JPH05339669A

JPH05339669A - 耐型かじり性、耐きず性に優れた成形加工用アルミニウム合金合わせ板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH05339669A
Application number: JP16856092A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Matsuo; 守松尾; Toshio Komatsubara; 俊雄小松原; Toshiki Muramatsu; 俊樹村松
Original assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1992-06-03
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】成形加工性に優れていると同時に、成形加工
時における耐型かじり性、耐きず性に優れたＡｌ合金材
料を提供する。【構成】芯材にＭｇ２．０〜８．０％を含有するＡｌ
−Ｍｇ系合金を、皮材にＳｉ５．０〜２０％を含有する
Ａｌ−Ｓｉ系合金、もしくはＳｉ５．０〜２０％、Ｍｇ
０．１０〜５．０％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金
を用い、片面当りクラッド率を１〜１０％の範囲内とし
た合わせ板。製法としては、所定の板厚のクラッド板
に、再結晶のための最終焼鈍を施すか、または溶体化焼
入れ処理後、さらに人工時効処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車ボディシート
に代表される各種陸運車両の部品や電気機器等の部品に
使用される成形加工用アルミニウム合金板およびその製
法に関し、特に成形加工時における耐型かじり性や耐き
ず性に優れたアルミニウム合金合わせ板およびその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のボディシートには、従来は冷延
鋼板を使用することが多かったが、最近では主として車
体軽量化の要求からアルミニウム合金圧延板を使用する
検討が進められている。またボディシート以外の自動車
などの陸運車両の部品やシャーシ、パネル等の電気機器
の部品におけるアルミニウム合金圧延板の需要は近年一
層増加している。このような成形加工の用途に供される
アルミニウム合金圧延板は、成形性に優れていることは
勿論、強度、耐食性、さらには塗装前の下地処理性等が
良好であることが要求されるが、そればかりでなく、特
に大量生産方式で成形加工を行なう場合には、搬送時や
成形加工時に傷が付きにくいこと、すなわち耐きず性が
良好であること、またプレス成形時に型かじりが生じに
くいこと、すなわち耐型かじり性が良好であることが極
めて重要な課題となっている。

【０００３】ところで従来成形加工用アルミニウム合金
としては、純アルミニウム系のＪＩＳ１０５０合金Ｏ
材や１１００合金Ｏ材、Ａｌ−Ｍｎ系の３００３合金Ｏ
材や３００４合金Ｏ材、Ａｌ−Ｍｇ系の５１８２合金Ｏ
材や５０８２合金Ｏ材、さらにはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系の
ＡＡ６００９合金Ｔ４処理材や６０１０合金Ｔ４処理
材などが広く用いられており、またこれに関連して、特
開昭６２−２７５４４号、特開昭６２−２０７８５０
号、特開平１−２２５７８３号、特開平２−１１８０４
９号、特開平２−１１８０５０号、特開昭５５−１５２
１６０号、特開昭６３−１７９０４３号、特開平１−１
９８４５６号、特開平１−２１９１３９号、特開平２−
４７２３４号、特開平２−５７６５５号、特開平２−５
７６５６号においても成形加工用アルミニウム合金とし
てＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃ
ｕ−Ｚｎ系などの合金が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の成
形加工用合金は、成形加工性や強度の点では充分なもの
もあったが、耐きず性や耐型かじり性の点ではいずれも
未だ不充分と言わざるを得なかった。すなわち自動車用
ボディシートの製造ラインでは、アルミニウム合金板も
鋼板に対する処理ラインと同じラインで搬送したりハン
ドリングしたりすることが多いが、鋼板と同じラインで
搬送、ハンドリングした場合、傷が付きやすく、そのた
め手直し作業が必要となって生産性の向上を阻害する原
因となっていた。またアルミニウム合金は鋼板と比較し
てヤング率が低く、動的摩擦係数が高いため、金型でプ
レスする際に型にアルミニウムが凝着して型かじりが発
生し、表面外観を損ったり形状不良や割れを発生させた
りする問題があった。

【０００５】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、陸運車両や電気機器部品等の用途に使用され
る成形加工用アルミニウム合金板として、従来の成形加
工用材料と比べ特に耐型かじり性、耐きず性に優れ、し
かも成形加工性の面でも従来の成形加工用材料と同等に
良好なアルミニウム合金板を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するため、本発明者等が鋭意実験・検討を重ねた結果、
内部に成形加工性の良好なアルミニウム合金を用いる一
方、表面には、耐摩耗性の高いアルミニウム合金、さら
には硬度の高いアルミニウム合金を用いた合わせ板と
し、かつそのクラッド率を適切に設定することによっ
て、良好な成形加工性を確保すると同時に、優れた耐型
かじり性、耐きず性が得られることを見出し、この発明
をなすに至った。

