曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法および前記製造方法により製造された曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板
【課題】 自動車ボディーシート、自動車部品、機械部品などに適した曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板を製造する。
【解決手段】 Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程をこの順に施すアルミニウム合金板の製造方法であって、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上である曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法。
【効果】 溶体化処理後のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板に適量の歪を付与するので、結晶粒界近傍に析出核となる空孔が導入され、これにより、従来、低強度のため曲げ加工時に割れの起点となり、割れの伝搬経路となっていた結晶粒界近傍のＰＦＺ幅が狭まって曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板が得られる。
【解決手段】 Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程をこの順に施すアルミニウム合金板の製造方法であって、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上である曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法。
【効果】 溶体化処理後のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板に適量の歪を付与するので、結晶粒界近傍に析出核となる空孔が導入され、これにより、従来、低強度のため曲げ加工時に割れの起点となり、割れの伝搬経路となっていた結晶粒界近傍のＰＦＺ幅が狭まって曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板が得られる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車ボディーシート、自動車部品、機械部品などに適した曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法および前記製造方法により製造された曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車はボディーシートなどのアルミ化が進んでおり、特にアウター材にはベークハード性（塗装焼付時の加熱で析出硬化する性質）に優れ、塗装焼付後に高強度となる６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）が多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記アウター材はインナー材とかしめて用いられるため曲げ加工性に優れることが要求されるが、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板は曲げ加工性が劣り、特にベークハード性を高めるために高温で溶体化処理した材料は曲げ加工性が著しく劣るという問題があった。このような状況を踏まえ、本発明者らはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の曲げ加工性について検討し、その結果Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の溶体化処理材は結晶粒界近傍に無析出帯（ＰＦＺ）が幅広く形成されること、このＰＦＺは低強度のため曲げ加工時に割れの起点となり易く、また割れが伝搬し易いこと、このＰＦＺは溶体化処理時に析出核となる空孔が結晶粒界に拡散して消滅するため形成されることを知見し、さらに検討を進めて本発明を完成させるに至った。本発明は、曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法および前記方法により製造された曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程をこの順に施すアルミニウム合金板の製造方法であって、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上であることを特徴とする曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法である。
