(57)【要約】【課題】焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板であって，ベークハード効果を得ることが可能であると共に比較的製造コストの安価な前記Ａｌ合金板を提供する。【解決手段】ＳｉおよびＭｇを含有し，残部が不可避不純物を含むＡｌであるＡｌ合金板であって，Ｍｇ２  Ｓｉ量を０．５０ｗｔ％≦Ｍｇ２  Ｓｉ≦１．００ｗｔ％に設定すべく，直交座標のｘ軸にｗｔ％にてＳｉ含有量を，またｙ軸にｗｔ％にてＭｇ含有量をそれぞれとったとき，ＳｉおよびＭｇ含有量を，Ａ点（０．１８，０．３１），Ｂ点（１．３，０．３１），Ｃ点（１．３，０．６４），Ｄ点（０．３７，０．６４），Ｅ点（０．３７，１．０），Ｆ点（０．１８，１．０）およびＡ点（０．１８，０．３１）を順次結んで形成される図形の範囲内に設定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉおよびＭｇを含有し，残部が不可避不純物を含むＡｌであるＡｌ合金板であって，直交座標のｘ軸にｗｔ％にてＳｉ含有量を，またｙ軸にｗｔ％にてＭｇ含有量をそれぞれとったとき，ＳｉおよびＭｇ含有量が，Ａ点（０．１８，０．３１），Ｂ点（１．３，０．３１），Ｃ点（１．３，０．６４），Ｄ点（０．３７，０．６４），Ｅ点（０．３７，１．０），Ｆ点（０．１８，１．０）およびＡ点（０．１８，０．３１）を順次結んで形成される図形の範囲内に設定されることを特徴とする，焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板。
【請求項２】
必須化学成分としてＳｉおよびＭｇを含有し，また選択化学成分としてＦｅ，Ｔｉ，ＢおよびＣｒの少なくとも一種を含有し，残部が不可避不純物を含むＡｌであるＡｌ合金板であって，直交座標のｘ軸にｗｔ％にてＳｉ含有量を，またｙ軸にｗｔ％にてＭｇ含有量をそれぞれとったとき，ＳｉおよびＭｇ含有量が，Ａ点（０．１８，０．３１），Ｂ点（１．３，０．３１），Ｃ点（１．３，０．６４），Ｄ点（０．３７，０．６４），Ｅ点（０．３７，１．０），Ｆ点（０．１８，１．０）およびＡ点（０．１８，０．３１）を順次結んで形成される図形の範囲内に設定され，Ｆｅ含有量は０．２ｗｔ％≦Ｆｅ≦０．６ｗｔ％に，Ｔｉ含有量は０．０１ｗｔ％≦Ｔｉ≦０．２ｗｔ％に，Ｂ含有量は０．０００５ｗｔ％≦Ｂ≦０．０５ｗｔ％に，Ｃｒ含有量は０．０３ｗｔ％≦Ｃｒ≦０．２ｗｔ％にそれぞれ設定されることを特徴とする，焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板。
【請求項３】
必須化学成分として，Ｓｉ，ＭｇおよびＣｕを含有し，また選択化学成分としてＦｅ，Ｔｉ，ＢおよびＣｒの少なくとも一種を含有し，残部が不可避不純物を含むＡｌであるＡｌ合金板であって，直交座標のｘ軸にｗｔ％にてＳｉ含有量を，またｙ軸にｗｔ％にてＭｇ含有量をそれぞれとったとき，ＳｉおよびＭｇ含有量が，Ａ点（０．１８，０．３１），Ｂ点（１．３，０．３１），Ｃ点（１．３，０．６４），Ｄ点（０．３７，０．６４），Ｅ点（０．３７，１．０），Ｆ点（０．１８，１．０）およびＡ点（０．１８，０．３１）を順次結んで形成される図形の範囲内に設定され，またＣｕ含有量はＣｕ≦０．２ｗｔ％に設定され，さらにＦｅ含有量は０．２ｗｔ％≦Ｆｅ≦０．６ｗｔ％に，Ｔｉ含有量は０．０１ｗｔ％≦Ｔｉ≦０．２ｗｔ％に，Ｂ含有量は０．０００５ｗｔ％≦Ｂ≦０．０５ｗｔ％に，Ｃｒ含有量は０．０３ｗｔ％≦Ｃｒ≦０．２ｗｔ％にそれぞれ設定されることを特徴とする，焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＡｌ合金板，特に，焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のＡｌ合金板としては，例えば自動車外板，内板用Ａｌ合金板，各種機器の外装板，内装板用Ａｌ合金板等を挙げることができる。