【０００７】具体的には、請求項１の発明は、耐型かじ
り性、耐きず性の優れた成形加工用アルミニウム合金合
わせ板を提供するものであり、この合わせ板は、芯材と
して、Ｍｇ２．０〜８．０wt％を含有しかつ残部がＡｌ
および不可避的不純物よりなる合金を用い、芯材の両面
に、皮材としてＳｉ５．０〜２０wt％を含有しかつ残部
がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合金が、片面当り
１〜１０％のクラッド率でクラッドされていることを特
徴とするものである。

【０００８】また請求項２の発明の成形加工用アルミニ
ウム合金合わせ板は、請求項１の成形加工用アルミニウ
ム合金合わせ板において、芯材として、Ｍｇ２．０〜
８．０wt％のほか、さらにＣｕ０．１〜１．０wt％、Ｚ
ｎ０．０５〜２．０wt％、Ｍｎ０．０３〜０．５wt％、
Ｃｒ０．０３〜０．２wt％、Ｚｒ０．０３〜０．２wt
％、Ｖ０．０３〜０．２wt％のうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純
物よりなる合金が用いられているものである。

【０００９】さらに請求項３の発明は、請求項１もしく
は請求項２に記載の成形加工用アルミニウム合金合わせ
板において、皮材として、Ｓｉ５．０〜２０wt％のほ
か、さらにＭｇ０．１０〜５．０wt％を含有し、残部が
Ａｌおよびおよび不可避的不純物よりなる合金が用いら
れているものである。

【００１０】また請求項４の発明は、請求項１もしくは
請求項２に記載の成形加工用アルミニウム合金合わせ板
において、皮材として、Ｓｉ５．０〜２０wt％のほか、
さらにＭｇ０．１０〜５．０wt％を含有するとともに、
Ｃｕ０．１〜３．０wt％、Ｚｎ０．０５〜３．０wt％、
Ｍｎ０．０３〜１．５wt％、Ｃｒ０．０３〜０．２wt
％、Ｚｒ０．０３〜０．２wt％、Ｖ０．０３〜０．２wt
％、Ｐ０．００５〜０．１wt％、Ｎａ０．００５〜０．
１wt％、Ｓｂ０．００５〜０．３wt％、Ｓｒ０．００５
〜０．１wt％のうちから選ばれた１種または２種以上を
含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合金
が用いられているものである。

【００１１】そしてまた請求項５の発明は、耐型かじり
性、耐きず性に優れた成形加工用アルミニウム合金合わ
せ板を製造する方法を提供するものであって、請求項１
もしくは請求項２に記載された成分組成の芯材用の合金
と、請求項１、請求項３、請求項４のうちのいずれかの
請求項に記載された成分組成の皮材用の合金とをそれぞ
れ鋳造した後、芯材用合金の両面に皮材用合金を熱間圧
延によってクラッドし、さらに圧延を行なってクラッド
率が片面当り１〜１０％の所要の板厚の合わせ板を得、
その後最終焼鈍を施すことを特徴とするものである。

【００１２】さらに請求項６の発明の成形加工用アルミ
ニウム合金合わせ板の製造方法は、請求項１もしくは請
求項２に記載された成分組成の芯材用の合金と、請求項
３もしくは請求項４に記載された成分組成の皮材用の合
金とをそれぞれ鋳造した後、芯材用合金の両面に皮材用
合金を熱間圧延によってクラッドし、さらに圧延を行な
ってクラッド率が片面当り１〜１０％の所要の板厚の合
わせ板を得、その後再結晶溶体化焼入れ処理を行ない、
さらに１４０〜２００℃の範囲内の温度で０．５〜２４
時間加熱する人工時効処理を行なうことを特徴とするも
のである。

