KR101455606B1 - Aluminum alloy sheet for cold press forming, method of manufacturing the same, and cold press forming method for aluminum alloy sheet - Google Patents

Aluminum alloy sheet for cold press forming, method of manufacturing the same, and cold press forming method for aluminum alloy sheet Download PDF

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Abstract

용체 처리 후 상온 시효를 행한(또는 아시효된 상태에 있는) Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판은, 프레스 성형 전에, 합금판을 5분 이하의 시간 동안 150 내지 350℃의 범위 내의 온도로 부분적으로 가열하여 가열부와 비가열부 사이의 강도 차이(0.2% 내력 차이)를 10MPa 이상으로 하는 열처리(부분 전환 열처리)를 실시한다. 이렇게 처리된 합금판을 강도가 낮은 가열부는 프레스의 주름 억제 기구와 접촉시키고 강도가 낮은 비가열부는 펀치의 어깨부(반경)와 접촉시키는 조건으로 냉간 프레스 성형을 행한다. 부분 전환 열처리에서, 승온 속도 및 100℃ 이하로 냉각에서 냉각 속도는 30℃/min 이상으로 설정한다. 또한, 부분 전환 열처리 후 냉각 프레스 성형까지 합금판을 상온에 방치하는 기간은 30일 이내로 설정한다. The Al-Mg-Si aluminum alloy sheet subjected to the aging treatment at room temperature (or under aging) is heated at a temperature within the range of 150 to 350 占 폚 for 5 minutes or less before press molding, (Partial conversion heat treatment) in which the difference in strength between the heating portion and the non-heating portion is made to be 10 MPa or more (0.2% proof stress difference). The alloy plate thus treated is subjected to cold press forming under the condition that the low-strength heating portion is brought into contact with the crease restraining mechanism of the press and the non-heated portion with low strength is brought into contact with the shoulder portion (radius) of the punch. In the partial conversion heat treatment, the cooling rate is set to 30 占 폚 / min or more at the temperature raising rate and cooling to 100 占 폚 or lower. Further, the period for allowing the alloy plate to stand at room temperature until the cooling press molding after the partial conversion heat treatment is set within 30 days.
냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판, 냉간 프레스 성형방법 Aluminum alloy plate for cold press forming, cold press forming method

Description

냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판, 그 제조방법 및 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법{ALUMINUM ALLOY SHEET FOR COLD PRESS FORMING, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND COLD PRESS FORMING METHOD FOR ALUMINUM ALLOY SHEET}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an aluminum alloy sheet for cold press forming, a method for producing the same, and a cold press forming method for an aluminum alloy sheet. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >
본 발명은 성형, 특히 냉간 프레스 성형 및 그 위에 도막의 베이킹을 실시한 후 사용되는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판, 이것의 제조방법, 및 이것을 사용하는 냉간 프레스 성형방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 자동차 차체판 및 차체 패널과 같은 자동차, 선박, 항공기 등의 여러 구성요소 및 구성부품, 또는 건축재, 구조재로서, 또는 여러 장치, 가전제품, 이들의 구성부품 등에 바람직하게 사용되는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판에 관한 것이다. The present invention relates to an Al-Mg-Si aluminum alloy plate used after molding, particularly cold press forming and baking of a coating film thereon, a production method thereof, and a cold press molding method using the same. More specifically, the present invention is preferably used for various components and components such as automobiles, ships and aircrafts, such as automobile body plates and body panels, as building materials, structural materials, or for various devices, household appliances, Al-Mg-Si based aluminum alloy plate.
종래, 자동차 차체판은 과거에 주로 냉강 압연 강판을 사용하여 얻어졌다. 그러나, 최근 지구 온난화 억제의 관점에서 CO2의 방출량을 줄이기 위한 요구에 응하여 차체의 무게 저감 중요성의 폭넓은 인식의 결과로, 압연 알루미늄 합금판이 주로 사용되어 왔다. 한편, 압연 알루미늄 합금판은 일반적으로 냉간 압연 강판보 다 성형성이 열등하며, 그것의 광범위한 용도를 제한한다. 압연 알루미늄 합금판의 성형성을 향상시키기 위해서, 블랭크재 자체의 성형성 개선 및 독창적인 블랭크재의 성형방법의 연구가 절실히 요구된다. Conventionally, automobile body plates have been obtained mainly by using cold rolled steel sheets in the past. However, in recent years, in view of global warming inhibition, a rolled aluminum alloy sheet has been mainly used as a result of a wide recognition of the importance of weight reduction of the vehicle body in response to a request to reduce CO 2 emissions. On the other hand, rolled aluminum alloy sheets are generally inferior in formability to cold rolled steel sheets and limit their wide range of applications. In order to improve the formability of the rolled aluminum alloy sheet, it is urgently required to improve the formability of the blank material itself and to research unique methods for forming the blank material.
또한, 이러한 종류의 용도에서, 압연강은 그것의 사용 전에 보통 그 위에 도막의 베이킹이 실시된다. 그러므로, 압연강은 베이킹 후 고강도를 보장하기 위한 특성이 요청된다(베이크 경화성 또는 BH 성능). Also, in this kind of application, the rolled steel is usually baked on it prior to its use. Therefore, the rolled steel is required to have properties to ensure high strength after baking (bake hardenability or BH performance).
JP-A 4-351229 및 2006-205244는 알루미늄 합금판의 성형성을 향상시키기 위한 온간 딥드로잉법의 적용을 제안한다. 온간 성형방법은 알루미늄 합금판의 딥드로잉성을 향상시킬 수 있지만, 이 방법을 대규모 산업 생산에 적용하는 것은 일부 문제를 내포한다. JP-A 4-351229 and 2006-205244 propose the application of the warm deep drawing method to improve the formability of an aluminum alloy sheet. The warm forming method can improve the deep drawability of the aluminum alloy sheet, but applying this method to large-scale industrial production involves some problems.
구체적으로, 온간 딥드로잉법은 플랜지 부분의 가열 및 펀치-대응 부분의 냉각을 행하는 조건에서 딥드로잉을 행할 필요가 있는 것을 특징으로 한다. 이것은 하기 문제를 야기한다:Specifically, the warm deep drawing method is characterized in that it is necessary to perform deep drawing under the condition of heating the flange portion and cooling the punch-corresponding portion. This causes the following problems:
1. 프레스는 알루미늄 합금판의 가열 및 냉각을 위한 기능이 제공되어야 하므로, 냉간 프레스 성형의 경우와 비교하여 보다 긴 총 성형시간을 필요로 하여, 낮은 생산 효율 및 증가된 성형 비용을 초래한다. 1. The press requires a longer total molding time as compared to the case of cold press forming, since the function for heating and cooling of the aluminum alloy sheet must be provided, resulting in lower production efficiency and increased molding cost.
2. 온간 조건에서 성형을 행하기 때문에, 냉간 성형을 위한 통상의 윤활제를 사용할 수 없으므로, 신규의 윤활제의 개발이 필요하다. 2. Since molding is carried out under a warm condition, it is necessary to develop a new lubricant since a conventional lubricant for cold forming can not be used.
3. 프레스는 구성이 복잡해서 장치 비용 증가를 초래한다. 3. The press is complicated in configuration, which leads to an increase in equipment cost.
4. 프레스가 보다 복잡해짐에 따라, 품질 제어에 대한 곤란함이 발생한다. 4. As presses become more complex, difficulties in quality control arise.
한편, 온간 딥드로잉법은 작동 범위가 큰 성형되는 알루미늄 합금판 블랭크의 부분을 그 성형 전에 국소적으로 가열 및 연화시키는 방법이다. 그러므로, 성형의 시기에 유의하여, 온간 딥드로잉법은 알루미늄 합금판 블랭크에 강도 차이를 국소적으로 부여함으로써 향상된 성형성을 연구하는 방법이라고 말할 수 있다. 이와 관련하여, 알루미늄 합금판 블랭크에 강도 차이를 제공함으로써 유사하게 향상된 성형성을 연구하는 다른 방법으로서, 미리 블랭크에 국소 열처리를 실시하는 방법이 공지되어 있다(예컨대, JP-A 2000-117338(이하 특허문헌 3이라고 함) 참조). 이 방법은 자동차 차체판으로 주로 사용되는 Al-Mg-Si계 합금과 같이, 열처리에 의한 매트릭스 내의 용체화 및 석출을 통해 큰 강도 변화를 얻을 수 있는 시효-경화성 합금에 적용할 때 특히 효과적이라고 생각된다. On the other hand, the warm deep drawing method is a method of locally heating and softening a portion of an aluminum alloy plate blank to be formed with a large working range before molding. Therefore, in consideration of the timing of molding, the warm deep drawing method can be said to be a method of studying the improved formability by locally imparting a difference in strength to an aluminum alloy plate blank. In this connection, as another method of studying the similarly improved formability by providing a difference in strength in an aluminum alloy plate blank, there is known a method of previously performing local heat treatment on the blank (see, for example, JP-A 2000-117338 Patent Document 3]). This method is particularly effective when applied to aging-hardenable alloys that can achieve large strength changes by solution-ing and precipitation in a matrix by heat treatment, such as Al-Mg-Si alloys, do.
여기서, 특허문헌 3에 개시된 기술에 있어서, 알루미늄 압연기에서 용체 처리 후 이송된 Al-Mg-Si계 합금판이 실온으로 유지되고 있는 동안, 상온 시효에 의해 Mg와 Si로 구성된 초미세 석출물이 매트릭스에 균일하고 미세하게 형성되어, 용체 처리 직후의 강도와 비교하여 강도가 향상된다는 사실을 사용함으로써 합금판 블랭크에 강도 차이가 도입된다. 구체적으로, 특허문헌 3에 따른 기술에서, 실온에서 형성된 상술한 석출물이 단시간 동안 250℃ 이상의 비교적 저온으로 가열함으로써 용이하게 재용해되어 가열부에서의 강도가 저하된다는 사실을 사용하여, 비교적 저렴하고 단시간에 행해지는 처리에 의해 알루미늄 합금판에 국소적 강도 차이를 부여할 수 있다는 것이 설명된다. Here, in the technique disclosed in Patent Document 3, while the Al-Mg-Si based alloy sheet transferred after the solution treatment in the aluminum rolling machine is maintained at room temperature, ultrafine precipitates composed of Mg and Si are uniformly dispersed in the matrix by room temperature aging And a strength difference is introduced into the alloy plate blank by using the fact that the strength is improved in comparison with the strength immediately after the sol-coating treatment. Specifically, in the technique according to Patent Document 3, by using the fact that the above-mentioned precipitate formed at room temperature is easily re-dissolved by heating at a relatively low temperature of 250 占 폚 or more for a short time and the strength at the heating portion is lowered, It is explained that the localized strength difference can be given to the aluminum alloy sheet by the treatment to be performed on the aluminum alloy sheet.
한편, 특허문헌 3에 개시된 기술에서, 알루미늄 합금판 블랭크의 성형성은 블랭크가 그 주변이 클램핑에 의해 완전하게 고정된 조건에서 프레스 성형된다는 전제하에서 향상되고; 따라서 펀치의 어깨부에 의해 접촉되는 영역을 제외하고, 프레스 성형시 하방에 놓여져서 펀치에 의해 접촉하는 블랭크 표면 내의 영역은 가열에 의해 연화되어 향상된 성형성을 제공한다. 그러나, 이 경우 펀치의 하방에 놓여지고 연화되는 영역에 변형이 집중되고, 판두께가 이 영역에서 국소적으로 상당히 저하되어 성형품의 강성을 저하시킨다는 것에서 문제가 발견되었다. 또한, 블랭크의 주변이 완전히 고정된 조건에서 프레스 성형을 행하므로, 블랭크의 주변 억제부로부터 재료의 유입이 완전히 허용되지 않아서, 성형성의 향상 정도가 제한된다. 또한, 자동차 차체판으로 고려하는 경우, 프레스 성형 후에 성형품의 주변부에서 굽힘(헤밍(hemming))을 행하는 경우가 있다. 이와 관련하여, 특허문헌 3의 기술에서는, 펀치의 하방에 놓여진 판 영역, 즉 판의 중심부는 가열되는 반면, 판의 주변부는 상온 시효에 의한 시효 석출시 그 상태에 놓여지고, 이 주변부에서 굽힘성은 매우 열등하여 굽힘부에 균열을 초래한다. On the other hand, in the technique disclosed in Patent Document 3, the formability of the aluminum alloy plate blank is improved under the premise that the blank is press-molded under the condition that its periphery is completely fixed by clamping; Thus, except for the area contacted by the shoulder of the punch, the area in the blank surface which is placed underneath during press forming and is contacted by the punch is softened by heating to provide improved formability. However, in this case, a problem has been found that the deformation concentrates on the area to be laid under the punch and softened, and the plate thickness is considerably lowered locally in this area to lower the rigidity of the molded article. In addition, since the press molding is performed under the condition that the periphery of the blank is completely fixed, the inflow of the material from the peripheral restraining portion of the blank is not allowed completely, and the degree of improvement in formability is limited. Further, when considered as an automobile body plate, bending (hemming) may be performed at the peripheral portion of the molded article after press molding. In this connection, in the technique of Patent Document 3, the plate region below the punch, that is, the central portion of the plate is heated, while the peripheral portion of the plate is placed in the state at the time of age precipitation due to room temperature aging, It is very inferior and causes a crack in the bent portion.
상술한 관련 기술에 따른 Al-Mg-Si계 합금판의 성형으로는, 현재 자동차 차체판의 성형성 및 요청되는 다른 성능을 충분히 만족시키기 어렵다. It is difficult to satisfactorily satisfy the moldability of the automobile body plate and other required performance at present in the molding of the Al-Mg-Si alloy sheet according to the related art described above.
구체적으로, 최근 관련 기술의 것에 비하여 재료의 높은 성형성, 특히 높은 드로잉성에 대한 요구에 수반하여, 자동차 패널 형상에 높은 디자인 품질이 요청되게 되었다. 또한, 자연적으로 드로잉성과 같은 성형성 지표의 향상뿐만 아니라, 굽힘성(헤밍성), 강도 등의 열화를 방지함과 동시에 드로잉성의 향상도 요구된다. 또한, 높은 성형 생산성도 요구된다. 이들 관점으로부터, 종래의 Al-Mg-Si계 합금판의 성형방법은 아직 만족스럽지 않다. Concretely, in contrast to the related art in recent years, a demand for high moldability of a material, particularly a high drawability, has demanded a high design quality for an automobile panel shape. In addition, it is naturally required not only to improve the formability index such as drawing performance but also to prevent deterioration of bending property (hemming property) and strength, and at the same time, to improve drawability. High molding productivity is also required. From these viewpoints, the conventional method of forming an Al-Mg-Si alloy plate is not yet satisfactory.
본 발명은 상술한 실정을 고려하여 이루어진다. 따라서, 본 발명의 목적은 알루미늄 합금판의 높은 성형성의 확보와 높은 성형 생산성의 유지를 모두 보장할 수 있고, 재료 강도 차이를 다른 요구되는 특성의 열화 없이 적절하게 사용할 수 있는 성형성이 우수한 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판과 이것의 제조방법, 및 이것을 사용하는 프레스 성형방법을 제공하는 것이다. The present invention is made in view of the above-described circumstances. It is therefore an object of the present invention to provide an aluminum alloy sheet which can ensure both the high moldability of the aluminum alloy sheet and the maintenance of high molding productivity and which can be suitably used without deteriorating the required properties, A Mg-Si-based aluminum alloy plate, a method of manufacturing the same, and a press molding method using the same.
구체적으로, 알루미늄 합금판 블랭크에 미리 부분 열처리(전환 처리)를 행하여 여기에 판 블랭크 표면 내의 강도 차이를 부여하는 기술이 본 발명의 기초이다. 냉간 드로잉에서 억제 주변부로부터의 재료의 유입을 허용하기 위해서, 부분 전환 열처리에서 가열부를 적절히 조정함으로써 강도 분포가 최적화된 블랭크를 냉간 딥 드로잉한다. 이것은 블랭크의 주변부로부터 재료의 유입을 촉진하여, 균일한 판두께를 갖는 성형품 제조 및 딥드로잉을 가능하게 한다. 또한, 성형품의 주변부에 적용되는 굽힘이 용이해진다. 또한, 사전 열처리에 요청되는 시간이 단축됨과 동시에 가열부의 도막 베이크 경화성이 유지되어, 종래의 냉간 프레스 성형의 높은 생산 효율을 떨어뜨리지 않는다. Specifically, a technique of subjecting an aluminum alloy sheet blank to a partial heat treatment (conversion treatment) in advance to give a difference in strength in the surface of the plate blank is a basis of the present invention. In order to allow the inflow of the material from the restraining periphery in the cold drawing, the cold-dip drawing of the blank in which the strength distribution is optimized by appropriately adjusting the heating portion in the partial conversion heat treatment. This facilitates the inflow of the material from the periphery of the blank, thereby enabling the production of molded parts and deep drawing with a uniform sheet thickness. Further, bending applied to the peripheral portion of the molded article is facilitated. Further, the time required for the pre-heat treatment is shortened, and at the same time, the curing property of the film baking of the heating portion is maintained, and the high production efficiency of the conventional cold press forming is not deteriorated.
본 발명자들은 상술한 문제를 해결하기 위해 여러 실험 및 조사를 하였다. 실험 및 조사 결과, 시효-석출된 알루미늄 합금 시트, 또는 용체 처리 후 상온 시효 또는 인공 시효를 행한 알루미늄 합금 시트에 딥드로잉성 및 굽힘성을 향상시키기 위해서 부분 전환 열처리를 행하는 경우, 부분 전환 열처리에서 가열부를 최적으로 선택하는 것이 중요하다는 것을 발견하였다. 부분 전환 열처리에서 도달하는 가열 온도를 최적화함으로써, 가열에 있어 승온 속도 및 가열 후 냉각 속도가 증가되고, 관련된 판의 부분은 복원에 의해 매우 단시간에 효과적으로 연화될 수 있고, 판의 굽힘성도 향상될 수 있고, 그리고 높은 도막 베이크 경화성을 판에 부여할 수 있다는 것도 발견하였다. 이들 발견을 기초로, 본 발명이 달성된다. The present inventors have conducted various experiments and investigations to solve the above-mentioned problems. As a result of experiments and investigations, it has been found that when the partial conversion heat treatment is carried out to improve the deep drawability and the bendability of the aged-precipitated aluminum alloy sheet or the aluminum alloy sheet subjected to normal temperature aging or artificially aging after the solid solution treatment, It has been found that it is important to optimally select the part. By optimizing the heating temperature reached in the partial conversion heat treatment, the heating rate and the cooling rate after heating are increased, and the portion of the related plate can be effectively softened in a very short time by restoration and the bendability of the plate can be also improved And that a high film bake hardenability can be imparted to the plate. Based on these findings, the present invention is achieved.
본원에서 "전환"은 시효-경화성 알루미늄 합금을 용체 처리 후 급속히 냉각시켜 실온에서 과포화된 수준으로 합금 원소를 용해시킨 후, 합금을 실온 또는 실온보다 약간 높은 온도에서 유지하여 합금의 매트릭스에 초미세 석출물을 형성시켜서 합금의 강도를 향상시키고, 그 후 유지 온도를 초과하는 온도에서 합금을 단시간에 가열하여 미세 석출물의 재용해를 유발함으로써 강도를 저하시키는 원리를 의미한다. 또한, 용체 처리(용체화 처리) 후 상술한 온도에서 유지된 재료를 가열하 여 이 현상을 유발하는 처리는 "전환 열처리"라고 한다. 또한, 본원에서 "부분" 전환 열처리는 알루미늄 합금판 블랭크의 표면 내의 소정의 부분(영역)만을 복원을 위해 선택적으로 가열하여 소정의 부분만을 연화시키는 처리를 의미한다. The term "transition" as used herein means that the aging-hardenable aluminum alloy is rapidly cooled after solubilization to dissolve the alloying element at room temperature to a supersaturated level, and then the alloy is maintained at room temperature or slightly higher than room temperature, To improve the strength of the alloy, and then heating the alloy at a temperature exceeding the holding temperature for a short time to induce redissolution of the fine precipitates, thereby lowering the strength. Further, the treatment for causing the phenomenon by heating the material held at the above-mentioned temperature after the solution treatment (solution treatment) is referred to as "conversion heat treatment ". In addition, the term "partial" conversion heat treatment herein refers to a treatment for selectively heating only a predetermined portion (region) in the surface of an aluminum alloy plate blank for restoration to soften only a predetermined portion.
본 발명의 한 구체예에 따르면, Al-Mg-Si계 알루미늄 합금으로 구성되고 부분 전환 열처리를 행하여 상온으로 냉각한 후 그것의 가열부와 그것의 비가열부 사이의 0.2% 내력 차이가 10MPa 이상인 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판을 제공한다. According to one embodiment of the present invention, after a partial conversion heat treatment is performed by an Al-Mg-Si-based aluminum alloy and cooled to room temperature, a cold press having a 0.2% difference in resistance between its heating portion and its non- An aluminum alloy sheet for molding is provided.
냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금에서, 바람직하게는 냉간 프레스 성형시 주름 억제 기구에 의해 억제되는 판의 영역은 가열부로 설정되고, 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부가 프레스되는 판의 영역은 비가열부로 설정된다. In an aluminum alloy for cold press forming, the region of the plate which is preferably suppressed by the crease restraining mechanism during cold pressing is set as the heating portion, and the region of the plate where the punch shoulder portion is pressed during cold pressing is set as the non-heating portion.
본 발명의 다른 구체예에 따르면, Al-Mg-Si계 알루미늄 합금으로 구성되며, 냉간 프레스 성형시 주름 억제 기구에 의해 억제되는 판의 영역은 가열부로 설정되고 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부가 프레스되는 판의 영역은 비가열부로 설정되는 조건에서, 부분 전환 열처리를 통해 비가열부의 인장 강도와 가열부의 0.2% 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가하는 방식으로 부분 전환 열처리를 행한, 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, an area of the plate, which is constituted by an Al-Mg-Si based aluminum alloy and suppressed by a wrinkle restraining mechanism during cold pressing, is set as a heating part, In which the difference between the tensile strength of the non-heated portion and the 0.2% proof stress of the heated portion is increased by 20 MPa or more through the partial conversion heat treatment under the condition that the area of the non- .
본 발명의 다른 구체예에 따르면, 블랭크재로서 소정의 판두께로 압연된 압연 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판을 제조하는 단계, 압연판을 480 내지 590℃ 범위 내의 온도에서 용체 처리하고, 그 후 압연판을 상온에서 적어도 1일 동안 방치하는 단계 및 냉간 프레스 성형 전에 압연판을 부분 전환 열처리하여 상온으로 냉각한 후 가열부와 비가열부 사이의 0.2% 내력 차이를 10MPa 이상으로 하는 단계를 포함하는 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판의 제조방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a rolled Al-Mg-Si based aluminum alloy sheet rolled to a predetermined sheet thickness as a blank material, a rolling treatment of the rolled sheet at a temperature in the range of 480 to 590 캜, A step of leaving the back-rolled plate at room temperature for at least one day, and a step of partially heat-treating the rolled plate before cold press forming to make the 0.2% strength difference between the heating portion and the non- A method for producing an aluminum alloy sheet for cold press forming is provided.