【０００３】
従来，この種のＡｌ合金板としては，例えば６０００系合金より構成されたものが用いられている。このようなＡｌ合金板を用いる理由は，プレスによる成形加工時には低耐力でスプリングバックが小であるため成形性が良好であり，一方，焼付け塗装後においてはその焼付け乾燥時の熱によって所望の耐力と耐デント（ｄｅｎｔ）性を持つ，といったベークハード効果を期待し得るからである。
【０００４】
またプレスによる成形加工時に成形品にリジングマークと呼ばれる肌荒れが生じると，それは塗装後において明瞭に現出して製品の外観商品性を損うことになるので，これを回避すべく，所定の手段が講じられている（例えば，特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１８９８３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記のようなベークハード効果を得るためには，Ａｌ合金板の製造段階で均質化処理および熱間粗圧延，それに次ぐ熱間仕上圧延よりなる熱間圧延加工を行い，一方，リジングマークの発生を抑制するためには均質化処理条件および熱間圧延条件を厳密に設定すると共に中間焼鈍工程を採用して金属組織を制御しなければならず，したがって，従来技術においては製造工程が多く，また消費エネルギ量も大であって，Ａｌ合金板の製造コストの上昇は避けられない，という問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は，ベークハード効果を得ることができると共に比較的製造コストの安価な前記Ａｌ合金板を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため本発明によれば，ＳｉおよびＭｇを含有し，残部が不可避不純物を含むＡｌであるＡｌ合金板であって，直交座標のｘ軸にｗｔ％にてＳｉ含有量を，またｙ軸にｗｔ％にてＭｇ含有量をそれぞれとったとき，ＳｉおよびＭｇ含有量が，Ａ点（０．１８，０．３１），Ｂ点（１．３，０．３１），Ｃ点（１．３，０．６４），Ｄ点（０．３７，０．６４），Ｅ点（０．３７，１．０），Ｆ点（０．１８，１．０）およびＡ点（０．１８，０．３１）を順次結んで形成される図形の範囲内に設定される，焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板が提供される。
【０００８】
前記のようにＳｉおよびＭｇ含有量を設定すると，Ｍｇ２  Ｓｉ量を０．５０ｗｔ％≦Ｍｇ２  Ｓｉ≦１．００ｗｔ％にして，次のようなＡｌ合金板，つまり，プレスによる成形加工時には低耐力でスプリングバックを小にして成形性を良好にし，一方，焼付け塗装後においてはその焼付け乾燥時の熱によって所望の耐力と耐デント（ｄｅｎｔ）性を持つ，といったベークハード効果を得ることが可能であって，製品，つまり成形品の０．２％耐力を１４０ＭＰａ以上にし得るＡｌ合金板を提供することができる。ただし，Ｍｇ２  Ｓｉ量がＭｇ２  Ｓｉ＜０．５０ｗｔ％ではベークハード効果が減退し，一方，ＭｇＳｉ＞１．００ｗｔ％では高耐力となってプレスによる成形性が悪化し，またベークハード効果も低い。
【０００９】
また本発明によれば，必須化学成分としてＳｉおよびＭｇを含有し，また選択化学成分としてＦｅ，Ｔｉ，ＢおよびＣｒの少なくとも一種を含有し，残部が不可避不純物を含むＡｌであるＡｌ合金板であって，直交座標のｘ軸にｗｔ％にてＳｉ含有量を，またｙ軸にｗｔ％にてＭｇ含有量をそれぞれとったとき，ＳｉおよびＭｇ含有量が，Ａ点（０．１８，０．３１），Ｂ点（１．３，０．３１），Ｃ点（１．３，０．６４），Ｄ点（０．３７，０．６４），Ｅ点（０．３７，１．０），Ｆ点（０．１８，１．０）およびＡ点（０．１８，０．３１）を順次結んで形成される図形の範囲内に設定され，Ｆｅ含有量は０．２ｗｔ％≦Ｆｅ≦０．６ｗｔ％に，Ｔｉ含有量は０．０１ｗｔ％≦Ｔｉ≦０．２ｗｔ％に，Ｂ含有量は０．０００５ｗｔ％≦Ｂ≦０．０５ｗｔ％に，Ｃｒ含有量は０．０３ｗｔ％≦Ｃｒ≦０．２ｗｔ％にそれぞれ設定される，焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板が提供される。
