JPH08209280A - 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 - Google Patents

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

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JPH08209280A
JPH08209280A JP1912095A JP1912095A JPH08209280A JP H08209280 A JPH08209280 A JP H08209280A JP 1912095 A JP1912095 A JP 1912095A JP 1912095 A JP1912095 A JP 1912095A JP H08209280 A JPH08209280 A JP H08209280A
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aluminum alloy
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JP1912095A
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Minoru Hayashi
稔 林
Yoichiro Totsugi
洋一郎 戸次
Satoru Shoji
了 東海林
Tetsushi Kakio
哲史 垣生
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、延性が高く、成形時に割れが発生し
ない成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造
方法を提供することを目的とする。 【構成】Mgを4.0〜10.0重量%を含有し、M
n,Cr,Zr,およびTiからなる群より選ばれた少
なくとも一つの元素をそれぞれ0.5重量%以下であっ
て合計で0.01〜1.0重量%含有し、残部がAlお
よび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなり、
アルミニウム合金において、存在する最大の金属間化合
物の寸法が円相当径で10μm以下であり、金属間化合
物の面積占有率が10%以下であることを特徴としてい
る。また、上記アルミニウム合金について、鋳塊からア
ルミニウム合金板までの総加工量が板厚減少率で少なく
とも98%となるように加工を行うことを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の外板等に使用
される成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車の外板としては、成形性が
良好である冷延鋼板が主に用いられている。近年、自動
車車体の軽量化が要求され、自動車の外板としてアルミ
ニウム合金板を使用することが検討されている。自動車
の外板として使用するためには、高強度であると共に延
性が高いことが要求される。このため、自動車の外板に
は、5052合金、5182合金等のAl−Mg合金か
らなるアルミニウム合金板が主に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
Al−Mg合金からなるアルミニウム合金板は、冷延鋼
板に比べると、まだまだ延性が低く、成形時に割れが発
生し易い。この問題を解決するために、Al−Mg合金
に添加する元素を種々検討したり、不純物を低減させ
て、アルミニウム合金板の延性を改善する試みがなされ
ているが、充分な延性向上効果は得られていない。
【0004】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、延性が高く、成形時に割れが発生しない成形性に
優れたアルミニウム合金板およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
Mgを4.0〜10.0重量%を含有し、Mn,Cr,
Zr,およびTiからなる群より選ばれた少なくとも一
つの元素をそれぞれ0.5重量%以下であって合計で
0.01〜1.0重量%含有し、残部がAlおよび不可
避的不純物であるアルミニウム合金からなり、前記アル
ミニウム合金において、存在する最大の金属間化合物の
寸法が円相当径で10μm以下であり、金属間化合物の
面積占有率が10%以下であることを特徴とする成形性
に優れたアルミニウム合金板を提供する。
【0006】本発明の第2の発明は、アルミニウム合金
の鋳塊に熱間圧延加工を施し、次いでこれに冷間圧延加
工および焼鈍処理を順次施すことによりアルミニウム合
金板を得るアルミニウム合金板の製造方法において、前
記アルミニウム合金が、Mgを4.0〜10.0重量%
含有し、Mn,Cr,Zr,およびTiからなる群より
選ばれた少なくとも一つの元素をそれぞれ0.5重量%
以下であって合計で0.01〜1.0重量%含有し、残
部がAlおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金
であり、前記鋳塊から前記アルミニウム合金板までの総
加工量が板厚減少率で少なくとも98%となるように加
工を行うことを特徴とする成形性に優れたアルミニウム
合金板の製造方法を提供する。本発明の第1および第2
の発明において、アルミニウム合金がCuを0.1〜
0.5重量%含有するものであってもよい。
【0007】
【作用】本発明の第1の発明は、Mgを4.0〜10.