【００１３】

【作用】この発明の成形加工用アルミニウム合金合わせ
板においては、基本的には、芯材として成形加工性の良
好なＡｌ−Ｍｇ系合金が用いられており、一方皮材とし
ては耐摩耗性が良好なＡｌ−Ｓｉ系合金、あるいはそれ
にさらにＭｇを添加した溶体化焼入れ処理−人工時効処
理（Ｔ６処理）によって硬質化可能なＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
系合金が用いられている。ここで、皮材のＡｌ−Ｓｉ系
合金もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金は成形加工性が良
好ではないが、皮材の片面当りのクラッド率が１０％以
下であって、成形加工性が良好なＡｌ−Ｍｇ系合金から
なる芯材の割合が８０％以上であるから、合わせ板全体
としては良好な成形加工性が確保される。

【００１４】また皮材のＡｌ−Ｓｉ系合金もしくはＡｌ
−Ｓｉ−Ｍｇ系合金においては、Ｓｉ晶出物粒子が分散
しており、このＳｉ晶出物粒子は一般には耐摩耗性向上
に寄与するが、この発明の場合には特にプレス成形時の
耐型かじり性、耐きず性の向上に寄与する。またこれら
のうち、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金の場合は人工時効処理
によってＭｇ₂Ｓｉが析出して強度向上、硬質化に寄与
し、この場合には表面の硬さが上昇することによって、
耐型かじり性、耐きず性が一層良好となる。ここで、皮
材のクラッド率は片面当り１％以上であるから、合わせ
板全体としても表面の皮材による耐型かじり性、耐きず
性向上効果を充分に発揮させることができる。

【００１５】以下さらに芯材および皮材について具体的
に説明する。

【００１６】先ず芯材の成分組成の限定理由を説明す
る。

【００１７】Ｍｇ：Ｍｇは成形加工用のアルミニウム合
金において重要な添加元素であり、強度および成形性の
向上に寄与する。Ｍｇが２．０wt％未満では充分な強
度、充分な成形性が得られず、一方８．０wt％を越えれ
ば圧延性が低下する。したがってＭｇは２．０〜８．０
wt％の範囲内とした。

【００１８】Ｃｕ：Ｃｕは必要に応じて芯材合金に添加
される元素であり、結晶粒微細化および強度向上に寄与
する。また特に最終焼鈍を連続焼鈍によって行なう場合
には、通常はその最終焼鈍後の冷却速度が１００℃／hr
以上となり、このように最終焼鈍後の冷却速度が１００
℃／hr以上の場合、Ｍｇを３wt％以上含有する合金では
耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ性）が低下するおそれがあ
るが、Ｃｕを添加することによって、１００℃／hr以上
の冷却速度において耐ＳＣＣ性を向上させる効果が得ら
れる。さらに、Ａｌ−Ｍｇ系合金では成形加工後に塗装
焼付け処理を行なえば著しく軟化してしまうことが多い
が、Ｃｕを添加しておけば、最終焼鈍後の冷却速度を１
００℃／hrとすれば塗装焼付け処理時の軟化をわずかに
抑えることができる。これらの効果は、Ｃｕ量が０．１
wt％未満では充分に得られず、一方１．０wt％を越えれ
ば成形性が低下してしまい、特に人工時効処理を行なう
場合には強度上昇に伴なって成形性が著しく低下してし
まうから、Ｃｕは０．１〜１．０wt％の範囲内とした。
なお最終焼鈍後の冷却速度を通常のバッチ式焼鈍などに
よって１００℃／hr未満とした場合には、Ｃｕ量が０．
５wt％を越えれば伸びが低下してしまうから、その場合
にはＣｕは０．１〜０．５wt％の範囲内とすることが好
ましい。

【００１９】Ｚｎ：Ｚｎも芯材合金に必要に応じて添加
される元素であり、強度および成形性の向上に寄与す
る。Ｚｎ量が０．０５wt％を越えれば耐食性が低下する
から、Ｚｎは０．０５〜２．０wt％の範囲内とした。

【００２０】Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ：これらの元素も芯
材合金に必要に応じて添加される元素であり、結晶粒微
細化、組織の均一化、強度向上に寄与する。それぞれ
０．０３wt％未満では上記の効果が得られず、一方Ｍｎ
が０．５wt％を越えれば成形性が低下し、またＣｒ，Ｚ
ｒ．Ｖがそれぞれ０．２wt％を越えれば粗大な金属間化
合物が生成されて成形性が低下する。したがってＭｎは
０．０３〜０．５wt％の範囲内、Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖはそれ
ぞれ０．０３〜０．２wt％の範囲内とした。

