JPH0770687A - 成形加工用高強度アルミニウム合金 - Google Patents
成形加工用高強度アルミニウム合金Info
- Publication number
- JPH0770687A JPH0770687A JP24355393A JP24355393A JPH0770687A JP H0770687 A JPH0770687 A JP H0770687A JP 24355393 A JP24355393 A JP 24355393A JP 24355393 A JP24355393 A JP 24355393A JP H0770687 A JPH0770687 A JP H0770687A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- high strength
- forming
- aluminum alloy
- press formability
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度で、プレス成形性を向上させた成形
用アルミニウム合金を提供する。 【構成】 重量%で、Mg:4〜6%、Cu:0.0
5〜0.40%、Fe:0.05〜0.15%、Si:
0.10〜0.20%を含有し、所望により、Zn:
0.10〜0.60%、Mn:0.05〜0.15%、
Cr:0.05〜0.15%、Zr:0.05〜0.1
5%の1種以上を含有し、かつ、FeとSiの含有量の
比が、1≦Si/Fe≦2の範囲にあり、さらに必要に
応じて、Ti:0.005〜0.15%、B:0.00
01〜0.004%、Be:0.0001〜0.03%
の1種以上を含有する成形加工用高強度アルミニウム合
金。 【効果】 高い強度を確保した上で、絞り、張出し性
を含めたプレス成形性を向上させることができ、自動車
用ボディシート材に好適な材料が得られる。
用アルミニウム合金を提供する。 【構成】 重量%で、Mg:4〜6%、Cu:0.0
5〜0.40%、Fe:0.05〜0.15%、Si:
0.10〜0.20%を含有し、所望により、Zn:
0.10〜0.60%、Mn:0.05〜0.15%、
Cr:0.05〜0.15%、Zr:0.05〜0.1
5%の1種以上を含有し、かつ、FeとSiの含有量の
比が、1≦Si/Fe≦2の範囲にあり、さらに必要に
応じて、Ti:0.005〜0.15%、B:0.00
01〜0.004%、Be:0.0001〜0.03%
の1種以上を含有する成形加工用高強度アルミニウム合
金。 【効果】 高い強度を確保した上で、絞り、張出し性
を含めたプレス成形性を向上させることができ、自動車
用ボディシート材に好適な材料が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度でプレス成形
性に優れた成形加工用高強度アルミニウム合金に関する
ものである。
性に優れた成形加工用高強度アルミニウム合金に関する
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】従来、
自動車ボディパネル材には、成形加工性が良好な冷延軟
鋼板が用いられてきたが、車体の軽量化のためAl合金
板が使用されつつある。このAl合金板に用いられる材
料としては、成形性が良好で、熱処理を行わなくとも高
い強度が得られるAl−Mg系合金が実用化されてい
る。このAl−Mg系合金は、強度の点では従来の冷延
軟鋼板と同程度であるが、プレス成形性では劣ってお
り、これまでこの合金のプレス成形性を少しでも向上さ
せるために種々の改善提案がなされている。
自動車ボディパネル材には、成形加工性が良好な冷延軟
鋼板が用いられてきたが、車体の軽量化のためAl合金
板が使用されつつある。このAl合金板に用いられる材
料としては、成形性が良好で、熱処理を行わなくとも高
い強度が得られるAl−Mg系合金が実用化されてい
る。このAl−Mg系合金は、強度の点では従来の冷延
軟鋼板と同程度であるが、プレス成形性では劣ってお
り、これまでこの合金のプレス成形性を少しでも向上さ
せるために種々の改善提案がなされている。
【0003】しかしながら、現状では、冷延軟鋼板に比
べて十分なプレス成形性が得られるまでには至っておら
ず、従来合金に比較してプレス成形性に優れた高強度A
l−Mg系合金板の開発が望まれている。この発明は、
上記事情を背景としてなされたものであり、自動車用ボ