전술한 제조방법에서, 바람직하게는 부분 전환 열처리는 냉각 프레스 성형시 주름 억제 기구에 의해 억제되는 판의 영역은 가열부로 설정되고, 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부가 프레스되는 판의 영역은 비가열부로 설정되는 조건으로 행한다. In the above-described manufacturing method, preferably, the partial conversion heat treatment is performed by setting the region of the plate which is suppressed by the crease restraining mechanism during cold press forming to the heating portion, and the region of the plate where the punch shoulder portion is pressed during cold pressing is set to the non- .
이 제조방법에서, 바람직하게는 부분 전환 열처리는 압연판을 30℃/min 이상의 승온 속도로 150 내지 350℃ 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 이 범위의 온도에서 압연판을 유지하는 단계, 및 그 후 압연판을 30℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함한다. In this manufacturing method, the partial conversion heat treatment is preferably performed by heating the rolled plate at a temperature raising rate of 30 DEG C / min or more to a temperature within a range of 150 to 350 DEG C, And then cooling the rolled plate to a temperature of 100 DEG C or less at a cooling rate of 30 DEG C / min or more.
이 제조방법에서, 바람직하게는 부분 전환 열처리는 압연판을 50℃/min 이상의 승온 속도로 180 내지 350℃ 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 이 범위의 온도에서 압연판을 유지하는 단계, 및 그 후 압연판을 50℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함함으로써, 부분 전환 열처리를 통해 비가열부의 인장 강도와 가열부의 0.2% 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가한다. In this manufacturing method, preferably, the partial conversion heat treatment is performed by heating the rolled plate at a temperature raising rate of 50 to 350 占 폚 at a temperature raising rate of 50 占 폚 / min or more, , And then cooling the rolled plate at a cooling rate of 50 DEG C / min or more to a temperature of 100 DEG C or lower, whereby the tensile strength of the non-heated portion and the tensile strength of the heated portion The difference between the 0.2% proof stress increases by more than 20 MPa.
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 상술한 제조방법에 의해 제조된 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판을 사용하여 냉간 프레스 성형을 행하는 방법을 제공하며, 여기서 냉간 프레스 성형은 부분 전환 열처리 후 판을 상온에서 30일 동안 방치하기 전에 행한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of performing cold press forming using an aluminum alloy sheet for cold press forming manufactured by the above-described manufacturing method, wherein the cold press forming is a step of heat- Before leaving for 30 days.
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 상온 시효에 의해 시효-석출된 상태인 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판 블랭크가 펀치를 사용하여 그 말단부를 억제하며 냉간 프레스 성형되는 과정의 적용을 기초로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법을 제공하며, 여기서 알루미늄 합금판 블랭크 중에서, 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 영역의 외측 상의 부분의 전체부 또는 전체부보다 적은 부분을 가열부로 설정하는 한편, 상기 가열부 이외의 다른 부분을 비가열부로 설정하고; 알루미늄판 블랭크는, 가열부를 급속히 가열하여 시효-석출물을 순간적으로 용해시켜서 가열부를 연화시키는 한편, 비가열부는 가열하지 않는 부분 전환 열처리를 행하여, 가열부의 강도를 비가열부의 강도에 비하여 낮게 한 후, 가열부를 실온으로 급속히 냉각시키고; 그리고 그 후 실온에서 유지하는 동안 가열부의 강도가 시효 석출에 의해 부분 전환 열처리 전의 수준으로 되돌아가기 전에, 알루미늄 합금판 블랭크를 냉간 프레스 성형한다. According to another embodiment of the present invention, an Al-Mg-Si-based aluminum alloy plate blank in an aged-precipitated state at room temperature aging is subjected to a cold press forming process by suppressing the end portion thereof by using a punch Wherein a portion of the aluminum alloy plate blank which is located on the outer side of the area contacted by the shoulder portion of the punch during press forming is smaller than the whole or all of the portion of the aluminum alloy plate blank is set as the heating portion , Setting a portion other than the heating portion as a non-heating portion; In the aluminum plate blank, the heating portion is rapidly heated to instantly dissolve the aged-precipitate to soften the heating portion, while the non-heating portion is subjected to the partial conversion heat treatment to lower the strength of the heating portion in comparison with the strength of the non- Rapidly cooling the heating part to room temperature; Then, the aluminum alloy plate blank is subjected to cold press forming before the strength of the heating portion is returned to the level before the partial conversion heat treatment by the age precipitation during the holding at room temperature.
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 용체 처리 후 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판을 140℃ 이하에서 인공 시효에 의해 서브-시효 상태로 하는 공정, 또는 상온 시효와 140℃ 이하에서의 인공 시효를 조합하여 행하는 시효 처리의 적용에 기초한, 90MPa 이상의 0.2% 내력을 갖는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법을 제공하며, 여기서 알루미늄 합금판 블랭크 중에서, 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 영역의 외측 상의 부분의 전체부 또는 전체부보다 적은 부분을 가열부로 설정하는 한편, 상기 가열부 이외의 다른 부분을 비가열부로 설정하고; 알루미 늄판 블랭크는, 가열부를 급속히 가열하여 시효-석출물을 순간적으로 용해시켜서 가열부를 연화시키는 한편 비가열부는 가열하지 않는 부분 전환 열처리를 행하여, 가열부의 강도를 비가열부의 강도에 비하여 낮게 한 후, 가열부를 실온으로 급속히 냉각시키고; 그리고 그 후 실온에서 유지하는 동안 가열부의 강도가 시효 석출에 의해 부분 전환 열처리 전의 수준으로 되돌아가기 전에, 알루미늄 합금판 블랭크를 냉간 프레스 성형한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy sheet, which comprises subjecting a solid solution to a sub-aging treatment at 140 DEG C or lower by artificial aging or a step of aging at room temperature and an artificial aging , Wherein the aluminum alloy sheet blank has a 0.2% proof strength of 90 MPa or more based on the application of the aging treatment to the outside of the area contacted by the shoulder portion of the punch during press forming The heating portion is set to a portion which is less than the entirety or the entirety of the portion of the upper surface of the heating portion, while the other portion than the heating portion is set as the non-heating portion; The aluminum plate blank is subjected to a partial conversion heat treatment in which the heating portion is rapidly heated to dissolve the aged-precipitate momentarily to soften the heating portion and not to the non-heating portion to lower the strength of the heating portion in comparison with the strength of the non- Rapidly cooling the portion to room temperature; Then, the aluminum alloy plate blank is subjected to cold press forming before the strength of the heating portion is returned to the level before the partial conversion heat treatment by the age precipitation during the holding at room temperature.
냉간 프레스 성형방법에서, 바람직하게는 부분 전환 열처리는 판 블랭크를 30℃/min 이상의 승온 속도로 150 내지 350℃의 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 이 범위의 온도에서 판 블랭크를 유지하는 단계, 및 그 후 판 블랭크를 30℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함한다. In the cold press forming method, the partial conversion heat treatment is preferably performed by heating the plate blank to a temperature within a range of 150 to 350 占 폚 at a temperature raising rate of 30 占 폚 / min or more, a period of 5 minutes or less Holding the plate blank at a temperature within this range, and thereafter cooling the plate blank to a temperature of 100 DEG C or less at a cooling rate of 30 DEG C / min or more.
냉간 프레스 성형방법에서, 바람직하게는 부분 전환 열처리는 판 블랭크를 50℃/min 이상의 승온 속도로 180 내지 350℃ 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 이 범위의 온도에서 판 블랭크를 유지하는 단계, 및 그 후 판 블랭크를 50℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함함으로써, 부분 전환 열처리를 통해 비가열부의 인장 강도와 가열부의 0.2% 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가한다. In the cold press forming method, preferably, the partial conversion heat treatment is performed by heating the plate blank to a temperature within a range of 180 to 350 占 폚 at a temperature raising rate of 50 占 폚 / min or more, a period of 5 minutes or less And then cooling the plate blank to a temperature of 100 DEG C or less at a cooling rate of 50 DEG C / min or more, whereby the tensile strength of the non-heated portion and the heating The difference between the 0.2% of the negative history increases by more than 20 MPa.
냉간 프레스 성형방법에서, 바람직하게는, 알루미늄 합금판 블랭크 중 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 영역의 외측 상의 부분의 냉간 프레스 형성 후 굽힘이 행해지는 부분은 부분 전환 열처리에서 가열부에 포함된다. In the cold press forming method, preferably, a portion of the aluminum alloy sheet blank which is subjected to bending after forming a cold press on a portion on the outer side of the region to be contacted by the punch shoulder portion during cold pressing is included in the heating portion in the partial conversion heat treatment do.
냉간 프레스 성형방법에서, 바람직하게는, 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 알루미늄 합금판 블랭크의 영역의 내부 전체 구역, 또는 이 영역 내부의 임의의 형상의 하나 이상의 구역은 부분 전환 열처리에서 가열부에 포함된다. In the cold press forming method, preferably, at least one zone of the entire interior of the area of the aluminum alloy plate blank, or any shape within this area, which is contacted by the punch shoulder during cold pressing, .
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 상술한 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법에 의해 얻어지는 냉간 프레스 성형된 알루미늄 합금 제품을 제공하며, 여기서 부분 전환 열처리 후 30일 이내에 행해지는 인공 시효 처리에 의해 가열부의 내력이 20MPa 이상 향상된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a cold press-formed aluminum alloy product obtained by the cold press forming method of the above-described aluminum alloy sheet, wherein the aluminum alloy product is heated by artificial aging treatment performed within 30 days after the partial conversion heat treatment The internal strength of the negative electrode is improved by 20 MPa or more.
상술한 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판에서, 바람직하게는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판은 0.2 내지 1.5%(질량%, 이하 동일하게 적용됨)의 Mg 및 0.3 내지 2.0%의 Si를 함유하며, 0.03 내지 1.0%의 Fe, 0.03 내지 0.6%의 Mn, 0.01 내지 0.4%의 Cr, 0.01 내지 0.4%의 Zr, 0.01 내지 0.4%의 V, 0.005 내지 0.3%의 Ti, 0.03 내지 2.5%의 Zn 및 0.01 내지 1.5%의 Cu 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유하고, 나머지는 Al 및 불가피한 불순물인 알루미늄 합금판을 포함한다. In the above-described aluminum alloy sheet for cold press forming, preferably, the Al-Mg-Si aluminum alloy sheet contains 0.2 to 1.5% (mass%, the same applies hereinafter) of Mg and 0.3 to 2.0% 0.03 to 1.0% of Fe, 0.03 to 0.6% of Mn, 0.01 to 0.4% of Cr, 0.01 to 0.4% of Zr, 0.01 to 0.4% of V, 0.005 to 0.3% of Ti, 0.03 to 2.5% of Zn and 0.01 To 1.5% of Cu, and the balance of Al and unavoidable impurities.
상술한 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판의 제조방법에서, 바람직하게는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판은 0.2 내지 1.5%의 Mg 및 0.3 내지 2.0%의 Si를 함유하며, 0.03 내지 1.0%의 Fe, 0.03 내지 0.6%의 Mn, 0.01 내지 0.4%의 Cr, 0.01 내지 0.4%의 Zr, 0.01 내지 0.4%의 V, 0.005 내지 0.3%의 Ti, 0.03 내지 2.5%의 Zn 및 0.01 내지 1.5%의 Cu 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유하고, 나머지는 Al 및 불가피한 불순물인 알루미늄 합금판을 포함한다. In the above-described method for producing an aluminum alloy sheet for cold press forming, preferably, the Al-Mg-Si aluminum alloy sheet contains 0.2 to 1.5% Mg and 0.3 to 2.0% Si, and 0.03 to 1.0% Fe , 0.03 to 0.6% of Mn, 0.01 to 0.4% of Cr, 0.01 to 0.4% of Zr, 0.01 to 0.4% of V, 0.005 to 0.3% of Ti, 0.03 to 2.5% of Zn and 0.01 to 1.5% of Cu An aluminum alloy sheet containing at least one selected and the remainder being Al and unavoidable impurities.
상술한 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법에서, 바람직하게는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판은 0.2 내지 1.5%의 Mg 및 0.3 내지 2.0%의 Si를 함유하며, 0.03 내지 1.0%의 Fe, 0.03 내지 0.6%의 Mn, 0.01 내지 0.4%의 Cr, 0.01 내지 0.4%의 Zr, 0.01 내지 0.4%의 V, 0.005 내지 0.3%의 Ti, 0.03 내지 2.5%의 Zn, 및 0.01 내지 1.5%의 Cu 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유하고, 나머지는 Al 및 불가피한 불순물인 알루미늄 합금판을 포함한다. In the cold press forming method of the above-described aluminum alloy plate, preferably, the Al-Mg-Si aluminum alloy plate contains 0.2 to 1.5% of Mg and 0.3 to 2.0% of Si, and 0.03 to 1.0% of Fe, 0.03 To 0.6% of Mn, 0.01 to 0.4% of Cr, 0.01 to 0.4% of Zr, 0.01 to 0.4% of V, 0.005 to 0.3% of Ti, 0.03 to 2.5% of Zn and 0.01 to 1.5% of Cu And the remainder being aluminum and unavoidable impurities.
본 발명에 따르면, 용체 처리(용체화 처리) 후 상온 시효가 행해진 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판, 또는 인공 시효 또는 상온 시효와 인공 시효의 조합에 의해 얻어진 시효 처리가 행해지고 아시효된 상태에 있는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판의 억제 주변부에 가열을 실시하여(부분 전환 처리) 그 부분을 전환 원리를 통해 저강도부가 되도록 함으로써, 가열부로서 억제 주변부와 비가열부로서 펀치 어깨부 접촉부 사이에 강도 차이를 부여하여, 합금판의 프레스 성형성을 향상시킬 수 있다. 또한, 부분 전환 열처리는 냉간 프레스 성형 전에 냉간 프레스 성형 이외의 다른 단계로서 행하므로, 프레스 성형 자체는 종래의 냉간 프레스 기계를 사용하여 고속으로 행할 수 있다. 그러므로, 열간 성형을 적용하는 경우와 같이 프레스를 위한 장치 비용 증가 또는 생산 효율 감소를 방지할 수 있고, 특정 윤활제의 필요성이 없어진다. According to the present invention, an Al-Mg-Si based aluminum alloy plate subjected to normal temperature aging after solution treatment (solution treatment) or an aging treatment obtained by a combination of artificial aging or room temperature aging and artificial aging is carried out, (Partial conversion treatment) of the Al-Mg-Si-based aluminum alloy sheet having the suppressed peripheral portion and the non-heating portion is performed between the punch shoulder contact portions So that the press formability of the alloy sheet can be improved. In addition, since the partial conversion heat treatment is performed before the cold press molding as other steps than the cold press molding, the press molding itself can be performed at a high speed by using a conventional cold press machine. Therefore, it is possible to prevent an increase in apparatus cost or reduction in production efficiency for a press as in the case of applying hot forming, and the necessity of a specific lubricant is eliminated.
또한, 본 발명에 따르면, 강도가 저하된 억제 주변부에 의해, 성형품의 형상 동결 성능이 향상된다. 또한, 전환 현상을 통해 강도가 저하된 부분은 그 위에 도 막의 베이킹시 경화 속도가 높고 그 강도가 급속히 회복되므로, 높은 도막 시효-경화성(BH-성능)을 얻을 수 있어, 도막의 베이킹 후 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전환 가열이 실시되는 영역의 최적 선택에 의해서, 성형품의 굽힘성이 향상될 수 있다. Further, according to the present invention, the shape freezing performance of the molded article is improved by the suppressed peripheral portion whose strength is lowered. In addition, since the hardening speed at the baking of the film is high and the strength thereof is rapidly recovered, the portion with reduced strength through the conversion phenomenon can obtain a high film age-hardening property (BH-performance) Can be prevented from deteriorating. In addition, the bendability of the molded article can be improved by the optimum selection of the region where the switching heating is performed.
본 발명에 사용되는 알루미늄 합금판은 기본적으로 고온에서 용체 처리(용체화 처리) 후 상온 시효에 의해 시효-석출된 상태에 있거나, 또는 고온에서 용체 처리 후 이루어지는 인공 시효 또는 상온 시효와 인공 시효를 조합함으로써 얻어지는 시효 처리에 의해 아시효된 상태에 있는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판이다. 이 관점에서, 본 발명을 그 주요 항목에 따라 이하 상세히 설명한다. The aluminum alloy sheet used in the present invention is basically an aged alloy which is in an aged-precipitated state at room temperature aging after a solution treatment (solution treatment) at a high temperature, or a combination of artificial aging or room temperature aging and artificial aging Al-Mg-Si based aluminum alloy plate in an aged state obtained by the aging treatment obtained by the above-mentioned aging treatment. From this point of view, the present invention will be described in detail in accordance with its main items.
냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판의 제조방법Process for producing aluminum alloy sheet for cold press forming
우선, 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판의 제조방법에 대하여, 기본적으로, 알루미늄 합금 제조 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 본 발명에 따른 성형방법에 의해 성형되는 알루미늄 합금 블랭크를 구성하는 블랭크재를 제조할 수 있다. First, a method of producing an aluminum alloy sheet for cold press forming is basically performed by a method commonly used in the field of aluminum alloy manufacturing, in which a blank material constituting an aluminum alloy blank to be formed by the molding method according to the present invention is manufactured .
구체적으로, 소정의 조성으로 용융 및 컨디셔닝된 알루미늄 합금의 용융물을 통상의 용융 및 캐스팅 방법 중에서 적절히 선택한 것에 의해 캐스트한다. 통상의 용융 및 캐스팅 방법의 예는 반연속 캐스팅법(DC 캐스팅법) 및 박판 연속 캐스팅법(롤캐스팅법 등)을 포함한다. 그 다음, 이렇게 하여 얻어진 알루미늄 합금 인고트를 480℃ 이상의 온도에서 균일화 처리를 행한다. 균일화 처리는 용융물의 고화 시 합금 원소의 미세편석 완화, 및 Mn 및 Cr과 다른 여러 전이 원소를 함유하는 합금 용융물의 경우, 주로 이들 원소로 이루어진 금속간 화합물의 분산 입자의 매트릭스로의 균일하고 고밀도의 석출을 위해서 필요한 단계이다. 균일화 처리에서 가열시간은 보통 1시간 이상이고, 가열은 보통 경제적 이유로 48시간 내에 종료된다. 균일화 처리에서 가열 온도는 열간 압연 전에 열간 압연 시작 온도로 가열하는 열처리 온도와 근접하므로, 균일화 처리는 균일화를 위한 가열과 예비-열간 압연 가열로서 모두 기능하는 열처리에 의해 행할 수 있다는 것을 유의한다. 균일화 처리 전 또는 후에 적절히 페이싱(facing)을 행한 후, 300 내지 590℃ 범위 내의 온도에서 열간 압연을 시작하고, 그 후 냉간 압연을 행하여 소정의 두께를 갖는 알루미늄 합금판을 생산한다. 열간 압연과 냉간 압연 사이의 열간 압연 동안, 또는 냉간 압연 동안 필요에 따라 중간 아닐링을 행할 수 있다. Specifically, a melt of an aluminum alloy melted and conditioned in a predetermined composition is cast by appropriately selecting among a melting and casting method in general. Examples of typical melting and casting methods include a semi-continuous casting method (DC casting method) and a thin plate continuous casting method (such as a roll casting method). Then, the thus obtained aluminum alloy ingot is homogenized at a temperature of 480 DEG C or higher. The homogenization treatment is a process in which the fine segregation of the alloying element in the solidification of the melt and the alloy melt containing various transition elements other than Mn and Cr are carried out in a homogeneous and dense manner in a matrix of dispersed particles of an intermetallic compound mainly composed of these elements This is a necessary step for precipitation. In the homogenization treatment, the heating time is usually one hour or more, and the heating is usually terminated within 48 hours for economic reasons. Note that in the homogenization treatment, the heating temperature is close to the heat treatment temperature for heating to the hot rolling start temperature before hot rolling, so that the homogenization treatment can be performed by heat treatment functioning both as heating for homogenization and pre-hot rolling heating. After properly facing before or after the homogenization treatment, hot rolling is started at a temperature in the range of 300 to 590 DEG C, and then cold rolling is performed to produce an aluminum alloy plate having a predetermined thickness. During the hot rolling between the hot rolling and the cold rolling, or during the cold rolling, the intermediate annealing can be performed as required.
그 다음, 냉간 압연에서 얻어진 알루미늄 합금판에 용체 처리(용체화 처리)를 실시한다. 용체 처리는 Mg2Si, 원소 Si 등을 매트릭스에 용해함으로써 합금판에 베이크 경화성을 부여하고 그 위에 도막의 베이킹 후 합금판의 강도를 향상시키기 위한 중요한 단계이다. 또한, 이 단계는 Mg2Si, 원소 Si 입자 등의 (고용체로의) 용해를 통해 2상 입자의 분포 밀도를 저하시킴으로써 연성 및 굽힘성의 향상에도 기여하고; 또한 이 단계는 재결정화를 통해 양호한 성형성을 얻기 위해 중요하다. 이들 효과를 나타내기 위해서, 이 처리는 480℃ 이상에서 행한다. 부수적으로, 용체 처리 온도가 590℃를 초과하는 경우, 공융이 발생할 수 있다. 따라서, 용체 처리는 590℃ 이하에서 행한다. Then, an aluminum alloy plate obtained by cold rolling is subjected to a solution treatment (solution treatment). The solid solution treatment is an important step for imparting bake hardenability to the alloy plate by dissolving Mg 2 Si and element Si in the matrix and improving the strength of the alloy plate after baking the coating film. This step also contributes to an improvement in ductility and bendability by lowering the distribution density of the two-phase particles through dissolution (into a solid solution) of Mg 2 Si, elemental Si particles and the like; This step is also important for achieving good moldability through recrystallization. In order to exhibit these effects, this treatment is carried out at 480 DEG C or higher. Incidentally, eutectic melting may occur if the solvating temperature exceeds 590 占 폚. Therefore, the sol-gel treatment is performed at 590 占 폚 or lower.
