JPH08296011A - 塗膜焼付硬化性及び常温安定性に優れた高速成形用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents
塗膜焼付硬化性及び常温安定性に優れた高速成形用アルミニウム合金板の製造方法Info
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- JPH08296011A JPH08296011A JP12036995A JP12036995A JPH08296011A JP H08296011 A JPH08296011 A JP H08296011A JP 12036995 A JP12036995 A JP 12036995A JP 12036995 A JP12036995 A JP 12036995A JP H08296011 A JPH08296011 A JP H08296011A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、焼付硬化性と常温安定性に優れた
高速成形用アルミニウム合金の製造方法を目的とする。 【構成】 Ｍｇ：０．６〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ：０．３
ｗｔ％以上、Ｃｕ：１ｗｔ％以下（０を含む）を含有
し、かつＳｉ／Ｍｇ重量比が０．５８７以下であり、残
部が実質的にＡｌからなるアルミニウム合金を鋳造し、
得られた鋳塊を４００℃以上５８０℃以下の温度範囲で
均質化処理後、熱間圧延し、４０％以上の圧下率で冷間
圧延後、４５０℃以上５８０℃未満に加熱し、この温度
範囲に１０ｓｅｃ以上１００ｓｅｃ未満の時間保持後、
３℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却
し、８０℃以上１３０℃未満で５時間以上４８時間未満
の熱処理を行うことを特徴とする高速成形用アルミニウ
ム合金板の製造方法。
高速成形用アルミニウム合金の製造方法を目的とする。 【構成】 Ｍｇ：０．６〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ：０．３
ｗｔ％以上、Ｃｕ：１ｗｔ％以下（０を含む）を含有
し、かつＳｉ／Ｍｇ重量比が０．５８７以下であり、残
部が実質的にＡｌからなるアルミニウム合金を鋳造し、
得られた鋳塊を４００℃以上５８０℃以下の温度範囲で
均質化処理後、熱間圧延し、４０％以上の圧下率で冷間
圧延後、４５０℃以上５８０℃未満に加熱し、この温度
範囲に１０ｓｅｃ以上１００ｓｅｃ未満の時間保持後、
３℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却
し、８０℃以上１３０℃未満で５時間以上４８時間未満
の熱処理を行うことを特徴とする高速成形用アルミニウ
ム合金板の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速成形用アルミニウ
ム合金板の製造方法に関し、より詳しくは、自動車ボデ
ィ用、家電用、機械部品用等で、塗膜焼付硬化性および
常温安定性に優れたプレス成形などの高速成形用アルミ
ニウム合金板の製造方法に関する。
ム合金板の製造方法に関し、より詳しくは、自動車ボデ
ィ用、家電用、機械部品用等で、塗膜焼付硬化性および
常温安定性に優れたプレス成形などの高速成形用アルミ
ニウム合金板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車ボディ用材料としては、主
として冷延鋼板が用いられていた。しかしながら、近年
自動車の軽量化の要請が高まったことから、アルミニウ
ム合金板の使用が検討されている。
として冷延鋼板が用いられていた。しかしながら、近年
自動車の軽量化の要請が高まったことから、アルミニウ
ム合金板の使用が検討されている。
【０００３】一般に自動車ボディ用材料は、プレス成形
性に優れること、耐デント性の観点から成形パネルの耐
力が高いこと等が要求される。例えば特公昭５６−３１
８６０号公報には、ｗｔ％で、Ｍｇ：３．５〜５．５
％、Ｚｎ：０．５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜１．２
％、更に、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖを１種または２種以上
含有する強度の高い成形性に優れたアルミニウム合金が
提案されている。
性に優れること、耐デント性の観点から成形パネルの耐
力が高いこと等が要求される。例えば特公昭５６−３１
８６０号公報には、ｗｔ％で、Ｍｇ：３．５〜５．５
％、Ｚｎ：０．５〜２．０％、Ｃｕ：０．３〜１．２
％、更に、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖを１種または２種以上
含有する強度の高い成形性に優れたアルミニウム合金が
提案されている。
【０００４】しかしながら、このように高いＭｇの含有
量は、熱間圧延性を急激に低下させ、製造歩留りを含む
製造性を悪化させ、アルミニウム合金板の製造コストア
ップの主な原因となっている。さらにプレス成形する際
に、Ｍｇの含有量に比例してストレッチャー・ストレイ