ディ材として十分な強度を確保した上でプレス成形性を
向上させたアルミニウム合金を提供することを目的とす
る。
べて十分なプレス成形性が得られるまでには至っておら
ず、従来合金に比較してプレス成形性に優れた高強度A
l−Mg系合金板の開発が望まれている。この発明は、
上記事情を背景としてなされたものであり、自動車用ボ
ディ材として十分な強度を確保した上でプレス成形性を
向上させたアルミニウム合金を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Mgを4
〜6%、Fe:0.05〜0.2%、Si:0.05〜
0.2%を含有するAl−Mg合金板の強度、プレス成
形性に及ぼす添加元素の影響について、種々検討した。
この結果、Al−Mg系合金において通常、FeとSi
の含有量比(Si/Fe)が0.25〜0.50である
のに対し、Siを添加して1≦Si/Fe≦2の範囲に
するととともに、Fe、Si量を規制することにより合
金板のプレス成形性が向上することを見い出した。本発
明は、この知見に基づいてなされたものである。
〜6%、Fe:0.05〜0.2%、Si:0.05〜
0.2%を含有するAl−Mg合金板の強度、プレス成
形性に及ぼす添加元素の影響について、種々検討した。
この結果、Al−Mg系合金において通常、FeとSi
の含有量比(Si/Fe)が0.25〜0.50である
のに対し、Siを添加して1≦Si/Fe≦2の範囲に
するととともに、Fe、Si量を規制することにより合
金板のプレス成形性が向上することを見い出した。本発
明は、この知見に基づいてなされたものである。
【0005】すなわち、第1の発明の成形加工用高強度
アルミニウム合金は、重量%で、Mg:4〜6%、C
u:0.05〜0.40%、Fe:0.05〜0.15
%、Si:0.10〜0.20%を含有し、かつ、Fe
とSiの含有量の比が、1≦Si/Fe≦2の範囲にあ
り、さらに必要に応じて、Ti:0.005〜0.15
%、B:0.0001〜0.004%、Be:0.00
01〜0.03%の1種以上を含有し、残部がAlおよ
び不可避不純物からなることを特徴とする。
アルミニウム合金は、重量%で、Mg:4〜6%、C
u:0.05〜0.40%、Fe:0.05〜0.15
%、Si:0.10〜0.20%を含有し、かつ、Fe
とSiの含有量の比が、1≦Si/Fe≦2の範囲にあ
り、さらに必要に応じて、Ti:0.005〜0.15
%、B:0.0001〜0.004%、Be:0.00
01〜0.03%の1種以上を含有し、残部がAlおよ
び不可避不純物からなることを特徴とする。
【0006】また、第2の発明は、上記組成に加え、さ
らにZn:0.10〜0.60%を含有することを特徴
とする。第3の発明は、第1又は第2の発明の組成に加
え、さらに、Mn:0.05〜0.15%、Cr:0.
05〜0.15%、Zr:0.05〜0.15%の1種
以上を含有することを特徴とする。
らにZn:0.10〜0.60%を含有することを特徴
とする。第3の発明は、第1又は第2の発明の組成に加
え、さらに、Mn:0.05〜0.15%、Cr:0.
05〜0.15%、Zr:0.05〜0.15%の1種
以上を含有することを特徴とする。
【0007】
【作用】次に、本発明に関する高強度成形加工用アルミ
ニウム合金の含有成分の作用及び成分限定理由について
説明する。 Mg:4〜6% Mgは本発明合金の基本成分であって、その添加量が高
くなるほど強度及び延性が向上する。その作用を十分に
得るためには4%以上の添加が必要である。しかし、6
%を越えて添加すると高温延性が低下し、熱間圧延割れ
が生じ易くなる。そこで添加量を4〜6%に定めた。
ニウム合金の含有成分の作用及び成分限定理由について
説明する。 Mg:4〜6% Mgは本発明合金の基本成分であって、その添加量が高
くなるほど強度及び延性が向上する。その作用を十分に
得るためには4%以上の添加が必要である。しかし、6
%を越えて添加すると高温延性が低下し、熱間圧延割れ
が生じ易くなる。そこで添加量を4〜6%に定めた。
【0008】Fe:0.05〜0.15% Si:0.10〜0.20% Fe,Siは均質化処理時あるいは熱間圧延温度への加
熱時の結晶粒の粗大化を抑制し、さらに熱間圧延中の再
結晶粒の粗大化を防止して、熱間圧延性の低下を防止す
る。この作用を得るためには、含有量がそれぞれ0.0
5、0.10%未満では、充分でなく、含有量が高いほ
