JPH07331374A - 自動車ボディーシート用アルミニウム合金板とその製造方法およびその成形方法 - Google Patents

自動車ボディーシート用アルミニウム合金板とその製造方法およびその成形方法

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JPH07331374A
JPH07331374A JP12782694A JP12782694A JPH07331374A JP H07331374 A JPH07331374 A JP H07331374A JP 12782694 A JP12782694 A JP 12782694A JP 12782694 A JP12782694 A JP 12782694A JP H07331374 A JPH07331374 A JP H07331374A
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less
aluminum alloy
final
viscosity
sheet
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JP12782694A
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Tetsushi Kakio
哲史 垣生
Yoichiro Totsugi
洋一郎 戸次
Kunihiro Yasunaga
晋拓 安永
Noboru Hayashi
登 林
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Honda Motor Co Ltd
JFE Steel Corp
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Furukawa Electric Co Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車ボディーシート用アルミニウム合金板
が圧延によって得られ、かつ成形性を従来のショットダ
ル材に比較して同等にしたこと。 【構成】 Mg2.0〜8.0wt%、Fe1.5wt
%以下、Mn1.0wt%以下、Cr0.3wt%以
下、Zr0.3wt%いかのいずれか1種または2種以
上を含み、残部通常の不純物とAlからなり、最終結晶
粒径が50〜150μmであり、表面粗度がRa≦0.
5μmで、かつ5%ストレッチを付加したときのRa≧
0.8μmとしたことを特徴とする潤滑油粘度が20c
St以下の低粘度油を使用した成形に適する、自動車ボ
ディーシート用アルミニウム合金板および上記の組成の
Al合金板製法の冷延、焼鈍条件を特定した製造方法な
らびに上記Al合金板を成形する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車ボディーシート用
等の成形用材に最適なアルミニウム合金板とその製造方
法およびその成形方法に関するものである。
【0002】従来、自動車外板には冷延鋼板が主に用い
られていた。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ている。自
動車ボディーシート成形は後工程の脱脂、洗浄の容易さ
から低粘度潤滑油を使用した成形が一般的である。低粘
度潤滑下での成形性は表面形状が粗いことにより金型と
の接触面にミクロプールを形成するショットダル材など
が優れていることが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記したショットダル
材はアルミニウム圧延板の場合、冷延の最終パスでショ
ット目を持つロールで軽圧下することにより転写する。
そのためパス数が1工程余分にかかり、また、ロールの
ショット加工および頻繁なロール交換によりコスト高に
なる欠点があった。
【0004】本発明は上記の問題について検討の結果、
ショットダル材ではないが、低粘度潤滑下で、表面にミ
クロプールを形成し、成形性を向上させるアルミニウム
合金板とその製造方法およびその成形方法を開発したも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はMg2.0〜
8.0wt%を含み、さらにFe1.5wt%以下、M
n1.0wt%以下、Cr0.3wt%以下、Zr0.
3wt%以下のいずれか1種または2種以上を含み、残
部通常の不純物とAlからなり、最終結晶粒径が50〜
150μmであり、表面粗度がRa≦0.5μmで、か
つ5%ストレッチを付加したときのRa≧0.8μmと
したことを特徴とする潤滑油粘度が20cSt以下の低
粘度油を使用した成形に適する、自動車ボディーシート
用アルミニウム合金板を請求項1とし、Mg2.0〜
8.0wt%を含み、さらにFe、Mn、Cr、Zrの
うち1種以上の含有量が0.1<Fe≦1.5wt%、
0.1<Mn≦1.0wt%、0.05<Cr≦0.3
wt%、0.05<Zr≦0.3wt%を含み、残部通
常の不純物とAlからなる合金鋳塊を熱間圧延後、必要
により中間焼鈍を行って冷間圧延を行い、最終冷間圧延
率を30%以下、ロール粗度Ra≦0.5μmのロール
により最終冷間圧延を行い、次いで昇温速度3.0℃/
sec以上、保持温度450〜550℃、保持時間12
0sec以下の最終焼鈍を施すことを特徴とする、最終
