KR100382418B1 - 알루미늄합금및알루미늄합금시이트제조방법 - Google Patents

알루미늄합금및알루미늄합금시이트제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네슘과 실리콘 및 도면에 도시된 바와 같은 중량%의 구리를 선택적으로 포함하고 있는 알루미늄합금에 관한 것으로서, 아래 범위중의 하나내에 포함되어 있으며; (1) 0.4≤Mg＜0.8, 0.2≤Si≤0.5, 0.3≤Cu≤3.59; (2) 0.8≤Mg＜1.4, 0.2≤Si≤0.5, Cu≤2.5; (3) 0.4≤Mg＜1.0, 0.5≤Si≤1.4, Cu≤2.0, 합금은 또한 0.4 wt% 또는 그 이하의 Fe, 0.4 wt% 또는 그 이하의 Mn, 0.3 wt% 또는 그 이하의 Zn으로부터 선택된 적어도 하나의 원소와, Cr, Ti, Zr 및 V 와 같은 소량의 적어도 하나의 다른 원소를 포함하며, 합금은 합금을 주조하여 벨트 주조기계로 합금으로부터 시이트의 셀 왜곡과 과도한 표면 편석을 회피하는 상기 합금 응고온도 범위내의 냉각속도로 열을 추출하면서 적합한 시이트 재료로 제조될 수 있으며, 합금은 침전된 입자를 재용해시키는 용체화 처리와 자동차 패널에 적합한 T4 템퍼와 T8X 템퍼를 생성시키는 속도에서 냉각방법을 거치며, 이에 의해 능률적이고 실용적으로 자동차에 적합한 패널을 생산할 수 있는 것을 특징으로 한다.
〈대표도〉
도 1

Description

알루미늄합금 및 알루미늄합금 시이트 제조방법{ALUMINUM ALLOYS AND PROCESS FOR MAKING ALUMINUM ALLOY SHEET}
자동차 산업에 있어서, 자동차의 중량을 감소시키기 위해 강 패널대신에 알루미늄합금 패널로 점진적으로 대체되고 있다. 물론, 알루미늄합금 패널의 도입외에 더 가벼운 중량의 패널은 자동차의 중량을 감소시켜서 연료의 소비를 감소시키는데 도움을 준다. 자동차에 유용하게 적용하기 위해, 알루미늄합금 시이트 제품은 균열, 인열 또는 주름이 없이 굽혀지거나 또는 형상화되도록 T4 템퍼조건내의 양호한 성형 특성을 가져야만 한다. 동시에, 합금 패널은 도장 및 베이킹후 덴트에 대한 저항성과 다른 충격에 견딜 수 있는 충분한 강도를 가져야만 한다.
AA(Aluminum Association) 2000 및 6000 시리즈의 몇몇 알루미늄합금은 자동차 패널 적용에 대해 고려되고 있다. AA6000 시리즈 합금은 구리 또는 구리없이 마그네슘과 실리콘을 포함하며, Cu 함량에 의존하는 AA2000 시리즈 합금으로 분류될 수 있다. 이들 합금은 T4 템퍼조건내에서 성형가능하며, 도장 및 베이킹후에 더 강해진다. 더 얇고 가벼운 패널이 요구되기 때문에 도장 및 베이킹 후에 충분한 강도의 증가는 이들 요구를 만족할 것이다.
부가적으로, 합금으로부터 자동차용 패널에 적합한 시이트 재료를 제조하는 공지된 방법은 일반적으로 인고우트를 만들기 위해 용융 합금을 반 연속 다이렉트 칠(DC) 주조하여 표면 품질을 개선하기 위해 롤링 면마다 약 1/4인치씩 인고우트를 스캘핑하고 1 내지 48시간동안 500 내지 580℃ 사이의 온도에서 합금을 균질화하여 소정 게이지로 열간 및 냉간압연하는 더 복잡하고 고비용의 절차를 포함한다. 압연된 재료는 연속 열처리라인에서 5분동안 또는 그 이하에서 500 내지 575℃에서 용체화 열처리를 가하여 빠르게 퀀칭하고, 48 시간 또는 그 이상에서 자연 시효시킨다. 이 처리에 있어서, 스캘핑 및 균질화 단계에 특정한 문제점이 있다. 더우기, 균질화 단계는 시이트가 주조 단계로부터 열간압연에 따른 재압연 단계까지 연속적으로 진행되는 것을 방해한다.
따라서, 이러한 합금으로부터 시이트 재료를 제조하기 위해서는 개선된 방법과 합금이 필요하다.
본 발명은 알루미늄합금 및 특히 자동차의 적용에 유용한 알루미늄합금으로부터 시이트 재료를 제조하기 위한 연속 방법에 관한 것으로서, 특히 Ai-Mg-Cu-Si 및 Al-Mg-Si 합금과 이러한 합금에 적용가능한 방법에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 알루미늄합금의 Mg, Si 및 선택적인 Cu 함량을 도시하는 도표;
도 2는 바람직한 합금의 화학성분을 도시하는 도 1과 유사한 도표;
도 3은 다양한 응고온도 범위를 갖는 본 발명의 합금에 대한 적용가능한 열제거율을 도시하는 도표;
도 4는 특정 퀀칭 처리가 특히 바람직한 합금 성분을 도시하는 도 1과 유사한 도표;
도 5는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따라 수행된 단계의 개략도이다.
본 발명의 목적은 자동차에 적용하거나 또는 다른 목적에 유용한 합금 시이트 재료를 제조하기 위한 새로운 합금을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 벨트 주조 절차에 의해 특히 자동차의 적용에 적합한 시이트 재료에 연속적인 변화를 가할 수 있는 스트립으로 만들어질 수 있는 알루미늄합금을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 주조 인코우트의 스캘핑 및 합금의 균질화의 필요성을 제거한 합금 시이트 재료를 생산하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 페인트 베이크 경화한 후 개선된 강도를 입증하는 합금 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 성형성의 희생없이 벨트 주조 또는 다른 수단에 의해 생산된 알루미늄합금을 더 강하게 하기 위해 퀀칭 공정을 개선하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 이하의 기술로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 한 관점에 따르면, 트윈 벨트 주조공정과 열간 및 냉간압연방법으로부터 얻어진 알루미늄합금 시이트에 있어서; 시이트의 알루미늄합금은 첨부한 도면중 도 1의 영역 ABCDEF내에 포함되는 마그네슘 및 실리콘의 중량%를 포함하며, 도 1의 파선으로 도시된 등고선 사이의 구리 함량을 가지며, 도 1의 영역 BHGI내에서는 0.3 wt%, 영역 HAFG와 IEDC내에서는 0 wt%인 구리양을 포함하며; 합금은 이하의 방정식으로 한정된 범위내의 열제거율로 수행된 트윈 벨트 주조공정으로 얻어지는 것을 특징으로 한다.
하한 열유속(MW/㎡) = 2.25 + 0.0183 ΔTf
상한 열유속(MW/㎡) = 2.86 + 0.0222 ΔTf
합금 응고온도 범위의 하한 = 30℃
합금 응고온도 범위의 상한 = 90℃
여기에서, ΔTf는 백분율로 표시된 합금의 응고온도 범위이다.
합금은 또한 0.4 wt% 또는 그 이하의 Fe, 0.4 wt% 또는 그 이하의 Mn, 0.3 wt% 또는 그 이하의 Zn으로부터 선택된 적어도 하나의 원소와, Cr + Ti + Zr + V 의 전체양이 합금중량의 0.3%를 초과하지 않는 적어도 하나의 소량의 다른 원소, 즉 Cr, Ti, Zr 또는 V 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 마그네슘, 실리콘 및 선택적으로 구리를 포함하고 있는 알루미늄합금의 시이트에 있어서, 알루미늄합금 시이트는 첨부한 도면중 도 1의 영역 ABCDEF내에 포함되는 마그네슘 및 실리콘의 중량%를 포함하며, 도 1의 파선으로 도시된 등고선 사이의 구리 함량을 가지며, 도 1의 영역 BHGI내에서는 0.3 wt%, 영역 HAFG와 IEDC내에서는 0 wt%인 구리양을 포함하며; 시이트는 자연시효 및 교정 또는 플래트닝한 후에, 이하의 선택된 처리에 의해 90 ∼ 175 MPa 범위의 T4 템퍼 강도와, 적어도 170 MPa의 포텐셜 T8X 템퍼 강도를 가지도록 열처리되었으며: (a) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 시이트는 약 10℃/sec보다 더 크지만 약 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 약 1℃/sec보다 더 크지만 약 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 약 5℃/min보다 더 크지만 약 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하여, 약 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각하는 것으로 구성되는 설계에 따라 냉각되며; (b) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 시이트는 약 10℃/sec보다 더 크지만 약 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 약 1℃/sec보다 더 크지만 약 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 약 5℃/min보다 더 크지만 약 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하고, 시이트를 코일링하여 약 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각하는 것으로 구성되는 설계에 따라 냉각되며; 또는 (c) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리하여 물, 물안개 또는 강제 통풍으로부터 선택된 냉각 수단을 사용하여 시이트를 강제 냉각하고, 50℃와 100℃사이의 온도에서 시이트를 코일링하여, 코일은 약 10℃/hour보다 작은 속도로 냉각시킨다.