【００２１】さらに通常のアルミニウム合金においては
鋳塊の結晶粒微細化のために少量のＴｉを単独で、もし
くは少量のＴｉを微量のＢと組合せて添加することがあ
るが、この発明の合わせ板の場合も芯材の合金にＴｉを
単独でもしくはＢと組合わせて添加しても良い。但し、
初晶ＴｉＡｌ₃粒子の晶出を防止するためにはＴｉは
０．１５％以下とすることが好ましく、またＴｉＢ₂粒
子の生成を防止するためにはＢは０．０１％以下とする
ことが好ましい。さらに、Ｍｇを含有する系のアルミニ
ウム合金においては、鋳造時における溶湯の酸化を防止
するため、微量のＢを添加することがあるが、この発明
の合わせ板の場合も芯材の合金に微量のＢが添加されて
も良い。但しＢの添加量は通常は５００ppm 程度以下と
する。

【００２２】また、芯材のアルミニウム合金において不
可避的に含有されるＦｅ，Ｓｉは特に重要な元素ではな
いが、それぞれ０．５％を越えて含有されれぱ晶出物量
が増加して成形性を低下させるから、いずれも０．５％
以下に規制することが好ましい。

【００２３】次に皮材の成分組成の限定理由を説明す
る。

【００２４】Ｓｉ：Ｓｉはこの発明の合わせ材における
皮材の重要な添加元素であって、プレス成形時の耐型か
じり性、耐きず性の向上に寄与する。すなわちＳｉの添
加によって生じるＳｉ晶出物粒子が耐型かじり性、耐き
ず性を向上させる。またＳｉの添加は強度向上にも効果
があり、特にＭｇを併せて添加した場合には時効硬化性
が付与されて人工時効処理による強度向上、硬質化が図
られ、これにより耐型かじり性、耐きず性の一層の向上
に寄与する。Ｓｉが５．０wt％未満ではこれらの効果が
少なく、一方２０wt％を越えれば鋳造が困難となるか
ら、Ｓｉは５．０〜２０wt％の範囲内とした。

【００２５】Ｍｇ：Ｍｇは強度向上に効果があり、特に
Ｓｉと共存することにより時効硬化性を与え、これによ
って耐型かじり性、耐きず性の向上に寄与するから、特
に請求項３、請求項４の各発明の合わせ板において皮材
合金に積極添加される。すなわち、ＭｇをＳｉとともに
添加しておけば、最終焼鈍時に溶体化温度で加熱し、急
冷することによって時効硬化性が与えられ、その後人工
時効処理を施すことによってＭｇ₂Ｓｉの析出によって
硬化され、耐型かじり性、耐きず性が大幅に向上され
る。Ｍｇが０．１０wt％未満では上記の効果が充分では
なく、一方５．０wt％を越えれば圧延が困難となる。し
たがってＭｇは０．１０〜５．０wt％の範囲内とした。

【００２６】Ｃｕ：Ｃｕは皮材合金に必要に応じて添加
される元素であり、強度を向上させて耐型かじり性、耐
きず性を向上させる。Ｃｕ量が０．１wt％未満ではその
効果が少なく、一方３．０wt％を越えれば鋳造が困難と
なる。したがってＣｕ量は０．１〜３．０wt％の範囲内
とした。

【００２７】Ｚｎ：Ｚｎも皮材合金に必要に応じて添加
される元素であり、強度を向上させて耐型かじり性、耐
きず性を向上させるに寄与する。Ｚｎ量が０．０５wt％
未満ではその効果が得られず、一方３．０wt％を越えれ
ば耐食性が低下するから、Ｚｎは０．０５〜３．０wt％
の範囲内とした。

【００２８】Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ：これらも皮材合金
に必要に応じて添加される元素であって、結晶粒微細化
および強度向上に効果がある。それぞれ０．０３wt％未
満では上記の効果が得られず、一方Ｍｎが１．５wt％を
越えれば、またＣｒ，Ｚｒ，Ｖがそれぞれ０．２wt％を
越えれば粗大金属間化合物を生成してしまうおそれがあ
るから、Ｍｎは０．０３〜１．５wt％、Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ
はそれぞれ０．０３〜０．２wt％の範囲内とした。

【００２９】Ｐ：Ｐは初晶Ｓｉの微細化に効果があり、
通常は初晶Ｓｉが生じるＳｉ１０wt％以上の場合に必要
に応じて添加する。Ｐ量が０．００５wt％未満ではＰ添
加の効果が得られず、一方Ｐ量が０．１wt％を越えれば
その効果が飽和するから、Ｐは０．００５〜０．１wt％
の範囲内とした。

