JP2000355724A

JP2000355724A - プレス成形用アルミニウム合金板

Info

Publication number: JP2000355724A
Application number: JP21385199A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Takagi; 康夫高木; Osamu Takezoe; 修竹添; Makoto Tawara; 真俵
Original assignee: Shinko Alcoa Yuso Kizai KK
Current assignee: Shinko Alcoa Yuso Kizai KK
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】優れたプレス成形性を有するAl-Mg-Si系Al
合金板をを提供することを目的とする。【解決手段】 Si:0.2〜1.6%、Mg:0.2〜1.6%を含むAl
-Mg-Si系アルミニウム合金板であって、表面に厚さが40
〜100 Å (オングストローム) のアルミニウムの酸化皮
膜を有するとともに、このアルミニウムの酸化皮膜中の
Mg分を、MgとAlとの比(Mgat%/Alat%) で0.1 〜0.4 存在
させることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形性に優
れたAl-Mg-Si系アルミニウム合金板（以下、アルミニウ
ムを単にAlと言う）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車、船舶あるいは車両などの輸送機
の外板や構造材あるいは部品用、また家電製品の構造材
あるいは部品用、更には屋根材などの建築、構造物の部
材用として、成形性に優れたAA乃至JIS5000 系や成形性
や焼付硬化性に優れたAA乃至JIS 6000系 (以下、単に50
00系乃至6000系と言う) のAl合金が使用されている。こ
の中でも、特に、自動車のドアやフェンダーあるいはボ
ンネットなどのパネル材或いはホイール等についても、
前記材料特性やリサイクル性の点から、6000系のAl合金
の使用が検討されている。

【０００３】この6000系Al合金は、基本的にSi:0.2〜1.
6% (質量% 、以下同じ) 、Mg:0.2〜1.6%を含有するAl-M
g-Si系アルミニウム合金である。そして、この6000系Al
合金は、プレス成形加工時には成形加工性を低耐力によ
り確保するとともに、プレス成形後の焼付塗装時に時効
硬化して耐力が向上し、必要な強度を確保できる。ま
た、スクラップをAl合金溶解原料として再利用する際
に、比較的合金量が少なく、元の6000系Al合金鋳塊を得
やすい。したがって、従来から輸送機用として使用され
てきたMg量などの合金量が多い5000系のAl合金に比して
有利である。

【０００４】一方、Al合金板を輸送機用のパネルなどと
するためには、Al合金板を前記部材形状にするための、
深絞り、張出し、曲げ、伸びフランジなどのプレス成形
加工が施される。この際、深絞りや張出し、或いは伸び
フランジ成形においては、高い深絞り性や高い形状凍結
性を確保することが必要である。そして製品乃至部材形
状の複雑化に伴い、プレス成形加工条件は益々厳しいも
のとなっている。

【０００５】したがって、6000系Al合金板が前記輸送機
用のパネル材として用いられるためには、より高いプレ
ス成形性、そして特にプレス成形の中でも、深絞り成形
性の指標として、限界絞り高さが高いことが必要であ
る。そして、近年、前記深絞り成形における要求限界絞
り高さは益々大きくなっており、このため、6000系Al合
金板は、これらを満足する成形性を有する必要がある。

【０００６】一方、プレス成形性用の6000系Al合金板を
製造する際、最終の溶体化および焼入処理後に、酸ある
いはアルカリ溶液、更にはこれらを組み合わせて、板の
洗浄が行われている。この洗浄工程は、その前の工程で
ある冷間圧延や溶体化処理によりAl合金板表面に付着し
ている圧延油や汚れを除去する、あるいは自動車製造ラ
インにおけるリン酸亜鉛処理における脱脂性や、成形後
の接着性を阻害する、MgO を含有する酸化皮膜を除去す
るためのものである。

【０００７】しかし、この洗浄工程におけるエッチング
量が多すぎると、特開平8-92773 号公報に記載されてい
る通り、却ってAl合金板のプレス成形性を低下させてし
まう。これはMgO を含有する酸化皮膜が、化成処理性を
阻害するものの、一方では、プレス成形における潤滑性
向上に寄与していると認識されるからである。