본 발명의 이 관점에 있어서, 합금 시이트는 본 발명의 다른 관점에 따른 벨트 주조에 이은 열간 및 냉간압연에 의해 생산된 제품이거나 또는 다이렉트 칠 주조에 이은 스캘핑, 균질화, 열간 및 냉간압연하는 종래의 수단에 의해 생산될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 합금 슬라브는 합금에서 열을 제거하여 알루미늄합금을 주조하는 벨트 주조기계로 생산되며, 슬라브를 열간 및 냉간압연하여 시이트를 형성하고, 이 시이트를 용체화 열처리하여 침전된 입자를 재용해시켜 시이트를 냉각하는 자동차 적용에 적합한 알루미늄합금 시이트 재료를 준비하는 방법에 있어서, 합금은 첨부한 도면중 도 1의 영역 ABCDEF내에 포함되는 마그네슘 및 실리콘의 중량%를 포함하며, 도 1의 파선으로 도시된 등고선 사이의 구리 함량을 가지며, 도 1의 영역 BHGI내에서는 0.3 wt%, 영역 HAFG와 IEDC내에서는 0 wt%인 구리양을 포함하며; 열은 합금의 응고온도 범위에 대응하는 첨부한 도면중 도 3의 음영 띠내에 포함되는 속도로 벨트 주조기계내의 합금으로부터 추출된다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 자동차 적용에 적합한 T4 및 T8X 템퍼를 부여하는 방법에 있어서, 시이트는 이하로부터 선택된 방법: (a) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 시이트는 약 10℃/sec보다 더 크지만 약 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 약 1℃/sec보다 더 크지만 약 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 약 5℃/min보다 더 크지만 약 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하여, 약 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각하는 것으로 구성되는 설계에 따라 냉각된다; (b) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 시이트는 약 10℃/sec보다 더 크지만 약 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 약 1℃/sec보다 더 크지만 약 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 약 5℃/min보다 더 크지만 약 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하여, 시이트를 코일링하여, 약 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각하는 것으로 구성되는 설계에 따라 냉각된다; 또는 (c) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리하여 물, 물안개 또는 강제 통풍으로부터 선택된 냉각 수단을 사용하여 시이트를 강제 냉각하고, 50℃와 100℃사이의 온도에서 시이트를 코일링하여, 코일은 약 10℃/hour보다 작은 속도로 냉각시키며; 알루미늄합금은 첨부한 도면중 도 1의 영역 ABCDEF내에 포함되는 마그네슘, 실리콘 및 선택적으로 구리의 중량%를 포함하며, 구리양은 도 1의 파선으로 도시된 등고선 사이의 함량을 가지며, 도 1의 영역 BHGI내에서는 0.3wt%, 영역 HAFG와 IEDC내에서는 0 wt%인 것을 특징으로 한다.
전술한 본 발명의 관점에 있어서, 시이트는 바람직하게는 120℃와 150℃사이의 온도로 강제 냉각되며, 시이트는 60℃와 85℃사이의 온도에서 코일링된다. 120℃와 150℃사이의 온도로 강제 냉각될 때, 시이트는 바람직하게는 그 온도로 코일링되기 전에 어큐뮬레이터를 통과하여 50℃와 100℃사이로 더 냉각되며, 더욱 바람직하게는 60℃와 85℃사이로 냉각된다. 본 발명의 용체화 열처리 이후의 냉각 단계는 제어된 퀀칭 방법으로 언급될 수 있다.
본 발명은 또한 자동차 적용에 적합하거나 또는 본 발명의 방법에 의한 생산에 적합한 새로운 합금 및 시이트 재료에 관한 것이다.
참고적으로, 금속 템퍼 T4 및 T8X에 대해서는 공지되어 있다. T4로서 언급된 템퍼는 잘 알려져 있다(예를 들면, 알루미늄 협회에 의해 출판된 알루미늄 표준 및 데이터(1984), 11 페이지). 본 발명의 합금은 인장특성이 열처리방법후에 계속해서 변화하며, 사용전에 플레트닝 또는 교정 방법을 일반적으로 거친다. T4 특성은 본 발명의 열처리후 적어도 48시간동안 자연적으로 시효시켜, 인장 교정방법을 거친 시이트에서 얻어진다. 이는 이 형식의 합금에 대한 표준 상용 실시와 일치한다. 템퍼 T8X는 덜 알려져 있으며, 170℃에서 20분간 또는 177℃에서 30분간 처리하는 것에 의해 자동차용 패널에서 전형적으로 경험된 성형 플러스 페인트 경화처리를 나타내도록 수행되는 2%의 인장 변형을 가지는 T4 템퍼 재료로 언급된다. 포텐셜 T8X 템퍼 특성은 주어진 성분의 재료의 특성과 처리 단계 및 열처리를 T8X 템퍼에 상당하는 페인트-베이크 단계와 같은 미래의 방법으로 발전시키는 조건에 관한 것이다.
상기 화학성분의 한정은 표 1에 설명하는 바와 같은 인장 및 성형 특성에 도달하도록 하는 필요성에 의해 첫번째로 설정되며, 두번째로, 최초의 합금조건으로부터 용체화 열처리시에 재용해되지 않아 재료에 강도를 추가하는 것이 아니라 성형성에 유해하게 될 수 있는 제2 성분입자의 형성을 피하도록 하는 필요성에 의해 설정되며, 세번째로 성분의 한정은 주 합금첨가에 대한 최소 고용화 온도범위가 적어도 20℃, 바람직하게는 40℃보다 더 큰 것을 확실하게 하고, 재료가 용출되어 스트립 브레이크를 발생시키는 온도로 접근함 없이 연속 스트립 라인에서 효과적으로 용체화 열처리될 수 있는 것을 확실하게 하기 위해 설정된다.
상기 합금이 벨트 주조에 의해 생산될 때, 본 발명의 특별하고 놀라운 특징은 균질화 및 스캘핑의 필요성이 없이 소정 T4 및 퍼텐셜 T8X 특성을 구비한 자동차용 시이트를 얻는 것이 가능하다는 것이다. 이는 오직 벨트 주조가 벨트에 의해 추출된 비열유속에 대해서만 수행될 때 발생하며, 열유속이 열유속의 면적 대 합금 응고온도 범위가 이하의 방정식에 의해 결합된 범위내에 놓일 것이 요구되는 합금 응고온도 범위(ΔTf)에 관한 것이다.
하한 열유속(MW/㎡) = 2.25 + 0.0183 ΔTf
상한 열유속(MW/㎡) = 2.86 + 0.0222 ΔTf
합금 응고온도 범위의 하한 = 30℃
합금 응고온도 범위의 상한 = 90℃
여기에서, ΔTf는 백분율로 표시된 합금의 응고온도 범위이다.
본 발명의 합금은 다른 목적(즉, 통조림 제조, 빌딩건축 시이트 재료등)에 사용될 수 있으며, 자동차 적용, 즉 패널 또는 스킨용 합금으로서 주요하게 쓰인다. 이와 같이, 합금은 자동차제조시 용이하게 부품을 성형할 수 있도록 비교적 낮은 T4 강도(즉, 90 내지 175 MPa 범위)를 갖는 것이 바람직하지만, 덴팅(denting)에 대한 고저항성을 제공하기 위한 대표적인 자동차 페인팅 및 베이킹처리의 산물로써 비교적 높은 T8X 강도(즉, 170 MPa 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 200 MPa 또는 그 이상)가 개발되었다. 양호한 내식성, 양호한 표면품질등다른 특성들도 또한 명백하게 얻을 수 있다. 이들 소망 특성 및 다른 특성들은 아래의 표 1에 도시되어 있다.
특 성 값
항복강도, T4(1) 90 ∼ 175 MPa
항복강도, T8X(2) ≥170 MPa, 바람직하게는 ≥200 MPa
전체 신율, % ≥25
에릭션 컵 높이(인치) ≥0.33
시이트 두께에 대한 굽힘반경의 비율 ≤1
소성 이방성, R ≥0.60
(1)T4는 합금을 용체화 열처리하여 ≥48시간동안 자연시효시키고 플래트닝 또는 교정방법을 거친 조건에 관한 것임.