여기서, 코일 형태로 얻어진 냉간 압연판을 가열존 및 냉각존을 갖는 연속 아닐링 노를 연속적으로 통과시키는 방법에 의해 용체 처리(용체화 처리)를 효과적으로 행할 수 있다. 이러한 연속 아닐링 노의 사용에 의한 처리에서, 가열존을 통과시켰을 때 알루미늄 합금판이 480 내지 590℃의 범위 내의 고온으로 가열되고, 그 후 냉각존을 통과시켰을 때 급속히 냉각된다. 이러한 일련의 처리 단계에 의해, 본 발명에서 목적하는 재료로서 채택한 합금 중에서 주요 합금 원소로서 기능하는 Mg 및 Si가 고온에서 매트릭스로 한번 용해되고, 이어지는 급속 냉각시 원소가 실온에서 과포화 용해된 상태로 된다. Here, the cold-rolled sheet obtained in the form of a coil can be efficiently subjected to a solubilization treatment (solution treatment) by continuously passing a continuous annealing furnace having a heating zone and a cooling zone. In the treatment by the use of such a continuous annealing furnace, the aluminum alloy sheet is heated to a high temperature in the range of 480 to 590 캜 when passed through the heating zone, and then rapidly cooled when passed through the cooling zone. By this series of processing steps, Mg and Si which function as main alloying elements among the alloys adopted as the target material in the present invention are dissolved once into the matrix at a high temperature, and the elements are supersaturated and melted at room temperature at the subsequent rapid cooling .
용체 처리부터 전환 열처리의 기간 동안의 시효Aging during the period from solute treatment to conversion heat treatment
부분 전환 열처리에 의해 합금판의 가열부와 비가열부 사이의 강도 차이를 제공하기 위해서, 용체 처리 후 합금판을 상온으로 방치하는 기간 동안 상온 시효(자연 시효)에 의해 특정량의 클러스터 또는 미세 석출물을 형성할 필요가 있다. 그러나 이러한 클러스터 또는 미세 석출물에 대하여, 이어지는 부분 전환 열처리에서 소망하는 전환 현상이 가열부에 발생하지 않을 수도 있으므로, 부분 전환 열처리에 의해 의도되는 가열부의 강도 저하가 실현되지 않을 수 있다. 그러므로, 용체 처리 후 합금판을 부분 전환 열처리시까지는 적어도 1일 동안 상온에 방치한다. 부수적으로, 블랭크재 제조기에서 용체 처리 후 성형기에서의 성형 전에 압연판을 상온에서 방치하는 기간은 일반적으로 10일 이상이다. 또한, 상온 시효는 시작 기간 초기에 진행하지만, 약 반년의 시간 경과 후, 그 이상의 상온 시효의 진행이 발생 하기 어렵다. 이 관점에서, 전환 열처리 전에 상온에 합금판을 방치하는 기간에 대하여 특별히 설정된 상한은 없다. 여기서 "상온"은 구체적으로 0 내지 40℃의 범위 내의 온도를 의미한다. In order to provide a difference in strength between the heated portion and the non-heated portion of the alloy sheet by partial conversion heat treatment, a certain amount of clusters or fine precipitates are removed by room temperature aging (natural aging) during the period during which the alloy sheet is left at room temperature It needs to be formed. However, for such clusters or fine precipitates, a desired transition phenomenon may not occur in the heating portion in the subsequent partial conversion heat treatment, so that the strength reduction of the heating portion intended by the partial conversion heat treatment may not be realized. Therefore, after the solid solution treatment, the alloy plate is left at room temperature for at least one day until the partial conversion heat treatment. Incidentally, the period for allowing the rolled sheet to stand at room temperature before molding in the molding machine after the solution treatment in the blank remanufacturing machine is generally 10 days or more. In addition, the room temperature aging proceeds at the beginning of the starting period, but after a lapse of about six months, the aging at room temperature is not likely to proceed further. From this viewpoint, there is no upper limit set specifically for the period during which the alloy plate is left at room temperature before the heat treatment for conversion. Here, "room temperature" means specifically a temperature within the range of 0 to 40 占 폚.
상기 설명에서 상온 시효만을 용체 처리 후 시효에 관하여 설명하였지만, 본 발명에 따르면, 용체 처리 후 행하는 인공 시효의 경우 또는 용체 처리 후 상온 시효와 인공 시효의 조합을 행하는 경우에도, 시효에 이어지는 부분 전환 열처리에 의해서 합금판에 강도 차이를 부여할 수 있다. 인공 시효을 행하는 경우, 상온 시효 단독의 경우에 비하여 부분 전환 가열 전에 전체적으로 합금판 블랭크의 강도를 보다 용이하게 향상시킬 수 있다. 그러나, 인공 시효 온도가 140℃ 이하이고, 인공 시효 처리 후 알루미늄 합금판이 아시효된 상태에 있다는 것이 유의된다. 인공 시효 온도가 140℃를 초과하는 경우, 석출에 의해 형성된 Mg와 Si로 이루어진 석출물이 응집되어, 석출물이 이어지는 부분 전환 열처리에 의해 단시간에 고용체에 용이하게 용해되지 않을 수 있다. 그 결과, 복원을 통한 연화에 장시간이 걸리며, 프레스 성형의 생산성을 저하시킨다. 또한, 인공 시효 온도가 140℃ 이하이지만 이러한 장시간 동안 인공 시효을 행하여 합금판 블랭크를 포스트-피크-시효 상태 또는 오버-시효 상태로 하는 경우도, 석출에 의해 형성된 Mg 및 Si로 구성된 석출물이 응집될 수 있어, 부분 전환 열처리에서 석출물이 용이하게 용해되지 않을 수 있고, 복원에 장시간이 걸린다. 이들 관점으로부터, 보다 바람직한 인공 시효 온도는 100℃ 이하이다. However, according to the present invention, even in the case of the artificial aging after the solid solution treatment or the combination of the room temperature agitation and the artificial aging after the solid solution treatment, the partial conversion heat treatment A difference in strength can be given to the alloy plate. In the case of performing artificial aging, the strength of the alloy plate blank can be more easily improved as a whole before the partial conversion heating as compared with the case of the normal temperature aging alone. However, it is noted that the artificial aging temperature is 140 ° C or less, and the aluminum alloy sheet after aging is in an aged state. If the artificial aging temperature exceeds 140 캜, precipitates composed of Mg and Si formed by precipitation may aggregate, and the precipitates may not be easily dissolved in the solid solution in a short time by the subsequent partial conversion heat treatment. As a result, it takes a long time to soften through restoration, which lowers the productivity of press molding. When the artificial aging temperature is 140 ° C or lower, but artificial aging is performed for such a long time to bring the alloy plate blank into the post-peak-aged state or the over-aged state, precipitates composed of Mg and Si formed by precipitation may aggregate And the precipitate may not be easily dissolved in the partial conversion heat treatment, and it takes a long time to recover. From these viewpoints, a more preferable artificial aging temperature is 100 DEG C or less.
본 발명에서, 상술한 시효 후 그리고 이어지는 부분 전환 열처리 직전의 재 료 강도에 관하여, 재료의 내력값(0.2% 내력)은 90MPa 이상인 것이 바람직하다. 내력의 관점에서 강도가 90MPa 미만인 경우, 이어지는 부분 전환 열처리에서 가열에 의해 복원된 부분에서의 강도 저하가 불충분할 수 있고, 이것은 재료에 만족스러운 강도 차이를 부여하기 어려울 수 있으므로, 그 성형성의 충분한 향상이 어려울 수 있다. 부수적으로, 보다 바람직한 내력값은 110MPa 이상이다. In the present invention, with respect to the material strength immediately after aging and immediately before the subsequent partial conversion heat treatment, the proof stress of the material (0.2% proof stress) is preferably 90 MPa or more. When the strength is less than 90 MPa from the viewpoint of the proof stress, the strength reduction in the portion recovered by heating in the subsequent partial conversion heat treatment may be insufficient and it may be difficult to impart a satisfactory strength difference to the material. This can be difficult. Incidentally, the more preferable strength value is 110 MPa or more.
부분 전환 열처리Partial conversion heat treatment
본 발명의 가장 중요한 특징은, 냉간 프레스 성형 전에, 상술한 바와 같이 시효된 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판을, 상온으로 냉각한 후 가열부(부분 전환 열처리에서 가열된 부분)와 비가열부 사이의 강도 차이(0.2% 내력 차이)가 10MPa 이상이 되는 방식으로 부분(이것은 2차원 표면에서 위치에 관한 "부분"을 의미하고, 확장 또는 등급에 관한 "부분"을 의미하지 않음) 가열(전환 열처리)을 실시하는 것에 있다. The most important characteristic of the present invention is that the Al-Mg-Si aluminum alloy sheet aged as described above is cooled to room temperature before cold press forming, and then heated to a temperature between the heating portion (portion heated by the partial conversion heat treatment) (This means "part" with respect to the position on the two-dimensional surface and does not mean "part" with respect to extension or grade) in such a way that the difference in strength (0.2% ).
여기서, 딥드로잉의 제한은 펀치 어깨부 접촉부의 파열 강도와 억제 주변부(플랜지부)의 유입 저항 사이의 등급 관계에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 보통, 자동차 차체판용 알루미늄 합금판은 제조자에서 블랭크재 용체 처리로부터 사용자(성형기)에서 프레스 성형까지의 기간을 통틀어 상온에 방치된다. Al-Mg-Si계 합금은 시효-경화성 합금이므로, 상온 방치 기간(합금판이 상온에 방치되는 시간의 기간)이 길면 상온 방치 기간 동안 상온 시효 때문에 재료 강도가 향상될 수 있다. 이 상태에 있는 합금판을 직접 냉간 프레스 성형하면, 합금판의 억제 주변부의 높은 유입 저항 때문에 프레스 성형성이 저하될 수 있다. Here, it is known that the restriction of the deep drawing is determined by the gradation relationship between the breaking strength of the punch shoulder contacting portion and the inflow resistance of the suppressing peripheral portion (flange portion). Usually, the aluminum alloy plate for an automobile body plate is left at room temperature throughout the period from the blank remelt treatment to the user (molding machine) to press molding in the manufacturer. Since the Al-Mg-Si alloy is an aging-hardening alloy, the material strength can be improved due to the room temperature aging at a room temperature when the room temperature is maintained for a long time (a period of time during which the alloy plate is left at room temperature). If the alloy plate in this state is directly subjected to cold press forming, the press formability may be lowered due to the high inflow resistance of the restraining peripheral portion of the alloy plate.
한편, 합금판을 냉간 프레스 성형 전에 부분 열처리를 실시하는 경우, 상온 시효(또는 인공 시효 또는 상온 시효과 인공 시효의 조합)을 통해 성형된 클러스터 및/또는 미세 석출물이 분해되고 고용체에 재용해되어, 합금판의 가열부에 강도 저하, 즉 전환 현상이 일어난다. 본 발명은 단지 이러한 현상을 사용하고, 이 경우 강도 저하의 양은 10MPa 이상이다. On the other hand, when the alloy plate is subjected to the partial heat treatment before cold press forming, clusters and / or fine precipitates formed through room temperature aging (or a combination of artificial aging or room temperature aging and artificial aging) are decomposed and redissolved in solid solution, A decrease in strength, that is, a switching phenomenon occurs in the heating portion of the plate. The present invention uses this phenomenon only, and the amount of the decrease in strength in this case is 10 MPa or more.
보다 구체적으로, 냉간 프레스 성형을 행할 때, 10MPa 이상 강도 저하된 가열부를 프레스의 주름 억제 기구와 접촉시키는 반면, 상온 시효(또는 인공 시효 또는 상온 시효와 인공 시효의 조합)에 의해 얻어진 고강도로 유지된 비가열부는 펀치의 어깨부(반경)와 접촉한다. 이것은 프레스 성형성을 향상시키고, 헤밍성이 저하되는 것을 방지하고 그 위에 도막의 베이킹 후 가열부의 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있게 한다. 부수적으로, 프레스 성형성을 더 향상시키기 위해서, 합금판의 가열부와 비가열부 사이의 강도 차이를 20MPa 이상의 값으로 설정하는 것이 바람직하다. More specifically, when the cold press forming is performed, the heating portion whose strength has been lowered by 10 MPa or more is brought into contact with the wrinkle restraining mechanism of the press while the hot portion is maintained at a high strength obtained by room temperature aging (or a combination of artificial aging or room temperature aging and artificial aging) The non-heated portion comes into contact with the shoulder portion (radius) of the punch. This improves the press formability, prevents the hemming property from deteriorating, and prevents the strength of the heating portion after baking the coating film from being lowered. Incidentally, in order to further improve the press formability, it is preferable to set the difference in strength between the heating portion and the non-heating portion of the alloy plate to a value of 20 MPa or more.
본 발명자들이 더 연구한 결과, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 가열을 통해 20MPa 이상으로 확대되는 본질적인 효과를 발견하였다. 이러한 큰 강도 차이를 부여하여, 드로잉시 상대적으로 강도(억제 주변부의 내력)가 저하된 억제 주변부로부터 재료의 유입에 대한 저항이 저하되며, 상대적으로 강도가 높은 펀치 어깨부 접촉부의 재료 강도(인장 강도)를 확보하여, 그 결과 보다 깊은 드로잉이 가능하다. 따라서, 드로잉성 향상에 본질적으로 중요한 비가열부에서의 인장 강도와 가열부에서의 내력 사이의 차이를 지표로 하고 이 지표가 부분 전환 가열을 통해 확대되는 방법이 합금판의 딥드로잉성을 향상시키는데 효과적인 것으로 발견되었다. 부수적으로, 부분 전환 열처리에 의한 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이의 증가(증분)가 20MPa 미만인 경우, 충분한 성형성 향상을 달성하는 것이 불가능하다. As a result of further studies conducted by the present inventors, it has been found that the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature is extended to 20 MPa or more through partial conversion heating. By imparting such a large difference in strength, the resistance against the inflow of the material from the restrained peripheral portion in which the strength (resistance of the restraining peripheral portion) is lowered at the time of drawing is lowered and the material strength of the punch shoulder portion ), And as a result, a deeper drawing is possible. Therefore, a method in which the difference between the tensile strength in the non-heated portion and the proof stress in the heated portion, which is essential for enhancing the drawability, is used as an index and the index is enlarged through the partial conversion heating is effective for improving the deep drawability of the alloy sheet . Incidentally, when the increase (increment) in the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature by the partial conversion heat treatment and the proof stress of the heating portion at room temperature is less than 20 MPa, it is impossible to achieve sufficient moldability improvement.
여기서, 부분 전환 열처리 전 상태에서 인장 강도 및 내력은 보통 합금판 블랭크를 통틀어 실질적으로 균일한 것으로 간주할 수 있다. 그러므로, 합금판 블랭크의 임의의 위치로부터 샘플링된 인장 시험편에 대한 인장 시험에 의해 얻어진 인장 강도 및 내력은 각각 부분 전환 열처리 전의 비가열부의 인장 강도 및 처리 전의 가열부의 내력으로서 간주될 수 있다. 한편, 부분 전환 열처리 후의 상태에서, 가열부와 비가열부는 서로 강도가 다르므로, 인장 시험은 각각의 부분으로부터 샘플링된 인장 시험편에 대하여 행하여야 한다. 여기서, "비가열부"는 부분 전환 열처리에 의한 강도 저하를 의도하지 않는 부분(영역)을 의미한다. 그러나, 부분 전환 열처리의 성능 및/또는 부분 전환 열처리에서 도달한 가열 온도에 의존하여, 가열부로부터 이동한 열(남아있는 열) 때문에 비가열부는 어느 정도의 온도 상승이 발생할 수 있다. 비가열부에 실질적으로 어떤 온도 상승이 발생하지 않는 이상적인 방식으로 부분 전환 열처리가 행해지는 경우, 비가열부의 인장 강도는 부분 전환 열처리 전 인장 강도와 동등하다. 이 경우, 그러므로 가열부에서의 내력 감소는, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서의 가열부의 내력 사이의 차이가 부분 전환 열처리를 통해 증가하는 증가량(증분)이다. 한편, 부분 전환 가열의 방법 및 조건에 의존하여, 부분 전환 열처리 때문에 비가열부의 온도가 어느 정도 상승하 여, 그 결과로 약간의 복원이 이루어짐으로써, 비가열부의 인장 강도가 약간 저하되는 경우가 있을 수 있다. 그러나 이러한 경우에도, 본 발명에서 명시한 바와 같이 부분 전환 열처리를 통해 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이의 증가량(증분)이 20MPa 이상인 한, 부분 전환 열처리에 의해 합금판 블랭크의 프레스 성형성이 실질적으로 향상될 수 있다. 이것은 부분 전환 열처리를 통한 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력의 증가량이 본 발명의 지표로서 사용되기 때문이다. Here, in the state before the partial conversion heat treatment, the tensile strength and the proof stress can be regarded as being substantially uniform throughout the alloy plate blank. Therefore, the tensile strength and proof stress obtained by the tensile test on the tensile test specimen sampled from any position of the alloy plate blank can be regarded as the tensile strength of the non-heated portion before the partial conversion heat treatment and the proof stress of the heating portion before the treatment. On the other hand, the tensile test is to be carried out on the tensile test specimen sampled from each part, since the heating part and the non-heated part have different strengths in the state after the partial conversion heat treatment. Here, the "non-heated portion" means a portion (region) that does not intend to lower the strength by the partial conversion heat treatment. However, depending on the performance of the partial conversion heat treatment and / or the heating temperature reached in the partial conversion heat treatment, the temperature of the non-heating portion may rise to some extent due to the heat (remaining heat) transferred from the heating portion. In the case where the partial conversion heat treatment is performed in an ideal manner in which substantially no temperature rise occurs in the non-heated portion, the tensile strength of the non-heated portion is equivalent to the tensile strength before partial conversion heat treatment. In this case, therefore, the reduction in the strength in the heating portion is an increase (increment) in which the difference between the tensile strength of the non-heating portion at room temperature and the proof stress of the heating portion at room temperature increases through the partial conversion heat treatment. On the other hand, depending on the method and conditions of the partial conversion heating, the temperature of the non-heating portion may be increased to some extent due to the partial conversion heat treatment, and as a result, some restoration may be performed to lower the tensile strength of the non- . However, even in this case, as long as the increment (increment) of the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature is 20 MPa or more through the partial conversion heat treatment as described in the present invention, Can be substantially improved. This is because the tensile strength of the non-heated portion at room temperature through the partial conversion heat treatment and the increase in the proof stress of the heating portion at room temperature are used as an index of the present invention.
부분 전환 열처리를 실시하는 부분의 상세Details of the portion subjected to the partial conversion heat treatment
이제 부분 전환 처리에서 가열되는 부분과 가열되지 않는 부분을 이하 상세히 설명한다. Now, the heated portion and the non-heated portion in the partial conversion treatment will be described in detail below.
기본적으로, 가열되는 부분을 선택하여 강도가 낮은 가열부는 프레스의 주름 억제 기구와 접촉하는 반면 강도가 높은 비가열부는 펀치의 어깨부(반경)와 접촉한다. 딥드로잉을 위한 프레스 성형의 진행 상태는 도 1에 개략적으로 나타나 있고, 부분 전환 가열이 실시되는 부분은 도 1을 참조하여 이하 설명한다. 도 1에서, 기호 1은 다이를 나타내고, 2는 펀치를 나타내고, 3은 펀치(2)의 어깨부(반경)를 나타내고, 4는 주름 억제 기구를 나타내고, 그리고 5는 알루미늄 합금판 블랭크를 나타낸다. 부분 전환 열처리에서, 도 1에 나타낸 알루미늄 합금판 블랭크(5) 중에서, 프레스 성형시 펀치 어깨부(3)에 의해 접촉되는 영역 B의 외측 상의 영역 A(주름 억제 기구(4)의 측면 상의 영역)의 전체부 보다 작은 전체부는 가열부로 설정하여 연화되는 것이 효과적이다. 하나 이상의 보다 깊이 드로잉된 형상이 펀치 어깨 부(3)에 의해 접촉되는 영역 B의 내측 상의 영역 C에 부분적으로 존재하는 특정 경우(예컨대 후술하는 실시예 4 및 도 6 참조), 프레스 성형에 의해 양호한 성형품을 얻는 것에 있어서, 청구항 14에 명시한 바와 같이 영역 C의 내부 형상에 대응하여 최적화된 임의의 형상을 갖는 하나 이상의 영역이 가열부로서 추가되는 것이 효과적이다. Basically, by selecting the portion to be heated, the heating portion with low strength comes into contact with the wrinkle restraining mechanism of the press while the non-heating portion with high strength comes into contact with the shoulder portion (radius) of the punch. The progress of press forming for deep drawing is schematically shown in Fig. 1, and the portion where partial conversion heating is performed will be described below with reference to Fig. 1, reference numeral 1 denotes a die, 2 denotes a punch, 3 denotes a shoulder portion (radius) of the punch 2, 4 denotes a wrinkle restraining mechanism, and 5 denotes an aluminum alloy plate blank. In the partial conversion heat treatment, in the aluminum alloy plate blank 5 shown in Fig. 1, the area A (the area on the side of the wrinkle restraining mechanism 4) on the outer side of the area B, which is contacted by the punch shoulder part 3, It is effective that the whole part smaller than the whole part is softened by setting it as a heating part. In a particular case where one or more of the more deeply drawn shapes are partially present in the area C on the inner side of the area B which is to be contacted by the punch shoulder 3 (for example, see examples 4 and 6 to be described later) In obtaining the molded article, it is effective that at least one region having an arbitrary shape optimized in correspondence with the internal shape of the region C is added as the heating portion as described in Claim 14.
본 발명에 따르면, 또한 상온에서 시효된 합금판 블랭크에 부분 열처리를 적용함으로써 성형성의 향상이 연구되는 관련 기술분야에서 직면하는 성형품의 낮은 굽힘성의 문제를 해결할 수 있다. 이 문제는 프레스 성형 후 굽힘이 필요한 패널에 직면한다. 프레스 성형 후 굽힘은 많은 경우에 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 영역 B의 외측 상의 영역 A의 부분에 적용된다. 이 사실을 사용하여, 프레스 성형 후 굽힘처리되는 부분을 가열부로서 선택적으로 추가하여, 전술한 문제를 해결할 수 있고; 이 점은 청구항 13에 명시되어 있다. 여기서, 전환 열처리는 상온 시효 때문에 상당히 저하되는 굽힘성을 크게 향상시키는 기능을 하기도 한다. 이것이 전술한 효과를 얻을 수 있는 이유이다. According to the present invention, it is also possible to solve the problem of low bendability of a molded product which is encountered in the related art in which the improvement of moldability is studied by applying a partial heat treatment to an alloy plate blank aged at room temperature. This problem confronts panels that require bending after press forming. The bending after press forming is applied to the portion of the region A on the outer side of the region B which is in many cases contacted by the punch shoulder portion. Using this fact, the portion to be subjected to the bending process after press forming can be selectively added as the heating portion, thereby solving the above-mentioned problem; This point is specified in claim 13. Here, the conversion heat treatment functions to greatly improve the bendability which is considerably lowered due to room temperature aging. This is the reason why the above-mentioned effect can be obtained.
부분 전환 열처리에 대한 상세한 조건Detailed conditions for partial conversion heat treatment
부분 전환 열처리의 조건에 대하여, 부분 전환 열처리는 상기 압연판을 30℃/min 이상의 승온 속도에서 150 내지 350℃의 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 이 범위 내의 온도에서 압연판을 5분(0초의 시간을 포함) 이하의 시간 동안 유지하는 단계, 및 그 후 압연판을 30℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함한다는 것이 청구항 6 및 11에 명시되어 있다. 이러한 명세사항에 대한 근거는 다음과 같다. The partial conversion heat treatment is performed by heating the rolled plate at a temperature elevation rate of 30 DEG C / min or more to a temperature within a range of 150 to 350 DEG C, and heating the rolled plate at a temperature within this range for 5 minutes Time) of cooling the rolled plate at a cooling rate of 30 DEG C / min or more, and then cooling the rolled plate to a temperature of 100 DEG C or less at a cooling rate of 30 DEG C / min or more. The basis for these specifications is as follows.