ンマークの発生がより顕著になるので、重大な欠陥とな
っている。
量は、熱間圧延性を急激に低下させ、製造歩留りを含む
製造性を悪化させ、アルミニウム合金板の製造コストア
ップの主な原因となっている。さらにプレス成形する際
に、Ｍｇの含有量に比例してストレッチャー・ストレイ
ンマークの発生がより顕著になるので、重大な欠陥とな
っている。
【０００５】一方、６０００系で代表されるＭｇ含有量
が２％以下の合金では、Ｍｇ含有量が少ないので熱間圧
延性に優れ、またストレッチャー・ストレインの問題も
少なくなるが、プレス成形性が鋼板に比較すると極めて
劣り、適用部材が限られるという問題がある。また、こ
の種の合金には、常温においてＧＰゾーンまたはＧＰＢ
ゾーンなどが生成し、特性が安定しないという問題もあ
る。
が２％以下の合金では、Ｍｇ含有量が少ないので熱間圧
延性に優れ、またストレッチャー・ストレインの問題も
少なくなるが、プレス成形性が鋼板に比較すると極めて
劣り、適用部材が限られるという問題がある。また、こ
の種の合金には、常温においてＧＰゾーンまたはＧＰＢ
ゾーンなどが生成し、特性が安定しないという問題もあ
る。
【０００６】近年、省エネルギーの観点から自動車ボデ
ィの塗装工程における塗膜焼付温度が低下してきている
が、１７０℃×２０ｍｉｎ程度の焼付処理によっても、
十分な塗膜焼付硬化性を確保し得る材料が求められてい
る。
ィの塗装工程における塗膜焼付温度が低下してきている
が、１７０℃×２０ｍｉｎ程度の焼付処理によっても、
十分な塗膜焼付硬化性を確保し得る材料が求められてい
る。
【０００７】６０００系のアルミニウム合金にこの塗膜
焼付硬化性を付与するために、例えば特開昭６２ー８９
８５２号公報、特開昭６２ー１７７１４３号公報、特開
平２ー２０５６６０号公報、特開平５ー１１２８３９号
公報、特開平５ー１２５５０５号公報などには、溶体化
処理後、直接または一度常温まで冷却した後、低温熱処
理を施す製造方法が開示されている。しかし、これらの
公報に開示されている方法で製造されるアルミニウム合
金板は、鋼板や５０００系のアルミニウム合金に比較
し、その成形性が劣る。
焼付硬化性を付与するために、例えば特開昭６２ー８９
８５２号公報、特開昭６２ー１７７１４３号公報、特開
平２ー２０５６６０号公報、特開平５ー１１２８３９号
公報、特開平５ー１２５５０５号公報などには、溶体化
処理後、直接または一度常温まで冷却した後、低温熱処
理を施す製造方法が開示されている。しかし、これらの
公報に開示されている方法で製造されるアルミニウム合
金板は、鋼板や５０００系のアルミニウム合金に比較
し、その成形性が劣る。
【０００８】また、上記公報に開示されたアルミニウム
合金は、いずれも各成分範囲の中でＳｉがＭｇに対し、
Ｍｇ2 Ｓｉの化学量論組成（Ｓｉ／Ｍｇ＝０．５８７、
ここでＳｉ、Ｍｇ等の元素の単位は全てｗｔ％であ
る。）より過剰に含まれるいわゆるＳｉ過剰合金であ
る。
合金は、いずれも各成分範囲の中でＳｉがＭｇに対し、
Ｍｇ2 Ｓｉの化学量論組成（Ｓｉ／Ｍｇ＝０．５８７、
ここでＳｉ、Ｍｇ等の元素の単位は全てｗｔ％であ
る。）より過剰に含まれるいわゆるＳｉ過剰合金であ
る。
【０００９】Ｓｉ過剰合金が用いられてきたのは、Ｓｉ
／Ｍｇ比が高いほど引張試験の伸びおよび強度が高くな
るという知見（例えば、Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ、７０（１
９９４）、８７）に基づいていると思われる。
／Ｍｇ比が高いほど引張試験の伸びおよび強度が高くな
るという知見（例えば、Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ、７０（１
９９４）、８７）に基づいていると思われる。
【００１０】これまでアルミニウム合金板のプレス成形
性の指標としては、鋼板に準じて引張試験の伸び、エリ
クセン値や油圧試験機による限界張出し高さ、限界深絞
り高さ、限界絞り比などが用いられてきたが、上記のモ
デル成形方法はいずれも高々単位時間当たりの歪み率す
なわち歪み速度が０．０１／ｓｅｃ程度であった。
性の指標としては、鋼板に準じて引張試験の伸び、エリ
クセン値や油圧試験機による限界張出し高さ、限界深絞
り高さ、限界絞り比などが用いられてきたが、上記のモ
デル成形方法はいずれも高々単位時間当たりの歪み率す
なわち歪み速度が０．０１／ｓｅｃ程度であった。
【００１１】本発明者等が検討したところによれば、ア
ルミニウム合金板を歪み速度が０．１／ｓｅｃを超える
ような高速成形すると、上記モデル試験の特性値と成形
性とは必ずしも良好な相関関係がなく、特に、上記のよ
うなＳｉ過剰合金は高速成形性に適さないことが明らか
となった。
ルミニウム合金板を歪み速度が０．１／ｓｅｃを超える
ような高速成形すると、上記モデル試験の特性値と成形
性とは必ずしも良好な相関関係がなく、特に、上記のよ
うなＳｉ過剰合金は高速成形性に適さないことが明らか
となった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
アルミニウム合金の問題点に鑑み、製造性に優れ、塗膜
焼付硬化性および常温安定性に優れた高速成形用アルミ
ニウム合金板の製造方法を提供することを目的とする。
