JPH08311625A - 成形性に優れたAl−Mg系合金の加工方法 - Google Patents
成形性に優れたAl−Mg系合金の加工方法Info
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- JPH08311625A JPH08311625A JP13732995A JP13732995A JPH08311625A JP H08311625 A JPH08311625 A JP H08311625A JP 13732995 A JP13732995 A JP 13732995A JP 13732995 A JP13732995 A JP 13732995A JP H08311625 A JPH08311625 A JP H08311625A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Al−Mg系合金の成形性を向上させること
のできる加工方法を提供する。 【構成】 Mg:0.5〜8wt%を含有し、さらにM
n:0.1〜0.5wt%、Cr:0.05〜0.2w
t%、Zr:0.05〜0.2wt%のうち少なくとも
1種を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなるA
l−Mg系合金を歪み速度100〜103s-1で高速成形
する。
のできる加工方法を提供する。 【構成】 Mg:0.5〜8wt%を含有し、さらにM
n:0.1〜0.5wt%、Cr:0.05〜0.2w
t%、Zr:0.05〜0.2wt%のうち少なくとも
1種を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなるA
l−Mg系合金を歪み速度100〜103s-1で高速成形
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接性、耐食性、成形
性に優れるため、調理器具、一般用器物、高級器物、車
両用材、船舶用材、圧力容器、缶材、燃料タンク等に使
用されているAl−Mg系合金を、高い成形性で加工す
るための加工方法に関する。
性に優れるため、調理器具、一般用器物、高級器物、車
両用材、船舶用材、圧力容器、缶材、燃料タンク等に使
用されているAl−Mg系合金を、高い成形性で加工す
るための加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の歪速度10-3s-1前後の静的成形
においては、Al−Mg系合金の伸び及び成形性はMg
含有量が2wt%付近で最も悪く、それ以上ではMg含
有量が増えるほど成形性が向上する。従って、強度及び
高い成形性を要求される分野では高MgのAl−Mg系
合金が使用され、例えば自動車用ボディパネル材では4
%Mgから6%MgへとMg含有量を増やす傾向にあ
る。
においては、Al−Mg系合金の伸び及び成形性はMg
含有量が2wt%付近で最も悪く、それ以上ではMg含
有量が増えるほど成形性が向上する。従って、強度及び
高い成形性を要求される分野では高MgのAl−Mg系
合金が使用され、例えば自動車用ボディパネル材では4
%Mgから6%MgへとMg含有量を増やす傾向にあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように高Mg含有
量のAl−Mg系合金は成形性に優れるが、Mg含有量
が増えるほど価格が高くなり、高MgのAl−Mg系合
金の使用は製品のコストを高めるという問題がある。本
発明はAl−Mg系合金に関する上記問題点に鑑みてな
されたもので、Al−Mg系合金の成形性を向上させる
ことのできる加工方法を提供すること、特に、低Mgの
Al−Mg系合金に高MgのAl−Mg系合金に劣らな
い優れた成形性を与えることを目的とする。
量のAl−Mg系合金は成形性に優れるが、Mg含有量
が増えるほど価格が高くなり、高MgのAl−Mg系合
金の使用は製品のコストを高めるという問題がある。本
発明はAl−Mg系合金に関する上記問題点に鑑みてな
されたもので、Al−Mg系合金の成形性を向上させる
ことのできる加工方法を提供すること、特に、低Mgの
Al−Mg系合金に高MgのAl−Mg系合金に劣らな
い優れた成形性を与えることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】Al−Mg系合金はこれ
まで10-2s-1以下の低い歪速度で成形されているが、
本発明者らは、それをはるかに超える高い歪速度で高速
成形することでAl−Mg系合金の成形性が向上するこ
とを見い出し、その知見に基づいて多くの高速成形試験
を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
まで10-2s-1以下の低い歪速度で成形されているが、
本発明者らは、それをはるかに超える高い歪速度で高速
成形することでAl−Mg系合金の成形性が向上するこ
とを見い出し、その知見に基づいて多くの高速成形試験
を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【0005】すなわち、本発明に関わる成形性に優れた
Al−Mg系合金の加工方法は、Mg:0.5〜8wt
%を含有し、さらにMn:0.1〜0.5wt%、C
r:0.05〜0.2wt%、Zr:0.05〜0.2
wt%のうち少なくとも1種を含有し、残部がAl及び
不可避不純物からなるAl−Mg系合金、上記合金成分
に加えさらにCu:0.02〜1.0wt%、Zn:
0.1〜2.0wt%のうち少なくとも1種を含有する
Al−Mg系合金、又はそれらに加えさらにTi:0.
