鋁合金板制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種Al-Mg系合金板，其不會(huì)產(chǎn)生因室溫下的經(jīng)時(shí)硬化造成的彎曲性的降低等新的問(wèn)題，SS痕的產(chǎn)生少，沖壓成形性?xún)?yōu)異。增大由特定的含有Mg、Cu的組成構(gòu)成的Al-Mg系鋁合金板的包含Cu原子的特定的原子的集合體的表面積的總和，將原子空孔用所述原子的集合體封閉(捕捉)，使Mg不易擴(kuò)散，形成不易產(chǎn)生波紋的板組織，從而抑制沖壓成形時(shí)的SS痕的產(chǎn)生。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種成形性?xún)?yōu)異的Al-Mg系鋁合金板。本專(zhuān)利技術(shù)中所說(shuō)的所謂鋁合金板是熱軋板或冷軋板，是指實(shí)施了固溶處理及淬火處理等調(diào)質(zhì)處理的鋁合金板。另外，以下也將招稱(chēng)作Al。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，出于對(duì)地球環(huán)境等的考慮，對(duì)汽車(chē)等車(chē)輛的輕型化的社會(huì)性要求逐漸提高。為了響應(yīng)該要求，作為汽車(chē)面板、特別是發(fā)動(dòng)機(jī)罩、門(mén)、車(chē)頂?shù)却笮蛙?chē)體面板(外面板、 內(nèi)面板)的材料，正在研究替代鋼板等鋼鐵材料而應(yīng)用鋁合金材料。Al-Mg系的JIS5052合金或JIS5182合金等5000系鋁合金板(以下也稱(chēng)作Al-Mg 系合金板)由于延展性及強(qiáng)度優(yōu)異，因此以往一直作為這些大型車(chē)體面板用的沖壓成形素材使用。但是，如專(zhuān)利文獻(xiàn)I等中所公開(kāi)的那樣，如果對(duì)這些Al-Mg系合金板進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，則會(huì)有在應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)上的屈服點(diǎn)附近產(chǎn)生屈服伸長(zhǎng)率的情況，另外如果是超過(guò)屈服點(diǎn)的比較高的應(yīng)變量(例如拉伸伸長(zhǎng)率為2%以上)則會(huì)有在應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)中產(chǎn)生鋸齒狀或者階梯狀的波紋(振動(dòng))的情況。這些應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)上的現(xiàn)象在實(shí)際的沖壓成形中，會(huì)導(dǎo)致所謂的拉伸應(yīng)變(以下也記作SS痕)的產(chǎn)生，對(duì)于作為成形品的大型車(chē)體面板， 特別是外觀(guān)十分重要的外面板來(lái)說(shuō)，是損害商品價(jià)值的大問(wèn)題。該SS痕如公知的那樣，可以分為在應(yīng)變量比較低的部位產(chǎn)生的像火焰狀那樣不規(guī)則的帶狀花紋的所謂無(wú)規(guī)痕和在應(yīng)變量比較高的部位相對(duì)于拉伸方向夾角約50°地產(chǎn)生的平行的帶狀花紋的平行帶。已知前者的無(wú)規(guī)痕由屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率引起，另外后者的平行帶 由0004段中記載的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)上的波紋(振動(dòng))引起。以往提出過(guò)各種消除這些SS痕的方案。例如作為主要的手法，已知有將Al-Mg系合金板的晶粒在一定程度上調(diào)整得粗大的方法。然而，此種晶粒的調(diào)整方法對(duì)于防止SS痕當(dāng)中、0004段中記載的平行帶的產(chǎn)生來(lái)說(shuō)并不有效。另外，如果晶粒變得過(guò)于粗大，則會(huì)在沖壓成形中在表面產(chǎn)生橘皮面等，從而產(chǎn)生其他的問(wèn)題。另外，作為其他的SS痕的消除方法還已知有如下的方法，即，對(duì)于Al-Mg系合金板的O材料(軟質(zhì)材料)或者T4處理材料等調(diào)質(zhì)處理材料，在沖壓成形為大型車(chē)體面板之前， 預(yù)先施加表皮光軋加工或者調(diào)平加工等加工(預(yù)加工)，賦預(yù)少量的應(yīng)變(預(yù)應(yīng)變)。