JPH04268054A - 強度かつ方向性に優れる成形加工用Ａｌ−Ｍｇ系合金板の製造方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金板の製
造方法に係り、更に詳しくは、強度及び方向性に優れる
成形加工用Ａｌ−Ｍｇ系合金板の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般に
製造されるＰＰ（ｐｉｌｆｅｒ−ｐｒｏｏｆ）キヤップ
等のアルミニウム材料としては、純アルミニウム系の１
２００合金が使用されるているが、最近では、薄肉化の
ための高強度材が要望されてきている。

【０００３】高強度化のためには、■冷間加工率を上げ
た半硬質材、■Ｍｇ等の合金元素を添加した３１０５合
金（０．６％Ｍｇ）系や３００３合金（１．０％Ｍｎ）
系の硬質材が使用されている。

【０００４】しかし、１２００合金の半硬質では強度が
不足するという問題があり、３１０５合金では方向性の
バラツキが大きく、絞り加工後のトリミングを多くする
必要があり、歩留まりが低いという問題があった。また
、３００３合金系のＡｌ−Ｍｎ合金では絞り加工性が悪
い等の問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の欠点を解決する
ためになされたものであって、特にＡｌ−Ｍｇ系合金に
おいて方向性、強度、成形性を併せて改善したＰＰキャ
ップ等の絞り加工に適したアルミニウム合金板の製造方
法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明者等は、Ｍｇ量の影響、組織制御、工業的製
造方法の観点により鋭意研究開発を行った結果、合金組
成の最適化と製造条件の最適化とにより、ここに、強度
かつ方向性に優れる成形加工用Ａｌ−Ｍｇ合金板の製造
方法を開発したのである。

【０００７】すなわち、本発明は、Ｍｇ：０．５〜１．
８％、Ｍｎ：０．０５〜０．６％及びＣｕ：０．３〜０
．６％を必須成分として含有し、残部がＡｌ及び不純物
からなる組成のＡｌ−Ｍｇ系合金の鋳塊に、４５０〜５
６０℃で均質化熱処理を行い、２５０〜５５０℃の温度
で熱間圧延を行った後、加工率３０％以上の中間圧延を
行い、４２０〜５５０℃の温度で中間焼鈍を施し、更に
加工率３０％以上の仕上圧延と、１５０〜２５０℃の温
度で安定化焼鈍を施すことを特徴とする強度かつ方向性
に優れる成形加工用Ａｌ−Ｍｇ系合金板の製造方法を要
旨とするものである。

【０００８】以下に本発明を更に詳述する。

【０００９】

【作用】まず、本発明における合金の化学成分の限定理
由について説明する。

【００１０】Ｍｇ： Ｍｇは固溶体強化による強度を付加するもので、本発明
が対象とするＡｌ合金はＭｇを０．５〜１．８％含有す
るＡｌ−Ｍｇ系合金である。本系合金の強度はＭｇ量と
冷間加工により導入された転位量により決定されるので
、所定量のＭｇを必須成分とする必要がある。すなわち
、Ｍｇ量が０．５％未満では材料の十分な強度が得られ
ず、一方、Ｍｇ量が１．８％を超えると、絞り加工時に
コーナー部等にストレッチヤー・ストレインマーク等の
表面欠陥や割れが発生し易くなる。したがって、Ｍｇ量
は０．５〜１．８％の範囲とする。

【００１１】Ｃｕ： Ｃｕは固溶体強化或いはＡｌとの析出粒子θ′−ＣｕＡ
ｌ２、Ｓ′−ＣｕＭｇＡｌ２の生成により、強度をもた
らす元素である。このために本系合金では０．３％以上
が必要である。しかし、０．６％を超えると耐食性を損
ねるので好ましくない。したがって、Ｃｕ量は０．３〜
０．６％の範囲とする。

【００１２】Ｍｎ： Ｍｎは０．０５％以上含有すると、固溶体強化による材
料の強化とＭｎＡｌ６粒子による微細組織を付与する効
果があるが、０．６％を超えると晶出物による成形性の
低下や方向性が高くなるので、Ｍｎ量は０．０５〜０．
６％の範囲とする。

【００１３】なお、不純物は本発明の効果を損わない限
度で許容される。例えば、Ａｌ地金中に含まれるＳｉ、
Ｆｅ等の不純物が多くなると晶出物が多くなり、成形性
や耐食性を劣化させるので、Ｓｉは０．３％以下、Ｆｅ
は０．５％以下に規制するのが望ましい。またＴｉは０
．０５％以下が望ましい。

【００１４】次に、上記Ａｌ−Ｍｇ系合金板の製造方法
について説明する。

【００１５】上記化学成分を有するアルミニウム合金を
鋳造して得られた鋳塊は内部に不均質に分布している主
要元素の均質化及び遷移元素とＡｌとの金属間化合物Ｍ
ｎＡｌ６を生成させた後、熱間圧延を行う必要がある。 したがって、均質化熱処理は４５０〜５６０℃の温度で
行うのが好ましい。