ど効果が大きい。しかし、それぞれ、0.15、0.2
0%を越えると延性が低下し、プレス成形性が劣化する
ようになることから、それぞれの含有量をFe:0.0
5〜0.15%、Si:0.10〜0.20%に定め
た。さらに、FeとSiの含有量の割合を1≦Si/F
e≦2の範囲とする。これは、Fe、Si量が上記範囲
にあり、かつSi/Fe比が1以上、2以下の範囲にあ
ると、Al−Fe化合物はAl−Fe−Si化合物とな
りFeによるプレス成形性の劣化が改善され、かつ微細
なMg2Siの分散が生じ、これによりプレス成形性、
特に張り出し性が向上するためである。上記比が1未満
では前記効果が不十分であり、2を越えるとSiを含む
粗大な金属間化合物を生じ成形性を劣化させるため、F
eとSiの比を一定範囲に定めた。
熱時の結晶粒の粗大化を抑制し、さらに熱間圧延中の再
結晶粒の粗大化を防止して、熱間圧延性の低下を防止す
る。この作用を得るためには、含有量がそれぞれ0.0
5、0.10%未満では、充分でなく、含有量が高いほ
ど効果が大きい。しかし、それぞれ、0.15、0.2
0%を越えると延性が低下し、プレス成形性が劣化する
ようになることから、それぞれの含有量をFe:0.0
5〜0.15%、Si:0.10〜0.20%に定め
た。さらに、FeとSiの含有量の割合を1≦Si/F
e≦2の範囲とする。これは、Fe、Si量が上記範囲
にあり、かつSi/Fe比が1以上、2以下の範囲にあ
ると、Al−Fe化合物はAl−Fe−Si化合物とな
りFeによるプレス成形性の劣化が改善され、かつ微細
なMg2Siの分散が生じ、これによりプレス成形性、
特に張り出し性が向上するためである。上記比が1未満
では前記効果が不十分であり、2を越えるとSiを含む
粗大な金属間化合物を生じ成形性を劣化させるため、F
eとSiの比を一定範囲に定めた。
【0009】Cu:0.05〜0.40% Cuは強度を向上させる元素であり、とくに成形加工後
塗装焼付けしたときの強度低下を防止する。しかし、含
有量が0.05%未満では十分な効果が得られず、一方
0.40%を越えると、延性を低下させる。なお添加量
が0.1%未満であればCuは延性も向上するので含有
量は0.05〜0.10%とすることが一層好ましい。 Zn:0.10〜0.60% Znは板材を成形後塗装焼付けする際の加熱による強度
低下を抑制する。また塗装下地処理性を向上させ、塗装
板の耐食性を向上させる元素であるので所望により添加
する。しかし、添加量が0.60%を越えると、成形性
が低下し、また合金板自体の耐食性が劣化する。一方
0.10%未満の添加量では上記の効果が認められな
い。そこでZnの含有量を0.10〜0.60%に定め
た。
塗装焼付けしたときの強度低下を防止する。しかし、含
有量が0.05%未満では十分な効果が得られず、一方
0.40%を越えると、延性を低下させる。なお添加量
が0.1%未満であればCuは延性も向上するので含有
量は0.05〜0.10%とすることが一層好ましい。 Zn:0.10〜0.60% Znは板材を成形後塗装焼付けする際の加熱による強度
低下を抑制する。また塗装下地処理性を向上させ、塗装
板の耐食性を向上させる元素であるので所望により添加
する。しかし、添加量が0.60%を越えると、成形性
が低下し、また合金板自体の耐食性が劣化する。一方
0.10%未満の添加量では上記の効果が認められな
い。そこでZnの含有量を0.10〜0.60%に定め
た。
【0010】Mn:0.05〜0.15% Cr:0.05〜0.15% Zr:0.05〜0.15% Mn,Cr,Zrは均質化処理時あるいはソーキング時
の結晶粒の粗大化を抑制し、さらに熱間圧延中の再結晶
粒の粗大化を抑制して、熱間圧延割れを防止する。さら
に溶体化処理後の再結晶粒の微細化と強度向上にも有効
であるので所望により添加する。しかし、いずれも0.
05%未満ではこれらの効果がなく、また、0.15%
を越えると再結晶粒が微細になり過ぎてストレッチャー
ストレインマークが発生し易くなる。さらに、伸びも低
下し、プレス成形性が劣化するようになるので、Mn、
Cr、Zrの含有量を上記に定めた。なお、同様の理由
で、総量を0.05≦Mn+Cr+Zr≦0.15に規
制するのが望ましい。
の結晶粒の粗大化を抑制し、さらに熱間圧延中の再結晶
粒の粗大化を抑制して、熱間圧延割れを防止する。さら
に溶体化処理後の再結晶粒の微細化と強度向上にも有効
であるので所望により添加する。しかし、いずれも0.
