(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇの含有量を０．５７質量％以上１．６８質量％以下、
Ｓｉの含有量を０．３３質量％以上０．８６質量％以下の範囲とし、
残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であって、
条件（Ａ）；［｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）｝≦（Ｓｉの含有量）≦｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）＋０．３｝］、または、
条件（Ｂ）；［｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）−０．４｝≦（Ｓｉの含有量）＜｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）｝］、を満たすとともに、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物を含み、
０．５μｍ以上の大きさの前記Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさの前記Ｓｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率が１〜５％であり、
前記総面積率における、前記０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が１．０以下である
ことを特徴とするアルミニウム合金板。
【請求項２】
前記０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度が３０００個／ｍｍ２以上、かつ、
前記０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度が３０００個／ｍｍ２以下、
であ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板。
【請求項３】
Ｆｅを、０質量％を超え０．３質量％以下、Ｍｎを、０質量％を超え０．１質量％以下、Ｃｒを、０質量％を超え０．５質量％以下、Ｚｒを、０質量％を超え０．５質量％以下、Ｖを、０質量％を超え０．３質量％以下、Ｔｉを、０質量％を超え０．２質量％以下、Ｚｎを、０質量％を超え０．０１質量％以下の群より選択される少なくとも１種を、前記した含有量で含有させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミニウム合金板。
【請求項４】
Ｃｕを、０質量％を超え１．５質量％以下で含有させたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のアルミニウム合金板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、船舶、航空機などの輸送機、機械、電気製品、建築、構造物、光学機器、器物の部材や部品に用いることのできるアルミニウム合金板に関し、特に、高強度でありながら成形性に優れたアルミニウム合金板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境に対する意識の高まりを背景に、燃費向上を目的として自動車、船舶、航空機などの輸送機や、これらに用いられる部材、部品について軽量化することが強く求められている。また、機械、電気製品、建築、構造物、光学機器、器物や、これらに用いられる部材、部品についても、例えば、建築物の建築や、光学機器の製造の際の取り扱いを容易化する観点から、前記と同様に軽量化の要求が高まってきている。
【０００３】
例えば、自動車のボディパネル材は、従来用いられてきた鋼板などの鉄鋼材料に代わってアルミニウム合金材の適用が盛んに検討されるようになった。
特に、自動車のフード、フェンダー、ドア、ルーフ、トランクリッドなどのパネル構造体に使用されるアウタパネル（外板）やインナパネル（内板）等のパネルには、アルミニウム（Ａｌ）合金材の中でも高強度な、例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材（ＪＩＳ  Ｈ  ４０００で規定される６０００系のＡｌ合金材（以下、「ＪＩＳ６０００系Ａｌ合金材」という。））などを用いたＡｌパネル材の適用が検討されている。
【０００４】
ＪＩＳ６０００系Ａｌ合金材は、基本的にはＭｇおよびＳｉを必須元素として含有する合金であり、特に優れた時効硬化能を有しているため、プレス成形や曲げ加工時には低耐力化によって成形性を確保するとともに、成形後には焼付塗装処理などの加熱による人工時効硬化によって耐力が向上し、必要な強度を確保できる利点がある。
【０００５】
また、ＪＩＳ６０００系Ａｌ合金材は、Ｍｇなどの合金元素量が多いＪＩＳ５０００系Ａｌ合金材（ＪＩＳ  Ｈ  ４０００で規定される５０００系のＡｌ合金材をいう。）などに比べて、合金元素量が比較的少ない。このためＪＩＳ６０００系Ａｌ合金材は、そのスクラップをＡｌ合金溶解材（溶解原料）として再利用する際に、元のＪＩＳ６０００系Ａｌ合金材の鋳塊を得るのが容易であり、リサイクル性にも優れているという長所を有する。
【０００６】
ただし、ＪＩＳ６０００系合金材は、鋼板やＪＩＳ５０００系合金材に比べてプレス成形性が良くないため、改善策としてＭｇやＳｉ以外の第三元素、第四元素などを添加することや、このような合金元素の添加と併せて結晶粒径や晶析出物の分散状態を制御する方法が試みられている。
【０００７】
例えば、特許文献１〜３によれば、ＳｉおよびＭｇ−Ｓｉ系化合物の最大径を１０μｍ以下とし、２〜１０μｍのＳｉおよびＭｇ−Ｓｉ系化合物の数が１０００個／ｍｍ２以下とすることで成形性、塗装焼付硬化性および曲げ加工性を改善させている。
【０００８】
