JPH05202454A - 焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法

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JPH05202454A
JPH05202454A JP3555392A JP3555392A JPH05202454A JP H05202454 A JPH05202454 A JP H05202454A JP 3555392 A JP3555392 A JP 3555392A JP 3555392 A JP3555392 A JP 3555392A JP H05202454 A JPH05202454 A JP H05202454A
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JP
Japan
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aluminum alloy
cold
rolled
solution treatment
rolling
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JP3555392A
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English (en)
Inventor
Katsutoshi Sasaki
勝敏 佐々木
Kunihiko Kishino
邦彦 岸野
Hajime Watanabe
元 渡辺
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JFE Steel Corp
Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車用外板等に用いられるAl合金板材で
あって連続焼鈍設備での溶体化を容易にし、高い焼付け
硬化性を有する成形用Al合金板材を提供する。 【構成】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜 3.0wt%
と、必要に応じてCu0.01〜 1.5wt%,Fe0.01〜0.25
wt%を含み、さらに所望によりMn0.01〜 0.3wt%,C
r0.01〜 0.5wt%,Zr0.01〜 0.5wt%,Ti0.01〜
0.5wt%,Ni0.01〜0.3wt%のうち1種もしくは2種以
上を合計0.01〜 1.0wt%含み残部Alと不可避的不純物
からなるAl合金を、熱間圧延もしくは冷間圧延後に 4
80℃以上の熱処理を行い、その後冷間圧延を施してから
400℃以上の溶体化処理を施し、3℃/sec以上の冷却速
度で冷却するAl合金板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた焼付け硬化性を
有し、自動車外板や包装用板材などの強度が要求され、
しかも焼付け塗装が施される様な部材に適した焼付け硬
化性成形用アルミニウム合金板の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車外板には冷延鋼板が主に用
いられていた。しかしながら最近になり自動車車体の軽
量化要求からアルミニウム合金板を使用することが検討
され、一部で実用化されている。自動車外板用材料とし
ては、プレス成形性が優れていること、強度が高いこ
と、耐食性に優れていることなどが求められている。こ
のような要求を満足する材料として5052(Al− 2.5wt
%Mg−0.25wt%Cr)合金,5182(Al−0.35wt%M
n− 4.5wt%Mg)合金などのAl−Mg合金(5000系
合金)や6009(Al− 0.8wt%Si− 0.6wt%Mg−0.
33wt%Cu−0.5wt%Mn)合金,6061(Al− 0.6wt
%Si− 1.0wt%Mg−0.28wt%Cu− 0.2wt%Cr)
合金などのAl−Mg−Si合金(6000系合金)が用い
られていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記6000系合金はプレ
ス成形性が比較的良好であり、焼付け塗装後に高い強度
が得られるため、従来自動車外板材に適用されている。
このような目的で使用される熱処理型アルミニウム合金
板材は、通常連続焼鈍設備によって溶体化処理を行って
いる。しかしながら従来のこの方法では溶体化温度での
保持時間が短いため、充分な溶体化がなされない場合が
ある。従来の自動車の塗装焼付け温度は 180℃で1時間
程度であったが、塗装焼付け温度が低温・短時間化する
傾向があるなかで、高い焼付け塗装加熱後の強度が求め
られている。しかしながら連続焼鈍設備での溶体化が不
十分であるために低温・短時間での焼付け効果が小さ
い。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、連続焼鈍設備での溶体化を容易にし、高い
焼付け硬化性を有する焼付け硬化性成形用アルミニウム
合金板の製造方法を開発したものである。
【0005】即ち本発明製造方法の一つは、Si 0.2〜
3.0wt%(以下wt%を%と略記),Mg 0.2〜 3.0%を
含み、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニウム
合金を、熱間圧延又は冷間圧延後に 480℃以上の熱処理
を施し、更に冷間圧延を施してから 400℃以上の溶体化
処理を行い、3℃/sec以上の冷却速度で冷却することを
特徴とするものである。
【0006】また本発明製造方法の他の一つは、Si
0.2〜 3.0%,Mg 0.2〜 3.0%,Cu0.01〜 1.5%を