05%未満ではこれらの効果がなく、また、0.15%
を越えると再結晶粒が微細になり過ぎてストレッチャー
ストレインマークが発生し易くなる。さらに、伸びも低
下し、プレス成形性が劣化するようになるので、Mn、
Cr、Zrの含有量を上記に定めた。なお、同様の理由
で、総量を0.05≦Mn+Cr+Zr≦0.15に規
制するのが望ましい。
【0011】本発明のアルミニウム合金には、上記元素
の外、必要に応じて次の元素を添加してもよい。 Ti:0.005〜0.15% B :0.0001〜0.004% Be:0.0001〜0.03% Ti,Bは鋳造割れの防止と鋳塊の結晶粒の微細化に効
果があり、十分な効果を得るために、Tiで0.005
%以上、Bで0.0001%以上添加する。但し、Ti
で0.15%、Bで0.004%を越えると、プレス成
形性が低下するようになることから、それぞれ0.00
5〜0.15%、0.0001〜0.004%とする。
Beは湯流れ性を改善し、鋳造性を向上させる元素であ
るが、その添加量は0.0001%未満では充分な効果
が得られず、一方0.03%を越えて添加してもそれ以
上効果が増加せず、またその毒性が問題になるため、含
有量は0.0001〜0.03%とした。
の外、必要に応じて次の元素を添加してもよい。 Ti:0.005〜0.15% B :0.0001〜0.004% Be:0.0001〜0.03% Ti,Bは鋳造割れの防止と鋳塊の結晶粒の微細化に効
果があり、十分な効果を得るために、Tiで0.005
%以上、Bで0.0001%以上添加する。但し、Ti
で0.15%、Bで0.004%を越えると、プレス成
形性が低下するようになることから、それぞれ0.00
5〜0.15%、0.0001〜0.004%とする。
Beは湯流れ性を改善し、鋳造性を向上させる元素であ
るが、その添加量は0.0001%未満では充分な効果
が得られず、一方0.03%を越えて添加してもそれ以
上効果が増加せず、またその毒性が問題になるため、含
有量は0.0001〜0.03%とした。
【0012】
【実施例】表1に示す組成の合金を溶解し、DC鋳造し
た。鋳塊を430℃に加熱し、同温度に16時間保持し
た。さらに510℃まで加熱し、同温度に16時間保持
後冷却した。ついで表面を面削後500℃に加熱し、熱
間圧延して8mm厚さの板材とした。つぎに、この板材
を350℃で4時間焼鈍後、冷間圧延して、1mm厚さ
の板材とした。つぎにこの板材を530℃に保持したソ
ルトバス中に10秒浸漬後水焼入した。
た。鋳塊を430℃に加熱し、同温度に16時間保持し
た。さらに510℃まで加熱し、同温度に16時間保持
後冷却した。ついで表面を面削後500℃に加熱し、熱
間圧延して8mm厚さの板材とした。つぎに、この板材
を350℃で4時間焼鈍後、冷間圧延して、1mm厚さ
の板材とした。つぎにこの板材を530℃に保持したソ
ルトバス中に10秒浸漬後水焼入した。
【0013】その後、引張試験を行い、機械的性質、ス
トレッチャー・ストレインマーク及び肌荒れ状況を調べ
た。また、プレス成形性を調べるため張出し成形試験と
絞り成形試験を行った。張出し成形試験は100mm径
の球頭ポンチで張出し、また絞り成形試験は84mm径
の円板を40mm径×R8のポンチ、42.5mm径×
R8のダイスで深絞りし、いずれも破断時の成形高さで
評価した。これらの結果を表2に示した。
トレッチャー・ストレインマーク及び肌荒れ状況を調べ
た。また、プレス成形性を調べるため張出し成形試験と
絞り成形試験を行った。張出し成形試験は100mm径
の球頭ポンチで張出し、また絞り成形試験は84mm径
の円板を40mm径×R8のポンチ、42.5mm径×
R8のダイスで深絞りし、いずれも破断時の成形高さで
評価した。これらの結果を表2に示した。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】表2から明らかなように、発明合金では、
強度および伸びに優れており、また目標とする絞り高さ
14mm以上、張出し高さ35mm以上のいずれも達成
しており、プレス成形性にも優れていた。一方、比較合
金では、強度が高いNo.10、11ではプレス成形性
に劣っており、No.12では肌荒れが発生していた。
またNo.13、15は強度、プレス成形性ともに劣っ
ていた。
強度および伸びに優れており、また目標とする絞り高さ
14mm以上、張出し高さ35mm以上のいずれも達成
しており、プレス成形性にも優れていた。一方、比較合
金では、強度が高いNo.10、11ではプレス成形性
に劣っており、No.12では肌荒れが発生していた。
またNo.13、15は強度、プレス成形性ともに劣っ
ていた。
【0017】以上説明したように、本発明の成形加工用
高強度アルミニウム合金によれば、重量%で、Mg:4
〜6%、Cu:0.05〜0.40%、Fe:0.05
〜0.15%、Si:0.10〜0.20%を含有し、
所望によりZn:0.10〜0.60%、Mn:0.0
5〜0.15%、Cr:0.05〜0.15%、Zr:
0.05〜0.15%の1種以上を含有し、かつ、Fe
とSiの含有量の比が、1≦Si/Fe≦2の範囲にあ