001〜0.05wt%を含有するAl−Mg系合金
を、歪み速度100〜103s-1で高速成形することを特
徴とする。
Al−Mg系合金の加工方法は、Mg:0.5〜8wt
%を含有し、さらにMn:0.1〜0.5wt%、C
r:0.05〜0.2wt%、Zr:0.05〜0.2
wt%のうち少なくとも1種を含有し、残部がAl及び
不可避不純物からなるAl−Mg系合金、上記合金成分
に加えさらにCu:0.02〜1.0wt%、Zn:
0.1〜2.0wt%のうち少なくとも1種を含有する
Al−Mg系合金、又はそれらに加えさらにTi:0.
001〜0.05wt%を含有するAl−Mg系合金
を、歪み速度100〜103s-1で高速成形することを特
徴とする。
【0006】
【作用】以下、本発明におけるAl−Mg系合金の成分
限定理由及び歪み速度の限定理由について説明する。
限定理由及び歪み速度の限定理由について説明する。
【0007】〈Mg及び歪み速度〉MgはAl−Mg系
合金の強度を高める主要な元素である。しかし、Mg含
有量が0.5wt%未満では成形性には優れるが強度不
足となり、一方、Mg含有量が8wt%を超えると強度
が上がり静的成形時の成形性にも優れるが、歪み速度が
100s-1を超えたとき逆に成形性が低下し、また、耐
食性が低下するとともに価格も上昇する。
合金の強度を高める主要な元素である。しかし、Mg含
有量が0.5wt%未満では成形性には優れるが強度不
足となり、一方、Mg含有量が8wt%を超えると強度
が上がり静的成形時の成形性にも優れるが、歪み速度が
100s-1を超えたとき逆に成形性が低下し、また、耐
食性が低下するとともに価格も上昇する。
【0008】Mg含有量が0.5wt%〜8wt%の範
囲において、成形時の歪速度を上げると成形性を向上さ
せることができるが、100s-1未満では伸びの増加が
少なく、Mg含有量が8wt%を超える合金より成形性
が低い。しかし、歪速度が100s-1を超えると成形性
は急激に向上し、一方、歪み速度が103s-1を超える
と逆に成形性の向上効果が減少する。また、歪み速度が
103s-1を超えても歪み速度が100s-1未満の場合よ
り成形性に優れるが、パンチやダイスの摩耗量は成形速
度が早くなるほど多くなるため、103s-1以下の歪み
速度で成形する必要がある。
囲において、成形時の歪速度を上げると成形性を向上さ
せることができるが、100s-1未満では伸びの増加が
少なく、Mg含有量が8wt%を超える合金より成形性
が低い。しかし、歪速度が100s-1を超えると成形性
は急激に向上し、一方、歪み速度が103s-1を超える
と逆に成形性の向上効果が減少する。また、歪み速度が
103s-1を超えても歪み速度が100s-1未満の場合よ
り成形性に優れるが、パンチやダイスの摩耗量は成形速
度が早くなるほど多くなるため、103s-1以下の歪み
速度で成形する必要がある。
【0009】このため、Mg含有量は0.5wt%〜8
wt%とし、また成形時の歪み速度は100〜103s-1
とする。また、この範囲内では、Mg含有量1〜3wt
%、歪み速度102〜103s-1のとき特に優れた成形性
を得ることができる。
wt%とし、また成形時の歪み速度は100〜103s-1
とする。また、この範囲内では、Mg含有量1〜3wt
%、歪み速度102〜103s-1のとき特に優れた成形性
を得ることができる。
【0010】〈Mn、Cr、Zr〉Mn、Cr及びZr
はいずれも結晶粒を微細化し、伸び及び成形性を向上さ
せる効果がある。しかし、これらの成分の含有量がそれ
ぞれ0.1wt%未満、0.05wt%未満、0.05
wt%未満ではその効果が十分でなく、一方、それぞれ
0.5wt%、0.2wt%、0.2wt%を超える
と、微細化効果が飽和するとともに伸び及び成形性が低
下する。従って、Mn含有量は0.1〜0.5wt%、
Cr含有量は0.05〜0.2wt%、Zr含有量は
0.05〜0.2wt%とし、これらの元素から選択さ
れた1種又は2種以上を添加する。
はいずれも結晶粒を微細化し、伸び及び成形性を向上さ
せる効果がある。しかし、これらの成分の含有量がそれ
ぞれ0.1wt%未満、0.05wt%未満、0.05
wt%未満ではその効果が十分でなく、一方、それぞれ
0.5wt%、0.2wt%、0.2wt%を超える
と、微細化効果が飽和するとともに伸び及び成形性が低
下する。従って、Mn含有量は0.1〜0.5wt%、
Cr含有量は0.05〜0.2wt%、Zr含有量は
