JPS5918468B2 - 深絞り用アルミニウム板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は深絞り用アルミニウム板の製造方法に関し、さ
らに詳しくは、深絞り用アルミニウム板として必要な、
表面アルマイト性、耐肌荒性（オレンジビール、筋模様
等）、絞り耳等を満足するとともに、深絞り加工時の破
断、しわ、形状不良等を可及的に防止することのできる
深絞り性に優れたアルミニウム板の製造方法に関するも
のである。

一般に深絞り用として使用される市販純度のアルミニウ
ム板は、プレス１こよる深絞りやスピニング（ｏｒヘラ
絞り）等の加工により製品を得るものであり、素材のプ
レス成形性、特に深絞り性の良否が最終製品の品質を大
きく左右する。

しかしながら、プレス成形も工程数や形状等複雑であり
、また、スピニングもネッキング、フラツシング及びカ
ーリング等複雑に組合さって工程が採用されていて、成
形途中における不都合な問題の発生状況も複雑を極めて
いる。

本発明者は、深絞りにより成形した器物における種々の
不都合な問題点を解析するとともに、使用する材料の種
々の特性を研究して深絞り用に適したアルミニウム板の
製造方法を見出したのである。

しかして、深絞り用材料を加工する上においての問題点
としては、 （１）底部、側壁部、フランジ部の破断 （２）側壁部、フランジ部のしわ （３）寸法不良）こよる火線 （４）フランジ形状、カーリング、ノックアウト時の変
形による形状不良 （５）オレンジピール、筋模様による肌荒れがその大部
分を占めている。

これらの問題点のうちで、（２） 、 （３）のしわ、
欠縁は素材の異方性（絞り耳）に負う所が大きい。

即ち、異方性の大きい（絞り耳の高い）材料では山の部
分で板厚が薄くなるためしわが発生し、また、谷の部分
ては寸法不足により火線が生じる。

これらは、プレス条件１こより改善することは極めて困
難であり、従って、異方性の少ない（深絞り耳の小さい
）材料を如何１こして得るかが重要なことである。

また、肌荒れは、素材の結晶粒の大きさ、配列；こより
決まるものであり、組織が粗大、かつ、不規則（不均一
）なものは好ましくない。

破断ど形状不良は類似した原因を持つと考えられ、添付
図面において、ポンチＰ）こよる深絞りはフランジ部Ｆ
の変形（縮みフランジ）とポンチＲ部Ｒの材料の強度と
のバランスで加工を行なうものであり、縮みフランジ応
力くポンチＲ部の素材強度である榮件において初めて加
工できる。

ここで縮みフランジ応力に比べてポンチＲ部の素材強度
が小さい場合は破断に至るし、また、両者が接近してい
る場合は破断に至らないまでもポンチＲ部の材料が著し
く伸ばされ、その結果ポンチＲ部の板厚が薄くなったり
、上部及びフランジ部で逆に板厚が厚くなったりすると
いう問題が生じる。

また、しわ不良等を防ぐためにしわ押え圧力を強くする
場合があるが、この時も結果的（こ縮みフランジ応力を
増大させる働きをし同じ問題を生じる。

この対策として縮みフランジ応力を小さくするか、或い
は、ポンチＲ部Ｒの素材の強度を増加すればよいことは
明らかである。

本発明は上記したような本発明者の知見、また、深絞り
用材料の種々の問題点の原因の研究、対策の究明等１こ
より完成した深絞り用アルミニウム板の製造方法である
。

本発明に係る深絞り用アルミニウム板の製造方法は、（
１）Ｃｕ Ｏ，０５〜０．２５％、ＳｉＯ，１〜０．
２％、Ｆｅ ０．６〜０．８％を含み、かつ、Ｔｉ０
００１〜０．１％、Ｂｏ、０００１〜０．０１％の１種
又は２種を含み、残部Ａｔおよび不可避不純物からなる
Ａ１合金を、熱間圧延終了温度２４０゜〜３３０℃で板
厚３〜７ｍｍに熱間圧延し、その後５０％以上の加工率
で冷間圧延し、ついで再結晶焼鈍することを特徴とする
深絞り用アルミニウム板の製造方法を第１の発明とし、
（２）Ｃｕ ０．０．５〜０．２５％、Ｓｉ Ｏ，
１〜０１２％、Ｆｅ Ｏ，４５〜０．６５％、Ｍｇ
０．０３〜０．１％を含み、かつ、ＴｉＯ，０１〜０
．１％、ＢＯ，０Ｏ０１〜０．０１％の１種又は２種を
含み、残部ＡＩおよび不可避不純物からなるＡ１合金を
、熱間圧延終了温度２４０°〜３３０℃で板厚３〜７１
１！？ｌＬｌこ熱間圧延し、その後５０％以上の加工率
で冷間圧延し、ついで再結晶焼鈍することを特徴とする
深絞り用アルミニウム板の製造方法を第２の発明とする
２つの発明によりなるものである。