り、さらに必要に応じて、Ti:0.005〜0.15
%、B:0.0001〜0.004%、Be:0.00
01〜0.03%の1種以上を含有し、残部がAlおよ
び不可避不純物からなるので、十分な強度を確保した上
で、プレス成形性を向上させることができる。したがっ
て、強度、成形性で過酷な条件が課せられる自動車用ボ
ディ材として好適な材料を提供することができる
高強度アルミニウム合金によれば、重量%で、Mg:4
〜6%、Cu:0.05〜0.40%、Fe:0.05
〜0.15%、Si:0.10〜0.20%を含有し、
所望によりZn:0.10〜0.60%、Mn:0.0
5〜0.15%、Cr:0.05〜0.15%、Zr:
0.05〜0.15%の1種以上を含有し、かつ、Fe
とSiの含有量の比が、1≦Si/Fe≦2の範囲にあ
り、さらに必要に応じて、Ti:0.005〜0.15
%、B:0.0001〜0.004%、Be:0.00
01〜0.03%の1種以上を含有し、残部がAlおよ
び不可避不純物からなるので、十分な強度を確保した上
で、プレス成形性を向上させることができる。したがっ
て、強度、成形性で過酷な条件が課せられる自動車用ボ
ディ材として好適な材料を提供することができる
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、Mg:4〜6%、Cu:0.
05〜0.40%、Fe:0.05〜0.15%、S
i:0.10〜0.20%を含有し、かつ、FeとSi
の含有量の比が、1≦Si/Fe≦2の範囲にあり、さ
らに必要に応じて、Ti:0.005〜0.15%、
B:0.0001〜0.004%、Be:0.0001
〜0.03%の1種以上を含有し、残部がAlおよび不
可避不純物からなる成形加工用高強度アルミニウム合金 - 【請求項2】 請求項1記載の組成に加え、さらにZ
n:0.10〜0.60%を含有することを特徴とする
成形加工用高強度アルミニウム合金 - 【請求項3】 請求項1または2記載の組成に加え、さ
らに、Mn:0.05〜0.15%、Cr:0.05〜
0.15%、Zr:0.05〜0.15%の1種以上を
含有することを特徴とする成形加工用高強度アルミニウ
ム合金
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24355393A JPH0770687A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 成形加工用高強度アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24355393A JPH0770687A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 成形加工用高強度アルミニウム合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0770687A true JPH0770687A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=17105578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24355393A Pending JPH0770687A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 成形加工用高強度アルミニウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0770687A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1419280B2 (en) † | 2001-08-13 | 2014-01-15 | Aleris Aluminum Duffel BVBA | Aluminium-magnesium alloy product |
CN112430767A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-03-02 | 山东兖矿轻合金有限公司 | 一种大规格空心铸锭及铸锭方法 |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP24355393A patent/JPH0770687A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1419280B2 (en) † | 2001-08-13 | 2014-01-15 | Aleris Aluminum Duffel BVBA | Aluminium-magnesium alloy product |
CN112430767A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-03-02 | 山东兖矿轻合金有限公司 | 一种大规格空心铸锭及铸锭方法 |
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