アルミニウム合金クラッド材の製造方法
【課題】表皮材と芯材との密着性を確保しつつ、深絞り性及び耐応力腐食割れを向上させることができるアルミニウム合金クラッド材の製造方法を提供する。
【解決手段】Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材１２の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材１１を被覆したアルミニウム合金クラッド材１０の製造方法であって、少なくとも対向した表面１１ｄのＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材１１の間に、芯材１２となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを流し込むことにより芯材１２を鋳造する。
【解決手段】Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材１２の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材１１を被覆したアルミニウム合金クラッド材１０の製造方法であって、少なくとも対向した表面１１ｄのＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材１１の間に、芯材１２となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを流し込むことにより芯材１２を鋳造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯材の両面に被覆された表皮材からなるアルミニウム合金クラッド材の製造方法に係り、特に、深絞り性及び応力腐食割れに優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等には、鋼板が用いられることが多いが、近年では、耐環境性の観点から、車両の軽量化を図るべく、一部の部品には、アルミニウム合金の使用されている。このようなアルミニウム合金板（アルミニウム合金）としては、ＪＩＳ規格で規定するところの５０００系のアルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金）が用いられている。このＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｍｇを他のアルミニウム合金に比べて、高濃度で含有しているので、鋼と同様の強度が得られ、かつ他のアルミニウム合金に比べて、成形性に優れている。
【０００３】
しかしながら、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、局部伸び（引張強さから破断までの伸び）が極めて小さいため、曲げ等の加工性が、鋼板に比べて劣ることがある。そこで、例えば、Ｍｇを３．５〜１０質量％含有したＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金（ＪＩＳ規格５０００系のアルミニウム合金）を芯材として、その両面に、Ｍｎを０．８〜１．６％含有したＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金（ＪＩＳ規格３０００系のアルミニウム合金）を表皮材として熱間圧延により接合したアルミニウム合金合わせ板（アルミニウム合金クラッド材）が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようにして得られたアルミニウム合金クラッド材は、表皮材のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の局所伸びが、芯材のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の局所伸びに比べて大きいので、強度を確保しつつ局所伸びを向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２８６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｍｇの添加量（含有量）を増量させるに従って、深絞り性は向上するが、その背反として応力腐食割れが低下することがある。そこで、特許文献１に記載の如きアルミニウム合金クラッド材を適用することにより、応力腐食割れに対して強いＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が表皮材として被覆されるので、一見このような課題は解決されたように思われる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のアルミニウム合金クラッド材は、熱間圧延により表皮材と芯材が接合されたクラッド材であるため、表皮材と芯材の強度及び合金成分の違いにより、表皮材と芯材の密着度の確保が困難な場合がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、表皮材と芯材との密着性を確保しつつ、深絞り性及び耐応力腐食割れを向上させることができるアルミニウム合金クラッド材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、深絞りによる成形性に耐えうる表皮材と芯材の密着性を確保するためには、両者の接合面を溶融状態（少なくとも半溶融状態）で接合することが好ましいと考えた。このような観点から、例えば、（１）Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材を準備し、この芯材に対して、表皮材となるＭｌ−Ｍｎ系合金の溶湯で鋳包む方法、（２）ロール間にこれらの溶湯を順次流し込みキャスティングする方法も考えられる。
【００１０】
しかしながら、一般的に、芯材のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の融点（５６８〜６５２℃程度）は、表皮材のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の融点（６２９℃〜６５７℃程度）よりも、低いため、（１）に示す方法では、溶融した表皮材に芯材を接触させた時点で、芯材が溶融してしまい、所望の形状に保つことができず、表皮材と芯材との成分が混在してしまう。（２）に示す方法の場合にも、（１）と同様の結果となり、さらに、芯材の両面に同じ加熱条件で表皮材を被覆することが難しい。このような結果、得られたクラッド材は、深絞り性及び耐応力腐食割れを向上させるような効果を充分に発現できないとの新たな知見を得た。
【００１１】
本発明は、このような知見に基づくものであり、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材の製造方法は、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材を被覆したアルミニウム合金クラッド材の製造方法であって、該製造方法において、少なくとも対向した表面のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材の間に、前記芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより前記芯材を鋳造することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、芯材の接合面となる表皮材の表面が固液共存状態であり、この状態の表面に、芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより芯材を鋳造するので、芯材の両面と表皮材との間には、芯材のＭｇ成分が表皮材の材料に拡散した密着性の高い拡散層が形成される。また、同時に、表皮材の表面にＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を接触させるので、両側の拡散層は略均質な状態にある。さらに、芯材の材料の融点に比べて、表皮材の材料の融点が高いので、芯材の材料となる溶湯を流し込んでも、表皮材は変形することなく、良好な接合状態のクラッド材を得ることができる。
