JPH05295475A - 成形加工性及び焼付け塗装硬化性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材 - Google Patents
成形加工性及び焼付け塗装硬化性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材Info
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- JPH05295475A JPH05295475A JP4125567A JP12556792A JPH05295475A JP H05295475 A JPH05295475 A JP H05295475A JP 4125567 A JP4125567 A JP 4125567A JP 12556792 A JP12556792 A JP 12556792A JP H05295475 A JPH05295475 A JP H05295475A
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- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼付け塗装硬化性に優れ、比較的低温短時間
のベーキング処理で硬化すると共に、優れた成形加工性
を有し、自動車用外板材等として有用なＡｌ合金材を提
供すること。 【構成】 重量％でＭｇ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：
１．５％以下、Ｃｒ：０．１〜０．４％を含み、且つＭ
ｇ含有量とＳｉ含有量の関係が［Ｓｉ≧（４／７）Ｍｇ
＋０．５（％）］の要件を満たし、残部が実質的にＡｌ
よりなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材である。
のベーキング処理で硬化すると共に、優れた成形加工性
を有し、自動車用外板材等として有用なＡｌ合金材を提
供すること。 【構成】 重量％でＭｇ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：
１．５％以下、Ｃｒ：０．１〜０．４％を含み、且つＭ
ｇ含有量とＳｉ含有量の関係が［Ｓｉ≧（４／７）Ｍｇ
＋０．５（％）］の要件を満たし、残部が実質的にＡｌ
よりなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた焼付け塗装硬化
性を示し且つ成形加工性の良好なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
金板に関し、この合金板は例えば自動車用外板材等とし
て有用である。
性を示し且つ成形加工性の良好なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
金板に関し、この合金板は例えば自動車用外板材等とし
て有用である。
【０００２】
【従来の技術】自動車用外板材としては、従来より主と
して冷延鋼板が使用されてきたが、最近、排ガス低減や
燃費削減を目的とする車体軽量化の要求が高まるにつれ
て、Ａｌ合金板の需要が増大してきている。Ａｌ合金板
を自動車用外板材として使用する場合は、プレスや曲げ
等の成形加工が行なわれ、その後最終の外観仕上げのた
め焼付け塗装処理（以下、ベーキングということがあ
る）が行なわれる。
して冷延鋼板が使用されてきたが、最近、排ガス低減や
燃費削減を目的とする車体軽量化の要求が高まるにつれ
て、Ａｌ合金板の需要が増大してきている。Ａｌ合金板
を自動車用外板材として使用する場合は、プレスや曲げ
等の成形加工が行なわれ、その後最終の外観仕上げのた
め焼付け塗装処理（以下、ベーキングということがあ
る）が行なわれる。
【０００３】こうした用途に適したＡｌ合金材として現
在実用化されているのはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（例え
ば６００９合金や６０１０合金など）であり、このうち
６００９合金はＭｇ：０．４〜０．８％（重量％：以下
同じ）、Ｓｉ：０．６〜１．０％、Ｃｕ：０．１５〜
０．６％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、残部Ａｌおよび不
可避不純物からなり、６０１０合金はＭｇ：０．６〜
１．０％、Ｓｉ：０．８〜１．２％、Ｃｕ：０．１５〜
０．６％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、残部Ａｌおよび不
可避不純物からなるものである。
在実用化されているのはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（例え
ば６００９合金や６０１０合金など）であり、このうち
６００９合金はＭｇ：０．４〜０．８％（重量％：以下
同じ）、Ｓｉ：０．６〜１．０％、Ｃｕ：０．１５〜
０．６％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、残部Ａｌおよび不
