(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．２％〜２．０％（質量％、以下同じ）、Ｍｇ：０．２％〜１．５％、Ｆｅ：０．２５％以下を含有し、さらにＣｕ：１．０％以下、Ｚｎ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：０．００５％以下の１種又は２種以上を含有し、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなり、
最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向のランクフォード値が全て０．４以下であることを特徴とするプレス成形用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、プレス成形性に優れ、特に自動車ボディパネル等の自動車部品に適したプレス成形用アルミニウム合金板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム合金板をプレス成形する際には、プレス成形の種類（例えば、深絞成形性、張出成形性、曲げ加工性等）に応じてアルミニウム合金板の集合組織等を制御し、成形性を向上させることが提案されている。
例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の集合組織において、少なくともＣｕｂｅ方位の方位密度をプレス成形の種類に応じて制御することにより、該プレス成形性に合わせた改善を行うことができることが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、自動車ボディパネル等のプレス成形は、上述のプレス成形の種類が複合化されている。そのため、自動車ボディパネルをプレス成形する際の成形性を改善するためには、材料の等二軸変形、平面ひずみ変形、及び一軸変形での破断限界を改善すること（破断限界ひずみを向上させること）が必要である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１９７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、等二軸変形、平面ひずみ変形、及び一軸変形での破断限界を高めて、プレス成形に適したプレス成形用アルミニウム合金板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ｓｉ：０．２％〜２．０％（質量％、以下同じ）、Ｍｇ：０．２％〜１．５％、Ｆｅ：０．２５％以下を含有し、さらにＣｕ：１．０％以下、Ｚｎ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：０．００５％以下の１種又は２種以上を含有し、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなり、最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向のランクフォード値が全て０．４以下であることを特徴とするプレス成形用アルミニウム合金板にある（請求項１）。
上記ランクフォード値は、値が大きいほど、深絞り性に優れることが知られているが、プレス成形性に重要となる張り出し成形性や曲げ加工性に関しては、十分解明されていない。そこで発明者らは鋭意研究した結果、最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向の全ての方向のランクフォード値をあえて０．４以下とすることにより、プレス成形時に均一変形し易くなることを明らかにした。これにより、後述する実施例から知られるように、プレス成形性を改善するために必要な、材料の等二軸変形、平面ひずみ変形、及び一軸変形での破断限界を改善することができる。
このように、本発明によれば、等二軸変形、平面ひずみ変形、及び一軸変形での破断限界を高めて、プレス成形に適したプレス成形用アルミニウム合金板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のプレス成形用アルミニウム合金板は、上述したように、最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向のランクフォード値が全て０．４以下である。
上記３方向のランクフォード値のいずれか一つでも０．５を超える場合には、上記各変形での破断限界が低下し、成形性が劣化するという問題がある。
また、上記プレス成形用アルミニウム合金板は、最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向のランクフォード値が全て０．４以下であることが好ましい。
【０００８】
上記ランクフォード値とは、アルミニウム合金板に引張応力を加えて変性させた場合に生ずる、板幅方向と板厚方向の歪の比である。ランクフォード値は、その値が大きいほど、板厚の減少に対する板幅の減少が大きいため、深絞り性が向上する。上記ランクフォード値（ｒ値）は下記の一般式より求めることができる。
