JPH10502973A - アルミニウム合金及びアルミニウム合金シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は図に示される重量パーセントのマグネシウム、珪素及び任意に銅を含むアルミニウム合金に関するものである。その量は大体以下に示す範囲の１つの中にある：（１）０．４≦Ｍｇ＜０．８、０．２≦Ｓｉ＜０．５、０．３≦Ｃｕ≦３．５、（２）０．８≦Ｍｇ≦１．４、０．２≦Ｓｉ＜０．５、Ｃｕ≦２．５、（３）０．４≦Ｍｇ≦１．０、０．２≦Ｓｉ≦１．４、Ｃｕ≦２．０。合金は、０．４重量パーセント以下のＦｅ、０．４重量パーセント以下のＭｎ、０．３重量パーセント以下のＺｎ及びＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＶなどの少量の少なくとも他の１つ元素から選択される少なくとも１つの追加元素を含んでもよい。合金はベルト鋳造装置において合金を鋳造しながらシートの外形の変形及び過剰の表面偏析が起こらない速度で合金が凝固するまで合金から熱を除去することにより適したシート材料とすることができる。その後、合金に溶体化熱処理を施し、析出した粒子を再溶解させ、自動車パネルに適したＴ４焼きもどし及び潜在的なＴ８Ｘ焼きもどしが得られるような速度で冷却させることができる。このような手段により、自動車に使用するのに適したパネルが効率的にかつ経済的に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 アルミニウム合金及びアルミニウム合金シートの製造方法 技術分野 この発明は、特に自動車に適用するのに有効な、アルミニウム合金及びアルミ ニウム合金を用いたシート材料を製造するための連続方法に関する。更に詳細に は、この発明はＡｌ‐Ｍｇ‐Ｃｕ‐Ｓｉ及びＡｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉの合金及びそのよ うな合金に適用できる製造方法に関する。 従来技術 自動車産業界では、自動車の重量を軽減するために、ますます、鋼製のパネル に換えてアルミニウム合金パネルを使用するようになってきている。パネルの重 量が軽くなれば、もちろん、自動車の重量が軽減され、これにより、燃費が改善 されるが、アルミニウム合金の導入にはそれなりの条件が必要とされる。自動車 に有効に適用させるためには、アルミニウム合金シート製品は受け入れたままの Ｔ４焼きもどし条件において良好な成形特性を有することが必要である。これに より、アルミニウム合金シートはひび、切れ、しわを生じずに、所望の形に曲げ あるいは成形することができる。同時に、合金パネルは、塗装及び焼き付け後に 、へこみに耐え、他の衝撃に耐えうるのに十分な強度が必要とされる。 自動車パネルに適用するには、ＡＡ（アルミニウム協会）２０００及び６００ ０シリーズの幾つかのアルミニウム合金が、通常、考えられる。ＡＡ６０００シ リーズ合金はマグネシウム及び珪素を含み、銅を含むこともあるし、含まないこ ともある。しかしながら、Ｃｕ含有量に依り、ＡＡ２０００シリーズ合金とは分 類できる。これらの合金はＴ４焼きもどし条件で成形でき、塗装及び焼き付け後 により強固となる。より薄い、すなわち、より軽いパネルが必要とされるため、 これの要求を満たすためには、塗装及び焼き付け後の強度の大きな向上が必要で あろう。 更に、合金から自動車パネルに適したシート材料を製造するための公知の方法 では、一般にインゴットを形成するための溶融合金の半連続の直接冷硬（ＤＣ） 鋳造、表面の質を改善するために行う１圧延面につき約１／４インチのインゴッ トの皮むき（スキャルピング：ｓｃａｌｐｉｎｇ）、５００から５８０℃の温度 で行う１から４８時間の合金の均質化、及び所望のゲージに至るまでの熱間及び 冷間延を含むより複雑で経費のかかる手順が含まれる。圧延された材料は、その 後、連続加熱処理ラインにおいて５００から５７５℃で５分以内の溶体化熱処理 を受け、直ちに急冷し、４８時間以上かけて自然時効を行ってもよい。この手順 の場合、皮むき及び均質化段階が特に困難を伴う。更に、均質化段階により、鋳 造段階から熱間圧延後の再圧延段階まで、本質的に連続的にシートを製造するこ とを妨げる。 そのため、改良された合金及びそのような合金からシート材料を製造する改良 された製造方法が必要である。 発明の開示 この発明の目的は、特に自動車に適用するのに有効な合金シート材料を製造す るための手順を容易にする新規の合金を提供することである。 この発明の他の目的は、特に自動車に適用するのに有効な合金シート材料にそ の後転換することができるように、ベルト鋳造法によりストリップにすることが できるアルミニウム合金を提供することである。 この発明の他の目的は、鋳造インゴットの皮むき及び合金の均質化を必要とし ない合金シート材料を製造するための改良手順を提供することである。 この発明の他の目的は、塗装焼き付け硬化後の強度が改善された合金製品を提 供することである。 この発明の他の目的は、急冷方法を改良して、成形性を損なうことなくベルト 鋳造あるいは他の手段を用いて製造されるより強度の向上したアルミニウム合金 を得ることである。 この発明の他の目的及び利点は以下の説明により明らかになるであろう。 この発明の第１の観点によれば、ツインベルト鋳造法及び熱間及び冷間圧延法 により得られるアルミニウム合金シートが提供され、そのシートのアルミニウム 合金が、添付の図面の図１の領域ＡＢＣＤＥＦ内にある重量パーセントで示され る量のマグネシウム及び珪素を、及び図１において破線で示される区切り線と図 １の領域ＢＨＧＩ内では０．３ｗｔ．％，及び領域ＨＡＦＧ及び領域ＩＥＤＣで は０ｗｔ．％との間の量の銅を含み、 合金が以下の式で規定される範囲内の熱除去速度で実行されるツインベルト鋳 造方法の結果得られるものであることを特徴とする。 下限熱流束（ＭＷ／ｍ²）＝２．２５＋０．０１８３ΔＴ_f 上限熱流束（ＭＷ／ｍ²）＝２．８６＋０．０２２２ΔＴ_f 合金凝固範囲の下限＝３０℃ 合金凝固範囲の上限＝９０℃ 式において、ΔＴ_fは摂氏で表される合金の凝固範囲である。 合金はまた、０．４重量パーセント以下の量のＦｅ、０．４重量パーセント以 下の量のＭｎ、０．３重量パーセント以下の量のＺｎ、及び少量の少なくとも１ つの他の元素、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、ＺｒあるいはＶ、Ｃｒ＋Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｖの 総量が合金の０．３重量パーセント以下である、から選択される少なくとも１つ の追加元素を含んでも良い。 本発明の他の観点によれば、マグネシウム、珪素及び任意に銅を含むアルミニ ウム合金シートが提供され、シートのアルミニウム合金が添付の図面の図１の領 域ＡＢＣＤＥＦ内にある重量パーセントで示される量のマグネシウム及び珪素を 、及び図１において破線で示される区切りと、図１の領域ＢＨＧＩ内では０．３ ｗｔ．％、領域ＨＡＦＧ及び領域ＩＥＤＣでは０ｗｔ．