【０００８】このため、前記公報では、MgO を含有する
酸化皮膜を洗浄工程によりエッチングする場合に、リン
酸塩処理性と成形性との兼ね合いで決まる酸化皮膜残存
量になるよう、エッチング量を制御することが提案され
ている。即ち、この特開平8-92773 号公報では、Al合金
板のプレス成形性に寄与するMgO を含有する酸化皮膜を
洗浄工程により全て除去せずに、リン酸塩処理性を阻害
しない範囲で残存させることを意図している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者らが
知見したところによれば、このMgO を含有する酸化皮膜
に、通常のエッチングを伴う前記洗浄を施した場合、Al
の酸化物よりもMgO が優先的に溶解してしまう。このた
め、アルミニウムの酸化皮膜を残存させたとしても、そ
の酸化皮膜中のMgO の含有割合は著しく減少する。そし
て、このMgO が減少した酸化皮膜は、MgO を多く含むエ
ッチング前の酸化皮膜よりも、著しく成形性が低下する
こととなる。

【００１０】そして、このエッチングによる酸化皮膜中
のMgO の減少と、MgO の減少によるプレス成形性の低下
の程度は、Al-Mg 系Al合金よりもAl-Mg-Si系Al合金板に
おいてより顕著に生じる。即ち、前記特開平8-92773 号
公報が直接意図するMgを2.0%以上含むAl-Mg 系Al合金よ
りも、本発明に係るMg量が低いAl-Mg-Si系Al合金板にお
いてより顕著に生じる。特に、Al-Mg-Si系Al合金板の場
合、前記特開平8-92773 号公報で最適エッチング量とし
ている、酸化皮膜の0.8 〜1.5 倍では、酸化皮膜中のMg
O の減少によるプレス成形性の低下が著しくなる。

【００１１】これは、Mgを多く含むAl-Mg 系Al合金板の
酸化皮膜では、MgO が多量に含まれており、エッチング
によって、MgO が優先的に溶解減少したとしても、なお
多量のMgO が酸化皮膜中に残存するためである。したが
って、Al-Mg 系Al合金板では、プレス成形性の低下の現
象が、Al-Mg-Si系Al合金板ほど顕著ではない。これに対
して、Mg量が低いAl-Mg-Si系Al合金板では、酸化皮膜中
のMgO が元々少なく、エッチングによって、MgO が優先
的に溶解減少した場合、酸化皮膜中に残存するMgO は極
端に低下してしまい、プレス成形性に顕著に影響するこ
とになる。

【００１２】即ち、前記特開平8-92773 号公報は、Al-M
g-Si系Al合金板を範囲に含みうるものではあるものの、
MgO を含有する酸化皮膜のエッチングにおける挙動につ
いての知見や認識は、Al-Mg 系Al合金板の酸化皮膜の挙
動のみに基づいている。そして、その実施例もAl-Mg 系
Al合金板の場合のみである。したがって、必然的に、前
記Al-Mg-Si系Al合金板の酸化皮膜のMgO の、Al-Mg 系Al
合金板とは異なる挙動についての認識は無い。

【００１３】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、優れたプレス成形性を有す
るAl-Mg-Si系Al合金板を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明Al合金の要旨は、Si:0.2〜1.6% (質量% 、以
下同じ) 、Mg:0.2〜1.6%を含むAl-Mg-Si系アルミニウム
合金板であって、表面に厚さが40〜100 Å( オングスト
ローム) のアルミニウムの酸化皮膜を有するとともに、
このアルミニウムの酸化皮膜中のMg分を、MgとAlとの比
(Mgat%/Alat%)で0.1 〜0.4 存在させることである。

【００１５】本発明者らは、前記した通り、プレス成形
用Al-Mg-Si系Al合金板であって、特にSi/Mg を1.0 以上
としたSi/Mg 比の高いAl-Mg-Si系Al合金板の、連続熱処
理炉による溶体化および焼入処理後の洗浄工程が、Al合
金板のプレス成形性に影響を与えていることを知見し
た。言い換えると、Al-Mg-Si系Al合金板表面の酸化皮膜
中のMgO の存在比率がAl合金板のプレス成形性に影響を
与えていることを知見した。

