JPH05125504A - 焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法

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JPH05125504A
JPH05125504A JP31399691A JP31399691A JPH05125504A JP H05125504 A JPH05125504 A JP H05125504A JP 31399691 A JP31399691 A JP 31399691A JP 31399691 A JP31399691 A JP 31399691A JP H05125504 A JPH05125504 A JP H05125504A
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aluminum alloy
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sec
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JP31399691A
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Katsutoshi Sasaki
勝敏 佐々木
Kunihiko Kishino
邦彦 岸野
Hajime Watanabe
元 渡辺
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JFE Steel Corp
Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車外板、包装用板材などのように強度が
要求され、しかも焼付け塗装を施す部材に適した焼付け
硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法において、
優れた成形性と高い焼付け硬化性を付与するものであ
る。 【構成】 Si 0.2〜 3.0wt%(以下単に%と記す),
Mg 0.2〜 3.0%を含有し、又は更にCu0.01〜 1.5%
又は/及びFe0.25%以下を含有し、又は更にMn0.01
〜 0.3%,Cr0.01〜 0.5%,Zr0.01〜0.5%,Ti
0.01〜 0.5%,Ni0.01〜 0.3%のうち1種又は2種以
上を合計0.01〜 1.0%含み、残部Alと不可避的不純物
からなるアルミニウム合金鋳塊に、 480℃以上の温度で
均質化処理を施した後、熱間圧延及び/又は冷間圧延を
施した材料に、400℃以上の温度で溶体化処理を施し、
3℃/sec以上の冷却速度で冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた焼付け硬化性を
有し、自動車外板,包装用板材などのように、強度が要
求され、しかも焼付け塗装を施される様な部材に適した
焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車外板には冷延鋼板が主に用
いられているが、最近になり自動車の車体軽量化の要求
からアルミニウム合金板を使用することが検討され、一
部では実用化されている。自動車外板用材料としては、
プレス成形性に優れていること、強度が高いこと、耐食
性が優れていることなどが求められている。このような
要求を満足する材料として5052合金(Al− 2.5wt%M
g−0.25wt%Cr),5182合金(Al−0.35wt%Mn−
0.45wt%Mg)などのAl−Mg合金(5000系合金)
や,6009合金(Al− 0.8wt%Si− 0.6wt%Mg−0.
27wt%Cu− 0.5wt%Mn),6061合金(Al− 0.6wt
%Si− 0.1wt%Mg−0.27wt%Cu−0.2wt%Cr)
などのAl−Mg−Si合金(6000系合金)が用いられ
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記6000系合金はプレ
ス成形性が良好であり、焼付け塗装後に高い強度が得ら
れるため自動車外板材へ適用されている。しかしながら
従来の焼付け温度が 180℃で1時間程度であったが、焼
付け温度が低温,短時間化する傾向があるなかで、高い
焼付け塗装加熱後の強度が求められるようになった。こ
のような目的で使用される熱処理型アルミニウム合金板
は、連続焼鈍設備により溶体化処理をおこなっている。
しかしながらこの方法では溶体化温度の保持時間が短時
間であるため、充分な溶体化処理がなされない欠点があ
った。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、連続焼鈍設備での溶体化を容易にし、高い
焼付け硬化性を有する焼付け硬化性成形用アルミニウム
合金板の製造方法を開発したものである。
【0005】即ち本発明の一つは、Si 0.2〜 3.0wt%
(以下wt%を%と略記),Mg 0.2〜 3.0%を含み、残
部Alと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊
に、480℃以上の温度で均質化処理を施した後、熱間圧
延及び/又は冷間圧延を施した材料に、 400℃以上の温
度で溶体化処理を施し、3℃/sec以上の冷却速度で冷却
することを特徴とするものである。
【0006】本発明の他の一つは、Si 0.2〜 0.3%,
Mg0.2〜 3.0%,Cu0.01〜 1.5%を含み、残部Al
と不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に、 4
80℃以上の温度で均質化処理を施した後、熱間圧延及び
/又は冷間圧延を施した材料に、 400℃以上の温度で溶
体化処理を施し、3℃/sec以上の冷却速度で冷却するこ
とを特徴とするものである。
【0007】また本発明の他の一つは、Si 0.2〜 0.3
%,Mg 0.2〜 3.0%,Fe0.25%以下を含み、更にM
n0.01〜 0.3%,Cr0.01〜 0.5%,Zr0.01〜 0.5
%,Ti0.01〜 0.5%,Ni0.01〜 0.3%のうち1種又
は2種以上を合計0.01〜 1.0%を含み、残部Alと不可
