JP2003105472A - アルミニウム合金板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車外板に好適な成形性および塗装焼付け
硬化性に優れたアルミニウム合金技術を提供する。 【解決手段】 Ｆｅ：０．５〜１．５重量％、Ｓｉ：
０．６〜１．８重量％、Ｍｇ：０．２〜１．０重量％を
含有するアルミニウム合金鋳塊を、５００℃以上の温度
で均質化処理したのち、１００℃／ｈ以上の冷却速度で
冷却処理する。この冷却速度を制御することで溶体化処
理時間を短縮することが可能になり、ＳｉおよびＭｇ₂
Ｓｉ化合物の最大径が１０μｍ以下、粒径が２〜１０μ
ｍのＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の数が１０００個／ｍ
ｍ²以下となる組織性状が得られる。その後、３００〜
５００℃の温度で熱間圧延を行い、引き続き所定の条件
で冷間圧延、溶体化処理、焼入れ、熱処理（予備時効処
理）、復元処理を施すことで、自動車外板として適用可
能な成形性および塗装焼付け硬化性に優れたアルミニウ
ム合金板が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
板に係り、例えばアルミニウム合金スクラップを原料と
し輸送機部材とくに自動車用外板に好適なアルミニウム
合金板を製造する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の燃費向上の観点から車体
の軽量化に対する要請が高まり、自動車用外板に用いら
れる材料として鋼板からアルミニウム合金への転換が進
んでいる。自動車用外板として、（１）成形性、（２）
形状凍結性（プレス加工時に形状が正確にでるという特
性）、（３）耐デント性、（４）耐食性、（５）製品面
質などが要求される。この要求に応えるべく、自動車用
外板には、成形性に優れた５０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ
系合金）や、成形性および塗装焼付け硬化性に優れた６
０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）が使用されて
いる。しかし、５０００系合金は強度および延性に優
れ、良好な成形性を示すものの、Ｍｇ添加量を増加する
と熱間加工性が劣化するとともに、成形時にＳ−Ｓマー
ク（ストレッチャ・ストレインマーク）が発生しやすく
なり、外観不良が発生する場合がある。また、６０００
系合金は成形性に優れ、塗装焼付け処理を行うことによ
り強度が上昇し、優れた耐デント性を示すものの、冷延
鋼板に比べてコストが高く、使用される範囲が制限され
る。６０００系合金のコストを低減するためには、廃棄
アルミサッシや廃棄自動車から回収されるアルミ合金屑
を活用することが有効である。ところが、これらのアル
ミ合金屑には鉄が接合されているものが多く、リサイク
ルを重ねるにつれて合金中の鉄量の増加が避けられず、
増加したＦｅ元素が成形性等に与える影響を低減する必
要がある。

【０００３】そこで、従来、例えば特開２００１−３１
２９号公報に、アルミニウム合金中に鉄等の不純物をあ
る程度含有する場合であっても、成形性や耐食性等の諸
特性が低下しないようにしたアルミニウム合金技術が開
示されている。しかしながら、この公報に記載の技術で
は、Ｆｅ量が例えば０．５％を超える場合の曲げ加工性
が低下し、リサイクル材を有効活用するうえで効果が不
十分であるという問題がある。また、例えば特開２００
０−１６０２７２号公報に、アルミニウム合金中に鉄等
の不純物をある程度含有する場合であっても、良好な成
形性を発揮できるようにしたアルミニウム合金技術が開
示されている。しかしながら、この公報に記載の技術で
は、鋳造時の凝固速度を高め、Ｆｅ系晶出物を微細化す
るため、薄板連続鋳造法での製造を前提としており、Ｄ
Ｃ鋳造での製造が困難であるゆえ、大量生産には向いて
おらず、生産性に問題がある。また、製品の特性も、プ
レス成形性にのみ着目しており、自動車外板として要求
される曲げ加工性が考慮されていないという問題があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、アルミニウム合金中に鉄等の不純物をある程度含有
する場合であっても成形性等の良好なアルミニウム合金
板を実現すべくこの種の技術について鋭意検討した。そ
の結果、本発明者らは、合金の組成、均質化処理や冷却
処理の処理条件等を好適に設定することで、成形性およ
び塗装焼付け硬化性に優れた自動車外板に好適なアルミ
ニウム合金板が得られることを見出すことに成功した。
本発明では、自動車外板に好適な成形性および塗装焼付
け硬化性に優れたアルミニウム合金技術を提供すること
を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のアルミニウム合金板は請求項１〜６に記載
の通りに構成される。また、本発明のアルミニウム合金
板の製造方法は、請求項７〜１４に記載の通りである。
これら各請求項に係る発明は、アルミニウム合金中の添
加元素を所定の組成としたうえで、均質化処理や冷却処
理等の処理条件を好適に設定することによって、自動車
外板として適用可能な成形性および塗装焼付け硬化性等
に優れたアルミニウム合金技術を実現することができる
ようにした技術である。なお、本発明は、基本的にはい
わゆるＴ４調質（溶体化処理、焼入れ、常温時効）で使
用する６０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）に関
するものである。

