(57)【要約】  本発明は、アルミニウム合金のブランクの引張降伏応力および成形性を改善するための方法において、６ｘｘｘ系アルミニウム合金のスラブを提供するステップと、前記スラブを任意に均質化するステップと、スラブを熱間圧延し、任意に冷間圧延して、シートを得るステップと、前記シートを溶体化熱処理し、焼入れするステップと、少なくとも２０％の冷間加工縮小で前記シートを冷間圧延するステップと、前記シートをブランクの形に切断するステップと、前記ブランクのフランジの一部分を、３６０℃〜４８０℃の温度で、このフランジの前記部分を再結晶させるのに十分な時間フラッシュ焼鈍し、１００℃未満の温度まで冷却するステップと、を連続的に含む方法に関する。本発明の方法によって得られた改良型ブランクおよびスタンプ加工製品および塗装済みスタンプ加工製品は、その高い強度のため自動車の用途に特に有用である。【選択図】図２ｂ
2019525993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金のブランクの引張降伏応力および成形性を改善するための方法であって、
ａ）６ｘｘｘ系アルミニウム合金のスラブを供給するステップと、
ｂ）前記スラブを任意に均質化するステップと、
ｃ）スラブを熱間圧延し、任意に冷間圧延して、シートを得るステップと、
ｄ）前記シートを溶体化熱処理し、焼入れするステップと、
ｅ）少なくとも２０％の冷間加工縮小で、前記シートを冷間圧延するステップと、
ｆ）前記シートをブランクに切断するステップと、
ｇ）前記ブランクのフランジの一部分を、３６０℃〜４８０℃の温度で、このフランジの前記部分を再結晶させるのに十分な時間フラッシュ焼鈍し、１００℃未満の温度まで冷却するステップと、
を連続的に含む方法。
【請求項２】
冷間圧延ステップｅ）の後、切断ステップｆ）に先立って、ＬＴ方向において少なくとも１５％という伸びＡ％の増加および１５％未満のＬＴ方向での引張降伏強度変動を得るのに十分な時間および温度で、前記シートが焼鈍される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
冷間圧延ステップｅ）が少なくとも３０％の冷間加工、好ましくは少なくとも５０％の冷間加工である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記シートの最終厚みが３ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
ステップｇ）における１００℃未満の温度までの冷却が、少なくとも３０℃／秒の冷却速度で行なわれる、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
フラッシュ焼鈍作業ｇ）が少なくとも２回繰り返される、請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
前記アルミニウム合金が、ＡＡ６０１６、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１３およびＡＡ６０５６の中から選択される、請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
前記６ｘｘｘ系アルミニウム合金が、重量％でＳｉ：０．７〜１．０、Ｍｇ：１．２〜１．６、Ｃｕ：０．８以下、Ｍｎ：０．７以下、Ｚｎ：１以下、Ｆｅ：０．５以下、Ｔｉ：０．１５以下を含み、残りがアルミニウムおよび各々０．０５以下で合計０．１５以下の不可避的不純物であり、好ましくは、Ｓｉ：０．７〜０．９、Ｍｇ：１．２〜１．６、Ｃｕ：０．３以下、Ｍｎ：０．３以下、Ｚｎ：０．０５以下、Ｆｅ：０．１〜０．４、Ｔｉ：０．０１〜０．０５を含み、残りがアルミニウムおよび各々０．０５以下で合計０．１５以下の不可避的不純物である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法によって得ることのできる、局所的に再結晶したアルミニウム合金のブランク。
【請求項１０】
−プレスのブランクホルダ内に請求項９に記載のブランクのフランジを設置するステップ、
−前記ブランクをスタンピングして、粗スタンプ加工製品を得るステップ、
−フランジを前記粗スタンプ加工製品から除去するステップ、
によって得られる、スタンプ加工された６ｘｘｘ系アルミニウム合金製品。
【請求項１１】