【０００５】請求項２記載発明は、Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程がこの順に施されており、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上であることを特徴とする曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板である。
【０００６】
【発明の実施の形態】請求項１記載発明は、溶体化処理後のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金板を含む）に歪を適量付与して結晶粒界近傍に析出核となる空孔を導入し、これによりＭｇ−Ｓｉ系化合物などの析出物を析出させて割れの起点となりまた割れの伝搬経路となるＰＦＺの幅を狭めて曲げ加工性を改善したアルミニウム合金板の製造方法である。
【０００７】この発明において、アルミニウム合金に必須元素として含まれるＳｉおよびＭｇはＭｇ2 Ｓｉ化合物として析出して強度向上に寄与する。Ｓｉの含有量を０．５〜１．３％に規定し、Ｍｇの含有量を０．２５〜１．０％に規定する理由は、いずれが規定値未満でもその効果が十分に得られず、Ｓｉが規定値を超えると溶体化処理後に自然時効が急速に進んで曲げ加工性が低下し、Ｍｇが規定値を超えると粗大なＭｇ2 Ｓｉが多量に析出して固溶量が減少し、曲げ加工性並びにベークハード性の低下を招くためである。ＳｉをＭｇ2 Ｓｉの化学量論的バランス量を超えて過剰に添加すると析出初期にクラスターが密に分布して加工硬化特性および伸びが向上し望ましい。
【０００８】この発明において、前記Ｓｉ、Ｍｇの他に、Ｃｕを添加して強度、延性、脱脂性、化成処理性などを高め、Ｚｎを添加して脱脂性、化成処理性などを高め、Ｍｎを添加して再結晶粒を微細化して曲げ加工性を高めることなどは、必要に応じ適宜行うことができる。しかし、これら元素は多すぎるとＣｕとＺｎは耐食性を低下させ、Ｍｎは延性を低下させるので、いずれも１％以下が望ましい。
【０００９】この他、不純物のＦｅは、Ｍｇ2 Ｓｉ化合物より硬い晶出物として結晶粒内に晶出し、その周囲に大きなストレスを付与して割れの伝搬を助長する。このためＦｅ量は０．３％以下、特には０．１％以下に抑えるのが望ましい。
【００１０】請求項１記載発明において、アルミニウム合金板は、例えば、所定組成のアルミニウム合金をＤＣ鋳造→熱間圧延→冷間圧延してアルミニウム合金素板に加工し、この素板に溶体化処理および歪付与をこの順に施して製造できる。前記素板は、ＤＣ鋳造→熱間押出→冷間圧延、板の連続鋳造圧延→冷間圧延などの方法によっても加工できる。なお、前記“板の連続鋳造圧延”とはアルミニウム合金溶湯を厚さ数ｍｍ〜数十ｍｍの板に直接連続鋳造圧延する方法である。
【００１１】この発明において、歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇでのビッカース硬さ）の差を３Ｈｖ以上に規定する理由は、硬さの差が３Ｈｖ未満では結晶粒界近傍の歪量が不足して、つまり析出核となる空孔が不足して、結晶粒界近傍のＰＦＺが十分幅狭化しないためである。なお、前記硬さの差が１７Ｈｖを超えると強度が高くなりすぎて曲げ加工性が低下し、また成形時のスプリングバックが大きくなるため成形加工性も低下するので、前記硬さの差は１７Ｈｖ以下が望ましい。なお、前記硬さの差３〜１７Ｈｖを出すための歪付与量は凡そ０．５〜１２％である。
【００１２】この発明において、歪は、矯正用のローラーレベラーやテンションレベラー、或いは圧延機などを用いて付与できる。中でもローラーレベラーや圧延機でのスキンパス圧延による歪付与は、板表面に優先的に歪を付与できるため伸びを犠牲にしないで、曲げによる割れの起点となる板表面の曲げ加工性を改善でき有利である。また歪付与量を多くするときは、張力を付与しつつローラーレベラーを掛ける方法が推奨される。
【００１３】この歪は、溶体化処理後、自然時効が進まない間に、極力速やかに付与して、結晶粒界近傍にも自然時効を起こさせてＰＦＺ幅を狭めることが望ましい。
【００１４】この発明において、溶体化処理後に、予備時効処理（５０〜１２０℃の温度で数時間保持）を施してベークハード性を高めたり、または復元処理（１５０〜２５０℃の温度で数十秒間保持）を施して経時変化を安定化させる（例えば、自然時効を緩慢に進行させる）ことなどが推奨される。前記予備時効処理や復元処理は、歪付与の前後のいずれで行っても良いが、歪付与後の方が、歪付与の効果が顕れ易く望ましい。