アルミニウム合金の問題点に鑑み、製造性に優れ、塗膜
焼付硬化性および常温安定性に優れた高速成形用アルミ
ニウム合金板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者等が鋭意研究し
た結果、製造性の観点から低Ｍｇ系の合金を用い、強度
確保のためには、自動車ボディの塗膜焼付工程における
約１７０℃×２０分程度の熱処理時に起こる時効硬化に
よって強度を向上させる、いわゆる焼付硬化性を有する
アルミニウム合金の開発に成功した。この合金は、常温
安定性にも優れ、また０．１／ｓｅｃ以上の歪み速度域
での高速成形性が優れている。
た結果、製造性の観点から低Ｍｇ系の合金を用い、強度
確保のためには、自動車ボディの塗膜焼付工程における
約１７０℃×２０分程度の熱処理時に起こる時効硬化に
よって強度を向上させる、いわゆる焼付硬化性を有する
アルミニウム合金の開発に成功した。この合金は、常温
安定性にも優れ、また０．１／ｓｅｃ以上の歪み速度域
での高速成形性が優れている。
【００１４】（１）請求項１に記載の発明は、Ｍｇ：
０．６〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ：０．３ｗｔ％以上、Ｃ
ｕ：１ｗｔ％以下（０を含む）を含有し、かつＳｉ／Ｍ
ｇ重量比が０．５８７以下であり、残部が実質的にＡｌ
からなるアルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊を４
００℃以上５８０℃以下の温度範囲で均質化処理後、熱
間圧延し、４０％以上の圧下率で冷間圧延後、４５０℃
以上５８０℃未満に加熱し、この温度範囲で１０ｓｅｃ
以上１００ｓｅｃ未満の時間保持後、３℃／ｓｅｃ以上
の冷却速度で１００℃以下まで冷却し、８０℃以上１３
０℃未満で５時間以上４８時間未満の熱処理を行うこと
を特徴とする高速成形用アルミニウム合金板の製造方法
を提供する。
０．６〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ：０．３ｗｔ％以上、Ｃ
ｕ：１ｗｔ％以下（０を含む）を含有し、かつＳｉ／Ｍ
ｇ重量比が０．５８７以下であり、残部が実質的にＡｌ
からなるアルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊を４
００℃以上５８０℃以下の温度範囲で均質化処理後、熱
間圧延し、４０％以上の圧下率で冷間圧延後、４５０℃
以上５８０℃未満に加熱し、この温度範囲で１０ｓｅｃ
以上１００ｓｅｃ未満の時間保持後、３℃／ｓｅｃ以上
の冷却速度で１００℃以下まで冷却し、８０℃以上１３
０℃未満で５時間以上４８時間未満の熱処理を行うこと
を特徴とする高速成形用アルミニウム合金板の製造方法
を提供する。
【００１５】（２）請求項２に記載の発明は、Ｍｇ：
０．６〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ：０．３ｗｔ％以上、Ｃ
ｕ：１ｗｔ％以下（０を含む）を含有し、かつＳｉ／Ｍ
ｇ重量比が０．５８７以下であり、更に、Ｔｉ：０．１
ｗｔ％以下、Ｂ：０．０６ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．３ｗ
ｔ％以下、Ｃｒ：０．４ｗｔ％以下、Ｚｒ：０．２ｗｔ
％以下、Ｖ：０．２ｗｔ％以下、Ｓｎ：０．１ｗｔ％以
下の範囲でこれらの元素を１種または２種以上を含有
し、残部が実質的にＡｌからなるアルミニウム合金を鋳
造し、得られた鋳塊を４００℃以上５８０℃以下の温度
範囲で均質化処理後、熱間圧延し、４０％以上の圧下率
で冷間圧延後、４５０℃以上５８０℃未満に加熱し、こ
の温度範囲で１０ｓｅｃ以上１００ｓｅｃ未満の時間保
持後、３℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で１００℃以下まで
冷却し、８０℃以上１３０℃未満で５時間以上４８時間
未満の熱処理を行うことを特徴とする高速成形用アルミ
ニウム合金板の製造方法を提供する。
０．６〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ：０．３ｗｔ％以上、Ｃ
ｕ：１ｗｔ％以下（０を含む）を含有し、かつＳｉ／Ｍ
ｇ重量比が０．５８７以下であり、更に、Ｔｉ：０．１
ｗｔ％以下、Ｂ：０．０６ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．３ｗ
ｔ％以下、Ｃｒ：０．４ｗｔ％以下、Ｚｒ：０．２ｗｔ
％以下、Ｖ：０．２ｗｔ％以下、Ｓｎ：０．１ｗｔ％以
下の範囲でこれらの元素を１種または２種以上を含有
し、残部が実質的にＡｌからなるアルミニウム合金を鋳
造し、得られた鋳塊を４００℃以上５８０℃以下の温度
範囲で均質化処理後、熱間圧延し、４０％以上の圧下率
で冷間圧延後、４５０℃以上５８０℃未満に加熱し、こ
の温度範囲で１０ｓｅｃ以上１００ｓｅｃ未満の時間保
持後、３℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で１００℃以下まで
冷却し、８０℃以上１３０℃未満で５時間以上４８時間
未満の熱処理を行うことを特徴とする高速成形用アルミ
ニウム合金板の製造方法を提供する。