【００１０】
前記のようにＳｉおよびＭｇ含有量を設定すると，前記同様の効果が得られ，またそのＳｉおよびＭｇ含有量において，Ｆｅ含有量等を前記のように設定すると，金属組織における結晶粒径ｄをｄ≦２０μｍにして，プレスによる成形加工においてリジングマークの発生を防止（または極力抑制）することができる。ただし，Ｆｅ等の含有量において，Ｆｅ＜０．２ｗｔ％であるか，Ｔｉ＜０．０１ｗｔ％であるか，Ｂ＜０．０００５ｗｔ％であるか，Ｃｒ＜０．０３ｗｔ％では結晶粒微細化効果の程度が低く，加工度にもよるが，リジングマークが発生し易くなる。一方，Ｆｅ＞０．６ｗｔ％であるか，Ｔｉ＞０．２ｗｔ％であるか，Ｂ＞０．０５ｗｔ％であるか，Ｃｒ＞０．２ｗｔ％では，粗大金属間化合物が晶出するためプレスによる成形性が低下する。Ｔｉは単独またはＢと組合せて使用される。
【００１１】
さらに本発明によれば，必須化学成分として，Ｓｉ，ＭｇおよびＣｕを含有し，また選択化学成分としてＦｅ，Ｔｉ，ＢおよびＣｒの少なくとも一種を含有し，残部が不可避不純物を含むＡｌであるＡｌ合金板であって，直交座標のｘ軸にｗｔ％にてＳｉ含有量を，またｙ軸にｗｔ％にてＭｇ含有量をそれぞれとったとき，ＳｉおよびＭｇ含有量が，Ａ点（０．１８，０．３１），Ｂ点（１．３，０．３１），Ｃ点（１．３，０．６４），Ｄ点（０．３７，０．６４），Ｅ点（０．３７，１．０），Ｆ点（０．１８，１．０）およびＡ点（０．１８，０．３１）を順次結んで形成される図形の範囲内に設定され，またＣｕ含有量はＣｕ≦０．２ｗｔ％に設定され，さらにＦｅ含有量は０．２ｗｔ％≦Ｆｅ≦０．６ｗｔ％に，Ｔｉ含有量は０．０１ｗｔ％≦Ｔｉ≦０．２ｗｔ％に，Ｂ含有量は０．０００５ｗｔ％≦Ｂ≦０．０５ｗｔ％に，Ｃｒ含有量は０．０３ｗｔ％≦Ｃｒ≦０．２ｗｔ％にそれぞれ設定される，焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板が提供される。
【００１２】
前記のようにＳｉおよびＭｇ含有量を設定し，またＦｅ含有量等を設定すると前記同様の効果が得られる。またＣｕの添加によってＡｌ合金板の強度を向上させることができる。ただし，Ｃｕ＞０．２ｗｔ％では耐食性が低下し，自動車外板用Ａｌ合金板としては不適当となる。
【００１３】
前記のように，ベークハード効果を得ることができ，またリジングマークの発生を抑制し得るといった特性は，主としてＡｌ合金板の組成に起因するものであるから，そのＡｌ合金板の製造には，急冷による金属組織の微細化効果を得ることが可能な連続鋳造を採用し，次いで冷間圧延および熱処理を順次行う，といった簡便な方法が適用可能であり，したがって，Ａｌ合金板の製造コストを安価にすることができる。
【００１４】
なお，前記組成のＡｌ合金板において，Ｆｅ含有量等が前記範囲に設定されていても，ＳｉおよびＭｇ含有量が前記範囲を逸脱している場合には，結晶粒径ｄがｄ＞２０μｍとなる傾向がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板，例えば自動車外板用Ａｌ合金板は，図１に示すように，ＳｉおよびＭｇを含有し，残部が不可避不純物を含むＡｌであるＡｌ合金板であって，直交座標のｘ軸にｗｔ％にてＳｉ含有量を，またｙ軸にｗｔ％にてＭｇ含有量をそれぞれとったとき，ＳｉおよびＭｇ含有量が，Ａ点（０．１８，０．３１），Ｂ点（１．３，０．３１），Ｃ点（１．３，０．６４），Ｄ点（０．３７，０．６４），Ｅ点（０．３７，１．０），Ｆ点（０．１８，１．０）およびＡ点（０．１８，０．３１）を順次結んで形成される図形の範囲内（点と点を結ぶ線を含む）に設定される。
【００１６】