少なくとも２５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも２９０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも３２０ＭＰａのＬＴ方向での引張降伏強度を有する、請求項１０に記載のスタンプ加工製品。
【請求項１２】
本質的に再結晶していないことを特徴とする、請求項１０または１１に記載のスタンプ加工製品。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法と同じプロセスステップａ）〜ｆ）により得られた同じ合金のブランクについて、Ｔ４質別で測定されたＬＴ方向における引張降伏強度よりも少なくとも２５％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％高いＬＴ方向での引張降伏強度を有する、請求項１０〜１２のいずれか１つに記載のスタンプ加工製品。
【請求項１４】
塗装ラインの後、少なくとも２９０ＭＰａ、好ましくは少なくとも３５０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも４００ＭＰａ、さらに一層好ましくは少なくとも４３０ＭＰａのＬＴ方向での引張降伏強度を有する、請求項１０〜１３のいずれか１つに記載のスタンプ加工製品。
【請求項１５】
自動車の用途のための、請求項１０〜１４のいずれか１つに記載のスタンプ加工製品の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車業界に好適な、特性が調整されたブランクアルミニウム合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用途のために、シートまたはブランクの形でさまざまなアルミニウム合金が使用されている。これらの合金のうちでも、ＡＡ６０１６−Ｔ４などのＡＡ６ｘｘｘ系アルミニウム合金は、例えば硬度、強度さらには耐食性などの興味深い化学的および機械的特性を組合せたものとして知られている。これらの特性のため、概してＡＡ６ｘｘｘアルミニウム合金は自動車業界において最適な材料となっている。ＡＡ６ｘｘｘ合金の機械的強度を改善するために、例えば国際公開第２０１２／０３３９５４号において、溶体化熱処理とその後の熱処理の後、少なくとも２５％だけシートを冷間加工することが提案された。しかしながら、冷間加工されたＡＡ６ｘｘｘはＴ４質別の場合に比べ成形性が低いことが知られている。代替的材料は、機械的強度と成形性の優れたバランスを提供するＡＡ５１８２−ＯおよびＡＡ５７５４−ＯなどのＡＡ５ｘｘｘアルミニウム合金である。
【０００３】
しかしながら、ＡＡ５ｘｘｘ合金は、塗装−焼付処理後、ＡＡ６ｘｘｘ合金よりも低い機械的仕様を有する。
【０００４】
機械的特性は、６ｘｘｘアルミニウム合金シートまたはブランクの内部で均質であるが、一方このブランクから形成された部品は局所的にさまざまな制約を受ける。したがって部品は、目標とされる性能値を得るための最低要件を満たすべく、一部の分野においては過剰設計されなければならない。
【０００５】
過去において、アルミニウム合金の成形性を改善するために、いくつかの試みがなされてきた。
【０００６】
独国特許出願公開第１０２００９０３１４４９号明細書から、アルミニウムシートを局所的に加熱するステップを含むアルミニウムシートの成形方法が公知である。この方法はまた、アルミニウムシートの熱成形も必要としている。独国特許出願公開第１０２０１３０１３３５９号明細書はまた、アルミニウムシートを２５０〜３２５℃で局所的に加熱しアルミニウムシートを冷間成形するステップを含むアルミニウムシートの成形方法を記載している。しかしながら、熱処理の温度が低過ぎるために、アルミニウムシートまたはブランクの成形性を改善することができない。
【０００７】
欧州特許第２５５４２８８号明細書から、アルミニウムシート材料の熱処理方法において、アルミニウムシート材料を提供するステップと、加熱処理温度以上の温度（Ｔ）までアルミニウムシート材料を加熱するステップと、前記温度（Ｔ）を加熱期間全体にわたって維持するステップと、アルミニウムシート材料の少なくとも１つの焼入れ部域を、焼入れ期間内で焼入れ温度以下の温度（Ｔ）まで焼入れするステップと、アルミニウムシート材料の少なくとも１つの部域を冷却温度以下の温度（Ｔ）まで冷却するステップであって焼入れ期間よりも長い冷却期間内で行なわれるステップと、焼入れ中工具により冷却部域を保護するステップとを含む方法が公知である。
【０００８】