(2)T8X는 T4 재료를 170℃에서 20분 또는 177℃에서 30분간 강제시효시켜 2%만큼 인장시킨 조건에 관한 것이다.
적어도 170 MPa의 T8X는 많은 자동차용 시이트 적용에 대해 페인트 베이크한 후 충분한 강도를 주지만, 자동차 몸체에 대해서는 적어도 200 MPa의 T8X가 일반적으로 바람직하며, 따라서 본 발명에 대한 T8X의 바람직한 값은 적어도 200 MPa이다.
본 발명의 제 1 관점에 따르면, AA2000 및 AA6000 시리즈의 Al-Cu-Mg-Si 및 Al-Mg-Si 합금은 전술한 많은 소정 특성을 갖는 시이트 재료로 제조되는 것뿐만 아니라, 인고우트 표면의 스캘핑과 제품을 균질화하는 필요성 없이 트윈 벨트 주조와 같은 벨트 주조절차에 의해 주조될 수 있다. 이는 자동차 적용에 적합한 시이트 재료 제조가 본질적으로 연속적으로 캐스터로부터 재압연하여 만들어질 수 있어 제조 방법을 용이하게 할 수 있다는 것을 의미한다.
이 이점을 가지는 알루미늄합금은 도 1의 도표상에 표시된 부피내에 포함되는 화학성분을 갖고 있다. 이 부피는 합금중에 허용된 실리콘 및 마그네슘 함량의 한계를 정한 경계 ABCDEF에 의해 한정되어 있으며, 경계 ABCDEF내의 상부 등고선(10)(파선으로 도시됨)은 특정 마그네슘 및 실리콘 함량을 갖는 합금중의 최대 구리함량을 명기하며, 경계 ABCDEF내의 하부면(도시되지 않음)은 특정 마그네슘 및 실리콘 함량을 갖는 합금중의 최소 구리함량을 명기하고 있다. 하부면은 구역 I(BHGI)내에는 0.3 wt%의 구리 함량, 구역 Ⅱ(HAFG)내에는 0 wt%의 구리 함량 및 구역 Ⅲ(IEDC)내에서는 0 wt%의 구리 함량을 가진다.
따라서, 한정된 함량내에 포함되는 실제 합금은 전체 합금의 wt%내에서 대략 이하의 Mg, Si 및 Cu 함량을 가지고 있다.
(1) 0.4≤Mg＜0.8, 0.2≤Si＜0.5, 0.3≤Cu≤3.5 (구역 Ⅰ)
(2) 0.8≤Mg≤1.4, 0.2≤Si＜0.5, Cu≤2.5 (구역 Ⅱ)
(1) 0.4≤Mg≤1.0, 0.5≤Si≤1.4, Cu≤2.0 (구역 Ⅲ)
상기 범위는 구리에 대해 정해진 최대값은 특정 Mg 및 Si의 함량에 대해서만 적합하고, 낮은 값은 다른 Mg 및 Si 함량에 적합하기 때문에 대략적으로 언급하였다. 특정한 Mg와 Si 농도에 대한 바람직한 최대 구리 농도는 적어도 약 40℃의 고용화 온도범위에서 얻어진다. 그러나, 적어도 약 20℃의 고용화 범위는 바람직하지 않다.
부가적으로, 합금은 Fe≤0.4 wt%, Mn≤0.4 wt%, 소량의 다른 원소(즉, Cr +Ti + Zr + V의 전체양이 0.3 wt%를 초과하지 않는 Cr, Ti, Zr 및 V)를 선택적으로 포함할 수 있다. 나머지는 알루미늄 및 피할 수 없는 불순물이다.
이들 합금은 또한 아연이 최초 금속 시이트에 적용된 전처리때문에 불순물로서 발견될 수 있는 경우에 재생된 금속으로부터 주조될 수 있다. 그러나, 시이트는 아연이 Zn<0.3 wt%인 아연 수준에 대해서 모든 요건을 만족시킨다.
이들 합금은 일반적으로 표면특성을 얻을 수 있고 내부 및 표면 편석과 제2 상형성을 피하도록 벨트 주조될 수 있는 30℃ 내지 90℃의 응고온도 범위를 가진다. 이들 특성 및 T4와 T8X 특성은 자동차용 시이트에 요구되지만, 벨트 주조방법은 도 3에 도시된 열유속의 띠내에서 수행되어진다. 더우기, 합금은 대표적인 통상의 열처리라인 조건하에서 적어도 약 20℃, 더욱 바람직하게는 적어도 약 40℃의 고용화 구역을 가진다. 특정 Mg와 Si 농도에 대해 바람직한 Cu의 최대 함량은 대표적인 통상의 용체화 열처리라인 조건하에서 적어도 40℃인 바람직한 최대 고용화 온도구역과 동일하거나 또는 더 작은 Cu 농도가 바람직하다. 도 1의 Cu 등고선은 이 바람직한 Cu의 상한을 나타낸다. 이는 Mg, Si 및 존재한다면 Cu의 상당양은 작은 구역의 복합적인 다양한 형식의 입자를 형성하는 것보다 용체화 열처리를 통하여 고용체로 될 수 있다. 이는 시이트 재료가 종래의 균질화의 필요성 또는 브레이크를 야기하는 일 없이 대표적인 통상의 연속 열처리라인내에서 훌륭하게 처리되어지는 것을 허용한다.
바람직한 합금의 화학성분은 도 2의 음영 영역 INAFEM내에 포함되어 한정되는 Mg와 Si 농도를 제외하고는 전술되었다(및 도 1 에 도시됨). 이 값내의 화학성분을 갖는 합금은 가장 좋은 주조 특성과 최적의 최종 특성을 가진다.
INAFEM 영역은 이하의 방정식에 의해 한정된다.
Mg = 0.4% (선 IM)
Mg = 1.375% ∼ 0.75 x %Si (선 EM)
Si = 0.5% (선 EF)
Mg = 1.4% (선 AF)
Si = 0.2% (선 AN)
Mg = 1.567% ∼ 2.333 x %Si (선 IN)
도 1 및 도 2에 한정된 합금은 어떤 종래의 벨트 주조장치, 즉 실비로티의 미합중국특허 제 4,061,177 호에 개시된 트윈 벨트 캐스터를 사용하여 벨트 주조될 수 있다. 그러나, 주조는 1994년 7월 22일에 "금속스트립을 주조하기 위한 방법과 장치 및 이에 사용된 인젝터"의 명칭으로 출원된 미국특허출원번호 제 08/278,849 호 또는 이에 대응하는 1995년 7월 18일에 출원된 국제출원번호 제 PCT/CA95/00429 호에 기재된 바와 같은 트윈 벨트 캐스터 및 주조 절차를 사용하여 선택적으로 수행될 수 있다. 이 후자의 장치 및 절차는 정확한 방법(정전기적 스프레이 장치를 사용하는 것에 의해)에 의해 용융된 금속을 벨트로 주조하기 전에 회전중인 금속 벨트의 주물 표면상에 얇고 균일한 층(20 내지 500 ㎍/㎠)으로 공급된 액체 분리제를 채용하며, 주조 단계후에 주물 표면으로부터 분리제를 완전하게 제거하고 벨트가 다시 회전하기 전에 깨끗한 분리제층을 주조 인젝터로 다시 공급한다. 이 장치는 또한 표면을 손상시키거나 또는 액체 분리제층의 혼란없이 주물 표면상에 인젝터의 중량을 분포시키는 와이어 메쉬 스페이서에 의해 주물 표면으로부터 분리를 유지하는 유연한 인젝터를 채용한다. 이 장치 및 절차는 회전중인 벨트상에 얇은 금속스트립을 주조하는 것이 가능하며, 본 발명의 귀중한 극히 양호한 표면 특성을 갖는 제품을 얻을 수 있다.
어떤 형식의 벨트 주조 절차도 채용되며, 주조과정동안 특정 속도로 용탕을 냉각할 것이지가 중요하다. 열제거율이 너무 느리면, 표면 기포 또는 편석이 전개되어 표면 마감을 부적합하게 한다. 또한, 과도한 편석과 제2 상 형성이 주조 스트립내에 발생하여, 이들은 시간 및 온도의 적당한 조합내의 용체화 열처리에 의해 제거할 수 없다. 한편, 열제거율이 너무 크면, 응고 과정동안 표면 왜곡이 발생한다. 이는 냉각을 국부적으로 분산시켜 조립질의 제2 입자 영역, 다공성 및 심한 경우에는 균열이 발생한다.
상기 현상은 합금의 화학성분에 의존하는 주조시의 합금의 응고온도 범위와 열제거율(즉, 고형화동안 주조 금속을 포함하는데 사용된 벨트를 통한 열유속)의 조합에 서로 관련되어 있다. 응고온도 범위와 열제거율 사이의 관계는 도 3에 도시되어 있으며, 적합한 열제거율은 그래프의 음영 띠로 도시되어 있다.