【００１６】即ち、この洗浄により、酸化皮膜がエッチ
ングされると、前記した通り、Alの酸化物よりもMgO が
優先的に溶解してしまうために、プレス成形における潤
滑性向上に寄与しているMgO の含有量が減少する。この
結果、MgO が減少した酸化皮膜を有するAl-Mg-Si系Al合
金板は、同じ酸化皮膜厚みであっても、酸化皮膜構造乃
至組成の違いにより、MgO を多く含むエッチング前の酸
化皮膜を有するAl-Mg-Si系Al合金板よりも、成形性が低
下することとなる。

【００１７】そして、このエッチングにおける酸化皮膜
中のMgO の減少によるプレス成形性の低下の現象乃至プ
レス成形性が低下する程度は、Mgを2.0%以上含むAl-Mg
系Al合金よりも、本発明に係るMg量が低いAl-Mg-Si系Al
合金板においてより顕著に生じる。例えば、Al-Mg-Si系
Al合金板においては、エッチングの仕方によって、限界
絞り高さには1.0 〜1.5mm もの差が生じる。

【００１８】

【発明の実施の形態】そこで、本発明においては、Al-M
g-Si系Al合金板表面のAl酸化皮膜の厚さを40〜100 Åに
特定するとともに、前記酸化皮膜中のMg分を、MgとAlと
の比(Mgwt%/Alwt%) で0.1 〜0.4 の範囲で存在させる。

【００１９】(Al酸化皮膜の厚さ)Al合金板表面のAl酸化
皮膜の厚さが40Å未満となった場合には、前記酸化皮膜
中のMg分の量が少なくなり、板のプレス成形性が著しく
低下する。また、プレス成形時に、酸化皮膜下のAl合金
素材が変形してしまうことにより、ダイスやポンチとAl
合金板との接触面積が増大して、摺動抵抗が大きくな
り、やはりプレス成形性が著しく低下する。

【００２０】一方、Al酸化皮膜の厚さが100 Åを越えた
場合には、却って化成処理時にAl酸化皮膜が溶解 (エッ
チング) しにくくなり、リン酸亜鉛などの化成処理皮膜
の付着性が悪くなる。したがって、Al合金板表面のAl酸
化皮膜の厚さは40〜100 Åの範囲とする。

【００２１】(酸化皮膜中のMg分)本発明でいう、Al-Mg-
Si系Al合金板表面の酸化皮膜中のMg分とは、主要成分の
(最も量的に多い)MgOのみではなく、酸化皮膜中に存在
するMgOH、金属Mg等の他のMg化合物を含めた全てのMg化
合物のことを言う。そして、酸化皮膜中のAlとは、Al₂O
₃やAl(OH)₃を含めた全てのAl化合物のことを言う。

【００２２】これら酸化皮膜中へのMg分、特にMgO の存
在により、プレス成形時のダイスやポンチとの摺動面に
おいて、板表面の局部的且つ微少な変形に伴う接触面積
の増大が抑制される。また、特にMgO はAl₂O₃よりも脆
く、プレス成形性時に優先的に酸化皮膜から崩落乃至脱
落し、微小粉体として、前記摺動界面に存在し、摺動抵
抗を減少させる役割を果たす。この結果、摺動抵抗の増
大が抑制され、板の成形性が向上する。

【００２３】(酸化皮膜中のMgat%/ Alat%)本発明でい
う、酸化皮膜中のMgとAlとの比とは、MgとAlとのat% 比
(Mgat%/ Alat%)であり、X 線光電子分析法(XPS法) によ
り測定した酸化皮膜の表層および内部、更には、これを
Al合金板表面の酸化皮膜の平面における3 ポイント乃至
5 ポイントで測定した、MgおよびAl乃至これらの化合物
の金属元素に換算した平均at% を言う。