また、特願２００５−３７０４８４号によれば、０．５μｍ以上のサイズの全分散粒子の平均個数密度が３０００〜２００００個／ｍｍ２であり、これら測定された分散粒子サイズＸμｍを縦軸、個数密度Ｙ個／ｍｍ２を横軸とした座標において、Ｘが１０μｍ以下のサイズの分散粒子がＹ＝Ａｅｘｐ（−ＢＸ）で表される分散粒子サイズ分布式において、Ａ／Ｂが１０００〜４００００の範囲であり、Ｂが０．５〜２の範囲とすることで、強度、ＢＨ性、成形性を改善させている。
【０００９】
また、特許文献４によれば、圧延方向断面で見られる最大径が１０μｍ以上である晶出物の個数が３００個／ｍｍ２以下で、かつ、最大径と最小径の比（最大径／最小径）が３．５以上である晶出物の個数を１００個／ｍｍ２以下とすることでプレス成形性、耐食性、塗装焼付後の強度を向上させている。
【００１０】
また、成形性を改善させるために、局部加熱ブランク法、温間成形法、高温ブロー成形法に代表される方法、つまり、高温成形性を高めるために材料の一部または全部に加熱を加えて成形することで、成形性を改善させる試みがされている。
例えば、特許文献５によれば、プレス成形に先立って大きな加工変形を受ける部位を予め加熱することで軟質化し、成形性の向上を図っている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１０５４７１号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５４７２号公報
【特許文献３】特開２００２−３５６７３０号公報
【特許文献４】特開平１１−７１６２３号公報
【特許文献５】特開２００４−１２４１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１〜４および特願２００５−３７０４８４号に記載されているこれらの従来知見は、いずれも室温における成形性を向上するものであり、局部加熱ブランク法、温間成形法、高温ブロー成形法に代表される高温域での成形に比べて成形性が劣るという問題がある。
また、特許文献５に記載されている方法でも、近年、益々厳しさを増している需要者の要望を満たすまでには至っておらず、例えば、自動車メーカーなどから更なる成形性の向上が求められている。
【００１３】
このような状況の下、近年におけるＡｌ合金材の適用分野の拡大に伴って、より厳しい成形性が要求されると考えられるところ、更なる高強度化の要望に応えるとともに、成形性に優れたＡｌ合金を開発する必要がある。
【００１４】
本発明は前記した問題に鑑みてなされたものであり、特に、高温成形性に優れたＡｌ合金板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究した結果、前記した問題は、室温における成形性を向上させ得る晶析出物の分散状態が、高温成形性を向上させ得る晶析出物の分散状態とは異なることが原因であるという知見を得、本発明を完成するに至った。
そのため、本発明では、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の析出を促進させるよう制御することとした。このように制御してＭｇ−Ｓｉ系化合物を形成させると、成形時の当該Ｍｇ−Ｓｉ系化合物周囲の歪の蓄積を促進することができる。その結果、動的回復が容易になるので、温間成形において局部伸びが増大し、高温成形性が向上することになる。また、Ｓｉのみでなる析出物は、単体であると（他の元素と結合していないと）硬質化し、破壊の起点として作用するため、Ｓｉが多く添加されると高温成形性が低下する傾向にある。そのため、Ｓｉの添加を抑制することとした。
【００１６】
前記課題を解決するに至った本発明に係るアルミニウム合金板は、Ｍｇの含有量を０．５７質量％以上１．６８質量％以下、Ｓｉの含有量を０．３３質量％以上０．８６質量％以下の範囲とし、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であって、条件（Ａ）；［｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）｝≦（Ｓｉの含有量）≦｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）＋０．３｝］、または、条件（Ｂ）；［｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）−０．４｝≦（Ｓｉの含有量）＜｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）｝］、を満たすとともに、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物を含み、０．５μｍ以上の大きさの前記Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさの前記Ｓｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率が１〜５％であり、前記総面積率における、前記０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が１．０以下に規制した。
【００１７】