【０００６】請求項１に記載のアルミニウム合金板は、
Ａｌと主要添加元素および不純物を含有している。この
主要添加元素としては、Ｓｉ、Ｍｇがあり、不純物とし
ては、Ｆｅがある。このＦｅは例えばアルミニウム合金
スクラップから原料として不可避的に混入される。本発
明は、廃棄アルミサッシや廃棄自動車などから回収され
たアルミニウム合金スクラップを、原料またはその一部
として利用する場合や、Ａｌ以外の元素を原料に積極的
に添加する場合等を広く含む主旨とする。アルミニウム
合金スクラップは、６０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金）スクラップや、６０００系合金よりもＳｉやＭ
ｇなどの合金元素量の少ない純アルミニウム系の合金ス
クラップなどが使用可能である。また、コスト低減の観
点からは、スクラップの配合率が高いほど望ましい。

【０００７】また、請求項１に記載のアルミニウム合金
板は、Ｆｅ：０．５〜１．５％（重量％、以下同じ）を
含有し、主要添加元素としてＳｉ：０．６〜１．８％、
Ｍｇ：０．２〜１．０％を含有している。Ｆｅは原料ス
クラップから不可避的に混入される元素であり、好まし
い範囲は０．５〜１．５％である。Ｆｅ量が０．５％未
満の場合には、成形性には優れるものの、原料として使
用する新地金の割合が高くなり、コスト的に不利にな
る。また、Ｆｅ量が１．５％を超えて含有されると、Ａ
ｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物の晶出量が多くなり、成形性の
低下を招くこととなる。ＳｉはＭｇと共存してＭｇ₂Ｓ
ｉ化合物を形成したり、微細Ｓｉ相として析出し、強度
を向上させるとともに、高い塗装焼付け硬化性を与える
よう機能する。Ｓｉの好ましい含有範囲は０．６〜１．
８％であり、０．６％未満ではその効果が十分に得られ
ないとともに成形性の低下を招き、１．８％を超えて含
有されると溶体化処理で固溶されない粗大な過飽和Ｓｉ
相の晶出あるいは析出が起こり、成形性および耐食性の
低下を招くこととなる。Ｓｉのさらに好ましい含有範囲
は０．７〜１．４％であり、Ｓｉの最も好ましい含有範
囲は０．９〜１．３％である。ＭｇはＳｉと共存してＭ
ｇ₂Ｓｉ化合物を形成して強度を向上させる。Ｍｇの好
ましい含有範囲は０．２〜１．０％であり、０．２％未
満ではその効果が十分に得られず、１．０％を超えて含
有されるとＴ４調質での耐力が高くなり、成形性および
形状凍結性が低下することとなる。Ｍｇのさらに好まし
い含有範囲は０．３〜０．８％であり、Ｍｇの最も好ま
しい含有範囲は０．４〜０．６％である。

【０００８】また、請求項１に記載のアルミニウム合金
板は、ＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の最大径が１０μｍ
以下で、２〜１０μｍ径のＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物
の数が１０００個／ｍｍ²以下となっている。このよう
なアルミニウム合金板は、前記の組成を有するアルミニ
ウム合金鋳塊に対し、所定の均質化処理、冷却処理、熱
間圧延、冷間圧延、溶体化処理等を施すことによって得
ることができる。とりわけ均質化処理後の冷却処理につ
き、その冷却速度は１００℃／ｈ以上であることが好ま
しい。さらに好ましい均質化処理後の冷却速度は、２０
０℃／ｈ以上である。このような冷却速度に制御するこ
とにより、ＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の最大径が１０
μｍ以下、粒径が２〜１０μｍのＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ
化合物の数が１０００個／ｍｍ²以下となる組織性状を
得ることができる。このような組織性状を備えることに
より、成形性、塗装焼付け硬化性が改善され、リサイク
ルによってＦｅ量が増加した場合においても、５％の引
張変形を加えた後、１８０°の密着曲げ（内側曲げ半径
０ｍｍ）で割れが発生せず、フラットヘム加工が可能な
アルミニウム合金板となる。このような性能を有するア
ルミニウム合金板は、とりわけ自動車外板として好適に
用いることができる。以上のように請求項１に記載した
発明によれば、自動車外板として適用可能な成形性およ
び塗装焼付け硬化性に優れたアルミニウム合金板を実現
することができる。

【０００９】また、請求項２に記載のアルミニウム合金
板では、Ｚｎが含有され、その含有量が０．５％以下と
なっている。Ｚｎはアルミニウム合金中に選択的に含有
される元素であるが、０．５％以下の範囲で含有される
と、表面処理性を改善するよう機能する。Ｚｎの含有量
が０．５％を超えると塗装後の耐食性の低下を招くこと
となる。Ｚｎのさらに好ましい含有範囲は０．３％以下
である。

