JP3857418B2 - 成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法 - Google Patents
成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3857418B2 JP3857418B2 JP13659698A JP13659698A JP3857418B2 JP 3857418 B2 JP3857418 B2 JP 3857418B2 JP 13659698 A JP13659698 A JP 13659698A JP 13659698 A JP13659698 A JP 13659698A JP 3857418 B2 JP3857418 B2 JP 3857418B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- annealing
- aluminum alloy
- intermediate annealing
- rolling
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材を高歩留まりで製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、アルミニウム合金半硬質材には、加工硬化材を焼鈍軟化させた焼鈍調質材と完全焼鈍材を加工硬化させた加工調質材の2種がある。前者はH2X、後者はH1XとJIS表記される。
前記焼鈍調質材は加工調質材より伸びが大きく成形性に優れるので、プレス成形用には、通常、焼鈍調質材が使用され、特に、比較的強度の高いH24は代表的半硬質材として多用されている。
前記焼鈍調質材は、所定組成の合金鋳塊に均質化処理、熱間圧延、冷間圧延を順に施し、前記冷間圧延後、半軟化温度で焼鈍(調質焼鈍)して製造される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
最近、成形加工の自動化および高速化が進み、半硬質材には品質および特性に関して変動の極小化が求められ、従来の半硬質材では対応できず、より成形性に優れる材料の開発、さらに材料の成形可能限界の向上が必須になってきている。
【0004】
ところで、成形加工材として汎用性の高い、厚さが0.5〜2mmのJIS−1100、1200など(いずれも低強度材)の半硬質材は、中間焼鈍を入れずに冷間圧延した材料を調質焼鈍して製造されている。
しかし、前記冷間圧延材は、冷間加工度が過大なため調質焼鈍で軟化が急激に起き、所要強度が得られる焼鈍温度範囲が極めて狭く、また前記温度範囲は熱間圧延状況によっても変化する。このため、焼鈍不足や過焼鈍などの焼鈍不良が多く、製造歩留まりが低下するという問題がある。
【0005】
一方、中間焼鈍を入れた冷間圧延材は、調質焼鈍での軟化が緩やかで、所要強度が得られる調質焼鈍温度範囲が広くとれ、しかも熱間圧延状況による影響も小さく、従って焼鈍不良も少ない。しかしこの焼鈍調質材は伸びが低く成形性に劣るという問題がある。
このようなことから、本発明者等は、鋳塊の均質化処理、中間焼鈍、最終冷間圧延率、調質焼鈍などの条件について詳細に検討し、成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材を高歩留まりで製造する方法を見い出すことに成功した。
本発明は、成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材(調質焼鈍材)を高歩留まりで製造することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Fe0.2〜0.9wt%、Si0.1〜0.3wt%を含有し、前記FeとSiの含有量の比(Fe/Si)が2.0以上、前記FeとSiの含有量の合計が1.0wt%以下であり、必要に応じてCu0.05〜0.2wt%を含有し、さらに必要に応じてTi0.005〜0.05wt%、B0.001〜0.01wt%のうちの1種または2種を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、その後熱間圧延、中間焼鈍を入れる冷間圧延、調質焼鈍を順に施すアルミニウム合金半硬質材の製造方法であって、前記均質化処理を540〜610℃の温度で1〜15時間施し、少なくとも最終中間焼鈍を軟化率が20〜70%になるように施し、最終中間焼鈍後の冷間圧延を圧延率50%以下で施し、調質焼鈍を200〜260℃の温度で施すことを特徴とする成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるAl−Fe−Si合金について説明する。
Feは強度向上に寄与して成形性を高め、また熱間圧延や中間焼鈍などで再結晶粒を微細化して成形性を向上させる。さらに肌荒れを防止して成形品の表面品質を高める。
Feの添加量を0.2〜0.9wt%に規定する理由は、0.2wt%未満ではその効果が十分に得られず、0.9wt%を超えるとその効果が飽和し、また他の添加元素或いは不純物との間で粗大な金属間化合物を生成して表面欠陥の原因になり、また成形性を害する。
【0008】
SiはAlマトリックス中に固溶して強度向上に寄与する。
Siの含有量を0.1〜0.3wt%に規定する理由は、0.1wt%未満ではその効果が十分に得られず、0.3wt%を超えるとFeとの間で粗大金属間化合物を生成して成形性を害するためである。
【0009】
適量のFeとSiはAlとともに金属間化合物を形成して熱間圧延や中間焼鈍などで形成される再結晶粒を微細化して成形性を向上させる。しかし、その量があまり多くなると、金属間化合物が粗大化して延性が低下し成形性が低下する。そのためFeとSiの含有量の合計は1.0wt%以下にする。
前記金属間化合物量はFeとSiの比によっても影響される。すなわち、過剰Siは前記金属間化合物の生成を妨げ、ひいては再結晶核の形成を妨げて、再結晶粒を粗大化させる。このためFeとSiの含有量の比(Fe/Si)は2.0以上とFeの含有比率を高くする。
【0010】