0重量%を含有し、Mn,Cr,Zr,およびTiから
なる群より選ばれた少なくとも一つの元素をそれぞれ
0.5重量%以下であって合計で0.01〜1.0重量
%含有し、残部がAlおよび不可避的不純物であるアル
ミニウム合金からなり、アルミニウム合金において、存
在する最大の金属間化合物の寸法が円相当径で10μm
以下であり、金属間化合物の面積占有率が10%以下で
あることを特徴としている。
【0008】このように、上記組成を有するアルミニウ
ム合金において、最大の金属間化合物の寸法および面積
占有率を規定することにより、得られるアルミニウム合
金板の破断限界を向上させて成形性を改善することがで
きる。
【0009】本発明において、アルミニウム合金の組成
を規定したのは以下の理由による。Mgは、固溶するこ
とにより、得られるアルミニウム合金板の強度を増大さ
せると共に加工硬化性させる。これにより、アルミニウ
ム合金板の延性が向上して成形性が改善される。Mgの
含有量を4.0〜10.0重量%としたのは、含有量が
4.0重量%未満であると延性向上の効果に乏しく、1
0.0重量%を超えると耐応力腐食割れ性が悪化すると
共に熱間加工性が悪くなり、製造が困難になるためであ
る。
【0010】Mn,Cr,Zr,Tiは、それぞれアル
ミニウム合金の結晶粒の微細化あるいはマトリクス強度
を向上させる効果がある。これらの元素の含有量をいず
れも0.5重量%以下にしたのは、含有量が0.5重量
%を超えると得られるアルミニウム合金板の延性を低下
させるからである。また、Mn,Cr,Zr,Tiのう
ち少なくとも2つの元素を含有する場合は、含有量を合
計で1.0重量%以下にする。これは、含有量が合計で
1.0重量%を超えると粗大な金属間化合物が形成され
て得られるアルミニウム合金板の延性が低下するからで
ある。
【0011】Cuは、焼付塗装時にGPゾーン、θ´、
S相等を析出してアルミニウム合金板の強度を向上させ
るので、塗装後の強度を向上させる場合にアルミニウム
合金に添加する。Cuの含有量を0.1〜0.5重量%
としたのは、含有量が0.1重量%未満であると強度を
向上させる効果が乏しく、0.5重量%を超えると得ら
れるアルミニウム合金板の耐食性が低下するからであ
る。
【0012】Fe,Siは、通常Alの不純物として含
まれるものである。しかしながら、FeはSiと化合物
を形成し易く、その化合物はアルミニウム合金板を変形
させる際にクラックの起点となり、延性を低下させるこ
とが知られている。このため、Fe,Siの含有量は、
いずれも0.2重量%以下にすることが好ましい。
【0013】本発明の第1の発明において、アルミニウ
ム合金中に存在する最大の金属間化合物の寸法は円相当
径で10μm以下に設定する。このように、金属間化合
物をアルミニウム合金中で微細に分布させると、分散強
化により強度が向上する。最大の金属間化合物の円相当
径が10μmを超えると得られるアルミニウム合金板の
成形時に金属間化合物がクラックの起点となるので好ま
しくない。
【0014】本発明の第1の発明において、アルミニウ
ム合金中に存在する金属間化合物の面積占有率は10%
以下に設定する。これは、面積占有率が10%を超える
と、得られるアルミニウム合金板の成形時に金属間化合
物がクラックの起点となるからである。
【0015】本発明の第2の発明は、上記アルミニウム
合金について、鋳塊からアルミニウム合金板までの総加
工量が板厚減少率で少なくとも98%となるように加工
を行うことを特徴としている。
【0016】このような加工を施すことにより、存在す
る最大の金属間化合物の寸法が円相当径で10μm以下
であり、金属間化合物の面積占有率が10%以下である
アルミニウム合金板を得ることができる。
【0017】本発明の第2の発明において、鋳塊からア
ルミニウム合金板までの総加工量が板厚減少率で少なく
とも98%となるように加工を行う。これは、次の理由
による。アルミニウム合金中に不純物として含まれるF
e、あるいは強度向上のために添加するMn,Cr,Z
r,Tiは、鋳造時に粗大な金属間化合物として鋳塊内
部に存在する。これらの粗大な金属間化合物は、成形時
にクラックの起点となるので、できるだけ小さくしなけ
ればならないが、均質化処理等の熱処理を施しても充分
に小さくすることができない。このため、できるだけ総
加工量を多くして金属間化合物をアルミニウム合金中に
分散させる必要がある。板厚減少率が98%未満である
と、金属間化合物を充分に小さくすることができないの
で好ましくない。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
下記表1に示す組成を有するA〜Fのアルミニウム合金
を溶解し、鋳造し、さらにこれに面削りを行い、厚さ1
00mm、幅200mm、長さ1150mmの鋳塊を作製し
た。
【0019】
【表1】
【0020】次いで、この鋳塊に420℃の熱間圧延加
工を施して厚さ10mmの熱間圧延板を得た。続けて、熱
間圧延板からの総加工量を調整するために、表1に示す
種々の板厚に切り出した。さらに、これに冷間圧延加工
および焼鈍処理を施して最終板厚が1mmのアルミニウム
合金板を得た。このとき、総加工量および焼鈍処理の条
件を下記表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】下記表3に示すNo. 1〜10までのアルミ
ニウム合金板について、最大金属間化合物の円相当径、
金属間化合物の面積占有率、および張出高さを調べた。
その結果を下記表3に併記する。なお、最大金属間化合
物の円相当径および面積占有率は研磨後に画像解析によ
り算出し、張出高さはポンチ径50mm、ダイス径75m
m、ロックビード、潤滑油の粘度100cSt の条件で球
頭張出を行い、その高さを測定した。
【0023】
【表3】
【0024】表3から明らかなように、本発明において