本発明のアルミニウム合金板は、ＭｇおよびＳｉの含有量を条件（Ａ）または条件（Ｂ）で示される特定の範囲に規制することによって、生成される０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物と０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の比率、つまり、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率とを合計した総面積率、総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比、を適切な範囲に制御することができる。これにより、温間成形時におけるＭｇ−Ｓｉ系化合物周囲の歪の蓄積を促進することが可能となる。その結果、動的回復を容易とし、かつ破壊を起こりにくくすることができるので、温間成形において局部伸びが増大し、高温成形性を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係るアルミニウム合金板においては、０．５μｍ以上の大きさの前記Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度を３０００個／ｍｍ２以上、かつ、０．５μｍ以上の大きさの前記Ｓｉのみでなる析出物の個数密度を３０００個／ｍｍ２以下とするのが好ましい。
【００１９】
本発明のアルミニウム合金板は、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度を適切化することによって動的回復をより起こりやすくし、０．５μｍ以上の大きさの前記Ｓｉのみでなる析出物の個数密度を適切化することによって金属組織の破壊をより起こりにくくしている。これにより、高温成形性をさらに向上させることができる。
【００２０】
本発明に係るアルミニウム合金板においては、Ｆｅを、０質量％を超え０．３質量％以下、Ｍｎを、０質量％を超え０．１質量％以下、Ｃｒを、０質量％を超え０．５質量％以下、Ｚｒを、０質量％を超え０．５質量％以下、Ｖを、０質量％を超え０．３質量％以下、Ｔｉを、０質量％を超え０．２質量％以下、Ｚｎを、０質量％を超え０．０１質量％以下の群より選択される少なくとも１種を、前記した含有量で含有させるのが好ましい。
【００２１】
このような数値範囲でこれらの金属元素を含有させることにより、結晶粒の微細化を図ることができるので、高温成形性をより向上させることができる。
【００２２】
本発明に係るアルミニウム合金板においては、Ｃｕを、０質量％を超え１．５質量％以下で含有させるのが好ましい。このような数値範囲でＣｕを含有させることによって、強度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のアルミニウム合金板によれば、ＳｉとＭｇの組成を適切な範囲に規制したので、高温成形性に優れたものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、図１を参照して本発明に係るアルミニウム合金板について詳細に説明する。参照する図１は、本発明に係るアルミニウム合金板に含有されるＭｇとＳｉの含有量の関係を示す図である。
【００３３】
（１）アルミニウム合金板
図１に示すように、本発明のアルミニウム合金板は、Ｍｇの含有量を０．５７質量％以上４．５質量％以下、Ｓｉの含有量を０．３３質量％以上２．５質量％以下の範囲とし、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であって、さらに、下記の条件（Ａ）または条件（Ｂ）を満たすとともに、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物を含み、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率を１〜５％に規制し、前記した総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比を１．０以下に規制している。
以下、前記した条件等について詳細に説明する。
【００３４】
（１−１）
「Ｍｇの含有量を０．５７質量％以上４．５質量％以下」
Ｍｇは、ＳｉとともにＭｇ−Ｓｉ系化合物を形成し、強度の向上に寄与する。Ｍｇが０．５７質量％未満であると、強度の向上に寄与するＭｇ−Ｓｉ系化合物の生成量が少ないため、十分な強度を得ることができない。一方、Ｍｇが４．５質量％を超えると、Ｍｇ２Ｓｉの総面積率（すなわち、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率）が大きくなりすぎ、粗大な化合物が形成されるので好ましくない。なお、Ｍｇの好ましい含有量は、前記と同様の理由から、その下限値は、好ましくは０．７６質量％以上、より好ましくは０．９５質量％以上であり、その上限値は、好ましくは３．４５質量％以下、より好ましくは２．７２質量％以下、さらに好ましくは、１．６８質量％以下である。
【００３５】
（１−２）
「Ｓｉの含有量を０．３３質量％以上２．５質量％以下」
Ｓｉは、ＭｇとともにＭｇ−Ｓｉ系化合物を形成し、強度の向上に寄与する。Ｓｉが０．３３質量％未満であると、強度の向上に寄与するＭｇ−Ｓｉ系化合物の生成量が少ないため、十分な強度を得ることができない。一方、Ｓｉが２．５質量％を超えると、Ｓｉのみでなる析出物の占める面積率の比が大きくなりすぎ、破壊の起点が多くなりすぎるため、高温成形性が低下する。なお、Ｓｉの好ましい含有量は、前記と同様の理由から、その下限値は、好ましくは０．４４質量％以上、より好ましくは０．５５質量％以上であり、その上限値は、好ましくは１．６５質量％以下、より好ましくは１．２８質量％以下、さらに好ましくは、０．８６質量％以下である。
【００３６】
そして、本発明のアルミニウム合金板では、ＭｇとＳｉを、前記した含有量を上限値および下限値として、下記の条件（Ａ）、条件（Ｂ）を満たすように規制されて含有されている。
【００３７】
（１−３）
「条件（Ａ）；［｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）｝≦（Ｓｉの含有量）≦｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）＋０．３｝、ただし、条件（Ａ）において、Ｍｇの含有量は０．５７〜３．８質量％］、または、条件（Ｂ）；［｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）−０．４｝≦（Ｓｉの含有量）＜｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）｝、ただし、条件（Ｂ）において、Ｍｇの含有量は０．５７〜４．５質量％、Ｓｉの含有量は０．３３〜２．２質量％］を満たす」