【００１３】
さらに、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｍｇの添加により酸化物を形成しやすいが、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を、直接的に表皮材の表面に接触させるので、界面には酸化物が形成され難く、接合性の高いアルミニウム合金クラッド材を得ることができる。このようにして、得られたアルミニウム系合金クラッド材（インゴット材）を圧延することにより得られる圧延材は、深絞り性が従来のものに比べて優れ、耐応力腐食割れも向上している。
【００１４】
ここで、本発明にいうＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金とは、ＪＩＳ規格に規定するところの５０００系アルミニウム合金の成分に相当する材料を意味し、本発明にいうＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金とは、ＪＩＳ規格に規定するところの３０００系アルミニウム合金の成分に相当する材料を意味する。
【００１５】
また、固液共存状態の表皮材とは、加熱して固相と液相とが共存する半溶融状態にした表皮材であってもよく、金属材料を溶解した後に、固相と液相とが共存する半凝固状態にした表皮材であってもよく、少なくとも表皮材の表面の温度条件が、固相線と液相線との間の温度を確保されていればよい。
【００１６】
しかしながら、より好ましい態様としては、前記表皮材となるＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯を、対向する位置において流すことにより、対向した表面が前記固液共存状態にある一対の表皮材を鋳造する。
【００１７】
上述した、表皮材を加熱することにより半溶融状態にする場合には、表皮材の表面を固液共存状態に加熱後に、これらを対向配置して溶湯を流し込むことになり、煩雑な作業となるが、この態様によれば、より簡単に連続してアルミニウム合金クラッド材を製造することができる。
【００１８】
また、より好ましい態様としては、前記Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金に含有するＭｇが、４．５〜５．５質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用い、前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金に含有するＭｎが、１．０〜３．０質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用いる。
【００１９】
この態様にとよれば、深絞り性及び耐応力腐食割れに優れたアルミニウム合金クラッド材を好適に製造することができる。すなわち、芯材を構成するＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金に含有するＭｇの含有量が４．５質量％未満の場合には、深絞りの加工性が低下し、５．５質量％を超えた場合には、溶湯の流動性が低下するおそれがある。また、表皮材を構成するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金に含有するＭｎが、１．０質量％未満の場合には、伸びが低下してしまい脆くなり、また、Ｍｎが３．０質量％を超えてしまうと、結晶粒の粗大化を招き、成形性が低下するおそれがある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、表皮材と芯材との密着性を確保しつつ、アルミニウム合金クラッド材の深絞り性及び耐応力腐食割れを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の表皮材を製造する工程を説明するための図。
【図２】本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の芯材の溶湯を流し込む工程を説明するための図。
【図３】本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の製造工程を説明するための図。
【図４】実施例１及び比較例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図であり、（ａ）は、実施例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図であり、（ｂ）は、比較例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図。
【図５】実施例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合部分の拡大写真図。
【図６】実施例１及び比較例２及び３の深絞り試験の結果を示した図。
【図７】実施例１及び比較例２及び３の応力腐食割れの結果を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、図面を参照して、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材を好適に製造することができる実施形態に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の表皮材を製造する工程を説明するための図であり、図２は、本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の芯材の溶湯を流し込む工程を説明するための図であり、図３は、本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の製造工程を説明するための図である。
【００２４】
図１〜図３に示すように、アルミニウム合金クラッド材を製造する製造装置３０であり、いわゆる、複合インゴットキャスティングを行うための装置である。製造装置３０は、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａを供給する一対の第１の溶湯ノズル３１，３１と、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを供給する第２の溶湯ノズル３２とを備えている。これらのノズル３１，３２の上部には、溶湯を貯蔵するためのチャンバ（図示せず）と、このチャンバ内の溶湯を加熱及び溶湯の温度制御を行う加熱部（図示せず）と、ノズル３１，３２へ供給する溶湯の流量を調整するスロットル（図示せず）とが設けられている。
【００２５】
第１の溶湯ノズル３１，３１と第２の溶湯ノズル３２との間には、分離板３４，３４が設けられており、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａと、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａとが混合しないようになっている。また、分離板３４に、溶湯１１ａ，１２ａの温度を調整するための温度調整装置（図示せず）を設けられている。
【００２６】
さらに、第１の溶湯ノズル３１，３１の外側には、水冷ジャケット３６，３６が設けられており、第１の溶湯ノズル３１から供給されたＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａに冷却水Ｗを供給することにより、溶湯１１ａを冷却するようになっている。
【００２７】