【００１６】（３）請求項３の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、ＭｇとＳｉの量を式：Ｓｉ（ｗ
ｔ％）≦０．５８７Ｍｇ（ｗｔ％）−０．１５を満足す
るように調整することを特徴とする高速成形用アルミニ
ウム合金板の製造方法を提供する。
に記載の発明において、ＭｇとＳｉの量を式：Ｓｉ（ｗ
ｔ％）≦０．５８７Ｍｇ（ｗｔ％）−０．１５を満足す
るように調整することを特徴とする高速成形用アルミニ
ウム合金板の製造方法を提供する。
【００１７】
【作用】本発明に係る塗膜焼付硬化性および常温安定性
に優れた高速成形用アルミニウム合金板の製造方法につ
いて以下に詳細に説明する。
に優れた高速成形用アルミニウム合金板の製造方法につ
いて以下に詳細に説明する。
【００１８】まず合金成分の限定理由を以下に述べる。
Ｍｇ：０．６〜１．５ｗｔ％とする。アルミニウム中の
Ｍｇは、マトリクスに固溶して強度および延性の向上に
寄与すると共に、塗膜焼付時にＭｇ2 ＳｉまたはＡｌ−
Ｍｇ−Ｃｕ系の化合物として析出し、強度向上に寄与す
る。０．６ｗｔ％未満ではその効果が十分でなく、１．
５ｗｔ％を超えると熱間圧延時に歩留りが低くなるなど
製造性が悪化する。
Ｍｇ：０．６〜１．５ｗｔ％とする。アルミニウム中の
Ｍｇは、マトリクスに固溶して強度および延性の向上に
寄与すると共に、塗膜焼付時にＭｇ2 ＳｉまたはＡｌ−
Ｍｇ−Ｃｕ系の化合物として析出し、強度向上に寄与す
る。０．６ｗｔ％未満ではその効果が十分でなく、１．
５ｗｔ％を超えると熱間圧延時に歩留りが低くなるなど
製造性が悪化する。
【００１９】Ｓｉ：０．３ｗｔ％以上とする。Ｓｉは本
発明の最も重要な構成要件である。Ｓｉは塗膜焼付時に
Ｍｇ2 Ｓｉ化合物として析出し、強度の向上に寄与す
る。０．３ｗｔ％未満ではその寄与が十分でない。
発明の最も重要な構成要件である。Ｓｉは塗膜焼付時に
Ｍｇ2 Ｓｉ化合物として析出し、強度の向上に寄与す
る。０．３ｗｔ％未満ではその寄与が十分でない。
【００２０】Ｃｕ：１ｗｔ％以下（０％を含む）とす
る。Ｃｕはマトリックスに固溶して、また塗膜焼付時に
はＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系の化合物として析出して、強度の
向上に寄与するため、必要に応じて添加することが望ま
しい。しかし、１ｗｔ％を超えると耐糸錆性を劣化させ
ると共に高速成形性も劣化させる。
る。Ｃｕはマトリックスに固溶して、また塗膜焼付時に
はＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系の化合物として析出して、強度の
向上に寄与するため、必要に応じて添加することが望ま
しい。しかし、１ｗｔ％を超えると耐糸錆性を劣化させ
ると共に高速成形性も劣化させる。
【００２１】Ｓｉ／Ｍｇ重量比：０．５８７以下とす
る。Ｓｉ／Ｍｇ重量比が０．５８７を超えると歪み速度
０．１／ｓｅｃ以上の高速成形における成形性が著しく
低下する。Ｓｉ／Ｍｇ重量比０．５８７は、Ｍｇ2Ｓｉ
化合物の化学量論組成であり、本発明者等は、従来プレ
ス成形用として用いられていないＳｉ／Ｍｇ重量比≦
０．５８７の領域で高速成形性が非常に向上することを
発見した。
る。Ｓｉ／Ｍｇ重量比が０．５８７を超えると歪み速度
０．１／ｓｅｃ以上の高速成形における成形性が著しく
低下する。Ｓｉ／Ｍｇ重量比０．５８７は、Ｍｇ2Ｓｉ
化合物の化学量論組成であり、本発明者等は、従来プレ
ス成形用として用いられていないＳｉ／Ｍｇ重量比≦
０．５８７の領域で高速成形性が非常に向上することを
発見した。
【００２２】さらに、Ｓｉ（ｗｔ％）≦０．５８７・Ｍ
ｇ（ｗｔ％）−０．１５の領域では高速での限界張出し
成形高さがより向上するので望ましい。ここで、限界張
出し成形高さとは、５０ｍｍφの球頭ポンチと６０ｍｍ
φのダイス金型を用い、板材を張出し成形し、亀裂が発
生した高さをいう。
ｇ（ｗｔ％）−０．１５の領域では高速での限界張出し
成形高さがより向上するので望ましい。ここで、限界張
出し成形高さとは、５０ｍｍφの球頭ポンチと６０ｍｍ
φのダイス金型を用い、板材を張出し成形し、亀裂が発
生した高さをいう。
【００２３】Ｔｉ：０．１ｗｔ％以下、Ｂ：０．０６ｗ
ｔ％以下、Ｍｎ：０．３ｗｔ％以下、Ｃｒ：０．４ｗｔ
％以下、Ｚｒ：０．２ｗｔ％以下、Ｖ：０．２ｗｔ％以
下、Ｓｎ：０．１ｗｔ％以下の範囲でこれらの元素を１
種または２種以上を含有させる。
ｔ％以下、Ｍｎ：０．３ｗｔ％以下、Ｃｒ：０．４ｗｔ
％以下、Ｚｒ：０．２ｗｔ％以下、Ｖ：０．２ｗｔ％以
下、Ｓｎ：０．１ｗｔ％以下の範囲でこれらの元素を１
種または２種以上を含有させる。
【００２４】Ｔｉ，Ｂ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖは、鋳造
時にそれぞれ第二相として析出し、合金組成の結晶粒径
の粗大化を抑制し、成形性を向上させるので、含有され
ることが望ましい。しかし、それぞれ０．１、０．０
６、０．３、０．４、０．２、０．２ｗｔ％を超えると
この第二相自体が破断の起点となるために成形性を劣化
させる。
時にそれぞれ第二相として析出し、合金組成の結晶粒径
の粗大化を抑制し、成形性を向上させるので、含有され