この方法は、工業化が困難であるという欠点を有し、アルミニウムシート全体を加熱し、焼入れ中アルミニウムシート材料の冷却部域を被覆し保護するために、追加のステップおよび設備を必要とする。
【０００９】
国際公開第９７／４４１４７号明細書から、成型中の領域における熱処理によるアルミニウム合金部品の成形方法が公知である。しかしながら、このような方法には、レーザービームなどの熱源が必要とされ、また、熱処理ステップが行なわれた後短時間で、すなわち熱処理ステップからおよそ１２時間後に、アルミニウム合金部品を成形する必要もある。
【００１０】
米国特許第８２１１２５１号明細書から、１５０ＭＰａから３００ＭＰａまで局所的降伏強度範囲を増大させるためのアルミニウムパネルの局所的熱処理もまた公知である。しかしながらこの方法は、降伏強度範囲とアルミニウム合金シートの成形性の両方を改善するのには好適でない。
【００１１】
欧州特許第１６０１４７８号明細書は、アルミニウム合金製絞り加工部品の製造方法において、
厚みが０．５〜５ｍｍで、１〜６重量％のＭｇ、１．２重量％未満のＭｎ、１重量％未満のＣｕ、１重量％未満のＺｎ、３重量％未満のＳｉ、２重量％未満のＦｅ、０．４重量％未満のＣｒ、０．３重量％未満のＺｒ、各々０．１重量％未満で合計０．５重量％の他の元素、残りがＡｌという合金組成を有するストリップを製造するステップと、ストリップからブランクを切断するステップと、３０秒以下の持続時間中、１５０〜３５０℃の温度までブランクを局所的または完全に加熱するステップと、後続する作業と両立可能な潤滑剤の存在下で１５０〜３５０℃の温度まで加熱された工具を用いて、加熱済みブランクを絞り加工するステップと、を含む方法について記載している。
【００１２】
しかしながら、欧州特許第１６０１４７８号明細書の方法は、絞り加工またはスタンピング工具を１５０〜３５０℃の範囲の温度で加熱することを必要とするため、工業化は困難である。
【００１３】
同様に、欧州特許第２０７５３４８号明細書、特開２０１１−１１５８３７号公報、特開２０１３−０２３７４７号公報、特開２０１３−０１０９９８号公報、特開２０１０−２２７９５号公報などの特許および特許出願から、アルミニウム合金を加工するさまざまな方法が知られているが、これらの方法は、十分な成形性を提供しない穏やかな加熱温度で機能するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０３３９５４号
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００９０３１４４９号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２０１３０１３３５９号明細書
【特許文献４】欧州特許第２５５４２８８号明細書
【特許文献５】国際公開第９７／４４１４７号明細書
【特許文献６】米国特許第８２１１２５１号明細書
【特許文献７】欧州特許第１６０１４７８号明細書
【特許文献８】欧州特許第２０７５３４８号明細書
【特許文献９】特開２０１１−１１５８３７号公報
【特許文献１０】特開２０１３−０２３７４７号公報
【特許文献１１】特開２０１３−０１０９９８号公報
【特許文献１２】特開２０１０−２２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって自動車業界においては、冷間スタンピング作業に好適な優れた成形特性と高い引張降伏強度を組合せる、６ｘｘｘ系アルミニウム合金ブランクに対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、
ａ）６ｘｘｘ系アルミニウム合金のスラブを提供するステップと、
ｂ）前記スラブを任意に均質化するステップと、
ｃ）スラブを熱間圧延し、任意に冷間圧延して、シートを得るステップと、
ｄ）前記シートを溶体化熱処理し、焼入れするステップと、
ｅ）少なくとも２０％の冷間加工縮小で、前記シートを冷間圧延するステップと、
ｆ）前記シートをブランクの形に切断するステップと、
ｇ）前記ブランクのフランジの一部分を、３６０℃〜４８０℃の温度で、このフランジの前記部分を再結晶させるのに十分な時間フラッシュ焼鈍し、１００℃未満の温度まで冷却するステップと、
を連続的に含む方法によって、高い引張降伏応力と成形性の両方を組合せたこのようなアルミニウム合金ブランクを獲得した。
【００１７】
本発明によると、スタンプ加工されたアルミニウム合金製品は、
−  プレスのブランクホルダ内に本発明に係るブランクのフランジを設置するステップ、