含み、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニウム
合金を、熱間圧延又は冷間圧延後に 480℃以上の熱処理
を施し、更に冷間圧延を施してから 400℃以上の溶体化
処理を行い、3℃/sec以上の冷却速度で冷却することを
特徴とするものである。
【0007】また本発明製造方法の他の一つは、Si
0.2〜 3.0%,Mg 0.2〜 3.0%,Fe0.01〜0.25%を
含み,更にMn0.01〜 0.3%,Cr0.01〜 0.5%,Zr
0.01〜 0.5%,Ti0.01〜 0.5%,Ni0.01〜 0.3%の
うち1種又は2種以上を合計0.01〜 1.0%を含み、残部
Alと不可避的不純物からなるアルミニウム合金を、熱
間圧延又は冷間圧延後に 480℃以上の熱処理を施し、更
に冷間圧延を施してから 400℃以上の溶体化処理を行
い、3℃/sec以上の冷却速度で冷却することを特徴とす
るものである。
【0008】更に本発明製造方法の他の一つは、Si
0.2〜 3.0%,Mg 0.2〜 3.0%,Cu0.01〜 1.5%,
Fe0.01〜0.25%を含み,更にMn0.01〜 0.3%,Cr
0.01〜 0.5%,Zr0.01〜 0.5%,Ti0.01〜 0.5%,
Ni0.01〜 0.3%のうち1種又は2種以上を合計0.01〜
1.0%を含み、残部Alと不可避的不純物からなるアル
ミニウム合金を、熱間圧延又は冷間圧延後に 480℃以上
の熱処理を施し、更に冷間圧延を施してから 400℃以上
の溶体化処理を行い、3℃/sec以上の冷却速度で冷却す
ることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明製造方法において、合金組成を上記の如
く限定したのは、次の理由によるものである。Siは焼
付け塗装時にMgと共にMg2 Siを析出させて強度を
向上させる。しかしてその添加量を 0.2〜 3.0%と限定
したのは、 0.2%未満ではその効果が小さく、 3.0%を
越えると溶体化処理後の成形性を低下するためである。
【0010】Mgは溶体化処理後にマトリックス中に固
溶しており、成形性の向上に寄与し、また焼付け塗装時
にSiと共にMg2 Siを析出させて強度を向上する。
しかしてその添加量を 0.2〜 3.0%と限定したのは、
0.2%未満ではその効果が小さく、 3.0%を越えると溶
体化処理後の成形性を低下するためである。
【0011】このようにSiとMgは焼付け塗装時にM
2 Siとして析出し、強度を向上させる。しかしてこ
の両元素の存在比が異なるとその焼付け硬化性も異な
り、SiとMgの重量比がSi> 0.6Mg(%)と、M
2 Si量に対して過剰Siであれば、より優れた焼付
け硬化性が得られる。尚焼付け塗装時の時効挙動をコン
トロールするためにAg,Cdなどを添加しても本発明
の効果を損なうことはない。
【0012】Cuは焼付け塗装時にGPゾーン,θ´,
S相などを析出して強度を向上させる。しかしてその添
加量を0.01〜 1.5%と限定したのは、0.01%未満では強
度向上が小さく、 1.5%を越えると耐食性が低下するば
かりか焼入れ感受性が高くなりすぎるためである。Fe
は通常Alの不純物として含まれているものである。し
かしFeはSiと化合物を作りやすく、0.25%を越えて
含まれると焼付け塗装時の強度向上を阻害する。一方0.
01%未満では、その効果が飽和し経済的にも不利であ
る。
【0013】Mn,Cr,Zr,Ti,Niはそれぞれ
結晶粒の微細化、あるいはマトリックス強度を向上させ
るために添加される。しかしてそれぞれ下限未満では効
果が少なく、上限を越えると溶体化処理後の成形性を低
下する。またこれら元素の合計量が 1.0%を越えると溶
体化処理後の成形性を低下する。尚鋳造組織の微細化材
として通常添加されるBなどは 0.1%以下の添加であれ
ば本発明の効果を損なうことはない。
【0014】次に本発明の製造工程について説明する。
本発明は上記組成のアルミニウム合金を常法により溶
解、DC鋳造により鋳塊とし、この鋳塊に均質化処理を
施した後、熱間圧延し、この熱間圧延後又は熱間圧延と
冷間圧延後に 480℃以上の熱処理を施し、さらに冷間圧
延を施してから400℃以上の溶体化処理を行い、3℃/se
c以上の冷却速度で冷却する。
【0015】溶体化処理は、SiやMg等の添加元素を
一旦マトリックス中に固溶させ、この後の焼付け塗装加
熱時に微細なMg2 Si等の化合物を析出させ、強度を
向上させる。このため熱間圧延後、または冷間圧延後に
480℃以上の熱処理を行い、溶体化処理前のSi,Mg
系の化合物を細かく、少なくすることにより、短時間の
溶体化処理での固溶を容易にする。ここで加熱温度を 4
80℃以上としたのは、480℃未満ではSi,Mgの析出
により化合物の粗大化が進行し、速やかな溶体化処理が
困難となり、焼付け塗装加熱後の強度向上が不十分とな
る。尚保持時間,冷却速度は特に規定されないが、保持
時間は1時間以上であり、冷却速度は3℃/sec以上であ
ることが好ましい。
【0016】溶体化処理温度を 400℃以上としたのは、
400℃未満では添加元素を充分に固溶させることができ
ず、焼付け塗装加熱時の強度向上が小さい。尚保持時間
は特に規定されないが、 400℃以上となる時間が5秒以
上であることが好ましい。溶体化処理後の冷却速度を3
℃/sec以上としたのは、3℃/sec未満の冷却速度では粗
大な化合物が析出してくるので、成形性の低下、及び焼
付け塗装加熱後の強度向上が小さくなるためである。
【0017】
【実施例】以下本発明を実施例について説明する。表1
に示す組成のアルミニウム合金を常法により溶解、DC