可避不純物からなり、６０１０合金はＭｇ：０．６〜
１．０％、Ｓｉ：０．８〜１．２％、Ｃｕ：０．１５〜
０．６％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、残部Ａｌおよび不
可避不純物からなるものである。
【０００４】これらのＡｌ合金は成形性およびベーキン
グ性に優れたものであり、特に２００℃程度の比較的高
い温度でベーキング処理することにより強度が向上する
という特徴を有している。しかし最近では、処理効率向
上のためベーキング条件は次第に低温・短時間化の傾向
にあり、ベーキング温度は１７０℃以下、ベーキング時
間は３０分以内、更には２０分以内に短縮されている。
グ性に優れたものであり、特に２００℃程度の比較的高
い温度でベーキング処理することにより強度が向上する
という特徴を有している。しかし最近では、処理効率向
上のためベーキング条件は次第に低温・短時間化の傾向
にあり、ベーキング温度は１７０℃以下、ベーキング時
間は３０分以内、更には２０分以内に短縮されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の６００
９合金や６０１０合金は、１７０℃程度以下のベーキン
グ温度ではほとんど硬化せず、自動車用外板材等として
実用化する上で大きな障害となっている。本発明は上記
の様な事情に着目してなされたものであって、その目的
は、１７０℃程度以下の低いベーキング温度でも短時間
で硬化し、しかも成形加工性等においても従来のＡｌ合
金材を凌駕する特性を備えたＡｌ合金材を提供しようと
するものである。
９合金や６０１０合金は、１７０℃程度以下のベーキン
グ温度ではほとんど硬化せず、自動車用外板材等として
実用化する上で大きな障害となっている。本発明は上記
の様な事情に着目してなされたものであって、その目的
は、１７０℃程度以下の低いベーキング温度でも短時間
で硬化し、しかも成形加工性等においても従来のＡｌ合
金材を凌駕する特性を備えたＡｌ合金材を提供しようと
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係るＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材の構成
は、Ｍｇ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｃ
ｒ：０．１〜０．４％を含有し、且つＭｇとＳｉの含有
量が次式の関係を満たし、 Ｓｉ≧（４／７）Ｍｇ＋０．５ 残部がＡｌと不可避不純物からなるところに要旨を有す
るものである。
のできた本発明に係るＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材の構成
は、Ｍｇ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｃ
ｒ：０．１〜０．４％を含有し、且つＭｇとＳｉの含有
量が次式の関係を満たし、 Ｓｉ≧（４／７）Ｍｇ＋０．５ 残部がＡｌと不可避不純物からなるところに要旨を有す
るものである。
【０００７】
【作用】まず本発明に係るＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材の
成分組成を定めた理由について説明する。ＭｇとＳｉ
は、Ｇ．Ｐゾーンと称されるＭｇ2 Ｓｉ組成の集合体
（クラスター）もしくは中間相を形成し、ベーキング処
理による硬化に寄与する重要な元素である。特に低温短
時間のベーキング処理で十分に硬化させるには、上記Ｍ
ｇ2 Ｓｉ組成に対してＳｉを過剰量含有させなければな
らない。即ち硬化に直接寄与するＭｇ2 Ｓｉは、Ｍｇと
Ｓｉの含有量が重量比で７：４となるものであり、たと
えばＭｇ含有量が０．５％でＳｉ含有量が０．３％のと
きは０．８％のＭｇ2 Ｓｉが生成し、当該Ａｌ合金は硬
化すると考えられる。ところが本発明者らが種々研究を
行なったところによると、たとえ理論量のＭｇとＳｉが
含まれていたとしても必ずしも十分な硬化は起こさない
が、Ｍｇ2 Ｓｉを形成する理論量のＭｇとＳｉの量、即
ちＭｇ：Ｓｉ＝７：４に対してＳｉを０．５％以上過剰
に含有させれば、低温短時間のベーキング処理による硬
化が著しく促進されることをつき止めた。これは、過剰
に存在するＳｉがＧ．Ｐゾーンもしくは中間相の核とし
て作用し、Ｍｇ2 Ｓｉの析出を促進する為と考えられ、
過剰Ｓｉ量が０．５％未満ではこうした効果が有効に発
揮されない。この様なところから本発明では、ＭｇとＳ
ｉの含有量に関し［Ｓｉ≧（４／７）Ｍｇ＋０．５］の
要件を定めた。
成分組成を定めた理由について説明する。ＭｇとＳｉ
は、Ｇ．Ｐゾーンと称されるＭｇ2 Ｓｉ組成の集合体
（クラスター）もしくは中間相を形成し、ベーキング処
理による硬化に寄与する重要な元素である。特に低温短
時間のベーキング処理で十分に硬化させるには、上記Ｍ
ｇ2 Ｓｉ組成に対してＳｉを過剰量含有させなければな
らない。即ち硬化に直接寄与するＭｇ2 Ｓｉは、Ｍｇと
Ｓｉの含有量が重量比で７：４となるものであり、たと