−  前記ブランクをスタンピングして、粗スタンプ加工製品を得るステップ、
−  フランジを前記粗スタンプ加工製品から除去するステップ、
によって得られる。
【００１８】
本発明に係るスタンプ加工されたアルミニウム合金製品は、自動車の利用分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】スタンピングプロセスの全体像である。ブランクホルダ３とダイ４の間にブランク１が保持されている。ブランクの２つのゾーン、すなわちスタンピングの開始時点においてブランクホルダとダイの間にあるフランジ１１、およびパンチ２の下に位置設定されたブランクの残りの部分１２を区別することができる。
【図２ａ．２ｂ．２ｃ．２ｄ】フランジ１１を例示するブランク１の上面図であり、ブランクの残りの部分１２はパンチの下に位置設定され、クロスの形状を有する。フランジは、再結晶部分１１１と未再結晶部分１１２を有する。
【図３】Ｔ４質別におけるＡＡ６０１６（基準）、冷間加工後のＡＡ６０１６（ＣＷ）、焼鈍後のＡＡ６０１６（ＣＷ−Ａ１）および本発明の方法に係る試料（試料１〜試料４）について得られた最大絞り深さを表わす棒グラフである。
【図４】加熱システム５１、加熱板５２および絶縁体５３を伴う、本発明に係るアルミニウム合金ブランク１のフランジ１１１の一部分を局所的にフラッシュ焼鈍するのに好適な装置のスキームである。
【図５】実施例２における組成１のフラッシュ焼鈍済みブランクを横断する硬度測定値を表わしたグラフである。
【図６】実施例２における組成２のフラッシュ焼鈍済みブランクを横断する硬度測定値を表わしたグラフである。
【図７】本発明に係る５０％の冷間加工を伴う組成１および２について得られたｍｍ単位の最大絞り深さを表わす棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下で言及されている全てのアルミニウム合金は、相反する記載の無いかぎり、アルミニウム協会が定期的に刊行する登録記録シリーズ（Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｒｄ  Ｓｅｒｉｅｓ）内で定義している規則および呼称を用いて、表示されている。
言及されている冶金的質別は、欧州規格ＥＮ−５１５を用いて呼称される。
【００２１】
本発明者らは、冷間加工された６ｘｘｘ系アルミニウム合金の成形性が、その機械的強度および耐性を損なうことなく改善可能であることを発見した。これらの合金の改善された特性は、本明細書中では局所的フラッシュ焼鈍とも呼ばれる、ブランクのフランジの一部分に対する短時間の熱処理を実施することによって得られる。
【００２２】
本発明によると、６ｘｘｘ系アルミニウム合金を用いて、スラブが調製される。
【００２３】
本発明にとって特に好ましいアルミニウム合金組成は、ＡＡ６０１６、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１３およびＡＡ６０５６である。
【００２４】
本発明の一実施形態において、前記６ｘｘｘ系アルミニウム合金は、重量％でＳｉ：０．７〜１．０、Ｍｇ：１．２〜１．６、Ｃｕ：０．８以下、Ｍｎ：０．７以下、Ｚｎ：１以下、Ｆｅ：０．５以下、Ｔｉ：０．１５以下を含み、残りがアルミニウムおよび各々０．０５以下で合計０．１５以下の不可避的不純物であり、好ましくは、Ｓｉ：０．７〜０．９、Ｍｇ：１．２〜１．６、Ｃｕ：０．３以下、Ｍｎ：０．３以下、Ｚｎ：０．０５以下、Ｆｅ：０．１〜０．４、Ｔｉ：０．０１〜０．０５を含み、残りがアルミニウムおよび各々０．０５以下で合計０．１５以下の不可避的不純物である。
【００２５】
スラブは、その後任意に、例えば約５００℃で典型的には８時間、そして好ましくは概して５５０℃超の固相線温度に近い温度で少なくとも１時間、均質化される。
【００２６】
アルミニウム合金シートは、典型的に約４〜１０ｍｍの厚みまでスラブを熱間圧延することによって得られる。
【００２７】
アルミニウムシートの厚みをさらに削減するため、熱間圧延ステップの直後に、任意の冷間圧延作業もまた実施可能である。
【００２８】
次にシートは溶体化熱処理され焼入れされる。好ましい条件は、典型的に約５５０℃超の固相線温度に近い温度で約５分間の加熱とその後の水焼入れである。
【００２９】