結晶粒が50〜150μmであり、表面粗度がRa≦
0.5μmで、かつ5%ストレッチを付加したときのR
a≧0.8μmとなる、潤滑油粘度が20cSt以下の
低粘度油を使用した成形に適する、自動車ボディーシー
ト用アルミニウム合金板の製造方法を請求項2とし、M
g2.0〜8.0wt%を含み、さらにFe、Mn、C
r、Zrのうち1種以上の含有量がFe≦0.1wt
%、Mn≦0.1wt%、Cr≦0.05wt%、Zr
≦0.05wt%を含み、残部通常の不純物とAlから
なる合金鋳塊を熱間圧延後、冷間圧延を行い、最終の冷
間圧延をロール粗度Ra≦0.5μmのロールにより行
った後、昇温速度3.0℃/sec以上、保持温度52
0℃〜溶融点−10℃、保持時間120sec以下の最
終焼鈍を施すことを特徴とする、最終結晶粒が50〜1
50μmであり、表面粗度がRa≦0.5μmで、かつ
5%ストレッチを付加したときのRa≧0.8μmとな
る、潤滑油粘度が20cSt以下の低粘度油を使用した
成形に適する、自動車ボディーシート用アルミニウム合
金板の製造方法を請求項3とし、Mg2.0〜8.0w
t%を含み、さらにFe1.5wt%以下、Mn1.0
wt%以下、Cr0.3wt%以下、Zr0.3wt%
以下のいずれか1種または2種以上を含み、残部通常の
不純物とAlからなり、最終結晶粒径が50〜150μ
mであり、表面粗度がRa≦0.5μmで、かつ5%ス
トレッチを付加したときのRa≧0.8μmとなるアル
ミニウム合金板を、潤滑油粘度が20cSt以下の低粘
度油を使用し、摺動部の相当歪みの最大値が0.06以
上になる条件で成形することを特徴とする自動車ボディ
ーシート用アルミ合金板の成形方法を請求項4とするも
のである。
【0006】
【作用】本発明は、上記のAl合金を、特殊な工程によ
って、最終結晶粒径を調整すると共に、材料変形時、特
に絞り成形時において結晶粒に粒界段差を発生させるこ
とで表面が粗面化し、ミルフィニッシュ材であっても表
面がショットダル並となり、ミクロプールを形成して低
粘度潤滑油下での成形性を向上させるものである。
【0007】本発明において、上記のように合金組成を
限定したのは、以下の理由による。Mgは固溶すること
により、強度を増大させると共に、加工硬化性を増すこ
とによって延性を増大させ、成形性の向上に寄与する。
その添加量を2.0〜8.0wt%と限定したのは、
2.0wt%未満ではその効果が小さく、3.0wt%
を越えると熱間加工性を悪化させ、製造コストがかかる
ためである。Fe、Mn、Cr、Zr等は、いずれも強
度を増加させる効果があるが、Fe1.5wt%、Mn
1.0wt%、Cr0.3wt%Zr0.3wt%を越
えると延性を低下させる。また不純物としてCu、S
i、Ti等があるが、Cuは0.5wt%以下、Siは
0.2wt%以下、Tiは0.2wt%以下ならば含有
しても本発明の効果を阻害しない。
【0008】次に製造方法と特性について説明する。本
発明の製造方法は二つの方法がある。Fe、Mn、C
r、Zrの含有量の多い場合と少ない場合では若干異な
る。先ず鋳造、溶体化処理、熱間圧延、冷間圧延は通常
の方法で行う、その後請求項2のFe、Mn、Cr、Z
rの含有量が多い場合、すなわち0.1<Fe≦1.5
wt%、0.1<Mn≦1.0wt%、0.05<Cr
≦0.3wt%、0.05<Zr≦0.3wt%のとき
は、冷間圧延の途中で必要により中間焼鈍を行い、最終
の冷間圧延を圧延率30%以下とし、ロール粗度Ra≦
0.5μm以下の通常のロールを用いて圧延し、その後
最終焼鈍を昇温速度3.0℃/sec以上、保持温度4
50〜550℃、保持時間120sec以下として行う
ものである。
【0009】この場合は上記の成分による晶折出物の形
成により、結晶粒の成長が抑制され結晶粒は微細になり
焼鈍条件の変更だけでは粗大化出来ない。粗大化するた
めには低冷延率により再結晶駆動力を小さくすることが
必要である。30%を越える冷延率ではかかる効果を発
揮することはできないため最終焼鈍前の冷延率は、30
%以下として冷間圧延を行うものである。その後、最終
焼鈍を昇温速度3.0℃/sec以上、保持温度450
〜550℃、保持時間120sec以下の最終焼鈍をお
こなうが、これは昇温速度が早く、結晶方位がランダム
方位になるため、材料変形時の各結晶粒の辷り方向の違
いにより、より大きな粒界段差が発生するようにするた
めである。なお最終焼鈍の冷却速度はリューダースバン
ド発生防止の観点から3.0℃/sec以上が望まし
い。また最終冷間圧延ロールの粗度をRa≦0.5とし
たのは、通常のロールを用いるのが本発明のメリットの
一つであるからである。
【0010】次に請求項3のFe、Mn、Cr、Zr、
の含有量が少ない、Fe≦0.1wt%、Mn≦0.1
wt%、Cr≦0.05wt%、Zr≦0.05wt%
の場合は、冷間圧延までは通常の方法で行い、その後、
最終焼鈍を昇温速度3.0℃/sec以上、保持温度5
20℃〜溶融点−10℃、保持時間120sec以下で
行うものである。保持温度は520℃未満では結晶粒の
粗大化が起こり難く、溶融点−10℃より高い温度では
溶融のおそれがあるからである。また冷却速度はリュー
ダースバンド発生防止の観点から3.0℃/sec以上
が望ましい。
【0011】このようにして得られた板材は、最終結晶
粒径が50〜150μmであり、表面粗度がRa≦0.