【００２４】そして、このMgat%/ Alat%が0.1 未満で
は、Al-Mg-Si系Al合金板表面の酸化皮膜中のMgO などが
少なすぎ、板のプレス成形性が著しく低下する。また、
Mgat%/Alat%は高い方が、板のプレス成形性は向上する
が、Mgat%/ Alat%が0.4 を越えると、リン酸亜鉛処理に
おける脱脂性や接着性を低下させる等の別の問題を生じ
る。したがって、Mgat%/ Alat%は0.1 〜0.4 の範囲とす
る。

【００２５】なお、Al合金板表面のAl酸化皮膜中のMg量
は、元々のAl合金板のMg含有量と、板の製造条件 (溶体
化および焼入処理条件など) に大きく影響される。した
がって、本発明におけるAl酸化皮膜中のMgat%/ Alat%の
制御は、元々のAl合金板のMg含有量に応じて、最終の溶
体化および焼入処理の温度と処理時間、そして、その後
の酸、アルカリ溶液あるいは洗剤等を用いた板の洗浄条
件 (洗浄液の濃度、温度、洗浄時間等のエッチング条
件) を制御することにより行う。

【００２６】更に、本発明の別の実施態様として、Al酸
化皮膜を表面に設けたAl合金材の表面に、更に亜鉛系め
っき (純亜鉛、亜鉛合金等亜鉛を主成分とするめっき)
を施すことにより、リン酸塩処理などの化成処理性をよ
り優れたものとすることができる。

【００２７】次に、本発明Al合金における、化学成分組
成について説明する。本発明のAl合金は、自動車、船舶
などの輸送機材や構造材あるいは部品用としての特性を
満足する必要がある。この内、特に自動車のパネル材や
フレーム材としては、基本的に引張強度が200N/mm²以上
および耐力で 90N/mm²以上を有してプレス成形性に優れ
ることや、プレス成形後の塗装焼付時に耐力が増加する
焼付硬化性、あるいはリサイクル性などの特性に優れて
いることが必要である。このためには、Al合金の中でも
Al-Mg-Si系の6000系Al合金が良い。

【００２８】以下、この6000系Al合金の好ましい成分組
成について説明する。前記要求諸特性を満足するために
は、Al-Mg-Si系の6000系Al合金の成分規格(6101 、600
3、6151、6061、6N01、6063など) に相当するものとし
て、基本的にSi:0.2〜1.6%、Mg:0.2〜1.6%を含有し、そ
の他、Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、TiなどをAA乃至JIS の規格
程度含むものとする。しかし、6000系Al合金の各成分規
格通りにならずとも、6000系Al合金の前記基本的な特性
を有してさえいれば、更なる特性の向上や他の特性を付
加するための、成分組成の変更は適宜許容される。例え
ば、前記各元素を積極的に含有させる、或いは、他に、
Ni、V 、Zr、Sc、Agなどを含むことは許容される。

【００２９】次に、各元素の含有量についての好ましい
範囲と臨界的意義について説明する。

【００３０】Mg:0.2〜1.6%。Mgは人工時効時 (塗装焼付
け処理など) により、Siとともに化合物相(Mg₂ Si な
ど) を形成して、また、Cu含有組成では更にCu、Alと化
合物相を形成して、使用時の高強度 (耐力) 乃至焼き付
け硬化性を付与するために必須の元素である。Mgの0.2%
未満の含有では引っ張り強さが低下して、プレス成形時
に割れを生じる可能性がある。また、人工時効でも十分
な強度が得られない。一方、1.6%を越えて、より望まし
くは1.0%を越えて含有されると、耐力が高くなりすぎ、
曲げ加工等の成形性を阻害する。したがって、Mgの含有
量は0.2 〜1.6%、好ましくは0.2 〜1.0%の範囲とする。