本発明では前記Al−Fe−Si合金に、必要に応じてCuを含有させる。
Cuは強度を向上させて成形性を高める。またアルマイト処理する場合は、その色調を均質にする。
Cuの含有量を0.05〜0.2wt%に規定する理由は、0.05wt%未満ではその効果が十分に得られず、0.2wt%を超えると耐食性が低下するためである。
【0011】
本発明では、前記Al−Fe−Si合金に、必要に応じてTi、Bのうちの1種または2種を含有させる。
Tiは鋳塊組織を微細化して、圧延材表面の肌荒れや外観の不均一性を改善する。その含有量を0.005〜0.05wt%に規定する理由は、0.005wt%未満ではその効果が十分に得られず、0.05wt%を超えると溶解鋳造時に巨大なAl−Ti系金属間化合物が生成し、これが圧延後も残存して成形品の表面傷の原因になり、また成形性を害する。
BはTiの微細化効果を助長する。Bが0.001wt%未満ではその助長効果が十分に得られず、0.01wt%を超えると溶解鋳造時に巨大なTi−B系金属間化合物が生成し、これが圧延後も残存して成形品の表面傷の原因になる。
本発明では、前記Cuと、TiまたはBの1種以上とを共存させても、それぞれが前述と同じ効果を発現する。
【0012】
本発明の半硬質材は、前述のAl−Fe−Si−(Cu)−(Ti)−(B)合金を鋳造し、得られる鋳塊に均質化処理、熱間圧延、中間焼鈍を入れる冷間圧延を順に施し、最後に調質焼鈍を施して製造される。
前記均質化処理により、鋳塊組織中の溶質元素の偏析が均質化し、またFe、Siなどの金属間化合物の分布が適正化される。また均質化処理により金属間化合物が適度に粗大化し、この適度に粗大化した金属間化合物は、熱間圧延や中間焼鈍で再結晶核として有効に機能して、微細な再結晶組織を形成する。
【0013】
前記均質化処理を540〜610℃の温度で1〜15時間施す理由は、540℃未満では金属間化合物が適度に粗大化せず、このため再結晶核となる金属間化合物が減少して再結晶粒が粗大化し、成形性や外観が損なわれ、610℃を超えると鋳塊に変形や膨れなどが生じ、のちに材料欠陥の原因になる。均質化処理時間が1時間未満では均質化処理効果が十分に得られず、15時間を超えるとその効果が飽和してコスト的に不利になるためである。特に望ましい均質化処理時間は2〜6時間である。
【0014】
均質化処理後の熱間圧延は常法に準じて行う。また熱間圧延後の冷間圧延では中間焼鈍を施す。中間焼鈍を入れた冷間圧延材は、前述のように、所要強度を得るための調質焼鈍温度範囲を広くとれる。
従来、この中間焼鈍は完全焼鈍(完全再結晶)させて行っていたが、完全焼鈍を行う場合は、中間焼鈍前の冷間圧延率を十分に大きくしておかないと、中間焼鈍後の再結晶粒が大きくなり肌荒れが生じ易くなる。
このため、本発明では、少なくとも最終中間焼鈍は完全再結晶させずに、部分再結晶する条件、つまり軟化率が20〜70%になる条件で施す。
【0015】
本発明において、少なくとも最終中間焼鈍を軟化率が20〜70%になるように施す理由は、前記軟化率が20%未満では、調質焼鈍後に、成形性を良好にする大きい伸びが得られず、70%を超えると調質焼鈍において軟化が急激に起きて焼鈍不良が生じ易くなるためで、特に望ましい軟化率は30〜60%である。ここで、軟化率は〔(A−B)/A〕の式で表される。但し、Aは中間焼鈍前の材料の硬さ、Bは中間焼鈍後の材料の硬さである。
【0016】
軟化率が20〜70%の結晶組織は、微細な再結晶粒と亜結晶粒界が発達した未再結晶粒とが混在したものである。
前記20〜70%の軟化率は、220〜280℃の温度で中間焼鈍することにより得られる。すなわち、中間焼鈍温度が220℃未満では未再結晶粒の亜結晶粒界が十分に発達せず、280℃を超えると急激に再結晶して軟化率を20〜70%に制御するのが困難になる。
【0017】
本発明で、最終中間焼鈍後の冷間圧延を圧延率50%以下で施す理由は、圧延率が50%を超えると調質焼鈍後に伸びが十分回復せず、必要とする成形性が得られないためである。
【0018】
本発明で、調質焼鈍を200〜260℃の温度で施す理由は、200℃未満では成形性を良好にする大きい伸びが得られず、260℃を超えると材料が過度に軟化して成形性が悪化するためである。
【0019】
【実施例】
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
(実施例1)
表1に示す本発明規定内組成のアルミニウム合金鋳塊(厚さ500mm、幅1200mm、長さ4000mm)に、表2に示すAの条件で、均質化処理、熱間圧延、中間焼鈍、最終冷間圧延、調質焼鈍を順に施して、厚さ1.0mmの半硬質板を製造した。均質化処理時間は、いずれも4時間とした。
【0020】
(比較例1)
表1に示す本発明規定外組成のアルミニウム合金鋳塊を用いた他は、実施例1と同じ方法により厚さ1.0mmの半硬質板を製造した。
【0021】
実施例1と比較例1で製造した各々の半硬質板について、引張強さ、伸び、成形性を調べた。
成形性はエリクセン試験により調べ、圧延板に割れが入るまでのポンチの移動距離(エリクセン値)が15mm未満のものは不良(×)、15mm以上のものは良好(○)と評価した。
結果を表3に示す。表3には中間焼鈍後の軟化率を併記した。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】
表3より明らかなように、本発明例のNo.1〜3 は、いずれも引張強さおよび伸びが高く、従って成形性に優れた。冷間圧延中に中間焼鈍を入れたので調質焼鈍温度範囲が広くなり焼鈍不良は生じなかった。
これに対し、比較例のNo.4〜8 は、合金組成が本発明組成外のため、いずれも引張強さおよび伸びが低く、従って成形性が劣った。
【0026】
(実施例2)
表1に示したNo.1の組成のアルミニウム合金鋳塊を用い、表2に示したB〜Eの製造条件により厚さ1.0mmの半硬質板を製造した。
【0027】
(比較例2)
表1に示したNo.1の組成のアルミニウム合金鋳塊を用い、表2に示したF〜Lの製造条件により厚さ1.0mmの半硬質板を製造した。
【0028】