水冷ジャケット３６の壁面と、分離板３４の壁面とは、鋳造時には鋳型として作用し、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａから表皮材を所定の厚さに鋳造することが可能となっている。
【００２８】
製造装置３０の下部には、上下方向に昇降可能なシリンダ３９が設けられており、その上部には、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金及びＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金を受けるブロック３７と、このブロック３７をシリンダ３９に固定するプレート３８とを備えている。
【００２９】
このような装置３０を用いて、本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材を製造する。具体的には、まず、図１に示すように、シリンダ３９を上昇限に移動させ、水冷ジャケット３６、分離板３４、及びブロック３７に形成された空間に、一対の第１の溶湯ノズル３１、３１からＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａを供給する。
【００３０】
これにより、ブロック３７に隣接する部分には、溶湯１１ａが冷却されて、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の固相部１１ｃが形成され、溶湯１１ａと固相部１１ｃとの間には、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の固相と液相が共存した固液共存部１１ｂが形成される。なお、この固液共存部１１ｂの温度は、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の固相線の温度と、液相線の温度との間の温度である。
【００３１】
次に、図２に示すように、分離板３４の下方に、表皮材となる表面１１ｄに、固液共存部１１ｂが形成されるように（表面１１ｄが固液共存状態になるように）、シリンダ３９を下降させ、溶湯１１ａを垂下させる。
【００３２】
なお、この際に、水冷ジャケット３６から冷却水Ｗを流し、溶湯１１ａを冷却する。このようにして、表皮材となるＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａを、対向する位置において流すことにより、対向した表面１１ｄが固液共存状態にある一対の表皮材を鋳造することができる。この表面１１ｄは、半凝固状態であるので、表皮材の形状を保持するための自立面となる。
【００３３】
このような状態で、第２の溶湯ノズル３２から、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを供給する。これにより、ブロック３７に隣接する部分には、溶湯１２ａが冷却されて、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の固相部１２ｃが形成され、溶湯１２ａと固相部１２ｃとの間には、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の固相と液相が共存した固液共存部１２ｂが形成される。なお、この固液共存部１２ｂの温度は、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の固相線の温度と、液相線の温度との間の温度である。
【００３４】
このようにして、図２に示すように、少なくとも対向した表面１１ｄ，１１ｄのＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材１１の間に、芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより芯材１２を鋳造される。
【００３５】
さらに、図３に示すように、シリンダ３９を下降させることにより、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材１２の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材１１を被覆したアルミニウム合金クラッド材（インゴット材）１０が連続して鋳造される。
【００３６】
このようにして、芯材１２の接合面となる表皮材１１の表面１１ｄが固液共存状態であり、この状態の表面１１ｄに、芯材１２となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを流し込むことにより芯材１２を鋳造するので、芯材１２と表皮材１１，１１との間には、芯材のＭｇ等の成分が表皮材１１の表面層に拡散した密着性の高い拡散層１２ｄが形成され、両側の拡散層１２ｄは略均質な状態にある。
【００３７】
また、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｍｇの添加により酸化物を形成しやすいが、直接Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを、直接的に表皮材１１の表面１１ｄに接触させるので、界面には酸化物が形成され難く、接合性の高いアルミニウム合金クラッド材１０を得ることができる。
【００３８】
なお、実施形態では、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金とは、ＪＩＳ規格に規定するところの３０００系アルミニウム合金の成分に相当する材料であり、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金に含有するＭｎが、１．０〜３．０質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用いることが好ましい。
【００３９】
一方、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、ＪＩＳ規格に規定するところの５０００系アルミニウム合金の成分に相当する材料であり、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金に含有するＭｇが、４．５〜５．５質量％の範囲内にあるものを用いることが好ましい。このような範囲の合金材料を用いることのより、深絞り性及び耐応力腐食割れに優れたアルミニウム合金クラッド材１０を好適に製造することができる。
【００４０】
なお、アルミニウム合金クラッド材（インゴット材）１０の表皮材の厚みは、全板厚の５〜１０％の厚みの範囲内にあることが好ましい。このような範囲にすることにより、表皮材による耐応力腐食割れの効果を向上させ、芯材による深絞り性の効果を向上させることができる。このようなアルミニウム合金クラッド材は、分離板３４と水冷ジャケット３６との位置（間隔）を調整することにより製造することができる。
【００４１】
さらに、鋳造されたアルミニウム合金クラッド材（インゴット材）１０を圧延することにより、５０００系アルミニウム合金からなる芯材の両面に、３０００系アルミニウム合金からなる表皮材を被覆したアルミニウム合金クラッド材（圧延材）を得ることができる。この圧延材は、従来のものに比べて、深絞り性及び耐応力腐食割れに優れている。
【実施例】
【００４２】
以下に、本発明を実施例により説明する。以下の実施例は、上に示した本実施形態に沿って行われたものであるが、本発明を限定するものではない。
【００４３】
（実施例１）
図１に示す装置を用いたアルミニウム合金クラッド材を製造した。具体的には、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯としてＭｇを５．５質量％含有した溶湯（ＪＩＳ規格：５０２３アルミニウム合金に相当）と、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯としてＭｎを１．０質量％含有した溶湯（ＪＩＳ規格：３００３アルミニウム合金に相当）を準備した。