【００１０】また、請求項３に記載のアルミニウム合金
板では、Ｃｕが含有され、その含有量が１．０％以下と
なっている。Ｃｕはアルミニウム合金中に選択的に含有
される元素であるが、１．０％以下の範囲で含有される
と成形性を改善するよう機能する。Ｃｕの含有量が１．
０％を超えると塗装後の耐食性の低下を招くこととな
る。Ｃｕのさらに好ましい含有範囲は０．４〜１．０％
であり、Ｃｕの最も好ましい含有範囲は０．６〜１．０
％である。

【００１１】また、請求項４に記載のアルミニウム合金
板では、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｇの元素に加えさらにＭｎ、Ｃ
ｒ、Ｖ、Ｚｒのうちの少なくとも一つの微量元素を含有
する。すなわち、微量元素としてさらにＭｎ、Ｃｒ、
Ｖ、Ｚｒのいずれかを含有する場合や、微量元素として
さらにこれらのうちの複数を含有する場合がある。そし
て、それらの含有量がＭｎ：０．３％以下、Ｃｒ：０．
３％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｚｒ：０．１５％以下と
なっている。Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒはいずれもアルミニ
ウム合金中に選択的に含有される元素であり、いずれも
結晶粒微細化による成形加工時の肌荒れ防止に機能す
る。これらの好ましい含有範囲はＭｎ：０．３％以下、
Ｃｒ：０．３％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｚｒ：０．１
５％以下であり、いずれも上限を超えて含有されると、
粗大な金属間化合物が生成して、成形性が低下する。こ
れらのさらに好ましい含有範囲は、Ｍｎ：０．０５〜
０．１５％、Ｃｒ：０．０５〜０．１５％、Ｖ：０．０
５〜０．１５％、Ｚｒ：０．０５〜０．１２％である。

【００１２】また、請求項５に記載のアルミニウム合金
板では、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｇの元素に加えさらにＴｉ、Ｂ
のうちの少なくとも一つの元素を含有する。すなわち、
Ｔｉ、Ｂのいずれかを含有する場合や、ＴｉおよびＢを
含有する場合がある。そして、それらの含有量がＴｉ：
０．１％以下、Ｂ：５０ｐｐｍ（重量ｐｐｍ、以下同
じ）以下となっている。ＴｉおよびＢはいずれもアルミ
ニウム合金中に選択的に含有される元素であり、鋳造組
織を微細化し、成形性を向上させるよう機能する。これ
らの好ましい含有範囲は、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：５
０ｐｐｍ以下の範囲であり、それぞれ上限を超えて含有
されると、粗大な金属間化合物が生成し、成形性が低下
することとなる。

【００１３】請求項１〜５に記載のアルミニウム合金板
は、請求項６に記載のようにアルミニウム合金スクラッ
プが原料に用いられるのが好ましい。すなわち、例えば
廃棄アルミサッシや廃棄自動車などから回収されたアル
ミニウム合金スクラップを、原料またはその一部として
用いる。これにより、アルミニウム合金のリサイクルが
可能なうえ、アルミニウム合金板の製造コストを低減さ
せることができる。

