JP2010159488A - ２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法及び該２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法により成形される成形加工品 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易且つ確実に２０００系アルミニウム合金材を成形加工し、高強度の成形加工品を得る成形加工方法を提供する。
【解決手段】Ｃｕ：１．０質量％（以下、「％」という。）以上、１０％以下、Ｍｇ：２．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｓｉ：１．５％以下、Ｆｅ：１．５％以下、Ｚｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３０％以下、Ｚｒ：０．３０％以下、Ｔｉ：０．３０％以下、Ｎｉ：２．５％以下、Ｖ：０．３０％以下を含有し、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなる２０００系アルミニウム合金材に対し、溶体化処理を行う工程と、金型内で成形加工を行う工程と、該金型で２５０℃以下まで焼入れ工程を含む２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
【選択図】なし

Description

本願発明は、例えば自動車のボディシート、あるいは各種筺体等のように高強度が要求される成形加工品を成形するための２０００系アルミニウム合金板材、また、バンパーやステハンビーム等の自動車部品、二輪フレームにように押出管又は押出形材に曲げや拡縮を加える成形加工品を成形するための２０００系アルミニウム合金押出材などの材料の成形加工方法、及び該２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法により成形される成形加工品に関する。
なお、ここで、成形加工とは、プレス成形、ハイドロフォーミング（液圧成形）、バルジ成形、超塑性成形（熱間ブロー成形）等の、金型によって三次元に加工を行うもの全てを意味する。

近年、環境保護のための省エネルギー対策として、例えば自動車ではボディ、シート、並びに各種筺体等の部材において、従来の強度を確保しつつ軽量化の達成を図るため上記部材の素材を鋼板に替えて、例えば６０００系アルミニウム合金板材を使用することが行われている（特許文献１参照）。

しかしながら、上記部材の素材として使用される６０００系アルミニウム合金板材は、溶体化処理及び焼入れ処理後の時効処理において室温（自然時効）では十分な強度が得られない。従って、必要な強度を確保するためにその後人為的に高い温度を加える熱処理、すなわち人工時効が必要となる。その結果、人工時効等の熱処理作業により製造作業の効率は低下し、製造コストの上昇を招くおそれがある。

そこで、溶体化処理及び焼入れを行う工程後に、自然時効でも十分な強度が得られる２０００系アルミニウム合金材を用いることが提案されている。

ところが、上記２０００系アルミニウム合金材を用いる場合、室温時効による強度の上昇は６０００系アルミニウム合金材と比べて著しく大きい反面、冷間成形加工性は非常に乏しいものである。その結果、成形加工品の設計の自由度は制限されるとともに、成形加工品の歩留まりも低下するものである。
さらに、２０００系アルミニウム合金材は６０００系アルミニウム合金材に比べて焼入れ感受性が大きいため、溶体化処理を行う工程後の焼入れを行う工程での冷却速度が遅いと強度が低下するおそれがある。

特開２０００−９６１７５号公報

そこで、本願発明は、冷間成形加工性が低く、焼入れ時の冷却がきわめて難しい２０００系アルミニウム合金材において、塗装焼付けを行う工程後でも耐力が１６０ＭＰａ以上である高強度の成形加工品を得ることができるようにするものである。

第１の特徴として、
Ｃｕ：１．０質量％（以下、「％」という。）以上、１０％以下、Ｍｇ：２．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｓｉ：１．５％以下、Ｆｅ：１．５％以下、Ｚｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３０％以下、Ｚｒ：０．３０％以下、Ｔｉ：０．３０％以下、Ｎｉ：２．５％以下、Ｖ：０．３０％以下を含有し、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなる２０００系アルミニウム合金材に対して、
溶体化処理を行う工程と、
金型内で成形加工を行う工程と、
該金型で室温まで急速に冷却する焼入れを行う工程を含むものである。

