JPH01127642A - 絞り成形用熱処理型高強度アルミニウム合金板及びその製造法 - Google Patents
絞り成形用熱処理型高強度アルミニウム合金板及びその製造法Info
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- JPH01127642A JPH01127642A JP28399487A JP28399487A JPH01127642A JP H01127642 A JPH01127642 A JP H01127642A JP 28399487 A JP28399487 A JP 28399487A JP 28399487 A JP28399487 A JP 28399487A JP H01127642 A JPH01127642 A JP H01127642A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、熱処理型アルミニウム合金であって、飲料缶
、キャップ、機械部品等に適する絞り成形用高強度アル
ミニウム合金板並びにその製造法に関するものである。 （従来の技術及び解決しようとする問題点）従来より、
絞り成形用アルミニウム合金板として、例えば、飲料缶
の蓋材ではＡｌ−Ｍｇ系合金の５０５２．５０８２及び
５１８２の硬質材（Ｈ２Ｏ）が使用されており、同じく
胴材ではＡｌ−Ｍ ｎ −Ｍ ｇ系合金の３００４硬質
材が使用されている。更に、キャップ材では純Ａｌ系（
１１００相当）、Ａｌ２−Ｍｎ系合金の３００３、Ａｌ
−Ｍｎ−Ｍｇ系合金の３１０５の硬質材及び半硬質材が
使用されている。 これらはいずれも非熱処理型アルミニウム合金板であり
、容器として使用される場合の塗装印刷時のベーキング
（２００℃Ｘ２０ｍ１ｎ程度）により軟化するものであ
る。最近では、特公昭５７−５７５５１号公報（Ｍ ｇ
ｚ Ｓ ｉの析出硬化）、特公昭６１−７４６５号公報
（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇの析出硬化）の析出硬化型の飲料缶
用硬質材が一部使用されてきているものの、ベーキング
後の耐力は２８〜３２ｋｇ／ｍｍ″程度である。 しかし、近年、この種の用途に供されるアルミニウム合
金板に対する薄肉軽量化の要求が強くなり、成形性を保
つと同時により高強度のアルミニウム合金の開発が望ま
れているが、上記の非熱処理型のアルミニウム合金では
その要求に応えることが困難である。 一方、強度に関しては、熱処理型高強度アルミニウム合
金として、Ａｌ−Ｃｕ系合金の２０２４゜Ａｌ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金の７０７５等がよく知られており、最適時効
処理後の耐力は４０〜５５ｋｇ／ｍｍ″（ベーキング後
も変形しない）とかなり強度の高いものである。 しかし乍ら、これらの材料は成形加工が困難であるため
、航空機材等の構造材のみに使用されているのが現状で
ある。更に、熱処理型合金としては、絞り加工性に優れ
ているとされるＴ４処理材（溶体化処理後自然時効）に
おいても、上記非熱処理型アルミニウム合金材に比べて
はかなり劣るため、絞り加工の用途には使用されていな
い。 本発明は、かＮる事情に鑑みて、従来の非熱処理型アル
ミニウム合金板の強度不足並びに熱処理型アルミニウム
合金板の絞り加工性不足の問題を解決するためになされ
たものであって、熱処理型高強度アルミニウム合金であ
っても、非熱処理型アルミニウム合金と同等の高成形性
を具備し、薄肉軽量化を可能にする絞り成形用高強度ア
ルミニウム合金板を提供し、またその製造法を提供する
ことを目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は、近年の薄肉軽量
化に応えるために非熱処理型アルミニウム合金板の高強
度高成形性化及び熱処理型アルミニウム合金板の高成形
性化を実現する方策について、用途面における耐食性等
の問題の解決を含め。 鋭意研究を重ねた結果、従来の非熱処理型アルミニウム
合金ではベーキング後の耐力はせいぜい４０ ｋｇ ／
ｍｍ”が限界であり、かつ、この強度レベルでは成形
加工の用途には適しないこと、一方。 熱処理型アルミニウム合金では最適時効処理により高強
度（４０〜５５ｋｇ／ｍｍ２）を得ることは可能である
ものの、成形加工は殆ど不可能であることを把握した。 そこで、本発明者は、従来の非熱処理型及び熱処理型ア
ルミニウム合金の条件に拘らずに、新たな観点により熱
処理型アルミニウム合金板の製造について成分及び熱処
理条件を検討したところ、強度及び成形性を満足すると
共に実用性にも優れた絞り成形用熱処理型高強度アルミ
ニウム合金板及びその製造法を見い出したものである。 すなわち、本発明に係る絞り成形用高強度アルミニウム