ることが望ましい。しかし、それぞれ０．１、０．０
６、０．３、０．４、０．２、０．２ｗｔ％を超えると
この第二相自体が破断の起点となるために成形性を劣化
させる。
【００２５】Ｓｎ：０．１ｗｔ％以下とする。Ｓｎは焼
付硬化性を向上させるが、０．１ｗｔ％を超えて含有さ
せると晶出物が生成し、プレス成形性を劣化させる。
付硬化性を向上させるが、０．１ｗｔ％を超えて含有さ
せると晶出物が生成し、プレス成形性を劣化させる。
【００２６】次に成分以外の製造条件の限定理由を以下
に述べる。上記のように成分調整されたアルミニウム合
金の鋳塊は、４００℃以上５８０℃以下の温度範囲で均
質化処理される。これは、この均質化処理により成形性
および塗膜焼付硬化性が向上するためである。４００℃
未満ではその効果は少なく、また５８０℃を超えるとバ
ーニングが起きる。
に述べる。上記のように成分調整されたアルミニウム合
金の鋳塊は、４００℃以上５８０℃以下の温度範囲で均
質化処理される。これは、この均質化処理により成形性
および塗膜焼付硬化性が向上するためである。４００℃
未満ではその効果は少なく、また５８０℃を超えるとバ
ーニングが起きる。
【００２７】こうした均質化処理された鋳塊は、通常の
条件で熱間圧延された後、４０％以上の圧下率で冷間圧
延される。圧下率が４０％未満では、その後の熱処理で
結晶粒径が粗大化するため、成形性の劣化を招く。
条件で熱間圧延された後、４０％以上の圧下率で冷間圧
延される。圧下率が４０％未満では、その後の熱処理で
結晶粒径が粗大化するため、成形性の劣化を招く。
【００２８】冷間圧延されたアルミニウム合金板は、再
結晶焼鈍と溶体化処理を兼ねて、急速加熱で４５０℃以
上５８０℃未満の温度範囲に加熱され、１０ｓｅｃ以上
１００ｓｅｃ未満の短時間保持後、３℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で１００℃以下まで急速冷却される。
結晶焼鈍と溶体化処理を兼ねて、急速加熱で４５０℃以
上５８０℃未満の温度範囲に加熱され、１０ｓｅｃ以上
１００ｓｅｃ未満の短時間保持後、３℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で１００℃以下まで急速冷却される。
【００２９】温度が４５０℃未満であったり、保持時間
が１０ｓｅｃ未満であると、未再結晶部分が残ったり、
溶体化が十分に行われないため、良好な成形性や優れた
塗膜焼付硬化性が得られない。また、１００℃までの冷
却速度が３℃／ｓｅｃ未満だと、溶体化処理によって固
溶した合金元素が冷却中に析出するため、成形性が劣化
したり、十分な塗膜焼付硬化性が得られなくなる。
が１０ｓｅｃ未満であると、未再結晶部分が残ったり、
溶体化が十分に行われないため、良好な成形性や優れた
塗膜焼付硬化性が得られない。また、１００℃までの冷
却速度が３℃／ｓｅｃ未満だと、溶体化処理によって固
溶した合金元素が冷却中に析出するため、成形性が劣化
したり、十分な塗膜焼付硬化性が得られなくなる。
【００３０】こうした溶体化処理に続いて、８０℃以上
１３０℃未満で５時間以上４８時間未満の低温時効処理
を行う。これは、常温に放置しておくとＧＰゾーンまた
はＧＰＢゾーンなどが生成し、成形性が劣化すると共
に、常温で生成したこのような析出物は塗膜焼付温度で
ある１７０℃では再溶解（一般に復元と呼ばれている）
するため、焼付軟化現象が起こり強度が得られなくなる
のを防止するためである。
１３０℃未満で５時間以上４８時間未満の低温時効処理
を行う。これは、常温に放置しておくとＧＰゾーンまた
はＧＰＢゾーンなどが生成し、成形性が劣化すると共
に、常温で生成したこのような析出物は塗膜焼付温度で
ある１７０℃では再溶解（一般に復元と呼ばれている）
するため、焼付軟化現象が起こり強度が得られなくなる
のを防止するためである。
【００３１】温度が８０℃未満であったり、時間が５時
間未満であると、上記の焼付軟化現象が起こり、温度が
１３０℃以上であったり、時間が４８時間以上では、析
出物が過剰に析出し、成形性が著しく劣化する。
間未満であると、上記の焼付軟化現象が起こり、温度が
１３０℃以上であったり、時間が４８時間以上では、析
出物が過剰に析出し、成形性が著しく劣化する。
【００３２】なお、上記熱処理後、必要に応じてレベラ
ーまたはスキンパスにより歪み矯正を行う場合もある
が、このときの加工率は１．５％以下とすることが望ま
しい。１．５％を超える加工を与えると成形性が著しく
劣化するためである。
ーまたはスキンパスにより歪み矯正を行う場合もある
が、このときの加工率は１．５％以下とすることが望ま
しい。１．５％を超える加工を与えると成形性が著しく
劣化するためである。
【００３３】
（実施例１）表１に示す成分組成のアルミニウム合金を
溶解・鋳造し、得られた鋳塊を面削した後、５２０℃で
８時間の均質化処理を行い、次いで鋳片を４６０℃に加
熱して板厚８ｍｍまで熱間圧延を行い、室温に冷却した
後、圧延率８７．５％の冷間圧延を行い、最終板厚を１
ｍｍとした。
溶解・鋳造し、得られた鋳塊を面削した後、５２０℃で
８時間の均質化処理を行い、次いで鋳片を４６０℃に加
熱して板厚８ｍｍまで熱間圧延を行い、室温に冷却した
後、圧延率８７．５％の冷間圧延を行い、最終板厚を１
ｍｍとした。
