JP4707317B2 - プレス成形用アルミニウムブランク材 - Google Patents

Description

本発明は、プレス成形用アルミニウムブランク材に係り、特に、二枚の板状アルミニウム母材が突合せ接合されることにより一体化されてなるプレス成形用アルミニウムブランク材のプレス成形性の向上技術に関するものである。

従来から、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる板材（アルミニウム板材）を、プレス成形用のブランク材（素材）として用い、かかるブランク材に対するプレス成形を行うことによって、例えば、日用品や、建材、或いは航空機や船舶の外板等、多種多様なプレス製品が、製造されている。

また、近年では、そのようなアルミニウム製のプレス製品を得る際に、二枚のアルミニウム板材（板状アルミニウム母材）を互いに突き合わせて接合することにより一体化して、一般にテーラードブランク材と称される、一枚のプレス成形用アルミニウムブランク材を得、そして、このプレス成形用ブランク材に対して所定のプレス成形を行うようにした技術が、例えば、自動車のアウター材やインナー材のボディパネル（車体パネル）を与えるプレス製品の製造等に、採用されてきている。

このようなプレス成形技術においては、プレス成形用ブランク材が、二枚の板状アルミニウム母材を突合せ接合して、一体化せしめることにより形成されているところから、プレス成形用ブランク材を得る際に、切断加工等による廃棄材料が何等生じないばかりでなく、一般的なプレス成形技術では使用不能な小型のアルミニウム板材を、ブランク材の形成材料として利用することが出来、それによって、材料コストの低減を有利に図ることが可能となる。しかも、かかるプレス成形技術を実施する際に、互いに厚さが異なる二枚の板状アルミニウム母材が突合せ接合されて、部分的に厚肉とされたプレス成形用ブランク材を用いれば、所定の部位が強度や剛性の高い厚肉部とされる一方、その他の部位が軽量な薄肉部とされることにより、軽量性が可及的に確保された状態で、必要な部位に必要なだけの強度や剛性が付与されたプレス製品が、容易に得られることとなるのである。

また、そのようなプレス成形技術において、板厚差を有する二枚の板状アルミニウム母材が一体化されてなるブランク材を用いる場合には、高い品質性能を有するプレス製品を安定的に得る上で、接合されるべき母材同士の板厚差の大きさに拘わらず、ブランク材における接合品質の安定化を図る必要があり、そのため、最近では、互いに厚さの異なる二枚の板状アルミニウム母材が一体化されてなるプレス成形用アルミニウムブランク材の形成に際して、それら二枚の板状アルミニウム母材を、固相接合により十分な接合強度を有する接合部を形成可能な摩擦撹拌接合方式によって突合せ接合する試みが、種々為されている（例えば、特許文献１〜６参照）。

かかる状況下、本発明者等が、実際に、板厚の互いに異なる二枚の板状アルミニウム母材が摩擦撹拌接合方式によって突合せ接合されてなるプレス成形用アルミニウムブランク材を用いてプレス成形を行ったところ、そのようなプレス成形では、確かに、ブランク材の接合部において十分な接合強度が発揮されて、かかる接合部での破断等が効果的に解消され得るものの、ブランク材における板厚の小さな薄肉部が、板厚の大きな厚肉部よりも優先的に且つ大きく変形して、破断し易くなってしまうため、プレス形状や加工量が自ずと制限されてしまうといった、これまで何等認識されていなかった問題が内在していることが、判明したのである。
特開平１０−２４９５５３号公報 特開２０００１６７６７６号公報 特開２００１−２６９７７９号公報 特開２００１−３２１９６８号公報 特開２００２−２２４８５８号公報 特開２００２−３３１３７０号公報

ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、板厚が互いに異なる二枚の板状アルミニウム母材が突合せ接合されることにより一体化されて、厚肉部と薄肉部とが形成されてなるプレス成形用アルミニウムブランク材において、プレス成形時における薄肉部の厚肉部に対する優先的且つ大きな変形が解消乃至は抑制されることにより、プレス成形性（プレス加工性）が有利に高められ得るようにした新規な構造を提供することにある。

