【手続補正書】
【提出日】平成21年10月27日(2009.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶方位の異なる結晶粒で構成されるアルミニウム材料であって、前記結晶粒が、Ｂｒａｓｓ方位結晶粒、Ｃｏｐｐｅｒ方位結晶粒、及び残部が他方位結晶粒からなり、各結晶粒の方位として、Ｂｒａｓｓ方位の結晶粒の占有率が０．２から０．４、Ｃｏｐｐｅｒ方位の結晶粒の占有率が０．０５から０．１、且つこれらの方位の総占有率が０．２５から０．５であり、残部がその他の結晶方位の結晶粒であり、５０ｍｍの張出し高さで張出し表面上に割れを生じない板成形性を有し、且つ、ヘム曲げ性における曲げ表面上の割れが生じない範囲が、曲げ半径／板厚の比で０．５以下のヘム曲げ性を有するアルミニウム材料で、前記アルミニウム材料が、Ｍｇを０．２５から１．０ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．５から１．３ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるアルミニウム合金であることを特徴とするアルミニウム材料。
【請求項２】
前記ヘム曲げ性における曲げ表面上の割れが生じない範囲が、曲げ半径／板厚の比で０．２５以下のヘム曲げ性を有するアルミニウム材料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材料。
【請求項３】
前記のアルミニウム材料が、さらにＣｕを０．１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎを０．０６ｍａｓｓ％以下及びＦｅを０．２０ｍａｓｓ％以下含む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材料。
【請求項４】
前記のアルミニウム材料が、さらにＶ及びＺｒを０．２ｍａｓｓ％以下含む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材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム材料を用いた自動車部材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このような状況において、本発明者は、結晶粒の結晶方位分布がヘム曲げ性、板成形性に与える影響を検討した結果、ヘム曲げ性及び板成形性を高レベルで両立できる本発明を見出した。
本発明は、ヘム曲げ性及び板成形性を高レベルで両立できるアルミニウム材料を提供することを課題とするものである。
具体的には、アルミニウム材料を構成する結晶粒が示す結晶方位のうち、Ｂｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位の両者の割合を制御することで、ヘム曲げのような峻烈な曲げ性やプレス成形のような板成形性の両特性に優れたアルミニウム材料を提供することを課題とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明では、Ｃｕｂｅ方位、Ｂｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位のうち、Ｂｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位を対象として評価した。Ｃｕｂｅ方位とは（１００）＜００１＞方位、Ｂｒａｓｓ方位は（０１１）<２１１>方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位は（１１２）<１１１>方位に結晶が配向しているものを表すものとする。なお、実際の板材の方位は、前記Ｃｕｂｅ方位、Ｂｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位のそれぞれの理想方位からはずれを生じるために、Ｃｕｂｅ方位、Ｂｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位の各結晶の理想方位を基準に、各結晶の理想方位から５度ずれた範囲までの結晶方位もそれぞれＣｕｂｅ方位、Ｂｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位に含まれるものとする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題は以下の技術的手段によって解決された：