【００１５】熱間圧延（押出など含む）後、加熱処理または自己焼鈍を施すことにより、曲げ加工に対して無害な形でＭｇやＳｉを析出させること、或いは溶体化処理後、急速冷却して空孔密度を高めることは、曲げ加工性をさらに向上させる方法として推奨される。
【００１６】請求項２記載発明は、請求項１記載発明により製造されたアルミニウム合金板であり、このアルミニウム合金板はＰＦＺ幅が狭いため曲げ加工性に優れる。このため曲げ加工性が要求される自動車ボディシートなどに有用である。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）表１に示す本発明規定組成のアルミニウム合金をＤＣ鋳造法により厚さ５００ｍｍの鋳塊とし、これを５２０℃でソーキング後、熱間圧延および冷間圧延をこの順に施して厚さ１ｍｍのアルミニウム合金素板を製造し、この素板に、表２に示す温度で溶体化処理を施し、その後、直ちにテンションレベラーを用いて０．５〜１２．０％の歪を付与してアルミニウム合金板を製造した。溶体化処理後の冷却はファン空冷により行った。
【００１８】（実施例２）歪付与後、予備時効処理（１００℃×６時間）または復元処理（２００℃×２０秒間）を施した他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００１９】（実施例３）熱間圧延後３４０℃で２時間の熱処理を施し、その後冷間圧延を施した他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００２０】（実施例４）溶体化処理後４５０〜３５０℃の温度範囲を３５℃／秒の速度で水ミスト冷却した他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００２１】（比較例１）歪を付与しなかった他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００２２】（比較例２）表１に示す本発明規定外組成のアルミニウム合金を用いた他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００２３】実施例１〜４および比較例１、２で製造した各々のアルミニウム合金板について、機械的性質、ＰＦＺ幅、歪付与前後の硬さ、ベークハード性、曲げ加工性および経時変化の安定性を下記方法により調べた。結果を表２に示す。
（１）機械的性質製造後室温に１０日間放置した各々のアルミニウム合金板からＪＩＳ５号試験片を切り出し、インストロン型引張試験機を用いて引張強さ（ＵＴＳ）、０．２％耐力（ＹＴＳ）および伸び（ＥＬ）を測定した。引張速度は１０ｍｍ／分とした。試験片は、圧延方向に対する角度を０°、４５°、９０°の３通りに変えて切り出した。表２にはこれら試験片の平均値を記した。引張強さ（ＵＴＳ）は２００Ｎ／ｍｍ2 以上、０．２％耐力（ＹＴＳ）は１１０Ｎ／ｍｍ2 以上、伸び（ＥＬ）は１６％以上を良好と判定した。
（２）ＰＦＺ幅製造後室温に１０日間放置した各々のアルミニウム合金板から試験片を切り出し、この試験片に１８０℃で２時間の時効処理を施して結晶粒界近傍の析出物の分布を明瞭化したのち、試験片表面の結晶粒界近傍を、ビームの入射方向を（１００）面に合せて透過電子顕微鏡写真を１０万倍で２視野撮影し、１視野あたり５箇所についてＰＦＺ幅を測定した。表２には合計１０箇所のＰＦＺ幅の平均値を記した。
（３）歪付与前後の硬さ歪付与前後の板表面の硬さを、ビッカース硬さ測定機により荷重１ｋｇで測定した。
（４）ベークハード性製造後１０日間放置した各々のアルミニウム合金板からＪＩＳ５号試験片を切り出し、これにストレッチで２％の歪を付与し、その後１７０℃で２０分間（塗装焼付相当条件）加熱し、この加熱前後の０．２％耐力をインストロン型引張試験機により測定し、その差が４０Ｎ／ｍｍ2 以上はベークハード性が良好、４０Ｎ／ｍｍ2 未満は不良と判定した。
（５）曲げ加工性製造後１０日間放置した各々のアルミニウム合金板から、短冊状試験片（長さ方向と圧延方向が一致）を切り出し、１８０°の密着曲げ試験を行った。曲げ部に割れも肌荒れも全く生じないものは曲げ加工性が極めて良好（◎）、肌荒れが生じたが軽微で実用上差し支えないものは良好（○）、肌荒れが明確に生じたもの（△）および割れが生じたもの（×）はいずれも不良と判定した。