【００１４】請求項７に記載のアルミニウム合金板の製
造方法では、アルミニウム合金鋳塊に対し、例えば図１
に示すように均質化処理、冷却処理、熱間圧延、冷間圧
延、溶体化処理等の処理を順次施す。ここで、図１は本
発明の一実施の形態のアルミニウム合金鋳塊の処理フロ
ーを示す図である。以下、図１を参照しながら説明す
る。このアルミニウム合金鋳塊は、不純物として、Ｆ
ｅ：０．５〜１．５％を含有し、主要添加元素として、
Ｓｉ：０．６〜１．８％、Ｍｇ：０．２〜１．０％を含
有する。このアルミニウム合金鋳塊は、前記の組成を有
するアルミニウム合金を、通常のＤＣ鋳造法によって造
塊することで得られる。均質化処理では、アルミニウム
合金鋳塊を５００℃以上の温度で処理するのが好まし
い。均質化処理温度が５００℃未満では、鋳塊偏析の除
去、均質化が十分でなく、また強度を向上させるＭｇお
よびＳｉ元素の固溶が不十分となり、強度が低下すると
ともに、成形性が低下することがある。均質化処理が終
了すると、アルミニウム合金鋳塊の冷却処理を行う。こ
の冷却処理では、冷却速度を１００℃／ｈ以上で行うの
が好ましい。冷却速度が１００℃／ｈ未満の場合には、
ＳｉあるいはＭｇ₂Ｓｉ化合物の析出、凝集化が起こる
ため、これを溶入化させるための溶体化処理に長時間を
要し、生産性を低下させる。また、凝集化したＳｉおよ
びＭｇ₂Ｓｉ化合物が増加するため、成形性の低下を招
く。均質化処理後の冷却速度を制御することにより、溶
体化処理時間を短縮することが可能になり、Ｓｉおよび
Ｍｇ₂Ｓｉ化合物の最大径が１０μｍ以下、粒径が２〜
１０μｍのＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の数が１０００
個／ｍｍ²以下となる組織性状を得ることができる。さ
らに好ましい冷却速度は、２００℃／ｈ以上である。な
お、通常工程における冷却速度は３０℃／ｈ以下であ
る。冷却処理が終了すると、熱間圧延を行う。この熱間
圧延を行う際、３００〜５００℃の範囲の所定の温度ま
で冷却を行い、そのまま熱間圧延を開始する場合と、一
旦３００℃以下の温度まで冷却した後、３００〜５００
℃の範囲の所定の温度まで再加熱してから熱間圧延を開
始する場合があり、適宜どちらのプロセスを用いてもよ
い。本発明の熱間圧延は、これらのプロセスを広く含む
主旨である。この熱間圧延は３００〜５００℃の温度で
開始するのが好ましい。熱間圧延の温度が３００℃未満
では変形抵抗が大きくなり、圧延能率が低下する。５０
０℃を超える温度で熱間圧延すると、圧延中に結晶粒の
粗大化が生じ、リジングマークが発生しやすくなる。変
形抵抗および加工組織の観点から、熱間圧延のさらに好
ましい開始温度範囲は、３２０〜４５０℃である。熱間
圧延後、必要に応じて中間焼鈍を挟みながら、所定の厚
さまで冷間圧延を行い、その後、溶体化処理および焼入
れを行う。好ましい溶体化処理温度は５００℃以上であ
り、処理温度が５００℃未満ではＭｇおよびＳｉ元素の
固溶が不十分になり、十分な強度、成形性が得られず、
あるいは必要な強度、成形性を得るために、きわめて長
時間の溶体化処理が必要になるため工業上好ましくな
い。溶体化処理後の焼入れは、１２０℃までを５℃／ｓ
以上、さらに好ましくは１０℃／ｓ以上の冷却速度で冷
却するのが好ましい。この冷却速度（焼入れ速度）が遅
い場合には、溶質元素の析出が生じ、強度特性、塗装焼
付け硬化性、成形性が劣化するとともに、耐食性が低下
する。本発明によれば、ＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の
最大径が１０μｍ以下、２〜１０μｍ径のＳｉおよびＭ
ｇ₂Ｓｉ化合物の数が１０００個／ｍｍ²以下とする組織
性状を有するアルミニウム合金板を製造することができ
る。これにより、成形性、塗装焼付け硬化性が改善さ
れ、リサイクルによってＦｅ量が増加した場合において
も、５％の引張変形を加えた後、１８０°の密着曲げ
（内側曲げ半径０ｍｍ）で割れが発生せず、フラットヘ
ム加工が可能なアルミニウム合金板が実現できることと
なる。このような性能を有するアルミニウム合金板は、
とりわけ自動車外板として好適に用いることができる。
以上のように請求項７に記載した発明によれば、自動車
外板として適用可能な成形性および塗装焼付け硬化性に
優れたアルミニウム合金板を実現することができる。

【００１５】また、請求項８に記載のアルミニウム合金
板の製造方法では、溶体化処理及び焼入れがなされた圧
延板に対し、更に、熱処理を施す。熱処理として、焼入
れ後６０分以内に、４０〜１２０℃の温度で５０ｈ以内
の時間加熱する予備時効処理を行うのが好ましい。この
予備時効処理を行うことで塗装焼付け硬化性の向上が得
られる。４０℃未満の熱処理温度では、塗装焼付け硬化
性の向上が十分でなく、１２０℃を超える熱処理温度ま
たは５０ｈを超える熱処理時間では、成形性や塗装焼付
け硬化性が低下することがある。なお、ここでの熱処理
を以降の説明では、予備時効処理と称する。

【００１６】また、請求項９に記載のアルミニウム合金
板の製造方法では、更に、予備時効処理がなされた圧延
板に対し、更に復元処理を施す。焼入れ後６０分以内
に、４０〜１２０℃の温度で５０ｈ以内の時間加熱する
予備時効処理を行った後、３日以内に１７０〜２３０℃
の温度で６０ｓ以内の復元処理を行うのが好ましい。こ
の復元処理を行うことで、塗装焼付け硬化性をさらに向
上させることができる。１７０℃未満の復元処理温度で
は、塗装焼付け硬化性の向上が十分でなく、２３０℃を
超える復元処理温度では、成形性や塗装焼付け硬化性が
低下することがある。なお、従来の６０００系アルミニ
ウム合金においても、溶体化処理、焼入れ後の最終熱処
理によって塗装焼付け硬化性を向上させることが行われ
ているが、本発明においては、均質化処理後の冷却速度
を１００℃／ｈ以上にすることにより、溶体化処理時の
溶質元素の固溶が促進され、塗装焼付け硬化性の改善効
果が大きくなる。