条件（Ａ）において、（Ｓｉの含有量）が｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）＋０．３｝を超えると、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が大きくなりすぎる。その結果、破壊の起点が多くなりすぎるため、高温成形性が低下する。なお、より好ましくは、（Ｓｉの含有量）≦｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）＋０．２｝、さらに好ましくは、（Ｓｉの含有量）≦｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）＋０．１｝である。
【００３８】
条件（Ｂ）において、（Ｓｉの含有量）が｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）−０．４｝未満であると、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率が大きくなりすぎる。そのため、粗大な化合物が形成され、高温成形性が低下する。
【００３９】
また、条件（Ａ）において、Ｍｇの含有量が３．８質量％を超えた場合、および、条件（Ｂ）において、Ｓｉの含有量が２．２質量％を超えた場合は、いずれも、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率が大きくなりすぎる。そのため、粗大な化合物が形成され、高温成形性が低下する。
なお、条件（Ａ）におけるＭｇの含有量の上限値は、好ましくは２．８５質量％以下、より好ましくは２．２１質量％以下であり、条件（Ｂ）におけるＳｉの含有量の上限値は、好ましくは１．６５質量％以下、より好ましくは１．２８質量％以下である。
【００４０】
（１−４）
「０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率が１〜５％」
本発明者らが本発明を完成するにあたって、高温成形性と、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、の関係を種々調査した結果、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率の増加にともない高温成形性が向上するが、ある量を超えると高温成形性が低下することを見出した。
つまり、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率が１％より小さいと、動的回復が起こりにくくなり、温間での局部伸びが低下し、高温成形性が低下する。一方、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率が５％より大きいと、粗大な化合物の形成により高温成形性が低下する。なお、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率は、好ましくは２．０％以上４．０％以下とする。
【００４１】
（１−５）
「前記した総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が１．０以下」
本発明者らが本発明を完成するにあたって、高温成形性と、前記した総面積率（「０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率」をいう。）と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、の関係を種々調査した結果、前記した総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が減少するのにともなって高温成形性が向上することを見出した。
すなわち、前記した総面積率に対して、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率（（０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率）／（０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率）＋（０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率））を抑制する方向に材質を小さくするのが望ましい。
前記した総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が１．０より大きいと、破壊の起点が多くなりすぎ、高温成形性が低下する。なお、前記した総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比は、好ましくは０．５以下、より好ましくは０．２以下とする。
【００４２】
（１−６）
「不可避的不純物」
なお、本発明のアルミニウム合金板においては、不可避的不純物としてＦｅを挙げることができる。本発明においては不可避的不純物であるＦｅを１．５質量％以下で含有していても、奏する効果に支障を来たさないため、これを含有することを許容する。
【００４３】
そして、本発明のアルミニウム合金板においては、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度が３０００個／ｍｍ２以上、かつ、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度が３０００個／ｍｍ２以下、とするのが好ましい。
【００４４】
（１−７）