（６）経時変化の安定性製造後３箇月経過時点の機械的性質（ＹＴＳ−ａ）を測定し、（１）で測定した製造後１０日経過時点の機械的性質（ＹＴＳ−ｂ）との差（ａ−ｂ）を求め、前記差が２０Ｎ／ｍｍ2 未満のものは経時変化の安定性が極めて良好（◎）、２０〜４０Ｎ／ｍｍ2 のものは良好（○）と判定した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表２から明らかなように、本発明例のＮｏ．１〜１０は、いずれも曲げ加工性に優れた。これは、溶体化処理後、適量の歪を付与したため、結晶粒界近傍に析出核となる空孔が生じ、それにより割れの起源および伝搬経路となるＰＦＺ幅が狭くなったためである。この他、機械的性質、ベークハード性も良好であり、経時変化も安定し、総合的に優れるものであった。特に、予備時効を施したＮｏ．７、８はベークハード性が向上し、復元処理を施したＮｏ．６は経時変化が特に安定した。またＮｏ．９は熱間圧延後熱処理を施したため、Ｎｏ．１０は溶体化処理後に水ミスト冷却したため、いずれも曲げ加工性が特に良好であった。なおＮｏ．４、５は歪付与量が大きかったため曲げ加工性およびベークハード性が若干低下し、またスプリングバックが大きくなり成形性（表示せず）が幾分低下したが、実用上問題ない程度であった。
【００２７】これに対し、比較例のＮｏ．１１は溶体化処理後、歪を付与しなかったためＰＦＺ幅が広く、曲げ加工性が劣った。Ｎｏ．１２はＳｉが多かったため溶体化処理後に自然時効が急速に進んで曲げ加工性が劣った。Ｎｏ．１４はＭｇが多かったため粗大なＭｇ2 Ｓｉが多量に析出し、曲げ加工性およびベークハード性が低下した。Ｎｏ．１３、１５はそれぞれＳｉまたはＭｇが少なかったためいずれも強度およびベークハード性が低下した。
【００２８】以上、歪をテンションレベラーにより付与した場合について説明したが、ローラーレベラーや圧延機により付与しても同様の効果が得られることは別途実験を行って確認した。圧延による歪付与は、アルミニウム合金板の製造に用いた圧延機を利用することができ設備コスト的に有利である。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載発明では、溶体化処理後のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板に適量の歪を付与するので、結晶粒界近傍に析出核となる空孔が導入され、従来、低強度のため曲げ加工時に割れの起点となり、また割れの伝搬経路となっていた結晶粒界近傍のＰＦＺ幅が狭まり、アルミニウム合金板の曲げ加工性が改善される。この発明で製造される請求項２記載のアルミニウム合金板は曲げ加工性に優れるので曲げ加工性が要求される自動車ボディーシート、自動車部品、機械部品などに有用である。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車ボディーシート、自動車部品、機械部品などに適した曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法および前記製造方法により製造された曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車はボディーシートなどのアルミ化が進んでおり、特にアウター材にはベークハード性（塗装焼付時の加熱で析出硬化する性質）に優れ、塗装焼付後に高強度となる６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）が多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記アウター材はインナー材とかしめて用いられるため曲げ加工性に優れることが要求されるが、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板は曲げ加工性が劣り、特にベークハード性を高めるために高温で溶体化処理した材料は曲げ加工性が著しく劣るという問題があった。このような状況を踏まえ、本発明者らはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の曲げ加工性について検討し、その結果Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の溶体化処理材は結晶粒界近傍に無析出帯（ＰＦＺ）が幅広く形成されること、このＰＦＺは低強度のため曲げ加工時に割れの起点となり易く、また割れが伝搬し易いこと、このＰＦＺは溶体化処理時に析出核となる空孔が結晶粒界に拡散して消滅するため形成されることを知見し、さらに検討を進めて本発明を完成させるに至った。本発明は、曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法および前記方法により製造された曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程をこの順に施すアルミニウム合金板の製造方法であって、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上であることを特徴とする曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法である。
