JPH04202747A - 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

成形加工用アルミニウム合金板の製造方法

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JPH04202747A
JPH04202747A JP33650590A JP33650590A JPH04202747A JP H04202747 A JPH04202747 A JP H04202747A JP 33650590 A JP33650590 A JP 33650590A JP 33650590 A JP33650590 A JP 33650590A JP H04202747 A JPH04202747 A JP H04202747A
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ingot
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JP33650590A
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Shinji Teruda
照田 伸二
Fujio Tanaka
田中 富次夫
Itsuo Kitahara
北原 逸雄
Masafumi Mizouchi
政文 溝内
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Sky Aluminium Co Ltd
Original Assignee
Sky Aluminium Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、成形加工に用いられる5000系アルミニウ
ム合金板の製造方法に関するものであり、特に缶胴や、
缶蓋等の缶材に好適に使用されるアルミニウム合金板の
製造方法に関するものである。
【従来の技術】
5000系アルミニウム合金は高強度であり、かつ深絞
り性、張出し性や曲げ加工性等の成形性が良好であるこ
とから、特に深絞り性の要求される缶胴や絞り・張り出
し性の要求される缶蓋等の缶材に使用される他、高強度
でかつ成形加工が必要な分野に広範囲で利用されている
【発明が解決しようとする課題】 Mgを高#度で含むA1合金は微量のSiの存在により
熱処理過程や熱間圧延途中に、比較的粗大なMg25i
の金属間化合物が生成する。しかしSlはAl地金の不
可避不純物であり含有量を0%とするのは不可能ででき
るだけ減少させる事にしても高品位地金を用いなければ
ならずコスト高となってしまう。 このMg2Si金属間化合物は、硬くて非常に脆い性質
が有り、このためAl−Mn系の晶出物に比較して、成
形加工時の割れの起点となりやすいなど特に成形時に悪
影響を及ぼす。 本発明はこの合金系でMg2Siの粗大な金属間化合物
の生成を抑えることによって成形性を改良することを目
的とする。
【課題を解決する為の手段】
前記目的を達成するために発明者らが鋭意研究の結果到
達した本発明は、以下の通り構成される。 すなわち本願第一請求項は Mg3.5〜5 w t%、SiO,O]〜0.2wt
%、Mn+Fe1wt%以下を含有し、さらにCuO,
05−0,5wt %、 Zn   0. 05−0.
 5wt %、 Cr   0.  0+−0,3w 
 t %、 Zr   0.  01〜0.  3wt
%、V  0. 0+−0,3wt%の1種又は2種以
上を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるアル
ミニウム合金鋳塊を常法にしたがって圧延して成形加工
用アルミニウム合金板を製造する方法において、鋳塊に
たいして500〜560℃の温度で2時間以上の加熱を
行なった後、熱間圧延し鋳塊より40〜70%の圧下を
施した熱間圧延の途中の時点で板表面の温度を500℃
以上とし この状態で30秒以上保持し、その後熱間圧
延を継続して、8mm以下の厚みでしかも圧延上がりの
温度を320℃以下に仕上げることによって、最終板の
平行断面の観察に於いて全厚み中に5μm以上のMg2
51の金属間化合物がしめる面積率を1%以下とするこ
とを特徴とする成形加工用アルミニウム合金板の製造方
法、第二請求項は Mg3.5〜6wt%、Si0.01〜0.2wt%、
Mn十F e 1wt%以下を含有し、さらにCuO,
05〜0.5wt%、Zn  0.05〜0.5wt%
、Cro、o1〜Q、3wt%、ZrO,OI〜0.3
wt%、V  O,’  01−0. 3wt%の】種