【００１７】また、請求項１０〜１３に記載のアルミニ
ウム合金板の製造方法のように、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｇ以外
の元素を含有する場合であっても、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｇの
含有量や処理条件を好適に設定することで、請求項７に
記載の製造方法と同様の効果を奏することとなる。

【００１８】また、請求項１０〜１４に記載のアルミニ
ウム合金板の製造方法によれば、アルミニウム合金のリ
サイクルが可能なうえ、アルミニウム合金板の製造コス
トを低減させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を比較例と
対比して説明するとともに、それに基づいてその効果を
実証する。なお、これらの実施例は、本発明の好ましい
一実施の形態を説明するためのものであって、これによ
り本発明が制限されるものではない。

【００２０】〔実施例１〕実施例１を、図２および図３
を参照しながら説明する。ここで、図２は、実施例１に
用いたアルミニウム合金Ａ〜Ｍの組成を示す図であり、
図３は実施例１に係る試験材Ｎｏ．１〜１３の評価結果
を示す図である。実施例１では、廃棄アルミサッシ（ア
ルミニウム合金スクラップ）を溶解材として８０％以上
配合し、図２に示す化学成分を有するアルミニウム合金
Ａ〜Ｍを造塊した。そして、これにより得られたアルミ
ニウム合金鋳塊を５４０℃の温度で６ｈ均質化処理し、
その後、３００℃／ｈの冷却速度で室温まで冷却（冷却
処理）した。次いで、この鋳塊を４００℃の温度に再加
熱して、この温度で熱間圧延を開始して厚さ４．０ｍｍ
まで圧延（熱間圧延）し、さらに冷間圧延を経て厚さ
１．０ｍｍの冷間圧延板とした。この冷間圧延で得られ
た冷間圧延板について、５４０℃の温度で５ｓの溶体化
処理を施した後、１２０℃の温度まで３０℃／ｓの冷却
速度で焼入れを行い、焼入れ後５分後に１００℃で３ｈ
の予備時効処理を行った。この予備時効処理板を試験材
Ｎｏ．１〜１３（合金Ａ〜Ｍ）として、以下の方法によ
って、予備時効処理から１０日後の引張性質、成形性、
耐食性、塗装焼付け硬化性を評価し、ＳｉおよびＭｇ₂
Ｓｉ化合物の数を計測した。その評価結果を図３に示
す。

【００２１】なお、図３に示す各項目の評価は、概略以
下のようにして実施した。 １）引張性質：ＪＩＳ ５号引張試験片を成形し、引張
強さ、０．２％耐力、伸びを測定した。 ２）成形性：エリクセン試験（ＥＶ）を行い、成形高さ
が１０ｍｍに達しないものを不合格とした。また、ヘム
加工性の評価のため、５％の引張変形を加えた後、１８
０°の密着曲げ（内側曲げ半径０ｍｍ）を行い、割れの
大小に拘わらず、表面に割れの発生したものを不合格と
した。さらに、圧延方向に対して９０°方向に１０％の
引張変形を与えた後、電着塗装を行って、リジングマー
クの発生の有無を目視により観察した。 ３）耐食性：試験材について、市販の化成処理液でリン
酸亜鉛処理および電着塗装を行い、アルミニウムの素地
まで達するクロスカットを施した。その後、この試験材
に対し、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に従って塩水噴霧試験を
２４時間行い、その後５０℃−９５％の湿潤雰囲気中に
１ヶ月放置した。このときのクロスカット部から発生す
る最大糸錆長さを測定し、最大糸錆長さ４ｍｍ以下のも
のを合格とした。 ４）塗装焼付け硬化性（ＢＨ性）：２％の引張変形を施
し、１７０℃で２０分の加熱処理（ＢＨ）を行った後の
０．２％耐力を測定し、その耐力が２００ＭＰａ以上の
ものを合格とした。 ５）ＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の測定：光学顕微鏡組
織観察により化合物の最大径を計測した。２〜１０μｍ
径の化合物の分布については、画像解析装置を用い、１
ピクセル＝０．２５μｍの条件で合計１平方ミリメート
ル（１ｍｍ²）の範囲を調査した。Ｆｅ系化合物との区
別は、化合物の明暗により行い、予め点分析で化合物粒
子を確認して、Ｆｅ系化合物が検出されずＳｉおよびＭ
ｇ₂Ｓｉ化合物が検出されるレベルに検出条件を選定し
た。

【００２２】図３にみられるように、本発明の条件に従
う試験材Ｎｏ．１〜１３は、いずれもＢＨ性の評価にお
いて２００ＭＰａを超える優れたＢＨ性を示し、成形性
についてもＥＶでの成形高さ１０ｍｍを超え、曲げ試験
において割れが発生せず、リジングマークも発生せず、
良好な成形性を備え、最大糸錆長さも４ｍｍ以下で優れ
た耐食性を示した。

