JPH08188842A - 焼付硬化性に優れた高速成形用アルミニウム合金 - Google Patents

焼付硬化性に優れた高速成形用アルミニウム合金

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JPH08188842A
JPH08188842A JP1558995A JP1558995A JPH08188842A JP H08188842 A JPH08188842 A JP H08188842A JP 1558995 A JP1558995 A JP 1558995A JP 1558995 A JP1558995 A JP 1558995A JP H08188842 A JPH08188842 A JP H08188842A
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JP
Japan
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aluminum alloy
less
bake hardenability
speed
forming
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JP1558995A
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English (en)
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Kohei Hasegawa
浩平 長谷川
Takeshi Fujita
毅 藤田
Koichi Ohori
紘一 大堀
Yoshinobu Komiyama
慶信 込山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、焼付硬化性に優れた高速成形用ア
ルミニウム合金を目的とする。 【構成】 下記の成分組成(wt%である)を有するア
ルミニウム合金である。Mg:0.6〜1.5%、S
i:0.3%以上、Si/Mg重量比:0.587以
下、Cu:1%以下(0を含む)を含有し、残部が実質
的にAlである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、焼付硬化性に優れた高
速成形用アルミニウム合金に関し、より詳しくは、自動
車ボディ用、家電用、機械部品用等で、プレス成形など
の高速成形加工に供される焼付硬化性と成形性に優れた
アルミニウム合金に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車ボディ用材料としては、主
として冷延鋼板が用いられていた。しかしながら、近年
自動車の軽量化の要請が高まったことから、アルミニウ
ム合金板の使用が検討されている。
【0003】一般に自動車ボディ用材料は、プレス成形
性に優れること、耐デント性の観点から成形パネルの耐
力が高いこと等が要求される。また、地金価格、製造歩
留りに関係して、アルミニウム合金板は鋼板に比べて高
価格であることから、低コスト化が求められている。
【0004】このため、例えば特公昭56−31860
号公報は、強度と成形性を得るために、Mg:3.5〜
5.5%、Zn:0.5〜2.0%、Cu:0.3〜
1.2%およびMn,Cr,Zr,Vを1種または2種
以上含有する合金を提案している。しかしながら、Mg
含有量が多くなると、熱間圧延性が急激に低下し、製造
歩留りを含む製造性が悪化し、アルミニウム合金板が高
価格となる主な原因となっている。さらにプレス成形す
る際に、Mg含有量に比例してストレッチャー・ストレ
インマークのような重大な欠陥が発生し、問題となって
いる。
【0005】一方、Mg含有量が2%以下の合金は60
00系で代表されるが、一般的に従来の6000系合金
はプレス成形性が鋼板に比較すると極めて劣り、適用部
材が限られるという問題がある。自動車ボディ用合金板
および/またはその製造方法は、特開昭62−1771
43号公報、特開昭62−89852号公報、特開昭6
2−207850号公報、特開昭62−202063号
公報に開示されている。
【0006】上記公報に開示された自動車ボディ用合金
板および製造方法においては、いずれも各成分範囲の中
でSiがMgに対し、Mg2 Siの化学量論組成(Si
/Mg=0.587)より過剰に含まれるいわゆるSi
過剰合金である。一方、Mg過剰合金に関する開示はみ
られない。
【0007】Si過剰合金が従来用いられてきたのは、
Si/Mg比が高いほど引張試験の伸びが高くなるとい
う知見(例えばAluminium、70(199
4),87)に基づいた影響と思われる。これまでアル