【００３１】Si:0.2〜1.6%。SiもMgとともに、人工時効
処理により、化合物相(Mg₂ Si など) を形成して、使用
時の高強度 (耐力) を付与するために必須の元素である
が、0.2%未満、より厳密には0.6 % 未満の含有では人工
時効で十分な強度が得られない。一方、1.6%を越えて、
より望ましくは1.3 % を越えて含有されると、鋳造時お
よび焼き入れ時に粗大な粒子として析出して、成形性を
阻害する。したがって、Siの含有量は0.2 〜1.6%、好ま
しくは0.6 〜1.3%の範囲とする。なお、人工時効処理時
の化合物相の形成状態は、MgとSiの含有量の比にも大き
く影響される。Si/Mg が1.0 未満であると、化合物相の
形成 (Mg₂Siの析出など) が粗となり、強度向上の効果
が小さくなる。したがって、好ましくはSi/Mg を1.0 以
上とする。

【００３２】次に、Cu、Zn、Ti、B 、Mn、Cr、Zr、V
は、各々目的に応じて、選択的に含有される元素であ
る。

【００３３】Cu:0.01 〜1.0%。Cuは、焼き付け加熱時に
Mg、Alと化合物相を形成して析出し、焼き付け硬化性を
付与するとともに、T4調質時の固溶状態において、成形
性を向上させる。Cuの含有量が0.01% 未満では、これら
の効果が無く、1.0%を越えると効果が飽和する。また、
Cuの含有量が1.0%を越えると、却って塗装後の耐蝕性の
内、特に耐糸さび性を劣化させる。したがって、Cuの含
有量は0.01〜1.0%とする。

【００３４】Zn:0.005 〜1.0%。Znは耐糸さび性を向上
させる効果を有する。しかし、Znの0.005%未満の含有で
は充分な効果が得られず、一方、1.0%を越えて含有され
ると、逆に耐蝕性が低下する。したがって、Znの含有量
は0.005 〜1.0%の範囲とすることが好ましい。

【００３５】Ti:0.0001 〜0.1%。Tiは鋳塊の結晶粒を微
細化し、プレス成形性を向上させるために添加する元素
である。しかし、Tiの0.001%未満の含有では、この効果
が得られず、一方、Tiを0.1%を越えて含有すると、粗大
な晶出物を形成し、成形性を低下させる。したがって、
Tiの含有量は0.0001〜0.1%の範囲とすることが好まし
い。

【００３６】B:1 〜300ppm。B はTiと同様、鋳塊の結晶
粒を微細化し、プレス成形性を向上させるために添加す
る元素である。しかし、B の1ppm未満の含有では、この
効果が得られず、一方、300ppmを越えて含有されると、
やはり粗大な晶出物を形成し、成形性を低下させる。し
たがって、B の含有量は1 〜300ppmの範囲とすることが
好ましい。

【００３７】また、Al製品性能には係わらないが、空気
中におけるAl溶湯の再酸化を防止するために、Beを:0.1
〜100ppm含有させても良い。0.1ppm未満の含有では、こ
の効果が得られず、一方、100ppmを越えて含有される
と、材料硬度が増大し、成形性を低下させる。

【００３８】Mn:0.01 〜0.2%、Cr:0.01 〜0.2%、Zr:0.0
1 〜0.2%、V:0.01〜 0.15%。これらの元素は均質化熱処
理時およびその後の熱間圧延時に、Al₂₀Cu₂Mn₃、Al₁₂Mg
₂Cr、Al₃Zr 、Al₂Mg₃Zn₃などの分散粒子を生成する。
これらの分散粒子は再結晶後の粒界移動を妨げる効果が
あるため、微細な結晶粒を得ることができる。各々の下
限未満の含有量では、この効果が得られず、一方、過剰
な (上限を越える) 含有は溶解、鋳造時に粗大な金属間
化合物を生成しやすく、成形時の破壊の起点となり、成
形性を低下させる原因となる。また、Zrの過剰な含有は
ミクロ組織を針長状にしやすく、特定方向の破壊靱性お
よび疲労特性更には成形性を劣化させる。このため、こ
れらの元素の含有量は各々、Mn:0.01 〜0.2%、Cr:0.01
〜0.2%、Zr:0.01 〜0.2%、V:0.01〜 0.15%とする。