又は2種以上を含有し、残部A1および不可避不純物か
らなるアルミニウム合金鋳塊を常法にしたがって圧延し
て成形加工用アルミニウム合金板を製造する方法におい
て、鋳塊にたいして450〜560℃の温度で2時間以
上の加熱を行なった後、熱間圧延し鋳塊より40〜70
%の圧下を施した熱間圧延の途中の時点で板表面の温度
を500℃未満とし 500〜560℃の温度で30秒
以上保持する加熱処理を行ない、その後熱間圧延を継続
して、8mm以下の厚みでしかも圧延上がりの温度を3
20℃以下に仕上げることによって、最終板の平行断面
の観察に於いて全厚み中に5μm以上のMg25iの金
属間化合物がしめる面積率を】%以下とすることを特徴
とする成形加工用アルミニウム合金板の製造方法、 である。
【作用】
先ず、この発明のアルミニウム合金圧延板における成分
限定理由について説明する。 Mg; MgはCu、Siとの共存によりG、  P、
  シーツ、β’Mg2Si、βMg24;iあるいは
G、  P、  ゾーン、S’ Al2CuMg、SA
l2CuMgといった析出過程を辿り析出するが、中間
相の析出段階では強度向上に寄与する。しかし高濃度M
g合金系ではMg25iの固溶量は少なく巨大金属間化
合物を生成しやすく成形性を著しく阻害する。しかしM
g単独でも固溶体強化に効果がある元素であるため高強
度用途には不可欠であり少なくすることは出来ない。M
gが3.5wt%未満では本用途に適する強度が得られ
ず6%を超えて添加した場合には、加工硬化しやすいこ
とや熱間圧延性を著しく悪化させるので、Mgの範囲は
3.5〜6wt%とした。 Si;Mg2Si系化合物の析出過程でも時効硬化が期
待できることは良く知られている。しかし高濃度Mg合
金系ではMg2Siの固溶量は少なく巨大金属間化合物
を生成しやすく成形性を著しく阻害する。従って含有し
ない方が良いがSlはAl地金の不可避不純物であり含
有量を0.01wt%未満とするのは経済的な理由から
難しく、S1含有量が0.2wt%を超えると本発明に
よってもMg2Siの巨大金属間化合物を生成を抑制す
るのは難しい。 Mn及びFe;Mnは強度向上に寄与するとともにFe
とともに金属間化合物を形成しその中にSiを固溶させ
るかまたは、αAl  (Mn−Fe)Siの金属間化
合物を形成するためMgと結合するフリーのSlを少な
くしてMg2Si巨大金属間化合物の生成を抑制する働
きかある。 Feは金属間化合物を形成してSlを取込むためMnと
同様Mgと結合するフリーのSiを少なくしてMg25
1巨大金属間化合物の生成を抑制する働きがある。 従ってこの2元素の添加量はFe+Mnが]wt%未満
であれば存在したほうが好都合である。しかしFe+M
nが0.2wt%以上の場合は上記作用により本願発明
のような複雑な製造プロセスを取る必要性は減る。本願
発明の複雑な製造プロセスを採る意義はFe+Mnが0
.2wt%未満の場合に大きい。ただしFe+Mnが1
wt%を超えるとそれ自体で形成する金属間化合物が粗
大となり成形性を阻害するので1wt%以下とする。 Cu、Zn、Cr、Zr、V: 強度向上に寄与する元
素で1種又は2種以上含有させる。Cu−Znは0. 
05以上0,5wt%以下、Cr−Zr ・Vは0.0
1以上0.3wt%以下ならば本発明の効果を失わず強
度向上に寄与する。 以上の各成分の残部はAl及び不可避不純物とすれば良
い。 なお通常のアルミニウム合金においては、鋳塊結晶粒微
細化の為にTi及びBを微量添加することがあり、本発
明のアルミニウム合金圧延板においても微jlノTi、
或いはBを含有しても良い。但し、T1を添加する場合
、0.01wt%未満ではその効果が得られず、0.2
wt%を超えると初晶TiAl3が晶出して成形性を阻
害するから、T1は0.01〜0.2wt%の範囲とす
ることが好ましい。又Tiと共にBを添加する場合、i
ppm未満ではその効果がなく、5ooppmを超える
とTi82の粗大粒子が混入して成形性を害することか
ら、Bは1〜500ppmの範囲とすることが好ましい
。 さらに、高Mg合金では溶湯の酸化防止のためBeを1
〜2ooppm添加することがあるが本願においてもそ
の様にするのが好ましい。 次に本発明における製造プロセスについて説明する。 先ず、前記した合金組成を有するアルミニウム合金鋳塊
を常法に従ってDC9鋳造法により作製する。 次いでその鋳塊に対して、請求項1の場合500℃以上
で、請求項2の場合450℃以上で560℃以下×2時
間以上の均熱・加熱を施す。基本的には鋳塊加熱温度の
下限は450℃でこの温度未満では熱間圧延時の圧延性
が著しく低下し、また高濃度Mg合金系ではMg2Si