然而，此種預(yù)加工法中，也是在加工度過(guò)高的情況下，容易產(chǎn)生0004段中記載的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)上的波紋(振動(dòng))，在實(shí)際的沖壓成形時(shí)，也容易導(dǎo)致寬度大的清晰的平行帶的產(chǎn)生。由此，對(duì)于預(yù)加工的加工度存在很大的制約，在減小了加工度的情況下將無(wú)法穩(wěn)定地防止無(wú)規(guī)痕的產(chǎn)生。所以，該預(yù)加工法中，由于平行帶的產(chǎn)生防止與無(wú)規(guī)痕產(chǎn)生防止的最佳加工度相反，因此無(wú)法同時(shí)防止這兩者。相對(duì)于此，所述的專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，提出了不僅抑制無(wú)規(guī)痕的產(chǎn)生而且抑制寬大的平行帶的產(chǎn)生的、SS痕的產(chǎn)生少的Al-Mg系合金板的制法。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)Al-Mg系合金的軋制板，實(shí)施伴隨著急速冷卻的特定條件下的固溶 淬火處理，其后進(jìn)行特定條件下的作為預(yù)加工的冷加工，繼而再實(shí)施特定條件下的最終退火。此后，就得到平均晶粒徑為55 μ m以下并且實(shí)質(zhì)上不存在150 μ m以上的粗大晶粒的最終板。這里，在Al-Mg系合金板的領(lǐng)域中，雖然對(duì)于SS痕的產(chǎn)生抑制未必直接提及，然而已經(jīng)公知的是，將利用差示熱分析(DSC)測(cè)定合金板的熱變化而得的、始于室溫的加熱曲線(xiàn)的吸熱峰的位置、其高度作為該板的沖壓成形性提高的指標(biāo)。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中提出，以利用Al-Mg系合金板的差示熱分析(DSC)得到的、始于室溫的加熱曲線(xiàn)的特定位置的吸熱峰高度來(lái)作為沖壓成形性提高的指標(biāo)。該差示熱分析 (DSC)在無(wú)法利用TEM等微觀(guān)組織觀(guān)察來(lái)判別或識(shí)別對(duì)特性產(chǎn)生影響的團(tuán)簇(金屬間化合物)、無(wú)法直接證實(shí)存在的情況下，對(duì)于團(tuán)簇的有無(wú)等組織上的差異，以所述加熱曲線(xiàn)的特定位置的吸熱峰位置或高度來(lái)間接地證實(shí)、或作為指標(biāo)，因此在鋁合金板的領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。該專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，在利用雙輥式連續(xù)鑄造制造的、超過(guò)8質(zhì)量％的高M(jìn)g的Al-Mg 系合金板中，將始于室溫的加熱曲線(xiàn)的50 100°C之間的吸熱峰高度設(shè)為50. O μ W以上，提高沖壓成形性。該吸熱峰高度以顯示出Al-Mg系合金板組織中的被稱(chēng)作β相的Al-Mg系金屬間化合物的存在形態(tài)(固溶、析出狀態(tài)的穩(wěn)定性)為根據(jù)。·但是，最近的大型車(chē)體面板、特別是外觀(guān)十分重要的外面板中，表面性狀的要求水平更加嚴(yán)格，在這些專(zhuān)利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2中，相對(duì)于此種要求來(lái)說(shuō)，SS痕產(chǎn)生的抑制策略不夠充分。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，只是可以輕微地產(chǎn)生階梯狀的波紋(記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)I 的實(shí)施例的階梯狀波紋評(píng)價(jià)的說(shuō)明中)，由此無(wú)法完全地抑制作為SS痕之一的平行帶。相對(duì)于此，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，對(duì)這一點(diǎn)加以改良，提出如下的Al-Mg系鋁合金板，SP， 不僅可以抑制無(wú)規(guī)痕的產(chǎn)生，同時(shí)還可以抑制平行帶的產(chǎn)生，抑制了 SS痕，在沖壓成形為汽車(chē)面板等成形性方面優(yōu)異。相同文獻(xiàn)中，針對(duì)Al-Mg系鋁合金板，特意地含有O.1 4. O % 的Zn，進(jìn)一步提高波紋產(chǎn)生的臨界應(yīng)變量(極限應(yīng)變量)。