ｒ値＝（引張試験片の板幅方向の対数歪）／（引張試験片の板厚方向の対数歪）
【０００９】
また、上記プレス成形用アルミニウム合金板の製造方法は、得られるプレス成形用アルミニウム合金板が最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向のランクフォード値が全て０．５以下であれば、特に限定されないが、例えば、アルミニウム合金からなる鋳塊に対して熱間圧延を施し、続いて、熱間圧延の圧延方向に対して９０°方向で冷間圧延を行って、更に、溶体化処理、焼入れを行い、その後、熱処理を行う方法が挙げられる。
【００１０】
ただし、上記プレス成形用アルミニウム合金板が後述のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金からなる場合には、ベークハード性を付与するためにＴ４調質で使用されることが多い。
ベークハード性を向上させるためには焼入れ処理後速やかに予備時効（６０〜１３０℃で１〜３ｈ）を行うことが有効である。本発明では、ランクフォード値が変化しない限り予備時効の有無は問題とはならない。
また、製造方法については、今後の種々の方法が開発されると考えられ、上記ランクフォード値特性を具備する限り、特定の方法に限定する必要はない。
【００１１】
また、上記プレス成形用アルミニウム合金板は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金からなる。これにより、特にベークハード性を必要とする自動車ボディパネルに好適な材料とすることができる。
【００１２】
また、上記プレス成形用アルミニウム合金板は、Ｓｉ：０．２％〜２．０％（質量％、以下同じ）、Ｍｇ：０．２％〜１．５％、Ｆｅ：０．２５％以下を含有し、さらにＣｕ：１．０％以下、Ｚｎ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：０．００５％以下の１種又は２種以上を含有し、残部はアルミニウム及び不可避的不純物からなる。
Ｓｉは、ベークハード性を得るために必要であり、Ｍｇ2Ｓｉ等のＭｇ−Ｓｉ系化合物を形成して強度を高めるよう機能する。
【００１３】
Ｓｉの含有量が０．２％未満の場合には、１５０℃〜２００℃の範囲内で１０〜６０分保持する熱処理で十分なベークハード性を得ることができないおそれがある。一方、Ｓｉの含有量が２．０％を超える場合には、成形加工時の耐力が高くなり、離型により材料の弾性変形分が形状回復（弾性回復）するスプリングバックが大きくなるおそれがある。
Ｓｉの含有量は、更に好ましくは０．８〜１．２％である。
【００１４】
Ｍｇは、上述のＳｉと同様にベークハード性を得るために必要であり、Ｍｇ2Ｓｉ等のＭｇ−Ｓｉ系化合物を形成して強度を高めるよう機能する。
Ｍｇの含有量が０．２％未満の場合には、１５０℃〜２００℃の範囲内で１０〜６０分保持する熱処理で十分なベークハード性を得ることができないおそれがある。一方、Ｍｇの含有量が１．５％を超える場合には、ランクフォード値が大きくなり易く、成形性が劣化する。Ｍｇの含有量は、更に好ましくは０．３〜０．７％である。
【００１５】
また、上記プレス成形用アルミニウム合金板は、上述したごとく、さらにＣｕ：１．０％以下、Ｚｎ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｂ：０．００５％以下の１種又は２種以上を含有する。
【００１６】
Ｃｕは、強度を高め、成形性を向上させるよう機能する。Ｃｕの含有量が１．０％を超える場合には、耐食性を劣化させるおそれがある。Ｃｕの含有量は、更に好ましくは０．３％以下である。
Ｚｎは、表面処理時のリン酸亜鉛処理性を向上させるよう機能する。Ｚｎの含有量が０．５％を超える場合には、耐食性が劣化するおそれがある。
【００１７】
Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒは、強度を高め、結晶粒を微細化して成形加工時の肌荒れを防止するよう機能する。Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒの含有量が上述の範囲を超える場合には、ランクフォード値が大きくなり易く、成形性が劣化するおそれがある。
Ｔｉ、Ｂは、鋳造組織を微細化して成形性を向上させるよう機能する。Ｔｉ、Ｂの含有量が、上述の範囲を超える場合には、ランクフォード値が大きくなり易く、成形性が劣化するおそれがある。
【実施例】
【００１８】
（実施例１）
本例は、本発明のプレス成形用アルミニウム合金板にかかる実施例及び比較例として、プレス成形用アルミニウム合金板（試料Ｅ１〜試料Ｅ７、及び試料Ｃ１〜試料Ｃ７）を製造した。これらの実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、これを詳説する。
【００１９】
上記プレス成形用アルミニウム合金板の製造方法について説明する。