の固溶量は少なく高温の方が固溶しやすく有利であるが
、560℃以上では表面酸化が進むこと、さらにAlM
nFe系の金属間化合物が成長して粗大化することなど
でこの温度範囲とした。ただし固溶を促進するために5
00℃以上が好ましい。また請求項1の場合には40〜
70%の熱間圧延を施した時の温度が500℃以上の状
態を創出することを狙っているので鋳塊加熱温度の下限
は500℃とした。 その後熱間圧延を施すが、鋳塊にたいし40〜70%の
熱間圧延を施した時の温度が500℃以上の状態で有れ
ばその状態で30秒以上の保持を行い、Mg2Siの固
溶を促進させる。 (これが請求項1の場合。)また、
鋳塊にたいし40〜70%の熱間圧延を施した時の温度
が500℃未満の状態で有れば500〜560℃の湿度
で30秒以上保持する加熱処理を行ない Mg2Siの
固溶を促進させる。 (これが請求項2の場合。)熱間
圧延により歪が加わっているため、鋳塊の時点で固溶し
きれなかったMg25iもこの処置により固溶しやすく
 なる。 引き続き熱間圧延を行ない8mm以下の厚みでかつ32
0℃以下に仕上げる。Mg2Siの析出は330〜45
0℃で最も促進されこの間が粗大化しやすい。従って熱
間圧延途中の再加熱時の温度は450℃超として、熱延
上がりの様にその温度で最も長時間保持される状態では
330℃未満の温度とする必要が有るのであがり温度を
320℃以下とした。また熱間圧延の上がりの板厚を8
mm以下としたのはその後の冷間圧延時の作業性を考慮
したにすぎない。このようにして得られた圧延板はMg
25工の巨大金属間化合物はすくない。 その後常法に従って、冷間加工、焼鈍等を行ない最終板
に仕上げる。このとき330℃以上の焼鈍を行なうとき
にはCALのような連続焼鈍法に依る方が箱型焼鈍法に
よるよりMg2Siの金属間化合物の粗大化が防げる。 上記製法に依り得られた成形用アルミニウム合金板は最
終板の平行断面の註察に於いて全厚み中に5μm以上の
Mg2Siの金属間化合物が占める面積率で1%以下と
なり、深絞り加工、曲げ加工や一般の張り出し加工さら
には局部的な張り出し加工時に割れの発生を低く抑えた
材料となる。
【実施例】
第】表に示す合金成分の400mm厚さのDC鋳塊を、
第2表に示すように加熱及び熱間圧延を行い、中間焼鈍
をCALとしてその後冷間圧延を行って最終板厚とした
。 その後供試材Bにのみ最終焼鈍を施した。そして本材料
の代表的な用途は缶蓋材であるので、缶蓋焼付塗装べ一
牛ング相当の加M(270℃×20秒)を施して性能を
第1表 合金組成(単位:wt%) 以下余白 第2表 製造条件および金属組織 注)熱延加熱保持棚の「85分」とは、わざわざ加熱せ
ず熱延A上がりのまま5分保持した事を意味する。 以下余白 表3 性能表 以下余白 調べ第3表に示す。またこの時の5μm以上のMg2S
iの面積率を測定し第2表に示す。BとEは請求項1の
発明例で、DとFは請求項2の発明例である。Gは一般
的に用いられているS1含有量が多い場合で、Cは最終
の熱延上り(表では「熱延B上がり」と称する)温度が
330℃と高い場合で、各々比較例とした。また熱延の
途中で保持又は加熱を行わないAを従来例とした。 第3表の性能で比較すると、耐力値はほぼ同程度でも、
本発明による製法でえられる材料は、5μm以上のMg
25lの面積率の少なくなり、張出し性(エリクセン、
局部張出性)及び曲げ性に於いて優れている事がわかる
。 しかしGのようにSi含有量が多い場合で熱延の途中に
加熱を施しても5μm以上のMg2Siの面積率は少な
くならずに、成形性は劣る結果となる。本発明例中で&
Hの最終焼鈍を施した場合が最も特性が良くなっている
。 これは最終焼鈍による時効硬化を促進させた結果、中間
焼鈍後の冷間圧延率が減らせるために成形性が良くなっ
たものである。このように低湿(250℃以下)の最終
焼鈍を施すことにより、^]−Cu−Mg及び5μmよ
り微細なMg−5i系の析出物等の析出を促進させるこ
とや、適度な歪の回復を達成することにより、ベーキン
グ後の特性が向上する場合が有る。 更に中間焼鈍をバッチタイプとしても320℃以下であ
れば、本発明により得られる材料は、従来のノクノチタ
イブの製法でえられた材料に比較して性能は良好になる
。 すなわち、中間焼鈍だけバッチタイプで315℃×2時
間で施しそれ以外は製造符号り、  Eと同じ工程をと
ったものは5μm以上のM g 251の面積率はそれ
ぞれ0゜7、 0. 6%であり良好な局部張り出し性
、曲げ性を有する。ただし中間焼鈍をCALとした場合
とくらべ引張り強さは約I Kgf/am2さがる。
【発明の効果】