実施例2または比較例2で製造した各々の半硬質板について、引張強さ、伸び、および成形性を実施例1と同じ方法により調査した。
結果を表4に示す。表4には中間焼鈍後の軟化率を併記した。
【0029】
【表4】
【0030】
表4より明らかなように、本発明例のNo.9〜13は、いずれも引張強さおよび伸びが高く、従って成形性に優れた。
これに対し、比較例の No.14〜20は、製造条件が本発明規定外のため、いずれも引張強さまたは伸びが低く、従って成形性が劣った。
なお、No.15,16は中間焼鈍温度が適正でないため軟化率が本発明規定値を外れた。またNo.17,20は冷間圧延率が高かったため適正な調質焼鈍温度範囲が狭くなり、設定した調質焼鈍温度では伸びが十分回復せず成形性が不良となった。
【0031】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、強度および伸びが高く成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材を高歩留まりで製造できる。前記半硬質材は成形加工の自動化、高速化に十分対応でき、また張出し成形材、張出し部分の大きい複合成形材、エンボス加工材などにも適用できる。依って、工業上顕著な効果を奏する。
Claims (4)
- Fe0.2〜0.9wt%、Si0.1〜0.3wt%を含有し、前記FeとSiの含有量の比(Fe/Si)が2.0以上、前記FeとSiの含有量の合計が1.0wt%以下であり残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、その後熱間圧延、中間焼鈍を入れる冷間圧延、調質焼鈍を順に施すアルミニウム合金半硬質材の製造方法であって、前記均質化処理を540〜610℃の温度で1〜15時間施し、少なくとも最終中間焼鈍を軟化率が20〜70%になるように施し、最終中間焼鈍後の冷間圧延を圧延率50%以下で施し、調質焼鈍を200〜260℃の温度で施すことを特徴とする成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法。
- Fe0.2〜0.9wt%、Si0.1〜0.3wt%を含有し、前記FeとSiの含有量の比(Fe/Si)が2.0以上、前記FeとSiの含有量の合計が1.0wt%以下であり、さらにCu0.05〜0.2wt%を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、その後熱間圧延、中間焼鈍を入れる冷間圧延、調質焼鈍を順に施すアルミニウム合金半硬質材の製造方法であって、前記均質化処理を540〜610℃の温度で1〜15時間施し、少なくとも最終中間焼鈍を軟化率が20〜70%になるように施し、最終中間焼鈍後の冷間圧延を圧延率50%以下で施し、調質焼鈍を200〜260℃の温度で施すことを特徴とする成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法。
- Fe0.2〜0.9wt%、Si0.1〜0.3wt%を含有し、前記FeとSiの含有量の比(Fe/Si)が2.0以上、前記FeとSiの含有量の合計が1.0wt%以下であり、さらにTi0.005〜0.05wt%、B0.001〜0.01wt%のうちの一種または2種を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、その後熱間圧延、中間焼鈍を入れる冷間圧延、調質焼鈍を順に施すアルミニウム合金半硬質材の製造方法であって、前記均質化処理を540〜610℃の温度で1〜15時間施し、少なくとも最終中間焼鈍を軟化率が20〜70%になるように施し、最終中間焼鈍後の冷間圧延を圧延率50%以下で施し、調質焼鈍を200〜260℃の温度で施すことを特徴とする成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法。
- Fe0.2〜0.9wt%、Si0.1〜0.3wt%を含有し、前記FeとSiの含有量の比(Fe/Si)が2.0以上、前記FeとSiの含有量の合計が1.0wt%以下であり、さらに、Cu0.05〜0.2wt%を含有し、Ti0.005〜0.05wt%、B0.001〜0.01wt%のうちの一種または2種を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、その後熱間圧延、中間焼鈍を入れる冷間圧延、調質焼鈍を順に施すアルミニウム合金半硬質材の製造方法であって、前記均質化処理を540〜610℃の温度で1〜15時間施し、少なくとも最終中間焼鈍を軟化率が20〜70%になるように施し、最終中間焼鈍後の冷間圧延を圧延率50%以下で施し、調質焼鈍を200〜260℃の温度で施すことを特徴とする成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13659698A JP3857418B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13659698A JP3857418B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11323516A JPH11323516A (ja) | 1999-11-26 |
JP3857418B2 true JP3857418B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=15179005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13659698A Expired - Fee Related JP3857418B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3857418B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5291956B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2013-09-18 | 住友軽金属工業株式会社 | 角筒深絞成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
