JPH0533107A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH0533107A JPH0533107A JP3191651A JP19165191A JPH0533107A JP H0533107 A JPH0533107 A JP H0533107A JP 3191651 A JP3191651 A JP 3191651A JP 19165191 A JP19165191 A JP 19165191A JP H0533107 A JPH0533107 A JP H0533107A
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Abstract
合金硬質板の製造方法に関する。 【構成】 Mn:1.0〜1.5%(質量)、Mg:
1.0〜1.5%、Cu:0.10〜0.30%、S
i:0.15〜0.30%、Fe:0.25〜0.55
%、Ti:0.01〜0.04%、B:0.0001〜
0.0010%を含み、残部Alと不可避不純物からな
るアルミニウム合金鋳塊を、600〜640℃で1〜1
0時間均質化処理し、450〜550℃で熱延開始、
2.2mm以下の厚みに280〜320℃で終了、その
後180〜230℃で2時間保持する中間熱処理を施
し、最終冷延を60〜90%施すことを特徴とする方法
である。 【効果】 本発明によれば、缶胴材に塗装焼付処理を施
しても、強度低下が少なく、高強度でありながらもカー
リング加工性、DI成形性に優れたアルミニウム硬質板
を提供することができる。
Description
に用いるアルミニウム合金硬質板の製造方法に関し、特
に高強度で耳率、成形性に優れた板材の製造法を提供す
るものである。
ストダウンを目的とした薄肉高強度化の要求が強くなっ
てきている。このため、添加成分量の増加や時効硬化性
を狙って中間熱処理を連続焼鈍炉で行うことがなされて
いる。さらに、最終冷間圧延で60%以上の加工を施し
た硬質板がDI成形用材料として供されている。
成形後、耐食性向上などの目的で高分子樹脂を塗装焼付
(200℃前後、数分間)処理する。この際、材料が軟
化してしまい、特に缶底部の強度低下は缶体の耐圧強度
低下につながり、前述した薄肉化を図れなくする原因と
なっている。このため、素材強度を向上させる目的で、
Mg,Mnといった添加成分量を増加させたり、時効硬
化性付与のための連続焼鈍炉による熱処理などが行われ
ている。
ごき加工時に、加工硬化が大きくなり過ぎて破断しやす
くなる。又、Mn増加は鋳造時にAl−Fe−Mn系粗
大金属間化合物を形成しやすくし、これがDI成形時に
破断の起点となる。連続焼鈍処理材は塗装焼付時により
一層硬化し、素材の伸び不足からフランジ部のカーリン
グ加工で割れが生じやすくなるといった問題がある。
鑑み、鋭意研究した結果、均質化処理を高温で行うこと
で固溶Mn量を増加させ、かつ、熱間圧延の終了温度と
その後の中間熱処理の組合せにより、合金成分の析出を
制御することで塗装焼付処理時の素材強度低下を小さく
(軟化しにくく)することができ、高強度化が達成でき
た。又、カ−リング加工性も良好であった。
5%(質量%、以下同じ)、Mg:1.0〜1.5%、
Cu:0.10〜0.30%、Si:0.15〜0.3
0%、Fe:0.25〜0.55%、Ti:0.01〜
0.04%、B:0.0001〜0.0010%を含
み、残部Alと不可避不純物からなるアルミニウム合金
鋳塊を、600〜640℃で1時間以上10時間以内の
均質化処理し、450〜550℃で熱間圧延を開始し、
2.2mm以下の厚みに320℃以下、かつ280℃以
上で終了するように仕上げ、その後、180〜230℃
で2時間以上保持する中間熱処理を施し、最終冷間圧延
を60%以上90%以内施すことを特徴とする強度と成
形性に優れたアルミニウム合金硬質板の製造方法であ
る。
した材料の冷却を人為的に抑制することによって制御す
ると良い。又、最終冷間圧延のあと120〜180℃に
1時間以上保持する最終熱処理を施すこともある。この
最終熱処理は、130℃以上で最終冷間圧延を終了させ
た材料の冷却を人為的に抑制することによって行うとよ
い。
ついて説明する。
で強度に寄与する。この系の合金は均質化処理時の昇温
途中に1μm程度のAl−Mn−Si系化合物が析出
し、固溶Mn量が減少する。さらに550℃以上に加熱
すれば一部は再固溶し、固溶Mn量が増えることにな
る。このような固溶Mnは塗装焼付時に微細析出し、転
位の移動を抑制し、したがって軟化しにくい特性が得ら
れる。又、熱間圧延終了後、180〜230℃に保持す
れば1μm以下の微細なAl−Mn系化合物が析出し、
この後の冷間圧延によって鈍りにくい加工(転位)組織
が得られる。その添加量が1.0%未満では上記効果が
得られない。1.5%を越えると鋳造時にAl−Fe−
Mn系粗大晶出物が形成されやすくなり、DI加工時の
破断の原因となり好ましくない。
な添加元素である。その添加量が1%未満では高強度が
図りにくく、1.5%を越えると加工硬化が大きくなり
すぎ、DI成形時に破胴しやすくなる。
元素である。特に塗装焼付時に微細析出し、硬質板の軟
化を抑える効果がある。その添加量が0.10%未満で
はその効果があまり期待できず、0.30%より多く添
加しても効果が変わらない。 Si:均質化処理時に固溶Mn量をできる限り多くする
観点から、Siは低く抑える必要がある。また、過剰の
Siはフランジ部のカ−リング加工性にとっても好まし
くない。その添加量が0.3%以下であれば実用上問題
がない。又、0.15%未満にすることは、高純度のA
l地金を使用することになり、コストアップにつなが
る。したがって、経済的観点からSi添加量の下限を
0.15%とした。
n系晶出物は、DI加工時の素材と工具の耐焼付き性を
良好にするために不可欠である。しかし、Fe添加量が
