JPS6227544A - 成形加工用熱処理型ｔ４処理アルミニウム合金圧延板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は自動車用のボディシートやエアクリーナ、オ
イルタンクなどの如く、高強度と優れた成形加工性（待
に曲げ性および張出性）が要求される成形加工品に使用
されるアルミニウム合金圧延板およびその製造方法に関
し、特に圧延後の熱処理のままで成形加工の用途に供さ
れしかも成形加工時にリューダースマークの発生のない
高強度成形加工用アルミニウム合金圧延板およびその製
造方法に関するものである。

従来の技術 従来一般に自動車用ボディシート等の成形加工用の自動
車用板材としては冷延鋼板が多用されていたが、最近で
は自動車を軽量化してその燃費を改善するため、従来の
冷延鋼板に代えてアルミニウム合金圧延板を使用する要
望が強まっている。

このような用途に供されるアルミニウム合金圧延板とし
ては、従来はＡｌ−Ｍｇ系の５０５２合金Ｏ材や５１８
２合金０材、あるいはＡ１−Ｃｕ系の２０３６合金Ｔ合
金理材、さらにはＡｌ−Ｍｇ−８ｉ系の６００９合金Ｔ
合金理材、６０１０合金Ｔ合金理材等が適用されている
。

発明が解決すべき問題点 前述の５０５２合金Ｏ材や５１８２合金Ｏ材は、自動車
用ボディシート材等としては強度が不十分であり、また
成形加工時にリューダースマークが発生して外観不良が
生じる問題がある。また２０３６合金Ｔ合金理材では成
形性が劣り、ざらに６００９合金Ｔ合金理材では強度が
不十分であり、また６０１０合金Ｔ合金理材では成形性
が劣る問題がある。

したがって従来は、自動車用ボディシートに適した充分
な強度を有すると同時に成形性が優れかつ成形加工時に
リューダースマークの発生のないアルミニウム合金圧延
板は実質的に存在せず、そのため自動車用ボディシート
等について冷延鋼板に代えて軽Ｈなアルミニウム合金を
使用することがためられれていたのである。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、５０５
２合金Ｏ材や５１８２合金０材なみの優れた成形性、特
に浸れた曲げ性と張出性を有すると同時に、冷延鋼板な
みの強度を有し、かつ成形加工時におけるリューダース
マークの発生のない成形加工用熱処理型アルミニウム合
金圧延板およびその製造方法を提供することを目的とす
るものである。

問題点を解決するための手段 第１発明は、リューダースマークの発生のない、強度お
よび成形性に優れた成形加工用熱処理型アルミニウム合
金圧延板を提供するものであって、ＡＺ−Ｍｇ系合金に
Ｃｕを積極的に添加するとともに、Ｍｎ、Ｚｒの１種ま
たは２種を適量添加したものである。具体的には、第１
発明のアルミニウム合金圧延板は、Ｍｇ１，５〜５．５
％（重■％、以下同じ）　、ＣＵ　０．１８〜１．５％
を含有し、かつＭ　ｎ　０．０５〜０．６％およびＺｒ
　　０．０５〜０．３％のうちの１Ｖｉまたは２！ｌを
含有し、さらに不純物としてのＦｅおよびＳｉ　’Ｅ：
Ｆｅ　　Ｑ、０５〜０．４％、Ｓｉ０．０５〜０．４％
の範囲内とし、残部がＡｌおよびその池の不可避的不ｗ
Ａ物よりなることを特徴とするものである。

また第２発明は、リューダースマークの発生のない、強
度および成形性に優れた成形加工用熱処理型アルミニウ
ム合金圧延板を製造する方法を提供するものであって、
具体的には、前記同様の成分のアルミニウム合金鋳塊を
、４５０〜５６０℃の温度で均質化処理した後、所要の
板厚まで圧延し、次いで４６０〜５６０℃の範囲内の温
度で溶体化処理を行なって１０００℃／肴以上の冷却速
度で急速冷却することを特徴とするものである。

作　　用 先ずこの発明における合金成分限定理由について説明す
る。

Ｍａ： Ｍａはこの発明の系のアルミニウム合金において基本と
なる合金成分であって、強度および成形性とりわけ伸び
と張出性を向上させるに寄与する。

Ｍａが１．５％未満では強度および成形性が不十分とな
って自動車用ボディシート等として不適当となり、一方
５．５％を超えれば伸びが低下するとともに圧延性が劣
化するから、１．５％〜５．５％の範囲内に限定した。