【００３９】Fe: 不純物として含まれるFeは、Al₇Cu₂F
e、Al₁₂(Fe,Mn)₃Cu₂ 、(Fe,Mn)Al₆などの晶出物を生成
する。これらの晶出物は、破壊靱性および疲労特性更に
は成形性を劣化させる。特に、Feの含有量が0.5%を越え
ると顕著にこれらの特性が劣化するため、Feの含有量は
0.5%以下とすることが好ましい。なお、鋳造中に生じる
晶出物は、前記Fe系以外に、Al₂Cu₂Mg、Al₂Cu₂、Mg₂Si
などの可溶のものがあり、これらは溶体化処理および焼
入で、Alマトリックス中に十分に再固溶させることが好
ましい。その他、Niは0.05% 以下とすることが好まし
い。

【００４０】本発明におけるAl合金板自体は常法により
製造が可能である。例えば、6000系Al合金成分規格範囲
内に溶解調整されたAl合金溶湯を、連続鋳造圧延法、半
連続鋳造法（ＤＣ鋳造法）等の通常の溶解鋳造法を適宜
選択して鋳造する。次いで、このAl合金鋳塊に均質化熱
処理を施した後、熱間圧延および冷間圧延 (必要により
中間焼鈍) などの塑性加工方法により、コイル状、板状
などの所望Al合金板の形状に塑性加工される。そして、
塑性加工された圧延材は、T4処理 (溶体化処理後焼入
れ) が行われ、或いは、更に焼付き硬化性(BH 性) を高
めるため、特開平2 -205660 号公報や特開昭62-177143
号公報に記載のような、50〜130 ℃まで焼入れ後にその
温度で保持する乃至焼入れ後に40〜120 ℃の温度に保持
する熱処理等を行い、所望の機械的性質とされる。

【００４１】但し、6000系Al合金板のプレス成形性をよ
り向上させるとともに、プレス成形後の焼付塗装時の時
効硬化能をより向上させるためには、前記した通り、Si
量を0.6 〜1.3%およびSi/Mg を1.0 以上として、Si量を
高めることが好ましい。しかし、Si量を高めた場合に
は、前記調質処理の際、粒界へのSi析出による成形性の
低下の問題が大きくなる。このため、これを防止するた
めには、短時間で板を加熱および急速に冷却することが
必要で、この点、特に最終的な溶体化処理および焼入れ
処理 (水冷、ミスト冷却、空冷等) をバッチ式ではな
く、コイルから板を連続的に通板して、急速に加熱およ
び冷却速度が40℃/sec以上で冷却することのできる連続
熱処理炉にて行うことが好ましい。

【００４２】この調質処理の後に、Al合金板表面の洗浄
を適宜行う。これらの洗浄は、硝酸、硫酸等の酸溶液、
カセイソーダ等のアルカリ溶液、あるいは市販の洗剤等
を、前記Al酸化皮膜中のMg量の制御を行うためにも、適
宜組み合わせて行う。なお、調質処理まででAl合金板表
面に圧延油や汚れの問題がなく、更に、Al酸化皮膜中の
Mg量が本発明の範囲内であるものについての洗浄は不要
である。

【００４３】なお、製造後のAl合金板をプレス成形され
るまで保管する際の、Al酸化皮膜の組成変化を抑制する
ために、Al合金板表面に防錆油を塗布する乃至前記亜鉛
系めっきを施すことも有効である。以上のAl合金板製造
上の対策を行うことにより、このAl合金板を使用する側
におけるAl酸化皮膜の組成変化を抑制した長期の保管が
可能になる。

【００４４】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。表1 に示
す組成のAl合金の鋳塊をDC鋳造法により溶製後、550 ℃
×8 時間の範囲で均質化熱処理を施し、厚さ3.5mm まで
熱間圧延した。次に厚さ1.0mm まで冷間圧延し、連続熱
処理炉において、550 ℃で数秒溶体化処理した後、水冷
による急冷 (冷却速度40℃/sec以上) を行ってAl板を作
成した。そして、これらのAl板表面のAl酸化皮膜の厚さ
とAl酸化皮膜中のMg量の制御を、Al板の洗浄を行わない
ことも含め、Al板の洗浄条件を変えることにより行い、
Al酸化皮膜中のMg量が種々異なるAl板を製造した。