えばＭｇ含有量が０．５％でＳｉ含有量が０．３％のと
きは０．８％のＭｇ2 Ｓｉが生成し、当該Ａｌ合金は硬
化すると考えられる。ところが本発明者らが種々研究を
行なったところによると、たとえ理論量のＭｇとＳｉが
含まれていたとしても必ずしも十分な硬化は起こさない
が、Ｍｇ2 Ｓｉを形成する理論量のＭｇとＳｉの量、即
ちＭｇ：Ｓｉ＝７：４に対してＳｉを０．５％以上過剰
に含有させれば、低温短時間のベーキング処理による硬
化が著しく促進されることをつき止めた。これは、過剰
に存在するＳｉがＧ．Ｐゾーンもしくは中間相の核とし
て作用し、Ｍｇ2 Ｓｉの析出を促進する為と考えられ、
過剰Ｓｉ量が０．５％未満ではこうした効果が有効に発
揮されない。この様なところから本発明では、ＭｇとＳ
ｉの含有量に関し［Ｓｉ≧（４／７）Ｍｇ＋０．５］の
要件を定めた。
【０００８】またＡｌ中におけるＳｉの固溶限は１．５
％であり、Ｓｉ含有量が１．５％を超えるとＳｉが単独
で析出して成形性を著しく悪化させるので、Ｓｉ含有量
は１．５％以下と定めた。またＭｇについては、その含
有量が０．３％未満ではベーキング処理によって生成す
るＭｇ2 Ｓｉの絶対量が不足するため硬化不足となり、
一方多過ぎると成形性が悪くなるので、Ｍｇ量は０．３
〜０．６％の範囲にしなければならない。
％であり、Ｓｉ含有量が１．５％を超えるとＳｉが単独
で析出して成形性を著しく悪化させるので、Ｓｉ含有量
は１．５％以下と定めた。またＭｇについては、その含
有量が０．３％未満ではベーキング処理によって生成す
るＭｇ2 Ｓｉの絶対量が不足するため硬化不足となり、
一方多過ぎると成形性が悪くなるので、Ｍｇ量は０．３
〜０．６％の範囲にしなければならない。
【０００９】Ｃｒは結晶粒を微細化して成形性を高める
作用があり、０．１％未満ではその作用が有効に発揮さ
れない。しかし多過ぎるとＡｌ−Ｃｒ系化合物が多量生
成して成形性が低下するばかりでなく、ベーキング処理
による硬化も不十分になる傾向があるので、Ｃｒ含有量
は０．１〜０．４％と定めた。
作用があり、０．１％未満ではその作用が有効に発揮さ
れない。しかし多過ぎるとＡｌ−Ｃｒ系化合物が多量生
成して成形性が低下するばかりでなく、ベーキング処理
による硬化も不十分になる傾向があるので、Ｃｒ含有量
は０．１〜０．４％と定めた。
【００１０】本発明のＡｌ合金は以上の成分組成を有す
るものであり、殊にＭｇ量に対しやや過剰量のＳｉを含
有させることによって低温短時間のベーキング処理で十
分に硬化する。従ってこうした要件を満たす限り、鋳造
条件や熱間・冷間加工条件等は特に限定されないが、次
に示す様な製造条件を採用すれば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金板としての特性をより優れたものにすることができ
るので好ましい。即ち好ましい製造条件としては、 インゴットの状態で５００〜５７０℃で４〜４８時間
ソーキング処理することによりインゴット組織を均質化
する、 ソーキング処理の後４００〜５００℃で熱間加工す
る、 熱間加工後、所定の肉厚まで冷間加工する、 冷間加工後５３０℃以上の温度（たとえば５５０℃）
で１時間程度溶体化処理する、 溶体化処理後水焼入れする を順次実施する方法である。尚溶体化処理後の水焼入れ
に代えて、連続焼鈍炉により例えば５５０℃に急速加熱
し、例えば３０秒程度保持してから空冷する方法を採用
した場合でも、十分な性能のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材
を得ることができる。
るものであり、殊にＭｇ量に対しやや過剰量のＳｉを含
有させることによって低温短時間のベーキング処理で十
分に硬化する。従ってこうした要件を満たす限り、鋳造
条件や熱間・冷間加工条件等は特に限定されないが、次
に示す様な製造条件を採用すれば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金板としての特性をより優れたものにすることができ
るので好ましい。即ち好ましい製造条件としては、 インゴットの状態で５００〜５７０℃で４〜４８時間
ソーキング処理することによりインゴット組織を均質化
する、 ソーキング処理の後４００〜５００℃で熱間加工す
る、 熱間加工後、所定の肉厚まで冷間加工する、 冷間加工後５３０℃以上の温度（たとえば５５０℃）
で１時間程度溶体化処理する、 溶体化処理後水焼入れする を順次実施する方法である。尚溶体化処理後の水焼入れ
に代えて、連続焼鈍炉により例えば５５０℃に急速加熱
し、例えば３０秒程度保持してから空冷する方法を採用
した場合でも、十分な性能のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材
を得ることができる。
【００１１】またこのＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板は、溶
体化処理後常温時効したものでも優れた特性を示すが、
たとえば１００℃程度で２〜２４時間程度の予備時効処
理を施せば、ベーキング処理による硬化特性を一段と高
めることができるので好ましい。