【００３４】なお、熱間圧延の仕上がり温度は２８０℃
であった。こうして製造された厚さ１ｍｍの板材を加熱
速度１０℃／ｓｅｃで５６０℃まで加熱し、１５ｓｅｃ
保持した後、１００℃まで平均冷却速度２０℃／ｓｅ
ｃ、さらに１００℃から室温まで３℃／ｓｅｃの冷却速
度で強制冷却を行った。その後、室温に１日保持した後
１００℃×１日の低温時効処理を行った。
であった。こうして製造された厚さ１ｍｍの板材を加熱
速度１０℃／ｓｅｃで５６０℃まで加熱し、１５ｓｅｃ
保持した後、１００℃まで平均冷却速度２０℃／ｓｅ
ｃ、さらに１００℃から室温まで３℃／ｓｅｃの冷却速
度で強制冷却を行った。その後、室温に１日保持した後
１００℃×１日の低温時効処理を行った。
【００３５】そして、本発明に係る焼付硬化性に優れた
高速成形用アルミニウム合金および比較合金の引張特
性、２％引張後１７０℃×２０分保持後の耐力、５０φ
の球頭ポンチによる高速（０．１／ｓｅｃ）および低速
（０．０１／ｓｅｃ）の限界張出し高さ、熱間圧延性等
を調査した。その結果を表２に示す。
高速成形用アルミニウム合金および比較合金の引張特
性、２％引張後１７０℃×２０分保持後の耐力、５０φ
の球頭ポンチによる高速（０．１／ｓｅｃ）および低速
（０．０１／ｓｅｃ）の限界張出し高さ、熱間圧延性等
を調査した。その結果を表２に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】表２から明らかなように、Ｍｇ含有量が２
ｗｔ％以上の比較合金２７，２８は、エッジ割れが多く
なるなど、熱間圧延性が極めて悪い。図１に高速限界張
出し高さとＳｉ（ｗｔ％）−０．５８７・Ｍｇ（ｗｔ
％）との関係を示す。Ｓｉ（ｗｔ％）−０．５８７・Ｍ
ｇ（ｗｔ％）≦０である本発明合金においては、高速限
界張出し高さが著しく向上することがわかる。さらに、
Ｓｉ％−０．５８７・Ｍｇ％≦−０．１５の領域では、
より高速限界張出し高さの向上が顕著となる。
ｗｔ％以上の比較合金２７，２８は、エッジ割れが多く
なるなど、熱間圧延性が極めて悪い。図１に高速限界張
出し高さとＳｉ（ｗｔ％）−０．５８７・Ｍｇ（ｗｔ
％）との関係を示す。Ｓｉ（ｗｔ％）−０．５８７・Ｍ
ｇ（ｗｔ％）≦０である本発明合金においては、高速限
界張出し高さが著しく向上することがわかる。さらに、
Ｓｉ％−０．５８７・Ｍｇ％≦−０．１５の領域では、
より高速限界張出し高さの向上が顕著となる。
【００３９】比較合金２０，２１，２４，２５は高速成
形性において劣っていた。Ｓｉが０．３％未満の比較合
金２２，２３，２６，２７は２％引張後、１７０℃×２
０分保持後の耐力が低く、これに対し、本発明合金は２
％引張後、１７０℃×２０分保持後の耐力が１５０ＭＰ
ａ以上の高い値を示している。
形性において劣っていた。Ｓｉが０．３％未満の比較合
金２２，２３，２６，２７は２％引張後、１７０℃×２
０分保持後の耐力が低く、これに対し、本発明合金は２
％引張後、１７０℃×２０分保持後の耐力が１５０ＭＰ
ａ以上の高い値を示している。
【００４０】（実施例２）表１に示したＮｏ．１０と同
一成分組成のアルミニウム合金を溶解・鋳造し、得られ
た鋳塊を面削した後、５２０℃で８時間の均質化処理を
行い、次いで鋳片を４６０℃に加熱して板厚８ｍｍまで
熱間圧延を行い、室温に冷却した後、圧延率８７．５％
の冷間圧延を行い、最終板厚を１ｍｍとした。
一成分組成のアルミニウム合金を溶解・鋳造し、得られ
た鋳塊を面削した後、５２０℃で８時間の均質化処理を
行い、次いで鋳片を４６０℃に加熱して板厚８ｍｍまで
熱間圧延を行い、室温に冷却した後、圧延率８７．５％
の冷間圧延を行い、最終板厚を１ｍｍとした。
【００４１】なお、熱間圧延の仕上がり温度は２８０℃
であった。こうして製造された厚さ１ｍｍの板材を加熱
速度１０℃／ｓｅｃで加熱し、表３に示す溶体化処理条
件（温度および時間）で熱処理後、１００℃まで平均冷
却速度２０℃／ｓｅｃ、１００℃から室温まで３℃／ｓ
ｅｃの冷却速度で強制冷却を行った。その後、室温に１
日保持した後１００℃×１日の低温時効処理を行った。
であった。こうして製造された厚さ１ｍｍの板材を加熱
速度１０℃／ｓｅｃで加熱し、表３に示す溶体化処理条
件（温度および時間）で熱処理後、１００℃まで平均冷
却速度２０℃／ｓｅｃ、１００℃から室温まで３℃／ｓ
ｅｃの冷却速度で強制冷却を行った。その後、室温に１
日保持した後１００℃×１日の低温時効処理を行った。
【００４２】表３に溶体化処理条件と材料特性の関係を
示す。本発明である試料ａ〜ｄは塗膜焼付硬化性、高速
成形性に優れ、高いＢＨ耐力（２％の予歪みを与えた後
１７０℃×２０分の熱処理を行ったときの耐力）および
張出し成形高さを示す。一方、比較材の試料ｅ〜ｆでは
溶体化が不十分でＢＨ耐力および張出し成形高さが低
い。また試料ｇでは溶体化時間が長すぎるため結晶粒径
が粗大化し、肌荒れが発生し、張出し成形高さも低い。
示す。本発明である試料ａ〜ｄは塗膜焼付硬化性、高速
成形性に優れ、高いＢＨ耐力（２％の予歪みを与えた後
１７０℃×２０分の熱処理を行ったときの耐力）および
張出し成形高さを示す。一方、比較材の試料ｅ〜ｆでは
溶体化が不十分でＢＨ耐力および張出し成形高さが低
い。また試料ｇでは溶体化時間が長すぎるため結晶粒径
が粗大化し、肌荒れが発生し、張出し成形高さも低い。