（１）結晶方位の異なる結晶粒で構成されるアルミニウム材料であって、前記結晶粒が、Ｂｒａｓｓ方位結晶粒、Ｃｏｐｐｅｒ方位結晶粒、及び残部が他方位結晶粒からなり、各結晶粒の方位として、Ｂｒａｓｓ方位の結晶粒の占有率が０．２から０．４、Ｃｏｐｐｅｒ方位の結晶粒の占有率が０．０５から０．１、且つこれらの方位の総占有率が０．２５から０．５であり、残部がその他の結晶方位の結晶粒であり、５０ｍｍの張出し高さで張出し表面上に割れを生じない板成形性を有し、且つ、ヘム曲げ性における曲げ表面上の割れが生じない範囲が、曲げ半径／板厚の比で０．５以下のヘム曲げ性を有するアルミニウム材料で、前記アルミニウム材料が、Ｍｇを０．２５から１．０ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．５から１．３ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるアルミニウム合金であることを特徴とするアルミニウム材料。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（２）前記ヘム曲げ性における曲げ表面上の割れが生じない範囲が、曲げ半径／板厚の比で０．２５以下のヘム曲げ性を有するアルミニウム材料であることを特徴とする（１）に記載のアルミニウム材料。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（３）前記のアルミニウム材料が、さらにＣｕを０．１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎを０．０６ｍａｓｓ％以下及びＦｅを０．２０ｍａｓｓ％以下含むことを特徴とする（１）または（２）に記載のアルミニウム材料。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（４）前記のアルミニウム材料が、さらにＶ及びＺｒを０．２ｍａｓｓ％以下含むことを特徴とする（１）または（２）に記載のアルミニウム材料、および
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
（５）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のアルミニウム材料を用いた自動車部材。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
以下に上記技術的手段を詳細に説明する。
上記技術的手段は、アルミニウム材料を構成する結晶粒が示す結晶方位のうち、Ｂｒａｓｓ方位、及びＣｏｐｐｅｒ方位の割合を制御して適正化することにより、ヘム曲げのような峻烈な曲げやボディプレス成形のような板成形の両者を高レベルで満足する材料を見出したもので、例えば、Ｂｒａｓｓ方位結晶粒の占有率が０．２〜０．４、Ｃｏｐｐｅｒ方位結晶粒の占有率が０．０５〜０．１で、且つＢｒａｓｓ方位、Ｃｏｐｐｅｒ方位の結晶方位の総占有率が０．２５から０．５であることを満たすアルミニウム材料において、良好な曲げ性及び板成形性を示す。
以下に、アルミニウム材料を構成する結晶粒の各結晶方位の占有率と両特性の関係について述べる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
第一に、Ｂｒａｓｓ方位結晶粒の占有率が高いと、Ｃｕｂｅ方位結晶粒の占有率が高い場合とは反対に板成形性を良好にする。しかしながら、Ｂｒａｓｓ方位結晶粒がヘム曲げ性に及ぼす影響については判っておらず、更にその占有率の影響に関しても不明であった。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
そこで、上記技術的手段では、Ｂｒａｓｓ方位結晶粒の占有率のヘム曲げ及び板成形に及ぼす影響を精査した結果、その占有率の範囲を０．２〜０．４としたものである。Ｂｒａｓｓ方位結晶粒の占有率を０．２〜０．４とすることによりヘム曲げ及び板成形の両者を高いレベルで獲得することができるものである。この範囲を外れる材料では、ヘム曲げ或いは板成形のどちらか一方が優れるか、両者ともに低レベルとなってしまう。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
第二に、Ｃｏｐｐｅｒ方位結晶粒の占有率は０．０５〜０．１である。このように限定した理由は、Ｃｏｐｐｅｒ方位結晶粒は、板成形に対して、Ｂｒａｓｓ方位結晶粒と同様の働きを示すことが知られているが、上記技術的手段では、もう一つの効果として、このＣｏｐｐｅｒ方位結晶粒が、前記占有率の割合で存在することで、ヘム曲げ性及び板成形の両者のレベルを引き上げる効果を示すことを見出したもので、Ｃｕｂｅ方位結晶粒とＢｒａｓｓ方位結晶粒の両者の緩衝材として働くのではないかと予想される。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