そして、本発明者等が、かかる課題の解決のために、板厚が互いに異なる二枚の板状アルミニウム母材が突合せ接合されることにより一体化されてなるプレス成形用アルミニウムブランク材の材料特性について、様々な観点から種々検討を行った結果、そのようなブランク材を与える、板厚が互いに異なる二枚の板状アルミニウム母材同士の間における、各母材の板厚と引張強さのバランスを最適化すれば、ブランク材に対するプレス成形時に、板厚の小さな板状アルミニウム母材にて与えられる薄肉部と板厚の大きな板状アルミニウム母材にて与えられる厚肉部とが略均一に変形せしめられるようになることを、見出したのである。

すなわち、本発明は、このような知見に基づいて完成されたものであって、その第一の態様とするところは、Ａｌ−Ｍｇ系合金のＯ材及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金のＴ４材からなる群より選択された、板厚が互いに異なる二枚の板状アルミニウム母材が、それぞれの端面同士において相互に突き合わされた状態下で、それらの突合せ部が、摩擦攪拌接合操作にて接合されることにより、一体化されてなる、プレス成形に用いられるアルミニウムブランク材であって、前記二枚の板状アルミニウム母材のうちの板厚が厚い方の板状母材の板厚をｔ₁ 、引張強さをσ₁ とし、且つそれらのうちの板厚が薄い方の板状母材の板厚をｔ₂ 、引張強さをσ₂ としたときに、該厚い方の板状母材の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と該薄い方の板状母材の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が、０．８以上、０．９９以下の範囲内の値となるように構成されていると共に、常温で、ＪＩＳ Ｚ２２４１に従って引張試験を行って得られる、評点間距離５０ｍｍにおける破断伸びが、２０％以上であることを特徴とするプレス成形用アルミニウムブランク材にある。

また、本発明に従うプレス成形用アルミニウムブランク材の別の有利な第二の態様では、かかるブランク材が、プレス成形により自動車の車体パネルを与えるプレス成形用ブランク材として用いられることとなる。

要するに、本発明に従うプレス成形用アルミニウムブランク材の第一の態様によれば、板厚が互いに異なる二枚の板状アルミニウム母材のうちの板厚が厚い方の板状母材の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と、板厚が薄い方の板状母材の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が、０．８以上、０．９９以下の範囲内の値となるように構成されていることで、ブランク材の薄肉部を与える板厚の小さな板状アルミニウム母材の板厚が、ブランク材の厚肉部を与える板厚の大きな板状アルミニウム母材の板厚よりも薄くされている分だけ、板厚の小さな板状アルミニウム母材の引張強さが、板厚の大きな板状アルミニウム母材の引張強さよりも、適度に大きくされると共に、板厚の大きな板状アルミニウム母材の板厚が、板厚の小さな板状アルミニウム母材の板厚よりも厚くされている分だけ、板厚の大きな板状アルミニウム母材の引張強さが、板厚の小さな板状アルミニウム母材の引張強さよりも、適度に小さくされて、板厚が互いに異なる二枚の板状アルミニウム母材同士の間における、各母材の板厚と引張強さのバランスが最適化され、それによって、ブランク材に対するプレス成形時に、板厚の小さな板状アルミニウム母材にて与えられる薄肉部と板厚の大きな板状アルミニウム母材にて与えられる厚肉部とが略均一に変形せしめられるようになる。

それ故、かかる本発明に従うプレス成形用アルミニウムブランク材では、プレス成形時に、板厚の小さな板状アルミニウム母材にて与えられる薄肉部が、板厚の大きな板状アルミニウム母材にて与えられる厚肉部に比して優先的に且つ大きく変形せしめられるようなことが有利に解消乃至は抑制され得て、薄肉部が厚肉部よりも容易に破断してしまうようなことも、効果的に回避され得る。

従って、このような本発明に従うプレス成形用アルミニウムブランク材にあっては、プレス成形時に、薄肉部の変形に伴って、厚肉部も十分に変形せしめられ得て、ブランク材全体での延性が効果的に高められ、それによって、プレス成形時におけるブランク材全体の変形量が有利に増大せしめられ得ることとなる。そして、その結果として、自由なプレス形状やより大きな加工量でのプレス成形が可能となって、プレス成形性が、極めて効果的に高められ得るのである。