【００４３】
【表３】
【００４４】（実施例３）表１に示したＮｏ．１０と同
一成分組成のアルミニウム合金を溶解・鋳造し、得られ
た鋳塊を面削した後、５２０℃で８時間の均質化処理を
行い、次いで鋳片を４６０℃に加熱して板厚８ｍｍまで
熱間圧延を行い、室温に冷却した後、圧延率８７．５％
の冷間圧延を行い、最終板厚を１ｍｍとした。
一成分組成のアルミニウム合金を溶解・鋳造し、得られ
た鋳塊を面削した後、５２０℃で８時間の均質化処理を
行い、次いで鋳片を４６０℃に加熱して板厚８ｍｍまで
熱間圧延を行い、室温に冷却した後、圧延率８７．５％
の冷間圧延を行い、最終板厚を１ｍｍとした。
【００４５】なお、熱間圧延の仕上がり温度は２８０℃
であった。こうして製造された厚さ１ｍｍの板材を加熱
速度１０℃／ｓｅｃで５６０℃まで加熱し、１５ｓｅｃ
保持後、１００℃まで平均冷却速度２０℃／ｓｅｃ、１
００℃から室温まで３℃／ｓｅｃの冷却速度で強制冷却
を行った。その後、室温に１日保持した後、表４に示す
低温時効条件（温度および時間）を変えて時効処理を行
った。
であった。こうして製造された厚さ１ｍｍの板材を加熱
速度１０℃／ｓｅｃで５６０℃まで加熱し、１５ｓｅｃ
保持後、１００℃まで平均冷却速度２０℃／ｓｅｃ、１
００℃から室温まで３℃／ｓｅｃの冷却速度で強制冷却
を行った。その後、室温に１日保持した後、表４に示す
低温時効条件（温度および時間）を変えて時効処理を行
った。
【００４６】表４に低温時効条件と材料特性の関係を示
す。本発明である試料Ａ〜Ｄは塗膜焼付硬化性、高速成
形性に優れ、さらに４０℃×３０日による耐力変化が５
ＭＰａ以下と小さく常温安定性に優れている。
す。本発明である試料Ａ〜Ｄは塗膜焼付硬化性、高速成
形性に優れ、さらに４０℃×３０日による耐力変化が５
ＭＰａ以下と小さく常温安定性に優れている。
【００４７】一方、比較材の試料Ｅ〜Ｆでは低温時効の
効果が不十分でＢＨ耐力が低く、４０℃×３０日による
耐力変化が大きい。また試料Ｇ〜Ｈでは低温時効時間が
長すぎるまたは温度が高すぎるため析出物が粗大化し、
高速張出し成形高さが大きく劣化する。
効果が不十分でＢＨ耐力が低く、４０℃×３０日による
耐力変化が大きい。また試料Ｇ〜Ｈでは低温時効時間が
長すぎるまたは温度が高すぎるため析出物が粗大化し、
高速張出し成形高さが大きく劣化する。
【００４８】
【表４】
【００４９】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の方法によ
れば、塗膜焼付硬化性および常温安定性に優れた高速成
形用アルミニウム合金板の製造方法を提供できる。従っ
て、例えば自動車ボデイ用のアルミニウム合金板として
極めて有用である。また、ＳｉとＭｇの量を所定の関係
に維持することにより高速成形性を向上させることがで
きる。
れば、塗膜焼付硬化性および常温安定性に優れた高速成
形用アルミニウム合金板の製造方法を提供できる。従っ
て、例えば自動車ボデイ用のアルミニウム合金板として
極めて有用である。また、ＳｉとＭｇの量を所定の関係
に維持することにより高速成形性を向上させることがで
きる。
【図１】高速限界張出し高さとＳｉ（ｗｔ％）−０．５
８７・Ｍｇ（ｗｔ％）との関係を示す図である。
８７・Ｍｇ（ｗｔ％）との関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｍｇ：０．６〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ：
０．３ｗｔ％以上、Ｃｕ：１ｗｔ％以下（０を含む）を
含有し、かつＳｉ／Ｍｇ重量比が０．５８７以下であ
り、残部が実質的にＡｌからなるアルミニウム合金を鋳
造し、得られた鋳塊を４００℃以上５８０℃以下の温度
範囲で均質化処理後、熱間圧延し、４０％以上の圧下率
で冷間圧延後、 ４５０℃以上５８０℃未満に加熱し、この温度範囲に１
０ｓｅｃ以上１００ｓｅｃ未満の時間保持後、３℃／ｓ
ｅｃ以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却し、８０℃
以上１３０℃未満で５時間以上４８時間未満の熱処理を
行うことを特徴とする高速成形用アルミニウム合金板の
製造方法。 - 【請求項２】 Ｍｇ：０．６〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ：
０．３ｗｔ％以上、Ｃｕ：１ｗｔ％以下（０を含む）を
含有し、かつＳｉ／Ｍｇ重量比が０．５８７以下であ
り、 更に、Ｔｉ：０．１ｗｔ％以下、Ｂ：０．０６ｗｔ％以
下、Ｍｎ：０．３ｗｔ％以下、Ｃｒ：０．４ｗｔ％以
下、Ｚｒ：０．２ｗｔ％以下、Ｖ：０．２ｗｔ％以下、
Ｓｎ：０．１ｗｔ％以下の範囲でこれらの元素を１種ま
たは２種以上を含有し、残部が実質的にＡｌからなるア
ルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊を４００℃以上
５８０℃以下の温度範囲で均質化処理後、熱間圧延し、
４０％以上の圧下率で冷間圧延後、 ４５０℃以上５８０℃未満に加熱し、この温度範囲に１
０ｓｅｃ以上１００ｓｅｃ未満の時間保持後、３℃／ｓ
ｅｃ以上の冷却速度で１００℃以下まで冷却し、８０℃
以上１３０℃未満で５時間以上４８時間未満の熱処理を
