JPH0586467B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、成形用高力アルミニウム合金板に関
し、さらに詳しくは従来の2219合金に代表される
Cu、Mnを含有するアルミニウム合金板におい
て、軟化処理後、成形加工を施しても肌荒れの生
じない材料の製造法に関するものである。 （従来の技術） 一般に成形用高力アルミニウム合金は、航空機
その他の内外装板、機器の外装等に用いられ、通
常軟質材にて予備成形加工を施し、続いて溶体
化・焼入れ処理を行ない、焼入れ直後の強度が低
い短時間の間に最終成形加工を行なつた後、時効
処理を施して高強度とする製造工程が採用されて
いる。 （発明が解決しようとする問題点） しかし上記の従来の製造工程では、軟質材で１
〜10％程度の予備成形加工を受けた部分は、その
後の溶体化・焼入れ工程で著しく粗大な再結晶組
織となり、最終成形加工において肌荒れが発生
し、成形加工を不可能にしたり、ケミカル・ミリ
ング（Chemical Milling）性が悪く、製品の疲
労特性および強度低下の原因となつていた。 したがつて本発明の目的は、成形用高力アルミ
ニウム合金板、さらに詳しくは従来の2219合金に
代表されるCu，Mnを含有するアルミニウム合金
板を製造するに当り、軟質材の状態でも結晶粒が
微細であり、予備成形加工を施し、その後の溶体
化・焼入れ後の再結晶粒が粗大にならず、最終成
形加工後も均一微細な結晶粒を有して肌荒れの生
じない成形性の優れた材料の製造法を提供するこ
とにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは上記問題点を克服するため鋭意研
究を重ねた結果、成形加工性の優れたCu、Mnを
含有するアルミニウム合金を均質化処理後、圧延
を施した後、溶体化処理により添加元素をマトリ
ツクスに固溶させ、急冷後時効処理よりG.P.相あ
るいはθ′中間相が析出した状態において、さらに
適度の歪を加えることにより、次の軟化処理で微
細な再結晶粒が得られ、この状態で成形加工を施
し、さらに溶体化処理および最終成形加工を施し
ても肌荒れが生じないことを見出し、この知見に
基づき本発明を完成するに至つた。 すなわち本発明は、Cu及びMnを含有するアル
ミニウム合金を均質化処理後、圧延を施し、次い
でこれを470〜560℃の温度にて加熱保持後、室温
まで冷却し、次いで250℃以下の温度にて加熱保
持後、室温から250℃の温度の間で５〜50％の加
工を施し、次いで360〜500℃の温度で軟化するこ
とを特徴とする成形加工性に優れたアルミニウム
合金板の製造法を提供するものである。 本発明において、Cu，Mnを含有するアルミニ
ウム合金の鋳塊を均質化処理後、熱間圧延あるい
はさらに冷間圧延を行なつて板材とした後、まず
470〜560℃の温度で加熱保護し、好ましくは0.6
℃／min以上の冷却速度で、より好ましくは水焼
入れにより室温まで冷却を行なう。これは溶質原
子を過飽和に固溶させ、その後時効処理により
G.P.相あるいはθ′中間相が析出した状態にするた
めであるが、470℃未満の温度では充分な固溶が
できず、560℃を越える温度では共晶溶融が起り
好ましくない。また加熱保持時間は、数分間程度
でよいが、可能ならば充分な時間の保持が好まし
い。そして加熱保持後の冷却速度は、0.6℃／
min以下になるとθ安定相が析出して、再結晶粒
微細化の効果がなくなることがあるので好ましく
ない。また加熱保存後室温まで冷却するのは溶質
原子を十分に過飽和に固溶させるためである。 次いで250℃以下の温度にて加熱保持を施す時
効処理を行う。これはG.P.相またはθ′中間相の析
出を促進させることにあるが、250℃を越える温
度ではθ安定相の析出が起り好ましくない。また
加熱速度および保持時間は特に制限はなく適宜に
設定できる。 次いで室温から250℃の温度の間で５〜50％の
冷間あるいは温間加工、好ましくは室温にて10〜
30％の冷間加工を行なう。これは微細再結晶粒を
得るために必要な適度な量の転位を導入させるこ
とにあるが、５％未満の加工では転位の量が少な
く、50％を越える加工では転位の量が多くなり、