また、本発明に従うプレス成形用アルミニウムブランク材の第一の態様においては、Ａｌ−Ｍｇ系合金やＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金に由来する優れた強度が具備せしめられ、それによって、プレス成形にて得られるプレス製品に対して、十分な強度を付与することが可能となる。

さらに、本発明に従うプレス成形用アルミニウムブランク材の第二の態様によれば、自動車の車体パネルにおいて、例えば、各種の部品が取り付けられる取付部位等、部分的に高い強度や剛性が必要とされる部位を、ブランク材の厚肉部にて与えることが可能となり、それによって、車体パネルの部品取付部位等に補強材を取り付ける必要が有利に解消されて、車体パネルの部品点数の削減と、それによるコストの低減とが、効果的に実現され得る。

また、本発明に従うプレス成形用アルミニウムブランク材の第一の態様によれば、接合部における接合強度が十分に高められて、プレス成形時における接合部での破断が効果的に解消され得、以て、プレス成形性の向上が、更に一層有利に実現され得る。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係るプレス成形用アルミニウムブランク材の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う構造を有するプレス成形用アルミニウムブランク材の一例として、自動車のインナー材等のボディパネルを与えるプレス成形用アルミニウムブランク材たるテーラードブランク材１０が、その縦断面形態において、概略的に示されている。かかる図１に示されるように、テーラードブランク材１０は、平板形状を呈する二枚のアルミニウム母材１２，１４が、それぞれの端面同士において、互いに突き合わされた状態下で、それらの突合せ部が接合されて、接合部１６が形成されることにより、一体化せしめられて、構成されている。なお、図１には明示されてはいないものの、二枚の平板状のアルミニウム母材１２，１４は、突合せ部の全長に亘って接合されており、以て、接合部１６が、かかる突合せ部に沿って、全長に連続して延びるように形成されている。

そして、ここでは、そのようなテーラードブランク材１０を構成する二枚の平板状のアルミニウム母材１２，１４のうちの一方のアルミニウム母材１２が、それらのうちの他方のアルミニウム母材１４よりも所定寸法厚い厚さとされている。これによって、テーラードブランク材１０の強度及び剛性が、板厚の大きな厚板状アルミニウム母材１２からなる厚肉部１８において、板厚の小さな薄板状アルミニウム母材１４からなる薄肉部２０よりも、それらの板厚差に応じた分だけ大きくされていると共に、かかるテーラードブランク材１０全体の重量が、薄肉部２０が設けられている分だけ軽量化され、以て、テーラードブランク材１０に対するプレス成形によって得られる自動車のインナー材等のボディパネルにおける所望の部位の高強度化乃至は高剛性化と、インナー材全体の軽量化とを、有利に実現せしめ得るようになっている。

なお、このようなテーラードブランク材１０の形成材料たる厚板状及び薄板状アルミニウム母材１２，１４は、文字通り、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるものであるが、それら各板状母材１２，１４を構成するアルミニウム材料の種類は、特に限定されるものではなく、目的とするプレス製品に要求される材質や特性等に応じて、同一種類のものや互いに異なる種類のものが、アルミニウム若しくは各種のアルミニウム合金の中から、適宜に選択される。

そして、その中でも、自動車のインナー材等のボディパネルを与える本実施形態のテーラードブランク材１０等の如き、優れた強度が要求されるプレス製品を与えるブランク材の形成材料として、厚板状及び薄板状アルミニウム母材１２，１４が用いられる場合には、それら各板状母材１２，１４を与えるアルミニウム材料として、例えば、十分な強度と高いプレス成形性とを兼備するＡｌ−Ｍｇ系（５０００系）合金やＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系（６０００系）合金等が、好適に使用される。