合金板は、Ｚｎ：３〜８％及びＭｇ： ０ 、５〜３．
５％と必要に応じて更にＣｕ：０．１〜２．５％を基本
成分として含み、更にＺｒ：０．０５〜０゜１５％、Ｍ
ｎ：０．０５〜０．５％及びＣｒ：０．０５〜０．３％
のうちの１種又は２種以上を含み、残部がＡｌ及び不可
避的不純物からなる熱処理型アルミニウム合金であって
、高強度並びに優れた絞り加工性を有することを特徴と
するものである。 また、上−記アルミニウム合金板の製造法は、Ｚｎ：３
−８％及びＭｇ：０．５〜３．５％と必要に応じて更に
Ｃｕ：０．１〜２．５％を基本成分として含み、更にＺ
ｒ：０．０５〜０．１５％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％
及びＣｒ：０．０５〜０．３％のうちの１種又は２種以
上を含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアル
ミニウム合金の鋳塊につき、均質化熱処理、熱間圧延及
び冷間圧延を施して所定の板厚にした後、溶体化処理を
施し、必要に応じて冷間圧延を施し、次いで時効処理を
行うに際し、１５０〜２２０℃の温度範囲で時効時間を
調整することにより、最適時効処理による最高強度の９
５〜７５％の強度が得られるような過時効処理を施すこ
とにより優れた絞り加工性を与えることを特徴とするも
のである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 まず、本発明における化学成分の限定理由について説明
する。なお、これは後述の製造条件のもとで発揮される
ものであることは云うまでもない。 ＺｎはＭｇと共にＭｇｚＺｎの析出硬化による強度向上
に有効な元素である。しかし、３％未満では強度が不充
分であり、また８％を超えると強度は充分に得られるも
のの、圧延時及び成形時に割れが発生し、更には耐食性
の低下を招くことになる。 したがって、Ｚｎ量は３〜８％の範囲とし、４〜７％が
好ましい。 ＭｇはＺｎと同様の効果を示すほか、Ｃｕを含むときは
Ｃｕと共にＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇの析出硬化による強度向上
に有効な元素である。しかし、０．５％未満では強度が
不充分であり、また３、５％を超えると圧延及び成形時
に割れが発生し、更には応力腐食割れを招くことになる
。したがって、Ｍｇ量は０．５〜３．５％の範囲とし、
０．８〜２．５％が好ましい。 本発明では上記Ｚｎ及びＭｇを基本成分とするが、これ
らのほかＣｕも基本成分として含有させることができる
。 ＣｕはＡｌ２−Ｃｕ−Ｍｇの析出硬化に有効な元素であ
る。しかし、０．１％未満ではその効果が小さく、また
２、５％を超えるとＺｎ、Ｍｇの場合と同様の問題が生
じる。したがって、Ｃｕ量は０．１〜２．５％の範囲と
し、０．５〜２．０％が好ましい。 更に本発明では、上記基本成分のほか、Ｚｒ、Ｍｎ及び
Ｃｒの１種又は２種以上を適量で含有させることができ
る。 Ｚｒ、Ｍｎ及びＣｒは、上記Ａｎ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金或
いはＡ Ｑ −Ｚｎ −Ｍｇ −Ｃｕ系合金において。 結晶粒の適、正化に効果を示し、成形加工に伴う残留応
力による応力腐食割れ性の改善に有効な元素である。こ
れらの元素はＡｌ母材中に微細に析出するものであり、
各元素とも０．０５％未満では微細な析出が不充分であ
り、またＺｒ：Ｑ、１５％。 Ｍｎ：０．５％及びＣｒ：０．３％を超えると巨大化合
物を形成し、加工性の低下を招くことになる。したがっ
て、Ｚｒ量は０．０５〜０．１５％、Ｍｎ量は０．０５
〜０．５％、Ｃｒ量は０．３％の範囲とし、これらの１
種又は２種以上を添加する。 なお、上記組成のアルミニウム合金板には不可避的不純
物が含まれるが、不純物量は本発明の効果を損なわない
限度で許容される。例えば、Ｓｉく０．３％、Ｆｅ＜０
．５％、Ｂ＜０．１％であれば。 本発明の効果は充分に得られる。 次に、上記アルミニウム合金板の製造条件について説明
する。 まず、上記組成のアルミニウム合金は常法にょり溶解、
鋳造し、得られた鋳塊に均質化熱処理、熱間圧延及び冷
間圧延が施されて所定の板厚にする。これらの工程は通
常行われている条件によればよく、特に制限されない。 次いで、所定の板厚で溶体化処理を施し、更に必要に応
じて冷間圧延を施した後１時効処理が施される。溶体化
処理条件は特に清寂線されず、例えば４００〜５１５℃
の温度で行えばよい、また、溶体化処理後に必要に応じ
て施す冷間圧延は、溶体化処理の冷却（例、水冷）にて
発生する板歪を矯正するためのものであり、３０％以下
の圧下率にすることが好ましい。 時効処理は本発明による製造上のキーポイントと云える