次に、少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、そしてより好ましくは少なくとも５０％の冷間加工縮小で、アルミニウムシートをより薄い厚みまでさらに縮小し、かつ強度を増大させるために、冷間圧延が行なわれる。冷間圧延作業の後、シートの結晶粒は、再結晶せず繊維質である。好ましくは、この冷間圧延作業後のシートの最終厚みは、３ｍｍ以下、典型的には１．０〜１．５ｍｍである。
【００３０】
この最後の冷間圧延ステップの後、切断ステップに先立ち、ＬＴ方向において少なくとも１５％という伸びＡ％の増加および１５％未満のＬＴ方向での引張降伏強度変動を得るのに十分な時間および温度で、シートを焼鈍することが有利である。好ましくは、ＬＴ方向における伸びＡ％の増加は、少なくとも２０％さらには２５％である。典型的には、この焼鈍は、１５０〜２６０℃、好ましくは１６０〜１９０℃の温度で典型的には５〜３０分の持続時間のバッチ処理によって実施されてよい。しかしながら、連続焼鈍炉が利用可能である場合には他の条件が可能である。この作業により、有意な強度発展なしに伸びを最大化することができる。
【００３１】
次にシートは、所望のサイズおよび形状のブランクに切断される。
【００３２】
次に、アルミニウム合金ブランクのフランジの一部分が局所的にフラッシュ焼鈍され冷却され、このステップは、フランジの前記部分を少なくとも部分的に再結晶させるために高温かつ短時間の加熱からなる。本発明の範囲内において、ブランクのフランジは、スタンピングプロセスの開始時点でブランクホルダとダイの間に置かれるように設計されたブランクのゾーンである。図１は、典型的なスタンピングプロセスを例示する。ブランクホルダ３とダイ４の間にブランク１が保持される。フランジ１１は、スタンピングプロセスの開始時点でブランクホルダとダイの間に位置設定されており、ブランクの残りの部分１２は、パンチ２の下に位置設定される。図２ａ〜２ｄは、フランジ１１を伴うブランク１の例を示す上面図であり、ブランクの残りの部分１２はパンチの下に位置設定され、この例示的例においてクロスの形状を有する。フランジの２つの部分が表現されている。すなわち、フランジの再結晶部分１１１はれんが模様で概略的に示され、フランジの残りの部分１１２は点により概略的に示されている。フランジの残りの部分１１２およびブランクの残りの部分１２は、フラッシュ焼鈍による影響を本質的に受けずにとどまる。フランジの前記部分１１１の結晶粒の少なくとも２５％が再結晶し、好ましくは、フランジの前記部分の結晶粒の少なくとも５０％、さらには少なくとも７５％が再結晶している。一実施形態において、フランジの前記再結晶部分は、図２ａにより示されているように、前記フランジの表面の少なくとも８０％に相当する。しかしながら、例えば図２ｃおよび２ｄにより例として示されている他の実施形態においては、ダイの形状との関係におけるフランジの特定の場所のみが、局所的再結晶を得るためにフラッシュ焼鈍される。
【００３３】
図４は、加熱システム５１、加熱板５２および絶縁体５３を伴う、アルミニウム合金ブランク１のフランジの前記部分を局所的にフラッシュ焼鈍するのに好適な装置の図解である。局所的再結晶を得るために、フランジの一部分１１１が加熱板と接触している。典型的には、ブランクを局所的に加熱する接触板５２を用いて実施されるフラッシュ焼鈍は、フランジの一部分が、再結晶化に至るのに十分な時間、典型的には５秒間、そして局所化された効果を得るために十分短い時間、典型的には６０秒未満の間、３６０℃〜４８０℃、好ましくは３８０℃〜４６０℃、より好ましくは４００℃〜４４０℃の温度にあるように行なわれる。
【００３４】
フラッシュ焼鈍条件は、例えば加熱接触板について異なる寸法および形状を使用することによって、所望のアルミニウムブランクの成形性特性を得るように調整されてよい。好ましくは、フラッシュ焼鈍時間は１０〜３０秒である。局所的にフラッシュ焼鈍されたブランクは次に、１００℃未満の温度まで冷却され、好ましくは人工的に冷却される。好ましくは、冷却速度は少なくとも３０℃／秒、優先的には少なくとも５０℃／秒である。人工的冷却は、強制空気流または水焼入れを用いて実施され得る。水焼入れは、強度の低下を引き起こし得るブランクの中心に向かう加熱の範囲を制限することを可能にする。局所的フラッシュ焼鈍は好ましくは、ブランクを加熱済みアルミニウム板と接触させることにより、伝導によって実現される。
【００３５】
一実施形態において、アルミニウムブランクのフラッシュ焼鈍は、約４００℃の温度を得るために４７０℃に加熱された幅４０ｍｍの接触板とブランクを２０秒接触させ、その後水焼入れすることによって得られる。
【００３６】