％との銅を含み、前記シ ートが、（ａ）５００から５７０℃のの範囲の温度でシートに溶体化熱処理を施 し、それから、約１０℃／秒よりは大きいが約２０００℃／秒以下の速度で３５ ０℃から２２０℃の間の温度まで冷却し、それから、１℃／秒よりは大きいが５ ０℃／秒以下の速度で２７０℃から１４０℃の間の温度まで冷却し、それから、 ５℃／分よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で１２０℃から５０℃の間の温度 まで冷却し、それから、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含 むスキームに従いシートを冷却する処理方法、（ｂ）５００から５７０℃のの範 囲の温度でシートに溶体化熱処理を施し、それから、約１０℃／秒よりは大きい が約２０００℃／秒以下の速度で３５０℃から２２０℃の間の温度までの冷却し 、そ れから、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒以下の速度で２７０℃から１４０℃ の間の温度まで冷却し、それから、５℃／分よりは大きいが２０℃／秒未満の速 度で１２０℃から５０℃の間の温度まで冷却し、シートをコイルにし、それから 、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含むスキームに従いシー トを冷却する処理方法、あるいは（ｃ）５００から５７０℃の範囲の温度でシー トに溶体化熱処理を施し、それから、水、水のミストあるいは強制空気から選択 される冷却手段を用いてシートを強制冷却し、５０℃と１００℃の間の温度でシ ートをコイルにし、それから、コイルを約１０℃／時間未満の速度で冷却させる 処理方法から選択される処理により、自然時効及び平滑化あるいは平坦化後に、 ９０‐１７５Ｍｐａの範囲のＴ４焼きもどし強度及び少なくとも１７０Ｍｐａの 潜在的なＴ８Ｘ焼きもどし強度を有するように加熱処理されていることを特徴と する。 この本発明の後者の観点においては、本発明の他の観点における場合と同様に 、合金シートは加熱及び冷却圧延を伴うベルト鋳造により製造しても良く、ある いは皮むき、均質化及び熱間及び冷間圧延を伴う直接冷硬鋳造などの従来の手段 により製造しても良い。 本発明の更に別の観点によれば、特に自動車に適用するのに適しているアルミ ニウム合金シート材料を製造するための方法であって、合金スラブをベルト鋳造 装置においてアルミニウム合金を鋳造することにより製造する間に合金から熱を 除去し、該スラブを熱間圧延及び冷間圧延してシートを形成させ、該シートに溶 体化熱処理を施し析出した粒子を再溶解させ、シートを冷却させる該方法が提供 され、前記合金が添付の図面のうちの図１の領域ＡＢＣＤＥＦ内にある重量パー セントで示される量のマグネシウム及び珪素を、及び図１において破線で示され る区切りと、図１の領域ＢＨＧＩ内では０．３ｗｔ．％、及び領域ＨＡＦＧ及び 領域ＩＥＤＣでは０ｗｔ．％との間の量の銅を含み、合金の凝固範囲に対応する 添付図面のうちの図３における陰をつけた帯内にある速度でベルト鋳造装置にお いて合金から熱を除去することを特徴とする。 本発明の別の観点によれば、自動車に適用するのに適したＴ４及びＴ８Ｘ焼き もどしをアルミニウム合金シートに与えるための方法が提供され、この方法は、 （ａ）５００から５７０℃のの範囲の温度でシートに溶体化熱処理を施し、それ から、約１０℃／秒よりは大きいが約２０００℃／秒以下の速度で３５０℃から ２２０℃の間の温度まで冷却し、それから、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒 以下の速度で２７０℃から１４０℃の間の温度まで冷却し、それから、５℃／分 よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で１２０℃から５０℃の間の温度まで冷却 し、それから、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含むスキー ムに従いシートを冷却する処理方法、（ｂ）５００から５７０℃のの範囲の温度 でシートに溶体化熱処理を施し、それから、約１０℃／秒よりは大きいが約２０ ００℃／秒以下の速度で３５０℃から２２０℃の間の温度までの冷却し、それか ら、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒以下の速度で２７０℃から１４０℃の間 の温度まで冷却し、それから、５℃／分よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で １２０℃から５０℃の間の温度まで冷却し、シートをコイル状にし、それから、 約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含むスキームに従いシート を冷却する処理方法、あるいは、（ｃ）５００から５７０℃のの範囲の温度でシ ートに溶体化熱処理を施し、それから、水、水のミストあるいは強制空気から選 択される冷却手段を用いてシートを強制冷却し、５０℃と１００℃の間の温度で シートをコイル状にし、それから、コイルを約１０℃／時間未満の速度で冷却さ せる処理方法から選択される処理をシートに施し、アルミニウム合金は添付の図 面の図１の領域ＡＢＣＤＥＦ内にある重量パーセントで示される量のマグネシウ ム、珪素及び任意に銅を含み、任意の銅の量は図１において破線で示される区切 りと、図１の領域ＢＨＧＩ領域内では０．３ｗｔ．％，及び領域ＨＡＦＧ及び領 域ＩＥＤＣ領域では０ｗｔ．％との間の量であることを特徴とする。 直ぐ上で規定している本発明の観点においては、シートは１２０℃と１５０℃ の間の温度での強制冷却から解放されることが好ましく、シートは６０℃と８５ ℃との間の温度でコイル状にされるのが好ましい。１２０℃と１５０℃の間の温 度まで強制冷却される際、シートはアキュムレータを通過させるのが好ましく、 その中で、シートは更に５０℃と１００℃の間の温度、好ましくは６０から８５ ℃、まで冷却される。その後、その温度でコイルにされる。この発明の溶体化熱 処理後の冷却段階は、制御された急冷工程と言っても良い。 この発明はまた、本発明の製造方法に適した、あるいは該方法により製造され る、自動車に適用するのに適した新規の合金及びシート材料に関する。 この開示においては金属焼きもどしＴ４及びＴ８Ｘについて言及する。Ｔ４と して示される焼きもどしはよく知られている（例えば、アルミニウム協会により 発行されているアルミニウム規格及びデータ（１９８４）、１１ページ参照のこ と）。この発明の合金は熱処理工程後引張り特性が変化し続け、一般に、使用前 に平坦化あるいは平滑化工程で処理される。このため、引用するＴ４特性は、こ の発明の熱処理後に少なくとも４８時間自然時効を行い、その後張力平滑化工程 により処理したシートに関するものである。これは、このタイプの合金の通常の 市販の実際と一致する。焼きもどしＴ８ＸはＴ４に比べて余り知られていない。 焼きもどしＴ８Ｘは、自動車パネルが典型的に受ける成形及び塗装硬化処理を示 すために、２％の張力で変形され、その後１７０℃で２０分あるいは１７７℃で ３０分の処理を受けたＴ４焼きもどし材料に関するものである。潜在的なＴ８Ｘ 焼きもどし特性は、処理段階及び熱処理を受けた所定の組成の材料が、塗装焼き 付け段階などの後の工程で発現するであろう、Ｔ８Ｘ焼きもどしと同等の特性を 示す。 上記組成制限は、第１に下記表１で設定されているような張力及び成形性の目 標を達成するために、第２に、主な合金添加物から、溶体化熱処理では再溶解せ ず、そのため材料の強度を向上させずに、同時に成形に不利益となる、最初の合 金添加からの第２相成分粒子が形成されるのを避けるために、設定されたもので ある。