もので、その条件は適正にコントロールされなければな
らない。 溶体化処理にて再固溶したＺｎ、Ｍｇ及びＣｕは時効処
理によりＭｇ、Ｚｎ及びＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇの微細析出物
を形成し、析出硬化による強度向上に寄与する。しかし
乍ら、一般に使用されている最適時効処理条件で得られ
る最高強度の材料では、成形性及び応力腐食割れに問題
がある。 本発明は、析出状態と材料特性の関係を詳細に検討した
結果、得られたものであり、上記組成のアルミニウム合
金板の場合、時効温度が１５０〜２２０℃の範囲で、最
高強度（耐力）の９５〜７０％が得られる過時効となる
ように時効時間を選定したときに、はじめて強度、成形
性、応力腐食割れ性に優れるものとすることができる。 時効温度が１５０’Ｃ未満では、微細な析出物が形成さ
れて強度の高いものが得られるものの、成形性及び応力
腐食割れ性に劣り、また２２０℃を超えると析出物（Ｍ
ｇ、 Ｚｎ、Ａ ｆｌ −Ｃｕ −Ｍｇ）の成長を招き
、強度が低くなり、非熱処理型アルミニウム合金と大差
のないものになる。したがって、時効温度は１５０〜２
２０℃の範囲とする。 また、時効時間は、前記時効温度と共に、且つ前述の如
く最高強度に対する所定の割合（すなわち、９５〜７０
％）の強度が得られるように過時効となるよう決められ
るものであり、その際、経済性を考慮するのが好ましい
。 なお１時効処理条件に関しては、従来は、軽金属協会発
行（昭和５７年９月）「アルミニウムハンドブック」第
２版、ｐ、１９に示されているように、熱処理型アルミ
ニウム合金の中で最も成形性に優れる調質はＴ４（自然
時効）処理であり、次いでＴ５（高温加工から急冷し、
人工時効）、Ｔ６（人工時効）であって、Ｔ５、Ｔ６処
理の温度範囲はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の場合には１１
０〜１２０℃であり、上記本発明の時効処理条件は成形
性の用途に向かないものとされている。 また１時効処理後の強度は高いほど好ましいが、最適時
効処理にて得られる最高強度の９５％を超える場合には
、成形性及び応力腐食割れ性に劣り、一方、７０％未満
では強度が不充分である。したがって、本発明では最高
強度の９５〜７０％の範囲の強度とし、この強度が得ら
れるように上記条件にて時効処理を行うものである。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分を有するアルミニウム合金丸１〜
＆２０を常法により溶解、鋳造し、得られた鋳塊に４５
０℃Ｘ５ｈｒの均質化熱処理を施した後、熱間圧延（３
００℃）にて板厚４ｍｍとした。 その後、冷間圧延及び中間焼鈍（４００℃、徐加熱、徐
冷）を組合せて板厚０．３０〜０．３５ｍｍとし、更に
溶体化処理（温度は同表に示すとおり）及び歪取冷間圧
延並びに第１表に示す条件の時効処理を施して板厚０．
３０ｍｍの供試材とした。 なお、第１表中のＮＱ２１〜＆２６は非熱処理型の従来
例であって、通常工程（冷間加工率：同表中に示す、ベ
ーキング処理： ２００℃Ｘ ２０ｍ１ｎ）にて製造し
た。 各供試材について機械的性質を調べると共に、絞り性及
び応力腐食割れ性を評価した。それらの結果を第２表に
示す。 なお、絞り性は、エリクセン型絞り試験機（３３φポン
チ）にてブランク径を変化させて試験し。 次式 ％式％ （但し、Ｄニブランク径、ｄ：ポンチ径）により限界絞
り率（Ｌ、Ｄ、Ｒ）を求め、評価した。 限界絞り率は高いほど絞り性に優れることを示す。 また、応力腐食割れ性については、絞り性評価にて得ら
れたカップ（絞り率４０％）を使用し、ＡｓＴＭ Ｇ４
９−４９に準拠して応力腐食割れ試験を実施し、２０日
間で割れなかった場合を０印、２０日以内で割れた場合
をｘ印を付して応力腐食割れ感受性で評価した。 第２表より、本発明例＆１〜＆１０はいずれも、従来例
＆２１〜Ｎａ２６の非熱処理型アルミニウム合金に比べ
、強度が高いにも拘わらず絞り性は同等であり、また比
較例Ｍａｉｌ〜Ｎａ２Ｏの熱処理型アルミニウム合金に
比べ、絞り性が格段に優れていることがわかる。 すなわち、本発明材は高強度高成形性を有することがわ
かる。しかも、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系熱処理型アルミニウ
ム合金の劣る特性として応力腐食割れ性があるが、本発
明例ではいずれも優れた応力腐食割れ性を有している。 なお、比較例の＆１１と＆１３は絞り性及び応力腐食割
れ性は良好であるものの強度が低い。 また、絞り用途に要求される特性の１つに絞り耳の低い
ことが挙げられるが、この点でも本発明例はいずれも耳
率が１〜３％であり、優れていることが確認された。な