【００４５】そして、これら種々のAl板の中から、Al板
表面のAl酸化皮膜の厚さとAl酸化皮膜中のMg量が顕著に
異なるものを選択して供試材を採取し、供試材表面のAl
酸化皮膜の厚さを静電容量法にて測定した。また、Al酸
化皮膜中のMgとAlとの比を、Al合金板の両端部、中央部
の3 ポイントについて、各々酸化皮膜の表層および内部
について、X 線光電子分析法(XPS法) により測定して、
MgおよびAl乃至これらの化合物の金属元素に換算した平
均at% として算出しMgat%/ Alat%を求めた。これらの結
果を表2 に示す。

【００４６】そして、Al合金板が長期間放置されて室温
時効し、その後、自動車の前記アウターパネルとしてプ
レス成形されることを模擬して、前記溶体化および焼入
後、室温で90日間放置後の供試材をブランク材として球
頭張出および角筒絞りの2 つの成形試験を行い、成形限
界高さを求めた。これらの結果も表2 に示す。なお、球
頭張出試験の条件は、直径50.0mmφの球頭パンチおよび
肩R5.0mmで内径60mmφのビード付きダイスを用い、120m
m φに加工した試験片に市販の防錆油を塗布し、ダイス
に4.0 トンのしわ押さえ圧を負荷する条件にて、割れの
発生する成形限界高さを求めた。また、角筒絞り試験
は、肩R5.0mm、コーナーR10mm で、40×40mmの角筒パン
チおよび肩R3.0mmで42.5×42.5mmのダイスを用い、90×
90mmに加工した試験片に、市販の防錆油を塗布し、ダイ
スに2.0 トンのしわ押さえ圧を負荷する条件にて、割れ
の発生する成形限界高さを求めた。これらの結果を表2
に示す。

【００４７】また、Al合金板の脱脂性を評価するため
に、溶体化および焼入後の供試材に、市販の防錆油を塗
布して、室温で90日間放置後、市販のリン酸ソーダ系脱
脂液(40 ℃) に2 分間浸漬する脱脂を行った。脱脂性の
評価は、この脱脂後の供試材表面の水濡れ性により行
い、供試材表面の水濡れ面積が90% 以上のものを○、90
%以下のものを×と評価した。これらの結果も表2 に示
す。

【００４８】なお、前記溶体化焼入後室温で90日間放置
後の供試材の耐力 (σ_0.2)をJIS Z2241法にて引張試験
を行って測定し、塗装焼付硬化前のAl板の特性とした
(なお、引張方向はLT= 圧延方向に対し90°方向) 。更
に、塗装焼付硬化後に相当するAl板の特性として、2%ス
トレッチ後175 ℃×30分の加熱を行った後の耐力 (σ_0.
₂)も測定した。これらの結果も表2 に示す。

【００４９】表2 から明らかな通り、Al酸化皮膜の厚さ
が40〜100 Åで、かつAl酸化皮膜中のMgとAlとの比が0.
1 〜0.4 の範囲内にある発明例No.1〜6 は、成形加工さ
れるAl合金板の耐力 (σ_0.2)が高くても、球頭張出にお
ける成形限界高さが30mm以上であり、また角筒絞りにお
ける成形限界高さが11.0mm以上であり、プレス成形性に
優れていることが分かる。また、リン酸塩処理の前処理
などを想定した脱脂性にも優れている。