また、厚板状及び薄板状のアルミニウム母材１２，１４を与えるアルミニウム材料として、アルミニウム合金を用いる場合には、上記の如きＡｌ−Ｍｇ系を含む非熱処理型合金と、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系等の熱処理型合金の何れもが使用可能であるが、非熱処理型合金としては、Ｏの質別を有するものが用いられる一方、熱処理型合金としては、Ｔ４の質別を有するものが用いられる。これによって、厚板状及び薄板状母材１２，１４が、それぞれ適度な硬さとされ、以て、そのような厚板状及び薄板状アルミニウム母材１２，１４が一体化されてなるテーラードブランク材１０のプレス製品たる自動車のインナー材等のボディパネルにおいて、十分な堅牢性が発揮され得ることとなる。

そして、このような厚板状及び薄板状アルミニウム母材１２，１４は、例えば、上述の如き基準で選択されたアルミニウム若しくはアルミニウム合金が、先ず、通常のＤＣ法による半連続鋳造法によって造塊され、次に、この得られた造塊物に対して均質化処理が施された後、熱間圧延が行われて、熱間圧延板として製造される。或いは、所定の化学成分に調整されたアルミニウム若しくはアルミニウム合金の溶湯を、連続鋳造法（ＣＣ法）により、直接、連続鋳造板として製造しても良い。そして、これらの熱間圧延板或いは連続鋳造板に対して、必要に応じて、中間焼鈍処理、冷間圧延等が行われて、所定の厚さを有する平板形状に成形され、その後、熱処理によって必要な質別に調質されて、厚板状及び薄板状アルミニウム母材１２，１４として用いられるのである。

また、それら厚板状アルミニウム母材１２と薄板状アルミニウム母材１４の接合には、レーザー溶接やアーク溶接等の一般的な溶融溶接方式による接合方式が考えられるが、本発明にあっては、特に、摩擦撹拌接合方式が採用される。この摩擦撹拌接合方式を採用すれば、溶融溶接方式を採用する場合に比して、接合部１６における接合欠陥の発生が有利に防止され得ると共に、接合強度が十分に高められて、プレス成形時における接合部１６での破断が、効果的に解消され得ることとなる。

ところで、前述せるように、本実施形態のテーラードブランク材１０は、厚板状アルミニウム母材１２と、それよりも薄い厚さの薄板状アルミニウム母材１４とが互いに突合せ接合されて、一体化されてなる、軽量で且つ強度の高い板状差厚継手として構成されるものであるが、厚板状アルミニウム母材１２の板厚：ｔ₁ と薄板状アルミニウム母材１４の板厚：ｔ₂ は、何れも、特に限定されるものではなく、テーラードブランク材１０の厚肉部１８を与える厚板状アルミニウム母材１２の板厚：ｔ₁ が、厚肉部１８において要求される強度及び剛性に応じて適宜に決定され、また、テーラードブランク材１０の薄肉部２０を与える薄板状アルミニウム母材１４の板厚：ｔ₂ は、テーラードブランク材１０全体において所望の軽量化が図られ得る程度において、適当に決定されるところである。

そして、このような本実施形態のテーラードブランク材１０にあっては、特に、厚い板厚：ｔ₁ を有する厚板状アルミニウム母材１２の引張強さをσ₁ とし、且つ薄い板厚：ｔ₂ を有する薄板状アルミニウム母材１４の引張強さをσ₂ としたときに、厚板状アルミニウム母材１２の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と薄板状アルミニウム母材１４の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が、０．８以上、０．９９以下の範囲内の値となるように構成されており、ここに、極めて大きな特徴が存しているのである。

すなわち、本実施形態では、上記の如き特徴的構成を有していることで、薄板状アルミニウム母材１４の板厚：ｔ₂ が、厚板状アルミニウム母材１２の板厚：ｔ₁ よりも薄くされている分だけ、薄板状アルミニウム母材１４の引張強さ：σ₂ が、厚板状アルミニウム母材１２の引張強さ：σ₁ よりも、適度に大きくされると共に、厚板状アルミニウム母材１２の板厚：ｔ₁ が、薄板状アルミニウム母材１４の板厚：ｔ₂ よりも厚くされている分だけ、厚板状アルミニウム母材１２の引張強さ：σ₁ が、薄板状アルミニウム母材１４の引張強さ：σ₂ よりも適度に小さくされて、板厚が互いに異なる薄板状アルミニウム母材１４と厚板状アルミニウム母材１２との間における、各母材１４，１２の板厚と引張強さのバランスが最適化され、それによって、それら薄板状アルミニウム母材１４と厚板状アルミニウム母材１２にて、それぞれ与えられる薄肉部２０と厚肉部１８とが、プレス成形時に、略均一に変形せしめられるようになっている。