Ｃｕ　： ＣＬＩはこの発明の特徴的な添加元素であって、強度お
よび曲げ性を向上させ、かつリューダースマークの発生
を防止するに有効な元素である。

Ｃｕが０．１８％以下ではこれらの効果が少なく、一方
１．５９Ｇを越えれば強度は向上するが成形性が劣化す
るから、０．１８〜１．５％の範囲内に限定した。なお
ＣＬＩはこの範囲内でも特に０．５％を越え１．０％以
下の範囲内とすることが望ましい。

Ｍｎ　、　Ｚｒ　： これらはいずれも再結晶粒を微細化させて桁罐を均一化
するに有効な元素であるが、それぞれ０．０５％未満で
はその効果がなく、一方Ｍｎが０．６％を越えれば成形
性が低下し、ｌｒが０．３％を越えれば巨大金属間化合
物が生じるから、Ｍｎは０．０５〜０．６％の範囲内に
、またＺｒは０．０５〜０．３％の範囲内に限定した。

Ｆｅ、Ｓｔ： これらは不可避的不純物として通常アルミニウム合金に
含有されるものであり、この発明においても特に重要な
元素ではないが、それぞれ０．４％を越えれば晶出物台
が増して成形性を劣化させ、一方０．０５％未満まで高
純度化することは経済的ではないから、それぞれ０．０
５〜０．０４％の範囲内とした。

上記各元素のほか、鋳塊結晶粒微細化のために、Ｔｉ、
またはＴｉおよびＢを添加してもよい。但し初晶Ｔｉ　
、ｌ！３粒子の晶出を防止するためにはＴｉは０．１５
％以下とすることが望ましく、またＴｉＢ２粒子の生成
を防止するためにはＢは５００ｐｐ＋ｎ以下とすること
が望ましい。

次にこの発明のアルミニウム合金圧延板の製造方法につ
いて説明する。

先ず前述のような成分組成のアルミニウム合金の鋳塊に
対して、４５０〜５６０℃の範囲内の温度で１〜４８時
間の均質化処理を行なう。このような均質化処理を行な
うことにより、成形加工性を向上させるとともに、再結
晶粒を１ｔｉｌ化することができる。その温度が４５０
°Ｃ未満では上述の効果が得られず、一方５６０℃を越
えれば共晶融解が生じるおそれがあり、またその処理時
間が１時間未満では十分な効果が得られず、一方４８時
間を超える長時間の処理は経済的ではなく、したがって
均質化処理の温度、時間を前述のように定めた。

均質化処理後、常法に従って熱間圧延を施し、ざらに必
要に応じて冷間圧延を行なって所要の板厚とする。

その後最終熱処理として、４６０〜５６０℃の範囲内の
温度で溶体化処理し、１０００℃／１ｎ０以上の冷却速
度で急冷する。この処理は強度への寄与の大きいＡｉ’
−Ｍｇ−Ｃｕ相（Ｓ相）の溶体化を図って強度、伸びを
向上させることを主目的としだものである。

溶体化処理温度が４６０℃未満では溶体化処理の効果が
不十分であって、十分な強度および伸びが得られず、一
方５６０℃を越える高温では共晶融解のおそれがあり、
したがって溶体化５２１理温度は４６０℃〜５６０℃の
範囲内とした。なお、この発明の合金組成の場合、Ｓ相
の析出は少量であるから、溶体化処理温度での保持時間
は特に問題とならないが、経済性の観点からは５分以下
とすることが望ましい。溶体化処理後の冷却は、Ｓ相そ
の他の第２相の析出を抑えるために１０００℃／ＩＣ１
１以上の冷却速度とする必要がある。このような冷却速
度を得るための冷却方法としては、強制空冷や水冷など
があるが、焼入歪を可及的に少なくする観点から、強制
空冷を適用することが望ましい。

なお上述のような溶体化処理−急冷は最終熱処理であり
、しかもその後は歪矯正程度を除いて実質的に冷間加工
を行なわずに所要の強度を得るから、この発明の方法に
おける調質は、ＪＩＳ調質記号Ｔ４に相当する。

溶体化処理して冷却した後には歪矯正を行なうのが通常
であるが、この歪矯正のためのレベリングストレッチは
、製品板における伸びの低下を防ぐために３％以下とす
ることが望ましい。

以上のような条件、方法によって得られたアルミニウム
合金圧延板は、５０５２合金Ｏ材や５１８２合金Ｏ材な
みの潰れた成形性、特に）れた曲げ性と張出性とを有す
るとともに、冷延鋼板なみの高彊度を有し、かつ成形加
工時におけるリューダースマークの発生も防止される。