【００２３】〔比較例１〕比較例１を、図４および図５
を参照しながら説明する。ここで、図４は、比較例１に
用いたアルミニウム合金Ｎ〜Ｙの組成を示す図であり、
図５は、比較例１に係る試験材Ｎｏ．１４〜２５の評価
結果を示す図である。比較例１では、廃棄アルミサッシ
（アルミニウム合金スクラップ）を溶解材として８０％
以上配合し、図４に示す化学成分を有するアルミニウム
合金Ｎ〜Ｙを造塊した。そして、これにより得られた鋳
塊を、実施例１と同一の処理工程で処理し、厚さ１．０
ｍｍの冷間圧延板とした。この冷間圧延で得られた冷間
圧延板について、実施例１と同一条件の溶体化処理、焼
入れを行い、焼入れ後５分後に１００℃で３ｈの予備時
効処理を行った。この予備時効処理板を試験材Ｎｏ．１
４〜２５（合金Ｎ〜Ｙ）として、実施例１と同一の方法
によって、予備時効処理から１０日後の引張性質、成形
性、耐食性、塗装焼付け硬化性を評価し、ＳｉおよびＭ
ｇ₂Ｓｉ化合物の数を計測した。その評価結果を図５に
示す。

【００２４】図５にみられるように、試験材Ｎｏ．１４
（合金Ｎ）はＦｅ量が１．９２％と多いため曲げ性が低
下した。試験材Ｎｏ．１５（合金Ｏ）はＳｉ量が０．３
％と少ないためＥＶ値およびＢＨ性が劣る。試験材Ｎ
ｏ．１６（合金Ｐ）はＳｉ量が２．０％と多いためＥＶ
値、曲げ性および耐食性が劣る。試験材Ｎｏ．１７（合
金Ｑ）はＭｇ量が０．１％と少ないためＢＨ性が劣る。
試験材Ｎｏ．１８（合金Ｒ）はＭｇ量が１．４％と多い
ためＥＶ値および曲げ性が劣る。試験材Ｎｏ．１９（合
金Ｓ）はＣｕ量が１．５％と多いため曲げ性および耐食
性が劣る。試験材Ｎｏ．２０（合金Ｔ）はＺｎ量が０．
８％と多いため耐食性が劣る。試験材Ｎｏ．２１〜２４
（合金Ｕ〜Ｘ）は、それぞれＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒが多
く（Ｍｎ：０．５％、Ｃｒ：０．５％、Ｖ：０．３％、
Ｚｒ：０．２７％）、したがってＥＶ値が劣る。試験材
Ｎｏ．２５（合金Ｙ）はＴｉおよびＢが多く（Ｔｉ：
０．３％、Ｂ：７１ｐｐｍ）、したがってＥＶ値が劣
る。

【００２５】〔実施例２〕実施例２を、図６および図７
を参照しながら説明する。ここで、図６は、実施例２に
おける試験材Ｎｏ．２６〜３２の処理条件を示す図であ
り、図７は、実施例２に係る試験材Ｎｏ．２６〜３２の
評価結果を示す図である。実施例２では、実施例１で用
いた合金Ａ（図２参照）の鋳塊を用い、図６に示す条件
で均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、予備
時効処理および復元処理を行い、試験材Ｎｏ．２６〜３
２を作製した。このとき、均質化処理時間を６ｈ、熱間
圧延の上がり板厚を４．０ｍｍ、冷間圧延の上がり板厚
を１．０ｍｍ、焼入れ後予備時効処理を行うまでの時間
を５分、予備時効処理後、復元処理までの日数を１日と
した。

【００２６】この最終熱処理板（予備時効処理板および
復元処理板）を試験材Ｎｏ．２６〜３２（合金Ａ）とし
て、実施例１と同一の方法によって、最終熱処理（予備
時効処理もしくは復元処理）から１０日後の引張性質、
成形性、耐食性、塗装焼付け硬化性を評価し、Ｓｉおよ
びＭｇ₂Ｓｉ化合物の数を計測した。その評価結果を図
７に示す。図７にみられるように、本発明の条件に従う
試験材Ｎｏ．２６〜３２は、いずれもＢＨ性の評価にお
いて２００ＭＰａを超える優れたＢＨ性を示し、成形性
についてもＥＶでの成形高さ１０ｍｍを超え、曲げ試験
において割れが発生せず、リジングマークも発生せず、
良好な成形性を備え、最大糸錆長さも４ｍｍ以下で優れ
た耐食性を示した。

【００２７】〔比較例２〕比較例２を、図８および図９
を参照しながら説明する。ここで、図８は、比較例２に
おける試験材Ｎｏ．３３〜４１の処理条件を示す図であ
り、図９は、比較例２に係る試験材Ｎｏ．３３〜４１の
評価結果を示す図である。比較例２では、実施例１で用
いた合金Ａ（図２参照）の鋳塊を用い、図８に示す条件
で均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、予備
時効処理および復元処理を行い、試験材Ｎｏ．３３〜４
１を作製した。このとき、均質化処理時間を６ｈ、熱間
圧延の上がり板厚を４．０ｍｍ、冷間圧延の上がり板厚
を１．０ｍｍ、焼入れ後予備時効処理を行うまでの時間
を５分、予備時効処理後、復元処理までの日数を１日と
した。