띠의 좌측 재료는 너무 무르고, 우측의 재료는 너무 강하여 큰 금속정격과 공융 편석형성을 나타낸다. 띠의 우측 재료에 대한 고용화 범위는 또한 너무 짧다. 띠 위의 재료는 셀 왜곡을 나타내며, 띠 아래의 재료는 과도한 표면 편석을 나타낸다.
음영진 띠는 아래의 방정식에 의해 한정된 영역으로 기재될 수 있다:
하한 열유속(MW/㎡) = 2.25 + 0.0183 ΔTf
상한 열유속(MW/㎡) = 2.86 + 0.0222 ΔTf
합금 응고온도 범위의 하한 = 30℃
합금 응고온도 범위의 상한 = 90℃
여기에서, ΔTf는 백분율로 표시된 합금의 응고온도 범위이다.
따라서, 특정 합금에 대한 열제거율이 적절한 범위내에 포함되도록 주조시에 금속으로부터 열을 제거하는 동안 벨트 캐스터내에 제어가능한 수단을 채용하는 것이 바람직하다. 이러한 냉각은 벨트 재료와 공급된 분리제의 텍스쳐 및 두께에 의해 제어된다.
다음에 계속되는 주조 방법은, 최종적으로 요구된 소정 게이지를 달성하도록 종래의 압연설비를 사용하여 정상적으로 열간 및 냉간압연하는 것에 의해 얇은 금속스트립으로 제조된다.
이 단계에서, 도 1의 한정내에 포함되는 적어도 약간의 합금이 종래의 용체화 열처리를 거쳐 T4 템퍼 특성과 적절한 T8X 템퍼 특성을 갖는 Al 합금 시이트를 생산하도록 냉각된다. 이는 연속 어닐링 및 용체화 열처리(CASH)라인의 약 560℃에서 냉간압연된 재료를 용체화 열처리하여, 대기온도에 가깝도록 합금을 강제 송풍 또는 물로 빠르게 퀀칭하여, 이틀 또는 그 이상동안 합금을 자연시효시킨다. 그러나, 성형, 페인팅 및 베이킹 후 바람직한 T4 템퍼 특성과 T8X 템퍼 특성을 얻기 위해서는 도 1의 한정내에 포함되는 화학성분을 갖는 합금의 적어도 약간이 이하에 설명되는 바와 같이 개선된 연속 제어 냉각방법에 의해 용체화 열처리를 수행하는 특정 절차를 거쳐야 한다.
침전된 합금 성분을 합금내에 재용해시키는 용체화 열처리는 일반적으로 약 500℃와 약 570℃ 사이의 온도(바람직하게는 약 560℃)에서 합금 시이트 재료를 가열하는 것으로 이루어진다. 그후 개선된 퀀칭 또는 냉각방법이 수행된다. 이는 용체화 열처리 온도로부터 중단없이 중간 온도로 합금을 냉각하여 충분히 낮은 속도에서 대기온도로 알루미늄합금을 냉각한다. 중간 타겟 온도는 단일 단계 또는 다중 단계로 접근될 수 있다.
바람직한 퀀칭 방법은 4개의 중단없는 냉각 상 또는 결과를 수반한다; 첫번째, 용체화 열처리 온도로부터 10℃/sec보다 더 빠르지만 2000℃/sec보다는 작은 속도로 약 350℃와 약 220℃사이로 냉각하고; 두번째로, 합금 시이트는 약 350℃와 약 220℃사이로부터 약 1℃/sec보다 더 크지만 약 50℃/sec보다는 작은 속도로 약 270℃와 약 140℃사이의 온도범위로 냉각되고; 세번째로, 5℃/min보다 더 크지만 20℃/sec보다는 작은 속도로 약 120℃와 약 50℃사이로 더 냉각하여; 네번째로, 약 120℃와 약 50℃사이로부터 약 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각한다.
상기 퀀칭 방법은 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 최종 시이트의 냉각 단계전에 시이트를 냉각하는 추가 단계를 구비하여 수행될 수 있다.
선택적으로, 퀀칭 방법은 물, 물안개 또는 강제 통풍으로 시이트를 강제 냉각하여, 50℃와 100℃사이의 온도에서 시이트를 코일링하여, 코일은 약 10℃/hour보다 작은 속도로 냉각한다. 시이트는 더욱 바람직하게는 120℃ 내지 150℃사이의온도로 강제 냉각되어 60℃와 85℃사이의 온도에서 코일링된다. 120℃ 내지 150℃사이로 강제 냉각할 때, 시이트는 바람직하게는 그 온도에서 코일링되기 전에 어큐뮬레이터를 통과하여 50℃와 100℃사이, 바람직하게는 60℃ 내지 85℃사이로 더 냉각된다.
상기 특정 퀀칭 절차중의 하나에 대한 합금은 도 1에 관련하여 이미 기재되어 있지만, 허용가능한 최종 특성을 개발하기 위해 도 4의 도표중의 영역 IJKLM내에 포함되는 Mg 및 Si 농도를 가진다. 영역 IJKLM은 이하의 방정식내에 포함된 영역으로 한정될 수 있다:
Si = 0.5% (선 IJ)
Mg = 0.8% (선 JK)
Mg = 1.4% - %Si (선 KL)
Si = 0.8% (선 LM)
Mg = 0.4% (선 IM)
및 Cu ≤ 2.5%
사실, Cu + Mg + Si ≤ 1.4 wt%의 영역 IJKLM내의 묽은 합금에 대한 제어된 퀀칭 절차는 자동차 패널에 사용하기 위한 표적 특성을 충족시킬 수 있다. 도 4의 IJKLM 양 이외의 화학성분을 갖지만, 도 1의 영역 ABCDEF내에 포함된 합금에 대한 특별한 절차중의 하나는 개선된 특성이 이에 의해 얻어졌기 때문에 추가되지 않는다.
전술한 형식의 합금은 프린트 베이크후 한계 강도에 따른 T4의 성형성을 허용하는 종래의 퀀칭처리에 의한 T4와 T8X 사이의 소정 차이점을 개발하도록 충분한 성분요소를 필요로 한다. 이는 높은 T8X(적어도 200 MPa)를 원하거나 또는 트윈 벨트 주조재료가 사용될 때 특히 중요하다. 비록 특정 이론에 한정되지는 않았지만, 이는 종래의 퀀칭이 사용될 때(45℃ 내지 50℃보다 낮은 상온으로 급속하게 냉각), 페인크 베이크 처리동안 재용해되고 조립질의 침전을 조장하는 불안정한 침전 또는 클러스터를 형성한다. 이는 재료의 강도의 감소를 가져온다. 본 발명의 특징은 적어도 50℃, 바람직하게는 적어도 60℃로 서서히 냉각하여 페인트 베이크동안 미세하고 적절하게 분산된 침전체를 촉진하여 안정된 클러스터를 형성한다. 이러한 구조체는 더 높은 페인트 베이크 강도(T8X 값)를 가진다.
이 방법은 본 발명의 모든 합금에 적용하는 이점을 제공하지만, 특히 도 4의 범위내의 합금에 유용하며 본질적으로 매우 묽은 합금에 유용하다.
제어된 퀀칭방법에 있어서, 시이트는 50℃와 100℃사이, 바람직하게는 60℃와 85℃사이의 온도에서 최종 냉각단계전에 코일링되어 방법내에서 지금까지 실현되지 않은 이익을 가져온다. 최종의 느린 냉각단계전에 금속을 코일링하는 것은 단부로부터 단부까지 뿐만아니라 측면으로부터 측면까지 코일내의 온도를 평형하게 하는데 도움을 주며, 따라서 대단히 균일하고 원하는 특성이 최종 느린 냉각동안 달성되는것을 확실하게 한다. 코일과 코일의 비교적 낮은 표면 영역내의 높은 열전도 때문에, 이 평형이 나타날 수 있다. 코일은 자연적으로 또는 팬을 사용하여 냉각될 수 있지만, 평형은 이 특성때문에 아직 나타나지 않으며, 전체 평균냉각속도는 10℃/hour보다 낮다.
표준 온도보다 비교적 더 높은 온도에서 금속을 코일링하기 위해, 금속은 120℃ 내지 150℃사이의 온도에서 퀀칭의 급랭부분을 남겨야만 한다. 추가적인 냉각은 코일링 온도가 소정 범위내에 포함되도록 냉각전에 어큐뮬레이터 단계동안 나타나야 한다. 어큐뮬레이터내서의 냉각양은 다른 인자를 가운데 시이트의 두께에 의존하지만, 상기 범위는 일반적으로 소정 범위내에 포함된 코일링 온도로 얻어질 것이다. 그러나, 상기 온도는 사용시에 특별하게 적용된, 예를 들면 고온 폴리머를 어큐뮬레이터에서 도입 롤러상에 코팅하여야만 한다.