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 경우, 상술한 부분 전환 열처리에 의한 가열부에서의 10MPa 이상의 강도 저하는 합금판을 150 내지 350℃의 범위 내의 온도에서 최대 5분의 시간 동안 가열함으로서 달성할 수 있다. In the case of the Al-Mg-Si based aluminum alloy, the strength reduction of 10 MPa or more in the heating part by the partial conversion heat treatment described above can be attained by heating the alloy plate at a temperature within the range of 150 to 350 占 폚 for a maximum of 5 minutes have.
또한, 부분 전환 열처리에 의해 10MPa 이상으로 설정된 가열부와 비가열부 사이의 강도 차이를 위해서, 급속한 승온이 필요하고; 구체적으로 30℃/min 이상의 승온 속도가 필요하다. 승온 속도가 30℃/min 미만이면, 복원에 의한 강도 저하의 백분율이 저하될 수 있고, 한편 시효에 의한 강도 증가의 백분율이 향상될 수 있어, 그 결과 가열부와 비가열부 사이의 강도 차이를 생성하기에 어려울 수 있다. 동일한 이유로, 승온 속도는 50℃/min 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100℃/min 이상이다. In addition, rapid heat-up is required for the strength difference between the heating portion and the non-heating portion set to 10 MPa or more by the partial conversion heat treatment; Specifically, a heating rate of 30 DEG C / min or more is required. If the rate of temperature rise is less than 30 캜 / min, the percentage of strength reduction due to recovery can be reduced while the percentage of increase in strength due to aging can be improved, resulting in a difference in strength between the heated and non- Can be difficult to do. For the same reason, the temperature raising rate is preferably 50 DEG C / min or more, and more preferably 100 DEG C / min or more.
여기서, 도달하는 가열 온도가 150℃ 미만인 경우, 복원에 의한 강도 저하의 백분율이 낮아서 가열부와 비가열부 사이의 강도 차이를 생성하기 어렵다. 한편, 도달하는 가열 온도가 350℃를 초과하면, 입계 석출이 발생할 수 있어, 연성을 저하시킨다.Here, when the reaching heating temperature is lower than 150 캜, the percentage of strength reduction due to recovery is low, and it is difficult to generate a difference in strength between the heating portion and the non-heating portion. On the other hand, if the heating temperature reached exceeds 350 ° C, grain boundary precipitation may occur and the ductility is lowered.
도달한 온도에서의 유지 시간은 5분 이내이다(유지 시간이 0, 즉 합금판이 소정의 온도에서 머물지 않지만 소정의 온도에 도달한 즉시 냉각되는 경우 포함). 도달한 온도에서의 유지 시간이 5분을 초과하면, 복원에 의한 강도 저하의 백분율이 저하될 수 있고, 한편 시효에 의한 강도 증가의 백분율이 향상될 수 있어, 가열부의 강도를 저하시키기 어려울 수 있고, 생산성이 저하될 수 있다. The holding time at the reached temperature is within 5 minutes (including the case where the holding time is 0, that is, when the alloy plate does not stay at the predetermined temperature but is cooled as soon as the predetermined temperature is reached). If the holding time at the reached temperature exceeds 5 minutes, the percentage of strength reduction due to recovery can be lowered, while the percentage of increase in strength due to aging can be improved, and it is difficult to lower the strength of the heating portion , Productivity may be lowered.
또한, 부분 전환 열처리 후 냉각 공정에서, 100℃로의 냉각이 급속이 행해지기도 한다. 구체적으로, 100℃로의 냉각 속도가 30℃/min 미만이면, 냉각시 입계 석출이 용이하게 발생할 수 있어, 재료의 연성 저하를 초래한다. 그러므로, 냉각 속도는 30℃/min 이상이 바람직하다. 동일한 이유로, 냉각 속도는 50℃/min 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100℃/min 이상이다. 또한, 냉각 후 재료 온도가 100℃를 초과하면, 시효 경화가 발생할 수 있어, 가열부의 강도 저하를 어렵게 만든다. 그러므로, 합금판은 부분 전환 열처리 후 100℃ 이하로 냉각되어야 한다는 것이 명시된다. In addition, in the cooling step after the partial conversion heat treatment, cooling to 100 deg. C may be performed rapidly. Concretely, when the cooling rate to 100 占 폚 is less than 30 占 폚 / min, grain boundary precipitation may occur easily upon cooling, resulting in deterioration of ductility of the material. Therefore, the cooling rate is preferably 30 DEG C / min or more. For the same reason, the cooling rate is preferably 50 DEG C / min or more, and more preferably 100 DEG C / min or more. If the material temperature after cooling exceeds 100 캜, age hardening may occur, which makes it difficult to lower the strength of the heating portion. Therefore, it is specified that the alloy plate should be cooled to 100 DEG C or less after the partial conversion heat treatment.
한편, 부분 전환 열처리를 통해 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이를 20MPa 이상 증가시킬 목적의 부분 전환 열처리의 조건에 대하여, 부분 전환 열처리는 압연판을 50℃/min 이상의 승온 속도로 180 내지 350℃의 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 이 범위 내의 온도에서 압연판을 5분(0초의 시간을 포함) 이하의 시간 동안 유지하는 단계, 및 그 후 압연판을 50℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함한다는 것이 청구항 7 및 12에 명시되어 있다. 이러한 명세사항에 대한 근거는 다음과 같다. On the other hand, the partial conversion heat treatment for the purpose of increasing the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature by 20 MPa or more through partial conversion heat treatment, Heating the rolled sheet at a temperature within the range of 180 to 350 DEG C at a heating rate, holding the rolled sheet at a temperature within the range for 5 minutes (including a time of 0 seconds), and thereafter heating the rolled sheet at 50 DEG C / lt; RTI ID = 0.0 > 100 C < / RTI > The basis for these specifications is as follows.
부분 전환 열처리를 통해 실온에서의 비가열부의 인장 강도와 실온에서의 가열부의 내력 사이의 차이를 20MPa 이상 증가시키기 위해서, 부분 전환 열처리에 의해 가열되는 영역(즉 가열부)의 온도를 180 내지 350℃의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 도달한 가열 온도가 180℃ 미만인 경우, 냉간 프레스 성형에서의 생산성과 비교하여, 생산성을 손상시키지 않도록 이러한 단시간 동안 행해지는 열처리 에 의해 충분한 복원이 달성되지 않고; 이 경우 가열부에서 재료 강도가 충분히 저하되지 않는다. 그 결과, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이가 부분 전환 열처리를 통해 20MPa 이상 증가하지 않고, 부분 전환 열처리에 의한 합금판의 성형성의 향상이 불충분하다. 한편, 도달하는 가열 온도가 350℃를 초과하면, Mg와 Si로 구성된 미세 석출물이 매우 짧은 시간 내에 고용체에 용해될 수 있고, 즉시 Mg와 Si로 구성된 미세 석출물이 형성, 시효되므로, 시효에 의해 재료가 다시 경화될 수 있다. 이 시효는 이어지는 냉각 동안에도 연속적으로 발생한다. 그러므로, 냉각 후 강도 저하가 줄어든다. 또한, 입계 석출이 전환 현상과 동시에 발생하므로, 연신이 상당히 저하되고, 프레스 성형시 균일이 발생하기 쉽고; 따라서 성형성이 실질적으로 향상되지 않는다. 한편, 도달한 가열 온도가 180 내지 350℃의 범위 내인 경우, 프레스 성형의 생산성을 손상시키지 않도록 높은 효율로 합금판 블랭크에 강도 차이를 효과적으로 부여할 수 있다. In order to increase the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature through the partial conversion heat treatment by 20 MPa or more, the temperature of the region (i.e., the heated portion) Is set within a range of " a " When the reached heating temperature is less than 180 占 폚, sufficient recovery is not achieved by the heat treatment performed during such a short time so as not to impair the productivity, as compared with the productivity in the cold press forming; In this case, the material strength in the heating portion is not sufficiently lowered. As a result, the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature is not increased by more than 20 MPa through the partial conversion heat treatment, and the improvement of the moldability of the alloy plate by the partial conversion heat treatment is insufficient. On the other hand, if the heating temperature reached exceeds 350 캜, fine precipitates composed of Mg and Si can be dissolved in a solid solution in a very short time, and minute precipitates composed of Mg and Si are immediately formed and aged, Can again be cured. This aging occurs continuously during subsequent cooling. Therefore, the strength drop after cooling is reduced. Further, since grain boundary precipitation occurs simultaneously with the transition phenomenon, the stretching is considerably lowered and uniformity tends to occur during press forming; Therefore, the moldability is not substantially improved. On the other hand, when the reached heating temperature is within the range of 180 to 350 占 폚, the difference in strength can be effectively imparted to the alloy plate blank with high efficiency so as not to impair the productivity of press molding.
여기서, 부분 전환 열처리에서 도달한 가열 온도는 가열부에서 시간에 따른 강도 변화의 속도에 따라 2개의 온도 범위로 더 분류할 수 있다. Here, the heating temperature reached in the partial conversion heat treatment can be further divided into two temperature ranges depending on the speed of the intensity change with time in the heating section.
도달한 가열 온도가 250 내지 350℃의 범위 내인 경우, Mg와 Si로 구성된 미세 석출물이 고용체에 용해되어 수 초의 단시간에 복원이 종료되고, 소정의 냉각 속도로 실온으로의 냉각 즉시, 부분 전환 열처리를 통해 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가한다. 그러나, 이 온도 범위에서 전환 가열이 행해진 경우, 냉각 후 실온에서 다수의 공간(분자 수준)이 남아 있게 된다. 이 공간은 부분 전환 열처리가 행해지는 부분에서 실온으로 유지되는 동안 Mg와 Si의 확산을 촉진하여, 실온에서 미세 석출물의 형성을 촉진한다. 그 결과, 수일 동안 실온에서 합금판이 방치되는 동안 이 부분에서 일단 저하된 내력값이 전환 열처리 이전의 수준으로 급속히 돌아갈 수 있다. 공간의 밀도는 도달하는 가열 온도가 상승함에 따라 증가하고, 공간 밀도의 증가는 실온에서 내력값의 증가를 촉진한다. 이러한 강도 분포의 급속한 변화는 앞서 최적화된 프레스 성형 조건과의 비양립성을 유발하여, 프레스 성형품에 불완전한 형상 또는 불완전한 외관의 가능성을 높인다. 그러므로, 수용가능한 성형품의 안정한 제조를 위해서, 부분 전환 열처리 후 그리고 프레스 성형 전의 실온에서의 유지 시간은 가능한 한 짧은 것이 바람직하다. 한편, 180℃ 이상 250℃ 미만의 온도 범위에서 전환 열처리를 행하는 경우, 냉간 프레스 성형의 생산성과 비교하여 생산성을 손상시키지 않는 단시간에 복원이 종료된다. 또한, 냉각 후 실온에서의 공간의 밀도가 충분히 낮고, 부분 전환 열처리 후 실온에서 유지 시간 동안 시간에 따른 내력값의 증가가 충분히 작다. 그러므로, 부분 전환 열처리가 이러한 온도 범위에서 행해지는 경우, 합금판 블랭크가 수일 동안 실온에서 유지되는 경우에도 허용가능한 성형품을 안정하게 제조할 수 있다. 따라서, 생산 단계의 유연한 계획이 매우 중요한 경우, 부분 전환 열처리에서 도달한 가열 온도는 180℃ 내지 250℃의 범위 내로 바람직하게 설정되어, 부분 전환 열처리 후 수일의 적절한 시간 동안 실온에서 합금판 블랭크를 유지한 후 프레스 성형을 행할 수 있다. 여기서, 허용가능한 성형품을 안정하게 제조하기 위해서, 부분 전환 열처리 후 5일의 기간 동안 부분 전환 열처리에서 가열된 가열부의 내력값이 증가되는 증가량(증분)은 50MPa 이하로 설정되고, 보다 바람 직하게는 30MPa 이하이다. When the reached heating temperature is in the range of 250 to 350 占 폚, the fine precipitate composed of Mg and Si is dissolved in the solid solution, and the recovery is completed in a short time of several seconds. After cooling to room temperature at a predetermined cooling rate, The difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the strength of the heated portion at room temperature increases by 20 MPa or more. However, when switching heating is performed in this temperature range, a large number of spaces (molecular levels) remain at room temperature after cooling. This space promotes the diffusion of Mg and Si while maintaining the room temperature at the part where the partial conversion heat treatment is performed, thereby promoting the formation of fine precipitates at room temperature. As a result, while the alloy sheet is left at room temperature for several days, the value of the strength once lowered at this portion can rapidly return to the level before the conversion heat treatment. The density of the space increases as the heating temperature reaches, and the increase of the spatial density promotes the increase of the value of the strength at room temperature. This rapid change in intensity distribution causes incompatibility with previously optimized press forming conditions, increasing the likelihood of incomplete shape or incomplete appearance of the press-molded article. Therefore, for stable production of an acceptable molded article, it is preferable that the holding time at room temperature after the partial conversion heat treatment and before the press molding is as short as possible. On the other hand, when the conversion heat treatment is performed in a temperature range of 180 ° C or more and less than 250 ° C, restoration is completed in a short time without compromising the productivity as compared with the productivity of cold press forming. Further, the density of the space at room temperature after cooling is sufficiently low, and the increase in the value of the strength against time over the holding time at room temperature after the partial conversion heat treatment is sufficiently small. Therefore, when the partial conversion heat treatment is performed in this temperature range, an acceptable molded article can be stably produced even when the alloy plate blank is kept at room temperature for several days. Thus, when a flexible plan of production is very important, the heating temperature reached in the partial conversion heat treatment is preferably set within the range of 180 to 250 DEG C, and the alloy plate blank is maintained at room temperature for several hours after the partial conversion heat treatment And then press forming can be performed. Here, in order to stably produce an acceptable molded article, the increment (increment) in which the value of the strength of the heating portion heated in the partial conversion heat treatment for 5 days after the partial conversion heat treatment is increased is set to 50 MPa or less, 30 MPa or less.
또한, 부분 복원 열처리를 통해 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가하는 것을 확보하기 위한, 도달한 온도에서의 유지 시간은 최대 5분(유지 시간이 0, 즉 합금판이 도달한 온도에서 실질적으로 유지되지 않지만 그 온도에 도달한 즉시 냉각되는 경우 포함)까지 설정하는 것이 바람직하다. 유사하게, 부분 전환 열처리를 통해 실온에서의 비가열부의 장력 강도와 실온에서의 가열부의 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가하는 것을 확보하기 위해서, 부분 전환 열처리에서의 승온 속도를 50℃/min 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 승온 속도가 50℃/min 미만이면, 승온시 복원에 의한 고용체으로의 미세 석출물의 재용해가 진행될 수 있고, 승온시 또는 도달한 가열 온도에서 유지시 복원이 종료될 수 있어, 그 후 석출이 일어나 강도가 증가될 수 있다. 그 결과, 가열부의 내력을 효과적으로 감소시키기 어려우므로, 부분 전환 열처리를 통해 실온에서 비가열부의 장력 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이를 20MPa 이상 증가하는 것을 확보하기 어렵다. 또한, 부분 전환 열처리 후 가열부의 냉각 속도는 50℃/min 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 냉각 속도가 50℃/min 이상이면, 냉각시 시효에 의한 강도 증가가 진행될 수 있어, 가열부의 내력을 효과적으로 감소시키기 어렵게 된다. 그 결과, 부분 전환 열처리를 통해 실온에서의 비가열부의 장력 강도와 실온에서의 가열부의 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가하는 것을 확보하기 어렵다. In order to ensure that the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature increases by 20 MPa or more through partial restoration heat treatment, the holding time at the reached temperature is maximum 5 minutes (holding time is 0, That is, when the alloy plate is not substantially maintained at the reached temperature, but is cooled immediately upon reaching the temperature). Similarly, in order to ensure that the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature is increased by 20 MPa or more through the partial conversion heat treatment, the rate of temperature rise in the partial conversion heat treatment is set to 50 DEG C / . When the heating rate is less than 50 캜 / min, redissolution of the fine precipitate to the solid solution by recovery at the time of temperature elevation can proceed, and restoration can be terminated at the time of heating or at the heating temperature reached, The strength can be increased. As a result, since it is difficult to effectively reduce the proof stress of the heating portion, it is difficult to ensure that the difference between the tensile strength of the non-heating portion at room temperature and the proof stress of the heating portion at room temperature increases by 20 MPa or more through partial conversion heat treatment. The cooling rate of the heating section after the partial conversion heat treatment is preferably set to 50 DEG C / min or more. If the cooling rate is 50 DEG C / min or more, the strength can be increased by aging during cooling, and it is difficult to effectively reduce the proof stress of the heating portion. As a result, it is difficult to ensure that the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature increases by 20 MPa or more through the partial conversion heat treatment.
부수적으로, 부분 전환 열처리로서 합금판 블랭크를 부분적으로 가열하기 위 한 특정 수단은 특히 제한되지 않는다. 가열 수단의 예는 프레스 성형시 가열되는 금속체를 억제 주변부에 해당하는 판 부분과 접촉시키는 방법, 및 상술한 판 부분만을 열풍으로 가열하는 방법을 포함한다. Incidentally, the specific means for partially heating the alloy plate blank as the partial conversion heat treatment is not particularly limited. Examples of the heating means include a method of bringing a metal body heated during press forming into contact with a plate portion corresponding to the suppressing peripheral portion, and a method of heating only the plate portion with hot air.
여기서, 상술한 바와 같은 부분 전환 열처리로, 억제 주변부의 강도 저하때문에 성형품의 형상 동결 성능이 향상된다. 또한, 전환 현상 때문에 강도 저하된 부분은 그 위에 도막의 베이킹시 경화 속도가 높고, 그것의 강도를 급속히 회복할 것이다. 그러므로, 높은 도막 베이크-경화성(BH 성능)을 얻을 수 있고, 도막의 베이킹 후 강도 열화가 방지된다. 이것은 상온 시효에 의해 형성되는 클러스트가 부분 전환 열처리에서의 가열에 의해 일단 고용체에 용해된 후의 도막의 베이킹이, 강도의 향상에 보다 효과적으로 기여하는 대형 석출물의 고밀도 형성을 유발하기 때문이다. 반대로, 도막의 베이킹을 상온 시효에 의해 형성된 클러스트가 잔존하는 조건에서 행하는 경우, 일단 클러스트가 주로 180℃ 미만인 도달된 가열 온도에서 고용체에 용해되고, 그 후 보다 효과적으로 강도 향상에 기여하는 대형 석출물의 형성이 시작된다. 그러므로, 도달한 가열 온도에서 약 20분의 단시간 동안 작업을 유지하여 도막을 베이킹하는 경우, 경화의 정도가 낮아 높은 도막 베이크-경화성을 얻을 수 없다. 한편, 본 발명에 따라 부분 전환 열처리를 통해 얻어진 성형품의 경우, 부분 전환 열처리 후 30일 이내에 행한 도막-베이크 처리(인공 시효와 동등)에 의해 부분 전환 열처리에서 가열된 가열부의 내력이 20MPa 이상 향상되어, 성형품에 차체 패널로서 사용하는데 요구되는 강성을 제공할 수 있다. 이것은 청구항 15에 명시된다. Here, by the partial conversion heat treatment as described above, the shape freezing performance of the molded article is improved because of the strength reduction of the suppressing peripheral portion. In addition, the hardened portion due to the conversion phenomenon will have a high curing speed upon baking the coating film thereon, and its strength will rapidly recover. Therefore, a high film baking-curing property (BH performance) can be obtained and strength deterioration after baking of the coating film is prevented. This is because the baking of the coating film after the clust formed by the room temperature aging is dissolved in the solid solution once by the heating in the partial conversion heat treatment causes the formation of the high density of the large precipitate more effectively contributing to the improvement of the strength. On the other hand, when baking the coating film is performed under the condition that the clusters formed by room temperature aging remain, once the clusters are dissolved in the solid solution at the reached heating temperature, which is mainly less than 180 占 폚, Lt; / RTI > Therefore, when the coating is baked by keeping the work for a short time of about 20 minutes at the reached heating temperature, the degree of curing is so low that a high film bake-curing property can not be obtained. On the other hand, in the case of the molded article obtained through the partial conversion heat treatment according to the present invention, the proof stress of the heating portion heated in the partial conversion heat treatment is improved by 20 MPa or more by the coat-bake treatment (equivalent to artificial aging) performed within 30 days after the partial conversion heat treatment , It is possible to provide the rigidity required for use as a body panel to a molded article. This is specified in claim 15.
부분 전환 열처리부터 냉간 프레스 성형까지 상온에서의 방치Leave at room temperature from partial conversion heat treatment to cold press forming
청구항 8에 명시한 바와 같이, 부분 전환 열처리 후 냉간 프레스 성형까지 합금판을 상온에 방치하고, 상온 방치 기간은 30일 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 부분 전환 처리 후 상온 방치 기간이 30일을 초과하면, 가열 및 복원에 의해 일단 강도 저하된 부분의 강도가 상온에서 새로운 시효에 의해 증가할 수 있고, 합금판의 가열부와 비가열부 사이의 강도 차이가 저감되어, 높은 프레스 성형성을 얻기 어렵게 할 수 있다. 새로운 상온 시효을 안전하게 제한하기 위해서, 상온 방치 기간은 가능한 한 바람직하게는 72시간 이하, 보다 바람직하게는 24시간 이하로 설정하는 것이, 생산성의 관점에서도 유리하다. As described in claim 8, it is preferable that the alloy plate is left at room temperature until the cold press forming after the partial conversion heat treatment, and the room temperature leaving period is set to 30 days or less. If the room temperature left after the partial conversion treatment exceeds 30 days, the strength of the portion where the strength is temporarily lowered due to heating and recovery can be increased by the new aging at room temperature, and the strength difference between the heating portion and non- And it is possible to make it difficult to obtain a high press formability. In order to safely limit the new room temperature aging, it is advantageous from the standpoint of productivity to set the room temperature holding period to be preferably 72 hours or less, more preferably 24 hours or less.
또한, 부분 전환 열처리 후 냉간 프레스 성형까지 상온에서 합금판을 방치하는 기간은 보다 실질적으로, 부분 전환 열처리에 의해 연화된 부분의 강도가 처리 전의 강도로 되돌아가는 때 이전의 기간이다. 더욱 실질적으로 바람직한 기간은 부분 전환 열처리 후 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이가 유지되는 상태 동안의 기간이다. 부수적으로, 프레스 성형에 보통 필요한 윤활제 적용 단계는 상온 인장 기간 동안 또는 프레스 성형 직전에 행하는 것이 바람직하다. The period during which the alloy plate is allowed to stand at room temperature until the cold press molding after the partial conversion heat treatment is substantially the same as the previous period when the strength of the softened portion by the partial conversion heat treatment is returned to the strength before processing. A more substantially preferred period of time is the period during which the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature after the partial conversion heat treatment is maintained. Incidentally, it is preferable that the lubricant applying step usually required for press forming is performed during a room temperature stretching period or immediately before press forming.