かくして、かかるテーラードブランク材１０にあっては、プレス成形時に、薄肉部２０が、厚肉部１８よりも優先的に且つ大きく変形せしめられて、容易に破断するようなことなしに、薄肉部２０の変形に伴って、厚肉部１８も十分に変形せしめられて、それら薄肉部２０と厚肉部１８とを含めた全体の延性が効果的に高められ、それによって、プレス成形時における全体の変形量が有利に増大せしめられ得るようになっている。そして、その結果として、自由なプレス形状やより大きな加工量でのプレス成形が可能となっており、以て、プレス成形性が、極めて効果的に高められ得るのである。

このように、本実施形態のテーラードブランク材１０では、厚板状アルミニウム母材１２の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と薄板状アルミニウム母材１４の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が、上述の如き範囲内の値に制限されていることにより、初めて、プレス成形性の向上が実現され得るのである。従って、かかる比の値：Ｒが、上記特定の範囲から外れるような値である場合には、プレス成形性の向上といった所期の目的乃至は効果が達成され得ないのであり、その点からして、本実施形態のテーラードブランク材１０においては、厚板状アルミニウム母材１２の板厚と引張強さの積と薄板状アルミニウム母材１４の板厚と引張強さの積との比の値：Ｒが、０．８〜０．９９の範囲内の値とされていなければならないのである。

また、本実施形態のテーラードブランク材１０において、厚板状アルミニウム母材１２の板厚と引張強さの積と、薄板状アルミニウム母材１４の板厚と引張強さの積との比の値：Ｒを上述の如き特定の範囲内の値に制限して、それら厚板状アルミニウム母材１２と薄板状アルミニウム母材１４との間における、各母材１２，１４の板厚と引張強さのバランスを最適化するには、各母材１２，１４の引張強さを調節する必要があるが、この引張強さの調節は、各母材１２，１４を与える合金の種類等に応じて、各種の方法が、適宜に採用される。

すなわち、例えば、厚板状及び薄板状アルミニウム母材１２，１４がＡｌ−Ｍｇ系合金からなる場合、Ｍｇの含有量を調整したり、各母材１２，１４に対して、その接合前に、冷間加工を行ったりすることで、それら各母材１２，１４の引張強さを調節することが出来る。そして、厚板状アルミニウム母材１２と薄板状アルミニウム母材１４とが、何れもＡｌ−Ｍｇ系合金からなるテーラードブランク材１０にあっては、薄板状アルミニウム母材１４のＭｇ含有量が、厚板状アルミニウム母材１２のＭｇ含有量よりも多くされている場合において、各母材１２，１４における板厚と引張強の積の比の値：Ｒが、０．９〜０．９９のより好ましい範囲内の値と為され得ることとなる。

また、例えば、厚板状及び薄板状アルミニウム母材１２，１４がＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなる場合、特に、それがＴ４材であるときには、調質を行う際の溶体化処理の温度や時間を調整したり、或いは調質後に人工時効処理を実施したりすることで、各母材１２，１４の引張強さを調節することが出来る。更に、Ｏ材を用いれば、各母材１２，１４の引張強さを最も低く為すことが可能となる。

このように、本実施形態のテーラードブランク材１０にあっては、プレス成形によって得られる自動車のインナー材等のボディパネルにおける所望の部位の高強度化乃至は高剛性化を実現せしめ得る厚肉部１８と、インナー材全体の軽量化に寄与する薄肉部２０とを一体的に有しているところから、軽量性が要求されるインナー材において、例えば、各種の部品が取り付けられる取付部位等、部分的に高い強度や剛性が必要とされる部位に、補強材を取り付けることなく、かかる部位を厚肉部１８にて与えることが可能となり、それによって、インナー材の部品点数の削減と、それによるコストの低減とが、効果的に実現され得る。