本発明によれば、成形加工時の割れの起点となりやすい
など特に成形時に悪影響を及ぼすMg2Siの粗大な金
属間化合物の生成を抑えることができる。よって薄肉化
が進みよりきびしい成形性の要求される缶胴や缶蓋等の
缶材等に好適に用いることができる。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Mg3.5〜6wt%、Si0.01〜0.2wt
    %、Mn+Fe1wt%以下を含有し、さらにCu0.
    05〜0.5wt%、Zn0.05〜0.5wt%、C
    r0.01〜0.3wt%、Zr0.01〜0.3wt
    %、V0.01〜0.3wt%の1種又は2種以上を含
    有し、残部Alおよび不可避不純物からなるアルミニウ
    ム合金鋳塊を常法にしたがって圧延して成形加工用アル
    ミニウム合金板を製造する方法において、鋳塊にたいし
    て500〜560℃の温度で2時間以上の加熱を行なっ
    た後、熱間圧延し鋳塊より40〜70%の圧下を施した
    熱間圧延の途中の時点で板表面の温度を500℃以上と
    しこの状態で30秒以上保持し、その後熱間圧延を継続
    して、8mm以下の厚みでしかも圧延上がりの温度を3
    20℃以下に仕上げることによって、最終板の平行断面
    の観察に於いて全厚み中に5μm以上のMg_2Siの
    金属間化合物がしめる面積率を1%以下とすることを特
    徴とする成形加工用アルミニウム合金板の製造方法。 2、Mg3.5〜6wt%、Si0.01〜0.2wt
    %、Mn+Fe1wt%以下を含有し、さらにCu0.
    05〜0.5wt%、%n0.05〜0.5wt%、C
    r0.01〜0.3wt%、Zr0.01〜0.3wt
    %、V0.01〜0.3wt%の1種又は2種以上を含
    有し、残部Alおよび不可避不純物からなるアルミニウ
    ム合金鋳塊を常法にしたがって圧延して成形加工用アル
    ミニウム合金板を製造する方法において、鋳塊にたいし
    て450〜560℃の温度で2時間以上の加熱を行なっ
    た後、熱間圧延し鋳塊より40〜70%の圧下を施した
    熱間圧延の途中の時点で板表面の温度を500℃未満と
    し500〜560℃の温度で30秒以上保持する加熱処
    理を行ない、その後熱間圧延を継続して、8mm以下の
    厚みでしかも圧延上がりの温度を320℃以下に仕上げ
    ることによって、最終板の平行断面の観察に於いて全厚
    み中に5μm以上のMg_2Siの金属間化合物がしめ
    る面積率を1%以下とすることを特徴とする成形加工用
    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
EP0823489A1 (fr) * 1996-08-06 1998-02-11 Pechiney Rhenalu Produit pour construction soudée en alliage AlMgMn à tenue à la corrosion améliorée
JP2010236075A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Kobe Steel Ltd 缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法

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EP0823489A1 (fr) * 1996-08-06 1998-02-11 Pechiney Rhenalu Produit pour construction soudée en alliage AlMgMn à tenue à la corrosion améliorée
FR2752244A1 (fr) * 1996-08-06 1998-02-13 Pechiney Rhenalu Produit pour construction soudee en alliage almgmn a tenue a la corrosion amelioree
JP2010236075A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Kobe Steel Ltd 缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法

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