【００２８】この最終熱処理板（予備時効処理板および
復元処理板）を試験材Ｎｏ．３３〜４１（合金Ａ）とし
て、実施例１と同一の方法によって、最終熱処理（予備
時効処理もしくは復元処理）から１０日後の引張性質、
成形性、耐食性、塗装焼付け硬化性を評価し、Ｓｉおよ
びＭｇ₂Ｓｉ化合物の数を計測した。その評価結果を図
９に示す。図９にみられるように、試験材Ｎｏ．３３は
均質化処理温度が４５０℃と低いため、したがってＥＶ
値が低く、曲げ性が劣り、さらにＢＨ性も低い。試験材
Ｎｏ．３４およびＮｏ．３５は均質化処理後の冷却速度
が３０〜７０℃／ｈと小さいため、したがって曲げ性が
劣り、ＢＨ性も低い。試験材Ｎｏ．３６は熱間圧延の開
始温度が５５０℃と高いため、リジングマークが発生し
た。試験材Ｎｏ．３７は溶体化処理温度が４７０℃と低
いため、強度およびＥＶ値が低く、ＢＨ性も低い。試験
材Ｎｏ．３８は溶体化処理後の冷却速度（焼入れ速度）
が１℃／ｓと遅いため、ＥＶ値、曲げ性および耐食性に
劣り、ＢＨ性も低い。試験材Ｎｏ．３９は予備時効処理
を行わなかったため、ＢＨ性が低い。試験材Ｎｏ．４０
は予備時効処理温度が１４０℃と高く、処理時間も７２
ｈと長いため、ＥＶ値が低い。試験材Ｎｏ．４１は復元
処理温度が２５０℃と高いため、ＥＶ値が低い。

【００２９】以上のように、本実施の形態によれば、Ｓ
ｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の最大径が１０μｍ以下、粒
径が２〜１０μｍのＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の数が
１０００個／ｍｍ²以下となる組織性状のアルミニウム
合金板を得ることができる。このような組織性状を有す
るアルミニウム合金板は、成形性、塗装焼付け硬化性が
改善され、リサイクルによってＦｅ量が０．５〜１．５
％まで増加した場合においても、５％の引張変形を加え
た後、１８０°の密着曲げ（内側曲げ半径０ｍｍ）で割
れが発生せず、フラットヘム加工が可能となる。また、
アルミニウム合金スクラップを原料とし、不可避的に混
入するＦｅの不純物量が高くても、フラットヘムが可能
な優れた成形性を備え、成形後に肌荒れやリジングマー
クを生じることがなく、形状凍結性と耐デント性とを両
立させる優れた塗装焼付け硬化性を有し、さらに耐食性
とくに耐糸錆性にも優れたアルミニウム合金板およびそ
の製造方法が提供される。当該アルミニウム合金板は、
輸送機器部材、例えば自動車用フード、フェンダー、
トランクリッド、ルーフ、 ドアなどに好適に使用さ
れ、これら部材のゲージダウンを可能とする。

【００３０】なお、本発明は上記の実施の形態のみに限
定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられ
る。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実
施することもできる。

【００３１】（Ａ）上記実施例１，２等では、室温まで
冷却処理した鋳塊を、４００℃に再加熱したのち熱間圧
延を行う場合について記載したが、３００〜５００℃の
範囲の温度まで冷却処理した鋳塊をそのまま熱間圧延し
てもよい。

【００３２】（Ｂ）また、上記実施例１，２等では、ア
ルミニウム合金スクラップとしての廃棄アルミサッシを
原料に用いる場合について記載したが、例えば廃棄自動
車を原料としてもよい。また、アルミニウム合金スクラ
ップ以外を原料とすることもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自動車外板に好適な成形性および塗装焼付け硬化性に優
れたアルミニウム合金技術を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のアルミニウム合金鋳塊
の処理フローを示す図である。