5で、かつ5%ストレッチを付加したときのRa≧0.
8とし、潤滑油粘度が20cSt以下の低粘度を使用し
た成形に適する板材が得られるが、最終結晶粒の大きさ
を上記の範囲に規定したのは、50μm未満では材料変
形時に粒界段差が発生し難く、150μmを越えると、
発生効果は大きいものの、肌あれが生じ、成形後の外観
上問題があるからで、さらに望ましい範囲は50〜10
0μmである。
【0012】また、本発明の板材はミルフィニッシュ材
であり、その表面状態をショットダル材と区別するため
に中心線平均粗さRaがRa≦0.5μmとした。さら
に、変形に伴う粒界段差の発生の程度を規定するため
に、5%ストレッチを付加したときのRa≧0.8μm
となることを条件とした。5%ストレッチは相当歪み:
〈ε〉、伸び歪み:eとすると〈ε〉=√(3/2)I
n(1+e)で表すことができ、相当歪み:〈ε〉=
0.06に対応する。この値は自動車ボディーシートの
実成形品の摺動部に通常加わる歪みである。この変形量
が加わったときの表面での粗面化の状態がRa<0.8
μmでは成形性に対する向上効果は十分ではない。さら
に潤滑油粘度が20cSt以下の低粘度油を使用したと
きと規定したのは、潤滑油粘度が20cStを越えると
十分な油膜が形成されるため粗度が小さい方が逆に成形
性はよいからである。
【0013】また本発明のアルミニウム合金板材を使用
して成形する場合に、摺動部の相当歪みの最大値が0.
06以上になる成形条件で成形するとしたのは、成形品
の摺動部に相当歪みで0.06未満の変形しか加わって
いない場合は粒界段差の発生が不十分であるため成形性
の向上効果を発揮しないからである。
【0014】
【実施例】以下に本発明のー実施例について説明する。
表1に示す組成のAl合金を常法により熱間圧延まで行
い、その後冷間圧延(最終冷延ロールはRa=0.4μ
mを使用)、最終焼鈍を表2、3に示す製造条件で行っ
て厚さ1mmの板材とした。この板材について、素板の
Raを圧延方向に対し直角方向に測定を行い、圧延方向
に5%ストレッチ付加後のRaを素板Raと同様な方法
で測定した。また、成形試験として、パンチ径φ33m
m、絞り比1.94の円筒絞り成形をしわ押え力100
0kgf、潤滑油粘度5cStの低粘度防錆油塗油の条
件で行った。さらに、成形後の外観を◎:良好、○:問
題なし、△:許容範囲、リューダース或いは肌あれ:N
Gとして評価した。これらの結果を表2、3に示した。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】表1、2および3から明らかなように、請
求項2に対応する条件のNo.1.2.3.5.6.