ミニウム合金板のプレス成形性の指標としては、鋼板に
準じて引張試験の伸び、エリクセン値や油圧試験機によ
る限界張出し高さ、限界深絞り高さ、限界絞り比などが
用いられてきたが、上記のモデル成形方法はいずれも高
々歪み速度0.01/sec程度であった。ここで、歪
み速度とは単位時間当たりの歪み率をいう。
【0008】また、特公昭52−22735号公報で
は、主として深絞り成形性に着目して、成分組成がM
g:0.4〜1.6%、Si:0.2〜0.8%、C
u:0.45〜1.95%、V:0.01〜0.16%
のアルミニウム合金を提案しているが、プレス成形等に
おける高速成形性に関して、化学量論組成Mg2 Siの
Si/Mg重量比との関係については開示されていな
い。
【0009】また、アルミニウム合金のプレス成形など
の歪み速度が0.1/secを超えるような高速成形特
性と上記モデル試験の特性値とは必ずしも良好な相関関
係がなく、そのため前述のような指標によって開発され
たアルミニウム合金は必ずしも高速成形性に優れたもの
ではない
【0010】
【発明が解決しようとする課題】そこで、アルミニウム
合金の有する上記問題点に鑑み、製造性に優れ、成形材
の耐力が高く、プレス成形性などの高速成形性に優れた
合金を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等が鋭意研究し
た結果、製造性の観点から低Mg系の成分設計を行い、
自動車ボディの塗膜焼付工程において約170℃に20
分程度晒されることを利用し、時効析出によって強度を
向上させる、いわゆる焼付硬化性を有するアルミニウム
合金の開発に成功した。この合金は、さらにプレス成形
性向上においては、歪み速度が成形性に及ぼす影響を考
慮し、実際のプレス成形で必要である0.1/sec以
上の歪み速度域での成形性が優れた高速成形用のアウミ
ニウム合金である。
【0012】(1)請求項1に記載の発明は、下記の成
分組成を有する焼付硬化性に優れた高速成形用アルミニ
ウム合金を提供することにある。 Mg:0.6〜1.5% Si:0.3%以上 Si/Mg重量比:0.587以下 Cu:1%以下(0を含む) 残部が実質的にAlである。
【0013】(2)請求項2に記載の発明は、下記の成
分組成を有する焼付硬化性に優れた高速成形用アルミニ
ウム合金を提供することにある。上記請求項1記載の成
分組成に、さらに下記の成分の1種または2種以上を含
有し、 Ti:0.1%以下 B:0.06%以下 Mn:0.3%以下 Cr:0.4%以下 Zr:0.2%以下 V:0.2%以下 Sn:0.1%以下 残部が実質的にAlである。
【0014】
【作用】本発明に係る焼付硬化性に優れた高速成形用ア
ルミニウム合金(成分組成はwt%である)について以
下に詳細に説明する。Mg:0.6%〜1.5%とす
る。アルミニウム中のMgは、マトリクスに固溶して強
度および延性の向上に寄与すると共に、塗膜焼付時にM
2 SiまたはAl−Mg−Cu系の化合物として析出
し、さらに、強度向上に寄与する。0.6%未満ではそ
の効果が十分でなく、1.5%を超えると熱間圧延時に
歩留りが低くなるなど製造性が悪化する。そこで上記範
囲とする。
【0015】Si:0.3%以上で、Si/Mg重量比
が0.587以下とする。Siは本発明の最も重要な成
分である。Siは塗膜焼付時にMg2 Si化合物として
析出し、強度の向上に寄与する。0.3%未満ではその
寄与が十分でなく、Si/Mg重量比が0.587を超
えると歪み速度0.1/sec以上の高速成形における
成形性が著しく低下する。
【0016】Si/Mg重量比0.587は、Mg2
i化合物の化学量論組成における質量の比である。本発
明者等は、従来プレス成形用として用いられていないS
i%<0.587・Mg%の領域で高速成形性が非常に
向上することを発見した。さらに、Si%<0.587
・Mg%−0.15の領域では高速での限界張出し成形
高さがより向上するので望ましい。ここで、限界張出し
成形高さとは、50mmφの球頭ポンチと60mmφの
ダイス金型を用い、板材を張出し成形し、亀裂が発生し
た高さをいう。
【0017】Cu:1%以下(0%を含む)とする。C
uはマトリックスに固溶し、さらに、塗膜焼付時にAl
−Mg−Cu系の化合物として析出し強度の向上に寄与
するため、必要に応じて添加することが望ましい。しか
し、1%を超えると耐糸錆性を劣化させると共に高速成
形性をも劣化させる。そこで上記範囲とする。
【0018】Ti,B,Mn,Cr,Zr,Vは、鋳造
時にそれぞれ第二相として析出し、合金組成の結晶粒径
の粗大化を抑制し、成形性を向上させる。しかし、それ
ぞれ0.1%,0.06%,0.3%,0.4%,0.