코일링에 대한 상위 온도는 100℃만큼 높을 수 있지만, 본 발명의 범위내의 어떤 합금에 대해서는 이러한 온도가 T4 강도의 과도한 전개로 이르게 할 수 있다. 50℃의 하한은 특성(전술함)의 적당한 계발이 대기온도로 냉각동안 나타날 수 있다. 그러나, 어떤 합금 결합에 대해서는 이 온도는 충분한 이익이 실재하지 않으며 따라서, 본 발명의 합금 전부와 조건은 60℃와 85℃사이의 온도에서 코일링된다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 합금 시이트는 양호한 저장 품질을 나타내며, 합금의 중대한 시효경화는 대기온도에서 저장하는 동안 나타나지 않으며, 페인트 베이크 사이클(또는 페인트되지 않은 금속 부분에 대한 페인트 베이크 사이클과 경쟁하는 열처리 사이클)동안 시효경화되는 것에 의해 높은 항복강도를 계발할 수 있다.
본 발명에 따른 전체 방법은 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1 에 한정된 화학성분을 갖는 연속 금속스트립(10)은 도 3의 음영진 띠내에 포함되는 열제거율을 구비한 트윈 벨트 캐스터(11)로 주조되며, 압연단계(12)에서 열간압연을 거친다. 이 압연단계동안, 어떤 침전체가 형성된다. 열간압연된 제품은 코일(14)로부터 풀려져 코일(14)을 형성한다. 그리고, 열간 압연된 스트립(10)이 코일(14)로부터 풀려져 냉간압연 밀(15)에서 냉간압연을 거치며 코일(16)로 코일링된다. 냉간압연된 스트립(10)은 그후 코일(16)로부터 풀려져 전술한 3가지의 바람직한 냉각 계획중의 하나에 따라 단계 17에서 재용해 및 침전 및 성분 입자로 연속 용체화 열처리와 제어된 퀀칭을 거치며, 그후 코일(18)로 코일링된다. 적어도 48시간 동안 자연시효한 후 감겨진 스트립(18)은 T4 템퍼내에 있으며, 표준 교정 또는 플래트닝 동작(도시되지 않음)을 거쳐 스트립으로부터 패널(20)을 형성하여 자동차 제조자에게 판매하거나, 변형하여 T8X 템퍼내의 페인트된 패널(22)을 형성하도록 패널을 페인트 및 베이크하는 단계(23)를 거쳐 자동차 제조자에게 판매될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의해서 부가적으로 설명되며, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
전체 9종류의 합금이 파일럿 스케일 밸트 캐스터을 사용하여 준비되었다. 이들 합금의 주조 화학성분은 표 2에 나타나 있다.
합금# 화학성분 (Wt%)
Cu Mg Si Mn Fe
1 0.75 0.78 0.68 0.16 0.27
2 0.30 0.50 0.70 0.05 0.22
3 <0.01 0.81 0.89 0.03 0.27
4 <0.01 0.46 0.71 0.03 0.25
5 <0.01 0.61 1.20 0.001 0.18
6 0.37 0.61 1.19 -- 0.18
7 0.61 0.79 1.38 -- 0.18
8 1.03 0.99 0.29 -- 0.20
9 0.38 1.31 0.38 0.16 0.18
합금 #1과 #3은 종래의 DC 주조법으로 주조하여 스캘핑되어 균질화되고 압연 후 종래의 열처리 및 퀀칭을 거친 자동차용 시이트 합금과 유사한 조성물이다. 합금 #1은 Fe 값이 더 높은 것을 제외하고는 AA6111과 유사하며, 합금 #3은 DC 주조법에 의해 생산되어 자동차 적용에 사용된 시이트로 형성된 합금과 유사한 화학성분이지만, 등록된 화학조성은 아니다.
합금 #1, #2, #4, #8 및 #9는 도 2의 영역 INAFEM내에 포함되는 화학성분을 가진다. 합금 #2 와 #4는 도 4의 영역 IJKL내에 포함되는 화학성분을 더 가지며, 합금 #2 와 #4는 각각 1.5%의 Mg + Si + Cu와 1.2%의 Mg + Si + Cu를 가지고 있다. 합금 #3과 #5는 본 발명의 넓은 영역내의 화학성분을 가지고 있지만, 도 2의 영역 INAFEM 외측이다. 합금 #7은 본 발명의 화학성분의 넓은 범위의 외측의 화학성분을 가지도록 선택되었다.
합금 모두는 파일럿 스케일 벨트 캐스터상에서 훌륭하게 주조되었다. 주조된 슬라브는 구리 벨트상에서 25.4mm 게이지, 380mm 폭, 약 4m/min 상태로 주조되었다. 주물 슬라브는 500℃로 재가열되어 5mm로 열간압연된 후 실험실 밀로 2.0mm와 1.2mm로 냉간압연 되었다. 시이트는 그후 이 형식에 주어진 종래의 열처리인560℃ 내지 570℃범위내로 재료를 급속가열하여 이루어지는 모의 연속 어닐링 열처리를 가하고 강제 통풍으로 퀀칭되었다. 4일동안의 자연시효 후(T4 템퍼의 안정성 요구특성 충족) 인장 특성을 측정하였으며, 약간의 시료를 인장 시험전에 30분간 177℃에 두는 것(T8X 템퍼)에 의해 2% 인장시켜 모의 페인트 베이크를 실시하였다.
이 시료의 기계적 평균특성은 합금 #1(AA6111)과 #3에 대한 DC 주조 재료의 특성과 함께 표 3에 요약하였다. 이들 시료들은 이 형식의 합금에 대한 안정성 특성에 대해 정상적으로 요구된 시효후에 얻어졌지만, 통상의 생산 방법의 일부분인 플래트닝 또는 교정 동작전의 것이다. 이러한 동작은 T4 특성내에서 5 내지 10 MPa의 증가를 가져올 수 있다.
합금기호 게이지(mm) 방향 주조경로 T4 T8X ΔYS(T8X-T4)MPa
YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El
1 1.20.8 연속DC 136.0137.9 279.0280.6 24.324.5 214.0215.8 300.0304.7 21.523.5 78.077.9
2 1.22.0 LTLT 연속″″″ 113.0110.0110.0109.8 234.0233.0232.6234.5 26.024.026.427.0 164.0164.0-- 245.0245.0-- 22.620.0-- 51.054.0--
3 1.22.0 LTLT 연속″″″DC 136.0133.0134.0130.5152.0 260.6268.0263.0256.0268.0 25.924.025.723.422.5 200.0200.0--203.0 279.0277.0--280.0 22.523.0--20.0 64.067.0--51.0
4 1.22.0 LTLT 연속″″″ 91.089.991.488.9 201.7201.6205.1201.4 29.329.229.829.2 139.4132.4-- 215.1211.5-- 23.222.3-- 48.442.5--
5 1.0 LT ″″ 140.0134.0 267.0265.7 26.527.0 219.8212.3 294.7289.9 21.020.3 79.878.3
6 1.0 LT ″″ 152.2148.8 286.6287.8 27.429.3 235.5236.8 310.8315.1 20.821.2 83.388.0
7 1.0 LT ″″ 186.3179.7 317.0317.2 25.024.2 296.6287.5 354.3352.5 14.914.5 110.3107.8
8 1.0 LT ″″ 101.5100.0 241.8243.0 27.028.1 170.4172.3 265.3268.9 21.121.4 68.972.3
9 1.0 LT ″″ 124.2121.4 260.4265.7 25.425.9 180.9178.6 273.1270.1 24.219.5 56.757.2
합금 #1은 압연전에 DC 주조품을 스캘핑하여 균질화시킨 AA6111 재료와 대단히 비슷하다. 합금 #3의 T4는 DC 대조물보다 약간 낮은 항복강도와 약간 높은 신율을 가지는 반면, T8X 특성은 비슷하였다.
벨트 주조 합금 #1, #3, #5, #6, #8 및 #9는 90 내지 175 MPa 및 ＞170 MPa의 소정 범위내의 T4 및 T8X 항복강도 각각 가졌으며, 또한 표준 교정 또는 플래트닝 동작을 거친 후의 인장강도가 증가되는 범위내에 포함되어 있다. 도 4의 범위 IJKL내에 포함되는 합금 #2와 #4는 원하는 170 MPa 보다도 낮은 T8X의 항복강도를 가졌다. 합금 #7은 너무 높아서 성형성을 쉽게 허용하지 않는 T4 항복강도를 가졌다.