第３に、組成制限は主な合金添加物に対する最小固体溶解温度範囲が少な くとも２０℃であり好ましくは４０℃以上であることを確保するために、及び連 続ストリップラインにおいて液化及び次いで起こるストリップ破壊が起こる温度 に近づくことなく材料に効果的に溶体化熱処理を行うことを確保するために設定 されたものである。 上記合金がベルト鋳造により製造される場合、均質化及び皮むきの必要のない 所望のＴ４及び潜在的なＴ８Ｘ特性を備えた自動車用シートを得ることができる という本発明の特別かつ驚くべき特徴が発揮される。この特徴は、下記式が境界 となる熱流束対合金凝固範囲の領域に熱流束があるという要件により、合金凝固 範囲（ΔＴ_f）に関連して、ベルトにより除去される特定の熱流束で、ベルト鋳 造が実行された場合にのみ起きることが見いだされている。 下限熱流束（ＭＷ／ｍ²）＝２．２５＋０．０１８３ΔＴ_f 上限熱流束（ＭＷ／ｍ²）＝２．８６＋０．０２２２ΔＴ_f 合金凝固範囲の下限＝３０℃ 合金凝固範囲の上限＝９０℃ 式において、ΔＴ_fは摂氏で表される合金の凝固範囲である。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に係るアルミニウム合金のＭｇ、Ｓｉ、及び任意のＣｕの量を 示す図である。 図２は、好ましい合金の組成を示す図１と同様の図である。 図３は、様々な凝固範囲の本発明の合金に対する許容可能な熱除去速度を示す 図である。 図４は、特別な急冷処理を施すのが特に好ましい合金組成を示す図１と同様の 図である。 図５は、本発明にかかる方法の好ましい実施例により実行した段階を図示した ものである。 発明実施の最良の形態 本発明の合金は他の目的（例えば、缶詰製造、建築シート材料、など）にも使 用することができるが、これらの合金は主に自動車に適用するための、例えば、 パネル及び外板のための、合金として意図されている。そのため、これらの合金 は自動車製造業者が容易に部品を形成することができるように比較的低い（例え ば９０から１７５Ｍｐａの範囲にある）Ｔ４強度を有することが望ましい。しか し、耐凹み性を高くするためには、典型的な自動車塗装及び焼き付けの結果発現 される結果的なＴ８Ｘ強度は比較的高い（例えば１７０Ｍｐａ以上、より好まし くは２００Ｍｐａ以上）ことが望ましい。良好な耐食性、良好な表面品質などの 他の特性もまた、明らかに望まれる。これらの所望の特性及び他の特性について 下記の表１に示す。 少なくとも１７０ＭｐａのＴ８Ｘは多くの自動車シートに適用するのに塗装焼 き付け後十分な強度を与えるが、最も重要な自動車本体部分に対しては、少なく とも２００Ｍｐａより高いＴ８Ｘが一般には好ましく、そのため、この発明にお けるＴ８Ｘの好ましい値は少なくとも２００Ｍｐａとする。 本発明の第１の観点によれば、ＡＡ２０００及びＡＡ６０００シリーズのある 一定のＡｌ‐Ｃｕ‐Ｍｇ‐Ｓｉ及びＡｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ合金は上記所望の特性のう ち多くの特性を有するシート材料にすることができるばかりでなく、驚くべきこ とにツインベルト鋳造などのベルト鋳造を含む手順により鋳造することができ、 その結果得られるインゴット表面のその後の皮むき及び製品の均質化は必要ない ということが見いだされている。このことは、自動車に適用するのに適したシー ト材料の製造は鋳造から再圧延まで本質的に連続的に行うことができる、すなわ ち製造方法を容易なものにすることを意味する。 この利点を有するアルミニウム合金は、図１において示された容積の範囲内に ある組成を有するものである。この容積は、合金の許容される珪素及びマグネシ ウム量の限界を画する境界線ＡＢＣＤＥＦ、特別のマグネシウム及び珪素量を有 する合金の最大の銅含有量を示す境界線ＡＢＣＤＥＦ内の上部の区切り線１０（ 破線で図示される）、特別のマグネシウム及び珪素量を有する合金の最小の銅含 有量を示す及び境界線ＡＢＣＤＥＦ内の下面（図示せず）により規定される。下 面は領域Ｉ（ＢＨＧＩ）では０．３ｗｔ．％の銅含有量、領域ＩＩ（ＨＡＦＧ） では０ｗｔ．％の銅含有量、及び領域ＩＩＩ（ＩＥＤＣ）では０ｗｔ．％の銅含 有量である。 このため、規定された容積内にある有効な合金は、大体合金全体のｗｔ．％で 、以下のＭｇ、Ｓｉ及びＣｕ量を有するものである。 （１）０．４≦Ｍｇ＜０．８、０．２≦Ｓｉ＜０．５、０．３≦Ｃｕ≦３．５ （領域Ｉ） （２）０．８≦Ｍｇ≦１．４、０．２≦Ｓｉ＜０．５、Ｃｕ≦２．５（領域II ） （３）０．４≦Ｍｇ≦１．０、０．２≦Ｓｉ≦１．４、Ｃｕ≦２．０（領域II I） 上記範囲は近似値であるといえる。というのは、図１に示されるように、銅に 対して述べた最大量はある一定のＭｇ及びＳｉ量に対してのみ適するものであり 、他のＭｇ及びＳｉ量に対してはより低い値が適しているからである。特別のＭ ｇ及びＳｉ濃度に対する好ましい最大銅濃度は少なくとも約４０℃の固体溶解度 温度範囲になっているものであろう。しかしながら、注意すべきことは、少なく とも約２０℃の固体溶解度範囲は許容できるかもしれないが、好ましくはないこ とである。 更に、合金は、任意に０．４ｗｔ．％以下のＦｅ、０．４ｗｔ．％以下のＭｎ を、少量の他の元素（例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＶ、Ｃｒ＋Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｖ が０．３ｗｔ．％以下である）と共に含んでも良い。合金の残りはアルミニウム 及び普通のあるいは避けられない不純物である。 これらの合金はまた、リサイクルされた金属から鋳造しても良い。その場合、 最初の金属シートに適用した前処理のために、亜鉛が不純物として見いだされる かもしれない。しかしながら、そのシートも依然としてＺｎ＜０．３ｗｔ．％と いう亜鉛のレベルに対する全ての要件を満たすことができる。 これらの合金は一般に３０から９０℃の凝固範囲を有し、これにより、ベルト 鋳造を行うことができ、許容可能な表面特性が得られ、かつ、同時に有意な内部 及び表面の偏析及び第２相の形成が避けられる。しかしながら、自動車用シート に必要とされるこれらの特性及びＴ４及びＴ８Ｘ特性は、ベルト鋳造工程が図３ に示される熱流束の帯域内で実行されることを条件とする。更に、合金は、典型 的な工業用熱処理ライン条件下において少なくとも約２０℃、さらに好ましくは 少なくとも約４０℃の固体溶解度範囲を有する。特別なＭｇ及びＳｉ濃度に対し ては、好ましいＣｕ最大量は、その好ましいＣｕ最大量以下のＣｕ濃度に対して は、固体溶解度温度範囲が典型的な工業用溶体化熱処理ライン条件下において少 なくとも４０℃となるようなものであろう。図１のＣｕの区切りはこの銅の好ま しい上限を示すものである。これは、有効量のＭｇ及びＳｉ及びもし存在すれば 銅が、小さな範囲の組成変動型粒子を形成するよりもむしろ、溶体化熱処理によ り固溶体中に導入されることを意味する。これにより、典型的な工業用連続熱処 理ラインにおいてうまく処理されるシート材料が、破壊を引き起こすことなく、 また従来の均質化を必要とすることなく、得られることとなる。 好ましい合金の組成は前述したもの（図１に図示したもの）であるが、Ｍｇ及 びＳｉ濃度が図２の陰影をつけた領域ＩＮＡＦＥＭ内にあるように制限されてい る。この容積内の組成を有する合金は最も良い鋳造特性及び最適な最終特性を有 する。 領域ＩＮＡＦＥＭは下記式が境界となっている。 Ｍｇ＝０．４％（直線ＩＭ） Ｍｇ＝１．３７５％−０．７５×％Ｓｉ（直線ＥＭ） Ｓｉ＝０．５％（直線ＥＦ） Ｍｇ＝１．４％（直線ＡＦ） Ｓｉ＝０．