フラッシュ焼鈍は、１回または連続して数回行なわれてよい。一実施形態において、フラッシュ焼鈍は少なくとも２回繰り返されるが、生産性のためには、局所的フラッシュ焼鈍を１回だけ行なうことが有利である。工業的生産性要件に適合させるために、局所的フラッシュ焼鈍を、赤外線またはレーザ照射、誘導または伝導によって行なうことができる。
【００３７】
一実施形態において、局所的フラッシュ焼鈍処理は、ブランクを２０秒間異なる幅のレイアウト、例えば２０、３０および４０ｍｍ幅の輪郭板の３つのレイアウトと約４７０℃の温度で接触させて局所的に４００℃〜４２０℃のブランク温度を得、各加熱作業の後に水焼入れすることによって、数回の作業で実現される。
【００３８】
多数回の局所的フラッシュ焼鈍により、フランジの部分内でより多くの再結晶が可能となり得る。ブランクホルダの下の金属の局所的軟化を結果としてもたらし、より深い部品などの破壊限界に対抗する局所的フラッシュ焼鈍を達成することができると考えられる。改善された成形性および強度バランスは、冷間加工プロセスおよび自動車業界などの用途にとって極めて好適である。本発明の方法によって得られる局所的に再結晶したアルミニウムブランクは、その有利な特性を失わずに、スタンプ加工される前に少なくとも一日、さらには少なくとも一週間以上、室温で保管可能である。
【００３９】
このとき、局所的にフラッシュ焼鈍されたアルミニウムブランクは、スタンピングによりその最終形状へと形成され、フランジは、好ましくは切断によって、粗スタンプ加工製品、例えば同じ冶金学的質別のアルミニウムで本質的に構成された、すなわち冷間圧延と任意の焼鈍の後に得られるスタンプ加工製品から除去される。
【００４０】
したがってスタンプ加工されたアルミニウム合金製品は、
−  プレスのブランクホルダ内に本発明に係るブランクのフランジを設置するステップ、
−  前記ブランクをスタンピングして、粗スタンプ加工製品を得るステップ、
−  フランジを前記粗スタンプ加工製品から除去するステップ、
によって得られる。
【００４１】
好ましくはプレスのブランクホルダは加熱されないということを指摘しておくべきである。ブランクは、スタンピングステップとは別個のステップにおいてフラッシュ焼鈍される。
【００４２】
有利には、スタンプ加工製品は本質的に再結晶しておらず、結晶粒の２５％未満、好ましくは結晶粒の１５％未満、さらに好ましくは結晶粒の５％未満しか再結晶していない。
【００４３】
任意には、スタンプ加工製品は、ＯＥＭ塗装ラインを通過し、典型的には１８０℃で２０分の塗装焼付熱処理を受ける。
【００４４】
スタンプ加工製品は本質的に、本発明の方法と同じプロセスステップａ）〜ｆ）により得られた同じ合金のブランクについて、Ｔ４質別で測定されたＬＴ方向での引張降伏強度よりも少なくとも２５％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％高いＬＴ方向での引張降伏強度を典型的に有する、遥かに強度の高い均質なアルミニウム合金で構成されている。好ましくは、ＬＴ方向での引張降伏強度は、「アルミニウム協会により編集されたアルミニウムおよびアルミニウム合金製品の質別」（２０１１年）内に同じアルミニウム協会番号で登録された合金についてのＴ４質別での最低の引張強度として定義されている引張降伏強度よりも少なくとも２５％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％高い。
【００４５】
好ましくは、スタンプ加工製品は、少なくとも２５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも２９０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも３２０ＭＰａのＬＴ方向での引張降伏強度を有する。一実施形態において、本発明のスタンプ加工製品は、合金ＡＡ６０１６製であり、少なくとも３１０ＭＰａの引張降伏強度を有する。
【００４６】
一実施形態において、本発明に係るスタンプ加工製品は、塗装ラインの後、典型的には１８０℃で２０分間の熱処理の後、少なくとも２９０ＭＰａ、好ましくは少なくとも３５０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも４００ＭＰａ、さらにより好ましくは少なくとも４３０ＭＰａのＬＴ方向での引張降伏強度を有する。
【００４７】
本発明に係るスタンプ加工されたアルミニウム合金製品は、有利には、自動車の用途に使用される。
【００４８】