【００４４】
次に、分離板の下方における表面が固液共存状態となるように、温度６２０℃のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯を流し、シリンダを下降させた。この状態で、温度５８０℃のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を、対向した表面のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材の間に、流し込んで、表皮材を芯材に接合させながら、これらを鋳造した。なお、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の表面温度は、液相線温度と固相線温度との間の温度であり、ここでは、６１０℃となるように、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯の温度を管理することにより調整した。
【００４５】
なお、表皮材の厚みは、全板厚の１０％の厚みにした。このようにして得られた鋳造したアルミニウム合金クラッド材（インゴット材）を１ｍｍに熱間圧延、冷間圧延することにより、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材を被覆したアルミニウム合金クラッド材（圧延材）を得た。
【００４６】
（比較例１）
実施例１と同じように、アルミニウム合金クラッド材を製造した。実施例と相違する点は、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯の温度を管理することにより、表面温度を５８０℃にした、固相状態のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の表面に、実施例１と同じ条件で、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込んでインゴット材を製造した点である。
【００４７】
（比較例２及び３）
比較例２は、実施例１の芯材に相当するＭｇを５．５質量％含有したアルミニウム合金材を製造した。比較例３は、実施例１の芯材に相当するＭｇを４．５質量％含有したアルミニウム合金材を製造した。なお、これらのアルミニウム合金材は、実施例１のアルミニウム合金クラッド材と同じ厚みである。
【００４８】
＜接合部分の顕微鏡観察＞
実施例１及び比較例１の表皮材と芯材との接合部分を顕微鏡で観察した。この結果を、図４及び図５に示す。なお、図４（ａ）は、実施例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図であり、図４（ｂ）は、比較例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図である。図５は、実施例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合部分の拡大写真図である。
【００４９】
＜深絞り試験＞
エリクセン試験機を用いて、実施例１及び比較例２、３の深絞り試験を実施した。具体的には、絞りスピード：２０ｍｍ／ｍｉｎ、しわ押さえ力：３０ｋＮ、型：ブランクφ１２０ｍｍ、絞り型ｔ＝１．２、ポンチ径５０ｍｍの条件でそれぞれの材料に対して、深絞り試験を行い、深絞り加工ができる（破壊するまでの）絞り高さ（絞り深さ）を測定した。この結果を、図６に示す。
【００５０】
＜応力腐食割れ試験＞
実施例１及び比較例２、３の応力腐食割れ試験を実施した。具体的には、所定の塩水噴霧条件下で、ＡＳＴＥＭＧ３９−９９に準拠して３点曲げジグを用いて、繰り返し曲げ荷重を作用させた。この結果を、図７に示す。
【００５１】
〔結果及び考察〕
図４（ａ），（ｂ）に示すように、実施例１のアルミニウム合金クラッド材では、表皮材であるＡｌ−Ｍｎアルミニウム合金と、芯材であるＡｌ−Ｍｇアルミニウム合金とは良好に接合されていたが、比較例１のアルミニウム合金クラッド材には、未接合部分があった。
【００５２】
また、図５に示すように、実施例１の場合には、表皮材であるＡｌ−Ｍｎアルミニウム合金と、芯材であるＡｌ−Ｍｇアルミニウム合金との間において、芯材のＭｇ成分が表皮材の表面層に拡散した拡散層が形成されていた。なお、このＭｇの元素拡散は、ＥＰＭＡにより確認した。
【００５３】
上述の如く、実施例１のアルミニウム合金クラッド材が良好に接合されていたのは、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材の間に、芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより、拡散層が形成されたからであると考えられる。
【００５４】
また、図６に示すように、実施例１のアルミニウム合金クラッド材は、比較例２及び３のアルミニウム合金材に比べて、深絞り高さが高く、比較例２に比べて、約８％深絞り高さが高く、深絞り性が良いといえる。この理由は、表皮材に、Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金を用いることにより、一様伸び（引張り強さまでの伸び）が向上したことによると考えられる。
【００５５】
さらに、図７に示すように、実施例１のアルミニウム合金クラッド材は、１００回の繰り返し荷重を作用させても応力腐食割れは発生せず、比較例２及び３は、３０回以下で、応力腐食割れが発生した。この理由は、実施例１の場合、表皮材に、Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金を用いることにより、応力腐食割れが向上したことによると考えられる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１０…アルミニウム合金クラッド材、１１…表皮材，１１ａ：溶湯（Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金）、１１ｂ：固液共存部（Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金）、１１ｃ：固相部（Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金）、１１ｄ：固液共存状態の表面、１２…芯材，１２ａ：溶湯（Ａｌ−Ｍｇアルミニウム合金）、１２ｂ：固液共存部（Ａｌ−Ｍｇアルミニウム合金）、１２ｃ：固相部（Ａｌ−Ｍｇアルミニウム合金）、３０：アルミニウム合金クラッド材の製造装置、３１：第１の溶湯ノズル、３２：第２の溶湯ノズル、３４：分離板、３６：水冷ジャケット、３７：ブロック、３８：プレート、３９：シリンダ、Ｗ：冷却水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯材の両面に被覆された表皮材からなるアルミニウム合金クラッド材の製造方法に係り、特に、深絞り性及び応力腐食割れに優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等には、鋼板が用いられることが多いが、近年では、耐環境性の観点から、車両の軽量化を図るべく、一部の部品には、アルミニウム合金の使用されている。このようなアルミニウム合金板（アルミニウム合金）としては、ＪＩＳ規格で規定するところの５０００系のアルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金）が用いられている。このＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｍｇを他のアルミニウム合金に比べて、高濃度で含有しているので、鋼と同様の強度が得られ、かつ他のアルミニウム合金に比べて、成形性に優れている。
【０００３】