またＡｌ合金板には，ＳｉおよびＭｇを必須化学成分として，それらの含有量を前記のように設定され，また選択化学成分としてのＦｅ，Ｔｉ，ＢおよびＣｒの少なくとも一種を含有し，Ｆｅ含有量は０．２ｗｔ％≦Ｆｅ≦０．６ｗｔ％に，Ｔｉ含有量は０．０１ｗｔ％≦Ｔｉ≦０．２ｗｔ％に，Ｂ含有量は０．０００５ｗｔ％≦Ｂ≦０．０５ｗｔ％に，Ｃｒ含有量は０．０３ｗｔ％≦Ｃｒ≦０．２ｗｔ％にそれぞれ設定されるＡｌ合金板も該当する。
【００１７】
さらにＡｌ合金板には，ＳｉおよびＭｇを必須化学成分として，それらの含有量を前記のように設定され，また選択化学成分としてのＦｅ，Ｔｉ，ＢおよびＣｒの少なくとも一種の含有量を前記のように設定され，さらに必須化学成分としてＣｕ含有量をＣｕ≦０．２ｗｔ％に設定されたＡｌ合金板も該当する。
【００１８】
前記Ａｌ合金板の製造に当っては，前記組成の溶湯を調製して連続鋳造法の適用下で板材を得る工程と，その板材に冷間圧延加工を施して冷延板を得る工程と，その冷延板に，溶体化処理および安定化熱処理を順次施す熱処理工程とが用いられる。熱処理後のＡｌ合金板には必要に応じて歪矯正加工が施される。
【００１９】
〔実施例Ｉ〕
表１はＡｌ合金の例１〜７の組成を示す。また例１〜７は，それらのＳｉおよびＭｇ含有量に基づいて図１にも表示されている。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
Ａ．Ａｌ合金板の製造
（１）Ａｌ合金の例１組成の溶湯を用いて連続鋳造法としてのＴＲＣ（Ｔｗｉｎ  Ｒｏｌｌ  Ｃａｓｔｅｒ）法の適用下で厚さ７ｍｍの板材を得た。
【００２２】
（２）板材に７パスの冷間圧延加工を施して厚さ１ｍｍの冷延板を得た。
【００２３】
（３）冷延板に，赤外線加熱方式の採用，処理温度  ５６０℃，処理時間  ３０秒間，ガス冷却の条件下での溶体化処理およびマッフル炉の採用，処理温度  １００℃，処理時間  ８時間の条件下での安定化熱処理を順次施す熱処理を行って熱処理済板を得た。
【００２４】
（４）熱処理済板に，矯正機を用いた歪矯正加工を施して，Ａｌ合金板の例１を得た。
【００２５】
次いで，Ａｌ合金の例２〜７組成の溶湯を用いて前記と同様の方法でＡｌ合金板の例２〜７を製造した。これらの例２〜７はＡｌ合金の例２〜４にそれぞれ対応する。
【００２６】
Ｂ．Ｍｇ２  Ｓｉ量の算出および結晶粒径ｄの測定
Ａｌ合金板の例１〜７についてＭｇ２  Ｓｉ量を算出し，また結晶粒径ｄの測定を行った。結晶粒径ｄの測定は，試験片を研摩し，次いで研摩面を顕微鏡にて偏光撮影し，その後，写真の画像解析を行う，といった順序で行われた。
【００２７】
Ｃ．Ａｌ合金板のベークハード効果
Ａｌ合金板の例１〜７から引張り試験用ＪＩＳ  ５号試験片を作製し，次いで，各試験片について引張り試験を行って０．２％耐力を求めた。また作製後の各試験片に，塗装後の焼付け乾燥を想定して，１８０℃，１時間の加熱，それに次ぐ空冷の加熱処理を施し，次いで各試験片について引張り試験を行って０．２％耐力を求めた。
【００２８】
表２は，Ａｌ合金板の例１〜７に関するＭｇ２  Ｓｉ量，加熱前，後の０．２％耐力（Ｐ１  ），（Ｐ２  ），ベークハード量（Ｐ２  ）−（Ｐ１  ）および結晶粒径ｄをそれぞれ示す。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
図２は，表２に基づいてＡｌ合金板の例１〜７におけるＭｇ２  Ｓｉ量と加熱前，後の０．２％耐力との関係をグラフ化したものである。図２から明らかなように，Ａｌ合金板の例１〜５の場合，加熱前においては低耐力であって成形性が良好であり，一方，Ｍｇ２  Ｓｉ量を０．５０ｗｔ％≦Ｍｇ２  Ｓｉ≦１．００ｗｔ％に設定したことから加熱後においては，ベークハード量を４１ＭＰａ以上にし，且つ０．２％耐力を１４０ＭＰａ以上に高め得る，といったベークハード効果を得ることができる。Ａｌ合金板の例６はＭｇ２  Ｓｉ＜０．５０ｗｔ％であることからベークハード効果が低く，またＡｌ合金板の例７はＭｇ２  Ｓｉ＞１．００ｗｔ％であることから加熱前における０．２％耐力が高いためプレスによる成形性が悪く，またベークハード効果も低い。一方，例１〜７においては，結晶粒微細化手段が講じられていないので，結晶粒径ｄがやや大となっている。