【００３０】Ｎａ，Ｓｂ，Ｓｒ：これらはいずれも共晶
Ｓｉの微細化に効果があり、したがって共晶Ｓｉが生じ
るＳｉ１５wt％以下の場合に必要に応じて添加される。
それぞれ０．００５wt％未満では上記の効果が得られ
ず、またＮａが０．１wt％を、Ｓｂが０．３wt％を、Ｓ
ｒが０．１wt％を越えれば上記の効果が飽和するから、
Ｎａは０．００５〜０．１wt％、Ｓｂは０．００５〜
０．３wt％、Ｓｒは０．００５〜０．１wt％の範囲内と
した。

【００３１】さらに通常のアルミニウム合金においては
鋳塊の結晶粒微細化のために少量のＴｉを単独で、もし
くは少量のＴｉを微量のＢと組合せて添加することがあ
るが、この発明の合わせ板の皮材合金についても、Ｔｉ
を単独でもしくはＢと組合わせて添加しても良い。但
し、初晶ＴｉＡｌ₃粒子の晶出を防止するためにはＴｉ
は０．１５％以下とすることが好ましく、またＴｉＢ₂
粒子の生成を防止するためにはＢは０．０１％以下とす
ることが好ましい。さらに、Ｍｇを含有する系のアルミ
ニウム合金においては、鋳造時における溶湯の酸化を防
止するため、微量のＢを添加することがあるが、この発
明の合わせ板の皮材合金についても、微量のＢが添加さ
れても良い。但しＢの添加量は通常は５００ppm 程度以
下とする。

【００３２】また、皮材のアルミニウム合金において不
可避的に含有されるＦｅ，Ｓｉは特に重要な元素ではな
いが、それぞれ０．５％を越えて含有されれぱ晶出物量
が増加して成形性を低下させるから、いずれも０．５％
以下に規制することが好ましい。

【００３３】さらにこの発明の合わせ板では、クラッド
率、すなわち合わせ板の全厚みに対する皮材の厚みの比
率が重要である。クラッド率が片面当り１０％を越えれ
ば、すなわちＡｌ−Ｓｉ系もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系
合金からなる皮材の片面当りの厚みが１０％を越えて、
Ａｌ−Ｍｇ系合金からなる芯材の厚みが８０％未満とな
れば、芯材として成形性が良好なＡｌ−Ｍｇ系合金を用
いていても合わせ板全体として充分な成形加工性が確保
できなくなる。一方クラッド率が片面当り１％未満とな
れば、すなわち耐型かじり性、耐きず性の向上に寄与す
る皮材の片面当りの厚みが１％未満となれば、合わせ板
として良好な耐型かじり性、耐きず性が得られなくな
る。したがってクラッド率は片面当り１〜１０％の範囲
内とする必要がある。

【００３４】次にこの発明の成形加工用アルミニウム合
金合わせ板の製造方法について説明する。

【００３５】先ず芯材用のアルミニウム合金および皮材
用のアルミニウム合金をそれぞれ常法に従って溶製し、
それぞれＤＣ鋳造法（半連続鋳造法）によって鋳塊とす
るかまたは薄板連続鋳造法（連続鋳造圧延法）によって
直接薄板とする。得られた芯材用、皮材用の鋳塊もしく
は鋳造板は、必要に応じて個別に熱間圧延を行なってか
ら、熱間でクラッド圧延を行なう。なおこのクラッド圧
延に際しては、最終的に得られる合わせ板のクラッド率
が片面当り１〜１０％となるように、クラッド圧延を行
なう皮材用素材の厚み、芯材用素材の厚みを定めておく
ことはもちろんである。その後、必要に応じて熱間圧延
および／または冷間圧延を行なって所要の板厚とする。
またクラッド圧延もしくは熱間圧延と冷間圧延との間、
あるいは冷間圧延の中途においては、必要に応じて中間
焼鈍を行なっても良い。