しかしながら、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、局部伸び（引張強さから破断までの伸び）が極めて小さいため、曲げ等の加工性が、鋼板に比べて劣ることがある。そこで、例えば、Ｍｇを３．５〜１０質量％含有したＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金（ＪＩＳ規格５０００系のアルミニウム合金）を芯材として、その両面に、Ｍｎを０．８〜１．６％含有したＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金（ＪＩＳ規格３０００系のアルミニウム合金）を表皮材として熱間圧延により接合したアルミニウム合金合わせ板（アルミニウム合金クラッド材）が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようにして得られたアルミニウム合金クラッド材は、表皮材のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の局所伸びが、芯材のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の局所伸びに比べて大きいので、強度を確保しつつ局所伸びを向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２８６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｍｇの添加量（含有量）を増量させるに従って、深絞り性は向上するが、その背反として応力腐食割れが低下することがある。そこで、特許文献１に記載の如きアルミニウム合金クラッド材を適用することにより、応力腐食割れに対して強いＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が表皮材として被覆されるので、一見このような課題は解決されたように思われる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のアルミニウム合金クラッド材は、熱間圧延により表皮材と芯材が接合されたクラッド材であるため、表皮材と芯材の強度及び合金成分の違いにより、表皮材と芯材の密着度の確保が困難な場合がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、表皮材と芯材との密着性を確保しつつ、深絞り性及び耐応力腐食割れを向上させることができるアルミニウム合金クラッド材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、深絞りによる成形性に耐えうる表皮材と芯材の密着性を確保するためには、両者の接合面を溶融状態（少なくとも半溶融状態）で接合することが好ましいと考えた。このような観点から、例えば、（１）Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材を準備し、この芯材に対して、表皮材となるＭｌ−Ｍｎ系合金の溶湯で鋳包む方法、（２）ロール間にこれらの溶湯を順次流し込みキャスティングする方法も考えられる。
【００１０】
しかしながら、一般的に、芯材のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の融点（５６８〜６５２℃程度）は、表皮材のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の融点（６２９℃〜６５７℃程度）よりも、低いため、（１）に示す方法では、溶融した表皮材に芯材を接触させた時点で、芯材が溶融してしまい、所望の形状に保つことができず、表皮材と芯材との成分が混在してしまう。（２）に示す方法の場合にも、（１）と同様の結果となり、さらに、芯材の両面に同じ加熱条件で表皮材を被覆することが難しい。このような結果、得られたクラッド材は、深絞り性及び耐応力腐食割れを向上させるような効果を充分に発現できないとの新たな知見を得た。
【００１１】
本発明は、このような知見に基づくものであり、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材の製造方法は、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材を被覆したアルミニウム合金クラッド材の製造方法であって、該製造方法において、少なくとも対向した表面のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材の間に、前記芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより前記芯材を鋳造することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、芯材の接合面となる表皮材の表面が固液共存状態であり、この状態の表面に、芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより芯材を鋳造するので、芯材の両面と表皮材との間には、芯材のＭｇ成分が表皮材の材料に拡散した密着性の高い拡散層が形成される。また、同時に、表皮材の表面にＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を接触させるので、両側の拡散層は略均質な状態にある。さらに、芯材の材料の融点に比べて、表皮材の材料の融点が高いので、芯材の材料となる溶湯を流し込んでも、表皮材は変形することなく、良好な接合状態のクラッド材を得ることができる。
【００１３】
さらに、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｍｇの添加により酸化物を形成しやすいが、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を、直接的に表皮材の表面に接触させるので、界面には酸化物が形成され難く、接合性の高いアルミニウム合金クラッド材を得ることができる。このようにして、得られたアルミニウム系合金クラッド材（インゴット材）を圧延することにより得られる圧延材は、深絞り性が従来のものに比べて優れ、耐応力腐食割れも向上している。
【００１４】
ここで、本発明にいうＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金とは、ＪＩＳ規格に規定するところの５０００系アルミニウム合金の成分に相当する材料を意味し、本発明にいうＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金とは、ＪＩＳ規格に規定するところの３０００系アルミニウム合金の成分に相当する材料を意味する。
【００１５】
また、固液共存状態の表皮材とは、加熱して固相と液相とが共存する半溶融状態にした表皮材であってもよく、金属材料を溶解した後に、固相と液相とが共存する半凝固状態にした表皮材であってもよく、少なくとも表皮材の表面の温度条件が、固相線と液相線との間の温度を確保されていればよい。
【００１６】
しかしながら、より好ましい態様としては、前記表皮材となるＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯を、対向する位置において流すことにより、対向した表面が前記固液共存状態にある一対の表皮材を鋳造する。
【００１７】
上述した、表皮材を加熱することにより半溶融状態にする場合には、表皮材の表面を固液共存状態に加熱後に、これらを対向配置して溶湯を流し込むことになり、煩雑な作業となるが、この態様によれば、より簡単に連続してアルミニウム合金クラッド材を製造することができる。
【００１８】
また、より好ましい態様としては、前記Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金に含有するＭｇが、４．５〜５．５質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用い、前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金に含有するＭｎが、１．０〜３．０質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用いる。