体化処理後常温時効したものでも優れた特性を示すが、
たとえば１００℃程度で２〜２４時間程度の予備時効処
理を施せば、ベーキング処理による硬化特性を一段と高
めることができるので好ましい。
【００１２】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、Ａ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の成分組成を特定し、殊にＭｇ含
有量に対してやや過剰量のＳｉを含有させることにより
Ｍｇ2Ｓｉの生成を促進させることによって、比較的低
温短時間のベーキング処理で十分に硬化すると共に成形
加工性にも優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板を提供し得
ることになった。即ち本発明の合金板は成形加工性及び
焼付け塗装硬化性が非常に優れたものであり、自動車用
外板の如く焼付け塗装して用いられるＡｌ合金材として
極めて実用性の高いものである。次に実施例を挙げて本
発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記
実施例によって制限を受けるものではない。
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の成分組成を特定し、殊にＭｇ含
有量に対してやや過剰量のＳｉを含有させることにより
Ｍｇ2Ｓｉの生成を促進させることによって、比較的低
温短時間のベーキング処理で十分に硬化すると共に成形
加工性にも優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板を提供し得
ることになった。即ち本発明の合金板は成形加工性及び
焼付け塗装硬化性が非常に優れたものであり、自動車用
外板の如く焼付け塗装して用いられるＡｌ合金材として
極めて実用性の高いものである。次に実施例を挙げて本
発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記
実施例によって制限を受けるものではない。
【００１３】
【実施例】表１に示す組成のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を
造塊し、５６０℃で４時間ソーキングした後、熱間圧延
して５ｍｍ厚の板材とし、更に１ｍｍ厚にまで冷間圧延
した。この板材を、塩浴炉で５３０℃×１分間溶体化処
理してから水焼入れし、常温時効処理材（Ｔ４材）を得
た。得られた各Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の成形性およ
び焼付け塗装硬化性を表２に一括して示す。尚成形性
は、Ｔ４状態でエリクセン試験を行なうことによって評
価した。また焼付け塗装硬化性は、溶体化処理および水
焼入れの後直ちに油浴炉で時効処理（１７０℃×２０
分）したものについて、０．２％耐力を測定することに
より評価した。
造塊し、５６０℃で４時間ソーキングした後、熱間圧延
して５ｍｍ厚の板材とし、更に１ｍｍ厚にまで冷間圧延
した。この板材を、塩浴炉で５３０℃×１分間溶体化処
理してから水焼入れし、常温時効処理材（Ｔ４材）を得
た。得られた各Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の成形性およ
び焼付け塗装硬化性を表２に一括して示す。尚成形性
は、Ｔ４状態でエリクセン試験を行なうことによって評
価した。また焼付け塗装硬化性は、溶体化処理および水
焼入れの後直ちに油浴炉で時効処理（１７０℃×２０
分）したものについて、０．２％耐力を測定することに
より評価した。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】表１，２より次の様に考察できる。即ち本
発明の規定要件を満たすＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（Ｎ
ｏ．１〜５）は成形性（エリクセン値１０ｍｍ以上）、
および焼付け塗装硬化性（時効後０．２％耐力：１７ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上）のいずれにおいても優れた値を示し
ている。これに対しＮｏ．６はＭｇ量が不足する比較例
であり、成形性は良好であるが焼付け塗装硬化性が極め
て悪い。またＭｇ量が多過ぎる比較例（Ｎｏ．７）、Ｓ
ｉ量が多過ぎる比較例（Ｎｏ．８）、Ｃｒ量が不足する
比較例（Ｎｏ．９）、およびＣｒ量が多過ぎる比較例
（Ｎｏ．１０）は、焼付け塗装硬化性は良好であるが成
形性が極めて悪い。更に過剰Ｓｉ量が０．５％未満であ
る比較例（Ｎｏ．１１）は、成形性は良好であるものの
焼付け塗装硬化性が非常に悪い。また従来材（Ｎｏ．１
２：６００９合金およびＮｏ．１３：６０１０合金）は
成形性および焼付け塗装硬化性のいずれも不良である。
発明の規定要件を満たすＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（Ｎ