7.8.および請求項3に対応する条件のNo.4およ
びNo.9.10.11.は、いずれも成形性に優れ、
成形後の外観も良好である。これに対し同じ組成で比較
した場合、比較例のNo.12,13,15,17,1
8,19,20は最終冷延率が30%より大きいため、
最終結晶粒径が小さく、5%ストレッチ後のRaも小さ
く、成形性も悪い。No.14は最終加工率が30%よ
り大きく、最終焼鈍条件が本発明の範囲外のため最終結
晶粒径が小さく、5%ストレッチ後のRaも小さく、成
形性も悪い。No.16は最終焼鈍条件が本発明の範囲
外のため最終結晶粒が大きく、肌あれが発しした。N
o.21は最終焼鈍条件が本発明の範囲外であるため、
5%ストレッチ後のRaが小さく、成形性が悪い。さら
にNo.22.23は、最終焼鈍条件が本発明の範囲外
のため、最終結晶粒径も本発明の範囲を外れ、肌あれが
生じ、また成形性が悪くなる。そして本発明によるアル
ミニウム合金板は、従来例のショットダル材のNo.2
4〜26に比較して、同等の成形性を有することが判
る。
【0019】
【発明の効果】このように本発明によれば従来のショッ
トダル材と比較した場合、同等の高い成形性を有し、成
形後の外観にも優れ、低コストの材料を供給することが
可能であり、工業上の顕著な効果が期待できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垣生 哲史 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 戸次 洋一郎 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 安永 晋拓 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 林 登 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Mg2.0〜8.0wt%を含み、さら
    にFe1.5wt%以下、Mn1.0wt%以下、Cr
    0.3wt%以下、Zr0.3wt%以下のいずれか1
    種または2種以上を含み、残部通常の不純物とAlから
    なり、最終結晶粒径が50〜150μmであり、表面粗
    度がRa≦0.5μmで、かつ5%ストレッチを付加し
    たときのRa≧0.8μmとしたことを特徴とする潤滑
    油粘度が20cSt以下の低粘度油を使用した成形に適
    する、自動車ボディーシート用アルミニウム合金板。
  2. 【請求項2】 Mg2.0〜8.0wt%を含み、さら
    にFe、Mn、Cr、Zrのうち1種以上の含有量が
    0.1<Fe≦1.5wt%、0.1<Mn≦1.0w
    t%、0.05<Cr≦0.3wt%、0.05<Zr
    ≦0.3wt%を含み、残部通常の不純物とAlからな
    る合金鋳塊を熱間圧延後、必要により中間焼鈍を行って
    冷間圧延を行い、最終冷間圧延率を30%以下、ロール
    粗度Ra≦0.5μmのロールにより最終冷間圧延を行
    い、次いで昇温速度3.0℃/sec以上、保持温度4
    50〜550℃、保持時間120sec以下の最終焼鈍
    を施すことを特徴とする、最終結晶粒が50〜150μ
    mであり表面粗度がRa≦0.5μmで、かつ5%スト
    レッチを付加したときのRa≧0.8μmとなる、潤滑
    油粘度が20sec以下の低粘度油を使用した成形に適
    する、自動車ボディーシート用アルミニウム合金板の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 Mg2.0〜8.0wt%を含み、さら
    にFe、Mn、Cr、Zrのうち1種以上の含有量がF
    e≦0.1wt%、Mn≦0.1wt%、Cr≦0.0
    5wt%、Zr≦0.05wt%を含み、残部通常の不
    純物とAlからなる合金鋳塊熱間圧延後、冷間圧延を行
    い、最終の冷間圧延をロール粗度Ra≦0.5μmのロ
    ールにより行った後、昇温速度3.0℃/sec以上、
    保持温度520℃〜溶融点−10℃、保持時間120s
    ec以下の最終焼鈍を施すことを特徴とする最終結晶粒
    が50〜150μmであり、表面粗度がRa≦0.5μ
    mで、かつ5%ストレッチを付加したときのRa≧0.
    8μmとなる、潤滑油粘度が20cSt以下の低粘度油
    を使用した成形に適する、自動車ボディーシート用アル
    ミニウム合金板の製造方法。
  4. 【請求項4】 Mg2.0〜8.0wt%を含み、さら
    にFe1.5wt%以下、Mn1.0wt%以下、Cr
    0.3wt%以下、Zr0.3wt%以下のいずれか1
    種または2種以上を含み、残部通常の不純物とAlから
    なり、最終結晶粒径が50〜150μmであり、表面粗
    度がRa≦0.5μmで、かつ5%ストレッチを付加し
    たときのRa≧0.8μmとなるアルミニウム合金板
    を、潤滑油粘度が20cSt以下の低粘度油を使用し、
    摺動部の相当歪みの最大値が0.06以上になる条件で
    成形することを特徴とする自動車ボディーシート用アル
    ミニウム合金板の成形方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2888382B1 (de) 2012-08-22 2016-11-23 Hydro Aluminium Rolled Products GmbH Gegen interkristalline korrosion beständiges aluminiumlegierungsband und verfahren zu seiner herstellung
CN110042283A (zh) * 2019-05-08 2019-07-23 烟台南山学院 一种中强耐蚀铝合金板材制备方法

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EP2888382B2 (de) 2012-08-22 2025-02-26 Speira GmbH Gegen interkristalline korrosion beständiges aluminiumlegierungsband und verfahren zu seiner herstellung
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