者 戸次 洋一郎 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河アルミニウム工業株式会社内 (72)発明者 林 稔 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河アルミニウム工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Mg6〜10wt%、Cu0.2〜0.5
    wt%、Be0.0001〜0.01wt%を含有し、かつ
    Mn,Cr,Zr,Vのうち1種又は2種以上を合計
    0.01〜0.2wt%含有し、更にTi0.005〜
    0.1wt%又はTi0.005〜0.1wt%とB0.0
    0001〜0.05wt%を含有し、残部Alと不可避的
    不純物からなるアルミニウム合金の鋳塊を均質化処理し
    た後、所定の板厚まで圧延し、次いで450〜550℃
    の温度で120秒以内の高温短時間加熱を施し、直ちに
    800℃/分以上の平均冷却速度で急速冷却することに
    より、平均結晶粒径を20〜120μmとすることを特
    徴とする高成形性アルミニウム合金板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記アルミニウム合金の不純物としての
    Fe,Siをそれぞれ0.2wt%以下に規制したことを
    特徴とする請求項1記載の高成形性アルミニウム合金板
    の製造方法。
JP17924492A 1992-06-12 1992-06-12 高成形性アルミニウム合金板の製造方法 Pending JPH05345962A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681034A1 (en) * 1994-05-06 1995-11-08 The Furukawa Electric Co., Ltd. A method of manufacturing an aluminum alloy sheet for body panel and the alloy sheet manufactured thereby

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681034A1 (en) * 1994-05-06 1995-11-08 The Furukawa Electric Co., Ltd. A method of manufacturing an aluminum alloy sheet for body panel and the alloy sheet manufactured thereby

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