実　　施　　例 ［実論例１］ 第１表に示すような成分組成の合金を連続上清し、５３
０℃で１０時間の均質化処理を施し、続いて板厚４１１
Ｉ１１まで熱間圧延し、さらに板厚１＋ｕ＋まで冷間圧
延した。次いでＲＩＳ熱処理として、第２表に示すよう
な杜々の条件での処理を施した。最終熱処理後２週間常
温時効した後の！！！械的性的特性形性を調べた結果を
第３表に示す。なお第３表中において曲げ（＋＋＋ｉ）
は１８０゛曲げ最小半径を示し、またＬＤＲは限界絞り
比を示す。なおまた第２表において、熱処理記号Ａ、Ｂ
における強制空冷は冷却速度１８００℃／−程度でこの
発明の冷１．１度範囲内、また熱ｔ８理記号Ｅ、Ｆにお
ける水焼入れは冷却速度１０００℃／気以上で本発明範
囲内である。

第３表から明らかなように、この発明の成分範囲内の合
金１．２について、この発明のプロセス条件範囲内の溶
体化処理−急冷を行なってｖＩ質をＴ４とした場合には
、５１８２合金（合金番号３）の０材（熱処理記号Ｃ）
と同等の張出性、曲げ性を示し、かつ強度が向上されて
おり、しかもリューダースマークの発生がないことが明
らかである。

このことから、この発明によれば自動車用ボディーシー
ト、エアークリーナー、あるいはオーイルタンクなど、
強酸形加工を受けしかも高強度が要求される部材に好適
なＡｊ２合金圧延板が得られろことが判る。

［実施例２コ 第１表に示す合金について実施例１と同様に処理した後
、加工ベーキングによる耐力低下を調べるため、種々の
加工度（０％、５％、１０％）で加工を行なってその状
態での耐力を調べるとともに、各加工度の板に対し１７
５℃Ｘ　１　ｈｒのベーキングを施した後の耐力を調べ
た。その結果を第４表に示す。

第４表から明らかなようにこの発明による合金の場合は
、加工ベーキング後の耐力低下がＡｌ−ＭＱ系の５１８
２合金（合金番号３）よりも格段に少なく、したがって
成形加工ｖ＆塗装焼付を行なう自動車用ボディシート材
に最適であることが判る。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明によれば、優れ
た成形性、特に優れた曲げ性と張出性を有し、かつ自動
車用ボディシート等に適した充分な強度を有し、しかも
成形加工時にリューダースマークの発生のないＡ１合金
圧延板を得ることができ、したがって自動車用ボディシ
ートやその他の自動車部品等に対するＡ１合金の用途を
拡大して、自動車車体の軽量化を一層推進することが可
能となるなど、顕著な効果をもたらすことができる。

第１表：供試材の化学成分（Ｂ以外＆、ｔｗｔ％）【 ［ 第２表：最終熱処理条件

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇ　１．５〜５．５％（重量％、以下同じ）、
   Ｃｕ　０．１８〜１．５％を含有し、かつＭｎ　０．０
   ５〜０．６％およびＺｒ　０．０５〜０．３％のうちの
   １種または２種を含有し、さらに不純物としてのＦｅお
   よびＳｉをＦｅ　０．０５〜０．４％、Ｓｉ　０．０５
   〜０．４％の範囲内とし、残部がＡｌおよびその他の不
   可避的不純物よりなることを特徴とするリューダースマ
   ークの発生のない成形加工用熱処理型アルミニウム合金
   圧延板。
2. （２）Ｍｇ　１．５〜５．５％（重量％、以下同じ）、
   Ｃｕ　０．１８〜１．５％を含有し、かつＭｎ　０．０
   ５〜０．６％およびＺｒ　０．０５〜０．３％のうちの
   １種または２種を含有し、さらに不純物としてのＦｅお
   よびＳｉをＦｅ　０．０５〜０．４％、Ｓｉ　０．０５
   〜０．４％の範囲内とし、残部がＡｌおよびその他の不
   可避的不純物よりなるアルミニウム合金鋳塊を、４５０
   〜５６０℃の温度で均質化処理した後、所要の板厚まで
   圧延し、次いで４６０〜５６０℃の範囲内の温度で溶体
   化処理を行なつて１０００℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で
   急速冷却することを特徴とするリューダースマークの発
   生のない成形加工用熱処理型アルミニウム合金圧延板の
   製造方法。