避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に、 480℃以
上の温度で均質化処理を施した後、熱間圧延及び/又は
冷間圧延を施した材料に、 400℃以上の温度で溶体化処
理を施し、3℃/sec以上の冷却速度で冷却することを特
徴とするものである。
【0008】更に本発明の他の一つは、Si 0.2〜 0.3
%,Mg 0.2〜 3.0%,Cu0.01%〜 1.5%,Fe0.25
%以下を含み、更にMn0.01〜 0.5%,Cr0.01〜 0.5
%,Zr0.01〜 0.5%,Ti0.01〜 0.5%,Ni0.01〜
0.3%のうち1種又は2種以上を合計0.01〜 1.0%を含
み、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニウム合
金鋳塊に、 480℃以上の温度で均質化処理を施した後、
熱間圧延及び/又は冷間圧延を施した材料に、 400℃以
上の温度で溶体化処理を施し、3℃/sec以上の冷却速度
で冷却することを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明において、合金組成を上記の如く限定し
たのは、次の理由によるものである。
【0010】Siは焼付け塗装時にMgと共にMg2
iを析出させて強度を向上させる。しかしてその添加量
を 0.2〜 3.0%と限定したのは、 0.2%未満ではその硬
化が小さく、 3.0%を越えると溶体化処理後の成形性が
低下するためである。
【0011】Mgは溶体化処理後にマトリックス中に固
溶し、成形性の向上に寄与し、焼付け塗装時にSiと共
にMg2 Siを析出し、強度を向上させる。しかしてそ
の添加量を 0.2〜 3.0%と限定したのは、0.2%未満で
はその効果が小さく、 3.0%を越えると溶体化処理後の
成形性を低下するためである。
【0012】以上のようにSi,Mgは焼付け塗装時に
Mg2 Siとして析出し、強度を向上させる。しかして
この両元素の存在比が異なるとその焼付け硬化性も異な
り、Si,Mgの重量比がSi> 0.6Mg(%)と、M
2 Si量に対して過剰Siであれば、より優れた焼付
け硬化性が得られる。
【0013】尚、焼付け塗装時の時効挙動をコントロー
ルするために、Ag,Cdなどを添加しても本発明の効
果を損なうことはない。
【0014】Cuは焼付け塗装時にGPゾーン,θ´,
S相などを析出して強度を向上する。しかしてその添加
量を0.01〜 1.5%と限定したのは、0.01%未満では強度
向上が小さく、 1.5%を越えると耐食性が低下し、更に
焼入れ感受性が高くなりすぎるためである。
【0015】Feは通常Alの不純物として含まれるも
のである。しかしてFeはSiと化合物を作りやすく、
その量が0.25%を越えて含まれると焼付け塗装時の強度
向上を阻害する。
【0016】Mn,Cr,Zr,Ti,Niはそれぞれ
結晶粒の微細化あるいはマトリックスの強度を向上させ
るために添加する。しかしてそれぞれの添加量を上記の
如く限定したのは、いずれも下限未満では効果が少な
く、上限を越えると溶体化処理後の成形性を低下するた
めである。またこれ等元素の合計量を0.01〜 1.0%と限
定したのは、下限未満では効果が小さく、上限を越える
と溶体化処理後の成形性を低下するためである。
【0017】尚鋳造組織の微細化剤として通常添加され
るBなどは、 0.1%以下であれば、特に本発明の効果を
損なうことはない。
【0018】次に製造工程について説明する。本発明は
上記組成のアルミニウム合金鋳塊を 480℃以上の温度で
均質化処理した後、常法に従って熱間圧延と冷間圧延、
又は冷間圧延を行って所望寸法の板材とし、これを 400
℃以上の温度で溶体化処理を施し、3℃/sec以上の冷却
速度で冷却するものである。
【0019】均質化処理は鋳造時の非平衡な初晶化合物
をマトリックス中に固溶させ、Si,Mg系の粗大化合
物を少なくし、溶体化処理時に速やかに固溶しやすくす
る。その温度を 480℃以上としたのは、 480℃未満の温
度では、Si,Mgの析出により化合物の粗大化が進行
し、速やかな溶体化処理が困難となり、焼付け塗装加熱
後の強度向上が不十分となるためである。尚保持時間は
特に規定しないが1時間以上であることが好ましい。
【0020】溶体化処理はSi,Mg等の添加元素を一
旦マトリックス中に固溶させ、その後の焼付け塗装加熱
時に微細なMg2 Si等の化合物を析出させて強度を向
上させるためである。しかして溶体化処理温度を 400℃
以上としたのは、 400℃未満では添加元素を十分に固溶
させることができず、焼付け塗装加熱時の強度向上が小
さいためである。尚保持時間は特に規定しないが、 400
℃以上となる時間が5秒以上であることが好ましい。ま
た溶体化処理後の冷却速度を3℃/sec以上としたのは、
3℃/sec未満の冷却速度では粗大な化合物が析出してく
るため、成形性の低下、及び焼付け塗装加熱後の強度向
上が小さくなるためである。
【0021】
【実施例】以下本発明を実施例について説明する。表1
に示す組成のアルミニウム合金を常法により溶解し、D
C鋳造により鋳塊を得た。この鋳塊に表2に示す条件で
均質化処理を施した。その後熱間圧延と冷間圧延により
厚さ1mmの板とし、 520℃の温度に15秒間保持した後、
30℃/secで冷却する溶体化処理を施して焼付け硬化性成
形用アルミニウム板を製造した。
【0022】このようにして製造した板材について、引
張試験,エリクセン張出試験,限界深絞り(LDR)試
験を行った。また焼付け塗装処理をシミュレートした 1
50℃, 180℃, 200℃で 60minの加熱を施した後にも引
張試験を行った。その結果を表3に示す。
【0023】引張試験はJIS 5号引張試験片により、引
張強さ,耐力,伸びを測定した。エリクセン張出試験は
JIS Z2247A法により張出し高さを測定した。限界深絞り
(LDR)試験は直径33mmのポンチで潤滑油を塗布した
ブランクの深絞りを行い、破断しない最大ブランク径を
ポンチ径で除した値を求めた。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】表3から明らかなように、本発明例により
製造した板材は、溶体化処理後の成形性及び焼付け塗装
処理後の強度が優れていることが判る。これに対し本発
明製造方法から外れる比較例による板材は、溶体化処理
