(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ：０．５〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．６ｗｔ％、鋳造組織微細化剤０．１０ｗｔ％以下を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物からなり、Ｆｅの固溶量が１０ｐｐｍ 以下、Ｍｎの固溶量が５００ｐｐｍ 以下に規制し、かつ２００〜３００℃における引張伸びが６５％以上であることを特徴とする温間成形性に優れたアルミニウム合金板。
【請求項２】
さらに、Ｍｇ：０．１〜０．６ｗｔ％、Ｃｕ：０．１〜０．５ｗｔ％およびＳｉ：０．１〜０．８ｗｔ％の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の温間成形性に優れたアルミニウム合金板。
【請求項３】
Ｆｅ：０．５〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．６ｗｔ％、鋳造組織微細化剤０．１０ｗｔ％以下を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を４５０〜６２０℃の温度に５時間以上保持して均質化処理し、次いで３５０℃以上の温度で熱間圧延を終了し、８０％以上の圧延率で冷間圧延し、３７０℃以上の温度に１時間以上保持する中間焼鈍し、７０％以上の圧延率で冷間圧延し、３５０℃以上の温度に１時間以上保持して最終焼鈍することを特徴とする温間成形性に優れたアルミニウム合金板の製造法。
【請求項４】
Ｆｅ：０．５〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．６ｗｔ％、鋳造組織微細化剤０．１０ｗｔ％以下を含有し、さらに、Ｍｇ：０．１〜０．６ｗｔ％、Ｃｕ：０．１〜０．５ｗｔ％およびＳｉ：０．１〜０．８ｗｔ％の１種または２種以上を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を４５０〜６２０℃の温度に５時間以上保持して均質化処理し、次いで３５０℃以上の温度で熱間圧延を終了し、８０％以上の圧延率で冷間圧延し、３７０℃以上の温度に１時間以上保持する中間焼鈍し、７０％以上の圧延率で冷間圧延し、３５０℃以上の温度に１時間以上保持して最終焼鈍することを特徴とする温間成形性に優れたアルミニウム合金板の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温間成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造法に係り、例えば深絞り成形して製作される各種容器や筐体等を得るのに適した引張り伸びが高く温間成形性に優れたアルミニウム合金板およびこのような板を得るための好ましい製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
深絞り成形して製作される各種容器ないし筐体などを製造するのに適したアルミニウム合金板は近年における軽量化傾向から更に薄く、成形性の良好なものが求められている。このような用途には超塑性材料が検討されているが、該超塑性材料の成形は高温で、しかもゆっくり行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような超塑性材料の成形は高温で行われるので高価な設備を必要とし、しかも生産性が低い不利がある。本発明者等は特定組成のアルミニウム合金板におけるFe、Mnの固溶量を特定値以下に規定したことにより強度が高く、しかも温間温度範囲で引張伸びが高く得られることを見出し、殊更に高価な設備を必要としない本発明を完成したものであって以下の如くである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）  Fe：0.５〜2.０wt％、Mn：0.０１〜0.６wt％、鋳造組織微細化剤0.１０wt％以下を含有し、残部Alと不可避的不純物からなり、Feの固溶量が１０ppm 以下、Mnの固溶量が５００ppm 以下に規制し、かつ２００〜３００℃における引張伸びが６５％以上であることを特徴とする温間成形性に優れたアルミニウム合金板。
【０００５】
（２）  さらに、Mg：0.１〜0.６wt％、Cu：0.１〜0.５wt％およびSi：0.１〜0.８wt％の１種または２種以上を含有することを特徴とする前記（１）項に記載の温間成形性に優れたアルミニウム合金板。
【０００６】