鋳造により鋳塊とし、この鋳塊に均質化処理を施した
後、熱間圧延により厚さ7mmの板材とした。この板材に
表2に示す圧延率で冷間圧延を施し、同じく表2に示す
条件の加熱処理と冷間圧延を施して厚さ1mmの板材とし
た。さらにこの板材を表2に示す条件で溶体化処理を施
して表2に示す速度で冷却した。
【0018】このようにして製造した板材について、引
張試験,エリクセン張出試験,限界深絞り(LDR)試
験を行った。また焼付け塗装処理をシミュレートした 1
50℃, 180℃, 200℃でそれぞれ 60minの加熱処理を施
した後に引張試験を行った。これらの結果を表3に示
す。引張試験はJIS5号試験片により、引張強さ,耐
力,伸びを測定した。エリクセン張出試験はJIS Z2247A
法により張出し高さを測定した。限界深絞り(LDR)
試験は直径33mmのポンチで潤滑油を塗布したブランクの
深絞りを行い、破断しない最大ブランク径をポンチ径で
除した値を求めた。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】表3より明らかなように本発明製造法(N
o.1〜No.10)での板材は、従来製造法(No.21)に対
して溶体化処理後の成形性と、焼付け塗装処理後の強度
のいずれにおいても優れている。一方本発明の条件を外
れた比較製造法(No.11〜No.20)による板材は、上記
のいずれか1つ以上が劣っていることが判る。
【0023】
【発明の効果】このように本発明によれば、高い焼付け
硬化性を有する成形用アルミニウム合金板材を得ること
ができるもので工業上顕著な効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸野 邦彦 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河アルミニウム工業株式会社内 (72)発明者 渡辺 元 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河アルミニウム工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜 3.0wt
    %を含み、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニ
    ウム合金を、熱間圧延又は冷間圧延後に 480℃以上の熱
    処理を施し、更に冷間圧延を施してから 400℃以上の溶
    体化処理を行い、3℃/sec以上の冷却速度で冷却するこ
    とを特徴とする焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜 3.0wt
    %,Cu0.01〜 1.5wt%を含み、残部Alと不可避的不
    純物からなるアルミニウム合金を、熱間圧延又は冷間圧
    延後に 480℃以上の熱処理を施し、更に冷間圧延を施し
    てから 400℃以上の溶体化処理を行い、3℃/sec以上の
    冷却速度で冷却することを特徴とする焼付け硬化性成形
    用アルミニウム合金板の製造方法。
  3. 【請求項3】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜 3.0wt
    %,Fe0.01〜0.25wt%を含み、更にMn0.01〜 0.3wt
    %,Cr0.01〜 0.5wt%,Zr0.01〜 0.5wt%,Ti0.
    01〜 0.5wt%,Ni0.01〜 0.3wt%のうち1種又は2種
    以上を合計0.01〜 1.0wt%を含み、残部Alと不可避的
    不純物からなるアルミニウム合金を、熱間圧延又は冷間
    圧延後に 480℃以上の熱処理を施し、更に冷間圧延を施
    してから 400℃以上の溶体化処理を行い、3℃/sec以上
    の冷却速度で冷却することを特徴とする焼付け硬化性成
    形用アルミニウム合金板の製造方法。
  4. 【請求項4】 Si 0.2〜 3.0wt%,Mg 0.2〜 3.0wt
    %,Cu0.01〜 1.5wt%,Fe0.01〜0.25wt%を含み、
    更にMn0.01〜 0.3wt%,Cr0.01〜 0.5wt%,Zr0.
    01〜 0.5wt%,Ti0.01〜 0.5wt%,Ni0.01〜 0.3wt
    %のうち1種又は2種以上を合計0.01〜 1.0wt%を含
    み、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニウム合
    金を、熱間圧延又は冷間圧延後に 480℃以上の熱処理を
    施し、更に冷間圧延を施してから 400℃以上の溶体化処
    理を行い、3℃/sec以上の冷却速度で冷却することを特
    徴とする焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造
    方法。
JP3555392A 1992-01-27 1992-01-27 焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法 Pending JPH05202454A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT407533B (de) * 1999-01-22 2001-04-25 Aluminium Lend Gmbh Aluminiumlegierung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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