２％（直線ＡＮ） Ｍｇ＝１．５６７％−２．３３３×％Ｓｉ（直線ＩＮ） 図１及び２において規定される合金はベルト鋳造を行うのに従来のベルト鋳造 装置、例えば、この明細書において開示内容が引用されているシビロッティ（Ｓ ｉｖｉｌｏｔｔｉ）への合衆国特許第４、０６１、１７７号において説明されて いるツインベルト鋳造装置、のうちのどの装置を使用してもよい。しかしながら 、その代わりに、１９９４年７月２２に出願された「金属ストリップを鋳造する ための方法及び装置及びそのために使用される射出器」と題して出願中の合衆国 特許出願第０８／２７８、８４９号、あるいは１９９５年７月１８日に出願され た同様のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＣＡ９５／００４２９号（これらの開示内容もこ の明細書中に引用されている）において開示されているツインベルト鋳造装置及 び鋳造方法を用いても、鋳造を実行することができる。この後者の装置及び方法 では、溶融金属をベルト上に鋳造する前に、回転する金属ベルトの鋳造面上に正 確な方法により（例えば、静電噴霧装置を用いて）一様の薄層（例えば、２０か ら５００μｇ／ｃｍ²）に塗布される液体離型剤（例えば、天然油及び合成油の 混合物）を使用している。その後、離型剤は鋳造工程後に完全に除去され、ベル トがもう１度回転して鋳造射出器に達する前に新しい離型剤層が再塗布される。 この装置にはまた、鋳造面を損傷させずにあるいは液体離型剤層を妨害せずに射 出器の重量を鋳造面上に分散させる金網スペーサにより鋳造面から離して保持さ れた可撓性のある射出器が使用されている。この装置及び方法により回転するベ ルト上で金属の薄いストリップを鋳造することができ、非常に良好な表面特性を 有する製品を得ることができる。このことは、本発明において重大なことである 。 どのタイプのベルト鋳造手順を採用したとしても、鋳造工程中に確実に熱が一 定の速度で溶融金属から除去されることが重要である。熱除去速度が小さすぎる と、表面の気泡あるいは偏析が現れ、許容できない表面の仕上がりとなる。さら に、過剰の偏析及び第２相の形成が鋳造ストリップ内に起き、これらは時間と温 度とを合理的に組み合わせた範囲内の後の溶体化処理では除去できない。他方、 熱除去速度が大きすぎると、表面の歪みが凝固工程中に生じることがある。これ により、局所的に、熱の除去ひいては凝固工程が中断され、粗い第２相粒子の領 域、多孔性の領域、ひどい場合には亀裂が生じる。 上記現象は、鋳造される合金のその組成に依存する凝固範囲と熱除去速度（す なわち、凝固中に鋳造金属を含むために使用されるベルトを通過する熱流束）と の組み合わせに相関する。凝固範囲と熱除去速度との関係を図３に示す。許容で きる熱除去速度をグラフ中に陰をつけた帯域として示す。 その帯域の左側では材料は柔らかすぎ、右側では強すぎる。左側の材料では、 大きな金属間及び共晶偏析の形成が見られるかもしれない。帯の右側の材料に対 する固体溶解度範囲もまた狭すぎる。帯域より上の材料は外郭の歪みを示し、帯 域より下の材料は過剰な表面偏析を示す。 陰をつけた帯は下記式が境界となる領域として示してもよい。 下限熱流束（ＭＷ／ｍ²）＝２．２５＋０．０１８３ΔＴ_f 上限熱流束（ＭＷ／ｍ²）＝２．８６＋０．０２２２ΔＴ_f 合金凝固範囲の下限＝３０℃ 合金凝固範囲の上限＝９０℃ 式において、ΔＴ_fは摂氏で表される合金の凝固範囲である。 そのため、特別な合金に対する熱除去速度が許容範囲内にあるように、鋳造さ れる金属から熱を除去するための制御可能な手段をベルト鋳造装置において用い ることが好ましい。そのような冷却はベルトの材料と組織と塗布した離型層の厚 さとにより制御される。 鋳造工程に続いて、その工程により製造された薄い金属ストリップは通常従来 の圧延装置を用いて熱間及び冷間圧延され、適用するのに必要とされる最終的な 所望のゲージ厚みとされる。 この段階で、図１の規定内にある少なくとも幾つかの合金に従来の溶体化熱処 理及び冷却を施すことができ、適当なＴ４焼きもどし特性及び適する最終的なＴ ８Ｘ焼きもどし特性を有するＡｌ‐合金シートが得られる。これには連続焼きな まし及び溶体化熱処理ライン（ＣＡＳＨ）において約５６０℃で冷却圧延材料に 溶体化熱処理を施すこと、強制空気あるいは水中で直ちに合金を室温近くまで急 冷すること、及びその後２日以上合金を自然に時効させることが含まれる。しか しながら、所望のＴ４焼き戻し特性及び成形、塗装及び焼き付け後の最終的なＴ ８Ｘ型焼きもどし特性を得るためには、図１の規定内にある組成を有する少なく とも幾つかの合金に溶体化熱処理及びその後の以下に説明する改良連続制御冷却 工程を含む特別な手順を施さなければならない。 溶体化熱処理では、析出した合金成分が合金中に再溶解し、一般に合金シート 材料を約５００℃と約５７０℃の間の温度（好ましくは約５６０℃）まで加熱す ることが含まれる。その後、改良した急冷工程あるいは冷却工程を実行する。こ れには、溶体化加熱処理温度から中間温度まで中断無しに冷却する工程、更に中 断無しにアルミニウム合金を有効なより遅い速度で室温まで冷却する工程が含ま れる。この中間の目標温度には１段階であるいは多数の段階を経て到達させるこ とができる。 好ましい急冷工程には、４つの連続した冷却段階あるいは順序が含まれる。第 １に、溶体化熱処理温度から約３５０℃と約２２０℃との間のある温度まで１０ ℃／秒よりは大きいが２０００℃／秒以下の速度で冷却する。第２に、合金シー トを、約１℃／秒よりは大きいが約５０℃／秒以下の速度で約３５０℃と約２２ ０℃との間のある温度から、約２７０℃から約１４０℃の間の温度まで冷却する 。第３に、更に、５℃／分よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で約１２０℃か ら約５０℃の間の温度まで冷却する。第４に、約１２０℃から約５０℃の間の温 度から、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する。 上記急冷工程は、１０℃／時間未満の速度で室温までシートを冷却する最終段 階の前にシートをコイル巻取りする付加的な段階を加えて実行しても良い。 その代わりに、急冷工程に、水冷却、水ミスト冷却あるいは強制空気冷却によ るシートを強制冷却する段階、及び５０から１００℃の温度でシートをコイル巻 取りする段階、及びその後にそのコイルを約１０℃／時間未満の速度で冷却させ る段階を含めても良い。シートは１２０と１５０℃の間の温度で強制冷却から解 放されるのが最も好ましく、シートは６０と８５℃の間の温度でコイル状にされ るのが好ましい。１２０と１５０℃の間の温度まで強制冷却させるものとすると 、シートはアキュムレータを通過させることが好ましく、その中で更に５０と１ ００℃との間の温度まで、好ましくは６０と８５℃の間の温度まで冷却され、そ の後その温度でコイルにされる。 許容可能な最終特性を発現させるには、上記特別の急冷工程の１つを用いるの が非常に望ましい合金は図１に関連させて前述したものであるが、Ｍｇ及びＳｉ 濃度が図４の領域ＩＪＫＬＭ内にあるものである。領域ＩＪＫＬＭは以下の式の 内に含まれる領域として大体規定できる。 Ｓｉ＝０．５％（直線ＩＪ） Ｍｇ＝０．８％（直線ＪＫ） Ｍｇ＝１．４％−％Ｓｉ（直線ＫＬ） Ｓｉ＝０．８％（直線ＬＭ） Ｍｇ＝０．４％（直線ＩＭ） 及びＣｕ≦２．５％を有する。 実際、Ｃｕ＋Ｍｇ＋Ｓｉ≦１．４ｗｔ．