0.05〜0.2wt%とし、これらの元素から選択さ
れた1種又は2種以上を添加する。
【0011】〈Cu、Zn〉Cu及びZnはいずれもA
l合金の強度を向上させる効果がある。しかし、これら
の成分の含有量がそれぞれ0.02wt%未満、0.1
wt%未満ではその効果が少なく、一方、それぞれ1.
0wt%、2.0wt%を超えると強度は向上するが、
常温時効性が大きくなりすぎ出荷後の強度変化を生じる
とともに、耐食性が低下する。従って、Cu含有量は
0.02〜1.0wt%、Zn含有量は0.1〜2.0
wt%とし、これらの元素から選択されたいずれか一方
又は双方を必要に応じて上記合金成分に加え添加する。
l合金の強度を向上させる効果がある。しかし、これら
の成分の含有量がそれぞれ0.02wt%未満、0.1
wt%未満ではその効果が少なく、一方、それぞれ1.
0wt%、2.0wt%を超えると強度は向上するが、
常温時効性が大きくなりすぎ出荷後の強度変化を生じる
とともに、耐食性が低下する。従って、Cu含有量は
0.02〜1.0wt%、Zn含有量は0.1〜2.0
wt%とし、これらの元素から選択されたいずれか一方
又は双方を必要に応じて上記合金成分に加え添加する。
【0012】〈Ti〉TiはAl合金鋳塊中の結晶粒を
微細化する効果がある。しかし、Ti含有量が0.00
1wt%未満の場合はその効果を十分に得ることが出来
ない。また、Ti含有量が0.05wt%を超えると結
晶粒を微細化する効果が飽和する。従って、Ti含有量
は0.001〜0.05wt%とし、必要に応じて上記
の合金成分に加え添加する。
微細化する効果がある。しかし、Ti含有量が0.00
1wt%未満の場合はその効果を十分に得ることが出来
ない。また、Ti含有量が0.05wt%を超えると結
晶粒を微細化する効果が飽和する。従って、Ti含有量
は0.001〜0.05wt%とし、必要に応じて上記
の合金成分に加え添加する。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例についてその比較例と
比較して説明する。まず、表1に示す組成のAl合金を
板厚50mmの金型に鋳造した後、510℃×4hの均
質化処理を施した。次に板厚3mmまで熱間圧延を行っ
た後、板厚1mmまで冷間圧延を行い、400℃×1h
の熱処理を施して供試材とした。
比較して説明する。まず、表1に示す組成のAl合金を
板厚50mmの金型に鋳造した後、510℃×4hの均
質化処理を施した。次に板厚3mmまで熱間圧延を行っ
た後、板厚1mmまで冷間圧延を行い、400℃×1h
の熱処理を施して供試材とした。
【0014】
【表1】
【0015】得られた供試材のうち本発明材No.2及
び比較材No.10合金について、その金属組織の顕微
鏡写真を図1(a)、(b)に示す。
び比較材No.10合金について、その金属組織の顕微
鏡写真を図1(a)、(b)に示す。
【0016】また、得られた供試材について引張特性、
成形性(限界絞り比)、及び耐食性を下記の要領で測定
した。 引張特性;平行部15mm、板幅5.4mm、板厚1m
mのJIS7号試験片を用い、歪み速度10-3〜104
s-1にて引張試験を行い、その伸び及び引張強さを測定
した。 成形性;高速油圧プレスを使用し、φ40mmのパンチ
を用いて、各歪み速度における限界絞り比(LDR)を
測定した。 耐食性;塩水噴霧試験を行い、表面積1000mm2の
試料の1000時間後の重量減少量を測定し、重量減少
量が5mg未満を可(○)、重量減少量5mg以上を不
可(×)と評価した。これらの結果を表2に示す。
成形性(限界絞り比)、及び耐食性を下記の要領で測定
した。 引張特性;平行部15mm、板幅5.4mm、板厚1m
mのJIS7号試験片を用い、歪み速度10-3〜104
s-1にて引張試験を行い、その伸び及び引張強さを測定
した。 成形性;高速油圧プレスを使用し、φ40mmのパンチ
を用いて、各歪み速度における限界絞り比(LDR)を
測定した。 耐食性;塩水噴霧試験を行い、表面積1000mm2の
試料の1000時間後の重量減少量を測定し、重量減少
量が5mg未満を可(○)、重量減少量5mg以上を不
可(×)と評価した。これらの結果を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】表2の試験結果をみると、組成が本発明の
範囲内の合金である本発明材No.1〜No.7は、歪