いかなる理論にも関係付けられることなく、本発明者らは、局所的フラッシュ焼鈍により誘発される再結晶が、アルミニウムシート平面内で強度勾配を生み出すのに好適であることを想定している。この勾配は結果として、フランジ部域がクリティカル部域の成形とリリースに寄与することを強制することによって、より優れた歪み分布をもたらす。
【実施例１】
【００４９】
・下表１の重量％単位の組成、
【表１】
2019525993.tif 000003
を有するＡＡ６０１６アルミニウム合金スラブを鋳造し、
・前記アルミニウム合金スラブを均質化し、
・前記スラブを熱間圧延して厚み５．４５ｍｍのアルミニウム合金シートを得、
・溶体化熱処理および焼入れを行ない、
・４５％および６６％の縮小の２回の冷間圧延ステップを適用することにより、１．０３ｍｍの最終厚みを得るべく前記シートを冷間圧延し、
・１７５℃（Ａ１）または２００℃（Ａ２）で５分間焼鈍し、
・所望のサイズおよび形状に切断して、アルミニウム合金ブランクを得、
・ブランクのフランジの一部分をフラッシュ焼鈍する、
ことによって、本発明に係るＡＡ６０１６アルミニウム合金ブランクを調製した。
【００５０】
比較目的で、試料を１ｍｍの厚みまで冷間圧延し、その後溶体化熱処理し、焼入れし、Ｔ４質別まで自然時効させた。これを６０１６−Ｔ４と呼ぶ。
【００５１】
冷間圧延の後にさらなる処理なく取出した製品を、６０１６−ＣＷと呼ぶ。
【００５２】
冷間圧延後に、焼鈍Ａ１またはＡ２を行なって得た製品を、それぞれ６０１６−ＣＷ−Ａ１および６０１６−ＣＷ−Ａ２と呼ぶ。
【００５３】
いくつかの製品の機械的特性を、長手横断（ＬＴ）方向で測定し、下表２で提示する。
【００５４】
【表２】
2019525993.tif 000004
【００５５】
アルミニウム合金のスタンピング能力および成形性を、図２に例示される非対称クロスダイ試験を用いて評価した。
【００５６】
前記試験は、厚み約１ｍｍのブランク試料を位置付けし、ブランクホルダ内部にブランクのフランジを維持し、ブランクに対し３０バールのブランクホルダ圧力を加える油圧プレスを用いてブランクに対して２２０ｍｍ×１６０ｍｍの非対称クロスダイパンチレイアウトを適用することにより得られた最大絞り深さを測定することからなる。
【００５７】
局所的フラッシュ焼鈍を、伝導によって（図４）、すなわち１回以上の作業の中で、２０、３０または４０ｍｍ輪郭幅の加熱された板５２とブランクを接触させることによって実現した。加熱システム５１の温度は、ブランク上の約４００℃の温度に対応する４７０℃に設定した。ブランクは、最高５０℃の初期温度を有する絶縁体５３上に置かれた。持続時間を１パスあたり２０秒に設定した。その後、各パス毎にブランクを水焼入れした。
【００５８】
ブランクのフランジ部分のフラッシュ焼鈍条件を表３に示す。フランジ処理済み領域の幅は、ｍｍ単位で示されている。試料１は、２０、３０および４０ｍｍの輪郭幅について３回フラッシュ焼鈍し、一方試料２は、３０ｍｍの輪郭幅について１回処理した。フランジ部分は、試料１〜４についてフラッシュ焼鈍の後、少なくとも部分的に再結晶した。
【００５９】
【表３】
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【００６０】
絞り深さの結果は、図３に示されている。
【００６１】
冷間圧延後で焼鈍前の冷間加工済み試料（ＣＷ）は、低い成形性を有し、最大絞り深さは約１２ｍｍであった。焼鈍後（ＣＷ−Ａ１）、絞り深さは約１５ｍｍまでわずかに改善され、より優れた成形性に寄与した。
【００６２】
本発明のプロセスにしたがって得た試料は全て、６０１６−ＣＷ−Ａ１などの焼鈍のみの試料に比べて改善された絞り加工能力を示した。
【００６３】
２０、３０および４０ｍｍ幅の接触板を用いた３回の局所的フラッシュ焼鈍加熱を適用することによって得られた試料１は、ＡＡ６０１６−Ｔ４の絞り深さ能力に匹敵する絞り深さ能力を示した。
【００６４】
局所的にフラッシュ焼鈍された処理対象部分は、フランジ部域に制限され、スタンプ加工製品から除去され切断されることから、スタンプ加工製品は、同じ冶金学的質別のアルミニウム合金のみで構成されている。このことは、成形性と機械的強度の優れたバランスの達成を可能にするため、極めて有利であることが判明する。
【００６５】
本発明の方法は、概して従来の手段を使用してスタンプ加工するには複雑すぎる、成形性と強度のバランスがより高いアルミニウムシート製品を成形するための工業的に実行可能なプロセスであると思われる。方法は従って、概して成形性と強度の良好なバランスが求められる自動車の利用分野について特に有望である。