【００３６】上述のようにして製品板厚とされた合わせ
板に対しては、その後最終焼鈍を行なう。ここで、皮材
合金としてＭｇを積極的に含有していないＡｌ−Ｓｉ系
合金を用いている場合（すなわち請求項１で規定する皮
材合金の場合）は、最終焼鈍として主として成形性を向
上させるための再結晶処理を目的とし、バッチ式焼鈍も
しくは連続焼鈍を行ない、その最終焼鈍上りのＯ材のま
ま製品とする（請求項５で規定する方法）。一方、皮材
合金としてＭｇを積極的に含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系
合金を用いている場合（すなわち請求項３、請求項４で
規定する皮材合金の場合）は、前記同様に最終焼鈍とし
て主として成形性を向上させるための再結晶処理を目的
とし、バッチ式焼鈍もしくは連続焼鈍を行ない、その最
終焼鈍上りのＯ材のまま製品としても良く（請求項５で
規定する方法）、あるいは再結晶と溶体化を目的とし
て、最終焼鈍（再結晶溶体化処理）を連続焼鈍にて行な
い、焼入れのための急冷後皮材合金を時効硬化させるた
めの人工時効処理（高温時効処理）を行なっても良い
（請求項６で規定する方法）。

【００３７】さらにこれらの最終焼鈍、さらには人工時
効処理について詳しく説明する。

【００３８】先ず皮材合金がＡｌ−Ｓｉ系合金もしくは
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金の場合に行なう、再結晶を主目
的としたバッチ焼鈍による最終焼鈍は、通常は３００〜
４５０℃において０．５〜２４時間保持すれば良い。温
度が３００℃未満では再結晶せず、４５０℃を越えれば
結晶粒が粗大化するおそれがある。また時間が０．５時
間未満では再結晶が充分に進行せず、一方２４時間を越
えれば経済的に無駄となるだけである。なおこのように
バッチ焼鈍による場合、芯材の成形性を確保するために
は、芯材の合金としては、Ｃｕは０．５wt％以下、Ｚｎ
は１．０wt％以下とすることが好ましい。

【００３９】次に皮材合金がＡｌ−Ｓｉ系合金もしくは
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金の場合に行なう、再結晶を主目
的とした連続焼鈍による最終焼鈍は、通常は４００〜５
８０℃において保持なしもしくは１０分以下の保持とす
れば良い。温度が４００℃未満では再結晶せず、５８０
℃を越えれば局部溶融が生じてしまうおそれがある。ま
た保持時間が１０分を越えても経済的に無駄となるだけ
である。なおこのように連続焼鈍による場合、一般に冷
却速度が１００℃／hr以上（通常は５〜５０℃／秒）の
急速冷却となるため、Ｃｕ，Ｚｎ等は充分に固溶化され
るから、芯材合金のＣｕが１．０％、Ｚｎが２．０％ま
では充分な成形性を確保することができる。

【００４０】一方皮材が特にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金か
らなる場合に行なう、連続焼鈍による再結晶溶体化処理
の条件は、前述のような再結晶を主目的とした連続焼鈍
と同じ条件で良い。このような条件で再結晶のみならず
充分な溶体化焼入れが行なわれる。

【００４１】またこのように皮材が特にＡｌ−Ｓｉ−Ｍ
ｇ系合金からなる場合において、最終焼鈍（再結晶溶体
化焼入れ処理）後に行なう人工時効処理は、１４０〜２
００℃の範囲内の温度で０．５〜２４時間とする必要が
ある。温度が１４０℃未満では皮材が時効硬化されず、
２００℃を越えれば過時効となって皮材の硬度が高くな
らない。また時間が０．５時間未満でも皮材が時効硬化
されず、一方２４時間を越えてもその効果は飽和し、経
済的に無駄となるだけである。このような条件の人工時
効処理によってＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなる皮材合
金は時効硬化されてその硬さが高くなり、プレス成形時
の耐型かじり性、耐きず性がさらに向上することにな
る。なお芯材合金は、前述のような成分組成範囲内であ
れば時効硬化性を有していないから、このような人工時
効処理を行なっても時効硬化されないのが通常であり、
また仮に時効されたとしても、伸び等の成形性を損なわ
ない程度のわずかな時効硬化に過ぎず、したがって人工
時効処理後の状態でも成形性は充分に確保される。

【００４２】以上のようにして、芯材が成形性が良好な
Ａｌ−Ｍｇ系合金からなり、皮材が耐型かじり性、耐き
ず性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍ
ｇ系合金からなり、かつクラッド率が片面当り１〜１０
％であって、しかも必要に応じて皮材が時効硬化された
合わせ板を得ることができる。このような合わせ板は、
前述のところから明らかなように、成形加工性が良好で
あると同時に、プレス成形時における耐型かじり性、耐
きず性に優れている。