（３）Ｆｅ：０．５〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．６ｗｔ％、鋳造組織微細化剤０．１０ｗｔ％以下を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を４５０〜６２０℃の温度に５時間以上保持して均質化処理し、次いで３５０℃以上の温度で熱間圧延を終了し、８０％以上の圧延率で冷間圧延し、３７０℃以上の温度に１時間以上保持する中間焼鈍し、７０％以上の圧延率で冷間圧延し、３５０℃以上の温度に１時間以上保持して最終焼鈍することを特徴とする温間成形性に優れたアルミニウム合金板の製造法。（４）Ｆｅ：０．５〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．６ｗｔ％、鋳造組織微細化剤０．１０ｗｔ％以下を含有し、さらに、Ｍｇ：０．１〜０．６ｗｔ％、Ｃｕ：０．１〜０．５ｗｔ％およびＳｉ：０．１〜０．８ｗｔ％の１種または２種以上を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を４５０〜６２０℃の温度に５時間以上保持して均質化処理し、次いで３５０℃以上の温度で熱間圧延を終了し、８０％以上の圧延率で冷間圧延し、３７０℃以上の温度に１時間以上保持する中間焼鈍し、７０％以上の圧延率で冷間圧延し、３５０℃以上の温度に１時間以上保持して最終焼鈍することを特徴とする温間成形性に優れたアルミニウム合金板の製造法。
【０００７】
上記したような本発明によるものについて、先ずその組成を説明すると、本発明によるもののFeは0.５〜2.０wt％であり、このFeは強度と温間における高い引張伸びの付与を目的として含有させるものであって、下限値未満では目的の強度が得られず、上限値を超えると鋳塊にAl−Fe（−Mn）系の粗大晶出物が生成してアルミニウム合金板の成形性を妨げる。
【０００８】
またMnは0.０１〜0.６wt％であり、このMnは強度と微細再結晶粒付与を目的として含有させるものであって、下限値未満では目的の強度と微細再結晶粒が得られず、また上限値を超えると鋳塊にAl−（Fe）−Mn系の粗大晶出物が生成してアルミニウム合金板の成形性を妨げる。
【０００９】
更に鋳造組織微細化剤は0.１０wt％以下であり、この鋳造組織微細化剤はアルミニウム合金溶湯を鋳造して鋳塊とするときに鋳塊の割れ防止を目的に含有させるものであって、0.１０wt％までの含有で割れ防止は達成でき、0.１０wt％を超える含有は経済的な不利をもたらす。好ましい鋳造組織微細化剤としてはTi、Ｂ等の元素で、溶湯中でAl−Ti系、Ti−Ｂ系等の金属間化合物を形成し結晶核となり鋳造組織を微細化する。具体的にはTiの0.００５〜0.１０wt％の単独、もしくはTiの0.００５〜0.１０wt％およびＢの0.０００５〜0.００２wt％の複合添加は効果が大きく好ましい。
【００１０】
不可避的不純物としては原料地金、返り材等から不可避的に混入してくるものであって、Si、Mg、Cu、Cr、Zn、Ｖ等があり、例えば本発明においてはSi、Mg、Cu、Cr、Ｖの0.１wt％未満、Znの0.２５wt％未満は不可避的不純物として許容される。
【００１１】
次にFeの固溶量は１０ppm 以下であり、またMnの固溶量は５００ppm 以下である。このFeおよびMnの固溶量規制は温間の引張伸びを付与するためにするもので、夫々が規制値を超えると引張伸びが低くなって好ましくない。
【００１２】
また２００〜３００℃における引張伸が６５％以上である。
この２００〜３００℃における引張伸を特定値以上としたのは、該引張伸が６５％以上あると複雑な形状の物品を容易に成形できるからである。
【００１３】
なおMg：0.１〜0.６wt％、Cu：0.１〜0.５wt％およびSi：0.１〜0.８wt％の１種または２種以上を含有させる。
このMg、CuおよびSiを上記のものに対してさらに含有させると、一層高い強度を付与することができる。下限値未満ではそれらの効果が少なく、上限値を超えると引張伸が低下して好ましくない。
【００１４】
次に製造法について説明すると、アルミニウム合金鋳塊は、原料を溶解し脱ガス処理して上述の組成の溶湯を溶製し、水冷鋳型に半連続鋳造して得ることができる。
上記した半連続鋳造は溶湯が急冷凝固するので、得られた鋳塊は合金元素等が偏析しているし、Fe、Mnの固溶量も高い。従ってこの鋳塊を加熱して４５０〜６２０℃の温度に５時間以上保持して偏析元素の均質化ならびにFe、MnをAl−（Fe−Mn）の金属間化合物として析出させる。この均質化処理の加熱温度および保持時間が下限値未満では均質化およびFe、Mnの析出が十分でなく、また加熱温度が上限値を超えてもそれ以上の均質化および析出の効果が望めず不経済である。保持時間の上限は限定するものではないが、２４時間程度である。