합금 #1, #3 및 #4를 제외한 모든 합금 시료는 본 발명의 열처리에 대응하는 모의 열처리를 거쳐 5분동안 용체화 열처리시킨 후 강제 통풍으로 퀀칭되어 바로 85℃에서 5시간 전시효시켰다. 합금 #4의 시료는 85℃에서 8시간 전시효한 것을 제외하고는 유사한 처리를 하였다. T4 및 T8X하의 인장특성이 측정되었으며 표 4의 종래의 열처리를 사용하여 달성된 특성과 비교하였다.
합금 # 방향 종래의 용체화 열처리 퀀칭공정제어
T4 T8X T4 T8X
YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El
2 LT 113.0110.0 234.0233.0 26.024.0 164.0164.0 245.0245.0 22.620.0 90.6- 212.0- 29.0- 240.0- 299.0- 16.3-
4 LT 91.089.9 202.7202.6 29.329.2 139.4132.4 215.1211.5 23.222.3 83.0 190.2 21.3 214.0 271.2 15.0
5 LT 140.0134.0 267.0265.7 26.527.0 219.8282.3 294.7289.9 21.020.3 147.3136.0 270.2262.2 25.824.9 269.7262.8 330.1325.8 16.515.9
6 LT 152.2148.8 286.6287.8 27.429.3 235.5236.8 310.8315.1 20.821.2 151.2147.6 281.9282.6 26.926.0 274.2268.4 337.2336.8 17.315.0
7 LT 186.3179.7 317.0317.2 25.024.2 296.6287.5 354.3352.5 14.914.5 194.7190.0 318.0318.0 22.322.5 318.3310.9 368.0368.0 10.510.4
8 LT 101.5100.0 241.8243.6 27.028.6 170.4172.3 265.3268.9 21.121.4 104.2102.7 243.4243.9 27.025.0 199.0194.7 288.0289.0 22.320.2
9 LT 124.2121.4 260.4255.7 25.425.9 180.9178.6 273.1270.1 24.219.5 114.4110.8 249.9246.9 28.725.4 222.0214.6 305.0298.8 19.517.5
합금 #7을 제외하고는 모든 합금은 소정 범위내에 포함되는 T4와 T8X 특성을 가졌다. 합금 #7은 특히 상기에 언급된 표준 교정 또는 플래트닝이 측정값에 부가되는 경우 최종의 용도로 너무 높은 T4 항복강도를 가지고 있다.
합금 #4는 낮은 값의 T4를 가졌다는 것을 나타내지만, 인장 교정의 효과가 포함되면 T4값은 적절한 범위내에 포함된다. 그러나, 종래방식으로 처리된 시이트의 T8X 특성은 170 MPa의 적절한 값 아래에 포함되는 반면, 제어된 퀀칭 값은 170MPa의 적절한 값과 200 MPa의 바람직한 값을 모두 초과하였다.
실시예 2
2개의 합금이 산업용 벨트 캐스터상에서 주조되었다. 슬라브는 19mm 게이지로 주조되어 5mm 게이지로 열간압연 되었다. 재료는 실시예 1과 동일한 방법으로 실험실에서 처리되었다. 합금의 화학성분은 표 5와 같다.
합금# 화학성분 (Wt%)
Cu Mg Si Mn Fe
10 0.01 0.65 0.84 0.05 0.23
11 0.29 0.52 0.68 0.07 0.21
인장시험된 시이트를 4일동안 자연시효한 후 모의 페인트 베이크로 주어진 T4 특성을 얻었다 - 177℃에서 30분간 처리하여 2% 인장시킨 T8X 특성을 얻었다.
T4와 T8X 템퍼내의 재료 특성은 실시예 1의 합금 2와 4의 데이터를 비교하기 위하여 포함시킨 표 6에 나타나 있으며, 표준 냉각처리하여 용체화 열처리하여 생산되었다. 합금 #10은 실시예 1의 합금 #4의 변형된 버전이다. 합금 #11은 실시예 1의 합금 #2와 동등하다. 통상적으로 주조된 합금 #10의 항복강도는 Mg와 Si 값이 더 많기 때문에 합금 #4보다 더 높을 것으로 기대된다. 합금 #11은 실시예 1의 합금 #2와 대단히 유사한 특성을 가진다. 모든 경우에 있어서, T8X 템퍼에 상응하는 페인트 베이크는 거의 비슷하다.
합금은 또한 실시예 1의 모의 제어 퀀칭 처리를 사용하여 처리되었다. 표 7은 본 발명상의 모의 종래 처리에 따라 상승된 인장특성과 본 발명상의 모의 제어 퀀칭 방법을 비교하여 나타내었으며, T8X 특성은 본 발명의 방법에 의해 표적 값으로 증가될 수 있다. 정상적으로 더 높은 값이 예를 들면 그들은 아직 소정 특성 범위내에 포함되어 있는 인장 교정의 통상적 방법으로 얻는 것을 고려할 때 실시예 1에 기록된 것외에는 T4 항복강도는 또한 감소되며, T4와 T8X 특성은 실시예 1의 결과와 일치된다.
합금기호 방향 연속주조 T4 T8X ΔYS(T8X-T4)MPa
YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El
4 L 파일럿 91.0 201.7 29.3 139.4 215.1 23.2 48.0
10 L 공업용 128.5 247.6 27.0 176.3 258.5 24.3 47.8
2 L 파일럿 113.0 234.0 26.0 164.0 245.0 22.6 51.0
11 L 공업용 109.0 225.5 27.0 158.0 241.0 22.9 49.0
합금# 방향 종래의 용체화 열처리 퀀칭공정제어
T4 T8X T4 T8X
YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El
10 LT 128.5126.5 247.6248.3 27.027.0 176.3176.5 258.5260.7 24.325.2 111.6111.0 233.0234.0 26.027.0 253.0250.0 309.0310.0 18.418.0
11 LT 109.0108.0 225.5228.6 27.026.0 158.0164.0 241.0245.0 22.920.0 89.085.0 205.0207.0 29.526.6 231.5230.0 292.0292.6 17.016.0
실시예 3
실시예 2의 합금 #10과 #11은 또한 벨트 주조하여 통상의 냉각 밀과 연속열처리라인상에서 열간압연 되었다. 열처리라인은 본 발명의 제어된 퀀칭방법 및 용체화 열처리가 사용되었으며, 최종 냉각단계전에 코일링단계를 구비한 4단계의 온도단계로 냉각하였다. 코일은 적어도 48시간의 표준 시효를 거쳤다. 시료는 특정한 플래트닝 또는 교정 동작전에 시험되었다.
시료의 인장특성은 표 8에 주어져 있다. 인장특성은 시뮬레이션이 통상의 방법을 정확하게 복사하지 않았기 때문에 실시예 2로부터의 모의 제어 퀀칭재료에 대한 특성으로부터 약간 다르다. 그러나, T4와 T8X하의 인장특성은 본 발명의 요건내에 포함되어 있다.
합금# 방향 T4 T8X
YS(MPa) UTS(MPa) %El YS(MPa) UTS(MPa) %El
10 LT 112.0107.5 213.4210.2 19.921.8 -234.8 -288.0 -14.2
11 LT 103.599.9 209.2210.7 21.927.5 -221.7 -281.4 -16.4
실시예 4
본 발명의 화학성분내의 5개의 합금은 상업적 크기의 인고우트로 DC 주조되었다. 이들 합금의 화학성분은 표 9에 나타내었다. 인고우트는 스캘핑하여 560℃에서 몇시간동안 균질화하여 최종 게이지로 열간 및 냉간압연 하였다. 시이트는 본 발명에 따른 용체화 열처리 및 퀀칭되었으며, 퀀칭방법은 강제 냉각하여 표 10에 주어진 서로 다른 온도로 코일링 하였다. 표 10은 또한 얻어진 재료의 인장 특성을 요약하고 있다. T4 특성은 실시예 1에 개요된 조건과 동일한 조건으로 측정하였다.
제어된 퀀칭후의 합금의 모두는 표 1에 나타낸 범위내의 T4과 T8X 특성을 가졌다. 그러나, 합금 #13은 90℃의 온도에서 코일링될 때(더 두꺼운 스트립을 사용하여 어큐뮬레이터 단계내에서 더 작은 온도로 강하되는 것이 달성됨), 특히 스트레칭(실시예 1에 기술됨)을 위해 보정되었다면 허용가능한 상한에 접근할 수 있는 T4 값을 가졌다. 다른 합금에 대해서는 T4상의 더 높은 코일링 온도의 효과는 기대하지 않았지만, 코일링하기 위한 온도의 상한은 85℃가 더욱 바람직하다.