【図２】実施例１に用いたアルミニウム合金Ａ〜Ｍの組
成を示す図である。

【図３】実施例１に係る試験材Ｎｏ．１〜１３の評価結
果を示す図である。

【図４】比較例１に用いたアルミニウム合金Ｎ〜Ｙの組
成を示す図である。

【図５】比較例１に係る試験材Ｎｏ．１４〜２５の評価
結果を示す図である。

【図６】実施例２における試験材Ｎｏ．２６〜３２の処
理条件を示す図である。

【図７】実施例２に係る試験材Ｎｏ．２６〜３２の評価
結果を示す図である。

【図８】比較例２における試験材Ｎｏ．３３〜４１の処
理条件を示す図である。

【図９】比較例２に係る試験材Ｎｏ．３３〜４１の評価
結果を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｋ ６８３ ６８３ ６８６ ６８６Ａ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ ６９４ ６９４Ｂ (72)発明者 宇都 秀之 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内 (72)発明者 古山 努 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａｌとその他の元素からなるアルミニウ
   ム合金板であって、 不純物として、Ｆｅ：０．５〜１．５重量％を含有し、
   主要添加元素として、Ｓｉ：０．６〜１．８重量％、Ｍ
   ｇ：０．２〜１．０重量％を含有し、 ＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の最大径が１０μｍ以下、
   ２〜１０μｍ径のＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の数が１
   ０００個／ｍｍ²以下であることを特徴とするアルミニ
   ウム合金板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載したアルミニウム合金板
   であって、 さらにＺｎを含有し、その含有量が０．５重量％以下で
   あることを特徴とするアルミニウム合金板。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載したアルミニウ
   ム合金板であって、 さらにＣｕを含有し、その含有量が１．０重量％以下で
   あることを特徴とするアルミニウム合金板。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載したアル
   ミニウム合金板であって、 さらにＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒのうちの少なくとも一つを
   含有し、それらの含有量がＭｎ：０．３重量％以下、Ｃ
   ｒ：０．３重量％以下、Ｖ：０．２重量％以下、Ｚｒ：
   ０．１５重量％以下であることを特徴とするアルミニウ
   ム合金板。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載したアル
   ミニウム合金板であって、 さらにＴｉ、Ｂのうちの少なくとも一つを含有し、それ
   らの含有量がＴｉ：０．１重量％以下、Ｂ：５０重量ｐ
   ｐｍ以下であることを特徴とするアルミニウム合金板。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載したアル
   ミニウム合金板であって、 アルミニウム合金スクラップが原料に用いられているこ
   とを特徴とするアルミニウム合金板。
7. 【請求項７】 Ａｌとその他の元素からなるアルミニウ
   ム合金鋳塊からアルミニウム合金板を製造するアルミニ
   ウム合金板の製造方法であって、 不純物として、Ｆｅ：０．５〜１．５重量％を含有し、
   主要添加元素として、Ｓｉ：０．６〜１．８重量％、Ｍ
   ｇ：０．２〜１．０重量％を含有するアルミニウム合金
   鋳塊を、５００℃以上の温度で均質化処理するステップ
   と、 前記均質化処理がなされたアルミニウム合金鋳塊を、１
   ００℃／ｈ以上の冷却速度で３００〜５００℃の温度ま
   で冷却処理するステップと、 前記冷却処理がなされたアルミニウム合金鋳塊を、３０
   ０〜５００℃の温度で熱間圧延するステップと、 前記熱間圧延がなされた圧延板を冷間圧延したのち、５
   ００℃以上の温度で溶体化処理し、１２０℃までを５℃
   ／ｓ以上の冷却速度で焼入れするステップとを有し、 ＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の最大径が１０μｍ以下、
   ２〜１０μｍ径のＳｉおよびＭｇ₂Ｓｉ化合物の数が１
   ０００個／ｍｍ²以下であることを特徴とするアルミニ
   ウム合金板の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載したアルミニウム合金板
   の製造方法であって、 さらに、前記焼入れ後６０分以内に、４０〜１２０℃の
   温度で５０ｈ以上の熱処理を行うステップを有すること
   を特徴とするアルミニウム合金板の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載したアルミニウム合金板
   の製造方法であって、 さらに、前記熱処理後３日以内に、１７０℃〜２３０℃
   の温度で６０ｓ以内の復元処理を行うステップを有する
   ことを特徴とするアルミニウム合金板の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項７〜９のいずれかに記載したア
    ルミニウム合金板の製造方法であって、 さらにＺｎを含有し、その含有量が０．５重量％以下で
    あるアルミニウム合金鋳塊を用いることを特徴とアルミ
    ニウム合金板の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項７〜１０のいずれかに記載した
    アルミニウム合金板の製造方法であって、 さらにＣｕを含有し、その含有量が１．０重量％以下で
    あるアルミニウム合金鋳塊を用いることを特徴とするア
    ルミニウム合金板の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項７〜１１のいずれかに記載した
    アルミニウム合金板の製造方法であって、 さらにＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒのうちの少なくとも一つを
    含有し、それらの含有量がＭｎ：０．３重量％以下、Ｃ
    ｒ：０．３重量％以下、Ｖ：０．２重量％以下、Ｚｒ：
    ０．１５重量％以下であるアルミニウム合金鋳塊を用い
    ることを特徴とするアルミニウム合金板の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項７〜１２のいずれかに記載した
    アルミニウム合金板の製造方法であって、 さらにＴｉ、Ｂのうちの少なくとも一つを含有し、それ
    らの含有量がＴｉ：０．１重量％以下、Ｂ：５０重量ｐ
    ｐｍ以下であるアルミニウム合金鋳塊を用いることを特
    徴とするアルミニウム合金板の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項７〜１３のいずれかに記載した
    アルミニウム合金板の製造方法であって、 前記アルミニウム鋳塊の原料として、アルミニウム合金
    スクラップを用いることを特徴とするアルミニウム合金
    板の製造方法。