【００３１】
〔実施例ＩＩ〕
表３はＡｌ合金の例８〜１３の組成を示す。また例８〜１３は，それらのＳｉおよびＭｇ量に基づいて図１にも表示される。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
Ａｌ合金の例８〜１３を順次用い，実施例Ｉと同様の方法でＡｌ合金板の例８〜１３を製造した。これらの例８〜１３はＡｌ合金の例８〜１３にそれぞれ対応する。
【００３４】
次いで，Ａｌ合金板の例８〜１３について，前記同様の方法でＭｇ２  Ｓｉ量，結晶粒径ｄおよび０．２％耐力の測定を行った。
【００３５】
さらに，Ａｌ合金板の例８〜１３からそれぞれ直径８４ｍｍの円形ブランクを打抜き，次いで各ブランクにプレス絞り加工を施して，図３，４に示すように円錐形部１と，その周縁に連設されたフランジ部２とよりなる成形品３の例８〜１３を得た。これらの例８〜１３はＡｌ合金板の例８〜１３にそれぞれ対応する。各成形品３において，フランジ部２の外径ｄ１  は８４ｍｍ，円錐形部１の最大内径ｄ２  は４０ｍｍ，深さｈは１３ｍｍである。
【００３６】
その後，成形品３の例８〜１３に洗浄処理を施し，次いで溶剤系塗料（関西ペイント社製，商品名ＨＧ−３５０Ｅ）を用いた電着塗装を施し，その後，１８０℃，１時間の焼付け乾燥処理を施した。
【００３７】
成形品３の例８〜１３について，円錐形部１外表面におけるリジングマークの有無について目視検査を行った。表４は成形品（Ａｌ合金板）３の例８〜１３に関するＭｇ２  Ｓｉ量，加熱前，後の０．２％耐力（Ｐ１  ），（Ｐ２  ），ベークハード量（Ｐ２  ）−（Ｐ１  ），結晶粒径ｄおよびリジングマークの有無ならびにＭｇ２  Ｓｉ量を示す。
【００３８】
【表４】
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【００３９】
表３，４から明らかなように，例８〜１２のごとく，ＳｉおよびＭｇ含有量を前記のように特定した上で，選択化学成分であるＦｅ，Ｃｒ，ＴｉおよびＢを前記のように特定量含有させると，プレス絞り加工によるリジングマークの発生を防止して平滑な塗膜面を得ることができる。成形品３の例１３においてはリジングマークに起因して塗膜面が荒れていた。
【００４０】
また表１，２の例４と表３，４の例８とを比べると結晶粒の微細化に伴う強度の向上が認められ，また例８と例９とを比べると，Ｃｕによる強度向上効果が認められる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば，前記のように構成することによって，ベークハード効果を得ることが可能であると共に比較的製造コストの安価な，焼付け塗装を施される成形品を得るためのＡｌ合金板を提供することができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば，前記のように構成することによって，前記効果に加え，リジングマークの発生を防止し得る前記Ａｌ合金板を提供することができる。
【００４３】
請求項３記載の発明によれば前記効果に加え，強度の向上を図られた前記Ａｌ合金板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳｉおよびＭｇ含有量の関係を示すグラフである。
【図２】Ｍｇ２  Ｓｉ量と０．２％耐力との関係を示すグラフである。
【図３】成形品の斜視図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【符号の説明】
１……円錐形部
２……フランジ部
３……成形品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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