そのため、高強度の２０００系アルミニウム合金材を簡易且つ確実に所定形状の成形加工品とすることができる。

なお、成形加工を行う工程において使用する２０００系アルミニウム合金板材において、Ｃｕは強度の向上に貢献するものであり、その含有率は１％未満では強度が不足し、１０％超では鋳塊割れが発生してしまう。そのため１％以上、１０％以下が適当であり、特に１．５％以上、６．０％以下が最適である。ＭｇはＣｕとの共存下で強度の向上に貢献するものであり、その含有率は高い程適当であるが、２．５％超となると製造コストの上昇に対する強度の向上が十分に得られない。そのため、その含有率は２．５％以下が適当であり、さらに１．０％以上、２．０％以下が最適である。Ｍｎは結晶粒微細化により強度の向上に貢献するものであり、その含有率は１．５％超となると鋳塊割れが発生してしまう。そのため、その含有率は１．５％以下が適当であり、さらに０．２％以上、１．０％以下が最適である。Ｓｉ及びＦｅは強度の向上に貢献するものであり、その含有率は１．５％超となると成形加工時の割れが発生してしまう。そのため、その含有率は１．５％以下であることが適当であり、さらに０．５％以下が最適である。また、その含有率が０．０３％未満であると、高価な高純度アルミニウム地金を使用する必要があり、コストアップを招くため、０．０３％以上が望ましい。Ｚｎはリサイクル性の向上に貢献するために添加するものであり、その含有率は１．０％超となると成形加工割れを発生してしまう。そのため、その含有率は１．０％以下が最適である。Ｃｒ，Ｚｒ及びＴｉは結晶粒微細化により強度の向上に貢献するものであり、その含有率は０．３０％超となると鋳塊割れや熱間割れが発生しやすくなるとともに粗大な金属間化合物が生成しやすくなり成形加工性が劣化する。そのため、その含有率は０．３０％以下が適当であり、さらに０．２％以下が最適である。Ｎｉは耐熱性の向上に貢献するものであって、耐熱性の向上において必要となる部分にのみ添加するものであり、その含有率は２．５％超となると製造コストが著しく上昇する。そのため、その含有率は２．５％以下が最適である。Ｖも耐熱性の向上に貢献するものであって、耐熱性の向上において必要となる部分にのみ添加するものであり、その含有率は０．３０％超となると製造コストが著しく上昇する。そのため、その含有率は０．３０％以下が最適である。
なお、本願発明において、成分範囲を規定している元素のうち、Ｃｕ以外は、「以下」のみの表記であるが、これは、０も含むものである。

そして、成形加工を行う前に、溶体化処理を行う工程、金型内で成形加工を行う工程、成形加工中に２５０℃以下まで急速に冷却する焼入れを行う工程を含むものである。
また、後述の第２、第３の特徴と共通するのだが、２５０℃超えの状態で焼入れを完了してしまうと、焼入れ不十分となり、成形加工性が劣化するとともにその後の自然、人工時効で十分な強度を得ることが困難となる。

第２の特徴として、
第１の特徴の化学成分を有する２０００系アルミニウム合金材に対して、
溶体化処理を行う工程、２５０℃以下まで焼入れを行う工程、焼入れ後、１２０時間以内に金型内で成形加工を行う工程を含むものである。
なお、焼入れ後、成形加工までの時間が１２０時間を超えてしまうと、自然時効により強度が高くなりすぎ、成形加工が困難となる。そのため、１２時間以内が望ましく、さらには２時間以内がより望ましい。

第３の特徴として、
第１の特徴の化学成分を有する２０００系アルミニウム合金材に対して、
溶体化処理を行う工程、加熱した金型内で成形加工を行う工程、該金型から離型して２５０℃以下まで焼入れを行う工程を含むものである。
この場合の焼入れは、該成形加工で用いる金型とは異なる金型で行う方法でもよいし、エアブローなどの強制空冷やミスト冷却でもよく、焼入れ効果が得られるあらゆる手段が好適に採用される。