S卩，利用Zn等第三元素的含有或添加，作為也含有Zn等的團(tuán)簇來(lái)增大由Al和Mg形成的團(tuán)簇(超微細(xì)金屬間化合物)的形成量，進(jìn)一步提高由這些團(tuán)簇帶來(lái)的極限應(yīng)變量增大效果。此外，借此來(lái)抑制波紋，抑制由此引起的平行帶，從而抑制SS痕的產(chǎn)生。該也含有Zn等的團(tuán)簇是納米水平以下的大小，用10萬(wàn)倍左右的FE-TEM等微觀(guān)組織觀(guān)察無(wú)法判別或識(shí)別，無(wú)法直接證實(shí)存在。由此，該專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，也與所述專(zhuān)利文獻(xiàn)2 相同，對(duì)于團(tuán)簇的有無(wú)等組織上的差異，以利用差示熱分析(DSC)測(cè)定熱變化而得的、所述加熱曲線(xiàn)的特定位置的吸熱峰位置或高度來(lái)作為組織上的差異的指標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，推測(cè)也含有Zn等的Al-Mg團(tuán)簇是所述DSC加熱曲線(xiàn)的100 150°C之間的吸熱峰的要因，將該吸熱峰高度設(shè)為200. O μ W (微瓦)以上。日本特開(kāi)平7-224364號(hào)公報(bào)日本特開(kāi)2006-249480號(hào)公報(bào)日本特開(kāi)2010-77506號(hào)公報(bào)但是，根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)人等的見(jiàn)解，在Al-Mg系鋁合金板中，在像該專(zhuān)利文獻(xiàn)3那樣含有很多Zn的情況下，會(huì)導(dǎo)致易于產(chǎn)生室溫下的經(jīng)時(shí)硬化的新的問(wèn)題。對(duì)此可以推測(cè)是由如下原因引起，即，在室溫下容易產(chǎn)生專(zhuān)利文獻(xiàn)3想要作為SS痕產(chǎn)生抑制的王牌生成的、由Zn形成的團(tuán)簇(超微細(xì)金屬間化合物)。即，可以推測(cè)，Zn含量越多，室溫下形成的所述團(tuán)簇量就越大，其結(jié)果是，室溫下的經(jīng)時(shí)硬化過(guò)度推進(jìn)。通常來(lái)說(shuō)，Al-Mg系鋁合金板在由鋁板廠(chǎng)家制造后不會(huì)立即由汽車(chē)廠(chǎng)家成形為大型車(chē)體面板等，通常相隔幾周以上的間隔是很普通的。由此，例如在從板的制造起經(jīng)過(guò)I個(gè)月后成形為大型車(chē)體面板等的情況下，經(jīng)時(shí)硬化就會(huì)顯著地推進(jìn)，從而產(chǎn)生彎曲性或沖壓成形性反而受到阻礙的新的(其他的)問(wèn)題。如眾所周知的那樣，與熱處理型的Al-Zn-Mg系(7000系)鋁合金板相比，通常來(lái)說(shuō)，Al-Mg系鋁合金板不易產(chǎn)生室溫下的經(jīng)時(shí)硬化。但是，即使是此種Al-Mg系鋁合金板，在像專(zhuān)利文獻(xiàn)3那樣增大Zn含量的情況下，也會(huì)與7000系鋁合金板相同地顯示出室溫下的經(jīng)時(shí)硬化
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于以上所述的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于，提供一種Al-Mg系鋁合金板，不會(huì)產(chǎn)生由室溫下的經(jīng)時(shí)硬化造成的彎曲性的降低等新的問(wèn)題，不僅可以抑制由所述本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋁合金板，其是以質(zhì)量％計(jì)，含有Mg：2.0～6.0％、Cu：超過(guò)0.3％且為2.0％以下、余部由Al及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Al?Mg系鋁合金板，其特征在于，在利用三維原子探針場(chǎng)離子顯微鏡測(cè)定出的原子的集合體中，包含5個(gè)以上的與相鄰的其他Cu原子的距離中的至少1個(gè)距離在1.0nm以下的Cu原子的原子集合體的每測(cè)定單位體積的表面積的總和為2.0×105m2/m3以上。

【技術(shù)特征摘要】
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【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：有賀康博，松本克史，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：