합금 #12 내지 #15에 대하여, 동일한 화학성분의 실험실 주물 시료를 준비하여 시이트로 처리되었다. 시이트는 실시예 1과 같은 모의 열처리와 종래의 퀀칭이 주어졌다. 이들 비교 시료들의 T8X 특성은 본 발명의 방법을 사용하여 퀀칭된 것보다 명백하게 낮았으며, 비록 그들이 T8X의 넓은 적절한 범위내에 포함되어 있어도 그들은 적어도 200 MPa의 T8X의 요건에 미치지 못했다.
합금 #16은 냉각 후 2가지 방법으로 처리되었다. 한가지 경우에 있어서, 코일은 단열되었고, 다른 경우에 있어서 코일은 팬을 사용하여 냉각되었다. T4와 T8X 특성은 본질적으로 동일하며 소정 범위내에 포함되어 있다. 대단히 유사한 화학성분을 가지는 합금 #12는 냉각한 후 대기 공기내에서 냉각하여 값은 다시 한번 비교되었다. 코일 형성의 최종 냉각단계는 10℃/h보다 낮은 냉각속도로 냉각되었으며, 코일의 외부는 독립된 방식으로 조정되었으며, 내부 평형도는 열균형 및 소정 특성을 빠르게 달성하였다.
합금 Cu Mg Si Fe Mn 그외 Al
12 0.76 0.79 0.64 0.23 0.19 <0.1 Bal
13 0.40 0.39 1.27 0.19 0.07 <0.1 Bal
14 0.80 0.42 0.99 0.21 0.05 <0.1 Bal
15 0.50 1.0 0.49 0.25 0.07 <0.1 Bal
16 0.72 0.71 0.63 0.13 0.14 <0.1 Bal
합금 퀀칭제어 종래의 방법
코일링온도(℃) T4 T8X T4 T8X
YS UTS %El YS UTS %El YS UTS %El YS UTS %El
12 75 137 273 21 285 352 17 126 270 28 194 288 23
13 90(1) 171 282 26 262 320 20 123 266 30 195 281 24
13 77(2) 152 273 27 256 320 20
14 75 132 264 26 256 328 20 122 271 28 178 277 25
15 75 129 252 22 259 324 18 119 259 26 192 281 24
16 83(3) 134 272 27 273 345 19
16 83(4) 128 258 26 281 350 18
(1)스트립 두께 1.65mm로서 급랭부의 단부 뒤에 위치된 어큐뮬레이터에서 덜 냉각됨.
(2)스트립 두께 0.98mm
(3)단열 담요로 덮혀진 코일. 냉각속도 ＜ 1.4℃/h
(4)코일링동안 팬에 노출된 코일. 냉각속도 ＜ 5.3℃/h6

Claims (29)

  1. 트윈 벨트 주조방법과 열간 및 냉간압연으로부터 얻어진 알루미늄합금 시이트에 있어서,
    시이트의 알루미늄합금은 하기에서 선택된 범위내에서 마그네슘, 실리콘 및 구리의 중량%:
    (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, 0.5≤Si≤1.4, Cu≤2.0
    선택적으로, 0.4중량% 이하의 Fe, 0.4중량% 이하의 Mn, 0.3중량% 이하의 Zn에서 선택된 적어도 하나의 부가 원소; 및
    선택적으로, Cr+Ti+Zr+V의 전체량이 합금의 0.3중량%를 초과하지 않도록 Cr, Ti, Zr 및 V에서 선택된 적어도 하나의 기타 원소와;
    나머지는 Al을 포함하며;
    상기 합금은 이하의 식으로 한정된 범위내의 열제거율로 수행된 트윈 벨트 주조방법으로 얻어지며;
    하한 열유속(MW/㎡) = 2.25 + 0.0183 ΔTf
    상한 열유속(MW/㎡) = 2.86 + 0.0222 ΔTf
    합금 응고온도 범위의 하한 = 30℃
    합금 응고온도 범위의 상한 = 90℃
    (여기에서, ΔTf는 섭씨 온도로 표시된 합금의 응고온도 범위이다.)
    상기 합금은 열처리하여 자연시효 및 교정 또는 플래트닝한 후 90-175MPa 범위의 T4 템퍼 강도 및 적어도 170MPa의 퍼텐셜 T8X 템퍼 강도를 제공하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 합금이 열처리되어, 자연시효 및 교정 또는 플래트닝한 후 90 ∼ 175 MPa 범위의 T4 템퍼 강도와, 적어도 200 MPa의 퍼텐셜 T8X 템퍼 강도를 제공하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시이트는 하기에 따른 (a), (b) 또는 (c)에 따라 열처리되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트:
    (a) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 상기 시이트는 10℃/sec보다 더 크지만 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 1℃/sec보다 더 크지만 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 50℃/min보다 더 크지만 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하며, 다음으로 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각시킨다;
    (b) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 상기 시이트는 10℃/sec보다 더 크지만 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 1℃/sec보다 더 크지만 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 5℃/min보다 더 크지만 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하며, 상기 시이트를 코일링하여 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각시킨다; 또는
    (c) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 물, 물안개 또는 강제 통풍으로부터 선택된 냉각 수단을 사용하여 상기 시이트를 강제 냉각하고, 50℃와 100℃사이의 온도에서 시이트를 코일링하여, 다음에는 코일를 10℃/hour보다 작은 속도로 냉각시킨다.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시이트는 120℃ 내지 150℃의 범위내의 온도로 강제냉각된 후, 상기 시이트는 50℃와 100℃ 사이의 온도에서 코일링되기 전에 어큐뮬레이터를 통하여 50℃내지 100℃의 온도로 추가적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 (c)의 열처리로부터 얻어지는 알루미늄합금 시이트.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 합금은 하기의 식으로 한정된 합금 성분 챠트의 범위내에서 포함된 Mg및 Si의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트:
    Mg=0.4%
    Mg=1.375%-0.75%×%Si
    Si=0.5%
    Mg=1.4%
    Si=0.2%
    Mg=1.567%-2.333×%Si.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 합금은 하기의 식으로 한정된 합금 성분 챠트의 범위내에서 포함된 Mg 및 Si의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트:
    Si=0.5%
    Mg=0.8%
    Mg=1.4%-%Si
    Si=0.8%
    Mg=0.4%
    및 Cu≤2.5%.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 합금은 1.4 wt% 미만의 Mg + Si + Cu의 조합된 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트.
  8. 마그네슘, 실리콘 및 선택적으로 구리를 포함하고 있는 알루미늄합금 시이트에 있어서,
    시이트의 알루미늄합금은 하기에서 선택된 범위내에서 마그네슘, 실리콘 및 구리의 중량%을 포함하며:
    (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, 0.5≤Si≤1.4, Cu≤2.0
    선택적으로, 0.4중량% 이하의 Fe, 0.4중량% 이하의 Mn, 0.3중량% 이하의 Zn에서 선택된 적어도 하나의 부가 원소; 및
    선택적으로, Cr+Ti+Zr+V의 전체량이 합금의 0.3중량%를 초과하지 않도록 Cr, Ti, Zr 및 V에서 선택된 적어도 하나의 기타 원소와;
    나머지는 Al을 포함하며; 및
    상기 시이트는 열처리하여 자연시효 및 교정 또는 플래트닝한 후, 하기에서 선택된 처리에 의해서 90-175MPa 범위의 T4 템퍼 강도 및 적어도 170MPa의 퍼텐셜 T8X 템퍼 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트:
    (a) 500 내지 570℃의 온도에서 상기 시이트를 용체화 열처리한 후, 상기 시이트는 10℃/sec보다 더 크지만 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 다음으로 1℃/sec보다 더 크지만 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 다음으로 5℃/min보다 더 크지만 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하며, 그리고 다음으로 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각시키며;
    (b) 500 내지 570℃의 온도에서 상기 시이트를 용체화 열처리한 후, 시이트는 10℃/sec보다 더 크지만 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 다음으로 1℃/sec보다 더 크지만 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 다음으로 5℃/min보다 더 크지만 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하여, 상기 시이트를 코일링하며, 그리고 다음으로 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각시키며; 또는
    (c) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 물, 물안개 또는 강제 통풍으로부터 선택된 냉각 수단을 사용하여 상기 시이트를 강제 냉각하고, 50℃와 100℃사이의 온도에서 상기 시이트를 코일링하며, 다음으로 상기 코일이 10℃/hour보다 작은 속도로 냉각시킨다.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 시이트는 120 내지 150℃의 범위내의 온도로 강제냉각된 후, 상기 시이트는 50℃와 100℃ 사이의 온도에서 코일링되기 전에 어큐뮬레이터를 통하여 50℃내지 100℃의 온도로 추가적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 (c)의 열처리로부터 얻어지는 알루미늄합금 시이트.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 합금은 하기의 식으로 한정된 합금 성분 챠트의 범위내에서 포함된 Mg 및 Si의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트:
    Mg=0.4%
    Mg=1.375%-0.75%×%Si
    Si=0.5%
    Mg=1.4%
    Si=0.2%
    Mg=1.567%-2.333×%Si.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 합금은 하기의 식으로 한정된 합금 성분 챠트의 범위내에서 포함된 Mg 및 Si의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트:
    Si=0.5%
    Mg=0.8%
    Mg=1.4%-%Si
    Si=0.8%
    Mg=0.4%
    및 Cu≤2.5%.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 합금은 1.4 wt%보다 적은 Mg + Si + Cu의 조합된 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트.