お、耳率は絞り率４０％で山と谷の差を平均高さで除し
た値である。
、キャップ、機械部品等に適する絞り成形用高強度アル
ミニウム合金板並びにその製造法に関するものである。 （従来の技術及び解決しようとする問題点）従来より、
絞り成形用アルミニウム合金板として、例えば、飲料缶
の蓋材ではＡｌ−Ｍｇ系合金の５０５２．５０８２及び
５１８２の硬質材（Ｈ２Ｏ）が使用されており、同じく
胴材ではＡｌ−Ｍ ｎ −Ｍ ｇ系合金の３００４硬質
材が使用されている。更に、キャップ材では純Ａｌ系（
１１００相当）、Ａｌ２−Ｍｎ系合金の３００３、Ａｌ
−Ｍｎ−Ｍｇ系合金の３１０５の硬質材及び半硬質材が
使用されている。 これらはいずれも非熱処理型アルミニウム合金板であり
、容器として使用される場合の塗装印刷時のベーキング
（２００℃Ｘ２０ｍ１ｎ程度）により軟化するものであ
る。最近では、特公昭５７−５７５５１号公報（Ｍ ｇ
ｚ Ｓ ｉの析出硬化）、特公昭６１−７４６５号公報
（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇの析出硬化）の析出硬化型の飲料缶
用硬質材が一部使用されてきているものの、ベーキング
後の耐力は２８〜３２ｋｇ／ｍｍ″程度である。 しかし、近年、この種の用途に供されるアルミニウム合
金板に対する薄肉軽量化の要求が強くなり、成形性を保
つと同時により高強度のアルミニウム合金の開発が望ま
れているが、上記の非熱処理型のアルミニウム合金では
その要求に応えることが困難である。 一方、強度に関しては、熱処理型高強度アルミニウム合
金として、Ａｌ−Ｃｕ系合金の２０２４゜Ａｌ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金の７０７５等がよく知られており、最適時効
処理後の耐力は４０〜５５ｋｇ／ｍｍ″（ベーキング後
も変形しない）とかなり強度の高いものである。 しかし乍ら、これらの材料は成形加工が困難であるため
、航空機材等の構造材のみに使用されているのが現状で
ある。更に、熱処理型合金としては、絞り加工性に優れ
ているとされるＴ４処理材（溶体化処理後自然時効）に
おいても、上記非熱処理型アルミニウム合金材に比べて
はかなり劣るため、絞り加工の用途には使用されていな
い。 本発明は、かＮる事情に鑑みて、従来の非熱処理型アル
ミニウム合金板の強度不足並びに熱処理型アルミニウム
合金板の絞り加工性不足の問題を解決するためになされ
たものであって、熱処理型高強度アルミニウム合金であ
っても、非熱処理型アルミニウム合金と同等の高成形性
を具備し、薄肉軽量化を可能にする絞り成形用高強度ア
ルミニウム合金板を提供し、またその製造法を提供する
ことを目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は、近年の薄肉軽量
化に応えるために非熱処理型アルミニウム合金板の高強
度高成形性化及び熱処理型アルミニウム合金板の高成形
性化を実現する方策について、用途面における耐食性等
の問題の解決を含め。 鋭意研究を重ねた結果、従来の非熱処理型アルミニウム
合金ではベーキング後の耐力はせいぜい４０ ｋｇ ／
ｍｍ”が限界であり、かつ、この強度レベルでは成形
加工の用途には適しないこと、一方。 熱処理型アルミニウム合金では最適時効処理により高強
度（４０〜５５ｋｇ／ｍｍ２）を得ることは可能である
ものの、成形加工は殆ど不可能であることを把握した。 そこで、本発明者は、従来の非熱処理型及び熱処理型ア
ルミニウム合金の条件に拘らずに、新たな観点により熱
処理型アルミニウム合金板の製造について成分及び熱処
理条件を検討したところ、強度及び成形性を満足すると
共に実用性にも優れた絞り成形用熱処理型高強度アルミ
ニウム合金板及びその製造法を見い出したものである。 すなわち、本発明に係る絞り成形用高強度アルミニウム
合金板は、Ｚｎ：３〜８％及びＭｇ： ０ 、５〜３．
５％と必要に応じて更にＣｕ：０．１〜２．５％を基本
成分として含み、更にＺｒ：０．０５〜０゜１５％、Ｍ
ｎ：０．０５〜０．５％及びＣｒ：０．０５〜０．３％
のうちの１種又は２種以上を含み、残部がＡｌ及び不可
避的不純物からなる熱処理型アルミニウム合金であって
、高強度並びに優れた絞り加工性を有することを特徴と
するものである。 また、上−記アルミニウム合金板の製造法は、Ｚｎ：３
−８％及びＭｇ：０．５〜３．５％と必要に応じて更に
Ｃｕ：０．１〜２．５％を基本成分として含み、更にＺ
ｒ：０．０５〜０．１５％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％
及びＣｒ：０．０５〜０．３％のうちの１種又は２種以
上を含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアル
ミニウム合金の鋳塊につき、均質化熱処理、熱間圧延及
び冷間圧延を施して所定の板厚にした後、溶体化処理を
施し、必要に応じて冷間圧延を施し、次いで時効処理を
行うに際し、１５０〜２２０℃の温度範囲で時効時間を
調整することにより、最適時効処理による最高強度の９
５〜７５％の強度が得られるような過時効処理を施すこ
とにより優れた絞り加工性を与えることを特徴とするも
のである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 まず、本発明における化学成分の限定理由について説明
する。なお、これは後述の製造条件のもとで発揮される
ものであることは云うまでもない。 ＺｎはＭｇと共にＭｇｚＺｎの析出硬化による強度向上
に有効な元素である。しかし、３％未満では強度が不充
分であり、また８％を超えると強度は充分に得られるも
のの、圧延時及び成形時に割れが発生し、更には耐食性
の低下を招くことになる。 したがって、Ｚｎ量は３〜８％の範囲とし、４〜７％が
好ましい。 ＭｇはＺｎと同様の効果を示すほか、Ｃｕを含むときは
Ｃｕと共にＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇの析出硬化による強度向上
に有効な元素である。しかし、０．５％未満では強度が
不充分であり、また３、５％を超えると圧延及び成形時
に割れが発生し、更には応力腐食割れを招くことになる
。したがって、Ｍｇ量は０．５〜３．５％の範囲とし、
０．８〜２．５％が好ましい。 本発明では上記Ｚｎ及びＭｇを基本成分とするが、これ
らのほかＣｕも基本成分として含有させることができる
。 ＣｕはＡｌ２−Ｃｕ−Ｍｇの析出硬化に有効な元素であ
る。しかし、０．１％未満ではその効果が小さく、また
２、５％を超えるとＺｎ、Ｍｇの場合と同様の問題が生
じる。したがって、Ｃｕ量は０．１〜２．５％の範囲と
し、０．５〜２．０％が好ましい。 更に本発明では、上記基本成分のほか、Ｚｒ、Ｍｎ及び
Ｃｒの１種又は２種以上を適量で含有させることができ
る。 Ｚｒ、Ｍｎ及びＣｒは、上記Ａｎ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金或
いはＡ Ｑ −Ｚｎ −Ｍｇ −Ｃｕ系合金において。 結晶粒の適、正化に効果を示し、成形加工に伴う残留応
力による応力腐食割れ性の改善に有効な元素である。こ
れらの元素はＡｌ母材中に微細に析出するものであり、
各元素とも０．０５％未満では微細な析出が不充分であ
り、またＺｒ：Ｑ、１５％。 Ｍｎ：０．５％及びＣｒ：０．３％を超えると巨大化合
物を形成し、加工性の低下を招くことになる。したがっ
て、Ｚｒ量は０．０５〜０．１５％、Ｍｎ量は０．０５
〜０．５％、Ｃｒ量は０．３％の範囲とし、これらの１
種又は２種以上を添加する。 なお、上記組成のアルミニウム合金板には不可避的不純
物が含まれるが、不純物量は本発明の効果を損なわない
限度で許容される。例えば、Ｓｉく０．３％、Ｆｅ＜０
．５％、Ｂ＜０．１％であれば。 本発明の効果は充分に得られる。 次に、上記アルミニウム合金板の製造条件について説明
する。 まず、上記組成のアルミニウム合金は常法にょり溶解、
鋳造し、得られた鋳塊に均質化熱処理、熱間圧延及び冷
間圧延が施されて所定の板厚にする。これらの工程は通
常行われている条件によればよく、特に制限されない。 次いで、所定の板厚で溶体化処理を施し、更に必要に応
じて冷間圧延を施した後１時効処理が施される。溶体化
処理条件は特に清寂線されず、例えば４００〜５１５℃
の温度で行えばよい、また、溶体化処理後に必要に応じ
て施す冷間圧延は、溶体化処理の冷却（例、水冷）にて
発生する板歪を矯正するためのものであり、３０％以下
の圧下率にすることが好ましい。 時効処理は本発明による製造上のキーポイントと云える
もので、その条件は適正にコントロールされなければな
らない。 溶体化処理にて再固溶したＺｎ、Ｍｇ及びＣｕは時効処
理によりＭｇ、Ｚｎ及びＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇの微細析出物
を形成し、析出硬化による強度向上に寄与する。しかし
乍ら、一般に使用されている最適時効処理条件で得られ
る最高強度の材料では、成形性及び応力腐食割れに問題
がある。 本発明は、析出状態と材料特性の関係を詳細に検討した
結果、得られたものであり、上記組成のアルミニウム合
金板の場合、時効温度が１５０〜２２０℃の範囲で、最
高強度（耐力）の９５〜７０％が得られる過時効となる
ように時効時間を選定したときに、はじめて強度、成形
性、応力腐食割れ性に優れるものとすることができる。 時効温度が１５０’Ｃ未満では、微細な析出物が形成さ
れて強度の高いものが得られるものの、成形性及び応力