％である領域ＩＪＫＬＭ内の希薄合金 に対しては、自動車パネルに使用するための目標特性を満たすためには制御され た急冷手順が必要不可欠である。図４の容積ＩＪＫＬＭの外側の組成を有する合 金に対しては、特別な手順の１つは任意であるが望ましい。というのは、その手 順により改善された特性が得られるからである。 前述の型の合金には、従来の急冷工程によりＴ４及びＴ８Ｘの間に所望の差異 を発現させるのに十分な構成元素が不足している。この差により、塗装焼き付け 後にＴ４の成形性と共に究極の強度が得られる。これは特に、より高いＴ８Ｘ（ 少なくとも２００Ｍｐａ）が所望の場合、あるいはツインベルト鋳造材料を使用 する場合に、重要である。他のどんな理論にも制限されることは望まないが、従 来の急冷を使用する場合（室温、すなわち４５から５０℃以下まで急速に冷却し 、その後コイルにする）、不安定な析出物あるいはクラスタが形成し、これらは 塗装焼き付け工程中に再溶解し、粗く、境界のはっきりしない析出構造の析出を 助長すると考えられている。このため、材料の強度は減少する。少なくとも５０ ℃、 好ましくは少なくとも６０℃の温度からゆっくり冷却する（これが本発明の特徴 である）ことにより、安定したクラスタが形成され、これにより、塗装焼き付け 中に、細かく、良く分散した析出構造が促進される。このような構造をもつ結果 物はより高い塗装焼き付け強度（Ｔ８Ｘ値）を有する。 この工程は本発明の全ての合金に適用され、そのため好都合であるが、特に図 ４の範囲の合金に有効で、非常に希薄な合金には必要不可欠である。 最終冷却段階の前に５０℃と１００℃の間の温度、好ましくは６０℃と８５℃ の間の温度でシートがコイル巻取りされる制御急冷工程では、この工程で以前は 実現されなかった利点が得られる。最終徐冷段階の前に金属のコイルを形成させ ると、コイル内の温度を端から端までと同様に側面から側面まで平衡させるのが 促進される。そのため、確実に最も均一の及び最も所望の特性が最終徐冷中に達 成される。コイル内の高い熱伝導性のために、及びコイルの表面積が比較的小さ いために、この平衡が生じうる。コイルは自然に冷却することもでき、あるいは ファンを使用することもできる。しかし、この特性のために平衡は依然として起 こる。全体的な平均冷却速度は１０℃／時間未満である。 通常の温度より比較的高い温度で金属をコイル状にするために、金属は好まし くは急冷の急速冷却部分から１２０と１５０℃の間の温度で解放されなければな らない。追加の冷却はコイル状にする前のアキュムレータ段階中に起き、そのた めコイル状にする温度は所望の範囲内にあることとなる。アキュムレータ内での 冷却量は他の要因の中ではシートの厚さに依存するが、上記範囲では一般に所望 の範囲内にある温度でコイル状にすることとなる。しかしながら、上記温度は、 アキュムレータ自体が、例えばアキュムレータまでの入口ローラ上に、より高い 温度の高分子コーティングを使用することにより、特別に適応させたものでなけ ればならないことを意味する。 コイル状にするための上限温度は１００℃もの高さにしても良いが、この発明 の範囲内のいくつかの合金に対しては、そのような温度では、Ｔ４強度の過剰な 発現が見られる。５０℃の下限を設定すると、室温まで冷却する間に特性（以上 で記述せず）が十分発現される。しかしながら、幾つかの合金の組み合わせに対 しては、この温度では十分な利得が実現されず、全ての合金にあてはまり、かつ 本発明の条件を満たす６０と８５℃の間の温度でコイルにすることが好ましい。 この発明の方法により製造された合金シートは良好な保存品質を示し、すなわ ち、室温での保存中に有意な合金の時効硬化が起こらない。及びそれらの合金シ ートは塗装焼き付けサイクル（あるいは未塗装金属部品に対しては塗装焼き付け サイクルに匹敵する熱処理サイクル）中の時効硬化により高い降伏強度を示す。 本発明にかかる全体として好ましい工程を図５において簡単な概略図として示 す。図１において規定される組成を有する連続金属ストリップ１０を、図３の陰 をつけた帯内にある熱除去速度でツインベルト鋳造装置１１において鋳造し、圧 延ステーション１２で熱間圧延する。この圧延段階中に、幾らかの析出物が形成 する。熱間圧延製品をコイルにしてコイル１４を形成する。熱間圧延されたスト リップ１０はその後コイル１４から引き伸ばして、冷間圧延ミル１５において冷 間圧延し、コイルにしてコイル１６を形成する。冷間圧延されたストリップ１０ はその後コイル１６から引き伸ばして、ステーション１７で上記３つの好ましい 冷却スキームの１つに従い、連続する溶体化熱処理、制御急冷を施し、析出物と 構成要素である粒子を分離し、その後コイルにしてコイル１８を形成する。少な くとも４８時間の自然時効後、コイルにされたストリップ１８はＴ４焼きもどし 状態にあり、その後、通常の平滑化あるいは平坦化操作（図示せず）が施され、 自動車製造者に販売することができる。自動車製造者はストリップを変形させて パネル２０を形成し、その後パネルに塗装焼き付けを行い２３、Ｔ８Ｘ焼きもど し状態にある塗装パネル２２を形成する。 この発明について、以下の実施例により更に説明するが、制限するものではな い。 実施例１ 合計９の合金をパイロットスケールベルト鋳造装置を用いて作製した。これら の合金の鋳造組成は表２に示す。 合金＃１及び＃３は従来のＤＣ鋳造、皮むき、均質化を行い、圧延後、従来の 熱処理及び急冷を施していた自動車シート用合金と同様の組成を有した。合金＃ １はＦｅレベルが高いことを除き、ＡＡ６１１１と同様であった。合金＃３はＤ Ｃ鋳造により製造され、続いて自動車に使用されているシートに成形されている 合金と同様の組成であったが、登録された組成は有していない。 合金＃１、＃２、＃４、＃８及び＃９は図２の領域ＩＮＡＦＥＭ内にある組成 を有した。合金＃２及び＃４は更に、図４の領域ＩＪＫＬ内にある組成を有し、 合金＃２及び＃４におけるＭｇ＋Ｓｉ＋Ｃｕはそれぞれ、１．５％及び１．２％ であった。合金＃３及び＃５はこの発明の広い範囲内にあるが、図２の領域ＩＮ ＡＦＥＭの外側にある組成を有した。合金＃７はこの発明の広い範囲の組成の外 側の組成を有するように選択した。 合金は全て首尾良くパイロットスケールベルト鋳造装置で鋳造した。鋳造する スラブはゲージ厚み２５．４ｍｍ、幅３８０ｍｍで、約４ｍ／分で、銅ベルト上 で鋳造した。鋳造したスラブは５００℃まで再加熱し、その後５ｍｍに熱間圧延 し、その後、研究室用ミル上で２．０及び１．２mmに冷間圧延した。それから、 シートには、５６０から５７０℃の範囲の温度に材料を急速に加熱し、それから 強制空気急冷を行う段階を含む、この型の合金に従来施されていた熱処理をまね た、模擬連続徐冷熱処理を施した。（Ｔ４焼きもどしの特性及び安定性要求を満 たすための）４日の自然時効後、引張り特性を測定した。幾つかのサンプルでは 、引張り試験の前に、２％の引き伸ばし後、１７７℃で３０分放置（Ｔ８焼きも どし）することを含む模擬塗装焼き付け処理を行った。 サンプルの平均機械的強度は表３に、合金＃１（ＡＡ６１１１）及び＃３に対 するＤＣ鋳造材料の特性と共に示す。これらのサンプルはこの型の合金に対する 特性の安定化に通常必要とされる時効後、しかしながら工業用製造工程の一部で ある平坦化あるいはレベルリング操作の前に得たものであった。このような操作 はＴ４特性において５から１０Ｍｐａの増加を引き起こし得る。 合金＃１は圧延前にＤＣ鋳造され、皮むきされ、均質化されているＡＡ６１１ １材料に非常に匹敵する結果を示した。Ｔ４においては合金＃３はそのＤＣ対応 物に比べわずかに低い降伏強度、及びわずかに高い伸びを有したが、Ｔ８Ｘにお いては、その特性は匹敵するものであった。 