次に、本発明に係る深絞り用アルミニウム板の製造方法
（以下本発明１こ係る方法ということがある。

）について詳細に説明する。先づ、本発明に係る方法け
）及び（２）において使用されるＡ１合金の成分につい
て説明する。

（１）本発明）こ係る方法の第１の発明）こおけるＡ１
合金について。

Ｃｕは耐食性を阻害することなく、素材の強度を上昇さ
せ絞り性を向上させる元素であり、その含有量が０．０
５％未満では効果がなく、０．２５％を越えると耐食性
が著しく阻害される。

よって、Ｃｕ含有量は０．０５〜０．２５％の範囲とす
る。

Ｓｉは絞り耳の発生を抑制する元素であり、後記するＦ
ｅは圧延方向に対して４５°方向の耳を形成するが、Ｓ
ｉはＦｅとは逆に圧延方向）こ対して０°〜９０°方向
１こ耳を形成し、相殺して耳の発生が抑制されるのであ
るが、含有量が０．１％未満ではその効果がなく圧延方
向に対して４５°方向の耳を形成するようになり、０．
２％を越えて含有されると逆に０°〜９０゜方向の耳を
形成し、かつ、アルマイト性を阻害しさらに靭性を損な
い絞り性を低下させる。

よって、Ｓｉ含有量は０．１〜０．２％の範囲とする。

Ｆｅは再結晶粒の微細化をもたらすとともにその固溶強
化１こより素材強度を増し絞り性を向上させるが、含有
量が０．６％未満ではこの効果がなく、また、０．８％
を越えて含有されると粗大な化合物を形成し靭性を損な
い絞り性を低下させる。

また、上記したＳｉと同様１こ耳の形成１ に大きく関
与するもので、上記の範囲外では耳の形成が大きくなる
。

よって、Ｆｅ含有量は０．６〜０．８％の範囲とする。

Ｔｉ、Ｂは鋳造時の結晶粒を微細均一にして耐肌荒性や
表面アルマイ＋−ｔｑを向上させ、Ｔｉ含有量０．０１
％未満ではこの効果がなく、また、０．１％を越えて含
有されると化合物を形成し靭性及びアルマイト性を損う
。

また、Ｂは含有量がｏ、ｏｏｏｔ％未満では結晶粒微細
化の効果がなく、そして、０．０１％を越えて含有され
ると上記の効果はない。

よって、Ｔｉ含有量は０、Ｏ１〜０．１％の範囲とし、
Ｂ含有量はｏ、ｏｏｏｔ〜０．０１％の範囲とする。

（２）本発明１こ係る方法の第２の発明におけるｌ’合
金１こついて。

Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉｔこついては第１の発明１こおいて説
明したところと同じであるので説明は省略する。

Ｍｇは４５°方向の耳を抑制し、かつ、素材強度を増加
する元素であり、含有量が０．０３％未満では効果がな
く、０．１％を越えて含有されると加工硬化が大きくな
り深絞り用材としては適さなくなる。

よって、Ｍｇ含有量は０．０３〜０、１％の範囲とする
。

ＦｅはＭｇと異なり４５°方向の耳を生長させるので、
その含有量は０．４５〜０．６５％の範囲がよく、強度
の低下はＭｇｌこより補っている。

しかして、本発明（こ係る方法の第１の発明１こおける
Ａ１合金は板厚１〜２羽程度での深絞り用としては良好
な性能を発揮する。

また、本発明に係る方法の第２の発明）こおけるＡ１合
金は０．５ ａｍ程度の薄い板厚での深絞り１こ適して
おり、４５°方向の耳の形成が抑制されるものである。

次に、熱間圧延について説明すると、熱間圧延終了温度
が２４０℃未満及び３３０℃を越える温度では過大な絞
り耳を形成するとともに表面アルマイトｔｑを著しく損
なう。