速度が大きくなると静的変形時(歪速度10-3s-1)よ
り伸び及びLDR(限界絞り比)の値が大きくなり成形
性が向上している。また、静的変形時の強度が高く、図
1(a)に示すように結晶粒も微細化している。なお、
本発明の範囲を超える歪速度104s-1ではそれ以下の
歪速度におけるより成形性が低下している。
範囲内の合金である本発明材No.1〜No.7は、歪
速度が大きくなると静的変形時(歪速度10-3s-1)よ
り伸び及びLDR(限界絞り比)の値が大きくなり成形
性が向上している。また、静的変形時の強度が高く、図
1(a)に示すように結晶粒も微細化している。なお、
本発明の範囲を超える歪速度104s-1ではそれ以下の
歪速度におけるより成形性が低下している。
【0019】一方、比較材No.8〜No.15は組成
が本発明の範囲外の合金である。比較材No.8は成形
性に優れるが、Mg含有量が0.5wt%未満であり強
度が低い。比較材No.9はMg含有量が8wt%を超
えており、歪み速度10-3s-1のときは本発明材より成
形性に優れるが、2×100s-1では逆に低下し、5×
101s-1や8×102s-1でも本発明材ほど成形性が向
上しない。また、耐食性も劣っている。比較材No.1
0はMn、Cr、Zrのいずれも含有していないため、
図1(b)に示すように結晶粒が粗大化し、成形性も低
い。比較材No.11、12はCu及びZn含有量がそ
れぞれ1wt%、2wt%を超えているため、耐食性が
低下している。比較材No.13、14、15はMn、
Cr、Zr含有量がそれぞれ0.5wt%、0.2wt
%、0.2wt%を超えているため、成形性が低下して
いる。
が本発明の範囲外の合金である。比較材No.8は成形
性に優れるが、Mg含有量が0.5wt%未満であり強
度が低い。比較材No.9はMg含有量が8wt%を超
えており、歪み速度10-3s-1のときは本発明材より成
形性に優れるが、2×100s-1では逆に低下し、5×
101s-1や8×102s-1でも本発明材ほど成形性が向
上しない。また、耐食性も劣っている。比較材No.1
0はMn、Cr、Zrのいずれも含有していないため、
図1(b)に示すように結晶粒が粗大化し、成形性も低
い。比較材No.11、12はCu及びZn含有量がそ
れぞれ1wt%、2wt%を超えているため、耐食性が
低下している。比較材No.13、14、15はMn、
Cr、Zr含有量がそれぞれ0.5wt%、0.2wt
%、0.2wt%を超えているため、成形性が低下して
いる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定量のMgと、Mn、Cr及びZrから選択された1
又は2以上の元素、さらに必要に応じてCu、Zn、T
i等を含有するAl−Mg系合金の、成形性に優れた加
工方法を提供することができ、特にこれまで高Mg含有
量のAl−Mg系合金に比べ成形性が劣るとされてきた
低Mg含有量のAl−Mg系合金に優れた成形性を与え
ることができる。
所定量のMgと、Mn、Cr及びZrから選択された1
又は2以上の元素、さらに必要に応じてCu、Zn、T
i等を含有するAl−Mg系合金の、成形性に優れた加
工方法を提供することができ、特にこれまで高Mg含有
量のAl−Mg系合金に比べ成形性が劣るとされてきた
低Mg含有量のAl−Mg系合金に優れた成形性を与え
ることができる。
【図1】(a)は本発明材(No.2)、(b)は比較
材(No.10)の金属組織を同倍率で示す図(顕微鏡
写真)である。
材(No.10)の金属組織を同倍率で示す図(顕微鏡
写真)である。
Claims (3)
- 【請求項1】 Mg:0.5〜8wt%を含有し、さら
にMn:0.1〜0.5wt%、Cr:0.05〜0.
2wt%、Zr:0.05〜0.2wt%のうち少なく
とも1種を含有し、残部がAl及び不可避不純物からな
るAl−Mg系合金を、歪み速度100〜103s-1で高
速成形することを特徴とする成形性に優れたAl−Mg
系合金の加工方法。 - 【請求項2】 さらにCu:0.02〜1.0wt%、
Zn:0.1〜2.0wt%のうち少なくとも1種を含
有する請求項1に記載されたAl−Mg系合金を、歪み
速度100〜103s-1で高速成形することを特徴とする
成形性に優れたAl−Mg系合金の加工方法。 - 【請求項3】 さらにTi:0.001〜0.05wt
%を含有する請求項1又は2に記載されたAl−Mg系
合金を、歪み速度100〜103s-1で高速成形すること