【００５０】これに対し、Al酸化皮膜中のMgとAlとの比
が上限の0.4 を越える比較例No.7、およびAl酸化皮膜の
厚さが上限の100 Åを越える比較例No.9は、発明例に比
して、プレス成形性はほぼ同等であるものの、リン酸塩
処理の前処理などを想定した脱脂性が著しく劣ってい
る。また、Al酸化皮膜中のMgとAlとの比が下限の0.1 未
満およびAl酸化皮膜の厚さが下限の40Å未満である比較
例No.8、10は、発明例に比して、脱脂性は同等であるも
のの、プレス成形性が著しく劣っている。

【００５１】したがって、これらの結果から、本発明に
おける前記Al酸化皮膜の厚さとAl酸化皮膜中のMgとAlと
の比の規定の臨界的意義が裏付けられる。また、本発明
のAl合金材は優れた強度と耐力などの機械的性質を有し
ており、成形性や焼付き硬化性なども含め、特に自動車
のパネルやフレームとして好適に用いることができるこ
とが分かる。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、輸送機の軽量化のため
に、優れたプレス成形性と耐糸錆び性を有し、成形性お
よび耐糸錆び性の両者に優れた6000系Al合金板を提供す
ることができる。したがって、Al合金板の自動車、車
両、船舶などの輸送機材用への用途の拡大を図ることが
できる点で、多大な工業的な価値を有するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 Si:0.2〜1.6% (質量% 、以下同じ) 、M
g:0.2〜1.6%を含むAl-Mg-Si系アルミニウム合金板であ
って、表面に厚さが40〜100 Å( オングストローム) の
アルミニウムの酸化皮膜を有するとともに、このアルミ
ニウムの酸化皮膜中のMg分を、MgとAlとの比(Mgat%/Ala
t%) で0.1 〜0.4 存在させることを特徴とするプレス成
形用アルミニウム合金板。
【請求項２】前記アルミニウム合金板が、連続熱処理
炉にて溶体化処理および焼入れされたものである請求項
１に記載のプレス成形用アルミニウム合金板。
【請求項３】前記アルミニウム合金板が、Si:0.6〜1.
3%、Mg:0.2〜1.0%を含むとともにSi/Mg を1.0 以上とし
たものである請求項１または２に記載のプレス成形用ア
ルミニウム合金板。
【請求項４】前記アルミニウム合金が、更に、Mn:0.0
1 〜0.2%、Cr:0.01〜0.2%、Zr:0.01 〜0.2%、V:0.01〜
0.15%の一種または二種以上を含む請求項１乃至３のい
ずれか1 項に記載のプレス成形用アルミニウム合金板。
【請求項５】前記アルミニウム合金が、更に、Zn:0.0
05〜1.0%、Cu:0.005〜1.0%の一種または二種を含む請求
項１乃至４のいずれか1 項に記載のプレス成形用アルミ
ニウム合金板。
【請求項６】前記アルミニウム合金が、更に、Ti:0.0
01〜0.1%、B:1 〜300ppmの一種または二種の一種または
二種を含む請求項１乃至５のいずれか1 項に記載のプレ
ス成形用アルミニウム合金板。
【請求項７】プレス成形されるアルミニウム合金板の
耐力 (σ_0.2)が90N/mm² 以上である請求項１乃至６のい
ずれか1 項に記載のプレス成形用アルミニウム合金板。
【請求項８】前記洗浄後のアルミニウム合金板表面に
防錆油および／または潤滑剤が塗布されたものである請
求項１乃至７のいずれか1 項に記載のプレス成形用アル
ミニウム合金板。
【請求項９】前記洗浄後のアルミニウム合金板表面に
亜鉛系めっきを被覆したものである請求項１乃至８の何
れか１項に記載のプレス成形用アルミニウム合金板。
【請求項１０】前記アルミニウム合金板がプレス成形
後にリン酸塩処理および塗装されるものである請求項１
乃至９の何れか１項に記載のプレス成形用アルミニウム
合金板。
【請求項１１】前記アルミニウム合金板が輸送機用で
ある請求項１乃至１０の何れか１項に記載のプレス成形
用アルミニウム合金板。
【請求項１２】前記アルミニウム合金板が自動車パネ
ル用である請求項１乃至１１の何れか１項に記載のプレ
ス成形用アルミニウム合金板。