JPS627833A - アルミニウム合金板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、成形用高力アルミニウム合金板に関し、さら
に詳しくは従来の２２１９合金に代表されるＣｕ、Ｍｎ
を含有するアルミニウム合金板において、軟化処理後、
成形加工を施しても肌荒れの生じない材料の製造法に関
するものである。

（従来の技術） 一般に成形用高力アルミニウム合金は、航空機その他の
内外装板、機器の外装等に用いられ、通常軟質材にて予
備成形加工を施し、続いて溶体化・焼入れ処理を行ない
、焼入れ直後の強度が低い短時間の間に最終成形加工を
行なった後、時効処理を施して高強度とする製造工程が
採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし上記の従来の製造工程では、軟質材で１〜１０％
程度の予備成形加工を受けた部分は、その後の溶体化・
焼入れ工程で著しく粗大な再結晶組織となり、最終成形
加工において肌荒れが発生し、成形加工を不可能にした
り、ケミカル・ミリング（Ｃｈｅａ＋１ｃａｌ　Ｍｉｌ
ｌｉｎｇ）性が悪く、製品の疲労特性および強度低下の
原因となっていた。

したがって本発明の目的は、成形用高力アルミニウム合
金板、さらに詳しくは従来の２２１９合金に代表される
Ｃｕ、Ｍｎを含有するアルミニウム合金板を製造するに
当り、軟質材の状態でも結晶粒が微細であり、予備成形
加工を施し、その後の溶体化・焼入れ後の再結晶粒が粗
大にならず、最終成形加工後も均一微細な結晶粒を有し
て肌荒れの生じない成形性の優れた材料の製造法を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは上記問題点を克服するため鋭意研究を重ね
た結果、成形加工性の優れたＣｕ、Ｍｎを含有するアル
ミニウム合金を均質化処理後、圧延を施した後、溶体化
処理により添加元素をマトリックスに固溶させ、急冷後
時効処理よりＧ、Ｐ、相あるいはθ′中間相が析出した
状態において、さらに適度の歪を加えることにより、次
の軟化処理で微細な再結晶粒が得られ、この状態で成形
加工を施し、さらに溶体化処理および最終成形加工を施
しても肌荒れが生じないことを見出し、この知見に基づ
き本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、Ｃｕ及びＭｎを含有するアルミニウ
ム合金を均質化処理後、圧延を施し１次いでこれを４７
０〜５６０℃の温度にて加熱保持後、室温まで冷却し、
次いで２５０℃以下の温度にて加熱保持後、室温から２
５０℃の温度の間で５〜５０％の加工を施し、次いで３
６０〜５００°Ｃの温度で軟化することを特徴とする成
型加工性に優れたアルミニウム合金板の製造法を提供す
るものである。

本発明において、Ｃｕ、Ｍｎを含有するアルミニウム合
金の鋳塊を均質化処理後、熱間圧延あるいはざらに冷間
圧延を行なって板材とした後、まず４７０〜５６０℃の
温度で加熱保持し、好ましくは０．６℃／　ｓｒ　ｎ以
上の冷却速度で、より好ましくは水焼入れにより室温ま
で冷却を行なう。これは溶質原子を過飽和に固溶させ、
その後時効処理によりＧ　、　Ｐ、相あるいはθ′中間
相が析出した状態にするためであるが、４７０℃未満の
温度では充分な固溶ができず、５６０℃を越える温度で
は共晶溶融が起り好ましくない、また加熱保持時間は、
数分間程度でよいが、可能ならば充分な時間の保持が好
ましい、そして加熱保持後の冷却速度は、０．６℃／ｓ
ｉｎ以下になるとθ安定相が析出して、再結晶粒微細化
の効果がなくなることがあるので好ましくない。また加
熱保存後室部まで冷却するのは溶質原子を十分に過飽和
に固溶させるためである。

次いで２５０℃以下の温度にて加熱保持を施す時効処理
を行う、これはＧ、Ｐ、相またはθ′中間相の析出を促
進させることにあるが、２５０℃を越える温度ではθ安
定相の析出が起り好ましくない、また加熱速度および保
持時間は特に制限はなく適宜に設定できる。

次いで室温から２５０℃の温度の間で５〜５０％の冷間
あるいは温間加工、好ましくは室温にて１０〜３０％の
冷間加工を行なう。これはｗＬｍ再結晶粒を得るために
必要な適度な量の転位を導入させることにあるが、５％
未満の加工では転位の量が少なく、５０％を越える加工
では転位の量が多くなり、いずれも再結晶粒が大きくな
るので好ましくない。またこの時の加工温度は、２５０
℃の温度を越えると、θ安定相の析出あるいは転位の消
滅が起り好ましくない、できれば室温にて１０〜３０％
の冷間加工が好ましい。