0.55%より多くなると、粗大なAl−Fe−Mn系
晶出物が鋳造時に形成され、破断の原因となり好ましく
ない。又、0.25%未満にすると、耐焼付き性が劣化
し、さらにSiと同様に高純度のAl地金を使用しなけ
ればならないためコストアップになる。
板の成形性を向上させるために有効に作用する。その添
加量が0.01%未満では上記効果が十分に得られず、
0.04%を越えると、Bとの粗大化合物(TiB2)
を形成し、割れやピンホ−ルなどの重大欠陥が発生す
る。
果がある。その添加量が0.0001%未満ではその効
果が十分でなく、0.0010%を越えると、Tiとの
粗大化合物(TiB2)を形成し、割れやピンホールな
どの重大欠陥が発生する。
ると、鋳造時急冷によるMnの固溶量増加効果及び均質
化処理時のAl−Mn−Si系化合物の再溶入促進効果
がもたらされる。
溶質原子の偏析を取り除くために行われる。本発明で
は、さらに昇温途中で析出したAl−Mn−Si系化合
物を一部再固溶させるために600℃以上で行う。この
Al−Mn−Si系化合物は550℃以上で保持すれば
固溶傾向を示すものの、かなり安定に存在する化合物で
ある。再固溶させたMnは後の中間熱処理で微細析出し
て硬質材の強度向上に寄与する。保持温度が600℃以
上であれば保持時間は1時間以上10時間以内でよく、
それより低温で保持する場合は長時間必要となり、工業
的に不利である。保持温度が640℃を越えると、共晶
融解を生じ、板表面の面質が悪化するので不都合であ
る。保持時間が600〜640℃の範囲であれば、保持
時間は最低1時間でよく、10時間より長く保持しても
効果は同じで、工業的に不利となる。 熱間圧延:熱間圧延の開始温度が高過ぎると再結晶粒が
粗大になりやすく成形性が劣化する。したがって、本発
明では熱間圧延の開始温度の上限を550℃とした。開
始温度が低過ぎると終了温度が下がりすぎて、本発明工
程では耳率が悪化する。したがって熱間圧延開始温度の
下限は450℃とした。
℃以下とし、再結晶粗組織に、加工による転位組織が若
干残る混合組織にする必要がある。280℃未満では最
終板の45°耳が高くなりすぎて、材料歩留が悪化す
る。320℃を越えると、粒内に残留する転位組織が消
滅してしまい、直後に行う中間熱処理での微細析出が均
一の起らなくなるので好ましくない。又、熱間圧延の仕
上げ板厚を2.2mmより厚くすると、冷間圧延量が多
くなり、そのため最終板の45°耳が高くなりすぎて材
料歩留が悪化する。
細なAl−Mn系化合物を粒内に析出させるために施
す。250℃より高温で保持すると、析出するAl−M
n系化合物のサイズが大きくなり、強度向上に寄与しな
い。180℃より低温では長時間の保持が必要となり、
工業的に不利である。保持温度が180〜230℃の範
囲ならば、保持時間は2時間以上とすればよい。又、熱
間圧延終了後の冷却過程において、230℃から180
℃までの冷却時間が2時間以上となるように、材料の冷
却を人為的に抑制することによって制御しても同様な効
果が得られる。
圧延を終了した板に加工組織(転位)が適度に残留する
こと、および、十分にMnを固溶させておくことが勘要
で600℃以上での均質化処理、280〜320℃での
熱間圧延終了とこの中間熱処理との組合せによって、実
用的レベルでの効果が得られる。
させるために行う。圧延量が60%未満では十分な強度
が得られない。又、90%より多くすると45°耳が高
くなりすぎ、材料歩留りが悪化する。強度と耳率の観点
からは80〜85%の範囲がより好ましい。
し、カッピング成形をより一層容易に安定にすることが
できる。180℃より高い温度では材料の強度(耐力)
の低下が大きくなり不都合である。120℃未満では上
記効果を得るために長時間保持が必要で工業的に不利で
ある。
説明する。
す条件で供試材を作成した。
×10分)相当の熱処理を施し、機械的性質、耳率およ
びカーリング成形性を調べた。結果を表3に示す。
の方法で評価した。すなわち、得られた供試材をさらに
40%冷間圧延(ネック部板厚減少相当)し、上記の塗
装焼付処理相当の熱処理を施したものを試験片とし、こ
の試験片1に直径4mmの穴をあけ、ワックス(ジョン
ソンワックスNo.700:水=1:1)を塗布後、図
1に示すように、ダイス2に直径10mmのフラットポ
ンチ3の中心と試験片1にあけた穴4の中心とが重なる
ようにセッティングし、ポンチ3を0.2mm/sの速
度で張出し、試験片に割れが発生した時点での穴径を光
学顕微鏡で測定する。穴径は、図2に示すように、圧延
方向に対し、平行な直径aと直角な直径bとの平均径で
示した。この穴径が大きいほどカーリング加工性に優れ
ていることを示す。
以上あり、No.9の従来材よりも高強度である。又、
耳率も3%以下で、穴ひろげ試験でも従来材並の特性が
得られている。比較材のNo.4は均質化処理が不十分
で耳率が高く、材料歩留りが悪化する。No.5は熱間
圧延終了温度が低すぎるため耳率が高い。No.6は熱
間圧延での仕上げ板厚が厚すぎるため、冷間圧延量が増
加し、耳率が高くなっている。No.7は中間熱処理を
連続焼鈍炉で処理している。強度、耳率については良好
な値を示すが、穴ひろげ性(カーリング加工性)は悪
い。No.8は最終冷間圧延量が少なく、耐力が低い。
なおNo.8は他の供試材と最終板厚が異っているた
め、穴ひろげ試験での比較調査を行わなかった。
したNo.9又はNo.10の条件で供試材を作成し
た。得られた供試材を用い、実施例1と同様に塗装焼付
相当(210℃×10分)の熱処理を施し、機械的性質
と耳率を調べた。又、実際のDI成形機で製缶(100
0缶成形)し、破断の発生を確認した。これらの結果を
表6に示す。
上あり、耳率も良好である。また、DI成形性にも優れ
ている。比較材のNo.14はMn量が少ないため強度
が低い。No.15はMg量が多すぎるため、しごき加