ベルト鋳造合金＃１、＃３、＃５、＃６、＃８及び＃９はすべてそれぞれ、９ ０から１７０Ｍｐａ及び＞１７０Ｍｐａという所望の範囲内のＴ４及びＴ８Ｘ降 伏特性を有した。これらの合金はまた、通常の平滑化あるいは平坦化操作後の引 張り強度の増加が許容できるならばこれらの範囲内にあるであろう。合金＃２及 び＃４は図４の範囲ＩＪＫＬ内にあり、Ｔ８Ｘ下で所望の１７０Ｍｐａより低い 降伏強度を有した。合金＃７はＴ４下において容易に成形するには高すぎる降伏 強度を有した。 合金＃１、＃３及び＃４を除く全ての合金サンプルに、この発明の熱処理に対 応し、まず行われる５分間の溶体化熱処理、それから行われる強制空気急冷、そ の後直ちに行われる８５℃での５時間の前時効からなる模擬熱処理を施した。合 金＃４のサンプルには８５℃での８時間の前時効を行うことを除いては同様の処 理を施した。Ｔ４及びＴ８Ｘ焼きもどし下での引張り特性を測定し、表４におい て従来の熱処理を用いて達成された特性と比較する。 合金＃７を除き表に示した合金はすべて所望の範囲内にあるＴ４特性及びＴ８ Ｘ特性を有する。合金＃７は特に上記平坦化あるいは平滑化に対する増加が測定 値に加算される場合、最終的な使用には高すぎるＴ４降伏強度を有する。 合金＃４ではＴ４の値が低いように見えるが、引張り平滑化効果を含めると、 Ｔ４値はＴ４に対する許容範囲内にある。しかしながら、従来通りに処理された シートのＴ８Ｘ特性は１７０Ｍｐａの許容値よりも低いところにあり、一方、制 御された急冷を受けたシートの値は１７０Ｍｐａの許容値及び２００Ｍｐａの好 ましい値のどちらも超える。 実施例２ ２つの合金を工業用ベルト鋳造装置で鋳造した。スラブはゲージ厚み１９ｍｍ で鋳造し、ゲージ厚み５ｍｍに熱間圧延した。それから、実施例１に説明したの と同様に実験室で材料を処理した。合金の組成は表５に示す。 ４日の自然時効後、シートはＴ４特性を得るために引張り試験を行った。その 上、Ｔ８Ｘ特性を得るために塗装焼き付け模擬実験（２％伸ばした後１７７℃で ３０分放置）を行った。 Ｔ４及びＴ８Ｘ焼きもどしにおける機械的強度を表６に示す。これらは溶体化 熱処理後に通常の冷却工程を用いて得たものであり、比較のために実施例１の合 金２及び４のデータを含む。合金＃１０は実施例１の合金＃４の改良型であるこ とに注意すべきである。合金＃１１は実施例１の合金＃２と同等のものである。 工業的に鋳造された合金＃１０の降伏強度は合金＃４のよりも高いことがわかる 。これはＭｇ及びＳｉレベルがより高いので予想されることである。合金＃１１ は実施例１で示した合金＃２と非常に類似した特性を有する。全ての場合におい て、Ｔ８Ｘ焼きもどしにおける塗装焼き付け応答は全く同等である。 合金はまた実施例１と同様の模擬制御急冷工程を用いて処理した。表７では、 模擬の従来の急冷工程及び本発明にかかる模擬の制御急冷工程に従った場合に得 られる引張り特性を比較し、Ｔ８Ｘ特性をこの発明の方法により目標レベルまで 増加させることができることを証明している。Ｔ４降伏強度もまた減少するが、 実施例１で示した様に、例えば引張り平滑化の工業用工程後に得られる値が通常 より高いことを考えると、それらの値は所望範囲内にあり、Ｔ４及びＴ８Ｘ特性 はどちらも実施例１の結果と一致する。 実施例３ 実施例２の合金＃１０及び＃１１もまた、ベルト鋳造及び熱間圧延後に、工業 用冷却ミル及び連続加熱処理ラインにおいて処理した。熱処理ラインでは、この 発明の溶体化熱処理及び制御した急冷工程、特に冷却中に４つの温度段階を含み 、最終冷却段階の前にコイル巻取りする段階を備えた工程を使用した。コイルは 少なくとも４８時間の通常の時効を受けた。しかしながら、サンプルは平坦化あ るいは平滑化操作の前に試験のために取り出した。 サンプルの引張り特性を表８に示す。引張り特性は実施例２の模擬制御急冷材 料に対する特性とはわずかに異なる。その模擬が工業用工程を正確に繰り返した ものではないからである。しかしながらＴ４及びＴ８Ｘ下での引張り強度は本発 明の範囲内にある。 実施例４ この発明の組成範囲内の５つの合金をＤＣ鋳造し市販のサイズのインゴットと した。これらの合金の鋳造組成は表９に示す。インゴットは皮むきを行い、５６ ０℃で数時間均質化し、熱間及び冷間圧延して最終ゲージ厚みとした。シートは 本発明の方法により溶体化熱処理及び急冷処理を施した。その急冷工程では強制 冷却を行い、その後表１０に示した様に異なる温度でコイル巻取りした。表１０ にはまた、結果的に得られる材料の引張り強度を示してある。Ｔ４特性は実施例 １で概説したのと同じ条件下で測定した。 制御急冷後の合金は全て表１に示した範囲内のＴ４及びＴ８Ｘ特性を有した。 しかしながら、（より厚いストリップを用い、そのためアキュムレータ段階での 温度降下がより小さくなったことにより達成された）９０℃でコイル巻取りした 合金１３は、特に（実施例１で説明した様に）伸び補正した場合許容上限に近い Ｔ４値を有した。他の合金に対しては、コイル巻取りする温度がより高い場合の Ｔ４に関する効果はそれほど大きいとは考えられないが、コイル巻取りする温度 の上限は８５℃であることがより好ましい。 合金１２から１５に関しては、同じ組成の実験室鋳造サンプルを製造し加工し てシートとした。シートには実施例１と同様の模擬熱処理及び従来の急冷処理を 施した。これらの比較サンプルのＴ８Ｘ特性はこの発明の方法を用いて急冷した サンプルよりも明らかに劣っており、Ｔ８Ｘの最も広い許容範囲内にあったが、 少なくとも２００ＭｐａというＴ８Ｘのより厳格な要求は満たさなかった。 合金１６は冷却後２通りの方法で処理した。１つの場合ではコイルを断熱し、 他の場合ではコイルはファンを用いて冷却した。Ｔ４及びＴ８Ｘは本質的に同じ で所望の範囲内にあった。非常に類似した組成を有する合金１２はコイルにした 後大気中に放置することにより冷却したが、この値もまた同等である。コイル形 状での最終段階の冷却は、全体的な冷却速度が１０℃／時間未満である限りコイ ルの外部の扱い方には依存せず、これにより、内部平衡は十分に速く熱均一性及 び所望の特性が確保されることが示される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ 8719−4Ｋ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ａ ６９０ 8719−4Ｋ ６９０ ６９１ 8719−4Ｋ ６９１Ｂ ６９２ 8719−4Ｋ ６９２Ａ 8719−4Ｋ ６９２Ｂ ６９３ 8719−4Ｋ ６９３Ａ 8719−4Ｋ ６９３Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 フィッツサイモン，ジョン カナダ、ケイ７エル・４ブイ１、オンタリ オ、キングストン、フェアクレスト・ブー ルバード47番 (72)発明者 バル，マイケル・ジャクソン アメリカ合衆国48116ミシガン州ブライト ン、サイカモア・トレイル9387番 (72)発明者 マロア，ピエール・アッシュ カナダ、ケイ７エム・４ジェイ５、オンタ リオ、キングストン、クレセント・ドライ ブ38ビー番 (72)発明者 グプタ，アロック・クマール カナダ、ケイ７エム・１イー２、オンタリ オ、キングストン、シーフォース・ロード 24番 (72)発明者 ロイド，デイビッド・ジェイムズ カナダ、ケイ７エム・６ビー７、オンタリ オ、キングストン、バーウィック・プレイ ス865番 【要約の続き】 に使用するのに適したパネルが効率的にかつ経済的に製 造することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ツインベルト鋳造工程及び加熱及び冷却圧延工程を経て得られるアルミニ ウム合金シートにおいて、 前記シートのアルミニウム合金が添付の図面の図１の領域ＡＢＣＤＥＦ内にあ る重量パーセントで表されるマグネシウムと珪素と、図１の破線で示される区切 り線と図１の領域ＢＨＧＩ内では０．