よって、熱間圧延終了温度は２４０°〜３３０℃の範囲
とする。

また、熱間圧延終了板厚も同じような理由から３〜７ｒ
ＩＬ１１Ｌの範囲とするのである。

特１こ、絞り耳１こついては、熱間圧延終了温度が２４
０℃未満では４５°方向の過度の耳が形成され、また、
３３０℃を越えると００〜９０°方向の過度の耳が形成
される。

熱間圧延終了板厚が７ ｒｎｍを越えると４５°方向の
過度の耳を形成し、また、３羽未満では００〜９５°方
向の過度の耳を形成するのである。

この熱間圧延を終了したけ料は、５０％以上の冷間圧延
を行ない。

次いで再結晶焼鈍を行なうのである。

即ち、深絞りの厳しい場合の加工は、強度と伸びが必要
であり、これらの処理を行なって初めて充分な伸びが得
られるのである。

なお、熱間圧延後の冷間加工率が８０％を越えるような
場合）こは、本発明に係る方法の第２の発明におけるＡ
１合金を使用すると充分な性能を発揮するのである。

次１こ本発明に係る深絞り用アルミニウム板の製造方法
の実施例を説明する。

実施例 第１表１こ示す組成の１合金を常法によって溶製後鋳造
し、次いで、第２表に示す条件で熱間圧延冷間圧延を施
し、軟質化処理（３５０℃×２ｈｒ）を行なった板で種
々の試験を行なった。

その結果を第３表に示す 本発明に係る深絞り用アルミニウム板の製造方法１こよ
るもの（記号１〜５）が、最も限界絞り率が高く、しわ
押え圧力を強くしても絞り性の劣化は少なく、その他の
特性も満足するものである。

即ち、耳率、肌荒れ１こついても記号１〜５は良好であ
り、また、引張強さは従来のもの（６〜８）１こ比して
約２ｋｇ／ｍｉ高く、限界絞り率も高い。

さら１こ、しわ押え圧力を高くしても本発明１こ係る方
法では限界絞り率の低下は従来）こ比して少ない。

第３表１こおいて、限界絞り率は成形可能な限界１こお
ける で示したもので値の高い方が絞り性が優れている。

第３表１とおいて耳率は で示したもので、低い値の方が優れている。

以上説明したよう］こ、本発明）こ係る深絞り用アルミ
ニウム板の製造方法は上記（こ示した構成を有している
ものであるから、素ぽ強度は増加し、縮みフランジ応力
の増加（即ち、絞り荷重の増加）は僅かであり、深絞り
性が向上し、また、表面アルマイト性、耐肌荒れ姓、絞
り耳等も極めて良好なものが得られるのである。

【図面の簡単な説明】

添付図面はぽ料の深絞りを説明する概略断面図である。 Ｐ・・・・・ポンチ、Ｏ・・・・・・しわ押え、Ｄ・・
・・・・ダイ、Ｆ・・・・・・ラング、Ｒ・・・・・・
ポンチＲ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｃｕ０．０５〜０．２５％、ＳｉＯ，Ｌ〜０．２
   ％、Ｆｅ０．６％〜０．８％ を含み、かつ Ｔｉ０．０１〜０．１％、８０．０００１〜０．０１％
   の１種又は２種を含み、残部ＡＩおよび不可避不純物か
   らなるＡ１合金を、熱間圧延終了温度２４０〜３３０°
   Ｃで板厚３〜７ｒＩＬ７ＩＬに熱間圧延し、その後５０
   ％以上の加工率で冷間圧延し、ついで、再結晶焼鈍する
   ことを特徴とする深絞り用アルミニウム板の製造方法。 ２ Ｃｕ０．０５〜０．２５％、ＳｉＯ，ｌ−０，２
   ％、Ｆ ｅ Ｏ，４５〜０．６５％、Ｍｇ ０．０３〜
   Ｏ，１％を含み、かつ、 ＴｉＯ，Ｏ１〜０．１％、８０．０００１〜０．０１％
   の１種又は２種を含み、残部ＡＩおよび不可避不純物か
   らなるＡ１合金を、熱間圧延終了温度２４０〜３３０℃
   で板厚３〜７ｆＬ１１Ｌに熱間圧延し、その後５０％以
   上の加工率で冷間圧延し、ついで、再結晶焼鈍すること
   を特徴とする深絞り用アルミニウム板の製造方法。