알루미늄 합금판의 조성Composition of aluminum alloy plate
본 발명에서 성형하기 위한 알루미늄 합금판은 기본적으로 Al-Mg-Si계 합금이 될 수 있고, 그것의 특정 조성은 특별히 제한되지 않는다. 보통, 블랭크재는 청구항 16 내지 18에 명시되어 있는 바와 같은 조성을 갖는 합금, 즉 0.2 내지 1.5% 의 Mg 및 0.3 내지 2.0%의 Si를 함유하며, 0.03 내지 1.0%의 Fe, 0.03 내지 0.6%의 Mn, 0.01 내지 0.4%의 Cr, 0.01 내지 0.4%의 Zr, 0.01 내지 0.4%의 V, 0.005 내지 0.3%의 Ti, 0.03 내지 2.5%의 Zn 및 0.01 내지 1.5%의 Cu 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유하고, 나머지는 Al 및 불가피한 불순물인 알루미늄 합금이 바람직하다. The aluminum alloy sheet for forming in the present invention may basically be an Al-Mg-Si alloy, and its specific composition is not particularly limited. Usually, the blank material contains an alloy having the composition as specified in claims 16 to 18, i.e., 0.2 to 1.5% of Mg and 0.3 to 2.0% of Si, 0.03 to 1.0% of Fe, 0.03 to 0.6% of Mn, At least one selected from the group consisting of 0.01 to 0.4% of Cr, 0.01 to 0.4% of Zr, 0.01 to 0.4% of V, 0.005 to 0.3% of Ti, 0.03 to 2.5% of Zn and 0.01 to 1.5% of Cu, And the remainder is Al and an aluminum alloy which is an unavoidable impurity.
청구항 16 내지 18에 명시되어 있는 바와 같은 블랭크재 합금의 조성에 관한 제한에 대한 근거를 후술한다. The reason for the restriction on the composition of the blank alloy as specified in claims 16 to 18 will be described later.
Mg:Mg:
Mg는 본 발명에서 고려하는 시스템의 합금에 기초적인 합금 원소이고, Si와 협력하여 강도 향상에 기여한다. Mg 함유량이 0.2% 미만인 경우, 도막의 베이킹시 침전물 경화에 의한 강도 향상에 기열하는 β" 상의 양이 적어서 충분한 강도 향상을 얻지 못한다. 한편, Mg 함유량이 1.5%를 초과하는 경우, 조악한 Mg-Si계 금속간 화합물이 생성되어 성형성, 특히 굽힘성을 저하시킨다. 이들 관점으로 고려하여, Mg 함유량은 0.2 내지 1.5% 범위 내로 설정한다. 최종 합금판의 보다 양호한 성형성, 특히 보다 양호한 굽힘성을 얻기 위해서, Mg 함유량은 0.3 내지 0.9%의 범위인 것이 바람직하다. Mg is an alloy element based on an alloy of the system considered in the present invention, and contributes to strength improvement in cooperation with Si. When the Mg content is less than 0.2%, a sufficient strength improvement can not be obtained due to a small amount of the? "Phase leading to the improvement of the strength by precipitation hardening during baking of the coating film. On the other hand, Si-based intermetallic compound is formed and the moldability, particularly the bendability, is deteriorated. Taking these viewpoints into consideration, the Mg content is set within the range of 0.2 to 1.5%. [0030] The better formability of the final alloy plate, It is preferable that the Mg content is in the range of 0.3 to 0.9%.
Si:Si:
Si도 본 발명에서 고려하는 시스템의 합금에 기본적인 합금 원소이고, 이것은 Mg와 협력하여 강도 향상에 기여한다. 또한, Si는 캐스팅시 금속 Si의 결정화 생성물로서 형성되고, 작업시 금속 Si 입자의 주변이 변형되어, 용체 처리(용체화 처리)시 재결정화 핵들의 형성 부위가 된다. 그러므로, Si는 재결정화 조직의 정제 에도 기여한다. Si 함유량이 0.3% 미만인 경우, 상술한 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, Si 함유량이 2.0%를 초과하는 경우, 조악한 Si 입자 및/또는 조악한 Mg-Si계 금속간 화합물이 생성되어 성형성, 특히 굽힘성이 저하된다. 이들 관점을 고려하여, Si 함유량은 0.3 내지 2.0% 내로 설정한다. 프레스 성형성과 굽힘성 사이에 보다 나은 균형을 얻기 위해서, Si 함유량은 0.5 내지 1.4%의 범위 내인 것이 바람직하다. Si is also a basic alloying element to alloys of the system considered in the present invention, which in combination with Mg contributes to strength improvement. In addition, Si is formed as a crystallization product of metallic Si at the time of casting, and the periphery of the metallic Si particles is deformed at the time of working to become the formation site of recrystallized nuclei in the solution treatment (solution treatment). Therefore, Si also contributes to purification of the recrystallized structure. When the Si content is less than 0.3%, the above-mentioned effect can not be sufficiently obtained. On the other hand, when the Si content exceeds 2.0%, coarse Si particles and / or coarse Mg-Si based intermetallic compounds are produced and the formability, particularly the bendability, is lowered. Taking these points into consideration, the Si content is set within 0.3 to 2.0%. In order to obtain a better balance between press formability and bendability, the Si content is preferably in the range of 0.5 to 1.4%.
Mg와 Si가 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금에 기초적인 합금 원소이면서, 합금은 0.03 내지 1.0%의 Fe, 0.03 내지 0.6%의 Mn, 0.01 내지 0.4%의 Cr, 0.01 내지 0.4%의 Zr, 0.01 내지 0.4%의 V, 0.005 내지 0.3%의 Ti, 0.03 내지 2.5%의 Zn 및 0.01 내지 1.5%의 Cu 중에서 선택된 적어도 하나를 더 함유한다. 이들 원소의 첨가에 대한 이유 및 첨가하는 원소의 양의 제한에 대한 근거는 하기와 같다. Mg and Si are alloy elements based on Al-Mg-Si based aluminum alloys, and the alloy contains 0.03 to 1.0% of Fe, 0.03 to 0.6% of Mn, 0.01 to 0.4% of Cr, 0.01 to 0.4% of Zr, 0.01 To 0.4% of V, 0.005 to 0.3% of Ti, 0.03 to 2.5% of Zn and 0.01 to 1.5% of Cu. The reasons for the addition of these elements and the reasons for the limitation of the amount of the added elements are as follows.
Ti, V:Ti, V:
Ti는 인고트 조직의 정제를 통한 강도 향상 및 부식 방지에 효과적인 원소이고, V는 강도 향상 및 부식 방지에 효과적인 원소이다. Ti 함유량이 0.005% 미만인 경우, 충분한 효과를 얻을 수 없다. 한편, Ti 함유량이 0.3%를 초과하는 경우, Ti의 첨가의 인고트 조직 정제 효과 및 부식 방지 효과가 포화된다. V 함유량이 0.01% 미만인 경우, 충분한 효과를 얻을 수 없다. 한편, V 함유량이 0.4%를 초과하는 경우, V 첨가의 부식 방지 효과가 포화된다. 또한, 각 상한이 초과되면, Ti 또는 V에 기초한 조악한 금속간 화합물의 양이 증가하여, 성형성 저하 및/또는 헤밍성 저하를 초래한다. Ti is an element effective for improving strength and corrosion prevention through purification of an ingot structure, and V is an element effective for improving strength and preventing corrosion. When the Ti content is less than 0.005%, a sufficient effect can not be obtained. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.3%, the effect of the addition of Ti to the ingot tissue refining effect and the corrosion prevention effect are saturated. When the V content is less than 0.01%, sufficient effect can not be obtained. On the other hand, when the V content exceeds 0.4%, the corrosion inhibiting effect of the V addition is saturated. Further, when the upper limit is exceeded, the amount of the coarse intermetallic compound based on Ti or V increases, resulting in lowering of moldability and / or deterioration of hemming.
Mn, Cr, Zr:Mn, Cr, Zr:
이들 원소는 강도 향상, 결정 입자 정제, 또는 시효성(베이크 경화성) 향상에 효과적이다. Mn 함유량이 0.03% 미만이거나 Cr 및 Zr 함유량이 각각 0.01% 미만인 경우, 전술한 효과를 만족스럽게 얻을 수 없다. 한편, Mn 함유량이 0.6%를 초과하거나 Cr 및 Zr 함유량이 각각 0.4%를 초과하는 경우, 전술한 효과가 포화될 뿐만 아니라 많은 종류의 금속간 화합물이 형성되어 성형성, 특히 헤밍성에 불리하게 작용한다. 그러므로, Mn 함유량은 0.03 내지 0.6%의 범위 내로 설정하고 Cr 및 Zr 함유량은 각각 0.01 내지 0.4% 범위 내로 설정한다. These elements are effective for improving the strength, crystal grain refinement, or improving the aging property (bake hardenability). When the Mn content is less than 0.03% or the Cr and Zr content are each less than 0.01%, the above-mentioned effect can not be satisfactorily obtained. On the other hand, when the Mn content exceeds 0.6% or the Cr and Zr content exceed 0.4%, respectively, the above-mentioned effect is saturated and many types of intermetallic compounds are formed, which adversely affects the formability, particularly the hemming property . Therefore, the Mn content is set within the range of 0.03 to 0.6%, and the Cr and Zr contents are set within the range of 0.01 to 0.4%, respectively.
Fe:Fe:
Fe는 보통 불가피한 불순물로서 0.03% 미만의 함유량으로 통상의 알루미늄 합금에 함유된다. 한편, Fe는 강도 향상 및 결정 입자 정제에 효과적인 원소이다. 이들 효과를 나타내기 위해서, Fe는 0.03% 이상의 양으로 긍정적으로 첨가할 수 있다. 그러나, Fe 함유량이 0.03% 미만인 경우 충분한 효과를 얻을 수 없다는 것이 유의된다. 한편, 1.0%를 초과하는 Fe 함유량은 성형성, 특히 굽힘성을 저하시킬 수 있다. 그러므로, Fe의 긍정적 첨가의 경우 Fe 함유량은 0.03 내지 1.0%의 범위 내로 설정한다. Fe is usually contained as an unavoidable impurity in a conventional aluminum alloy at a content of less than 0.03%. On the other hand, Fe is an effective element for improving the strength and crystal grain refining. In order to exhibit these effects, Fe can be positively added in an amount of 0.03% or more. However, it is noted that sufficient effect can not be obtained when the Fe content is less than 0.03%. On the other hand, an Fe content exceeding 1.0% can lower moldability, particularly bendability. Therefore, in the case of positive addition of Fe, the Fe content is set within the range of 0.03 to 1.0%.
Zn:Zn:
Zn은 시효성 향상을 통한 강도 향상에 기여하고 표면 처리성 향상에 효과적인 원소이다. Zn 함유량이 0.03% 미만인 경우, 전술한 효과를 만족스럽게 얻을 수 없다. 한편, 2.5%를 초과하는 Zn 함유량은 성형성 저하 및 부식 저항 저하를 야기 한다. 그러므로, Zn 함유량은 0.03 내지 2.5% 내로 설정한다. Zn is an element which contributes to the improvement of the strength through the improvement of the aging property and is effective for improving the surface treatment property. When the Zn content is less than 0.03%, the above-mentioned effect can not be satisfactorily obtained. On the other hand, a Zn content exceeding 2.5% causes a decrease in moldability and a decrease in corrosion resistance. Therefore, the Zn content is set within 0.03 to 2.5%.
Cu:Cu:
Cu는 성형성 및 강도 향상을 위해 첨가하는 원소이다. 성형성 및 강도 향상을 목적으로, Cu는 0.01% 이상의 양으로 첨가한다. 그러나, Cu 함유량이 1.5%를 초과하는 경우, 부식 저항(입계 부식 저항, 실형태 부식 저항)이 열화된다. 그러므로, Cu 함유량은 1.5% 이하로 제한된다. 부수적으로, 강도 향상이 매우 중요한 경우, Cu 함유량은 0.4% 이상이 바람직하다. 또한, 부식 저항 개선을 의도하는 경우, Cu 함유량은 1.0% 이하가 바람직하다. 또한, 부식 저항이 매우 중요한 경우, Cu는 긍정적으로 첨가되지 않고, Cu 함유량은 0.01% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. Cu is an element added for improving moldability and strength. For the purpose of improving moldability and strength, Cu is added in an amount of 0.01% or more. However, when the Cu content exceeds 1.5%, the corrosion resistance (grain boundary corrosion resistance, actual shape corrosion resistance) deteriorates. Therefore, the Cu content is limited to 1.5% or less. Incidentally, when the strength improvement is very important, the Cu content is preferably 0.4% or more. When the corrosion resistance is intended to be improved, the Cu content is preferably 1.0% or less. In addition, when the corrosion resistance is very important, Cu is not added positively, and the Cu content is preferably limited to 0.01% or less.
또한, 통상의 Al 합금에서, 인고트 조직의 정제를 목적으로 Ti와 함께 B(붕소)를 첨가해도 좋다. Ti와 함께 B의 첨가는 인고트 조직의 정제 및 안정화에 보다 현저하게 작용한다. 본 발명에서, 최대 500ppm의 B가 Ti와 함께 첨가될 수 있다. In addition, B (boron) may be added together with Ti for the purpose of refining the ingot structure in an ordinary Al alloy. The addition of B together with Ti acts more significantly in the purification and stabilization of the ingot tissues. In the present invention, up to 500 ppm of B may be added with Ti.
실시예Example
이제, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 후술한다. 부수적으로, 하기 실시예는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 것이고, 실시예에서 설명하는 과정 및 조건은 본 발명의 기술적 범위의 제한으로 구성되는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to comparative examples. Incidentally, the following examples are intended to illustrate the effects of the present invention, and the processes and conditions described in the examples are not limited to the technical scope of the present invention.
실시예 1Example 1
표 1에 나타낸 바와 같이 알루미늄 합금 A1 내지 A6을 조성으로 용융 및 조정하였고, 용융물을 DC 캐스팅 공정에 의해 캐스팅하여 알루미늄 합금 인고트를 제조하였다. 각 인고트를 10시간 동안 530℃에 놓은 다음, 통상의 방법에 따라 열간 압연 및 냉간 압연을 실시하여 1mm 두께의 합금판을 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 각 합금판을 530℃에서 용체 처리를 실시한 후, 실온으로 급속히 냉각하였다. 용체 처리 및 급속한 냉각 후, 각 합금판을 실온에서 60일 동안 방치하였다. 그 후, 각 합금판의 드로잉시 억제 주변부가 되는 부분을 표 2에 나타낸 가열 조건하에서 부분 전환 열처리를 행하였다. 각 합금판 전체를 상온으로 냉각한 후, 24시간의 상온 방치 기간에 있어서, 합금판을 비가열부와 가열부의 강도(인장 강도 및 0.2% 내력) 측정, 한계 드로잉비(LDR), 및 가열부의 도막 베이크 강도의 측정에 사용하였다. 또한, 24시간의 상온 방치 기간에 있어서 가열부의 헤밍성을 측정하였다. As shown in Table 1, the aluminum alloys A1 to A6 were melted and adjusted in composition, and the melts were cast by a DC casting process to produce aluminum alloy ingots. Each ingot was placed at 530 DEG C for 10 hours, and then subjected to hot rolling and cold rolling in accordance with a conventional method to obtain an alloy sheet having a thickness of 1 mm. Each alloy sheet thus obtained was subjected to a solution treatment at 530 캜 and rapidly cooled to room temperature. After the solution treatment and rapid cooling, each alloy sheet was allowed to stand at room temperature for 60 days. Subsequently, the portion of each alloy plate which became the inhibition peripheral portion at the time of drawing was subjected to the partial conversion heat treatment under the heating condition shown in Table 2. [ After the entire alloy plate was cooled to room temperature, the alloy plate was measured for strength (tensile strength and 0.2% proof stress) of the unheated portion and the heated portion, the limit drawing ratio (LDR) And used for measuring the bake strength. In addition, the hemming property of the heating section was measured in a room temperature standing period of 24 hours.
LDR(한계 드로잉비) 시험:LDR (Limit Drawing Ratio) Test:
펀치 직경(P) 32mmφ, 주름 억제력 150kg, 및 다양하게 변하는 블랭크 직경의 조건하에서 합금판에 드로잉을 행하였고, 식 LDR=D/P에 의해 합금판의 LDR값을 산출하였으며, 여기서 D는 최대 드로잉 블랭크 직경이다. 각 합금판의 양측에 윤활제로서 Johnson Wax(상표)를 적용함으로써 드로잉을 행하였다. The alloy sheet was drawn under the conditions of a punch diameter (P) of 32 mm, a wrinkle restraining force of 150 kg and varying blank diameters, and the LDR value of the alloy sheet was calculated by the equation LDR = D / P, where D is the maximum drawing Blank diameter. Drawings were made by applying Johnson Wax (trademark) as a lubricant to both sides of each alloy sheet.
도포 베이크 강도:Application baking strength:
각 합금판에 대하여, JIS No. 5 시험편을 2% 연신한 후, 170℃에서 20분 동안 도막 베이킹 처리를 실시하고, 인장 시험에 사용하였다. 인장 시험에서, 기계적 강도로서 0.2% 내력을 측정하였다. With respect to each alloy sheet, JIS No. 1 was used. 5 The specimens were stretched 2% and then baked at 170 占 폚 for 20 minutes and used in the tensile test. In the tensile test, 0.2% proof stress was measured as the mechanical strength.
헤밍성의 평가:Evaluation of Heming Castle:
각 합금판에 대하여, 굽힘 시험편을 5% 연신을 행하고, 180°접촉 굽힘을 행하였다. 굽힘시, 균열의 존재/부재를 육안으로 확인하였다. 여기서, 기호 ○는 균 열의 부재를 나타내고, 기호 ×는 균열의 존재를 나타낸다. Each alloy sheet was subjected to 5% stretching of the bending test piece and subjected to 180 ° contact bending. Upon bending, the presence / absence of cracks was visually confirmed. Here, symbol O indicates the presence of cracks, and symbol X indicates the presence of cracks.
Figure 112008085342543-pat00001
Figure 112008085342543-pat00001
표 1에 나타낸 합금 A1 내지 A6은 모두 본 발명의 청구항 16 내지 18에 명시된 바와 같은 조성 범위 내에 있다. All of the alloys A1 to A6 shown in Table 1 are within the composition ranges as specified in claims 16 to 18 of the present invention.
Figure 112008085342543-pat00002
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표 2에 나타낸 시험편 No. 1 내지 5는 모두 본 발명의 실시예에 속하고, 한편 시험편 No. 6 내지 9는 비교예에 속한다. The test piece No. shown in Table 2 was used. 1 to 5 all belong to the examples of the present invention. 6 to 9 belong to Comparative Examples.
모든 실시예의 시험편은 비가열부와 가열부 사이의 강도 차이(0.2% 내력 차이)가 +12MPa 이상인 조건을 만족하였고; 또한 이들은 2.09 이상의 높은 LDR값을 가질 뿐만 아니라 헤밍성이 양호하고 도막의 베이킹 후 강도가 높았다. The test specimens of all examples satisfied the condition that the difference in strength between the non-heated portion and the heated portion (0.2% proof stress difference) was +12 MPa or more; In addition, they have a high LDR value of 2.09 or more, as well as a good hemming property and a high strength after baking of the coating film.
한편, 비교예의 시험편은 성능, 특히 LDR이 열등하였다. 이들 시험편 중에서, 시험편 No. 6, 7 및 8은, 이들에 적용되는 부분 전환 열처리의 가열 조건이 본 발명의 범위를 벗어나므로 하기 문제를 가졌다. 이들 시험편은 본 발명의 실시예의 시험편의 경우와 반대로, 가열부에서 높은 강도 및 비가열부에서 낮은 강도를 가졌다. 따라서, 시험편 No. 6 내지 8에서, 억제 주변부는 강도가 높은 반면 펀치 어깨부 접촉부는 강도가 낮아서, LDR이 상당히 저하되었다. 또한, 시험편 No. 7 및 8은 헤밍성도 열화되었다. 비교예에 속하는 시험편 No. 9는 부분 전환 가열 시험을 행하지 않은 합금판을 냉간 프레스하여 얻어진 시험편이므로 강도가 균일하였다. 시험편 No. 9는 본 발명의 실시예에 속하고 시험편 No. 9의 것과 동일한 합금 조성을 갖는 시험편 No. 1과 비교하여 LDR 및 도막의 베이킹 후 강도가 열등하였다.On the other hand, the test piece of the comparative example had inferior performance, particularly LDR. Among these test specimens, the specimen No. 1 was used. 6, 7 and 8 have the following problems since the heating conditions of the partial conversion heat treatment applied to them are out of the range of the present invention. These test pieces had high strength in the heating portion and low strength in the non-heating portion, as opposed to the test pieces of the examples of the present invention. Therefore, At 6 to 8, the inhibitory periphery was high in strength, while the punch shoulder contact was low in strength, resulting in a significant reduction in LDR. Further, 7 and 8 were also deteriorated in hemming ability. Test piece No. 1 belonging to the comparative example. 9 is a test piece obtained by cold pressing an alloy plate not subjected to the partial conversion heating test, so that the strength was uniform. Test piece No. 9 is an example of the present invention, Test specimen No. 1 having the same alloy composition as that of No. 9. 1, the strength after baking of the LDR and the coating film was inferior.
실시예 2Example 2
공정에 있어서, 실시예 2는 앞서 본 발명의 청구항 7 및 12에서 설명한 것과 같은 방법의 효과를 입증하기 위한 것이다. 그러나, 청구항 6 및 11에 명시된 조건 밖에 있지만 청구항 7 및 12에 명시된 조건 범위 내에 있는 실시예도 참고로 설명한다는 것을 유의한다. 여기서, 청구한 7 및 12에 명시된 조건을 만족하는 실시예는 (본 발명의) "제2 실시예"로서 언급하는 한편, 청구항 6 및 11에 명시된 조건은 만족하지만 청구항 7 및 12에 명시된 조건은 만족하지 않는 실시예는 (본 발명의) "제1 실시예"로서 언급하고, 두개의 조건 중 어느 것도 만족하지 않는 실시예를 "비교예"로서 언급한다. In the process, the second embodiment is to prove the effect of the method as described in claims 7 and 12 of the present invention. However, it should be noted that the embodiments which are outside the conditions specified in claims 6 and 11, but which are within the scope of the conditions specified in claims 7 and 12, are also explained by reference. Here, an embodiment that satisfies the conditions specified in claims 7 and 12 is referred to as a " second embodiment " (of the present invention), while the conditions specified in claims 6 and 11 are satisfied, An unsatisfactory embodiment is referred to as a " first embodiment " (of the present invention), and an embodiment that does not satisfy either of the two conditions is referred to as a "comparative example ".