３ｗｔ．％及び、領域ＨＡＦＧ及びＩＥＤ Ｃ内では０ｗｔ．％との間の量の銅とを含むこと、及び合金が以下の式、 下限熱流束（ＭＷ／ｍ²）＝２．２５＋０．０１８３ΔＴ_f 上限熱流束（ＭＷ／ｍ²）＝２．８６＋０．０２２２ΔＴ_f 合金凝固範囲の下限＝３０℃ 合金凝固範囲の上限＝９０℃ （式において、ΔＴ_fは摂氏で表される合金の凝固範囲である）で規定される範 囲内の熱除去速度で実行されるツインベルト鋳造方法の結果得られるものである ことを特徴とするアルミニウム合金シート。 ２．合金は加熱処理が施され、自然時効及び平滑化あるいは平坦化後に、９０ ‐１７５Ｍｐａの範囲のＴ４焼きもどし強度及び少なくとも１７０Ｍｐａの潜在 的なＴ８Ｘ焼きもどし強度を示すことを特徴とする請求項１記載のシート。 ３．合金は加熱処理が施され、自然時効及び平滑化あるいは平坦化後に、９０ ‐１７５Ｍｐａの範囲のＴ４焼きもどし強度及び少なくとも２００Ｍｐａの潜在 的なＴ８Ｘ焼きもどし強度を示すことを特徴とする請求項１記載のシート。 ４．シートが、（ａ）５００から５７０℃の範囲の温度でシートに溶体化熱処 理を施し、それから、約１０℃／秒よりは大きいが約２０００℃／秒以下の速度 で３５０℃から２２０℃の間の温度まで冷却し、それから、１℃／秒よりは大き いが５０℃／秒以下の速度で２７０℃から１４０℃の間の温度まで冷却し、それ から、５℃／分よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で１２０℃から５０℃の間 の温度まで冷却し、それから、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工 程を含むスキームに従いシートを冷却する処理方法；（ｂ）５００から５７０℃ の範囲の温度でシートに溶体化熱処理を施し、それから、約１０℃／秒よりは大 きいが約２０００℃／秒以下の速度で３５０℃から２２０℃の間の温度までの冷 却し、それから、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒以下の速度で２７０℃から １４０℃の間の温度まで冷却し、それから、５℃／分よりは大きいが２０℃／秒 未満の速度で１２０℃から５０℃の間の温度まで冷却し、シートをコイル巻取り し、それから、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含むスキー ムに従いシートを冷却する処理方法；又は（ｃ）５００から５７０℃の範囲の温 度でシートに溶体化熱処理を施し、それから、水、水のミストあるいは強制空気 から選択される冷却手段を用いてシートを強制冷却し、５０℃と１００℃の間の 温度でシートをコイル巻取りし、それから、コイルを約１０℃／時間未満の速度 で冷却させる処理方法から選択される処理により、熱処理されていることを特徴 とする請求項１、２又は３に記載のシート。 ５．熱処理方法（ｃ）により得られるシートであって、前記シートは１２０か ら１５０℃範囲内の温度まで強制冷却され、その後、アキュムレータを通過させ られ、そこで、更に５０から１００℃までの温度まで冷却され、その後５０から １００℃までの温度でコイル巻取りされることを特徴とする請求項４記載のシー ト。 ６．合金は、０．４重量パーセント以下のＦｅと、０．４重量パーセント以下 のＭｎと、０．３重量パーセント以下のＺｎと、及び少量の少なくとも他の１つ 元素から選択される少なくとも１つの追加元素とを含むことを特徴とする請求項 １、２又は３に記載のシート。 ７．少なくとも１つの他の元素はＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＶから選択され、Ｃｒ ＋Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｖの総量が合金の０．３重量％を超えないものであることを特徴 とする請求項５記載のシート。 ８．合金は添付の図面の図２の領域ＩＮＡＦＥＭ内にある量のＭｇ及びＳｉを 含むことを特徴とする請求項１、２又は３記載のシート。 ９．合金は添付の図面のうち図４の領域ＩＪＫＬＭ内にある量のＭｇ及びＳｉ を含むことを特徴とする請求項４あるいは５記載のシート。 １０．合金に含まれるＭｇ＋Ｓｉ＋Ｃの合計量が１．４ｗｔ．％未満であるこ とを特徴とする請求項９記載のシート。 １１．マグネシウム、珪素及び任意に銅を含むアルミニウム合金シートにおい て、 シートのアルミニウム合金は添付の図面の図１の領域ＡＢＣＤＥＦ内にある重 量パーセントで表されるマグネシウムと珪素と、図１の破線で示される区切り線 と図１の領域ＢＨＧＩ内では０．３ｗｔ．％及び領域ＨＡＦＧ及びＩＥＤＣ内で は０ｗｔ．％との間の量の銅とを含み、 （ａ）５００から５７０℃の範囲の温度でシートに溶体化熱処理を施し、それ から、約１０℃／秒よりは大きいが約２０００℃／秒以下の速度で３５０℃から ２２０℃の間の温度まで冷却し、それから、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒 以下の速度で２７０℃から１４０℃の間の温度まで冷却し、それから、５℃／分 よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で１２０℃から５０℃の間の温度まで冷却 し、それから、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含むスキー ムに従いシートを冷却する処理方法；（ｂ）５００から５７０℃の範囲の温度で シートに溶体化熱処理を施し、それから、約１０℃／秒よりは大きいが約２００ ０℃／秒以下の速度で３５０℃から２２０℃の間の温度までの冷却し、それから 、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒以下の速度で２７０℃から１４０℃の間の 温度まで冷却し、それから、５℃／分よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で１ ２０℃から５０℃の間の温度まで冷却し、シートをコイルにし、それから、約１ ０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含むスキームに従いシートを冷 却する処理方法；又は（ｃ）５００から５７０℃の範囲の温度でシートに溶体化 熱処理を施し、それから、水、水のミストあるいは強制空気から選択される冷却 手段を用いてシートを強制冷却し、５０℃と１００℃の間の温度でシートをコイ ル巻取りし、それから、コイルを約１０℃／時間未満の速度で冷却させる処理方 法から選択される処理により加熱処理され、自然時効及び平滑化あるいは平坦化 後に、９０‐１７５Ｍｐａの範囲のＴ４焼きもどし強度及び少なくとも１７０Ｍ ｐａの潜在的なＴ８Ｘ焼きもどし強度を有することを特徴とするシート。 １２．加熱処理方法（ｃ）により得られるシートであって、前記シートは１２ ０から１５０℃範囲内の温度まで強制冷却され、その後、アキュムレータを通過 させられ、そこで、更に５０から１００℃までの温度まで冷却され、その後５０ から１００℃の間の温度でコイル巻取りされることを特徴とする請求項１２記載 のシート。 １３．合金は下記の式内に含まれる添付図面の図２の領域ＩＮＡＦＥＭ内にあ る量のＭｇ及びＳｉを含むことを特徴とする請求項１１記載のシート。 １４．合金は添付図面の図４の領域ＩＪＫＬＭ内にある量のＭｇ及びＳｉを含 むことを特徴とする請求項１１又は１２記載のアルミニウム合金シート。 １５．合金に含まれるＭｇ＋Ｓｉ＋Ｃｕの合計量が１．４ｗｔ．％未満である ことを特徴とする請求項１４記載のシート。 １６．合金は９０から１７５Ｍｐａの範囲のＴ４焼きもどし強度及び少なくと も２００Ｍｐａの潜在的なＴ８Ｘ焼きもどし強度を有することを特徴とする請求 項１１、１２、１３又は１５記載のシート。 １７．特に自動車に適用するのに適したアルミニウム合金シート材料の製造方 法であって、ベルト鋳造装置においてアルミニウム合金を鋳造しながら該合金か ら熱を除去することにより合金スラブを製造し、そのスラブを熱間圧延及び冷間 圧延してシートを形成し、そのシートに溶体化熱処理を施し析出した粒子を再融 解させ、そのシートを冷却する前記製造方法において、 合金は添付の図面の図１の領域ＡＢＣＤＥＦ内にある重量パーセントで表され るマグネシウムと珪素と、図１の破線で示される区切り線と図１の領域ＢＨＧＩ 内では０．３ｗｔ．％及び領域ＨＡＦＧ及びＩＥＤＣ内では０ｗｔ．％との間の 量の銅とを含み、 ベルト鋳造装置において合金の凝固範囲に対応する添付の図面の図３の陰影を つけた帯域内にある速度で合金から熱を除去することを特徴とするアルミニウム 合金シート材料の製造方法。 １８．アルミニウム合金が添付の図面の図２において規定される領域ＩＮＡＦ ＥＭ内にある量のＭｇ及びＳｉを含むことを特徴とする請求項１７記載の製造方 法。 １９．合金は５００から５７０℃の範囲の温度で溶体化熱処理され、それから 、約１０℃／秒よりは大きいが約２０００℃／秒以下の速度で３５０℃から２２ ０℃の間の温度まで冷却され、それから、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒以 下の速度で２７０℃から１４０℃の間の温度まで冷却され、それから、５℃／分 よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で１２０℃から５０℃の間の温度まで冷却 され、それから、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却されることを特徴と する請求項１７記載の製造方法。 ２０．シート形状の合金は１２０℃と５０℃の間の温度まで冷却された後、室 温まで冷却される前にコイル状にされることを特徴とする請求項１９記載の製造 方法。 ２１．シート形状の合金は水冷却、水ミスト冷却あるいは強制空気冷却により 強制冷却され、その後５０から１００℃の温度でコイル巻取りされ、その後約１ ０℃／時間未満の速度で冷却されることを特徴とする請求項１７記載の製造方法 。 ２２．シートは１２０と１５０℃の間の温度まで強制冷却されることを特徴と する請求項２１記載の製造方法。 ２３．シートは１２０と１５０℃の間の温度まで強制冷却され、その後アキュ ムレータを通過させられそこで更に５０から１００℃の温度まで冷却され、その 後５０から１００℃の温度でコイル巻取りされることを特徴とする請求項２１あ るいは２２記載の製造方法。 ２４．シートは６０から８５℃の間の温度でコイル巻取りされることを特徴と する請求項２１又は２２記載の製造方法。 ２５．合金は添付の図面の図４の領域ＩＪＫＬＭ内にある組成を有することを 特徴とする請求項１９、２０、２１又は２２記載の製造方法。 ２６．合金に含まれるＭｇ＋Ｓｉ＋Ｃｕの総量が１．４ｗｔ．％以下であるこ とを特徴とする請求項１９、２０、２１又は２２記載の製造方法。 ２７．自動車に適用するのに適したＴ４及びＴ８Ｘ焼きもどしをアルミニウム 合金シートに与える方法において、 （ａ）５００から５７０℃の範囲の温度でシートに溶体化熱処理を施し、それ から、約１０℃／秒よりは大きいが約２０００℃／秒以下の速度で３５０℃から ２２０℃の間の温度まで冷却し、それから、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒 以下の速度で２７０℃から１４０℃の間の温度まで冷却し、それから、５℃／分 よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で１２０℃から５０℃の間の温度まで冷却 し、それから、約１０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含むスキー ムに従いシートを冷却する処理方法；（ｂ）５００から５７０℃の範囲の温度で シートに溶体化熱処理を施し、それから、約１０℃／秒よりは大きいが約２００ ０℃／秒以下の速度で３５０℃から２２０℃の間の温度までの冷却し、それから 、１℃／秒よりは大きいが５０℃／秒以下の速度で２７０℃から１４０℃の間の 温度まで冷却し、それから、５℃／分よりは大きいが２０℃／秒未満の速度で１ ２０℃から５０℃の間の温度まで冷却し、シートをコイル状にし、それから、約 １０℃／時間未満の速度で室温まで冷却する工程を含むスキームに従いシートを 冷却する処理方法；又は（ｃ）５００から５７０℃の範囲の温度でシートに溶体 化熱処理を施し、それから、水、水のミストあるいは強制空気から選択される冷 却手段を用いてシートを強制冷却し、５０℃と１００℃の間の温度でシートをコ イル巻取りし、それから、コイルを約１０℃／時間未満の速度で冷却させる処理 方法から選択される処理をシートに施し、 アルミニウム合金は添付の図面の図１の領域ＡＢＣＤＥＦ内にある重量パーセ ントで表されるマグネシウム、珪素及び銅を含み、銅の量は図１の破線で示され る区切り線と図１の領域ＢＨＧＩ内では０．３ｗｔ．％及び領域ＨＡＦＧ及びＩ ＥＤＣ内では０ｗｔ．％との間の量であることを特徴とする製造方法。 ２８．シートは１２０から１５０℃範囲内の温度まで強制冷却され、その後、 アキュムレータを通過させられ、そこで、更に５０から１００℃までの温度まで 冷却され、その後５０から１００℃の間の温度でコイル状にされることを特徴と する処理方法（ｃ）に従って実行される請求項２７記載の製造方法。 ２９．シートは６０から８５℃の間の温度でコイル状にされることを特徴とす る請求項２８記載の製造方法。 ３０．アルミニウム合金は、０．４重量パーセント以下のＦｅ、０．４重量パ ーセント以下のＭｎ及び少量の少なくとも他の１つ元素から選択される少なくと も１つの追加元素を含むことを特徴とする請求項２７又は２８記載の製造方法。 ３１．少なくとも１つの他の元素はＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＶから選択され、Ｃ ｒ＋Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｖの総量が合金の０．１５重量％を超えないものであることを 特徴とする請求項３０記載の製造方法。 ３２．アルミニウム合金は添付の図面の図２の領域ＩＮＡＦＥＭ内にある量の Ｍｇ及びＳｉを含むことを特徴とする請求項２７、２８、２９又は３１に記載の 製造方法。 ３３．アルミニウム合金は添付の図面の図４の領域ＩＪＫＬＭ内にある量のＭ ｇ及びＳｉを含むことを特徴とする請求項２７、２８、２９又は３１に記載の製 造方法。