JP2005082827A - 成形加工用アルミニウム合金板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】板表面から板厚の1/4までの領域の平均キューブ方位密度がランダムの8〜250倍、0°、90°耳率が板全体にわたり5%以上でかつその最大値、最小値の差が8%以下、また板全体にわたり導電率が54%以下でかつその最大値、最小値の差が2%以下であるAl合金板。さらに、上記の板の製造方法として、熱間圧延−冷間圧延−溶体化処理−焼入れのプロセス中、特に熱間圧延条件を細かく規定した。
【選択図】 なし
Description
(1)熱間圧延途中の板厚60mmの段階から上りパス直前までの板温度を450〜250℃の範囲内の温度とし、
(2)熱間圧延の上がり板厚を1.5〜8mmとし、
(3)熱間圧延上がり温度を200〜300℃の範囲内とし、
(4)熱間圧延上がりの200〜300℃の範囲内の温度から100℃までの平均冷却速度を100℃/時間以下とし、
(5)熱間圧延中における板厚50mm以降の各パスにおいて圧延方向およびそれに直角な方向の板の材料温度の変動幅100℃以下に保持し、
(6)熱間圧延中における板厚50mm以降の各パスにおいて、圧延ロールと板との接触部分における圧延ロール表面温度について、圧延方向に対し直角な方向の変動幅を100℃以下に保持し、
以上(1)〜(6)が満たされるように制御して熱間圧延を終了させ、さらに中間焼鈍を施すことなく圧延率30%以上で冷間圧延を施して製品板厚とした後、その圧延板に対し、480℃以上の温度での5分以内の溶体化処理を行なってから100℃/min以上の平均冷却速度で50℃以上150℃未満の温度域まで冷却し、続いてその温度域内において2時間以上で保持もしくは徐冷する安定化処理を行なうことを特徴とするものである。
Mgはこの発明で対象としている系の合金で基本となる合金元素であって、Siと共同して強度向上に寄与する。Mg量が0.3%未満では塗装焼付時に析出硬化によって強度向上に寄与するG.P.ゾーンの生成量が少なくなるため、充分な強度向上が得られず、一方1.0%を越えれば、粗大なMg−Si系の金属間化合物が生成され、成形性、特に曲げ加工性が低下するから、Mg量は0.3〜1.0%の範囲内とした。
Siもこの発明の系の合金で基本となる合金元素であって、Mgと共同して強度向上に寄与する。またSiは、鋳造時に金属Siの晶出物として生成され、その金属Si粒子の周囲が加工によって変形されて、溶体化処理の際に再結晶核の生成サイトとなるため、再結晶組織の微細化にも寄与する。Si量が0.3%未満では上記の効果が充分に得られず、一方1.5%を越えれば粗大なSi粒子や粗大なMg−Si系の金属間化合物が生じて、曲げ加工性の低下を招く。したがってSi量は0.3〜1.5%の範囲内とした。
これらの元素は、強度向上や結晶粒微細化、あるいは時効性の向上や表面処理性の向上に有効であり、いずれか1種または2種以上を添加する。これらのうちMn、Crは強度向上と結晶粒の微細化および組織の安定化に効果がある元素であるが、いずれも含有量が0.03%未満では上記の効果が充分に得られず、一方Mn、Crの含有量がそれぞれ0.4%を越えれば、上記の効果が飽和するばかりでなく、多数の金属間化合物が生成されて成形性、特にヘム曲げ性に悪影響を及ぼすおそれがあり、したがってMn、Crはいずれも0.03〜0.4%の範囲内とした。またFeも強度向上と結晶粒微細化に有効な元素であるが、その含有量が0.03%未満では充分な効果が得られず、一方0.5%を越えれば成形性が低下するおそれがあり、したがってFe量は0.03〜0.5%の範囲内とした。さらにTiも強度向上と鋳塊組織の微細化に有効な元素であるが、その含有量が0.005%未満では充分な効果が得られず、一方0.2%を越えればTi添加の効果が飽和するばかりでなく、粗大な晶出物が生じるおそれがあるから、Ti量は0.005〜0.2%の範囲内とした。またZnは時効性向上を通じて強度向上に寄与するとともに表面処理性の向上に有効な元素であるが、Znの添加量が0.03%未満では上記の効果が充分に得られず、一方2.5%を越えれば成形性が低下するから、Zn量は0.03〜2.5%の範囲内とした。
Cuは強度向上および成形性向上のために添加されることがある元素であるが、その量が1.0%を越えれば耐食性(耐粒界腐食性、耐糸錆性)が劣化するから、Cuの含有量は1.0%以下に規制することとした。なお特に耐食性を重視する場合は、Cu量は0.05%以下に規制することが望ましい。
(1)熱間圧延途中の板厚60mmの段階から上りパス直前までの板温度を450〜250℃の範囲内の温度に制御すること。
(2)熱間圧延の上がり板厚を1.5〜8mmとすること。
(3)熱間圧延上がり温度を200〜300℃の範囲内とすること。
(4)熱間圧延上がりの200〜300℃の範囲内の温度から100℃までの平均冷却速度を100℃/時間以下とすること。
(5)熱間圧延中における板厚50mm以降の各パスにおいて圧延方向およびそれに直角な方向の板の材料温度の変動幅100℃以下に保持すること。
(6)熱間圧延中における板厚50mm以降の各パスにおいて、圧延ロールと板との接触部分における圧延ロール表面温度について、圧延方向に対し直角な方向の変動幅を100℃以下に保持すること。