ｏ．１〜５）は成形性（エリクセン値１０ｍｍ以上）、
および焼付け塗装硬化性（時効後０．２％耐力：１７ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上）のいずれにおいても優れた値を示し
ている。これに対しＮｏ．６はＭｇ量が不足する比較例
であり、成形性は良好であるが焼付け塗装硬化性が極め
て悪い。またＭｇ量が多過ぎる比較例（Ｎｏ．７）、Ｓ
ｉ量が多過ぎる比較例（Ｎｏ．８）、Ｃｒ量が不足する
比較例（Ｎｏ．９）、およびＣｒ量が多過ぎる比較例
（Ｎｏ．１０）は、焼付け塗装硬化性は良好であるが成
形性が極めて悪い。更に過剰Ｓｉ量が０．５％未満であ
る比較例（Ｎｏ．１１）は、成形性は良好であるものの
焼付け塗装硬化性が非常に悪い。また従来材（Ｎｏ．１
２：６００９合金およびＮｏ．１３：６０１０合金）は
成形性および焼付け塗装硬化性のいずれも不良である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｍｇ：０．３〜０．６％（重量％を意味
する：以下同じ）、Ｓｉ：１．５％以下、Ｃｒ：０．１
〜０．４％を含有し、且つＭｇとＳｉの含有量が次式の
関係を満たし、 Ｓｉ≧（４／７）Ｍｇ＋０．５ 残部がＡｌと不可避不純物からなることを特徴とする成
形加工性及び焼付け塗装硬化性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系合金材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125567A JPH05295475A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 成形加工性及び焼付け塗装硬化性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125567A JPH05295475A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 成形加工性及び焼付け塗装硬化性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295475A true JPH05295475A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14913392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4125567A Pending JPH05295475A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 成形加工性及び焼付け塗装硬化性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05295475A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334916B1 (en) | 1998-09-10 | 2002-01-01 | Kobe Steel Ltd. | A1-Mg-Si based alloy sheet |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03294456A (ja) * | 1990-04-13 | 1991-12-25 | Kobe Steel Ltd | 成形性及び焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の製造方法 |
| JPH05125505A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Furukawa Alum Co Ltd | 焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP4125567A patent/JPH05295475A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03294456A (ja) * | 1990-04-13 | 1991-12-25 | Kobe Steel Ltd | 成形性及び焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の製造方法 |
| JPH05125505A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Furukawa Alum Co Ltd | 焼付け硬化性成形用アルミニウム合金板の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334916B1 (en) | 1998-09-10 | 2002-01-01 | Kobe Steel Ltd. | A1-Mg-Si based alloy sheet |
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