  13. 제 8 항, 제 9 항, 제 10 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합금은 90 ∼ 175 MPa의 범위내의 T4 템퍼 강도와, 적어도 200 MPa의 퍼텐셜 T8X 템퍼 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트.
  14. 합금을 냉각하면서 알루미늄합금을 주조하는 벨트 주조기계로 합금 슬라브를 제조하여, 이 슬라브를 열간 및 냉간압연하여 시이트를 형성하고, 이 시이트를 용체화 열처리하여 침전된 입자를 재용해시키고, 시이트를 냉각하는 자동차 적용에 특별히 적합한 알루미늄합금 시이트 재료의 제조방법에 있어서,
    상기 합금은 하기에서 선택된 범위내에서 마그네슘, 실리콘 및 구리를 포함하며:
    (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, 0.5≤Si≤1.4, Cu≤2.0
    그리고 선택적으로, 0.4중량% 이하의 Fe, 0.4중량% 이하의 Mn, 0.3중량% 이하의 Zn에서 선택된 적어도 하나의 부가 원소; 및
    선택적으로, Cr+Ti+Zr+V의 전체량이 합금의 0.3중량%를 초과하지 않도록 Cr,Ti, Zr 및 V에서 선택된 적어도 하나의 기타 원소와;
    나머지는 Al을 포함하며;
    섭씨 온도의 합금의 응고 범위에 대한 MW/㎡의 열유속으로 그려진 그래프의 특정 영역안에 떨어지는 속도로 벨트 주조기계내의 합금으로부터 열이 제거되며, 상기 영역은 하기식에 의해서 한정된 범위내이며;
    하한 열유속(MW/㎡) = 2.25 + 0.0183 ΔTf
    상한 열유속(MW/㎡) = 2.86 + 0.0222 ΔTf
    합금 응고온도 범위의 하한 = 30℃
    합금 응고온도 범위의 상한 = 90℃
    (여기에서, ΔTf는 섭씨 온도로 표시된 합금의 응고온도 범위이다.)
    상기 합금은 열처리하여 자연시효 및 교정 또는 플래트닝한 후 90-175MPa 범위의 T4 템퍼 강도 및 적어도 170MPa의 퍼텐셜 T8X 템퍼 강도를 제공하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트 재료의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 하기의 식으로 한정된 합금 성분 챠트의 범위내에서 포함된 Mg 및 Si의 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트 재료의 제조방법:
    Mg=0.4%
    Mg=1.375%-0.75%×%Si
    Si=0.5%
    Mg=1.4%
    Si=0.2%
    Mg=1.567%-2.333×%Si.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 합금은 500 내지 570℃의 온도에서 용체화 열처리된 후, 10℃/sec보다 더 크지만 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각되고, 다음으로 1℃/sec보다 더 크지만 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각되고, 다음으로 5℃/min보다 더 크지만 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하여, 그리고 다음으로 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 시이트 형태의 합금은 120℃와 50℃사이의 온도로 냉각된 후에 대기온도로 냉각되기 전에 코일링되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트의 제조방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 시이트 형태의 합금은 물, 물안개 또는 강제 통풍으로 강제 냉각되어, 50℃와 100℃사이의 온도에서 코일링되며, 다음으로 10℃/hour보다 작은 속도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 시이트는 120℃ 내지 150℃사이의 온도로 강제 냉각되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트의 제조방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 시이트는 120 내지 150℃의 범위내의 온도로 강제냉각된 후, 시이트는 50℃와 100℃ 사이의 온도에서 코일링되기 전에 50℃ 내지 100℃의 온도로 추가적으로 냉각되는 어큐뮬레이터를 통과하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트의 제조방법.
  21. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 시이트는 60℃와 85℃ 사이의 온도에서 코일링되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트의 제조방법.
  22. 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합금은 하기의 식으로 한정된 합금 성분 챠트의 범위내에서 포함된 Mg및 Si의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트의 제조방법:
    Si=0.5%
    Mg=0.8%
    Mg=1.4%-%Si
    Si=0.8%.
  23. 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합금은 1.4 wt%보다 적은 Mg + Si + Cu의 전체량을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 시이트의 제조방법.
  24. 자연시효 및 교정 또는 플래트닝한 후, T4 템퍼는 90-175MPa 범위이고, T8X 템퍼는 적어도 170MPa인 자동차 적용에 적합한 T4 및 T8X 템퍼를 알루미늄합금 시이트에 부여하는 방법에 있어서,
    시이트는 하기로부터 선택된 방법으로 처리되며:
    (a) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 상기 시이트는 10℃/sec보다 더 크지만 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 다음으로 1℃/sec보다 더 크지만 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 다음으로 5℃/min보다 더 크지만 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하여, 그리고 다음으로 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각시키며;
    (b) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 상기 시이트는 10℃/sec보다 더 크지만 2000℃/sec보다는 작은 속도로 350℃와 220℃사이로 냉각하고, 다음으로 1℃/sec보다 더 크지만 50℃/sec보다는 작은 속도로 270℃와 140℃사이의 온도범위로 냉각하고, 다음으로 5℃/min보다 더 크지만 20℃/sec보다는 작은 속도로 120℃와 50℃사이로 냉각하며, 시이트를 코일링하며, 그리고 다음으로 10℃/hour보다 작은 속도로 대기온도로 냉각시키며; 또는
    (c) 500 내지 570℃의 온도에서 시이트를 용체화 열처리한 후, 물, 물안개 또는 강제 통풍으로부터 선택된 냉각 수단을 사용하여 상기 시이트를 강제 냉각하고, 50℃와 100℃사이의 온도에서 상기 시이트를 코일링하며, 다음으로 상기 코일은 10℃/hour보다 작은 속도에서 냉각시킨다;
    상기 알루미늄합금은 하기에서 선택된 범위내에서 마그네슘, 실리콘 및 구리를 포함하며:
    (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, 0.5≤Si≤1.4, Cu≤2.0
    그리고 선택적으로, 0.4중량% 이하의 Fe, 0.4중량% 이하의 Mn, 0.3중량% 이하의 Zn에서 선택된 적어도 하나의 부가 원소; 및
    선택적으로, Cr+Ti+Zr+V의 전체량이 합금의 0.3중량%를 초과하지 않도록 Cr, Ti, Zr 및 V에서 선택된 적어도 하나의 기타 원소와;
    나머지는 Al을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 적용에 적합한 T4 및T8X 템퍼를 알루미늄합금 시이트에 부여하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 시이트는 120 내지 150℃의 범위내의 온도로 강제냉각된 후, 시이트는 50℃와 100℃ 사이의 온도에서 코일링되기 전에 어큐뮬레이터를 통하여 50℃ 내지 100℃의 온도로 추가적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 (c)공정에 따라 수행되는 자동차 적용에 적합한 T4 및 T8X 템퍼를 알루미늄합금 시이트에 부여하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 시이트는 60℃와 85℃ 사이의 온도에서 코일링되는 것을 특징으로 하는 자동차 적용에 적합한 T4 및 T8X 템퍼를 알루미늄합금 시이트에 부여하는 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 원소의 전체량, Cr + Ti + Zr + V는 합금의 0.15중량%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 자동차 적용에 적합한 T4 및 T8X 템퍼를 알루미늄합금 시이트에 부여하는 방법.
  28. 제 24 항, 제 25 항, 제 26 항 또는 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 하기의 식으로 한정된 합금 성분 챠트의 범위내에서 포함된 Mg 및 Si의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 적용에 적합한 T4 및T8X 템퍼를 알루미늄합금 시이트에 부여하는 방법:
    Mg=0.4%
    Mg=1.375%-0.75%×%Si
    Si=0.5%
    Mg=1.4%
    Si=0.2%
    Mg=1.567%-2.333×%Si.
  29. 제 24 항, 제 25 항, 제 26 항 또는 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합금은 하기의 식으로 한정된 합금 성분 챠트의 범위내에서 포함된 Mg 및 Si의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 적용에 적합한 T4 및 T8X 템퍼를 알루미늄합금 시이트에 부여하는 방법:
    Si=0.5%
    Mg=0.8%
    Mg=1.4%-%Si
    Si=0.8%
    Mg=0.4%.
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