を特徴とする成形性に優れたAl−Mg系合金の加工方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13732995A JPH08311625A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 成形性に優れたAl−Mg系合金の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13732995A JPH08311625A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 成形性に優れたAl−Mg系合金の加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08311625A true JPH08311625A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15196127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13732995A Pending JPH08311625A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 成形性に優れたAl−Mg系合金の加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08311625A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005527702A (ja) * | 2002-03-22 | 2005-09-15 | ペシネイ レナリュ | 溶接構造用のAl−Mg合金製品 |
JP2017078199A (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 株式会社神戸製鋼所 | エンジンマウントのケーシング用アルミニウム合金板 |
JP2018204100A (ja) * | 2017-04-15 | 2018-12-27 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | マグネシウムと、クロム、マンガン及びジルコニウムのうちの少なくとも1つとを添加したアルミニウム合金、並びにその製造方法 |
JP2019011505A (ja) * | 2017-04-15 | 2019-01-24 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | マグネシウムと、カルシウムと、クロム、マンガン及びジルコニウムのうちの少なくとも1つとを添加したアルミニウム合金、並びにその製造方法 |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP13732995A patent/JPH08311625A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005527702A (ja) * | 2002-03-22 | 2005-09-15 | ペシネイ レナリュ | 溶接構造用のAl−Mg合金製品 |
JP2017078199A (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 株式会社神戸製鋼所 | エンジンマウントのケーシング用アルミニウム合金板 |
JP2018204100A (ja) * | 2017-04-15 | 2018-12-27 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | マグネシウムと、クロム、マンガン及びジルコニウムのうちの少なくとも1つとを添加したアルミニウム合金、並びにその製造方法 |
JP2019011505A (ja) * | 2017-04-15 | 2019-01-24 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | マグネシウムと、カルシウムと、クロム、マンガン及びジルコニウムのうちの少なくとも1つとを添加したアルミニウム合金、並びにその製造方法 |
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