そして、かかるテーラードブランク材１０おいては、特に、厚肉部１８と薄肉部２０とが均一で且つ大きな変形量をもって自由な形状にプレス成形され得る優れたプレス成形性が具備せしめられているため、目的とする自動車のインナー材等のボディパネルが、所望の形状と優れた品質とをもって安定的に成形され得るのである。

なお、本実施形態では、自動車のインナー材等のボディパネルを与えるプレス成形用アルミニウムブランク材（テーラードブランク材）に対して、本発明を適用したものの具体例を示したが、本発明は、その他、自動車のインナー材等のボディパネル以外の様々なプレス製品を与えるプレス成形用アルミニウムブランク材以外の何れに対しても有利に適用され得るものであることは、勿論である。

その他、本発明は、各種の形態において実施され得るものであって、当業者の知識に基づいて採用される本発明についての種々なる変更、修正、改良に係る各種の実施の形態が、何れも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、本発明の範疇に属するものであることが、理解されるべきである。

以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明の特徴を更に明確にすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。

＜実施例＞
先ず、下記表１に示される如き化学成分（成分組成）を有する６種類の合金（Ａ〜Ｆ）からなる鋳塊を、半連続鋳造法により鋳造した。なお、表１の各成分は、重量％基準で示した。

その後、この鋳造された６種類の合金（Ａ〜Ｆ）ならなる鋳塊のうち、合金Ａ〜Ｄの４種類の合金からなる鋳塊のそれぞれのものに対して、常法に従って、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、及び焼なましを行って、下記表２に示されるように、４種類の合金（Ａ〜Ｄ）の何れかからなり、且つ板厚が１．０ｍｍ、１．３ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍの何れかとされた、Ｏ材からなる、合計８種類のアルミニウム板材を作製して、準備した。

また、それらＯ材からなる８種類のアルミニウム板材とは別に、合金Ｅ，Ｆの２種類の合金からなる鋳塊のそれぞれのものに対して、常法に従って、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、焼入れを行って、合金Ｅ，Ｆの何れかからなり、且つ板厚が１．０ｍｍとされた、Ｔ４材からなる２種類のアルミニウム板材と、合金Ｅ，Ｆの何れかからなり、且つ板厚が１．３ｍｍとされた、Ｔ４材からなる２種類のアルミニウム板材とを、それぞれ作製して、準備した。また、それら合計４種類のアルミニウム板材のうち、厚さ１．０ｍｍとされた２種類のアルミニウム板材に対しては、１７０℃で４時間の人工時効処理を更に行った。

そして、かくして準備された合計１２種類のアルミニウム板材のそれぞれの引張強さを、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に従って測定した。その結果を、下記表２に併せて示した。

次いで、下記表２に示されるように、準備された１２種類のアルミニウム板材のうち、板厚が１．０ｍｍとされた５種類のアルミニウム板材を薄板状アルミニウム母材として用いる一方、板厚が１．３ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍの何れかとされた７種類のアルミニウム板材を厚板状アルミニウム母材として用い、そして、それらの中から、厚板状アルミニウム母材の板厚をｔ₁ 、引張強さをσ₁ とし、且つ薄板状アルミニウム母材の板厚をｔ₂ 、引張強さをσ₂ としたときに、厚板状アルミニウム母材の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と薄板状アルミニウム母材の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が、本発明において特定される範囲内の値となるような薄板状アルミニウム母材と厚板状アルミニウム母材とを、それぞれ１種類ずつ選び出した後、この選び出された厚板状アルミニウム母材と薄板状アルミニウム母材とを、長さ方向の端面同士において相互に突き合わせた状態で、それらの突合せ部を摩擦撹拌接合して、プレス成形用アルミニウムブランク材を作製した。そして、ここでは、かくの如き方法により、厚板状及び薄板状アルミニウム母材の組合せが各々異なる１３種類のプレス成形用アルミニウムブランク材（試験材１〜１３）を得た。

なお、それら１３種類の試験材１〜１３のそれぞれにおける前記Ｒの値を、下記表２に併せて示した。また、そのような１３種類の試験材１〜１３のうち、試験材１〜５と試験材１０〜１３の作製に際しては、鋼製の回転工具を、回転数：１０００ｒｐｍ、接合速度：２００ｍｍ／分で水平移動させる条件下において、摩擦撹拌接合を実施し、また、試験材６〜９の作製時には、鋼製の回転工具を、回転数：１０００ｒｐｍ、接合速度：５００ｍｍ／分で水平移動させる条件下において、摩擦撹拌接合を実施した。