【００４３】

【実施例】芯材用として表１の合金Ｎｏ．１、Ｎｏ．２
の合金を、また皮材用として表１の合金Ｎｏ．３、Ｎ
ｏ．４の合金をそれぞれＤＣ鋳造し、断面寸法が厚さ４
５０mm、幅１２００mmの鋳塊を得た。皮材用の合金Ｎ
ｏ．３、Ｎｏ．４の鋳塊については、面削後に熱間圧延
を行なって厚さ２０mmの板とした。また皮材用の鋳塊の
うち、Ｎｏ．４の合金の鋳塊については、熱間圧延によ
って厚さ４mmとした板、および厚さ７０mmとした板も用
意した。一方芯材用の合金Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の鋳塊に
ついては面削によって厚さ４３０mmとした。これらの芯
材用の面削後の厚さ４３０mmの鋳塊の両面に、皮材用の
厚さ２０mmもしくは４mmまたは７０mmの皮材用の板を、
表２の上段の材料記号１−３、２−４Ａ、２−４Ｂ、２
−４Ｃに示すような組合せで張り合わせ、熱間でクラッ
ド圧延を施した。なお表２の上段において、材料２−４
Ｂは皮材として厚さ４mmの板を用いたもの、材料２−４
Ｃは皮材として厚さ７０mmの板を用いたものであり、そ
の他は全て皮材として厚さ２０mmの板を用いた。

【００４４】前述のような熱間クラッド圧延に引続いて
さらに熱間圧延を進めて、板厚４mmとした。その後、冷
間圧延を行なって板厚１mmの合わせ板とした。なお比較
のため、合金Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の芯材の鋳塊（面削後
厚さ４３０mm）に対して、クラッドを行なわないベア材
のまま熱間圧延によって４mm厚とし、さらに冷間圧延で
１mm厚の単板とした。これらを表２の下段に材料記号１
−Ｘ、２−Ｘとして示した。さらに以上の１mm厚の合わ
せ板および単板について、表３中に示すような再結晶焼
鈍（もしくは再結晶溶体化焼鈍）を行ない、さらに材料
記号２−４Ａ、２−４Ｂ、２−４Ｃの合わせ板および２
−Ｘの単板に関しては表３中に示すような人工時効処理
を行なった。

【００４５】以上のようにして処理された各板につい
て、機械的特性を調べたので、その結果を表４に示す。
なお表４において、硬さは、合わせ板においては皮材部
分の表面硬さを、また単板についてはその表面の硬さ
（したがって芯材合金の硬さ）を調べた。さらに各板に
ついて、次のように成形性評価を行なった。すなわち成
形性試験としては、プレス油（商品名Ｚ５）を塗布し
てエリクセン試験、限界絞り試験（ＬＤＲ試験）、球頭
張出試験を行ない、さらにカップ絞り試験により耐型か
じり性および耐きず性を評価した。これらの結果を表５
に示す。なおエリクセン試験はＪＩＳＢ法により行な
い、また球頭張出試験は１００mmφのポンチを用いて行
なった。さらにカップ絞り試験による耐型かじり性、耐
きず性評価については、５０mmφのポンチを用い、絞り
比１．７にてカップ絞り試験を連続的に５０個実施し、
ダイスＲ部の型かじりの程度と、成形品の疵の程度を目
視により観察して評価した。なおまた、表５中における
耐型かじり性評価の記号は次の通りである。 ○：型かじりの発生が少ない ×：型かじりの発生が多いまた表５中における耐きず性評価の記号は次の通りであ
る。 ◎：きずがほとんどない ○：きずが弱い ×：きずが強い

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】

【表４】

【００５０】

【表５】

【００５１】表５から明らかなように、片面当りのクラ
ッド率が１〜１０％の範囲内である合わせ板の場合（材
料記号１−３，２−４Ａ）は、いずれも芯材として同じ
合金を用いた単板（ベア材；材料記号１−Ｘ，２−Ｘ）
と比較して成形性はほぼ同程度に良好であって、しかも
耐型かじり性、耐きず性が顕著に向上している。なお材
料記号２−４Ｂは、クラッド率が０．８％の合わせ板を
処理した比較材であるが、この場合は耐型かじり性、耐
きず性が同じ芯材合金を用いたベア材とほとんど変わら
なかった。一方材料記号２−４Ｃはクラッド率が１２．
１％の合わせ板を処理した比較材であるが、この場合は
成形性が同じ芯材を用いたベア材よりも格段に劣ってい
た。