표 3에 나타낸 바와 같은 알루미늄 합금 B1 내지 B3를 용융하고, 용융물을 DC 캐스팅 공정에 의해 캐스팅하여 표 3에 나타낸 화학 조성을 갖는 알루미늄 합금 인고트를 제조하였다. 각 인고트를 10시간 동안 530℃에 잠기게 한 다음, 통상의 방법으로 열간 압연 및 냉간 압연을 행하여 1mm 두께의 합금판을 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 각 합금판을 530℃에서 용체 처리한 후, 실온으로 급속히 냉각하였다.Aluminum alloys B1 to B3 as shown in Table 3 were melted and the melts were cast by a DC casting process to produce an aluminum alloy ingot having the chemical composition shown in Table 3. [ Each ingot was submerged at 530 DEG C for 10 hours, and then subjected to hot rolling and cold rolling in a usual manner to obtain an alloy sheet having a thickness of 1 mm. Each alloy sheet thus obtained was subjected to a solution treatment at 530 캜, and then rapidly cooled to room temperature.
그 후, 표 4 및 5에 나타낸 조건에서, 상온 시효(NTA) 또는 인공 시효(AA) 또는 2종류의 시효(NTA와 AA)의 조합에 의해 얻어지는 시효 처리를 행하였다. 이렇게 처리된 합금판으로부터, 인장 시험편(JIS No. 5 시험편 형상)을 샘플링하여 인장 방향을 압연 방향에 수직이 되도록 하였다. 인장 시험편을 인장 시험에 사용하여 이들의 기계적 특성(인장 강도, 내력 및 연신율)을 시험하였고, 그 결과를 표 4 및 5에 나타내었다. 또한, 각 합금판을 후술하는 방법에 따라 부분 전환 열처리를 실시한 후, 성형성 평가 시험에 사용하였다. Thereafter, under the conditions shown in Tables 4 and 5, an aging treatment was performed by a combination of room temperature aging (NTA) or artificial aging (AA) or two kinds of aging (NTA and AA). A tensile test specimen (JIS No. 5 specimen shape) was sampled from the alloy plate thus treated to make the tensile direction perpendicular to the rolling direction. Tensile test specimens were used in the tensile test and their mechanical properties (tensile strength, proof stress and elongation) were tested and the results are shown in Tables 4 and 5. Each alloy sheet was subjected to a partial conversion heat treatment according to the method described later, and then used in the formability evaluation test.
우선, 각 합금판으로부터, 성형성 평가를 위해 소정의 크기를 갖는 원형 디스크 블랭크를 제조하였다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 디스크 샘플의 55.7mmφ 중심부의 영역(블랭크(5))은 비가열부(가열되지 않는 부분) Q로 설정하는 한편, 그 주변 영역은 가열부(가열되는 부분) P로 설정하였고, 이 조건하에서 디스크 블랭크(5)에 부분 전환 열처리를 실시하였다. 가열부는 프레스 성형시 펀치(2)의 어깨부(반경)(3)에 의해 접촉되는 영역의 외측 상의 부분의 전체부이다. 부분 전환 열처리를 행하는 특정 방법에 대하여, 도 3에 개략적으로 나타낸 형상의 부분 전환 열처리 시스템의 상부 플레이트(6)와 하부 플레이트(7) 사이에 디스크 블랭크(5)가 고정된 상태로 처리를 행하였다. 도 3에서, 각 상부 플레이트(6)와 하부 플레이트(7) 중에서, 중심부는 수냉각에 의해 냉각된 비가열부(8)로 설정하였고, 주변부는 그 안에 조합된 가열기가 있는 가열부(9)로 설정하였다. 부분 전환 열처리에서 가열부에서의 도달한 가열 온도, 가열 시간(가열 유지 시간), 승온 속도 및 냉각 속도는 표 4 및 5에 나타낸다. First, a circular disk blank having a predetermined size was prepared from each alloy plate for formability evaluation. As shown in Fig. 2, the 55.7 mm? Center area (blank 5) of the disk sample is set to the unheated area (unheated area) Q while the surrounding area is set to the heated area And the partial blank heat treatment was performed on the disk blank 5 under this condition. The heating portion is the entirety of the portion on the outer side of the region which is contacted by the shoulder portion (radius) 3 of the punch 2 during press forming. For the specific method of carrying out the partial conversion heat treatment, the disk blank 5 was fixed between the upper plate 6 and the lower plate 7 of the partial conversion heat treatment system of the shape shown in Fig. 3 . 3, among the upper plate 6 and the lower plate 7, the center portion is set to the non-heating portion 8 cooled by water cooling, and the peripheral portion is heated by the heating portion 9 having the heater incorporated therein Respectively. The heating temperature, heating time (heating holding time), heating rate and cooling rate reached in the heating section in the partial conversion heat treatment are shown in Tables 4 and 5.
이들 조건하에서 부분 전환 열처리를 실시한 디스크 블랭크를 후술하는 성형성 평가 시험에 사용하였다. 또한, 이 조건에 해당하는 각 디스크 블랭크에 대하여, 도 4에 나타낸 소형 인장 시험편 10개를 각각 가열부 P와 비가열부 Q로부터 각각 샘플링하였고(샘플링의 위치는 도 5에 나타냄), 인장 시험에 사용하여 비가열부 Q와 가열부 P에서의 내력을 시험하였고 결과를 표 6 및 7에 나타낸다. 부분 전환 열처리 후 위치(P, Q)에서 강도의 평가는 부분 전환 열처리 후 가능한 한 즉시, 실질적으로 부분 전환 열처리 후 5시간 내에 행하였다. 또한, 상술한 조건하에서 부분 전환 열처리를 행한 각 디스크 블랭크의 가열부에서의 내력의 시간 변화(시간에 따른 변화)를 측정하기 위해서, 부분 전환 열처리의 종료로부터 1일 및 5일 후 디스크 블랭크의 가열부로부터 인장 시험편을 유사하게 샘플링하고, 시험편을 샘플링 즉시 인장 시험에 사용하여, 각 시간의 경과 후 내력값을 시험하고, 그 결과를 표 6 및 7에 나타내었다. 또한, 부분 전환 열처리 종료 후, 디스크 블랭크를 성형성 평가 시험의 실행까지의 기간과 동일한 기간 동안 실온에서 유지하였고, 그 후 가열부와 비가열부로부터 소형 인장 시험편을 샘플링하였다(샘플링의 위치는 도 5에 나타냄). 이들 시험편은 미리 프레스 성형의 시뮬레이션으로서 2% 변형이 주어졌고, 그 다음 170℃에서 20분 동안 도막 베이킹 처리에 해당하는 조건에서 인공 시효를 행하였다. 이렇게 처리된 시험편을 인장 시험에 사용하여 각 위치에서 내력을 측정하였고, 도막 베이킹 처리와 동등한 열처리에 의한 각 위치에서의 내력 증가를 표 6 및 7에 나타내었다. 또한, 부분 전환 열처리가 종료된 후, 디스크 블랭크를 성형성 평가 시험 플러스 3일 까지의 기간과 동일한 기간 동안 실온에서 유지한 다음, 디스크 블랭크의 가열부로부터 소형 인장 시험편을 샘플링하였다. 이들 인장 시험편에 5% 인장 변형을 적용한 후, 각 시험편의 평행 부분을 절단하고, 하기 방법에 따른 굽힘성 평가 시험에 사용하였다. 우선, 각 시험편의 평행 부분 중앙부에 위치한 인장 방향에 직각인 선을 굽힘선으로 설정하고, 이 굽힘선에서, 평행 부분을 90°의 각에 도달할 때까지 0.8mm의 굽힘 반경으로 굽힘처리하였다. 또한, 평행 부분을 135°의 각으로 굽힘처리하였다. 그 다음, 내부 패널의 내측으로의 삽입을 가정하고, 1.0mm 두께의 스트립을 굽혀진 평행 부분의 내측에 삽입하였고, 평행 부분을 180°의 각으로 굽힘처리하여 스트립을 샌드위치하였고, 시트형 부분의 견고한 접촉이 얻어졌다. 굽힘부의 외측을 확대 렌즈를 통해 육안으로 검사하고, 시험편의 시험된 평행 부분을 균열의 부재에 따라 굽힘성의 양호 또는 불량으로서 평가하였다. The disc blank subjected to the partial conversion heat treatment under these conditions was used in the moldability evaluation test described later. For each disk blank corresponding to this condition, ten small-sized tensile test pieces shown in Fig. 4 were sampled from the heating portion P and the non-heated portion Q respectively (the sampling position is shown in Fig. 5) And the proof stresses in the unheated portion Q and the heating portion P were tested, and the results are shown in Tables 6 and 7. The evaluation of the strength at the position (P, Q) after the partial conversion heat treatment was performed as soon as possible after the partial conversion heat treatment and substantially within 5 hours after the partial conversion heat treatment. Further, in order to measure the time change (time-dependent change) of the proof stress in the heating portion of each disk blank subjected to the partial conversion heat treatment under the above-described conditions, heating of the disk blank after one and five days from the end of the partial conversion heat treatment Tensile test specimens were similarly sampled, and the test specimens were used in the tensile test immediately after sampling, and the strength values were tested after each elapse of the time, and the results are shown in Tables 6 and 7. After completion of the partial conversion heat treatment, the disk blank was kept at room temperature for the same period as the period until the execution of the formability evaluation test, and then a small tensile test piece was sampled from the heating portion and the non-heated portion Lt; / RTI > These test pieces were subjected to 2% deformation as a simulation of press molding in advance, and then artificial aging was carried out at 170 캜 for 20 minutes under conditions corresponding to the film baking treatment. The thus treated specimens were used in the tensile test to measure the strength at each position and the increase in the strength at each position by the heat treatment equivalent to the film baking treatment is shown in Tables 6 and 7. After the partial conversion heat treatment was completed, the disk blank was kept at room temperature for the same period as the period of the moldability evaluation test plus 3 days, and then a small tensile test piece was sampled from the heating portion of the disk blank. After applying 5% tensile strain to these tensile test specimens, the parallel parts of each specimen were cut and used in the bendability test according to the following method. First, a line perpendicular to the tensile direction at the center of the parallel portion of each test piece was set as a line of bending, and the parallel portion was bent at a bending radius of 0.8 mm until it reached an angle of 90 deg. Further, the parallel portion was bent at an angle of 135 DEG. Then, assuming insertion of the inner panel to the inside, a strip of 1.0 mm in thickness was inserted inside the bent parallel portion, the parallel portion was bent at an angle of 180 and the strip was sandwiched, and the rigid Contact was obtained. The outside of the bent portion was visually inspected through a magnifying lens, and the tested parallel portion of the test piece was evaluated as good or bad of bendability according to the absence of the crack.
성형성 평가 시험에 대하여, 부분 전환 열처리된 디스크 블랭크를 표 6 및 7에 나타낸 시간의 기간 동안 실온에서 유지한 다음, 실린더 딥드로잉 시험에 사용하였다. 이 시험에 사용한 펀치는 펀치 직경이 50mm이고 펀치 코너 반경이 5.0mm인 형상을 가졌다. 시험에 사용한 다이는 다이 내부 직경이 53.64mm이고 다이 어깨부 반경이 13.0mm인 형상을 가졌다. 딥드로잉 시험은 펀치 속도 180mm/min 및 주름 억제력 150kg의 조건하에서 Johnson Wax(상표)를 윤활제로 사용하여 행하였다. 부분 바전 열처리된 합금판 블랭크를 딥드로잉 시험에 사용하였다. 동일한 종류의 5개 판 블랭크 중에서 3개의 판 블랭크가 드로잉가능한 경우, 디스크 직경을 0.5mm 증가시켜 새로운 블랭크 시험편을 제조하였고, 새로운 블랭크 시험편을 사용하여 딥드로잉 시험을 다시 행하였다. 이 과정을 반복하여 드로잉을 허용하는 최대 디스크 직경을 측정하였고, 최대 디스크 직경을 50mm의 펀치 직경으로 분할하여 한계 드로잉 비 LDR을 얻었다. 또한, 비교를 위해서, 부분 전환 열처리를 행하지 않는 합금판으로부터 제조한 디스크 블랭크에 대해서도 LDR을 측정하였다. 실린더 딥드로잉 시험의 결과를 표 5에 나타낸다. 여기서, 부분 전환 열처리로 얻어진 LDR값이 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR값에 비하여 0.1 증가를 나타내는 경우, 성형성은 부분 전환 열처리에 의해 성형성이 실질적으로 향상된 것으로 판단된다. For the moldability evaluation test, the partially converted heat treated disc blank was held at room temperature for the period of time shown in Tables 6 and 7 and then used in the cylinder deep drawing test. The punch used in this test had a punch diameter of 50 mm and a punch corner radius of 5.0 mm. The die used for the test had a shape with an inside diameter of the die of 53.64 mm and a die shoulder radius of 13.0 mm. The deep drawing test was conducted using Johnson Wax (trademark) as a lubricant under conditions of a punch speed of 180 mm / min and a wrinkle restraining force of 150 kg. The partially barrel heat treated alloy sheet blank was used for the deep drawing test. When three plate blanks were able to be drawn from five plate blanks of the same kind, a new blank test piece was prepared by increasing the disc diameter by 0.5 mm, and the deep drawing test was conducted again using a new blank test piece. This process was repeated to measure the maximum disc diameter allowing the drawing, and the maximum disc diameter was divided by the punch diameter of 50 mm to obtain the limiting drawing ratio LDR. For comparison, LDR was also measured for a disk blank produced from an alloy plate not subjected to partial conversion heat treatment. Table 5 shows the results of the cylinder deep drawing test. Here, when the LDR value obtained by the partial conversion heat treatment shows an increase of 0.1 compared with the LDR value obtained without the partial conversion heat treatment, it is judged that the formability is substantially improved by the partial conversion heat treatment.
Figure 112008085342543-pat00003
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조건 1 내지 4는 본 발명의 청구항 7 및 12에 명시된 범위 내의 조건하에서 합금 B1에 부분 전환 열처리 및/또는 유사한 처리를 행하는 실시예이다(제2 실시예). 각각의 이러한 경우에 있어서, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 이상 증가하였다. 또한, 성형성 평가 시험에 있어서, LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 0.1 이상 증가함을 나타내었다; 따라서, 실제-사용에 영향을 미치는 성형성-향상 효과를 인식하였다. 또한, 20 MPa 이상의 내력 증가가 도막 베이킹 처리와 동등한 열처리 후 가열부에서 관찰되었음이 확인되었으며, 이것에 의해 자동차 차체판에 필요한 강도 수준이 확보됨을 입증하였다. 또한, 부분 전환 열처리 후 가열부의 내력의 시간 변화(시간에 따른 변이)는 적당하였으며, 부분 전환 열처리 후 5일 간의 내력의 증가는 50MPa 이하로 안정적이었다. 이 사실로부터, 결함있는 형상 또는 결함있는 외관없이 허용가능한 성형품은 프레스 성형에 의하여 안정적으로 제조될 수 있다는 것을 확인하였다. 추가적으로, 부분 전환 열처리에서 가열부의 굽힘성은 양호하며, 최종 프레스 성형품의 굽힘부를 가열부로 설정하는 경우, 굽힘은 쉽게 수행될 수 있다는 것을 입증하였다.Conditions 1 to 4 are examples in which partial conversion heat treatment and / or similar treatment is performed on alloy B1 under the conditions specified in claims 7 and 12 of the present invention (second embodiment). In each of these cases, the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature increased by more than 20 MPa through partial conversion heat treatment. Also, in the formability evaluation test, the LDR value increased by more than 0.1 as compared to the LDR value obtained without partial conversion heat treatment; Thus, we recognized the moldability-enhancing effect that affects actual-use. In addition, it was confirmed that the increase in the strength of 20 MPa or more was observed in the heating part after the heat treatment equivalent to the film baking treatment, thereby proving that the required strength level of the car body plate is secured. Also, the time change (the variation with time) of the strength of the heating section after the partial conversion heat treatment was appropriate, and the increase in the internal strength for 5 days after the partial conversion heat treatment was stable to less than 50 MPa. From this fact, it has been confirmed that an acceptable molded article can be stably produced by press molding without defective shape or defective appearance. In addition, the bending property of the heating portion in the partial conversion heat treatment is good, and it has been proved that the bending can be easily performed when the bending portion of the final press-molded article is set as the heating portion.
한편, 조건 5는 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이가 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 이상 증가하였다는 것을 확인하기 위하여 부분 전환 열처리에서 도달한 가열 온도가 본 발명의 청구항 7 및 12에 명시된 온도 범위 이하인 실시예이다(제1 실시예). 이 경우, 가열부에서는 복원의 충분한 연화 효과를 얻을 수 없었으며, 상기 언급한 증가는 20 MPa 이하였다. 따라서, 성형성 평가 시험에서 얻어진 LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 충분한 향상을 나타내지 못하였다는 것을 발견하였다.On the other hand, condition 5 indicates that the heating temperature reached in the partial conversion heat treatment is higher than that of the present invention in order to confirm that the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature increased by 20 MPa or more through partial conversion heat treatment 7 and 12 (the first embodiment). In this case, sufficient softening effect of restoration could not be obtained in the heating portion, and the above-mentioned increase was 20 MPa or less. Therefore, it was found that the LDR value obtained in the formability evaluation test did not show a sufficient improvement compared to the LDR value obtained without partial conversion heat treatment.
또한, 조건 6은 부분 전환 열처리에서 도달한 열처리 온도가 본 발명에 따른 온도 범위를 초과하는 비교예이다. 이 경우, 시효 석출이 가열부에서 단기간 내에 복원 완결 즉시 진행되었으며, 이것에 의해 가열부의 내력은 원치않게 증가하였다. 결과적으로, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 미만으로 증가할 뿐이었다. 따라서, 성형성 평가 시험에서 얻어진 LDR 값을 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값과 비교할 수 있으며, 성형성이 향상되지 아니하였음을 나타낸다. 또한, 이 도달한 가열 온도에서 가열에 의해 입계 석출이 유도되어, 굽힘성이 크게 낮아진다. 따라서, 성형품의 굽힘이 수행될 수 없다는 것을 발견하였다. 또한, 이 경우, 가열부의 성형-후 인공 시효에 의한 내력의 증가는 20 MPa 미만이었다. 따라서, 차체 패널에 필요한 강도를 확보할 수 없었다.Condition 6 is a comparative example in which the heat treatment temperature reached in the partial conversion heat treatment exceeds the temperature range according to the present invention. In this case, the precipitation of the aging proceeded immediately after completion of the restoration within a short period of time in the heating section, thereby undesirably increasing the proof stress of the heating section. As a result, the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature increased only to less than 20 MPa through partial conversion heat treatment. Therefore, the LDR value obtained in the formability evaluation test can be compared with the LDR value obtained without the partial conversion heat treatment, indicating that the formability is not improved. Further, precipitation at the interface is induced by heating at the reached heating temperature, and bendability is greatly lowered. Thus, it has been found that bending of the molded article can not be carried out. In this case, the increase in the proof stress due to the post-molding artifact of the heating portion was less than 20 MPa. Therefore, the strength required for the body panel can not be secured.
또한, 조건 7은 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이가 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 이상 증가하였다는 것을 확인하기 위하여 전환 열처리에서 승온 속도가 본 발명의 청구항 7 및 12에 명시된 승온 속도 미만인 실시예이다(제1 실시예). 이 경우, 저속의 승온 과정 및 도달한 열처리 온도의 유지 과정에서, 시효 석출이 가열부의 복원에 후속적으로 진행되었다. 결과적으로, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 미만으로 증가할 뿐이었다. 따라서, 0.1 이상의 LDR 개선이 관찰되지 않았으며, 충분한 부분 전환 열처리의 성형성-향상 효과는 인식되지 않았다.Condition 7 shows that the difference in tensile strength between the non-heated portion at room temperature and the proof stress at room temperature increased by 20 MPa or more through the partial conversion heat treatment. In the transition heat treatment, (The first embodiment). In this case, during the process of raising the temperature of the low speed and the temperature of the heat treatment reached, the precipitation of the aging succeeded to the recovery of the heating portion. As a result, the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature increased only to less than 20 MPa through partial conversion heat treatment. Therefore, no LDR improvement of 0.1 or more was observed, and the moldability-improving effect of sufficient partial conversion heat treatment was not recognized.
또한, 조건 8은 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이가 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 이상 증가하였다는 것을 확인하기 위하여 부분 전환 열처리에서 냉각 속도가 본 발명의 청구항 7 및 12에 명시한 냉각 속도 이하인 실시예이다(제 1 실시예). 이 경우, 가열부이 복원에 의하여 일단 연화된다고 해도, 열처리 후 저속 냉각 과정에서 시효 석출 진행에 기인하여 다시 경화된다. 이 형상의 결과로서, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 미만으로 증가할 뿐이었다. 따라서, 0.1 이상의 충분한 LDR의 개선은 관찰되지 않았으며, 충분한 부분 전환 열처리의 성형성-향상 효과를 인식하지 못하였다. In condition 8, in order to confirm that the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature increased by 20 MPa or more through the partial conversion heat treatment, The cooling rate is not higher than the cooling rate specified in 12 (Example 1). In this case, even if the heating portion is once softened by restoration, it hardens again due to the progress of precipitation in the slow cooling process after the heat treatment. As a result of this shape, the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature increased only to less than 20 MPa through partial conversion heat treatment. Therefore, no improvement in the sufficient LDR of 0.1 or more was observed, and the moldability-improving effect of sufficient partial conversion heat treatment was not recognized.
또한, 조건 9 및 10은 부분 전환 열처리 등이 상온 시효 및 인공 시효의 조합에 의하여 얻어진 시효 처리 후 청구항 7 및 12에 명시된 범위 내의 조건 내에서 수행한 실시예이다(제2 실시예). 각각의 경우, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 이상 증가하였다. 따라서, 성형성 평가 시험에 있어서도, LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 0.1 이상 증가함을 나타내었다. 따라서, 실제-사용에 영향을 미치는 성형성-향상 효과를 인식하였다. 또한, 20 MPa 이상의 내력 증가가 도막 베이킹 처리와 동등한 열처리 후 가열부에 존재하는 것도 확인되었다. 따라서, 자동차 차체판에 필요한 강도 수준을 확보할 수 있었다. 또한, 부분 전환 열처리 후 가열부의 내력의 시간 변화(시간에 따른 변이)는 적당하였으며, 부분 전환 열처리 후 5일 간의 내력의 증가는 50 MPa 이하로 안정적이었다. 이 사실로부터, 결함있는 형상 또는 결함있는 외관없이 허용가능한 성형품은 프레스 성형에 의하여 안정적으로 제조될 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 부분 전환 열처리로 가열부의 굽힘성은 양호하며, 최종 프레스 성형 제품의 굽힘부가 가열부로 미리 설정된 경우, 굽힘이 수행될 수 있다.Conditions 9 and 10 are examples in which the partial conversion heat treatment or the like is performed within the conditions within the ranges specified in claims 7 and 12 after aging treatment obtained by combination of room temperature aging and artificial aging (second embodiment). In each case, the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature increased by more than 20 MPa through partial conversion heat treatment. Therefore, also in the formability evaluation test, the LDR value was increased by 0.1 or more as compared with the LDR value obtained without partial conversion heat treatment. Thus, we recognized the moldability-enhancing effect that affects actual-use. It was also confirmed that the increase in the internal stress of 20 MPa or more was present in the heating section after the heat treatment equivalent to the coating film baking treatment. Therefore, it was possible to secure the required strength level in the automobile body plate. Also, the time variation (the variation with time) of the strength of the heating section after the partial conversion heat treatment was appropriate, and the increase in the strength for 5 days after the partial conversion heat treatment was stable to less than 50 MPa. From this fact, it has been confirmed that an acceptable molded article can be stably produced by press molding without defective shape or defective appearance. Further, the bending property of the heating portion by the partial conversion heat treatment is good, and the bending can be performed when the bending portion of the final press-formed product is previously set as the heating portion.