【０００５】請求項２記載発明は、Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程がこの順に施されており、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上であることを特徴とする曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板である。
【０００６】
【発明の実施の形態】請求項１記載発明は、溶体化処理後のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金板を含む）に歪を適量付与して結晶粒界近傍に析出核となる空孔を導入し、これによりＭｇ−Ｓｉ系化合物などの析出物を析出させて割れの起点となりまた割れの伝搬経路となるＰＦＺの幅を狭めて曲げ加工性を改善したアルミニウム合金板の製造方法である。
【０００７】この発明において、アルミニウム合金に必須元素として含まれるＳｉおよびＭｇはＭｇ2 Ｓｉ化合物として析出して強度向上に寄与する。Ｓｉの含有量を０．５〜１．３％に規定し、Ｍｇの含有量を０．２５〜１．０％に規定する理由は、いずれが規定値未満でもその効果が十分に得られず、Ｓｉが規定値を超えると溶体化処理後に自然時効が急速に進んで曲げ加工性が低下し、Ｍｇが規定値を超えると粗大なＭｇ2 Ｓｉが多量に析出して固溶量が減少し、曲げ加工性並びにベークハード性の低下を招くためである。ＳｉをＭｇ2 Ｓｉの化学量論的バランス量を超えて過剰に添加すると析出初期にクラスターが密に分布して加工硬化特性および伸びが向上し望ましい。
【０００８】この発明において、前記Ｓｉ、Ｍｇの他に、Ｃｕを添加して強度、延性、脱脂性、化成処理性などを高め、Ｚｎを添加して脱脂性、化成処理性などを高め、Ｍｎを添加して再結晶粒を微細化して曲げ加工性を高めることなどは、必要に応じ適宜行うことができる。しかし、これら元素は多すぎるとＣｕとＺｎは耐食性を低下させ、Ｍｎは延性を低下させるので、いずれも１％以下が望ましい。
【０００９】この他、不純物のＦｅは、Ｍｇ2 Ｓｉ化合物より硬い晶出物として結晶粒内に晶出し、その周囲に大きなストレスを付与して割れの伝搬を助長する。このためＦｅ量は０．３％以下、特には０．１％以下に抑えるのが望ましい。
【００１０】請求項１記載発明において、アルミニウム合金板は、例えば、所定組成のアルミニウム合金をＤＣ鋳造→熱間圧延→冷間圧延してアルミニウム合金素板に加工し、この素板に溶体化処理および歪付与をこの順に施して製造できる。前記素板は、ＤＣ鋳造→熱間押出→冷間圧延、板の連続鋳造圧延→冷間圧延などの方法によっても加工できる。なお、前記“板の連続鋳造圧延”とはアルミニウム合金溶湯を厚さ数ｍｍ〜数十ｍｍの板に直接連続鋳造圧延する方法である。
【００１１】この発明において、歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇでのビッカース硬さ）の差を３Ｈｖ以上に規定する理由は、硬さの差が３Ｈｖ未満では結晶粒界近傍の歪量が不足して、つまり析出核となる空孔が不足して、結晶粒界近傍のＰＦＺが十分幅狭化しないためである。なお、前記硬さの差が１７Ｈｖを超えると強度が高くなりすぎて曲げ加工性が低下し、また成形時のスプリングバックが大きくなるため成形加工性も低下するので、前記硬さの差は１７Ｈｖ以下が望ましい。なお、前記硬さの差３〜１７Ｈｖを出すための歪付与量は凡そ０．５〜１２％である。
【００１２】この発明において、歪は、矯正用のローラーレベラーやテンションレベラー、或いは圧延機などを用いて付与できる。中でもローラーレベラーや圧延機でのスキンパス圧延による歪付与は、板表面に優先的に歪を付与できるため伸びを犠牲にしないで、曲げによる割れの起点となる板表面の曲げ加工性を改善でき有利である。また歪付与量を多くするときは、張力を付与しつつローラーレベラーを掛ける方法が推奨される。
【００１３】この歪は、溶体化処理後、自然時効が進まない間に、極力速やかに付与して、結晶粒界近傍にも自然時効を起こさせてＰＦＺ幅を狭めることが望ましい。
【００１４】この発明において、溶体化処理後に、予備時効処理（５０〜１２０℃の温度で数時間保持）を施してベークハード性を高めたり、または復元処理（１５０〜２５０℃の温度で数十秒間保持）を施して経時変化を安定化させる（例えば、自然時効を緩慢に進行させる）ことなどが推奨される。前記予備時効処理や復元処理は、歪付与の前後のいずれで行っても良いが、歪付与後の方が、歪付与の効果が顕れ易く望ましい。
【００１５】熱間圧延（押出など含む）後、加熱処理または自己焼鈍を施すことにより、曲げ加工に対して無害な形でＭｇやＳｉを析出させること、或いは溶体化処理後、急速冷却して空孔密度を高めることは、曲げ加工性をさらに向上させる方法として推奨される。