いずれも再結晶粒が大きくなるので好ましくな
い。またこの時の加工温度は、250℃の温度を越
えると、θ安定相の析出あるいは転位の消滅が起
り好ましくない。できれば室温にて10〜30％の冷
間加工が好ましい。 次いで急速加熱（およそ40℃／hr以上）により
360〜500℃の温度で軟化処理を行なう。これは急
速加熱により、加工で導入された転位を微細均一
なセル組織として分布させ、それを核として再結
晶を生じて、微細な再結晶組織を得るためであ
る。加熱速度時間が長い場合には、軟化温度への
加熱中に不均一析出が起ると共に、転位も完全に
消滅するかあるいは粗大な不均一サイズのセル組
織が残留し、結晶粒が粗大化するため好ましくな
い。また加熱温度は、360℃未満の温度では充分
に軟化されず、500℃を越える温度では結晶粒が
著しく成長するか、あるいは共晶溶融が起り好ま
しくない。そして加熱保持時間は、再結晶に必要
な時間でよく、高温側では数分〜数時間でよく、
低温側ではより長い保持時間が必要であるが、６
時間程度までの保持時間で充分である。なお軟化
後の冷却は、徐冷が好ましい。 本発明方法を適用できるCu及びMnを含有する
アルミニウム合金として好ましいのは、Cu3.9〜
6.8重量％、Mn0.2〜1.2重量％を含有し、残部ア
ルミニウムおよび不可避の不純物からなるもので
ある。 （実施例） 以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。 実施例 第１表に示す〜のAl−Cu−Mn系の合金を
通常の溶製法により鋳造し、Cu，Mnを含有する
アルミニウム合金の代表例とした。 各鋳塊を480℃の温度で24時間の均質化処理後、
450℃の温度より熱間圧延を行ない厚さ５mmの板
材を製造し、続いて冷間圧延を行なつて厚さ２mm
の板材とした。 これらの板材を本発明の条件、本発明の条件か
ら外れる条件（比較法）および従来から行なわれ
ている焼鈍処理の条件（従来法）で処理し、第２
表に示した試料を得た。第２表において試料No.１
〜No.18は、本発明の製造法によるもので、試料No.
19〜No.34は比較例で、試料No.35は従来のものであ
る。なお、いずれの場合も溶体化処理後および時
効処理後にそれぞれ一旦室温まで冷却した。 また、軟化処理はいずれも第２表の条件に80
℃／hrで加熱後、250℃まで250℃／hrの冷却速度
で徐冷して行なつた。 これらの各試料をさらに、10％、５％、の予備
成形加工（Ｌ方向 引張）を行ない、予備成形加
工しないもの（０％）を含めて、溶体化、焼入れ
処理し（535℃×1hr水焼入れ）、直ちに最終成形
加工（２〜５％Ｌ方向 引張）を行なつた。 第２表に示した各試料の最終成形加工後の肌荒
れの有無および結晶粒径を第３表に示す。 第３表から明らかなように、本発明の製造法に
よれば、軟化処理後の予備成形加工率が異なつて
も、最終成形加工後に肌荒れが発生せず、結晶粒
径も微細になつている。 なお比較例では、最終成形加工後に肌荒れまた
は割れが発生し、結晶粒径も粗大化している。

【表】

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【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 （発明の効果） 本発明によれば、軟化処理材で予備成形加工を
受けた部分は、後の溶体化・焼入れ処理でも微細
均一な再結晶組織であり、最終成形加工後でも肌
荒れが発生させないアルミニウム板材の製造が可
能となる。すなわち、本発明方法によれば成形加
工性の優れた高力アルミニウム合金板が得られ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Cu及びMnを含有するアルミニウム合金を均
   質化処理後、圧延を施し、次いでこれを470〜560
   ℃の温度にて加熱保持後、室温まで冷却し、次い
   で250℃以下の温度にて加熱保持後、室温から250
   ℃の温度の間で５〜50％の加工を施し、次いで
   360〜500℃の温度で軟化することを特徴とする成
   形加工性に優れたアルミニウム合金板の製造法。