【００１５】
アルミニウム合金鋳塊の表層は鋳塊内部の凝固条件と大きく異なるので、５〜１５mm厚さ程度面削するが、前記の均質化処理の前に面削してもよいし、処理後に面削してもよい。このように均質化処理したアルミニウム合金鋳塊は、次いで３５０℃以上の温度で熱間圧延する。この熱間圧延は圧延中の歪と相俟ってFe、Mnの析出をさらに促すもので、この熱間圧延の終了温度が３５０℃を下回る温度となると、熱間圧延工程におけるFe、Mnの析出が不十分で好ましくない。
【００１６】
上記したような熱間圧延後８０％以上の圧延率で冷間圧延するが、この冷間圧延は大きな圧延歪を蓄え、次工程で施す中間焼鈍において、この圧延歪と相俟ってFe、Mnの析出をさらに促す。この冷間圧延の圧下率が８０％未満では中間焼鈍工程におけるFe、Mnの析出が不充分で好ましくない。
【００１７】
上記した冷間圧延後３７０℃以上の温度に１時間以上保持して中間焼鈍する。これは上述した如くFe、Mnの析出を促すとともに軟質化し次工程の冷間圧延を容易化するためである。この温度および保持時間が３７０℃未満あるいは１時間未満であると中間焼鈍工程におけるFe、Mnの析出が不十分で好ましくない。
【００１８】
上述したような中間焼鈍後、再度７０％以上の圧延率で冷間圧延する。このような冷間圧延によって大きな圧延歪が蓄えられ、次工程で施す最終焼鈍で微細な再結晶粒が得られる。この冷間圧延の圧延率が７０％未満では最終焼鈍工程において好ましいサイズの微細な再結晶粒が得られない。
【００１９】
上記したような冷間圧延後３５０℃以上の温度に１時間以上保持して最終焼鈍する。これは上述した如く微細な再結晶粒を得て良好な温間成形性を得るためである。この温度および保持時間が３５０℃未満あるいは１時間未満であると最終焼鈍工程において好ましいサイズの微細な再結晶粒が得られず温間成形性が低下する。好ましいサイズとはクロスカット法で測定した平均値で２０μm 以下である。
【００２０】
【実施例】
本発明によるものの具体的な実施例について説明すると、本発明者等は各種組成のアルミニウム合金溶湯を溶製し、半連続鋳造して厚さ４５０mmの鋳塊を得たが、それら鋳塊の合金組成は次の表１に示す如くである。次いで、該鋳塊の表層１５mmを面削除去し、各種条件で、均質処理／熱間圧延／冷間圧延／中間焼鈍（I/A）／冷間圧延／最終焼鈍（F/A）を施した。
【００２１】
【表１】
0004325126.tif 000002
【００２２】
上記した表１に示すような各合金Ａ〜Ｋについての合金板製造行程ないし製造条件は別に次の表２として示す如くであって、製造 No.１〜６は本発明例によるものであり、製造 No.７〜１７は比較例である。
【００２３】
【表２】
0004325126.tif 000003
【００２４】
更に上記のようにして得られた各合金板についてのFeやMn固溶量、引張特性ないし伸びを測定（JIS13B試験片）した結果は別に次の表３に示す如くであって、製造 No.１〜６の本発明例のものは、FeおよびMnの固溶量が少なく、２５０℃における伸び（％）が大で各種容器に成形して好ましい特性を有することが確認された。また、Cu、Mg、Siを含有する合金を用いた製造No.４〜６の本発明例は、引張強さの高いことがわかる。これに対し製造No.７〜１７の比較例のものは引張強さまたは伸びの何れか一方または双方において劣ることが確認された。
【００２５】
【表３】
0004325126.tif 000004
【００２６】
なお引張特性に及ぼす試験温度の影響については別に次の表４に示す如くであって、製造No.１で得られた板を試料として測定した。本発明例による試験 No.１８〜２０のものは２００〜３００℃のような高温条件においても有効な引張特性を示すことが確認された。
【００２７】
【表４】
0004325126.tif 000005
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したような本発明によるときは、アルミニウム合金板としてFeおよびMnの固溶量が低いので温度２００〜３００℃の間で引張強さが中庸であり、しかも伸びが高い特性を有することから複雑な形状の容器若しくは筐体等を深絞りなどの成形法で容易且つ的確に成形し得る特徴を有し、また本発明によるアルミニウム合金板の製造は製造工程が少なく簡易な方法でFeおよびMnの固溶量を低くした製造が可能であって、上述したような特質をもったアルミニウム合金板を簡易且つ的確に製造せしめる等の効果を有しており、工業的にその効果の大きい発明である。