【００１６】請求項２記載発明は、請求項１記載発明により製造されたアルミニウム合金板であり、このアルミニウム合金板はＰＦＺ幅が狭いため曲げ加工性に優れる。このため曲げ加工性が要求される自動車ボディシートなどに有用である。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）表１に示す本発明規定組成のアルミニウム合金をＤＣ鋳造法により厚さ５００ｍｍの鋳塊とし、これを５２０℃でソーキング後、熱間圧延および冷間圧延をこの順に施して厚さ１ｍｍのアルミニウム合金素板を製造し、この素板に、表２に示す温度で溶体化処理を施し、その後、直ちにテンションレベラーを用いて０．５〜１２．０％の歪を付与してアルミニウム合金板を製造した。溶体化処理後の冷却はファン空冷により行った。
【００１８】（実施例２）歪付与後、予備時効処理（１００℃×６時間）または復元処理（２００℃×２０秒間）を施した他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００１９】（実施例３）熱間圧延後３４０℃で２時間の熱処理を施し、その後冷間圧延を施した他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００２０】（実施例４）溶体化処理後４５０〜３５０℃の温度範囲を３５℃／秒の速度で水ミスト冷却した他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００２１】（比較例１）歪を付与しなかった他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００２２】（比較例２）表１に示す本発明規定外組成のアルミニウム合金を用いた他は、実施例１と同じ方法によりアルミニウム合金板を製造した。
【００２３】実施例１〜４および比較例１、２で製造した各々のアルミニウム合金板について、機械的性質、ＰＦＺ幅、歪付与前後の硬さ、ベークハード性、曲げ加工性および経時変化の安定性を下記方法により調べた。結果を表２に示す。
（１）機械的性質製造後室温に１０日間放置した各々のアルミニウム合金板からＪＩＳ５号試験片を切り出し、インストロン型引張試験機を用いて引張強さ（ＵＴＳ）、０．２％耐力（ＹＴＳ）および伸び（ＥＬ）を測定した。引張速度は１０ｍｍ／分とした。試験片は、圧延方向に対する角度を０°、４５°、９０°の３通りに変えて切り出した。表２にはこれら試験片の平均値を記した。引張強さ（ＵＴＳ）は２００Ｎ／ｍｍ2 以上、０．２％耐力（ＹＴＳ）は１１０Ｎ／ｍｍ2 以上、伸び（ＥＬ）は１６％以上を良好と判定した。
（２）ＰＦＺ幅製造後室温に１０日間放置した各々のアルミニウム合金板から試験片を切り出し、この試験片に１８０℃で２時間の時効処理を施して結晶粒界近傍の析出物の分布を明瞭化したのち、試験片表面の結晶粒界近傍を、ビームの入射方向を（１００）面に合せて透過電子顕微鏡写真を１０万倍で２視野撮影し、１視野あたり５箇所についてＰＦＺ幅を測定した。表２には合計１０箇所のＰＦＺ幅の平均値を記した。
（３）歪付与前後の硬さ歪付与前後の板表面の硬さを、ビッカース硬さ測定機により荷重１ｋｇで測定した。
（４）ベークハード性製造後１０日間放置した各々のアルミニウム合金板からＪＩＳ５号試験片を切り出し、これにストレッチで２％の歪を付与し、その後１７０℃で２０分間（塗装焼付相当条件）加熱し、この加熱前後の０．２％耐力をインストロン型引張試験機により測定し、その差が４０Ｎ／ｍｍ2 以上はベークハード性が良好、４０Ｎ／ｍｍ2 未満は不良と判定した。
（５）曲げ加工性製造後１０日間放置した各々のアルミニウム合金板から、短冊状試験片（長さ方向と圧延方向が一致）を切り出し、１８０°の密着曲げ試験を行った。曲げ部に割れも肌荒れも全く生じないものは曲げ加工性が極めて良好（◎）、肌荒れが生じたが軽微で実用上差し支えないものは良好（○）、肌荒れが明確に生じたもの（△）および割れが生じたもの（×）はいずれも不良と判定した。
（６）経時変化の安定性製造後３箇月経過時点の機械的性質（ＹＴＳ−ａ）を測定し、（１）で測定した製造後１０日経過時点の機械的性質（ＹＴＳ−ｂ）との差（ａ−ｂ）を求め、前記差が２０Ｎ／ｍｍ2 未満のものは経時変化の安定性が極めて良好（◎）、２０〜４０Ｎ／ｍｍ2 のものは良好（○）と判定した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表２から明らかなように、本発明例のＮｏ．１〜１０は、いずれも曲げ加工性に優れた。これは、溶体化処理後、適量の歪を付与したため、結晶粒界近傍に析出核となる空孔が生じ、それにより割れの起源および伝搬経路となるＰＦＺ幅が狭くなったためである。この他、機械的性質、ベークハード性も良好であり、経時変化も安定し、総合的に優れるものであった。特に、予備時効を施したＮｏ．７、８はベークハード性が向上し、復元処理を施したＮｏ．６は経時変化が特に安定した。またＮｏ．９は熱間圧延後熱処理を施したため、Ｎｏ．１０は溶体化処理後に水ミスト冷却したため、いずれも曲げ加工性が特に良好であった。なおＮｏ．４、５は歪付与量が大きかったため曲げ加工性およびベークハード性が若干低下し、またスプリングバックが大きくなり成形性（表示せず）が幾分低下したが、実用上問題ない程度であった。