「０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度が３０００個／ｍｍ２以上」
０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度が少なすぎると、動的回復が起こりにくくなり、温間での局部伸びが低下し、高温成形性が低下する。したがって、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物数密度は、３０００個／ｍｍ２以上とするのが好ましく、５０００個／ｍｍ２以上とするのがより好ましい。
【００４５】
（１−８）
「０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度が３０００個／ｍｍ２以下」
０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度が多すぎると、破壊の起点が多くなりすぎ、高温成形性が低下する。したがって、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度は、３０００個／ｍｍ２以下とするのが好ましく、１０００個／ｍｍ２以下とするのがより好ましい。
【００４６】
（１−９）
本発明のアルミニウム合金板は、Ｆｅを、０質量％を超え０．３質量％以下、より好ましくは０．０１質量％以上０．３質量％以下、Ｍｎを、０質量％を超え０．１質量％以下、より好ましくは０．０２質量％以上０．１質量％以下、Ｃｒを、０質量％を超え０．５質量％以下、より好ましくは０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｚｒを、０質量％を超え０．５質量％以下、より好ましくは０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｖを、０質量％を超え０．３質量％以下、より好ましくは０．０１質量％以上０．３質量％以下、Ｔｉを、０質量％を超え０．２質量％以下、より好ましくは０．００５質量％以上０．２質量％以下、Ｚｎを、０質量％を超え０．０１質量％以下、より好ましくは０．１質量％以上０．０１質量％以下、の群より選択される少なくとも１種を、前記した含有量で含有させるのが好ましい。
【００４７】
これらの金属元素を、前記した範囲で含有させると、結晶粒の微細化に有用であり、高温成形性を向上させることができる。ただし、いずれの金属元素の含有量が多すぎても、粗大な化合物を形成し、それが破壊の起点として作用するため、成形性が低下する。
【００４８】
また、本発明のアルミニウム合金板は、Ｃｕを、０質量％を超え１．５質量％以下で含有させるのが好ましい。Ｃｕは、強度向上に有用である。ただし含有量が多すぎると、耐食性を害するので、これを含有させる場合は、１．５質量％以下にする必要がある。
【００４９】
（２）アルミニウム合金板の製造方法
次に、図２を参照して本発明に係るアルミニウム合金板の製造方法について詳細に説明する。参照する図２は、本発明に係るアルミニウム合金板の製造方法の内容を示すフローチャートである。
【００５０】
図２に示すように、本発明のアルミニウム合金板の製造方法は、鋳塊製造工程Ｓ１と、均質化熱処理工程Ｓ２と、熱間圧延工程Ｓ３と、冷間圧延工程Ｓ４と、溶体化処理工程Ｓ５と、を含んでなる。なお、これらの工程はそれぞれ、一般的な鋳造機、均質化熱処理炉、熱間圧延機、冷間圧延機、溶体化処理炉を用いて行うことができるので、各装置の詳細については説明しないこととする。
以下、各工程の内容について詳細に説明する。
なお、このようなアルミニウム合金板の製造方法とすれば、生成されるＭｇ−Ｓｉ系化合物とＳｉのみでなる析出物の比率、つまり、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率とＳｉのみでなる析出物の占める面積率とを合計した総面積率、総面積率における、Ｓｉのみでなる析出物の占める面積率の比、を適切な範囲に制御することができ、これにより、温間成形時におけるＭｇ−Ｓｉ系化合物周囲の歪の蓄積を促進することが可能となる。その結果、動的回復を容易とし、かつ破壊を起こりにくくすることができるので、温間成形において局部伸びが増大し、高温成形性を向上させたアルミニウム合金板を製造することができる。
【００５１】
（２−１）
「鋳塊製造工程Ｓ１」
鋳塊製造工程Ｓ１では、Ｍｇの含有量を０．５７質量％以上４．５質量％以下、Ｓｉの含有量を０．３３質量％以上２．５質量％以下の範囲とし、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であって、条件（Ａ）；［｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）｝≦（Ｓｉの含有量）≦｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）＋０．３｝、ただし、条件（Ａ）において、Ｍｇの含有量は０．５７〜３．８質量％］、または、条件（Ｂ）；［｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）−０．４｝≦（Ｓｉの含有量）＜｛０．５７８×（Ｍｇの含有量）｝、ただし、条件（Ｂ）において、Ｍｇの含有量は０．５７〜４．５質量％、Ｓｉの含有量は０．３３〜２．２質量％］、を満たすとともに、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物を含むアルミニウム合金の鋳塊を製造する。
【００５２】
なお、必要に応じて、Ｆｅを、０質量％を超え０．３質量％以下、Ｍｎを、０質量％を超え０．１質量％以下、Ｃｒを、０質量％を超え０．５質量％以下、Ｚｒを、０質量％を超え０．５質量％以下、Ｖを、０質量％を超え０．３質量％以下、Ｔｉを、０質量％を超え０．２質量％以下、Ｚｎを、０質量％を超え０．０１質量％以下の群より選択される少なくとも１種を、前記した含有量で含有させたり、Ｃｕを、０質量％を超え１．５質量％以下で含有させたりしてもよい。これらの金属元素を含有させる意義や含有量を限定する理由については、既に詳述しているのでその説明を省略する。