【実施例２】
【００６６】
本発明に係る２つのアルミニウム合金組成（１および２）を鋳造した。これらの組成は、下表４に重量％単位で詳しく記されている。
【００６７】
【表４】
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【００６８】
鋳造したインゴットを次にスカルピングし、１時間５８０℃で（５８０と呼ぶ）または８時間５００℃で（５００と呼ぶ）均質化し、熱間圧延し、溶体化熱処理し、焼入れし、５０％または７５％のいずれかの冷間加工で厚み１．５ｍｍまで冷間圧延した。１．５ｍｍのシートを１７０℃で１５分間焼鈍し、ブランクの形に切断した。
【００６９】
５８０℃で１時間均質化した試料について異なる焼鈍条件を試験することによって、焼鈍条件を規定した。ブランクを１７０℃で１５分間加熱すると、本発明の好ましい実施形態に係る強度および伸びが得られ、５０％の冷間加工について、ＬＴ方向でのＡ％の増加は３３％、ＬＴ方向での引張降伏強度の減少は２％とわずかであった。結果を、表５に示す。
【００７０】
【表５】
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【００７１】
スタンピングプロセス中ダイ内部に置かれるフランジ部域を軟化させる目的で、ブランクを、フランジの一部分の上で局所的にフラッシュ焼鈍した。約４００℃の局所的ブランク温度を得るため約４５０℃で加熱されたアルミニウムの接触板を用いて、伝導により局所的フラッシュ焼鈍を実現した。
【００７２】
フラッシュ焼鈍は、以下に説明する条件を用いて１ステップまたは３ステップで行なった：
＃１：１ステップ：幅４０ｍｍのレイアウトを用いて２０秒間、その後水焼入れした。
＃３：３ステップ：幅２０、３０および４０ｍｍのレイアウトを用いて各々２０秒間、各ステップ後に水焼入れを行なった。
＃０：５０％の冷間加工を受けた基準試料には、局所的フラッシュ焼鈍を施さなかった。
【００７３】
ブランクの硬度特性を、５ｋｇのおもりを用いてヴィッカース装置で測定した。
【００７４】
これらの測定により、スタンピング前のブランクの特性勾配を特徴付けすることができる。
【００７５】
フランジの硬質で未改質の中心部分と軟質で再結晶した部分によって特徴付けられる、短い熱処理後の明確に定義された明瞭な特性勾配を得ることができた（図５および図６）。図５および６において、試料は以下の形で言及されている：組成−均質化−冷間加工−フラッシュ焼鈍。
【００７６】
これらの測定値はしたがって、本発明に係る局所的フラッシュ焼鈍が、ブランクのフランジの一部分を少なくとも部分的に再結晶させることによってブランクの特性勾配を制御するのに好適である、ということを実証している。
【００７７】
クロスダイ試験を用いて、成形性を測定した。以下の２つのタイプのブランクを使用した：
大型ブランク：楕円形ブランク  ３２０×２９０ｍｍ×ｍｍ
小型ブランク：楕円形ブランク  ２８０×２５０ｍｍ／ｍｍ（加熱部域：幅４０ｍｍではなく２０ｍｍ）
【００７８】
５８０℃での均質化および５０％の冷間加工を行なった組成１の最大絞り深さは、局所的フラッシュ焼鈍の後１２ｍｍから最高２５ｍｍまで改善する（図７）。
【００７９】
得られた最大絞り深さが例えばＡＡ６０１６−Ｔ４アルミニウム合金よりも低い場合でも、測定された機械的強度（ＴＹＳ＞２００ＭＰａ）は極めて高く、遥かに高強度の製品を結果としてもたらし、最終的にはこの製品のゲージを下げて、より軽量の製品を達成することが可能である。
【００８０】
いくつかの試料にはさらに、塗装焼付処理をシミュレートするため１８０℃で２０分間の温度処理を加えた。ブランクの中心部分からの試料を機械的に試験した。結果を表６に示す。
【００８１】
【表６】
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【符号の説明】
【００８２】
１  ブランク
２  パンチ
３  ブランクホルダ
４  ダイ
１１  フランジ
１２  ブランクの残りの部分
５１  加熱システム
５２  加熱板、接触板
５３  絶縁体
１１１  フランジの再結晶部分
１１２  フランジの未再結晶部分
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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