【００１９】
この態様にとよれば、深絞り性及び耐応力腐食割れに優れたアルミニウム合金クラッド材を好適に製造することができる。すなわち、芯材を構成するＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金に含有するＭｇの含有量が４．５質量％未満の場合には、深絞りの加工性が低下し、５．５質量％を超えた場合には、溶湯の流動性が低下するおそれがある。また、表皮材を構成するＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金に含有するＭｎが、１．０質量％未満の場合には、伸びが低下してしまい脆くなり、また、Ｍｎが３．０質量％を超えてしまうと、結晶粒の粗大化を招き、成形性が低下するおそれがある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、表皮材と芯材との密着性を確保しつつ、アルミニウム合金クラッド材の深絞り性及び耐応力腐食割れを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の表皮材を製造する工程を説明するための図。
【図２】本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の芯材の溶湯を流し込む工程を説明するための図。
【図３】本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の製造工程を説明するための図。
【図４】実施例１及び比較例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図であり、（ａ）は、実施例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図であり、（ｂ）は、比較例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図。
【図５】実施例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合部分の拡大写真図。
【図６】実施例１及び比較例２及び３の深絞り試験の結果を示した図。
【図７】実施例１及び比較例２及び３の応力腐食割れの結果を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、図面を参照して、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材を好適に製造することができる実施形態に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の表皮材を製造する工程を説明するための図であり、図２は、本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の芯材の溶湯を流し込む工程を説明するための図であり、図３は、本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材の製造工程を説明するための図である。
【００２４】
図１〜図３に示すように、アルミニウム合金クラッド材を製造する製造装置３０であり、いわゆる、複合インゴットキャスティングを行うための装置である。製造装置３０は、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａを供給する一対の第１の溶湯ノズル３１，３１と、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを供給する第２の溶湯ノズル３２とを備えている。これらのノズル３１，３２の上部には、溶湯を貯蔵するためのチャンバ（図示せず）と、このチャンバ内の溶湯を加熱及び溶湯の温度制御を行う加熱部（図示せず）と、ノズル３１，３２へ供給する溶湯の流量を調整するスロットル（図示せず）とが設けられている。
【００２５】
第１の溶湯ノズル３１，３１と第２の溶湯ノズル３２との間には、分離板３４，３４が設けられており、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａと、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａとが混合しないようになっている。また、分離板３４に、溶湯１１ａ，１２ａの温度を調整するための温度調整装置（図示せず）を設けられている。
【００２６】
さらに、第１の溶湯ノズル３１，３１の外側には、水冷ジャケット３６，３６が設けられており、第１の溶湯ノズル３１から供給されたＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａに冷却水Ｗを供給することにより、溶湯１１ａを冷却するようになっている。
【００２７】
水冷ジャケット３６の壁面と、分離板３４の壁面とは、鋳造時には鋳型として作用し、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａから表皮材を所定の厚さに鋳造することが可能となっている。
【００２８】
製造装置３０の下部には、上下方向に昇降可能なシリンダ３９が設けられており、その上部には、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金及びＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金を受けるブロック３７と、このブロック３７をシリンダ３９に固定するプレート３８とを備えている。
【００２９】
このような装置３０を用いて、本実施形態に係るアルミニウム合金クラッド材を製造する。具体的には、まず、図１に示すように、シリンダ３９を上昇限に移動させ、水冷ジャケット３６、分離板３４、及びブロック３７に形成された空間に、一対の第１の溶湯ノズル３１、３１からＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａを供給する。
【００３０】
これにより、ブロック３７に隣接する部分には、溶湯１１ａが冷却されて、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の固相部１１ｃが形成され、溶湯１１ａと固相部１１ｃとの間には、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の固相と液相が共存した固液共存部１１ｂが形成される。なお、この固液共存部１１ｂの温度は、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の固相線の温度と、液相線の温度との間の温度である。
【００３１】
次に、図２に示すように、分離板３４の下方に、表皮材となる表面１１ｄに、固液共存部１１ｂが形成されるように（表面１１ｄが固液共存状態になるように）、シリンダ３９を下降させ、溶湯１１ａを垂下させる。
【００３２】
なお、この際に、水冷ジャケット３６から冷却水Ｗを流し、溶湯１１ａを冷却する。このようにして、表皮材となるＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯１１ａを、対向する位置において流すことにより、対向した表面１１ｄが固液共存状態にある一対の表皮材を鋳造することができる。この表面１１ｄは、半凝固状態であるので、表皮材の形状を保持するための自立面となる。
【００３３】