【００１６】均質化熱処理後、２５０〜５５０℃の温度
で熱間圧延を行い、粗い鋳塊組織を展伸材組織に加工す
る。これにより、上記の金属間化合物が結晶粒の粗大化
を阻止し、未再結晶粒組織か細かい再結晶組織が付与さ
れる。なお、熱間圧延後に中間焼鈍を施してもよく、中
間焼鈍を施すと、より材料組織の制御が容易となる。

【００１７】次いで、加工率３０％以上の中間圧延（冷
間圧延）を施す。加工率が３０％未満の圧延では最終的
な結晶粒が４０μｍよりも大きくなり、成形加工時に肌
荒れとなり、表面品質を損ねるので好ましくない。

【００１８】その後、中間焼鈍を施すが、加熱温度が４
２０℃未満ではＭｇ、Ｃｕ、Ｍｎの十分な固溶、並びに
低耳材に必要な十分な立方方位の再結晶材が得られない
。 一方、５５０℃を超えると結晶粒の粗大化、バーニング
の危険性がある。したがって、中間焼鈍の温度は４２０
〜５５０℃の範囲とする。なお、保持時間は１〜１０秒
で十分である。

【００１９】続く最終的な仕上圧延（冷間圧延）は、３
０％以上の加工率で行う。加工率が３０％未満では十分
な強度が得られない。なお、本発明の場合、あまり加工
率を高くしなくとも高強度が得られるので、低耳材の観
点からも加工率は５０％以下にとどめるのが製造上望ま
しい。

【００２０】最後に１５０〜２５０℃の温度で安定化焼
鈍を施す。この場合、１５０℃未満では内部組織の変化
を起こすのに不十分であり、また２５０℃を超えると軟
化が進んで十分な強度が得られない。この安定化焼鈍に
より、成形材に必要な伸びの回復と固溶状態にあったＭ
ｇ原子は安定存在状態になり、絞り加工時にＳＳマーク
の発生が抑制される。

【００２１】以上の方法で得られるＡｌ−Ｍｇ系合金板
において、結晶粒度が４０μｍを超えると絞り加工時に
肌荒れを起こし、また１０μｍ未満であるとＳＳマーク
が発生し易くなる。したがって、結晶粒度は１０〜４０
μｍの範囲に調整するのが好ましい。

【００２２】なお、このようにして得られたＡｌ−Ｍｇ
系合金板は常法による成形加工によってＰＰキャップ等
に加工されるが、成形品はＳＳマーク発生がなく強度、
方向性が優れている。

【００２３】次に本発明の実施例を示す。

【００２４】

【実施例】

【表１】 に示す化学成分を有するＡｌ合金の鋳塊（厚さ５０ｍｍ
）を面削し、５００℃×８ｈｒの均質化熱処理を施した
後、３００〜５００℃の温度で熱間圧延を行い、厚さ２
〜４ｍｍの熱間圧延板とした。

【００２５】その後、

【表２】 に示す条件で加工、熱処理を施して厚さ０．２３ｍｍの
供試材を得た。得られた供試材について結晶粒度を調べ
ると共に、引張特性、表面状況（ＳＳマーク）、耳率（
方向性）及び肌荒れ状況を調査した。その結果を表２に
併記する。なお、耳率及びＳＳマークは４０ｍｍφポン
チ、ブランク径６６．７ｍｍφ（絞り率４０％）にて測
定した。

【００２６】表２において、本発明例はいずれも、所望
の高強度が得られると共に、ＳＳマークや肌荒れ等の表
面欠陥がなく、良好な成形材が得られていることがわか
る。一方、比較例のものは、たとえ高強度が得られても
、ＳＳマーク、耳率、肌荒れ等でいずれも満足できない
。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
Ｍｇ量が１．８％以下の特定組成のＡｌ−Ｍｇ系合金に
特定条件の圧延加工、熱処理を施すので、成形時にＳＳ
マークや肌荒れ等の表面欠陥がなく、低耳の高強度アル
ミニウム材料を得ることができ、強度かつ方向性に優れ
たＰＰキャップ等を製造することが可能である。また、
本発明法によれば工業的製造が容易である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：０．
   ５〜１．８％、Ｍｎ：０．０５〜０．６％及びＣｕ：０
   ．３〜０．６％を必須成分として含有し、残部がＡｌ及
   び不純物からなる組成のＡｌ−Ｍｇ系合金の鋳塊に、４
   ５０〜５６０℃で均質化熱処理を行い、２５０〜５５０
   ℃の温度で熱間圧延を行った後、加工率３０％以上の中
   間圧延を行い、４２０〜５５０℃の温度で中間焼鈍を施
   し、更に加工率３０％以上の仕上圧延と、１５０〜２５
   ０℃の温度で安定化焼鈍を施すことを特徴とする強度か
   つ方向性に優れる成形加工用Ａｌ−Ｍｇ系合金板の製造
   方法。