厚さ1mmの板について、10%NaOH水溶液で表面から板厚中央まで50μmずつエッチングしたものを測定サンプルとした。そして板表面から板厚1/4の深さの位置までの領域の平均キューブ方位密度は、表面から板厚方向にそれぞれ50μm、100μm、150μm、200μm、250μmの各位置でそれぞれ測定したキューブ方位密度の平均値で求めた。測定装置としては、リガク(株)のX線回折装置を用い、X線回折のシェルツ反射法により、{200}、{220}、{111}の不完全極点図を測定し、これらを元に三次元結晶方位解析(ODF)を行なって調べた。またこれらの解析においては、アルミニウム粉末から作られたランダム結晶方位を有する試料を測定して得たデータを{200}、{220}、{111}極点図の解析の際に使う規格化ファイルとし、これによりランダム方位を有する試料に対する倍数としてキューブ方位密度を求めた。なおこの発明においては、結晶方位密度は全て三次元結晶方位解析(ODF)に基づくものである。なおまた、一般にキューブ方位は、{100}<001>が理想方位であるが、工業用材料のキューブ方位としては、上記の理想方位を中心に15°までずれる結晶方位も含ませるの通常であり、そこでこの発明でも理想方位を中心に15°の範囲内の結晶方位も含ませている。さらに、結晶方位密度の変動については、コイルの長さ方向に等間隔に7点、幅方向に等間隔に5点、総計35点を測定して、その最大値と最小値を求めた。
板に潤滑油を塗布した後、ポンチ径φ32mm、ブランク径φ62mm、しわ押さえ20kgの条件でカップに絞り、そのカップの耳率を調べた。なおここで耳率の方向は、圧延方向を基準にした0°方向、90°方向を示す。またこの耳率の変動に関しては、コイルの長さ方向に等間隔に7点、幅方向に等間隔に5点、総計35点でサンプル採取して耳率を測定し、その最大値と最小値を求めた。
渦電流式導電率測定装置を用いて銅、黄銅を基準試料として測定を行なった。またこの導電率の変動についても、耳率測定と同様に35点の測定を行なって最大値と最小値を求めた。
材料の圧延方向と垂直にJIS Z2201のJIS5号引張試験片を採取して、JIS Z2241に準拠して引張試験を行なった。また、耐力、伸びのいずれも、その変動を調べるため、前述の耳率、導電率の場合と同様に35点について測定して、その最大値と最小値を求めた。
材料の圧延方向に対して0°、45°、90°の三方向に曲げ試験片を採取し、15%ストレッチして、突き曲げを行ない、突き曲げ後、中板なしで180°に密着曲げを行なった。このヘム曲げ試験も、耳率等と同様に35点でサンプル採取して行なった。評価としては、いずれのサンプル箇所でも目視で割れが認められなかった場合を合格(○印)とし、一箇所でも目視で割れが認められた場合を不合格(×印)とした。
Claims (2)
- Mg0.3〜1.0%(mass%、以下同じ)、Si0.3〜1.5%を含有し、かつMn0.03〜0.4%、Cr0.03〜0.4%、Fe0.03〜0.5%、Ti0.005〜0.2%、Zn0.03〜2.5%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有し、さらにCuが1%以下に規制され、残部がAlおよび不可避的不純物よりなる合金を素材とし、板表面から板厚方向に全板厚の1/4の深さの位置までの領域における平均キューブ方位密度がランダム結晶方位を有する試料の8〜250倍の範囲内にあり、かつ板全体にわたって0°、90°耳率が5%以上でしかも板の長さ方向および幅方向における0°、90°耳率の最大値と最小値との差が8%以下であり、さらに板全体にわたって導電率が54%IACS以下でしかも板の長さ方向および幅方向における導電率の最大値と最小値との差が2%IACS以下であることを特徴とする、成形加工用アルミニウム合金板。
- Mg0.3〜1.0%、Si0.3〜1.5%を含有し、かつMn0.03〜0.4%、Cr0.03〜0.4%、Fe0.03〜0.5%、Ti0.005〜0.2%、Zn0.03〜2.5%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有し、さらにCuが1%以下に規制され、残部がAlおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金鋳塊を熱間圧延するにあたり、
(1)熱間圧延途中の板厚60mmの段階から上りパス直前までの板温度を450〜250℃の範囲内の温度とし、
(2)熱間圧延の上がり板厚を1.5〜8mmとし、
(3)熱間圧延上がり温度を200〜300℃の範囲内とし、
(4)熱間圧延上がりの200〜300℃の範囲内の温度から100℃までの平均冷却速度を100℃/時間以下とし、
(5)熱間圧延中における板厚50mm以降の各パスにおいて圧延方向およびそれに直角な方向の板の材料温度の変動幅100℃以下に保持し、
(6)熱間圧延中における板厚50mm以降の各パスにおいて、圧延ロールと板との接触部分における圧延ロール表面温度について、圧延方向に対し直角な方向の変動幅を100℃以下に保持し、
以上(1)〜(6)が満たされるように制御して熱間圧延を終了させ、
さらに中間焼鈍を施すことなく圧延率30%以上で冷間圧延を施して製品板厚とした後、その圧延板に対し、480℃以上の温度での5分以内の溶体化処理を行なってから100℃/min以上の平均冷却速度で50℃以上150℃未満の温度域まで冷却し、続いてその温度域内において2時間以上で保持もしくは徐冷する安定化処理を行なうことを特徴とする、成形加工用アルミニウム合金板の製造方法。
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