工時の加工硬化が大きく、破断数が多くなった。100
0缶成形する前に破断数が100缶を越えたため途中で
テストを中止した。No.16はMn,Fe量が多いた
め鋳造時に100μmを越える粗大晶出物が形成され、
それがDI加工時の割れの起点となって破断数が多くな
った。No.17はTi,B添加量が多く、粗大なTi
B2化合物が形成され、DI加工時にダイス成形面に傷
をつけて、しごき面の性状を損うと同時に、割れの起点
となって破断する数が多かった。
を施しても、強度低下が少なく、したがって、高強度で
ありながらも、カーリング加工性、DI成形性に優れた
アルミニウム硬質板を提供することができる。
る。 1 試験片 2 ダイス 3 フラットポンチ 4 穴
Claims (4)
- 【請求項1】 Mn:1.0〜1.5%(質量%、以下
同じ)、Mg:1.0〜1.5%、Cu:0.10〜
0.30%、Si:0.15〜0.30%、Fe:0.
25〜0.55%、Ti:0.01〜0.04%、B:
0.0001〜0.0010%を含み、残部Alと不可
避不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、600〜6
40℃で1時間以上10時間以内の均質化処理し、45
0〜550℃で熱間圧延を開始し、2.2mm以下の厚
みに320℃以下、かつ280℃以上で終了するように
仕上げ、その後、180〜230℃で2時間以上保持す
る中間熱処理を施し、最終冷間圧延を60%以上90%
以内施すことを特徴とする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。 - 【請求項2】 中間熱処理を前段の熱間圧延を終了した
材料の冷却を人為的に抑制することによって制御する請
求項1記載の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。 - 【請求項3】 最終冷間圧延のあと120〜180℃に
1時間以上保持する最終熱処理を施す請求項1又は請求
項2記載の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。 - 【請求項4】 最終熱処理を、130℃以上で最終冷間
圧延を終了させた材料の冷却を人為的に抑制することに
よって行う請求項3記載の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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19165191A JP3201783B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19165191A JP3201783B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 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 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0533107A true JPH0533107A (ja) | 1993-02-09 |
JP3201783B2 JP3201783B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=16278204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19165191A Expired - Lifetime JP3201783B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3201783B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0813108A (ja) * | 1994-06-29 | 1996-01-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 建築パネル用Al−Mn−Mg系合金板の製造方法 |
JP2012167333A (ja) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 缶ボディ用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
TWI550093B (zh) * | 2014-08-08 | 2016-09-21 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 高表面品質鋁合金片材及其製造方法 |
CN106460106A (zh) * | 2014-07-04 | 2017-02-22 | 株式会社Uacj | 饮料罐体用铝合金板及其制造方法 |
CN115821177A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-21 | 武汉大学 | 一种析出强化型铝合金强韧化的方法及其应用 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19165191A patent/JP3201783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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CN115821177B (zh) * | 2022-11-29 | 2024-01-05 | 武汉大学 | 一种析出强化型铝合金强韧化的方法及其应用 |
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