JP4559513B2 (ja) * | 2008-09-09 | 2010-10-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層板および複合成形体 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP13659698A patent/JP3857418B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11323516A (ja) | 1999-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0127146B2 (ja) | ||
KR20060133996A (ko) | 소부 경화성 및 헤밍성이 뛰어난 Al―Mg―Si합금판의 제조방법 | |
EP0480402A1 (en) | Process for manufacturing aluminium alloy material with excellent formability, shape fixability and bake hardenability | |
JPH06240424A (ja) | 成形性および焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の製造方法 | |
JP3857418B2 (ja) | 成形性に優れるアルミニウム合金半硬質材の製造方法 | |
JP2626958B2 (ja) | 成形性および焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の製造方法 | |
JPH08176764A (ja) | 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JP3871462B2 (ja) | 缶胴用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JPH0138866B2 (ja) | ||
JP2626859B2 (ja) | 異方性が小さい高強度成形用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JPH05279822A (ja) | 塗装焼付硬化性、成形性、形状凍結性に優れた成形加工用アルミニウム合金材の製造法 | |
JP3260227B2 (ja) | 結晶粒制御により成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板及びその製造方法 | |
JPH07166285A (ja) | 焼付硬化型Al合金板及びその製造方法 | |
JPH11256291A (ja) | 缶胴用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JPH04263034A (ja) | 焼付硬化性に優れたプレス成形用アルミニウム合金板及びその製造方法 | |
JPH07228957A (ja) | 成形性および焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の製造方法 | |
JP3359428B2 (ja) | 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JPH08296011A (ja) | 塗膜焼付硬化性及び常温安定性に優れた高速成形用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JPH05279820A (ja) | 成形性に優れるアルミニウム合金板材の製造方法 | |
JPH06228696A (ja) | Di缶胴用アルミニウム合金板 | |
JPH0533107A (ja) | 強度と成形性に優れたアルミニウム合金硬質板の製造方法 | |
JPS61288055A (ja) | 強度の優れた成形用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JP4226208B2 (ja) | 微細結晶により強化されたAl−Mn−Mg系合金焼鈍板およびその製造方法 | |
JP2858069B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性高強度アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
JPH1112676A (ja) | 成形用アルミニウム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前記硬質板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031222 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060530 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060705 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060719 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060912 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060914 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150922 Year of fee payment: 9 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |