JPH11343547A - 成形性に優れる焼付塗装用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

成形性に優れる焼付塗装用アルミニウム合金板の製造方法

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JPH11343547A
JPH11343547A JP15083098A JP15083098A JPH11343547A JP H11343547 A JPH11343547 A JP H11343547A JP 15083098 A JP15083098 A JP 15083098A JP 15083098 A JP15083098 A JP 15083098A JP H11343547 A JPH11343547 A JP H11343547A
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aluminum alloy
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JP15083098A
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Takeo Sakurai
健夫 櫻井
Takashi Inaba
隆 稲葉
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼付塗装用6000系アルミニウム合金の室
温放置による強度の増加とそれに伴う成形性の低下を抑
制する。 【解決手段】 主成分としてSi:0.3〜1.0%、
Mg:0.2〜0.6%を含有する6000系アルミニ
ウム合金を溶解、鋳造してアルミニウム合金鋳塊を製造
し、この鋳塊に対しバーニング温度以下の温度で均質化
熱処理を行い、その後、熱間圧延、冷間圧延を施して所
定の板厚とし、続いてバーニング温度以下の温度で溶体
化処理を行った後、焼入れ処理し、その後、人工時効処
理として150℃〜250℃の温度範囲で40〜720
分間の過時効処理を行うことを特徴とする、成形性に優
れる焼付塗装用アルミニウム合金板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、家電、機械部品、
自動車等のパネル材に用いられる焼付塗装用6000系
アルミニウム合金板の製造方法に係り、より詳しくは、
常温時効が抑制されて成形性に優れる焼付塗装用600
0系アルミニウム合金板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、家電、機械部品、自動車等のパネ
ル材として、軽量化を目的にアルミニウム合金板が使用
されるようになってきた。これらのアルミニウム合金板
は、プレスや曲げ成形を行ったのち、焼付塗装工程に入
るが、成形加工時は加工しやすく、かつ焼付塗装時には
焼付硬化性(焼付塗装の加熱により強度が増加する特
性)に優れるという特性が要求される。これには、主と
して6000系(Al−Mg−Si系)アルミニウム合
金が使用され、様々な技術開発がなされた。
【0003】例えば、本出願人の出願に係る特開昭62
−89852号公報には、急速加熱−高温短時間保持−
急速冷却という調質処理を行った後、72時間以内に4
0〜120℃×8〜36hrの最終熱処理を行うこと
で、低温短時間の焼付塗装でも高い強度が得られること
が記載されている。しかし、この最終熱処理は、焼付塗
装後の強度を増加させるためにマトリックス中に析出の
核を生成させるものであるから、最終熱処理後の室温放
置により6000系特有の中間相析出物が析出し、強度
の増加が著しい。従って、経時変化により成形性の低下
が発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑みてなされたもので、焼付塗装用600
0系アルミニウム合金の室温放置による強度の増加とそ
れに伴う成形性の低下を抑制することを主たる目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】これまでの6000系合
金板は、強度(特に焼付塗装後の製品最終強度)を重視
し、通常の溶体化、焼入れ処理を行った状態(調質状
態)で成形加工に供され、成形加工後の焼付塗装により
強度アップを図ってきたが、焼入れ後の材料は常温時効
しやすく経時変化により成形性の低下が著しい。これに
対し、本発明者らは、焼入れ後人工時効処理することに
より常温で安定した材料特性が得られるという熱処理型
アルミニウム合金の特性に着目し、焼入れ後(成形加工
前)に人工時効処理を施したときに優れた成形性を示
し、常温放置しても成形性が低下せず、同時に焼付塗装
後も強度を維持できる6000系アルミニウム合金を見
いだすべく、研究を重ねた。本発明はその結果得られた
ものである。
【0006】本発明に係る焼付塗装用アルミニウム合金
板の製造方法は、主成分としてSi:0.3〜1.0重
量%、Mg:0.2〜0.6%を含有する6000系ア
ルミニウム合金につき、溶解、鋳造によりアルミニウム
合金鋳塊を製造し、この鋳塊に対しバーニング温度以下
の温度で均質化熱処理を行い、その後、熱間圧延、冷間
圧延を施して所定の板厚とし、続いてバーニング温度以
下の温度で溶体化処理を行った後、焼入れ処理し、その
後、人工時効処理として150℃〜250℃の温度範囲
で40〜720分間の熱処理を行うことを特徴とする。
これにより、室温において材料特性が安定で常温時効が
抑制され、成形性に優れ、かつ焼付塗装後にも所要の強
度が維持できる焼付塗装用アルミニウム合金が得られ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る焼付塗装用ア
ルミニウム合金の製造条件等につき、具体的に説明す
る。本発明に係る焼付塗装用アルミニウム合金は600
0系合金であり、主成分としてSi及びMgを含有す
る。その作用効果及び組成範囲は次のとおりである。ま
ずSiは、合金を固溶体強化するとともに、Mgと共同
し時効析出物β’(MgSi)を析出し強度を付与す
る元素である。しかし、0.3%未満では十分な強度が
得られない。また、1.0%を越えると成形性が著しく
劣化する。従って、Siの含有量は0.3〜1.0%と
する。Mgも合金を固溶体強化するとともに、Siと共
同し時効析出物β’(MgSi)を析出して強度を付
与する元素である。しかし、0.2%未満では十分な強
度が得られない。また、0.6%を越えると成形性が著
しく劣化する。従って、Mgの含有量は0.2〜0.6
%とする。なお、本発明に係る焼付塗装用アルミニウム
合金は、Si、Mg以外はAl及び不可避不純物でよい
が、ほかに、本発明の効果を損なわない範囲でMn、T
i、Zn、Cr、Zrを含むことができる。
【0008】本発明の方法において、上記の合金を常法
にて溶解鋳造した後、得られた鋳塊に対し均質化熱処理
を施すが、この時の均質化熱処理は、添加元素の成分偏
析を均一分散させたり、分散析出物のサイズや密度をコ
ントロールするのに必要な熱処理であり、その温度範囲
は480〜580℃が望ましい。この熱処理を480℃
より低い温度で行うと十分な均質化が行われず、粗大化
合物の偏析や添加化合物の粗大析出により、板にした後
の成形性が著しく低下し、一方、580℃を越える温度
で処理するとバーニングが発生し、熱間圧延で割れの発
生原因となるためである。
【0009】均質化熱処理をした鋳塊に対し、熱間圧
延、冷間圧延を行い所定の板厚とするが、望ましくは、
熱間圧延と冷間圧延の間で成形性の向上を目的に、30
0〜450℃の温度で焼鈍処理を行う。また、冷間圧延
後に溶体化処理を行うが、そのときの加熱速度が100
℃/分未満の遅い処理ではMgSiの固溶がたりず、
人工時効処理による十分な強度を得ることはできないた
め、加熱速度は100℃/分以上が望ましい。溶体化処
理温度は、480℃より低い温度では添加元素の固溶が
不足して十分な強度が得られず、580℃を越えるとバ
ーニングを起こし、板割れの発生や成形が困難になる等
の問題が起こるため、480℃〜580℃が望ましい。
溶体化処理温度での保持時間は、温度に応じて適宜決め
られる。さらに、溶体化処理後の焼入れ処理は、100
℃/分より遅い速度で冷却を行うと固溶元素が析出して
十分な固溶度が得られず、続いて行う人工時効処理によ
り十分な強度が得られないため、100℃/分以上の冷
却速度で行うことが望ましい。
【0010】本発明における人工時効処理は、常温で安
定した材料特性(強度、成形性)を得るためのものであ
り、過時効処理に相当する。この人工時効処理により強
度に寄与する時効析出物は安定化し(β’相の一部が安
定相であるβ相となる)、かつ常温以上の温度で析出す
る準安定相(β’相)が常温放置の間に析出するのを抑
制することができる。この人工時効処理を行うことで、
焼入れ直後に比べると強度が上がり成形性は若干低下す
るが、常温時効性が抑制されるため常温放置による成形
性の劣化がなく、従来の常温時効された材料に比べると
成形性に優れている。そして、加工後に熱処理(焼付塗
装等)の加熱を受けてもAl−Mg系合金のような強度
の低下はほとんどない。
【0011】この人工時効処理の温度は、150℃未満
では強度の増加がほとんどなく、250℃を越えると温
度が高すぎるため焼鈍状態となり軟化してしまう。従っ
て、人工時効の温度範囲は150〜250℃とする。さ
らに、その処理時間は温度に応じて適宜決められるが、
40分より少ない時間では十分な強度が得られず、72
0分を越えると軟化するため、40〜720分間の処理
を行うこととする。以上の製造方法を組み合わせること
で、常温時効が抑制され、成形性に優れ、かつ焼付塗装
後にも所要の強度が維持できる焼付塗装用アルミニウム
合金板を得ることができる。
【0012】
【実施例】(実施例1)表1に示す化学成分を有するA
l−Mg−Si合金を常法により溶解→鋳造し、得られ
た50mm厚鋳塊に560℃×4hrの均質化熱処理を
施した後、熱間圧延を行い、5.0mmの板厚としたの
ち、室温まで放冷し、その後、室温で冷間圧延を施し、
1.0mmの板厚とした。この冷延材を加熱速度200
℃/分で処理温度530℃×30秒間の溶体化処理を行
ったのち、100℃/分の冷却速度で冷却し焼入れ処理
を行った。その後、人工時効処理として180℃×90
分の処理を施してT7材を作製した。その後、14日間
の室温放置を行った後、成形試験としてエリクセン試験
によるエリクセン値の測定を行い、さらに2%ストレッ
チ後焼付塗装を想定した170℃×20分の熱処理を行
った後、強度を測定した。その結果も表1に示す。な
お、エリクセン値の測定はJISZ2247のB法に準
じて行い、強度の測定はJIS5号試験片を用いJIS
Z2241の規定に準じて引張試験を行い、0.2%耐
力を求めた。
【0013】
【表1】
【0014】表1において、エリクセン値が10.0m
m以上、強度が160N/mm以上のものを合格
(○)と評価し、いずれかが上記の値に達しないものを
不合格(×)と評価した。表1に示すように、本発明の
成分を持つ合金は、14日間の室温放置後も成形性に優
れ、焼付塗装を想定した熱処理後の強度が高い。しか
し、本発明の成分から外れる合金は、同じ製造方法であ
ったにも関わらず、室温放置後の成形性又は焼付塗装を
想定した熱処理後の強度が基準を満たさない。
【0015】(実施例2)表1のNo.3の化学成分を
有するAl−Mg−Si合金を用い、常法により溶解→
鋳造し、得られた50mm厚鋳塊に560℃×4hrの
均質化熱処理を施した後、熱間圧延を行い、5.0mm
の板厚としたのち、室温まで放冷し、その後、室温で冷
間圧延を施し、1.0mmの板厚とした。この冷延材を
加熱速度200℃/分で処理温度530℃×30秒間の
溶体化処理を行ったのち、100℃/分の冷却速度で冷
却し焼入れ処理を行った。その後、人工時効処理として
120〜300℃の温度範囲で10〜1200分を施し
た。これらの材料と人工時効処理を施さなかった材料を
30日間室温放置し、実施例1と同じ要領でエリクセン
値の測定と強度の測定を行った。その結果を表2に示
す。
【0016】
【表2】
【0017】表2の評価は表1と同じ基準による。表2
に示すように、本発明の時効処理条件で製造された材料
は、30日間の室温放置後も成形性に優れ、焼付塗装を
想定した熱処理後の強度が高い。しかし、人工時効処理
を行わなかった材料は室温放置後は室温時効が進行して
成形性に劣り、焼付塗装を想定した熱処理後の強度も劣
る。また、本発明の時効処理条件から外れる条件で人工
時効した材料は、焼付塗装を想定した熱処理後の強度が
劣る。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、室温において材料特性
が安定で常温時効が抑制され、成形性に優れ、かつ焼付
塗装後にも所要の強度が維持できる6000系アルミニ
ウム合金板を得ることができる。この合金板は、製造後
数十日経過しても、初期とほぼ変わらぬ成形加工性が得
られ、十分な強度も得られるため、家電、機械部品、自
動車等のパネル材の成形において、工業的な使用価値が
高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/00 682 C22F 1/00 682 691 691C 691B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主成分としてSi:0.3〜1.0%
    (重量%、以下同じ)、Mg:0.2〜0.6%を含有
    する6000系アルミニウム合金を溶解、鋳造してアル
    ミニウム合金鋳塊を製造し、この鋳塊に対しバーニング
    温度以下の温度で均質化熱処理を行い、その後、熱間圧
    延、冷間圧延を施して所定の板厚とし、続いてバーニン
    グ温度以下の温度で溶体化処理を行った後、焼入れ処理
    し、その後、人工時効処理として150℃〜250℃の
    温度範囲で40〜720分間の熱処理を行うことを特徴
    とする、成形性に優れる焼付塗装用アルミニウム合金板
    の製造方法。
JP15083098A 1998-06-01 1998-06-01 成形性に優れる焼付塗装用アルミニウム合金板の製造方法 Pending JPH11343547A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111500953A (zh) * 2015-07-20 2020-08-07 诺维尔里斯公司 具有高阳极氧化质量的aa6xxx铝合金片材及其制作方法
US10773756B2 (en) 2015-10-12 2020-09-15 Constellium Neuf-Brisach Structural component of a motor vehicle shell

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