【００５３】
（２−２）
「均質化熱処理工程Ｓ２」
均質化熱処理工程Ｓ２では、鋳塊製造工程Ｓ１で製造した鋳塊を均質化熱処理する。均質化熱処理を行うことで、鋳塊組織中の結晶粒内の偏析をなくすことができる。
なお、均質化熱処理工程Ｓ２における均質化熱処理温度は、５００℃以上融点未満とするのが好ましい（条件（ａ））。
均質化熱処理温度が５００℃未満であると、鋳塊の粒内偏析を十分になくすことができず、これが破壊の起点として作用するため、高温成形性が低下する。一方、均質化熱処理温度が融点を超えると、バーニングが生じるため、表面品質が劣る。
また、均質化熱処理工程Ｓ２における均質化熱処理時間は、２時間以上とするのが好ましい（条件（ｂ））。
均質化熱処理時間が２時間未満であると、鋳塊の粒内偏析を十分になくすことができず、これが破壊の起点として作用するため、高温成形性が低下する。なお、均質化熱処理時間が３０時間を超えても、均質化熱処理の効果が飽和するため、経済的に好ましくないので、均質化熱処理時間は３０時間以下とするのが好ましい。
かかる条件の少なくとも一つを満たすことにより、生成されるＭｇ−Ｓｉ系化合物とＳｉのみでなる析出物の比率をより適切化できるので、温間成形において局部伸びがより増大し、高温成形性をさらに向上させたアルミニウム合金板を製造することができる。
【００５４】
（２−３）
「熱間圧延工程Ｓ３」
熱間圧延工程Ｓ３では、均質化熱処理工程Ｓ２で均質化熱処理した鋳塊を熱間圧延して熱間圧延板を製造する。なお、本発明においては、均質化熱処理工程Ｓ２後、熱間圧延工程Ｓ３での熱間圧延開始までの所要時間を２０分間以内とする必要がある。かかる所要時間が２０分間より長いと、Ｓｉのみでなる析出物の析出が促進され、前記した総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が大きくなりすぎるとともに、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度が高くなりすぎる。
【００５５】
（２−４）
「冷間圧延工程Ｓ４」
冷間圧延工程Ｓ４では、熱間圧延工程Ｓ３で製造した熱間圧延板を冷間圧延して冷間圧延板を製造する。
【００５６】
（２−５）
「溶体化処理工程Ｓ５」
溶体化処理工程Ｓ５では、冷間圧延工程で製造した冷間圧延板を溶体化処理する。ここで、溶体化処理工程Ｓ５における溶体化処理温度を４７０℃以上、かつ、溶体化処理工程Ｓ５後の冷却速度を５０℃／分以上とするのが好ましい（条件（ｃ））。
溶体化処理温度が４７０℃未満であると、Ｓｉのみでなる析出物の再固溶が不完全となり、前記した総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が大きくなりすぎるとともに、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度が大きくなりすぎるため、高温成形性が低下する。なお、溶体化処理温度の上限値は融点未満であればよい。
また、冷却速度が５０℃／分より小さいと、冷却過程でＳｉのみでなる析出物が析出するために、前記した総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比が大きくなりすぎるとともに、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度が大きくなりすぎるため、高温成形性が低下する。なお、冷却速度が速いほど温間成形性が良好となる。したがって、冷却速度の上限値は５００℃／分以下とするのが好ましく、２５００℃／分以下とするのがより好ましい。なお、このような高速冷却は、水冷若しくはガス冷却によって行うことができる。
【００５７】
ここで、均質化熱処理工程Ｓ２の条件（ａ）、条件（ｂ）、および、溶体化処理工程Ｓ５の条件（ｃ）は、本発明のアルミニウム合金板の製造条件においては、任意に設定できるものであり、これらの群の中から選択される少なくとも一つをさらに満たすことによって、製造されるアルミニウム合金板をより好適なものとすることができる。
【実施例】
【００５８】
次に、本発明のアルミニウム合金板について、本発明の要件を満たした実施例および本発明の要件を満たさない比較例を挙げて具体的に説明する。
【００５９】
下記表１に示す成分組成を有するアルミニウム合金（Ｎｏ．１〜２５）をＤＣ鋳造あるいは薄板連鋳によって鋳造し、得られた鋳塊に、表２に示す種々の条件で均質化処理を施してから熱間圧延を行い、熱間圧延板を得た。得られた各熱間圧延板について、冷間圧延を行い、冷間圧延板を得、その後に表２に示す条件で溶体化処理を行い、厚さ１ｍｍのＮｏ．１〜２５に係るアルミニウム合金板を得た。なお、Ｎｏ．１５が薄板連鋳によるアルミニウム合金板である。
【００６０】
【表１】
0005639325.tif 000002
【００６１】
【表２】
0005639325.tif 000003
【００６２】
このようにして得られたＮｏ．１〜２５のアルミニウム合金板について、下記のようにして、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率、これらを合計した総面積率、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度を測定した。
【００６３】
「０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率、これらを合計した総面積率、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度の測定」