そして、かくして得られた１３種類の試験材１〜１３のプレス成形性を調べるために、先ず、各試験材１〜１３から、ＪＩＳ ５号形の試験片を、母材同士の接合線が、試験片の中心において、後述する引張試験における引張方向に対して直角な方向に延出して位置せしめられるように、それぞれ切り出して、作製した。次いで、それら各試験材１〜１３から各々１種類ずつ作製した１３種類の試験片に対して、常温で、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に従って引張試験を行い、標点間距離５０ｍｍにおける破断伸びの測定を行った。その結果を、下記表３に示した。

また、上記破断伸びの測定を行う試験片とは別に、１３種類の試験材１〜１３から、直径１２０ｍｍの円板状試験片を、母材同士の接合線が試験片の中心に位置するように切り出して、それぞれ作製した。そして、この試験材１〜１３から各々１種類ずつ作製した１３種類の試験片とエリクセン試験機とを用い、各試験片の表面に低粘度潤滑油を塗布した後、それら各試験片に対して、しわ押え力４０ｋＮ、成形速度２．０ｍｍ／ｓの条件で、直径５０ｍｍの球頭ポンチを用いた張出し加工を行って、各試験片の限界成形高さを調べた。このとき、しわ押えのダイスには、全周に亘って、幅３ｍｍ、高さ２０．５ｍｍのロックビードを設け、材料流入を防止した。その結果を、下記表３に併せて示した。

かかる表３の結果から明らかなように、１３種類の試験材１〜１３は、何れも、破断伸びが２０％以上で、限界成形高さが１６ｍｍ以上のそれぞれ大きな値となっている。これによって、厚板状アルミニウム母材の板厚をｔ₁ 、引張強さをσ₁ とし、且つ薄板状アルミニウム母材の板厚をｔ₂ 、引張強さをσ₂ としたときに、厚板状アルミニウム母材の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と薄板状アルミニウム母材の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が本発明において特定される範囲内の値とされたプレス成形用アルミニウムブランク材が、プレス成形時に十分な変形量をもって変形が可能な、高いプレス成形性を有するものであることが、明確に認識されるのである。
＜比較例＞
また、比較のために、先ず、前記実施例で用いられたものと同じ成分組成を有する６種類の合金（Ａ〜Ｆ）からなる鋳塊を、半連続鋳造法により鋳造し、その後、この鋳造された６種類の合金（Ａ〜Ｆ）ならなる鋳塊のうち、合金Ａ〜Ｄの４種類の合金からなる鋳塊のそれぞれのものに対して、常法に従って、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、及び焼なましを行って、４種類の合金（Ａ〜Ｄ）の何れかからなり、且つ板厚が１．０ｍｍとされた、Ｏ材からなる４種類のアルミニウム板材と、４種類の合金（Ａ〜Ｄ）の何れかからなり、且つ板厚が１．５ｍｍとされた、Ｏ材からなる４種類のアルミニウム板材とを、それぞれ作製して、準備した。また、合金Ｅ，Ｆの２種類の合金からなる鋳塊のそれぞれのものに対して、常法に従って、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、及び焼入れを行って、２種類の合金（Ｅ，Ｆ）の何れかからなり、且つ板厚が１．０ｍｍとされた、Ｔ４材からなる２種類のアルミニウム板材と、２種類の合金（Ｅ，Ｆ）の何れかからなり、且つ板厚が１．５ｍｍとされた、Ｔ４材からなる２種類のアルミニウム板材とを、それぞれ作製して、準備した。そして、かくして準備された合計１２種類のアルミニウム板材のそれぞれの引張強さを、前記実施例と同様にして、測定した。その結果を、下記表４に示した。