【００５２】

【発明の効果】この発明の成形加工用アルミニウム合金
合わせ板は、芯材としてＡｌ−Ｍｇ系合金を用い、皮材
としてＡｌ−Ｓｉ系合金もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合
金を用いており、かつクラッド率が片面当り１〜１０％
の適切な範囲内とされているため、成形加工性が従来の
通常の成形加工用アルミニウム合金なみに良好であると
同時に、成形加工時における耐型かじり性、耐きず性に
優れている。したがってこの発明の成形加工用アルミニ
ウム合金合わせ板を用いれば、成形品歩留りが従来より
も格段に向上するとともに、表面品質の良好な成形品を
得ることができ、また表面きずによる手直し作業も不要
となって生産性も向上するなど、工業上種々の効果を発
揮させることができる。

【００５３】なおこの発明の成形加工用アルミニウム合
金は、自動車用ボディシートに最適であるが、その他の
自動車部品あるいは電気機器のシャーシ、パネル等にも
使用できることは勿論である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯材として、Ｍｇ２．０〜８．０wt％を
含有しかつ残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合
金を用い、芯材の両面に、皮材としてＳｉ５．０〜２０
wt％を含有しかつ残部がＡｌおよび不可避的不純物より
なる合金が、片面当り１〜１０％のクラッド率でクラッ
ドされていることを特徴とする耐型かじり性、耐きず性
に優れた成形加工用アルミニウム合金合わせ板。
【請求項２】芯材として、Ｍｇ２．０〜８．０wt％の
ほか、さらにＣｕ０．１〜１．０wt％、Ｚｎ０．０５〜
２．０wt％、Ｍｎ０．０３〜０．５wt％、Ｃｒ０．０３
〜０．２wt％、Ｚｒ０．０３〜０．２wt％、Ｖ０．０３
〜０．２wt％のうちから選ばれた１種または２種以上を
含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合金
を用いた、請求項１に記載の耐型かじり性、耐きず性に
優れた成形加工用アルミニウム合金合わせ板。
【請求項３】皮材として、Ｓｉ５．０〜２０wt％のほ
か、さらにＭｇ０．１０〜５．０wt％を含有し、残部が
Ａｌおよびおよび不可避的不純物よりなる合金を用い
た、請求項１もしくは請求項２に記載の耐型かじり性、
耐きず性に優れた成形加工用アルミニウム合金合わせ
板。
【請求項４】皮材として、Ｓｉ５．０〜２０wt％のほ
か、さらにＭｇ０．１０〜５．０wt％を含有するととも
に、Ｃｕ０．１〜３．０wt％、Ｚｎ０．０５〜３．０wt
％、Ｍｎ０．０３〜１．５wt％、Ｃｒ０．０３〜０．２
wt％、Ｚｒ０．０３〜０．２wt％、Ｖ０．０３〜０．２
wt％、Ｐ０．００５〜０．１wt％、Ｎａ０．００５〜
０．１wt％、Ｓｂ０．００５〜０．３wt％、Ｓｒ０．０
０５〜０．１wt％のうちから選ばれた１種または２種以
上を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる
合金を用いた、請求項１もしくは請求項２に記載の耐型
かじり性、耐きず性に優れた成形加工用アルミニウム合
金合わせ板。
【請求項５】請求項１もしくは請求項２に記載された
成分組成の芯材用の合金と、請求項１、請求項３、請求
項４のうちのいずれかの請求項に記載された成分組成の
皮材用の合金とをそれぞれ鋳造した後、芯材用合金の両
面に皮材用合金を熱間圧延によってクラッドし、さらに
圧延を行なってクラッド率が片面当り１〜１０％の所要
の板厚の合わせ板を得、その後最終焼鈍を施すことを特
徴とする、耐型かじり性、耐きず性に優れた成形加工用
アルミニウム合金合わせ板の製造方法。
【請求項６】請求項１もしくは請求項２に記載された
成分組成の芯材用の合金と、請求項３もしくは請求項４
に記載された成分組成の皮材用の合金とをそれぞれ鋳造
した後、芯材用合金の両面に皮材用合金を熱間圧延によ
ってクラッドし、さらに圧延を行なってクラッド率が片
面当り１〜１０％の所要の板厚の合わせ板を得、その後
再結晶溶体化焼入れ処理を行ない、さらに１４０〜２０
０℃の範囲内の温度で０．５〜２４時間加熱する人工時
効処理を行なうことを特徴とする、耐型かじり性、耐き
ず性に優れた成形加工用アルミニウム合金合わせ板の製
造方法。