０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率、および、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の測定は、厚さ１ｍｍのＮｏ．１〜２５に係るアルミニウム合金板に対して圧延面から０．２５ｍｍ深さまで機械研磨により削り落とし、その研磨面をＥＰＭＡ（日本電子製ＪＸＡ−８０００シリーズ、測定条件は加速電圧２０ｋＶ）により行った。測定エリアは、約０．１〜０．２ｍｍ２程度、測定時の倍率は６００倍であった。計測対象は、０．５μｍ以上の粒子を測定した。なお、計測対象を０．５μｍ以上としたのは、装置の分解能によりそれ以下の粒子の検出は困難なためである。測定により検出された全粒子のうち、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率、および、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率を以下の要領で抽出した。
【００６４】
まず、ＥＰＭＡ装置により、個々の粒子に含有する構成元素分析、つまり、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕの５元素の分析（ａｔ％）を行った。ここで得られる定量的な値は、各粒子のサイズやビーム径によって、分析精度に問題が生じるため、本発明では、構成元素分析の比率によりＭｇ−Ｓｉ系化合物であるか、Ｓｉのみの析出物であるかを判別した。具体的な解析方法を以下に示す。
なお、分析濃度はａｔ％で記載するのが一般的であるが、これを質量％に換算するときは、下記式（１）〜（５）により換算すればよい。
【００６５】
【数１】
0005639325.tif 000004
【００６６】
前記したＥＰＭＡ装置により、Ｆｅ（ａｔ％）＋Ｍｎ（ａｔ％）＋Ｍｇ（ａｔ％）＋Ｓｉ（ａｔ％）＋Ｃｕ（ａｔ．％）の合計量（ＴＯＴＡＬ量）を求める。次に、１つ１つの粒子につき、Ｆｅ／ＴＯＴＡＬ量、Ｍｎ／ＴＯＴＡＬ量、Ｍｇ／ＴＯＴＡＬ量、Ｓｉ／ＴＯＴＡＬ量、Ｃｕ／ＴＯＴＡＬ量により、含有５元素中に含まれる（含有５元素の合計量に対する）Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕの各含有比率を求める。このうち、Ｃｕ／ＴＯＴＡＬ量が０．０５以下であり、かつ、Ｆｅ／ＴＯＴＡＬ量が０．０５以下で、かつＭｎ／ＴＯＴＡＬ量が０．３以下のもの、Ｆｅ／ＴＯＴＡＬ量が０．０５を超えるものでも、Ｍｇ／ＴＯＴＡＬ量が０．３以上のもののいずれかに属するものが、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物、または、Ｓｉ粒子に属することを確認し、さらにこのＭｇ−Ｓｉ系化合物、または、Ｓｉのみでなる析出物のうち、Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｓｉ）が０．０５以上のものをＭｇ−Ｓｉ系化合物、Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｓｉ）が０．０５以下のものをＳｉのみでなる析出物とした。
【００６７】
かかる解析方法により得られたＭｇ−Ｓｉ系化合物、および、Ｓｉのみの析出物の画像上のピクセル数の和をもって各粒子の面積を求め、その総和を測定面積で除することで０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率、または、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の面積率を得た。さらに、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の和をもって、総面積率とした。
また、前記したＥＰＭＡ装置の分析により得られた０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物、および０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の総個数を測定面積で除することで０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物および０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度を得た。
なお、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率を、表３においては、「Ｘ」と表示し、この総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比を、表３においては、「Ｙ」と表示した。
【００６８】
「高温成形性の評価」
また、溶体化処理後のＮｏ．１〜２５に係るアルミニウム合金板からブランクを切り出し、図３に示すプレス機を用いて、温間成形試験により、成形高さ（破断に至るまでのパンチ深さの最大値／ｍｍ）を測定し、高温成形性を評価した。なお、図３は、高温成形性の測定方法を説明するための模式図である。
【００６９】
この際、図３に示すプレス機による温間成形の温度条件としては、ブランク１のフランジ部分２は１５０〜４００℃程度が望ましい。本実施例では、フランジ部分の温度を２６０℃になるよう、ダイス６，７のヒーター８を用いて加熱した。また、パンチ５の底部を、パンチ５内を流通する循環水９により冷却して、パンチ５のコーナー部に当接するブランク１のコーナー部３や、パンチ５の底部に当接するブランク１の底部４を１００℃以下の比較的低温に加熱した。これらの温度は接触式温度計により測定し、所定測定時間内での複数回測定における平均温度とした。
なお、ブランク１は、縦幅１２０ｍｍ、横幅１２０ｍｍの長さで、切断加工により作製し、このブランク１を、パンチ：５０ｍｍφ−肩Ｒ４．５ｍｍ、ダイス：５４．５〜５６．０ｍｍφ−肩Ｒ８〜１０ｍｍ、日本工作油社製の潤滑材ＣＦ８５３を用いて、しわ押さえ荷重０．１１ＭＰａ（１．２ｋｇ／ｃｍ２）、パンチ速度８０ｍｍ／ｍｉｎの条件で深絞り試験を行った。