腐食割れ性に劣り、また２２０℃を超えると析出物（Ｍ
ｇ、 Ｚｎ、Ａ ｆｌ −Ｃｕ −Ｍｇ）の成長を招き
、強度が低くなり、非熱処理型アルミニウム合金と大差
のないものになる。したがって、時効温度は１５０〜２
２０℃の範囲とする。 また、時効時間は、前記時効温度と共に、且つ前述の如
く最高強度に対する所定の割合（すなわち、９５〜７０
％）の強度が得られるように過時効となるよう決められ
るものであり、その際、経済性を考慮するのが好ましい
。 なお１時効処理条件に関しては、従来は、軽金属協会発
行（昭和５７年９月）「アルミニウムハンドブック」第
２版、ｐ、１９に示されているように、熱処理型アルミ
ニウム合金の中で最も成形性に優れる調質はＴ４（自然
時効）処理であり、次いでＴ５（高温加工から急冷し、
人工時効）、Ｔ６（人工時効）であって、Ｔ５、Ｔ６処
理の温度範囲はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の場合には１１
０〜１２０℃であり、上記本発明の時効処理条件は成形
性の用途に向かないものとされている。 また１時効処理後の強度は高いほど好ましいが、最適時
効処理にて得られる最高強度の９５％を超える場合には
、成形性及び応力腐食割れ性に劣り、一方、７０％未満
では強度が不充分である。したがって、本発明では最高
強度の９５〜７０％の範囲の強度とし、この強度が得ら
れるように上記条件にて時効処理を行うものである。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分を有するアルミニウム合金丸１〜
＆２０を常法により溶解、鋳造し、得られた鋳塊に４５
０℃Ｘ５ｈｒの均質化熱処理を施した後、熱間圧延（３
００℃）にて板厚４ｍｍとした。 その後、冷間圧延及び中間焼鈍（４００℃、徐加熱、徐
冷）を組合せて板厚０．３０〜０．３５ｍｍとし、更に
溶体化処理（温度は同表に示すとおり）及び歪取冷間圧
延並びに第１表に示す条件の時効処理を施して板厚０．
３０ｍｍの供試材とした。 なお、第１表中のＮＱ２１〜＆２６は非熱処理型の従来
例であって、通常工程（冷間加工率：同表中に示す、ベ
ーキング処理： ２００℃Ｘ ２０ｍ１ｎ）にて製造し
た。 各供試材について機械的性質を調べると共に、絞り性及
び応力腐食割れ性を評価した。それらの結果を第２表に
示す。 なお、絞り性は、エリクセン型絞り試験機（３３φポン
チ）にてブランク径を変化させて試験し。 次式 ％式％ （但し、Ｄニブランク径、ｄ：ポンチ径）により限界絞
り率（Ｌ、Ｄ、Ｒ）を求め、評価した。 限界絞り率は高いほど絞り性に優れることを示す。 また、応力腐食割れ性については、絞り性評価にて得ら
れたカップ（絞り率４０％）を使用し、ＡｓＴＭ Ｇ４
９−４９に準拠して応力腐食割れ試験を実施し、２０日
間で割れなかった場合を０印、２０日以内で割れた場合
をｘ印を付して応力腐食割れ感受性で評価した。 第２表より、本発明例＆１〜＆１０はいずれも、従来例
＆２１〜Ｎａ２６の非熱処理型アルミニウム合金に比べ
、強度が高いにも拘わらず絞り性は同等であり、また比
較例Ｍａｉｌ〜Ｎａ２Ｏの熱処理型アルミニウム合金に
比べ、絞り性が格段に優れていることがわかる。 すなわち、本発明材は高強度高成形性を有することがわ
かる。しかも、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系熱処理型アルミニウ
ム合金の劣る特性として応力腐食割れ性があるが、本発
明例ではいずれも優れた応力腐食割れ性を有している。 なお、比較例の＆１１と＆１３は絞り性及び応力腐食割
れ性は良好であるものの強度が低い。 また、絞り用途に要求される特性の１つに絞り耳の低い
ことが挙げられるが、この点でも本発明例はいずれも耳
率が１〜３％であり、優れていることが確認された。な
お、耳率は絞り率４０％で山と谷の差を平均高さで除し
た値である。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、熱処理型の組成
を調製すると共に、特に時効処理条件をコントロールし
て強度を規制するので、熱処理型であるにも拘わらず、
従来のＡｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系、Ａｎ−Ｍｇ
系等の非熱処理型アルミニウム合金板に比べて高強度で
且つ優れた絞り加工性を維持でき、薄肉軽量化の要請に
充分対処することが可能となる。したがって、熱処理型
アルミニウム合金板の成形用途への一層の拡大に貢献す
るところが大きい。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚。
を調製すると共に、特に時効処理条件をコントロールし