次いで急速加熱（およそ４０℃／ｈｒ以上）により３６
０〜５００℃の温度で軟化処理を行なう、これは急速加
熱により、加工で導入された転位を微細均一なセル組織
として分布させ、それを核として再結晶を生じて、微細
な再結晶組織を得るためである。加熱速度時間が長い場
合には、軟化温度への加熱中に不均一析出が起ると共に
、転位も完全に消滅するかあるいは粗大な不均一サイズ
のセル組織が残留し、結晶粒が粗大化するため好ましく
ない、また加熱温度は、３６０℃未満の温度では充分に
軟化されず、５００　’０を越える温度では結晶粒が著
しく成長するか、あるいは共晶溶融が起り好ましくない
、そして加熱保持時間は、再結晶に必要な時間でよく、
高温側では数分〜数時間でよく、低温側ではより長い保
持時間が必要であるが、６時間程度までの保持時間で充
分である。なお軟化後の冷却は、徐冷が好ましい。

本発明方法を適用できるＣｕ及びＭｎを含有するアルミ
ニウム合金として　好ましいのは、Ｃｕ３．９〜６．８
重量％、Ｍｎ０．２〜１．２重量％を含有し、残部アル
ミニウム及び不可避の不純物からなるものである。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。

実施例 第１表に示す工〜■のＡｎ−Ｃｕ−Ｍｎ系の合金を通常
の溶製法により鋳造し、Ｃｕ、Ｍｎを含有するアルミニ
ウム合金の代表例とした。

各鋳塊を４８０℃の温度で２４時間の均質化処理後、４
５０℃の温度より熱間圧延を行ない厚さ５ｍｍの板材を
製造し、続いて冷間圧延を行なって厚さ２ｍｍの板材と
した。

これらの板材を本発明の条件、本発明の条件から外れる
条件（比較法）および従来から行なわれている焼鈍処理
の条件（従来法）で処理し、第２表に示した試料を得た
。第２表において試料Ｎｏ、１〜Ｎｏ、１８は、本発明
の製造法によるもので、試料Ｎｏ、　１９〜Ｎｏ、３４
は比較例で、試料Ｎｏ、３５は従来のものである。なお
、いずれの場合も溶体化処理後および時効処理後にそれ
ぞれ一旦室温まで冷却した。

また、軟化処理はいずれも第２表の条件に８０”Ｃ／ｈ
ｒで加熱後、２５０℃まで２５０℃／　ｈ　ｒの冷却速
度で徐冷して行なった。

これらの各試料をさらに、１０％、５％、の予備成形加
工（Ｌ方向　引張）を行ない、予備成形加工しないもの
（０％）を含めて、溶体化、焼入れ処理しく５３５℃Ｘ
１ｈｒ水焼入れ）、直ちに最終成形加工（２〜５％Ｌ方
向　引張）を行なった。

第２表に示した各試料の最終成形加工後の肌荒れの有無
および結晶粒径を第３表に示す。

第３表から明らかなように、本発明の製造法によれば、
軟化処理後の予備成形加工率が異なっても、最終成形加
工後に肌荒れが発生せず、結晶粒径も微細になっている
。

なお比較例では、最終成形加工後に肌荒れまたは割れが
発生し、結晶粒径も粗大化している。

表３（３） 結晶粒径（ＩＬｍ） Ａ：≦２０．　Ｂ：＞２０〜≦３０．　Ｃ：＞３０〜≦
４０Ｄ：＞４０〜≦５０．　Ｅ：＞５０ （発明の効果） 本発明によれば、軟化処理材で予備成形加工を受けた部
分は、後の溶体化・焼入れ処理でも微細均一な再結晶組
織であり、最終成形加工後でも肌荒れが発生させないア
ルミニウム板材の製造が可能となる。すなわち１本発明
方法によれば成形加工性の優れた高力アルミニウム合金
板が得られる。

手続補正書 昭和６０年１２月２６日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１４４４９８号 ２、発明の名称 アルミニウム合金板の製造法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都千代田区丸の内２丁目６番１号名称　古河
アルミニウム工業株式会社 代表者　日　下　部　　悦　二 ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区新橋３丁目７番３号ミドリヤ
第２ビル　７階 ６、補正により増加する発明の数　　Ｏ７、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ８、補正の内容 明細書第１１ページ第２表を次のとおり補正します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃｕ及びＭｎを含有するアルミニウム合金を均質化処理
   後、圧延を施し、次いでこれを４７０〜５６０℃の温度
   にて加熱保持後、室温まで冷却し、次いで２５０℃以下
   の温度にて加熱保持後、室温から２５０℃の温度の間で
   ５〜５０％の加工を施し、次いで３６０〜５００℃の温
   度で軟化することを特徴とする成形加工性に優れたアル
   ミニウム合金板の製造法。