このような状態で、第２の溶湯ノズル３２から、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを供給する。これにより、ブロック３７に隣接する部分には、溶湯１２ａが冷却されて、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の固相部１２ｃが形成され、溶湯１２ａと固相部１２ｃとの間には、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の固相と液相が共存した固液共存部１２ｂが形成される。なお、この固液共存部１２ｂの温度は、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の固相線の温度と、液相線の温度との間の温度である。
【００３４】
このようにして、図２に示すように、少なくとも対向した表面１１ｄ，１１ｄのＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材１１の間に、芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより芯材１２を鋳造される。
【００３５】
さらに、図３に示すように、シリンダ３９を下降させることにより、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材１２の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材１１を被覆したアルミニウム合金クラッド材（インゴット材）１０が連続して鋳造される。
【００３６】
このようにして、芯材１２の接合面となる表皮材１１の表面１１ｄが固液共存状態であり、この状態の表面１１ｄに、芯材１２となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを流し込むことにより芯材１２を鋳造するので、芯材１２と表皮材１１，１１との間には、芯材のＭｇ等の成分が表皮材１１の表面層に拡散した密着性の高い拡散層１２ｄが形成され、両側の拡散層１２ｄは略均質な状態にある。
【００３７】
また、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、Ｍｇの添加により酸化物を形成しやすいが、直接Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯１２ａを、直接的に表皮材１１の表面１１ｄに接触させるので、界面には酸化物が形成され難く、接合性の高いアルミニウム合金クラッド材１０を得ることができる。
【００３８】
なお、実施形態では、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金とは、ＪＩＳ規格に規定するところの３０００系アルミニウム合金の成分に相当する材料であり、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金に含有するＭｎが、１．０〜３．０質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用いることが好ましい。
【００３９】
一方、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金は、ＪＩＳ規格に規定するところの５０００系アルミニウム合金の成分に相当する材料であり、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金に含有するＭｇが、４．５〜５．５質量％の範囲内にあるものを用いることが好ましい。このような範囲の合金材料を用いることのより、深絞り性及び耐応力腐食割れに優れたアルミニウム合金クラッド材１０を好適に製造することができる。
【００４０】
なお、アルミニウム合金クラッド材（インゴット材）１０の表皮材の厚みは、全板厚の５〜１０％の厚みの範囲内にあることが好ましい。このような範囲にすることにより、表皮材による耐応力腐食割れの効果を向上させ、芯材による深絞り性の効果を向上させることができる。このようなアルミニウム合金クラッド材は、分離板３４と水冷ジャケット３６との位置（間隔）を調整することにより製造することができる。
【００４１】
さらに、鋳造されたアルミニウム合金クラッド材（インゴット材）１０を圧延することにより、５０００系アルミニウム合金からなる芯材の両面に、３０００系アルミニウム合金からなる表皮材を被覆したアルミニウム合金クラッド材（圧延材）を得ることができる。この圧延材は、従来のものに比べて、深絞り性及び耐応力腐食割れに優れている。
【実施例】
【００４２】
以下に、本発明を実施例により説明する。以下の実施例は、上に示した本実施形態に沿って行われたものであるが、本発明を限定するものではない。
【００４３】
（実施例１）
図１に示す装置を用いたアルミニウム合金クラッド材を製造した。具体的には、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯としてＭｇを５．５質量％含有した溶湯（ＪＩＳ規格：５０２３アルミニウム合金に相当）と、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯としてＭｎを１．０質量％含有した溶湯（ＪＩＳ規格：３００３アルミニウム合金に相当）を準備した。
【００４４】
次に、分離板の下方における表面が固液共存状態となるように、温度６２０℃のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯を流し、シリンダを下降させた。この状態で、温度５８０℃のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を、対向した表面のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材の間に、流し込んで、表皮材を芯材に接合させながら、これらを鋳造した。なお、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の表面温度は、液相線温度と固相線温度との間の温度であり、ここでは、６１０℃となるように、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯の温度を管理することにより調整した。
【００４５】
なお、表皮材の厚みは、全板厚の１０％の厚みにした。このようにして得られた鋳造したアルミニウム合金クラッド材（インゴット材）を１ｍｍに熱間圧延、冷間圧延することにより、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材を被覆したアルミニウム合金クラッド材（圧延材）を得た。
【００４６】
（比較例１）
実施例１と同じように、アルミニウム合金クラッド材を製造した。実施例と相違する点は、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯の温度を管理することにより、表面温度を５８０℃にした、固相状態のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の表面に、実施例１と同じ条件で、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込んでインゴット材を製造した点である。
【００４７】
（比較例２及び３）
比較例２は、実施例１の芯材に相当するＭｇを５．５質量％含有したアルミニウム合金材を製造した。比較例３は、実施例１の芯材に相当するＭｇを４．５質量％含有したアルミニウム合金材を製造した。なお、これらのアルミニウム合金材は、実施例１のアルミニウム合金クラッド材と同じ厚みである。
【００４８】
＜接合部分の顕微鏡観察＞
実施例１及び比較例１の表皮材と芯材との接合部分を顕微鏡で観察した。この結果を、図４及び図５に示す。なお、図４（ａ）は、実施例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図であり、図４（ｂ）は、比較例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合状態を示した写真図である。図５は、実施例１に係るアルミニウム合金クラッド材の接合部分の拡大写真図である。