前記、Ｍｇ及びＳｉの他に、Ｃｕ，Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉなどが添加されても良い。Ｃｕの添加は強度、延性、脱脂性、化成処理性などを高め、Ｚｎの添加は、脱脂性や化成処理性を高め、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒの添加は結晶粒の微細化を促し、曲げ加工性をよくする働きを示すが、これらの元素を過剰に添加されると耐食性の低下や延性の低下を招く。
Ｃｕ，Ｚｎの添加は、前記のようにいずれの元素も０．１ｍａｓｓ％以下の範囲であれば実用上問題ないが、強度、延性、脱脂性、化成処理性と耐食性や延性とのバランスを考慮して１ｍａｓｓ％以下のレベルにその上限を適宜決定することもできる。特に、板材の耐食性を高めるには、Ｚｎの添加を０．３ｍａｓｓ％以下とするのが好ましい。
また、結晶粒の微細化を促し、曲げ加工性をよくするＭｎ、Ｃｒ，Ｔｉの添加量は、Ｍｎは０．０６ｍａｓｓ％以下にする必要があり、ＴｉやＣｒでは０．１ｍａｓｓ％以下にするのが好ましい。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
前記元素の他に、不純物として含まれるＦｅは、Ｍｇ２Ｓｉ化合物より硬い晶出物を形成してしまい、周囲に大きなひずみを形成して割れの伝播を助長することから、Ｆｅ量は０．２０ｍａｓｓ％以下にすることが好ましい。さらに、結晶粒微細化等の目的で、Ｖ、Ｚｒなどを必要に応じて、０．２０ｍａｓｓ％以下の範囲で含むこともできる。Ｖ、Ｚｒ添加量は、０．２０ｍａｓｓ％以下の範囲では、ヘム曲げ性やプレス成形性等の板成形性に影響がないが、耐食性や延性などを考慮すると０．１ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
（実施例１）
Ｍｇを０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．９ｍａｓｓ％、Ｍｎを０．０６ｍａｓｓ％、Ｆｅを０．０７ｍａｓｓ％、Ｃｕを０．１０ｍａｓｓ％、Ｚｎ、Ｔｉ，Ｃｒはいずれも０．０５ｍａｓｓ％以下含み、残部ＡｌからなるＡｌ合金を常法により厚み５００ｍｍのインゴットに溶解鋳造し、このインゴットを５４０℃、６時間の均質化処理後、開始温度５００℃、終了温度２００℃の条件下で熱間圧延して厚み１０ｍｍの熱間圧延板を得た。次に、この熱間圧延板を、２０％、３０％、５０％、７０％、９０％の仕上げ加工率で厚み１ｍｍの仕上げ素板になるような所定厚みに冷間圧延した。なお、仕上げ冷間加工率が９０％の試料に関しては、厚み１０ｍｍの熱間圧延板から直接厚み１ｍｍの仕上げ素板を得た。
次に、この所定厚みの冷間圧延板を３２５℃、２時間の条件で焼鈍し、仕上げ冷間圧延を施し、厚み１ｍｍの仕上げ素板を作製した。この仕上げ素板に連続焼鈍炉を用いた５００℃の溶体化処理と、１００℃、２４時間の安定化処理を施して供試材とした。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
2008144279.tif 000001
表１から明らかなように、各結晶方位が本技術的手段の範囲内の供試材Ｎｏ．２からＮｏ．４では、ヘム曲げ加工性および板成形性共に良好であるのに対して、Ｃｕｂｅ方位の占有率割合が低く、Ｂｒａｓｓ方位の占有率割合が多い供試材Ｎｏ．１０では、両特性共に優れず、殆どの結晶粒がＣｕｂｅ方位を示す供試材Ｎｏ．１１では、ヘム曲げ加工性には優れるが、反面板成形性が劣っていることがわかる。すなわち、前記（３）項を満足する優れた材料が得られることが判る。
なお、Ｍｇを０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．９ｍａｓｓ％のみを添加し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる材料を実施例１と同様の工程で製造したところ、前記（１）項を満足する優れた材料が得られた。また、Ｆｅ添加量のみを０．２５ｍａｓｓ％に変更した材料と、Ｆｅ添加量を０．２５ｍａｓｓ％、Ｃｕ添加量を０．１５ｍａｓｓ％と変更した材料を実施例１と同様の工程で、同様の試作材を製造したところ、両者とも、前記（１）項を満足する優れた結果が得られた。さらに、実施例１の材料に、Ｖ，Ｚｒをともに０．１５ｍａｓｓ％添加した材料と、Ｖ，Ｚｒをともに０．０８ｍａｓｓ％添加した材料を実施例１と同様の工程で、同様の試作材を製造したところ、両者とも、前記（４）項を満足する優れた結果が得られた。