【００２７】これに対し、比較例のＮｏ．１１は溶体化処理後、歪を付与しなかったためＰＦＺ幅が広く、曲げ加工性が劣った。Ｎｏ．１２はＳｉが多かったため溶体化処理後に自然時効が急速に進んで曲げ加工性が劣った。Ｎｏ．１４はＭｇが多かったため粗大なＭｇ2 Ｓｉが多量に析出し、曲げ加工性およびベークハード性が低下した。Ｎｏ．１３、１５はそれぞれＳｉまたはＭｇが少なかったためいずれも強度およびベークハード性が低下した。
【００２８】以上、歪をテンションレベラーにより付与した場合について説明したが、ローラーレベラーや圧延機により付与しても同様の効果が得られることは別途実験を行って確認した。圧延による歪付与は、アルミニウム合金板の製造に用いた圧延機を利用することができ設備コスト的に有利である。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載発明では、溶体化処理後のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板に適量の歪を付与するので、結晶粒界近傍に析出核となる空孔が導入され、従来、低強度のため曲げ加工時に割れの起点となり、また割れの伝搬経路となっていた結晶粒界近傍のＰＦＺ幅が狭まり、アルミニウム合金板の曲げ加工性が改善される。この発明で製造される請求項２記載のアルミニウム合金板は曲げ加工性に優れるので曲げ加工性が要求される自動車ボディーシート、自動車部品、機械部品などに有用である。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程をこの順に施すアルミニウム合金板の製造方法であって、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上であることを特徴とする曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法。
【請求項２】 Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程がこの順に施されており、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上であることを特徴とする曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板。
【請求項１】 Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程をこの順に施すアルミニウム合金板の製造方法であって、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上であることを特徴とする曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板の製造方法。
【請求項２】 Ｓｉ０．５〜１．３mass％（以下％と略記する）、Ｍｇ０．２５〜１．０％を必須元素とするアルミニウム合金板に溶体化処理および歪付与の各工程がこの順に施されており、前記歪付与前後のアルミニウム合金板表面の硬さ（荷重１ｋｇで測定したビッカース硬さ）の差が３Ｈｖ以上であることを特徴とする曲げ加工性に優れるアルミニウム合金板。
【公開番号】特開２００３−１２９２０１（Ｐ２００３−１２９２０１Ａ）
【公開日】平成１５年５月８日（２００３．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３２１０２８（Ｐ２００１−３２１０２８）
【出願日】平成１３年１０月１８日（２００１．１０．１８）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【公開日】平成１５年５月８日（２００３．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１０月１８日（２００１．１０．１８）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
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