まず、表１に示す組成を有し、残部が不可避的不純物とアルミニウムとからなる鋳塊（合金Ａ〜合金Ｇ）をＤＣ鋳造法（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｈｉｌｌ  Ｃａｓｔｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）と呼ばれる半連続鋳造方法により造塊した。得られた鋳塊に対し５４０℃で８時間の均質化処理を行った後、室温まで冷却した。
【００２０】
【表１】
0005247071.tif 000002
【００２１】
そして、上記鋳塊を４２５℃まで再加熱して熱間圧延を開始し、厚さ４．０ｍｍの熱間圧延板を得た。熱間圧延の終了温度は２５０℃とした。
続いて、図１（ａ）に示すように、熱間圧延方向（矢印Ａ）に対して０°方向（矢印Ｂ）、あるいは図１（ｂ）に示すように、熱間圧延方向（矢印Ｃ）に対して９０°方向（矢印Ｄ）で冷間圧延を行って１．０ｍｍの冷間圧延板とした。
【００２２】
更に、５５０℃で２０秒の溶体化処理を行い、３０℃／ｓの冷却速度で室温まで焼入れした。これにより、プレス成形用アルミニウム合金板（試料Ｅ１〜試料Ｅ７、及び試料Ｃ１〜試料Ｃ７）を得た。
表２に、上記試料Ｅ１〜試料Ｅ７、及び試料Ｃ１〜試料Ｃ７について、用いた合金の種類、熱間圧延方向に対する冷間圧延方向を示す。
【００２３】
【表２】
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【００２４】
次に、上記試料Ｅ１〜試料Ｅ７、及び試料Ｃ１〜試料Ｃ７について、最終熱処理から７日後に以下の方法で、ランクフォード値、成形性の評価を行った。結果を表２に併せて示す。
【００２５】
＜ランクフォード値＞
ランクフォード値は、最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向のＪＩＳ５号試験片を採取し、公称ひずみ０及び０．１５のときの伸び、幅変位より算出した。表２には、上記３方向の最大のランクフォード値を示した。例えば、試料Ｅ１において、最終圧延方向に対して０°方向のランクフォード値は０．３３、最終圧延方向に対して４５°方向のランクフォード値は０．３８、最終圧延方向に対して９０°方向のランクフォード値は０．３６であった。そのため、表２の試料Ｅ１の３方向の最大ランクフォード値には、４５°方向のランクフォード値を示した。
【００２６】
＜成形性＞
成形性は、等二軸変形、平面ひずみ変形、及び一軸変形の破断限界ひずみを測定することにより評価した。
（等二軸変形）
等二軸変形の破断限界ひずみは、φ６．３５ｍｍのスクライブドサークルを転写したブランクを用い、パンチ径：φ５０ｍｍ、成形速度：２ｍｍ／ｓ、ブランクサイズ：１００ｍｍ×１００ｍｍの成形条件にて成形試験を行った後、破断限界ひずみの測定を行った。
潤滑剤として、高粘度鉱油を両面に塗布したビニールシートを、パンチとブランクの間に挿入して用いた。
破断限界は０．４０以上を合格とし、０．４０未満を不合格とした。
【００２７】
（平面ひずみ変形）
平面ひずみ変形は、上記等二軸変形の破断限界ひずみ測定方法の、潤滑剤を変更し、低粘度鉱油をブランクに塗布して行った。その他の成形条件は上記等二軸変形の破断限界ひずみ測定方法と同様にして行った。
破断限界は０．３０以上を合格とし、０．３０未満を不合格とした。
【００２８】
（一軸変形）
一軸変形での破断限界ひずみは、φ６．３５ｍｍのスクライブドサークルを転写したＪＩＳ５号試験片を用い、引っ張り試験を行った後、破断限界ひずみの測定を行った。
破断限界は０．４０以上を合格とし、０．４０未満を不合格とした。
また、引張強さ、耐力、伸びを併せて示す。
（評価）
成形性は、等二軸変形、平面ひずみ変形、一軸変形のいずれにおいても合格である場合を合格（評価○）とし、いずれか一つでも不合格がある場合を不合格（評価×）とした。
【００２９】
表２より知られるごとく、実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ７は、最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向のランクフォード値が全て０．５以下であった。
そして、上記試料Ｅ１〜試料Ｅ７は、成形性及び引張強さ、耐力、伸びについても良好な結果を示した。
これにより、本発明によれば、等二軸変形、平面ひずみ変形、及び一軸変形での破断限界を高めて、プレス成形に適したプレス成形用アルミニウム合金板を得ることができる。
【００３０】
また、比較例としての試料Ｃ１〜試料Ｃ７は、最終圧延方向に対して０°方向、４５°方向、９０°方向のランクフォード値のうち、少なくとも一つが０．５以上であった。そのため、等二軸変形、かつ平面ひずみ変形、及び一軸変形のいずれの破断限界ひずみも低く、成形性が不合格であった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１における、熱間圧延方向に対する冷間圧延方向を示す説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１  プレス成形用アルミニウム合金板
【図１】
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