て強度を規制するので、熱処理型であるにも拘わらず、
従来のＡｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系、Ａｎ−Ｍｇ
系等の非熱処理型アルミニウム合金板に比べて高強度で
且つ優れた絞り加工性を維持でき、薄肉軽量化の要請に
充分対処することが可能となる。したがって、熱処理型
アルミニウム合金板の成形用途への一層の拡大に貢献す
るところが大きい。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚。
Claims (4)
- （１）重量％で（以下、同じ）、Ｚｎ：３〜８％及びＭ
ｇ：０．５〜３．５％を基本成分として含み、更にＺｒ
％０．０５〜０．１５％、Ｍｎ％０．０５〜０．５％及
びＣｒ％０．０５〜０．３％のうちの１種又は２種以上
を含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる熱処理
型アルミニウム合金であって、高強度並びに優れた絞り
加工性を有することを特徴とする絞り成形用熱処理型高
強度アルミニウム合金板。 - （２）Ｚｎ：３〜８％、Ｍｇ％０．５〜３．５％及びＣ
ｕ：０．１〜２．５％を基本成分として含み、更にＺｒ
：０．０５〜０．１５％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％及
びＣｒ：０．０５〜０．３％のうちの１種又は２種以上
を含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる熱処理
型アルミニウム合金であって、高強度並びに優れた絞り
加工性を有することを特徴とする絞り成形用熱処理型高
強度アルミニウム合金板。 - （３）Ｚｎ：３〜８％及びＭｇ：０．５〜３．５％と必
要に応じて更にＣｕ：０．１〜２．５％を基本成分とし
て含み、更にＺｒ：０．０５〜０．１５％、Ｍｎ％０．
０５〜０．５％及びＣｒ：０．０５〜０．３％のうちの
１種又は２種以上を含み、残部がＡｌ及び不可避的不純
物からなるアルミニウム合金の鋳塊につき、均質化熱処
理、熱間圧延及び冷間圧延を施して所定の板厚にした後
、溶体化処理を施して時効処理を行うに際し、１５０〜
２２０℃の温度範囲で時効時間を調整することにより、
最適時効処理による最高強度の９５〜７５％の強度が得
られるような過時効処理を施すことにより優れた絞り加
工性を与えることを特徴とする絞り成形用熱処理型高強
度アルミニウム合金板の製造法。 - （４）Ｚｎ：３〜８％及びＭｇ：０．５〜３．５％と必
要に応じて更にＣｕ：０．１〜２．５％を基本成分とし
て含み、更にＺｒ：０．０５〜０．１５％、Ｍｎ％０．
０５〜０．５％及びＣｒ：０．０５〜０．３％のうちの
１種又は２種以上を含み、残部がＡｌ及び不可避的不純
物からなるアルミニウム合金の鋳塊につき、均質化熱処
理、熱間圧延及び冷間圧延を施して所定の板厚にした後
、溶体化処理を施し、冷間圧延を施して時効処理を行う
に際し、１５０〜２２０℃の温度範囲で時効時間を調整
することにより、最適時効処理による最高強度の９５〜
７５％の強度が得られるような過時効処理を施すことに
より優れた絞り加工性を与えることを特徴とする絞り成
形用熱処理型高強度アルミニウム合金板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28399487A JPH01127642A (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 絞り成形用熱処理型高強度アルミニウム合金板及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28399487A JPH01127642A (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 絞り成形用熱処理型高強度アルミニウム合金板及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127642A true JPH01127642A (ja) | 1989-05-19 |
Family
ID=17672912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28399487A Pending JPH01127642A (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 絞り成形用熱処理型高強度アルミニウム合金板及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01127642A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100341541B1 (ko) * | 1993-04-15 | 2002-11-29 | 엘지엘 1996 리미티드 | 중공본체의 제조방법 |