規定する組成のアルミニウム合金を用いて本発明にかか
る方法で得られたアルミニウム合金板No. 1〜7は、い
ずれも最大金属間化合物の円相当径が10μm以下であ
って、金属間化合物の面積占有率が10%以下であり、
成形性が良好であった。
【0025】これに対して、Mgの含有量が本発明の範
囲より少ないアルミニウム合金を用いて本発明にかかる
方法で得られたアルミニウム合金板No. 8は、成形性が
悪いものであった。Mnの含有量が本発明の範囲より多
いアルミニウム合金を用いて本発明にかかる方法で得ら
れたアルミニウム合金板No. 9は、最大金属間化合物の
円相当径が10μmを超え、金属間化合物の面積占有率
も10%を超えて、成形性が悪いものであった。また、
本発明において規定する組成のアルミニウム合金を用い
て本発明の範囲よりも小さい総加工量で加工して得られ
たアルミニウム合金板No. 10は、最大金属間化合物の円
相当径が10μmを超え、成形性が悪いものであった。
【0026】
【発明の効果】以上説明した如く本発明の成形性に優れ
たアルミニウム合金板は、Mgを4.0〜10.0重量
%を含有し、Mn,Cr,Zr,およびTiからなる群
より選ばれた少なくとも一つの元素をそれぞれ0.5重
量%以下であって合計で0.01〜1.0重量%含有
し、残部がAlおよび不可避的不純物であるアルミニウ
ム合金からなり、アルミニウム合金において、存在する
最大の金属間化合物の寸法が円相当径で10μm以下で
あり、金属間化合物の面積占有率が10%以下であるの
で、延性が高く、成形時に割れが発生しないものであ
る。
【0027】また、本発明の成形性に優れたアルミニウ
ム合金板の製造方法は、上記アルミニウム合金につい
て、鋳塊からアルミニウム合金板までの総加工量が板厚
減少率で少なくとも98%となるように加工を行うの
で、上記アルミニウム合金板を容易に得ることができ
る。したがって、従来アルミニウム合金では困難であっ
た難成形部材をアルミニウム合金で成形することができ
るので、産業上大きな効果が期待できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垣生 哲史 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Mgを4.0〜10.0重量%を含有
    し、Mn,Cr,Zr,およびTiからなる群より選ば
    れた少なくとも一つの元素をそれぞれ0.5重量%以下
    であって合計で0.01〜1.0重量%含有し、残部が
    Alおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金から
    なり、前記アルミニウム合金において、存在する最大の
    金属間化合物の寸法が円相当径で10μm以下であり、
    金属間化合物の面積占有率が10%以下であることを特
    徴とする成形性に優れたアルミニウム合金板。
  2. 【請求項2】 Mgを4.0〜10.0重量%およびC
    uを0.1〜0.5重量%を含有し、Mn,Cr,Z
    r,およびTiからなる群より選ばれた少なくとも一つ
    の元素をそれぞれ0.5重量%以下であって合計で0.
    01〜1.0重量%含有し、残部がAlおよび不可避的
    不純物であるアルミニウム合金からなり、前記アルミニ
    ウム合金において、存在する最大の金属間化合物の寸法
    が円相当径で10μm以下であり、金属間化合物の面積
    占有率が10%以下であることを特徴とする成形性に優
    れたアルミニウム合金板。
  3. 【請求項3】アルミニウム合金の鋳塊に熱間圧延加工を
    施し、次いでこれに冷間圧延加工および焼鈍処理を順次
    施すことによりアルミニウム合金板を得るアルミニウム
    合金板の製造方法において、 前記アルミニウム合金が、Mgを4.0〜10.0重量
    %含有し、Mn,Cr,Zr,およびTiからなる群よ
    り選ばれた少なくとも一つの元素をそれぞれ0.5重量
    %以下であって合計で0.01〜1.0重量%含有し、
    残部がAlおよび不可避的不純物であるアルミニウム合
    金であり、前記鋳塊から前記アルミニウム合金板までの
    総加工量が板厚減少率で少なくとも98%となるように
    加工を行うことを特徴とする成形性に優れたアルミニウ
    ム合金板の製造方法。
  4. 【請求項4】アルミニウム合金の鋳塊に熱間圧延加工を
    施し、次いでこれに冷間圧延加工および焼鈍処理を順次
    施すことによりアルミニウム合金板を得るアルミニウム
    合金板の製造方法において、 前記アルミニウム合金が、Mgを4.0〜10.0重量
    %およびCuを0.1〜0.5重量%含有し、Mn,C
    r,Zr,およびTiからなる群より選ばれた少なくと
    も一つの元素をそれぞれ0.5重量%以下であって合計
    で0.01〜1.0重量%含有し、残部がAlおよび不
    可避的不純物であるアルミニウム合金であり、前記鋳塊
    から前記アルミニウム合金板までの総加工量が板厚減少
    率で少なくとも98%となるように加工を行うことを特
    徴とする成形性に優れたアルミニウム合金板の製造方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103556012A (zh) * 2013-11-01 2014-02-05 张家港市昊天金属科技有限公司 镁铝合金丝及其制造方法
CN113174500A (zh) * 2021-04-29 2021-07-27 郑州明泰实业有限公司 一种提高5083合金o态折弯性能的方法

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