【００４９】
＜深絞り試験＞
エリクセン試験機を用いて、実施例１及び比較例２、３の深絞り試験を実施した。具体的には、絞りスピード：２０ｍｍ／ｍｉｎ、しわ押さえ力：３０ｋＮ、型：ブランクφ１２０ｍｍ、絞り型ｔ＝１．２、ポンチ径５０ｍｍの条件でそれぞれの材料に対して、深絞り試験を行い、深絞り加工ができる（破壊するまでの）絞り高さ（絞り深さ）を測定した。この結果を、図６に示す。
【００５０】
＜応力腐食割れ試験＞
実施例１及び比較例２、３の応力腐食割れ試験を実施した。具体的には、所定の塩水噴霧条件下で、ＡＳＴＥＭＧ３９−９９に準拠して３点曲げジグを用いて、繰り返し曲げ荷重を作用させた。この結果を、図７に示す。
【００５１】
〔結果及び考察〕
図４（ａ），（ｂ）に示すように、実施例１のアルミニウム合金クラッド材では、表皮材であるＡｌ−Ｍｎアルミニウム合金と、芯材であるＡｌ−Ｍｇアルミニウム合金とは良好に接合されていたが、比較例１のアルミニウム合金クラッド材には、未接合部分があった。
【００５２】
また、図５に示すように、実施例１の場合には、表皮材であるＡｌ−Ｍｎアルミニウム合金と、芯材であるＡｌ−Ｍｇアルミニウム合金との間において、芯材のＭｇ成分が表皮材の表面層に拡散した拡散層が形成されていた。なお、このＭｇの元素拡散は、ＥＰＭＡにより確認した。
【００５３】
上述の如く、実施例１のアルミニウム合金クラッド材が良好に接合されていたのは、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材の間に、芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより、拡散層が形成されたからであると考えられる。
【００５４】
また、図６に示すように、実施例１のアルミニウム合金クラッド材は、比較例２及び３のアルミニウム合金材に比べて、深絞り高さが高く、比較例２に比べて、約８％深絞り高さが高く、深絞り性が良いといえる。この理由は、表皮材に、Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金を用いることにより、一様伸び（引張り強さまでの伸び）が向上したことによると考えられる。
【００５５】
さらに、図７に示すように、実施例１のアルミニウム合金クラッド材は、１００回の繰り返し荷重を作用させても応力腐食割れは発生せず、比較例２及び３は、３０回以下で、応力腐食割れが発生した。この理由は、実施例１の場合、表皮材に、Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金を用いることにより、応力腐食割れが向上したことによると考えられる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１０…アルミニウム合金クラッド材、１１…表皮材，１１ａ：溶湯（Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金）、１１ｂ：固液共存部（Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金）、１１ｃ：固相部（Ａｌ−Ｍｎアルミニウム合金）、１１ｄ：固液共存状態の表面、１２…芯材，１２ａ：溶湯（Ａｌ−Ｍｇアルミニウム合金）、１２ｂ：固液共存部（Ａｌ−Ｍｇアルミニウム合金）、１２ｃ：固相部（Ａｌ−Ｍｇアルミニウム合金）、３０：アルミニウム合金クラッド材の製造装置、３１：第１の溶湯ノズル、３２：第２の溶湯ノズル、３４：分離板、３６：水冷ジャケット、３７：ブロック、３８：プレート、３９：シリンダ、Ｗ：冷却水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材を被覆したアルミニウム合金クラッド材の製造方法であって、
該製造方法において、少なくとも対向した表面のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材の間に、前記芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより前記芯材を鋳造することを特徴とするアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
【請求項２】
前記表皮材となるＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯を、対向する位置において流すことにより、前記対向した表面が前記固液共存状態にある一対の表皮材を鋳造することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金クラッドの製造方法。
【請求項３】
前記Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金に含有するＭｇが、４．５〜５．５質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用い、前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金に含有するＭｎが、１．０〜３．０質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用いることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
【請求項１】
Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金からなる芯材の両面に、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金からなる表皮材を被覆したアルミニウム合金クラッド材の製造方法であって、
該製造方法において、少なくとも対向した表面のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金が固液共存状態にある一対の表皮材の間に、前記芯材となるＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の溶湯を流し込むことにより前記芯材を鋳造することを特徴とするアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
【請求項２】
前記表皮材となるＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金の溶湯を、対向する位置において流すことにより、前記対向した表面が前記固液共存状態にある一対の表皮材を鋳造することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金クラッドの製造方法。
【請求項３】
前記Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金に含有するＭｇが、４．５〜５．５質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用い、前記Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金に含有するＭｎが、１．０〜３．０質量％の範囲内にあるアルミニウム合金を用いることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−８６２５０（Ｐ２０１２−８６２５０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３５６７１（Ｐ２０１０−２３５６７１）
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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