| JP2003327262A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-11-19 | Mitsubishi Materials Corp | キャップ及びボトル缶並びにネジ式密封ボトル |
| WO2008005852A3 (en) * | 2006-06-30 | 2008-04-17 | Alcan Rolled Products Ravenswood Llc | High strength, heat treatable al-zn-mg aluminium alloy |
| JP2011241449A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 高強度７０００系アルミニウム合金押出材 |
| WO2015141647A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 構造材用アルミニウム合金板 |
| CN105648290A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-06-08 | 昆明理工大学 | 一种高强度铝合金及其制备方法 |
| JP2016516899A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-06-09 | アルコア インコーポレイテッド | アルミニウム−亜鉛−マグネシウム合金に人工時効を施す方法およびそれに基づく製品 |
-
1987
- 1987-11-10 JP JP28399487A patent/JPH01127642A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100341541B1 (ko) * | 1993-04-15 | 2002-11-29 | 엘지엘 1996 리미티드 | 중공본체의 제조방법 |
| JP2003327262A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-11-19 | Mitsubishi Materials Corp | キャップ及びボトル缶並びにネジ式密封ボトル |
| WO2008005852A3 (en) * | 2006-06-30 | 2008-04-17 | Alcan Rolled Products Ravenswood Llc | High strength, heat treatable al-zn-mg aluminium alloy |
| US8357249B2 (en) | 2006-06-30 | 2013-01-22 | Constellium Rolled Products Ravenswood, Llc | High strength, heat treatable aluminum alloy |
| CN101479397B (zh) | 2006-06-30 | 2013-03-13 | 肯联铝业轧制品-雷文斯伍德有限公司 | 高强度、可热处理的Al-Zn-Mg铝合金 |
| JP2011241449A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 高強度７０００系アルミニウム合金押出材 |
| JP2016516899A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-06-09 | アルコア インコーポレイテッド | アルミニウム−亜鉛−マグネシウム合金に人工時効を施す方法およびそれに基づく製品 |
| WO2015141647A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 構造材用アルミニウム合金板 |
| JP2015175045A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 構造材用アルミニウム合金板 |
| CN106062226A (zh) * | 2014-03-17 | 2016-10-26 | 株式会社神户制钢所 | 结构材料用铝合金板 |
| CN105648290A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-06-08 | 昆明理工大学 | 一种高强度铝合金及其制备方法 |
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