【００７０】
そして、ブランク１の一部が破断した際のパンチ深さを成形高さとした。成形高さが高いほど深絞り成形性、つまり、高温成形性に優れていることを意味している。本発明においては、成形高さが２５ｍｍ以上であるものを高温成形性に優れる（合格）とし、２５ｍｍ未満のものを高温成形性に劣る（不合格）とした。
表３に、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、Ｓｉのみでなる析出物の占める面積率、これらを合計した総面積率、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の個数密度、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の個数密度の測定結果、および、高温成形性の評価結果を示す。
【００７１】
【表３】
0005639325.tif 000005
【００７２】
表３に示すように、Ｎｏ．１〜１５に係るアルミニウム合金板は、本発明の要件、つまり、Ｍｇの含有量、Ｓｉの含有量、および、条件（Ａ）または条件（Ｂ）、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、Ｓｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率、総面積率における、Ｓｉのみでなる析出物の占める面積率の比、および、製造条件における、均質化熱処理工程後に行う熱間圧延工程での熱間圧延開始までの所要時間、条件（ａ）、条件（ｂ）、条件（ｃ）のいずれをも満たしていたので、高温成形性の評価が好ましい結果（合格）となった（いずれも実施例（発明例または参考例））。
【００７３】
一方、Ｎｏ．１６〜２５に係るアルミニウム合金板は、本発明の要件、つまり、Ｍｇの含有量、Ｓｉの含有量、および、条件（Ａ）または条件（Ｂ）、０．５μｍ以上の大きさのＭｇ−Ｓｉ系化合物の占める面積率と、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率と、を合計した総面積率、総面積率における、０．５μｍ以上の大きさのＳｉのみでなる析出物の占める面積率の比、および、製造条件における、均質化熱処理工程後に行う熱間圧延工程での熱間圧延開始までの所要時間、条件（ａ）、条件（ｂ）、条件（ｃ）のいずれかを満たしていなかったので、高温成形性の評価が好ましくない結果（不合格）となった（いずれも比較例）。
【００７４】
具体的には、Ｎｏ．１６に係るアルミニウム合金板は、Ｍｇの含有量およびＳｉの含有量が本発明の要件未満であったため、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
Ｎｏ．１７に係るアルミニウム合金板は、Ｍｇの含有量およびＳｉの含有量に関して、条件（Ａ）および条件（Ｂ）が本発明の要件を満たさなかったため、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
Ｎｏ．１８に係るアルミニウム合金板は、Ｍｇの含有量およびＳｉの含有量が条件（Ｂ）を満たさなかったため、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
Ｎｏ．１９に係るアルミニウム合金板は、Ｍｇの含有量およびＳｉの含有量が条件（Ａ）を満たさなかったため、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
【００７５】
Ｎｏ．２０に係るアルミニウム合金板は、添加した金属元素（Ｃｒ）の含有量が多すぎたために、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
Ｎｏ．２１に係るアルミニウム合金板は、添加したＣｕの含有量が多すぎたために、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
Ｎｏ．２２に係るアルミニウム合金板は、均質化熱処理工程後に行う熱間圧延工程での熱間圧延開始までの所要時間が短すぎたために、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
Ｎｏ．２３に係るアルミニウム合金板は、均質化熱処理工程後に行う熱間圧延工程での熱間圧延開始までの所要時間が長すぎたために、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
Ｎｏ．２４に係るアルミニウム合金板は、溶体化処理温度が低かったために、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
Ｎｏ．２５に係るアルミニウム合金板は、溶体化処理工程後の冷却速度が遅かったために、高温成形性の評価が好ましくない結果となった。
【００７６】
以上、本発明のアルミニウム合金板について、発明を実施するための最良の形態および実施例により、具体的に説明したが、本発明の内容はこれらの記載によって何ら限定されて解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係るアルミニウム合金板に含有されるＭｇとＳｉの含有量の関係を示す図である。
【図２】本発明に係るアルミニウム合金板の製造方法の内容を示すフローチャートである。
【図３】高温成形性の評価を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７８】
Ｓ１    鋳塊製造工程
Ｓ２    均質化熱処理工程
Ｓ３    熱間圧延工程
Ｓ４    冷間圧延工程
Ｓ５    溶体化処理工程
【図１】
0005639325.tif 000006
【図２】
0005639325.tif 000007
【図３】
0005639325.tif 000008