한편, 조건 11은 상온 시효가 수행되었음에도 부분 전환 열처리 전의 내력이 본 발명에 따른 범위 이하인 비교예이다. 이 경우, 이어지는 부분 전환 열처리 등이 본 발명에 따른 범위 내의 조건에서 수행되더라도, 부분 전환 열처리에서 가열부에서 충분한 내력의 저하를 얻지 못한다. 따라서, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 미만으로 증가할 뿐이었다. 또한, 성형성 평가 시험에서 얻어진 LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 약간의 증가만을 나타내었다. 따라서, 부분 전환 열처리의 실질적인 성형성-강화 효과가 인식될 수 없었다.On the other hand, condition 11 is a comparative example in which the proof strength before the partial conversion heat treatment is lower than the range according to the present invention even though the room temperature aging is performed. In this case, even if the subsequent partial conversion heat treatment or the like is performed under the conditions within the range according to the present invention, the partial conversion heat treatment does not obtain a sufficient decrease in the proof strength in the heating portion. Therefore, the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature only increased to less than 20 MPa through partial conversion heat treatment. In addition, the LDR value obtained in the formability evaluation test showed only a slight increase compared to the LDR value obtained without partial conversion heat treatment. Therefore, the substantial moldability-strengthening effect of the partial conversion heat treatment could not be recognized.
합금 B1에서 얻어진 것들과 유사한 결과를 Al-Mg-Si-Cu계 합금인 합금 B2에서 얻었다. 구체적으로, 조건 12 내지 15 모두는 본 발명의 청구항 7 및 12에 명시된 범위 내의 조건에서 부분 전환 열처리 등을 행하는 실시예이다. 각각의 경우에서, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 이상 증가하였다. 또한, 성형성 평가 시험에서, LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 0.1 이상 증가함을 나타내었다; 따라서, 실제-사용에 영향을 미치는 성형성-향상 효과를 인식하였다. 또한, 20 MPa 이상의 내력 증가가 도막 베이킹 처리와 동등한 열처리 후 가열부에서 나타난 것을 확인하였으며, 이것에 의해 자동차 차체판에 필요한 강도 수준을 확보할 수 있었다는 것을 입증하였다. 또한, 부분 전환 열처리 후 가열부의 내력의 시간 변화(시간에 따른 변이)는 적당하였으며, 부분 전환 열처리 후 5일 간의 내력의 증가는 안정적이었으며, 50 MPa 이하였다. 이 사실로부터, 결함있는 형태 또는 결함있는 외관없이 허용가능한 성형품은 프레스 성형에 의하여 안정적으로 제조될 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 부분 전환 열처리로 가열부의 굽힘성은 양호하며, 최종 프레스 성형품의 굽힘부가 가열부로 미리 설정된 경우, 굽힘이 용이할 수 있다.Results similar to those obtained from alloy B1 were obtained from alloy B2, which is an Al-Mg-Si-Cu alloy. Specifically, all of the conditions 12 to 15 are embodiments in which partial conversion heat treatment or the like is performed under the conditions specified in claims 7 and 12 of the present invention. In each case, the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature increased by more than 20 MPa through partial conversion heat treatment. Also, in the formability evaluation test, the LDR value increased by more than 0.1 as compared to the LDR value obtained without partial conversion heat treatment; Thus, we recognized the moldability-enhancing effect that affects actual-use. In addition, it was confirmed that the increase in the strength of 20 MPa or more was observed in the heating part after the heat treatment equivalent to the coating baking treatment, and it was proved that the required strength level was secured in the car body plate. Also, the time variation (the variation with time) of the strength of the heating part after the partial conversion heat treatment was appropriate, and the increase in the strength for 5 days after the partial conversion heat treatment was stable and less than 50 MPa. From this fact, it has been confirmed that an acceptable molded article can be stably produced by press molding without a defective shape or a defective appearance. Further, the bending property of the heating portion by the partial conversion heat treatment is favorable, and when the bending portion of the final press-molded product is previously set as the heating portion, bending can be facilitated.
한편, 합금 B2에 관한 조건 16은 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이가 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 이상 증가하였다는 것을 확인하기 위하여 부분 전환 열처리에서 도달한 열처리 온도가 본 발명의 청구항 7 및 12에 명시된 온도 범위 미만인 실시예이다(제1 실시예). 이 경우, 가열부에서는 복원의 충분한 연화 효과를 얻을 수 없었다. 더욱이, 전술한 증가는 20 MPa 미만이었다. 따라서, 성형성 평가 시험에서 얻어진 LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 충분한 개선을 나타내지 못하였다는 것이 입증되었다.On the other hand, condition 16 regarding alloy B2 is that the heat treatment temperature reached in the partial conversion heat treatment is higher than the heat treatment temperature reached in the partial conversion heat treatment in order to confirm that the difference between the tensile strength of the unheated part at room temperature and the proof stress of the heating part at room temperature increases by 20 MPa or more Which is lower than the temperature range specified in claims 7 and 12 of the present invention (first embodiment). In this case, a sufficient softening effect of restoration could not be obtained in the heating portion. Moreover, the aforementioned increase was less than 20 MPa. Therefore, it was proved that the LDR value obtained in the formability evaluation test did not show a sufficient improvement compared to the LDR value obtained without partial conversion heat treatment.
또한, 합금 B2에 관한 조건 17 및 18은 부분 전환 열처리에서 달성된 열처리 온도가 본 발명에 따른 범위의 온도 이상인 비교예이다. 이 경우, 시효 석출이 가열부에서 단기간 내에 복원 완결 즉시 진행되었으며, 이것에 의해 가열부의 내력은 원치않게 증가하였다. 이 현상의 결과로서, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 미만으로 증가할 뿐이었다. 따라서, 성형성 평가 시험에서 얻어진 LDR 값을 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값과 비교할 수 있을 뿐이었었다. 따라서 이 경우 성형성이 실질적으로 향상되지 않은 것을 확인하였다. 또한, 이 도달한 열처리 온도에서 가열에 의해 입계 석출이 유도되어, 굽힘성이 크게 저하되어, 성형품의 굽힘이 수행될 수 없다는 것을 확인하였다. 또한, 가열부의 성형-후 인공 시효에 의한 내력의 증가는 20 MPa 미만일 뿐이었다. 따라서, 차체 패널에 필요한 강도를 확보하는 것이 불가능하다는 것을 확인하였다.Conditions 17 and 18 relating to the alloy B2 are comparative examples in which the heat treatment temperature achieved in the partial conversion heat treatment is not lower than the temperature range according to the present invention. In this case, the precipitation of the aging proceeded immediately after completion of the restoration within a short period of time in the heating section, thereby undesirably increasing the proof stress of the heating section. As a result of this phenomenon, the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature increased only to less than 20 MPa through partial conversion heat treatment. Therefore, the LDR value obtained in the formability evaluation test was only compared with the LDR value obtained without partial conversion heat treatment. Therefore, it was confirmed that the moldability was not substantially improved in this case. Further, it was confirmed that the precipitation at the interface at the heat treatment was induced by the induction of the grain boundary, whereby the bendability was greatly reduced, and the bending of the molded article could not be performed. In addition, the increase of the proof stress due to the artificial aging after the molding of the heating part was merely less than 20 MPa. Therefore, it was confirmed that it is impossible to secure the necessary strength to the vehicle body panel.
또한, 합금 B2에 관한 조건 19는 부분 전환 열처리에서 가열 시간이 본 발명에 따른 범위보다 더 긴 비교예이다. 이 경우, 열처리시 복원이 완결되므로 가열부가 일단 연화되더라도, 가열부는 시효 석출의 진행에 기인하여 점진적으로 경화된다. 이 현상의 결과로서, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 마이너스값으로 증가하였다(감소하였다). 따라서, 성형성 평가 시험에서 얻어진 LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값보다 낮았다. 또한, 이 경우, 가열부의 성형 후 굽힘성은 낮았다. 따라서, 성형품을 굽힘처리할 수 없다는 것을 발견하였다.Condition 19 relating to the alloy B2 is a comparative example in which the heating time in the partial conversion heat treatment is longer than the range according to the present invention. In this case, since the recovery is completed at the time of heat treatment, even if the heating portion is once softened, the heating portion gradually cures due to the progress of the age precipitation. As a result of this phenomenon, the difference between the tensile strength of the non-heated portion at room temperature and the proof stress of the heated portion at room temperature increased (decreased) to a negative value through partial conversion heat treatment. Therefore, the LDR value obtained in the formability evaluation test was lower than the LDR value obtained without partial conversion heat treatment. In this case, the bending property of the heating portion after molding was low. Thus, it has been found that the molded article can not be subjected to the bending treatment.
한편, 합금 B2에 관한 조건 20은 상온 시효를 수행하였음에도, 부분 전환 열처리 전의 내력 및 인장 강도가 본 발명에 따른 범위 미만인 실시예이다. 이 경우, 이어지는 부분 전환 열처리 등을 본 발명의 청구항 7 및 12에 명시된 범위 내의 조건에서 수행하더라도, 부분 전환 열처리에서 가열부에서 충분한 내력의 감소를 얻지 못한다. 따라서, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 미만으로 증가할 뿐이었다. 또한, 성형성 평가 시험에서 얻어진 LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 미세한 증가만을 나타내었다. 따라서, 부분 전환 열처리의 성형성-강화 효과가 실질적으로 인식되지 않는다는 것을 발견하였다.Condition 20 relating to the alloy B2 is an embodiment in which the proof stress and the tensile strength before the partial conversion heat treatment are lower than the range according to the present invention even though the room temperature aging is carried out. In this case, even if the subsequent partial conversion heat treatment or the like is carried out under the conditions within the ranges specified in claims 7 and 12 of the present invention, the partial conversion heat treatment does not obtain a sufficient reduction in the proof strength in the heating section. Therefore, the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature only increased to less than 20 MPa through partial conversion heat treatment. In addition, the LDR value obtained in the formability evaluation test showed only a slight increase compared to the LDR value obtained without partial conversion heat treatment. Therefore, it has been found that the moldability-enhancing effect of the partial conversion heat treatment is not substantially recognized.
또한, 합금 B3에 관한 조건 21 및 22는 상온 시효 또는 인공 시효를 본 발명에 따른 관련 범위 내의 조건에서 수행하고, 그 후 부분 전환 열처리 등을 본 발명의 청구항 7 및 12에 명시한 범위 내의 조건에서 수행하는 실시예이다(제2 실시예). 각각의 경우, 실온에서 비가열부의 인장 강도와 실온에서 가열부의 내력 사이의 차이는 부분 전환 열처리를 통하여 20 MPa 이상 증가하였다. 따라서, 성형성 평가 시험에서, LDR 값은 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 0.1 이상 향상되었음을 나타낸다. 따라서, 실제-사용되는 성형성-강화 효과가 인식되었다. 또한, 20 MPa 이상의 내력 증가가 도막 베이킹 처리와 동등한 열처리 후 가열부에서 관찰되었음이 확인되었다. 따라서, 자동차 차체판에 필요한 강도 수준을 확보할 수 있었다. 또한, 부분 전환 열처리 후 5일 간의 내력의 증가는 안정적이었으며, 50 MPa 이하였다. 이 사실로부터, 결함있는 형태 또는 결함있는 외관없이 허용가능한 성형품은 프레스 성형에 의하여 안정적으로 제조될 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 부분 전환 열처리로 가열된 가열부의 굽힘성은 양호하며, 최종 프레스 성형품의 굽힘부를 가열부로 미리 설정한 경우, 굽힘이 용이하다는 것을 입증하였다.Conditions 21 and 22 relating to alloy B3 are obtained by performing room temperature aging or artificial aging under the conditions within the relevant range according to the present invention and then performing partial conversion heat treatment or the like under conditions within the ranges specified in claims 7 and 12 of the present invention (Second embodiment). In each case, the difference between the tensile strength of the non-heated part at room temperature and the proof stress of the heated part at room temperature increased by more than 20 MPa through partial conversion heat treatment. Therefore, in the formability evaluation test, the LDR value is improved by 0.1 or more as compared with the LDR value obtained without partial conversion heat treatment. Thus, the practically-used moldability-enhancing effect was recognized. It was also confirmed that the increase in the strength of 20 MPa or more was observed in the heating portion after the heat treatment equivalent to the coating baking treatment. Therefore, it was possible to secure the required strength level in the automobile body plate. In addition, the increase of the strength for 5 days after the partial conversion heat treatment was stable and less than 50 MPa. From this fact, it has been confirmed that an acceptable molded article can be stably produced by press molding without a defective shape or a defective appearance. Further, the bending property of the heating portion heated by the partial conversion heat treatment is good, and it has been proved that bending is easy when the bending portion of the final press-molded article is set in advance by the heating portion.
실시예 3Example 3
실시예 2에 사용된 합금 B1의 압연판을 시험편으로써 제조하였으며, 용체 처리 후 시효 조건 및 부분 전환 열처리에서 도달한 열처리 온도, 승온 속도 및 냉각 속도 등의 조건은 표 4에 나타낸 조건 2와 동일한 방법에 의하여 용체 처리, 시효 및 부분 전환 열처리를 실시하였다. 그러나, 실시예 3에서는 부분 전환 열처리에서 가열부 및 비 가열부의 영역이 부분 전환 열처리를 수행하는 표 8에 나타낸 바와 같이 다양하게 변형되었다는 사실에 주의하여야 한다. 부분 전환 열처리 3일 후, 영역의 조건에서 부분 전환 열처리를 행한 블랭크를 실시예 1과 동일한 조건하의 실린더 딥드로잉 시험에 사용하여 LDR을 측정하였다. 결과는 표 8에 나타내었다. The rolled plate of the alloy B1 used in Example 2 was prepared as a test piece. The conditions such as the heat treatment temperature, the heating rate and the cooling rate reached in the aging condition after partial treatment and the partial conversion heat treatment were the same as the condition 2 shown in Table 4 , The aging treatment and the partial conversion heat treatment were performed. However, in Example 3, it should be noted that the regions of the heating portion and the non-heating portion in the partial conversion heat treatment are variously modified as shown in Table 8 in which the partial conversion heat treatment is performed. Three days after the partial conversion heat treatment, the LDR was measured by using the blank subjected to the partial conversion heat treatment under the condition of the region in the cylinder deep drawing test under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 8.
조건 번호Condition number 부분 전환 열처리에서 가열부 In the partial conversion heat treatment, 부분 전환 열처리에서비가열부In the partial conversion heat treatment, LDRLDR 구분division
1One radish radish 2.012.01 비교예Comparative Example
22 전체부Whole department 전체부Whole department 2.022.02 비교예Comparative Example
33 φ40 mm의 원형의
외측 영역
Ø40 mm circular
Outer region
φ40 mm의 원형의
내측 및 외측 영역
Ø40 mm circular
Inner and outer regions
2.012.01 비교예Comparative Example
44 φ50 mm의 원형의
외측 영역
Ø 50 mm circular
Outer region
φ50 mm의 원형의
내측 및 외측 영역
Ø 50 mm circular
Inner and outer regions
2.022.02 비교예Comparative Example
55 φ55.7 mm의 원형의
외측 영역
The circular shape of φ55.7 mm
Outer region
φ55.7 mm의 원형의
내측 및 외측 영역
The circular shape of φ55.7 mm
Inner and outer regions
2.262.26 실시예Example
66 φ60 mm의 원형의
외측 영역
Φ60 mm circular
Outer region
φ60 mm의 원형의
내측 및 외측 영역
Φ60 mm circular
Inner and outer regions
2.252.25 실시예Example
77 φ70 mm의 원형의
외측 영역
φ70 mm circular
Outer region
φ70 mm의 원형의
내측 및 외측 영역
φ70 mm circular
Inner and outer regions
2.232.23 실시예Example
비교예로서 조건 1은 가열된 영역이 존재하지 않는 실시예이다; 즉, 부분 전환 열처리는 이 실시예에서 실질적으로 수행되지 않았다. 이 경우, LDR은 2.01 이었다. 또한, 비교예로서 조건 2는 블랭크의 전체부가 가열부로 설정된 실시예이다. 이 경우, LDR은 2.02로 약간 증가하였을 뿐이었다. 따라서, 충분한 성형성-강화 효과를 이 경우에서는 얻을 수 없었다.As a comparative example, Condition 1 is an embodiment in which no heated region exists; That is, the partial conversion heat treatment is not substantially performed in this embodiment. In this case, the LDR was 2.01. As a comparative example, Condition 2 is an embodiment in which the entire additional heating portion of the blank is set. In this case, the LDR slightly increased to 2.02. Therefore, sufficient moldability-strengthening effect could not be obtained in this case.
또한, 비교예로서 조건 3은 성형시 펀치 어깨부에 접하게 되는 부분의 전체부(도 1의 영역 B) 및 이들의 외측의 부분의 전체부(도 1의 영역 A)가 가열부로 설정된 실시예이다. 이 경우 펀치 어깨부 접촉부는 강도가 낮아지며, 따라서 이부분이 파열되기 쉬웠다. 그러므로, LDR은 2.01일 뿐이었다. 따라서, 이 경우 성형성은 향상되지 않는다는 것을 확인하였다.As a comparative example, Condition 3 is an embodiment in which the entire portion (region B in Fig. 1) of the portion to be brought into contact with the punch shoulder portion during molding and the entire portion (the region A in Fig. 1) . In this case, the strength of the punch shoulder contact portion was lowered, and therefore, this portion was liable to be ruptured. Therefore, the LDR was only 2.01. Therefore, it was confirmed that the moldability was not improved in this case.
비교예로서 조건 4는 성형시 펀치 어깨부에 의하여 접촉되는 부분(도 1의 영역 B)의 일부 및 이들의 외측 상의 전체부(도 1의 영역 A)가 가열부로 설정된 실시예이다. 이 경우, 펀치 어깨부 접촉부는 강도가 낮아지며, 따라서 이 부분에서 파열되기 쉬웠다. 그러므로, LDR은 2.02일 뿐이었다. 따라서, 이 경우 성형성은 향상되지 않는다는 것을 확인하였다.As a comparative example, Condition 4 is an embodiment in which a portion of a portion (region B in FIG. 1) and an entire portion on the outside of the portion (region A in FIG. 1) contacted by a punch shoulder portion during molding are set as heating portions. In this case, the punch shoulder contact portion has a low strength and is therefore likely to rupture at this portion. Therefore, the LDR was only 2.02. Therefore, it was confirmed that the moldability was not improved in this case.
한편, 본 발명의 실시예로서 조건 5는 성형시 펀치 어깨부에 의하여 접촉되는 부분(도 1의 영역 B)의 외측 상의 부분의 전체부(도 1의 영역 A)가 가열부로 설정된 실시예이다. 이 경우, 펀치 어깨부에 의하여 접촉되는 블랭크 부분은 이들의 외측 상의 부분보다 강도가 높다. 그러므로, LDR은 2.26이었으며, 이는 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 0.1 이상의 효과적 증가를 나타낸다. 따라서, 성형성은 이 경우 향상되었음을 확인하였다.On the other hand, Condition 5 as an embodiment of the present invention is an embodiment in which the entire portion (the region A in FIG. 1) of the portion on the outer side of the portion (region B in FIG. 1) that is contacted by the punch shoulder portion during molding is set as the heating portion. In this case, the blank portions contacted by the punch shoulder portions are higher in strength than the portions on the outer sides thereof. Therefore, the LDR was 2.26, which shows an effective increase of 0.1 or more compared to the LDR value obtained without partial conversion heat treatment. Therefore, it was confirmed that the formability was improved in this case.
또한, 본 발명의 실시예로서 조건 6 및 7은 성형시 펀치 어깨부에 의하여 접촉되는 부분(도 1의 영역 B)의 외측 상의 부분의 일부가 가열부로 설정된 실시예이다. 이 경우, 펀치 어깨부에 접촉하는 블랭크 부분은 이들의 외측 상의 부분의 일부보다 강도가 높다. 그러므로, LDR은 각각 2.25 및 2.23이었으며, 이는 부분 전환 열처리 없이 얻어진 LDR 값에 비하여 0.1 이상의 효과적 증가를 나타내었다. 따라서, 성형성은 이 경우 향상되었음을 확인하였다.Conditions 6 and 7 as an embodiment of the present invention are embodiments in which a part of the portion on the outer side of the portion (region B in Fig. 1) which is brought into contact with the punch shoulder portion during molding is set as the heating portion. In this case, the blank portion contacting the punch shoulder portion has a higher strength than a portion of the portion on the outer side thereof. Therefore, the LDR was 2.25 and 2.23, respectively, which showed an effective increase of 0.1 or more compared to the LDR value obtained without partial conversion heat treatment. Therefore, it was confirmed that the formability was improved in this case.
실시예 4Example 4
실시예 2에 사용된 합금 B1의 압연판을 시험편으로써 제조하였으며, 용체 처리 후 시효 조건 및 부분 전환 열처리에서 도달한 열처리 온도, 승온 속도 및 냉각 속도 등의 조건은 표 4에 나타낸 조건 2와 동일한 방법에 의하여 용체 처리, 시효 및 부분 전환 열처리를 행하였다. 그러나, 실시예 4에서, 프레스 성형에 사용되는 펀치의 형태는 전술한 실시예에서의 것들과는 다르다는 것을 주의하여야 한다. 구체적으로, 도 6에 나타낸 바와 같이 2단의 펀치 어깨부 3A 및 3B를 구비한 2단 실린더형 펀치(2)를 사용하였다. 여기서, 펀치(2)의 제1단은 크기가 φ50 mm이고 5 mmR의 펀치 어깨부(3A)를 구비하고, 펀치(2)의 제2단은 크기가 φ25 mm이고 5 mmR의 펀치 어깨부(3B)를 구비한다. 또한, 2단 펀치(2)의 형태에 상응하는 다이를 사용하였다. 디스크 블랭크(5)의 프레스 성형은 2단 펀치(2) 및 다이의 사용에 의하여 수행하였다.The rolled plate of the alloy B1 used in Example 2 was prepared as a test piece. The conditions such as the heat treatment temperature, the heating rate and the cooling rate reached in the aging condition after partial treatment and the partial conversion heat treatment were the same as the condition 2 shown in Table 4 , The aging treatment and partial conversion heat treatment were performed. However, it should be noted that, in Embodiment 4, the shape of the punch used in the press forming is different from those in the above-described embodiment. Specifically, as shown in Fig. 6, a two-stage cylindrical punch 2 having two punch shoulder portions 3A and 3B was used. The first end of the punch 2 has a punch shoulder 3A of 5 mm R and a size of 50 mm and the second end of the punch 2 has a punch shoulder 3B. Further, a die corresponding to the shape of the two-stage punch 2 was used. Press forming of the disc blank 5 was carried out by using a two-stage punch 2 and a die.