後の成形性と、焼付け塗装処理後の強度の何れか一つ以
上が劣っている。
【0028】
【発明の効果】このように本発明によれば、優れた成形
性と高い焼付け硬化性を有する成形用アルミニウム合金
板を得ることができるもので、工業上顕著な効果を奏す
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年2月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項4
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】本発明の他の一つは、Si0.2〜3.0
%、Mg0.2〜3.0%、Cu0.01〜1.5%を
含み、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニウム
合金鋳塊に、480℃以上の温度で均質化処理を施した
後、熱間圧延及び/又は冷間圧延を施した材料に、40
0℃以上の温度で溶体化処理を施し、3℃/sec以上
の冷却速度で冷却することを特徴とするものである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】また本発明の他の一つは、Si0.2〜
3.0、Mg0.2〜3.0%、Fe0.25%以下を
含み、更にMn0.01〜0.3%、Cr0.01〜
0.5%、Zr0.01〜0.5%、Ti0.01〜
0.5%、Ni0.01〜0.3%のうち1種又は2種
以上を合計0.01〜1.0%を含み、残部Alと不可
避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に、480℃
以上の温度で均質化処理を施した後、熱間圧延及び/又
は冷間圧延を施した材料に、400℃以上の温度で溶体
化処理を施し、3℃/sec以上の冷却速度で冷却する
ことを特徴とするものである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】更に本発明の他の一つは、Si0.2〜
3.0wt%、Mg0.2〜3.0%、Cu0.01%
〜1.5%、Fe0.25%以下を含み、更にMn0.
01〜0.3%、Cr0.01〜0.5%、Zr0.0
1〜0.5%、Ti0.01〜0.5%、Ni0.01
〜0.3%のうち1種又は2種以上を合計0.01〜
1.0%を含み、残部Alと不可避的不純物からなるア
ルミニウム合金鋳塊に、480℃以上の温度で均質化処
理を施した後、熱間圧延及び/又は冷間圧延を施した材
料に、400℃以上の温度で溶体化処理を施し、3℃/
sec以上の冷却速度で冷却することを特徴とするもの
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸野 邦彦 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河アルミニウム工業株式会社内 (72)発明者 渡辺 元 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河アルミニウム工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜3.0wt
    %を含み、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニ
    ウム合金鋳塊に、 480℃以上の温度で均質化処理を施し
    た後、熱間圧延及び/又は冷間圧延を施した材料に、 4
    00℃以上の温度で溶体化処理を施し、3℃/sec以上の冷
    却速度で冷却することを特徴とする焼付け硬化性成形用
    アルミニウム合金板の製造方法。
  2. 【請求項2】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜3.0wt
    %,Cu0.01〜 1.5wt%を含み、残部Alと不可避的不
    純物からなるアルミニウム合金鋳塊に、 480℃以上の温
    度で均質化処理を施した後、熱間圧延及び/又は冷間圧
    延を施した材料に、 400℃以上の温度で溶体化処理を施
    し、3℃/sec以上の冷却速度で冷却することを特徴とす
    る焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法。
  3. 【請求項3】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜3.0wt
    %,Fe0.25wt%以下を含み、更にMn0.01〜 0.3wt
    %,Cr0.01〜 0.5wt%,Zr0.01〜 0.5wt%,Ti0.
    01〜 0.5wt%,Ni0.01〜 0.3wt%のうち1種又は2種
    以上を合計0.01〜 1.0wt%を含み、残部Alと不可避的
    不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に、 480℃以上の
    温度で均質化処理を施した後、熱間圧延及び/又は冷間
    圧延を施した材料に、 400℃以上の温度で溶体化処理を
    施し、3℃/sec以上の冷却速度で冷却することを特徴と
    する焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜3.0wt
    %,Cu0.01〜 1.5wt%,Fe0.25wt%以下を含み、更
    にMn0.01〜 0.5wt%,Cr0.01〜 0.5wt%,Zr0.01
    〜 0.5wt%,Ti0.01〜 0.5wt%,Ni0.01〜 0.3wt%
    のうち1種又は2種以上を合計0.01〜 1.0wt%を含み、
    残部Alと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳
    塊に、 480℃以上の温度で均質化処理を施した後、熱間
    圧延及び/又は冷間圧延を施した材料に、 400℃以上の
    温度で溶体化処理を施し、3℃/sec以上の冷却速度で冷
    却することを特徴とする焼付け硬化性成形用アルミニウ
    ム合金板の製造方法。
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