行うことを特徴とする高速成形用アルミニウム合金板の
製造方法。 - 【請求項３】 前記ＳｉとＭｇの含有量が、 式：Ｓｉ（ｗｔ％）≦０．５８７・Ｍｇ（ｗｔ％）−０．１５ を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載され
た高速成形用アルミニウム合金板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12036995A JPH08296011A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 塗膜焼付硬化性及び常温安定性に優れた高速成形用アルミニウム合金板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12036995A JPH08296011A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 塗膜焼付硬化性及び常温安定性に優れた高速成形用アルミニウム合金板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296011A true JPH08296011A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14784503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12036995A Pending JPH08296011A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 塗膜焼付硬化性及び常温安定性に優れた高速成形用アルミニウム合金板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08296011A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000273567A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-10-03 | Nippon Steel Corp | 成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JP2001152302A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Nippon Steel Corp | プレス成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JP2008019483A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Kobe Steel Ltd | 温間成形用アルミニウム合金板および温間成形方法 |
| JP2008179838A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| WO2018165010A1 (en) * | 2017-03-08 | 2018-09-13 | NanoAL LLC | High-performance 3000-series aluminum alloys |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP12036995A patent/JPH08296011A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000273567A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-10-03 | Nippon Steel Corp | 成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JP2001152302A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Nippon Steel Corp | プレス成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JP2008019483A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Kobe Steel Ltd | 温間成形用アルミニウム合金板および温間成形方法 |
| JP2008179838A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| WO2018165010A1 (en) * | 2017-03-08 | 2018-09-13 | NanoAL LLC | High-performance 3000-series aluminum alloys |
| CN110520547B (zh) * | 2017-03-08 | 2021-12-28 | 纳诺尔有限责任公司 | 高性能3000系列铝合金 |
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