본 발명의 실시예에서, 성형시 제1 단 펀치 어깨부(3A)에 의하여 접촉되는 영역 B의 외측 상의 영역 A가 부분 전환 열처리에서 가열부로 설정되고, 영역 B의 내측 상의 영역 C의 펀치 어깨부(3B)에 의하여 접촉되는 영역 B'의 외측 상의 영역 A'가 추가적으로 가열부로 설정되는 방법에 의하여 부분 전환 열처리를 수행하였다. 한편, 비교예에서, 성형시 제1단 펀치 어깨부(3A)에 의하여 접촉되는 영역 B의 외측의 영역 A 만을 부분 전환 열처리에서 가열부로 설정하는 방법에 의하여 부분 전환 열처리를 수행하였다. 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 각각 두 종류의 부분 전환 열처리를 행한 블랭크에 대하여, 부분 전환 열처리 3일 후 펀치(2) 및 다이를 사용하여 프레스 성형을 수행하였다. 결과로서, 본 발명의 실시예에 따른 블랭크로부터, 성형시 블랭크의 파열 없이 2단 실린더형 성형품을 생산할 수 있었다. 반면에, 비교예에 따른 공백은 성형품의 펀치 어깨부(3B)에 대응하는 부분에서 파열되었다.In the embodiment of the present invention, the region A on the outer side of the region B contacted by the first-stage punch shoulder 3A at the time of molding is set as the heating portion in the partial conversion heat treatment, and the punch shoulder portion And the region A 'on the outer side of the region B' contacted by the contact portion 3B is additionally set as the heating portion. On the other hand, in the comparative example, the partial conversion heat treatment was performed by a method in which only the region A outside the region B which is contacted by the punch shoulder portion 3A at the time of molding was set as the heating portion in the partial conversion heat treatment. For each of the blanks subjected to the two types of partial conversion heat treatment according to the examples and the comparative examples of the present invention, press molding was performed using the punch (2) and the die three days after the partial conversion heat treatment. As a result, a two-stage cylindrical molded article could be produced from the blank according to the embodiment of the present invention without rupture of the blank during molding. On the other hand, the blank according to the comparative example ruptured at a portion corresponding to the punch shoulder portion 3B of the molded article.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 필수적 특징에서 벗어나지 않는 또 다른 방법으로 실시되거나 또는 구체화될 수 있다. 그러므로 본원에 설명된 바람직한 구체예는 설명을 위한 것이고 이를 제한하기 위한 것은 아니며, 첨부한 청구항에 의하여 나타낸 본 발명의 범위 및 청구항의 의미 내에 포함된 모든 변형을 포괄하는 것으로 의도된다.The present invention may be embodied or embodied in other ways without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. The preferred embodiments described herein are therefore intended to be illustrative and not restrictive, and are intended to cover all modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claimed invention as indicated by the appended claims.
도 1은 본 발명에 따른 부분 전환 열처리 동안 가열부와 비가열부를 설명하기 위해, 알루미늄 합금판의 프레스 성형의 과정을 단계적으로 나타내는 개략 단면도를 나타내고;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view showing a process of press forming an aluminum alloy plate in order to explain a heating section and a non-heating section during a partial conversion heat treatment according to the present invention;
도 2는 실시예 2에서 부분 전환 열처리시 가열부와 비가열부를 나타내는 개략도이고;FIG. 2 is a schematic view showing a heating unit and a non-heating unit in the partial conversion heat treatment in Embodiment 2; FIG.
도 3은 실시예 2에서 사용되는 부분 전환 열처리 시스템의 개략 투시도를 나타내고;3 shows a schematic perspective view of the partial conversion heat treatment system used in Example 2;
도 4는 실시예 2에서 샘플링한 장력 시험편의 형상 및 치수를 나타내는 평면도이고; 4 is a plan view showing the shape and dimensions of the tensile test specimen sampled in Example 2;
도 5는 실시예 2에서 부분 전환 열처리를 실시한 블랭크의 가열부 및 비가열부로부터 장력 시험편을 샘플링한 위치를 나타내는 정면도이고; 그리고 5 is a front view showing a position where a tension test piece is sampled from a heating portion and a non-heating portion of a blank subjected to partial conversion heat treatment in Embodiment 2; And
도 6은 실시예 4에서 사용한 프레스의 2단 펀치 및 실시예 4에서 블랭크에 대하여 적용된 부분 전환 열처리 동안 가열부와 비가열부의 위치를 나타내는 개략 단면도이다. Fig. 6 is a schematic cross-sectional view showing the positions of the heating section and the non-heating section during the two-stage punch of the press used in the fourth embodiment and the partial conversion heat treatment applied to the blank in the fourth embodiment.

Claims (18)

  1. 블랭크재로서 소정의 판두께로 압연된 압연 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판을 제조하는 단계, 상기 압연판을 480 내지 590℃ 범위 내의 온도에서 용체 처리하고, 그 후 상기 압연판을 상온에서 적어도 1일 동안 방치하는 단계 및 냉간 프레스 성형 전에 상기 압연판을 부분 전환 열처리하여 상온으로 냉각한 후 가열부와 비가열부 사이의 0.2% 내력 차이를 10MPa 이상으로 하는 단계를 포함하고,Preparing a rolled Al-Mg-Si based aluminum alloy sheet rolled to a predetermined sheet thickness as a blank material, subjecting the rolled sheet to a solution treatment at a temperature within a range of 480 to 590 DEG C, And allowing the rolled plate to undergo a partial conversion heat treatment before cold press forming so that the difference in 0.2% strength between the heating portion and the non-heating portion is at least 10 MPa after cooling to room temperature,
    상기 부분 전환 열처리는 냉간 프레스 성형시 주름 억제 기구에 의해 억제되는 판의 영역은 상기 가열부로 설정하고, 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부가 프레스되는 판의 영역은 상기 비가열부로 설정하는 조건에서 행하고,The partial conversion heat treatment is performed under the condition that the region of the plate to be suppressed by the crease restraining mechanism during the cold press forming is set to the heating portion and the region of the plate on which the punch shoulder portion is pressed during the cold press forming is set to the non-
    상기 부분 전환 열처리는 상기 압연판을 30℃/min 이상의 승온 속도로 150 내지 350℃ 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 상기 범위의 온도에서 상기 압연판을 유지하는 단계 및 그 후 상기 압연판을 30℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판의 제조방법. Wherein the partial conversion heat treatment comprises heating the rolled plate at a temperature elevation rate of 30 DEG C / min or more to a temperature within a range of 150 to 350 DEG C, heating the rolled plate at a temperature within the range of 5 minutes or less (including a time of 0 seconds) And then cooling the rolled plate at a cooling rate of 30 占 폚 / min or more to a temperature of 100 占 폚 or less.
  2. 블랭크재로서 소정의 판두께로 압연된 압연 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판을 제조하는 단계, 상기 압연판을 480 내지 590℃ 범위 내의 온도에서 용체 처리하고, 그 후 상기 압연판을 상온에서 적어도 1일 동안 방치하는 단계 및 냉간 프레스 성형 전에 상기 압연판을 부분 전환 열처리하여 상온으로 냉각한 후 가열부와 비가열부 사이의 0.2% 내력 차이를 10MPa 이상으로 하는 단계를 포함하고,Preparing a rolled Al-Mg-Si based aluminum alloy sheet rolled to a predetermined sheet thickness as a blank material, subjecting the rolled sheet to a solution treatment at a temperature within a range of 480 to 590 DEG C, And allowing the rolled plate to undergo a partial conversion heat treatment before cold press forming so that the difference in 0.2% strength between the heating portion and the non-heating portion is at least 10 MPa after cooling to room temperature,
    상기 부분 전환 열처리는 냉간 프레스 성형시 주름 억제 기구에 의해 억제되는 판의 영역은 상기 가열부로 설정하고, 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부가 프레스되는 판의 영역은 상기 비가열부로 설정하는 조건에서 행하고,The partial conversion heat treatment is performed under the condition that the region of the plate to be suppressed by the crease restraining mechanism during the cold press forming is set to the heating portion and the region of the plate on which the punch shoulder portion is pressed during the cold press forming is set to the non-
    상기 부분 전환 열처리는 상기 압연판을 50℃/min 이상의 승온 속도로 180 내지 350℃ 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 이 범위의 온도에서 압연판을 유지하는 단계 및 그 후 상기 압연판을 50℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함하며, 이로써 상기 부분 전환 열처리를 통해 상기 비가열부의 인장 강도와 상기 가열부의 0.2% 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가하는 것을 특징으로 하는 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판의 제조방법. Wherein the partial conversion heat treatment is performed by heating the rolled plate at a heating rate of 50 DEG C / min or more to a temperature within a range of 180 to 350 DEG C, heating the rolled plate at a temperature within this range for 5 minutes or less (including 0 second) And then cooling the rolled plate to a temperature of 100 DEG C or less at a cooling rate of 50 DEG C / min or more, whereby the tensile strength of the non-heated portion and the 0.2% And the difference between the strengths is increased by 20 MPa or more.
  3. 제1항에 설명한 방법에 의해 제조된 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판을 사용하여, 상기 부분 전환 열처리 후 상기 판을 상온에서 30일 동안 방치하기 전에 냉간 프레스 성형을 행하는 냉간 프레스를 행하는 방법. A method for cold pressing, which comprises cold press forming an aluminum alloy plate for cold press forming manufactured by the method described in claim 1, wherein the plate is subjected to cold press forming before allowing the plate to stand at room temperature for 30 days after the partial conversion heat treatment.
  4. 상온 시효에 의해 시효-석출된 상태인 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판 블랭크를 펀치를 사용하여 그 말단부를 억제하며 냉간 프레스 성형하는 과정의 적용을 기초로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법으로서, 상기 알루미늄 합금판 블랭크 중에서, 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 영역의 외측 상의 부분의 전체부 또는 전체부보다 적은 부분을 가열부로 설정하는 한편, 상기 가열부 이외의 다른 부분을 비가열부로 설정하고; 상기 알루미늄판 블랭크에 상기 가열부를 급속히 가열하여 시효-석출물을 순간적으로 용해시켜서 상기 가열부를 연화시키는 한편 상기 비가열부는 가열하지 않는 부분 전환 열처리를 행하여, 상기 가열부의 강도를 상기 비가열부의 강도에 비하여 낮게 한 후, 상기 가열부를 실온으로 급속히 냉각시키고; 그리고 그 후 실온에서 유지하는 동안 상기 가열부의 강도가 시효 석출에 의해 상기 부분 전환 열처리 전의 수준으로 되돌아가기 전에, 알루미늄 합금판 블랭크를 냉간 프레스 성형하고,There is provided a cold press forming method of an aluminum alloy plate based on application of a process of cold press forming by suppressing the end portions of an Al-Mg-Si based aluminum alloy plate blank in an aged-precipitated state at room temperature aging by using a punch , A portion of the aluminum alloy plate blank which is smaller than the whole or an entire portion of the portion on the outer side of the region to be contacted by the punch shoulder portion during press forming is set as the heating portion and the portion other than the heating portion is set as the non- Set; The heating portion is quickly heated to the aluminum plate blank to instantaneously dissolve the aged-precipitate to soften the heating portion while performing the partial conversion heat treatment in which the non-heating portion is not heated, so that the strength of the heating portion is higher than the strength of the non- After lowering, the heating portion is rapidly cooled to room temperature; Then, the aluminum alloy plate blank is subjected to cold press forming before the strength of the heating portion is returned to the level before the partial conversion heat treatment by the aging precipitation during the holding at room temperature,
    상기 부분 전환 열처리는 상기 판 블랭크를 30℃/min 이상의 승온 속도로 150 내지 350℃의 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 이 범위의 온도에서 상기 판 블랭크를 유지하는 단계 및 그 후 상기 판 블랭크를 30℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법.Wherein the partial conversion heat treatment comprises heating the plate blank to a temperature within a range of 150 to 350 占 폚 at a heating rate of 30 占 폚 / min or more, heating the plate at a temperature within this range for 5 minutes or less (including 0 seconds) Holding the blank, and thereafter cooling the plate blank at a cooling rate of 30 DEG C / min or more to a temperature of 100 DEG C or less.
  5. 용체 처리 후, 140℃ 이하에서 인공 시효, 또는 상온 시효와 140℃ 이하에서의 인공 시효를 조합하여 행하는 시효 처리에 의해 아시효된 상태로 한 90MPa 이상의 0.2% 내력을 갖는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판을 펀치를 사용하여 그 말단부를 억제하며 냉간 프레스 성형하는 과정의 적용을 기초로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법으로서, 상기 알루미늄 합금판 블랭크 중에서, 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 영역의 외측 상의 부분의 전체부 또는 전체부보다 적은 부분을 가열부로 설정하는 한편 상기 가열부 이외의 다른 부분을 비가열부로 설정하고; 상기 알루미늄판 블랭크에 상기 가열부를 급속히 가열하여 시효-석출물을 순간적으로 용해시켜서 상기 가열부를 연화시키는 한편 상기 비가열부는 가열하지 않는 부분 전환 열처리를 행하여, 상기 가열부의 강도를 상기 비가열부의 강도에 비하여 낮게 한 후, 상기 가열부를 실온으로 급속히 냉각시키고; 그리고 그 후 실온에서 유지하는 동안 상기 가열부의 강도가 시효 석출에 의해 부분 전환 열처리 전의 수준으로 되돌아가기 전에, 상기 알루미늄 합금판 블랭크를 냉간 프레스 성형하고,After the solid solution treatment, an Al-Mg-Si-based aluminum having a 0.2% proof stress of 90 MPa or more, which has been aged by artificial aging at a temperature of 140 占 폚 or below and aging treatment at a temperature of not more than 140 占 폚 A cold press forming method of an aluminum alloy plate on the basis of application of a cold press forming process in which an alloy plate is used to suppress the end portion thereof by using a punch, wherein the aluminum alloy plate blank is brought into contact with the shoulder portion of the punch Setting a portion of the portion on the outer side of the region that is less than the entire portion or the entire portion to the heating portion and setting the other portion than the heating portion as the non-heating portion; The heating portion is quickly heated to the aluminum plate blank to instantaneously dissolve the aged-precipitate to soften the heating portion while performing the partial conversion heat treatment in which the non-heating portion is not heated, so that the strength of the heating portion is higher than the strength of the non- After lowering, the heating portion is rapidly cooled to room temperature; Then, the aluminum alloy plate blank is subjected to cold press-molding before the strength of the heating portion is returned to the level before the partial conversion heat treatment by the age precipitation during the holding at room temperature,
    상기 부분 전환 열처리는 상기 판 블랭크를 30℃/min 이상의 승온 속도로 150 내지 350℃의 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 이 범위의 온도에서 상기 판 블랭크를 유지하는 단계 및 그 후 상기 판 블랭크를 30℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법.Wherein the partial conversion heat treatment comprises heating the plate blank to a temperature within a range of 150 to 350 占 폚 at a heating rate of 30 占 폚 / min or more, heating the plate at a temperature within this range for 5 minutes or less (including 0 seconds) Holding the blank, and thereafter cooling the plate blank at a cooling rate of 30 DEG C / min or more to a temperature of 100 DEG C or less.
  6. 상온 시효에 의해 시효-석출된 상태인 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판 블랭크를 펀치를 사용하여 그 말단부를 억제하며 냉간 프레스 성형하는 과정의 적용을 기초로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법으로서, 상기 알루미늄 합금판 블랭크 중에서, 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 영역의 외측 상의 부분의 전체부 또는 전체부보다 적은 부분을 가열부로 설정하는 한편, 상기 가열부 이외의 다른 부분을 비가열부로 설정하고; 상기 알루미늄판 블랭크에 상기 가열부를 급속히 가열하여 시효-석출물을 순간적으로 용해시켜서 상기 가열부를 연화시키는 한편 상기 비가열부는 가열하지 않는 부분 전환 열처리를 행하여, 상기 가열부의 강도를 상기 비가열부의 강도에 비하여 낮게 한 후, 상기 가열부를 실온으로 급속히 냉각시키고; 그리고 그 후 실온에서 유지하는 동안 상기 가열부의 강도가 시효 석출에 의해 상기 부분 전환 열처리 전의 수준으로 되돌아가기 전에, 알루미늄 합금판 블랭크를 냉간 프레스 성형하고,There is provided a cold press forming method of an aluminum alloy plate based on application of a process of cold press forming by suppressing the end portions of an Al-Mg-Si based aluminum alloy plate blank in an aged-precipitated state at room temperature aging by using a punch , A portion of the aluminum alloy plate blank which is smaller than the whole or an entire portion of the portion on the outer side of the region to be contacted by the punch shoulder portion during press forming is set as the heating portion and the portion other than the heating portion is set as the non- Set; The heating portion is quickly heated to the aluminum plate blank to instantaneously dissolve the aged-precipitate to soften the heating portion while performing the partial conversion heat treatment in which the non-heating portion is not heated, so that the strength of the heating portion is higher than the strength of the non- After lowering, the heating portion is rapidly cooled to room temperature; Then, the aluminum alloy plate blank is subjected to cold press forming before the strength of the heating portion is returned to the level before the partial conversion heat treatment by the aging precipitation during the holding at room temperature,
    상기 부분 전환 열처리는 상기 판 블랭크를 50℃/min 이상의 승온 속도로 180 내지 350℃ 범위 내의 온도로 가열하는 단계, 5분 이하의 시간(0초의 시간을 포함) 동안 이 범위의 온도에서 상기 판 블랭크를 유지하는 단계, 및 그 후 상기 판 블랭크를 50℃/min 이상의 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도로 냉각하는 단계를 포함하며, 이로써 상기 부분 전환 열처리를 통해 상기 비가열부의 인장 강도와 상기 가열부의 0.2% 내력 사이의 차이가 20MPa 이상 증가하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법.Wherein the partial conversion heat treatment comprises heating the plate blank to a temperature within a range of 180 to 350 占 폚 at a heating rate of 50 占 폚 / min or more, heating the plate blank at a temperature within this range for 5 minutes or less (including 0 seconds) And then cooling the plate blank to a temperature of 100 DEG C or less at a cooling rate of 50 DEG C / min or more, whereby the tensile strength of the non-heated portion and the tensile strength of the heating portion And the difference between the 0.2% proof stress is increased by 20 MPa or more.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 상기 알루미늄 합금판 블랭크의 영역의 외측 상의 부분 중 냉간 프레스 형성 후 굽힘이 행해지는 부분은 상기 부분 전환 열처리에서 상기 가열부에 포함되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법.The method according to claim 4 or 5, wherein a portion of the portion on the outer side of the area of the aluminum alloy plate blank which is contacted by the punch shoulder portion during the cold press forming is subjected to bending after forming the cold press, Wherein the aluminum alloy sheet is included in the cold press forming method.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 알루미늄 합금판 블랭크 중 냉간 프레스 성형시 펀치 어깨부에 의해 접촉되는 영역의 내부 전체 구역, 또는 상기 영역 내부의 임의의 형상의 하나 이상의 구역은 상기 부분 전환 열처리에서 상기 가열부에 포함되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법.6. The method according to claim 4 or 5, wherein at least one zone of the entire interior of the area contacted by the punch shoulder portion during cold press forming of the aluminum alloy plate blank, or at least one zone of any shape within the area, Wherein the heating portion is provided with a plurality of through holes.
  9. 제4항 또는 제5항에서 설명한 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법에 의해 얻어지고, 상기 부분 전환 열처리 후 30일 이내에 행하는 인공 시효 처리에 의해 상기 가열부의 내력이 20MPa 이상 향상된 냉간 프레스 성형된 알루미늄 합금 제품.A cold press-formed aluminum alloy obtained by a cold press forming method of an aluminum alloy plate described in claim 4 or 5 and having an internal force of 20 MPa or more improved by an artificial aging treatment performed within 30 days after the partial conversion heat treatment product.
  10. 제1항에 있어서, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판은 0.2 내지 1.5%의 Mg 및 0.3 내지 2.0%의 Si를 함유하며, 0.03 내지 1.0%의 Fe, 0.03 내지 0.6%의 Mn, 0.01 내지 0.4%의 Cr, 0.01 내지 0.4%의 Zr, 0.01 내지 0.4%의 V, 0.005 내지 0.3%의 Ti, 0.03 내지 2.5%의 Zn 및 0.01 내지 1.5%의 Cu 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유하고, 나머지는 Al 및 불가피한 불순물인 알루미늄 합금판을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판의 제조방법.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy sheet according to claim 1, wherein the Al-Mg-Si-based aluminum alloy sheet contains 0.2 to 1.5% of Mg and 0.3 to 2.0% of Si and contains 0.03 to 1.0% Fe, 0.03 to 0.6% At least one selected from the group consisting of Cr of 0.4%, Zr of 0.01 to 0.4%, V of 0.01 to 0.4%, Ti of 0.005 to 0.3%, Zn of 0.03 to 2.5%, and Cu of 0.01 to 1.5% Al and an aluminum alloy plate which is an unavoidable impurity.
  11. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금판은 0.2 내지 1.5%의 Mg 및 0.3 내지 2.0%의 Si를 함유하며, 0.03 내지 1.0%의 Fe, 0.03 내지 0.6%의 Mn, 0.01 내지 0.4%의 Cr, 0.01 내지 0.4%의 Zr, 0.01 내지 0.4%의 V, 0.005 내지 0.3%의 Ti, 0.03 내지 2.5%의 Zn, 및 0.01 내지 1.5%의 Cu 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유하고, 나머지는 Al 및 불가피한 불순물인 알루미늄 합금판을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법.The aluminum alloy sheet according to claim 4 or 5, wherein the Al-Mg-Si-based aluminum alloy sheet contains 0.2 to 1.5% of Mg and 0.3 to 2.0% of Si, 0.03 to 1.0% of Fe, 0.03 to 0.6% At least one selected from Mn, 0.01 to 0.4% Cr, 0.01 to 0.4% Zr, 0.01 to 0.4% V, 0.005 to 0.3% Ti, 0.03 to 2.5% Zn, and 0.01 to 1.5% And the remainder is aluminum and an aluminum alloy plate which is inevitable impurities.
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