2%,0.2%を超えると第二相自体が破断の起点とな
るために成形性を悪化させるので、これらを上限値とす
る。
【0019】Sn:0.1%以下とする。Snは、焼付
硬化性が向上するが、0.1%を超えて含有させると晶
出物が生成し、プレス成形性を悪化させるので上記範囲
とする。
【0020】
【実施例】本発明に係る焼付硬化性に優れた高速成形用
アルミニウム合金の実施例を説明する。 実施例 表1に示す成分組成のアルミニウム合金を溶解・鋳造
し、得られた鋳塊を面切削した後、520℃で8時間の
均質化処理を行い、次いで鋳片を460℃に加熱して板
厚4mmまで熱間圧延を行い、室温に冷却した後、圧延
率75%の冷間圧延を行い、板厚1mmとした。
【0021】なお、熱間圧延の仕上がり温度は280℃
であった。こうして作製された厚さ1mmの板材を加熱
速度10℃/secで560℃まで加熱し、20秒保持
した後、100℃まで40℃/sec、さらに100℃
から室温まで1℃/secの冷却速度で強制冷却を行っ
た。
【0022】その後、室温に30日保持した後の本発明
に係る焼付硬化性に優れた高速成形用アルミニウム合金
および比較合金の引張特性、2%引張後170℃×20
分保持後の耐力、50φの球頭ポンチによる高速(0.
1/sec)および低速(0.01/sec)の限界張
出し高さ、熱間圧延性等を調査し、これを表2に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】表2から明らかなように、比較合金27,
28についてはエッジ割れが多くなるなど、熱間圧延性
が低下する。また、図1に本発明の合金、比較合金の高
速および低速における限界張出し高さとSi%−0.5
87・Mg%との関係を示す。
【0026】Si%−0.587・Mg%<0である本
発明合金の低速限界張出し高さはわずかな特性向上しか
示さないが、高速限界張出し高さは著しく向上すること
が明らかとなった。さらに、 Si%−0.587・Mg%<−0.15 の領域では、より高速限界成形高さの向上が顕著とな
る。比較合金18,19,22,23は高速成形性にお
いて劣っていた。
【0027】Siが0.3%未満の比較合金20,2
1,24,25は2%引張後、170℃×20分保持後
の耐力が低く、これに対し、本発明合金は2%引張後、
170℃×20分保持後耐力が150MPa以上の高い
値を示している。
【0028】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るアウ
ミニウム合金は、板に圧延もしくは加工されると、高速
成形加工などのプレス成形性と焼付硬化性に優れたアル
ミニウム合金板となる。したがって、例えば自動車のボ
デイ用のアウミニウム合金板として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】合金中のSi%−0.587・Mg%と限界張
出し高さとの関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大堀 紘一 静岡県三島市加茂48−11 (72)発明者 込山 慶信 静岡県駿東郡小山町上古城92−2

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の成分組成(wt%である)を有す
    る焼付硬化性に優れた高速成形用アルミニウム合金。 Mg:0.6〜1.5%、 Si:0.3%以上、 Si/Mg重量比:0.587以下、 Cu:1%以下(0を含む)、 残部が実質的にAlである。
  2. 【請求項2】 下記の成分組成(wt%である)を有す
    る焼付硬化性に優れた高速成形用アルミニウム合金。 Mg:0.6〜1.5%、 Si:0.3%以上、 Si/Mg重量比:0.587以下、 Cu:1%以下(0を含む) を含みさらに、 Ti:0.1%以下、 B:0.06%以下、 Mn:0.3%以下、 Cr:0.4%以下、 Zr:0.2%以下、 V:0.2%以下、 Sn:0.1%以下の成分の1種または2種以上を含有
    し、残部が実質的にAlである。
JP1558995A 1995-01-06 1995-01-06 焼付硬化性に優れた高速成形用アルミニウム合金 Pending JPH08188842A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2023123593A (ja) * 2019-03-13 2023-09-05 ノベリス・インコーポレイテッド 時効硬化性及び高成形性のアルミニウム合金、それから作製されたモノリシックシート及びそれを含むアルミニウム合金製造物

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