次いで、下記表４に示されるように、準備された１２種類のアルミニウム板材のうち、板厚が１．０ｍｍとされた６種類のアルミニウム板材を薄板状アルミニウム母材として用いる一方、板厚が１．５ｍｍとされた６種類のアルミニウム板材を厚板状アルミニウム母材として用い、そして、それらの中から、厚板状アルミニウム母材の板厚をｔ₁ 、引張強さをσ₁ とし、且つ薄板状アルミニウム母材の板厚をｔ₂ 、引張強さをσ₂ としたときに、厚板状アルミニウム母材の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と薄板状アルミニウム母材の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が、本発明において特定される範囲外の値となるような薄板状アルミニウム母材と厚板状アルミニウム母材とを、それぞれ１種類ずつ選び出した後、この選び出された厚板状アルミニウム母材と薄板状アルミニウム母材とを、長さ方向の端面同士において相互に突き合わせた状態で、それらの突合せ部を摩擦撹拌接合して、プレス成形用アルミニウムブランク材を作製した。そして、ここでは、かくの如き方法により、厚板状及び薄板状アルミニウム母材の組合せが各々異なる６種類のプレス成形用アルミニウムブランク材（試験材１４〜１９）を得た。

なお、それら６種類の試験材１４〜１９のそれぞれにおける前記Ｒの値を、下記表４に併せて示した。また、そのような６種類の試験材１４〜１９の作製に際しては、鋼製の回転工具を、回転数：１０００ｒｐｍ、接合速度：３００ｍｍ／分で水平移動させる条件下において、摩擦撹拌接合を実施した。

そして、かくして得られた６種類の試験材１４〜１９のプレス成形性を調べるために、前記実施例と同様な方法により、各試験材１４〜１９の破断伸びと限界成形高さとを測定した。その結果を、下記表５に示した。

かかる表５から明らかなように、６種類の試験材１４〜１９は、何れも、破断伸びが２０％未満で、且つ限界成形高さが１６ｍｍ未満であって、前記実施例における試験材１〜１３のそれぞれの破断伸びと限界成形高さの値に比して、明らかに小さな値となっている。これは、厚板状アルミニウム母材の板厚をｔ₁ 、引張強さをσ₁ とし、且つ薄板状アルミニウム母材の板厚をｔ₂ 、引張強さをσ₂ としたときに、厚板状アルミニウム母材の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と薄板状アルミニウム母材の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が本発明において特定される範囲外の値とされたプレス成形用アルミニウムブランク材が、プレス成形において劣るものであることを、如実に示しているのである。

本発明に従うプレス成形用アルミニウムブランク材の一例の縦断面の一部を拡大して示す説明図である。

符号の説明

１０ テーラードブランク材
１２ 厚板状アルミニウム母材
１４ 薄板状アルミニウム母材
１６ 接合部
１８ 厚肉部
２０ 薄肉部

Claims (2)

1. Ａｌ−Ｍｇ系合金のＯ材及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金のＴ４材からなる群より選択された、板厚が互いに異なる二枚の板状アルミニウム母材が、それぞれの端面同士において相互に突き合わされた状態下で、それらの突合せ部が、摩擦攪拌接合操作にて接合されることにより、一体化されてなる、プレス成形に用いられるアルミニウムブランク材であって、
   前記二枚の板状アルミニウム母材のうちの板厚が厚い方の板状母材の板厚をｔ₁ 、引張強さをσ₁ とし、且つそれらのうちの板厚が薄い方の板状母材の板厚をｔ₂ 、引張強さをσ₂ としたときに、該厚い方の板状母材の板厚と引張強さの積：ｔ₁ ×σ₁ と該薄い方の板状母材の板厚と引張強さの積：ｔ₂ ×σ₂ との比の値：Ｒ＝（ｔ₁ ×σ₁ ）／（ｔ₂ ×σ₂ ）が、０．８以上、０．９９以下の範囲内の値となるように構成されていると共に、常温で、ＪＩＳ Ｚ２２４１に従って引張試験を行って得られる、評点間距離５０ｍｍにおける破断伸びが、２０％以上であることを特徴とするプレス成形用アルミニウムブランク材。
2. プレス成形により自動車の車体パネルを与えるプレス成形用ブランク材として用いられる請求項１に記載のプレス成形用アルミニウムブランク材。

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