第１、第２、第３の特徴の溶体化処理条件としては、４５０℃以上、融点未満の温度で行うことが望ましい。ここで４５０℃未満であると強度を十分得ることができない、より望ましい範囲は４８０℃以上である。
また、溶体化処理時間は、溶体化の効果が得られれば、溶体化処理温度に応じて適宜設定できる。例えば融点近くであれば１秒であっても溶体化の効果は得られるが、敢えて溶体化処理温度範囲全てを満足する時間を設定するとしたら、５秒以上、６００秒以下が採用される。なお、５秒未満であると十分な強度が得にくく、６００秒超えの場合は、製造コストが上昇してしまうものである。
ところで溶体化処理を複数回行った後に成形加工を行っても良い。例えば、１回目の溶体化処理を行った材料について室温まで冷却後に２回目の溶体化処理を行うことで２回目の保持時間が短時間でも必要強度、成形加工性が得られやすくなる。この場合、溶体化処理後の冷却は、第１の特徴の溶体化処理では成形加工中の冷却速度のみ規定し、第２の特徴の溶体化処理では成形加工前の冷却速度のみ規定し、第３の特徴の溶体化処理では成形加工後の冷却速度のみ規定すれば必要性能を得ることができる。

また、第３の特徴の金型の加熱において、加熱温度は４００℃以上、該２０００系アルミニウム合金材の融点未満の温度で行うことが望ましい。
なお４００℃未満の場合、成形加工中の固溶元素の析出が起こり、成形加工性が劣化するとともに成形加工後の強度が低下してしまうものである。

さらに焼入れにおいて、４００℃から２５０℃における冷却温度を２０℃／秒以上の急速な冷却とすることが望ましい。なお、この温度範囲での冷却速度が２０℃／秒未満であると、強度が低下するおそれがある。そのため４０℃／秒以上であると、更に望ましい。

次に、該合金材の、溶体化処理に至るまでの望ましい製造方法について、以下に説明する。以下の製造方法は例として挙げるものであり、本願発明は以下の方法に限定されるものではない。
主として、鋳造、均質化処理、熱間加工、冷間加工の工程が採られる。
ここで、板材の場合は、熱間加工は熱間圧延、冷間加工は冷間圧延が一般に適用される。但し、必ずしも冷間圧延は必要ではない。
また、押出材の場合は、熱間加工は押出、冷間加工は抽伸が一般に適用される。但し、抽伸を省いた押出のままで溶体化処理されることも良く行われる。
ＤＣ鋳造法により造塊を行い、均質化熱処理は４３０℃以上、融点未満の温度で２時間以上、１００時間以下の条件が好ましい。ここで、均質化熱処理の温度は４３０℃未満であると成形加工時に割れが発生し易い。また均質化熱処理の時間は２時間未満であると強度が不十分であり、１００時間を超えると製造コストが著しく上昇するおそれがある。

熱間加工は、その開始温度が４００℃以上、融点未満であることが好ましい。なお、熱間加工の開始温度が４００℃未満であると加工時間を多大に要することとなり製造コストが上昇するおそれがある。

そして、熱間加工の後で冷間加工の前、あるいは、冷間加工の途中で中間焼鈍を行ってもよい。中間焼鈍を行う場合は中間焼鈍以降、中間焼鈍を行わない場合は熱間加工以降の冷間加工率は３０〜７０％が好ましい。なお、冷間加工率は高くなるほど結晶粒微細化の効果により強度が上昇するが、成形加工における耳割れが発生する等の歩留まりの低下による製造コストの上昇を招くおそれがある。そのため成形加工品における耳割れを防止するために最終冷間加工率は３０〜７０％が最適である。

以上のごとく、第１、第２、第３の特徴である２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法により製造された成形品は、塗装焼付後の耐力が１６０ＭＰａ以上である高強度のものとすることができる。

第４の特徴は、第１、第２、第３の特徴を踏まえて、２０００系アルミニウム合金材が圧延材であることにある。

さらにまた、第５の特徴は、第１、第２、第３の特徴を踏まえて、２０００系アルミニウム合金材が押出材であることにある。

さらにまた、第６の特徴は、第１、第２、第３、第４、第５の特徴を踏まえて、２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法により成形される成形品であることにある。

本願発明は、例えば自動車のボディシート、あるいは各種筺体等の部材、並びにバンパーやステハンビーム等の自動車部品、二輪フレーム等において、２０００系アルミニウム合金材を簡易且つ確実に成形し、適用することができ、必要となる強度を確保しつつ軽量化を達成することができるので、環境保護に対して省エネルギーという観点から多大に貢献することができる優れた効果を奏するものである。

以下において、本願発明の実施例について説明する。なお、この実施例は、本願発明の好ましい一実施態様を示すためのものであって、これにより本願発明が制限されるものではない。

そこで、表１に示す成分を有するアルミニウム合金（Ｅ１乃至Ｅ１６）による実施例について、同表記載の比較例（Ｃ１乃至Ｃ１０）と比較しつつ、本願発明の効果について確認した。

まず、成形加工を行うアルミニウム合金板材は、表１に示す成分を有するアルミニウム合金（Ｅ１乃至Ｅ１６）を各々ＤＣ鋳造により造塊し、５００℃で１０時間均質化熱処理を行った。
次に、５００℃まで加熱後に板厚３ｍｍまで熱間圧延を行った。
そして、５００℃で２時間の中間焼鈍を行うと共に、室温まで炉内冷却を行った後、板厚１ｍｍまで冷間圧延を行った。
さらに、板厚１ｍｍ、板幅２００ｍｍ、長さ２５０ｍｍに切断して成形加工に供するアルミニウム合金板材とした。

なお、割れの発生の有無に関する成形加工性を検討するにあたり、上記アルミニウム合金板材の成形加工は以下のようにして行った。
まず第１の成形加工法として、予めアルミニウム合金板材に対して二硫化モリブデン系の離型剤を塗布した上で、該アルミニウム合金板材を上型と下型からなるアイロン方式の加熱装置で急速加熱（５００℃）するとともに、溶体化処理のため３００秒保持した後、５０℃とした金型を構成する上型と下型との間に挟持固定してプレス成形と同時に、同じ金型内で急速に冷却し焼入れを行い、底面を有する断面コ字形状のプレス成形品を作製した。
次に第２の成形加工法としては、予めアルミニウム合金板材に対して、該アルミニウム合金板材を上型と下型からなるアイロン加熱装置で急速加熱（５００℃）するとともに、溶体化処理のため３００秒保持した後、急速（冷却速度４０℃／秒）に５０℃まで冷却して焼入れを行った後、焼入れ５分後に室温とした金型を構成する上型と下型との間に挟持固定しつつ低粘度潤滑油を用いてプレス成形して、底面を有する断面コ字形状のプレス成形品を作製した。
さらに、第３の成形加工法としては、予めアルミニウム合金板材に対して二硫化モリブデン系の離型剤を塗布した上で、該アルミニウム合金板材を上型と下型からなるアイロン加熱装置で急速加熱（５００℃）するとともに、溶体化処理のため３００秒保持した後、５００℃とした金型を構成する上型と下型との間に挟持固定してプレス成形し一旦プレス成形品を取り出す。そして、該プレス成形品を室温である上型と下型からなる金型内に収め、急速に冷却（４０℃／秒）して焼入れを行い、底面を有する断面コ字形状のプレス成形品を作製した。

その上で、上記プレス成形品により成形加工性を検討すると共に、該プレス成形品の底面よりＪＩＳ Ｚ２２４１，ＪＩＳ５号試験片に準じて長方形の試験片を切り出し、該試験片についてプレス成形後、２０℃で１週間室温時効後に１８０℃で１０分間塗装焼付け硬化処理を行い、機械的性質を検討した。

第１の成形加工法の結果（表２）、実施例（Ｅ１乃至Ｅ１６）は、プレス成形品において割れが発生することのない良好な成形加工性を示し、塗装焼付け処理前後においても１６０ＭＰａ以上の耐力を有する等の高強度の機械的性質を示すことが確認された。

次に、上記アルミニウム合金板材を製造するにあたって行う均質化熱処理において、均質化熱処理温度及び均質化熱処理時間に対する成形加工性と機械的性質を検討した。そこで、均質化熱処理における実施例（Ｅ２０乃至Ｅ２８）及び比較例（Ｃ１１乃至Ｃ１６）の均質化熱処理温度及び均質化時間は、以下の表３の条件に設定した。
なお、均質化熱処理についての検討を行う試験片は実施例Ｅ１の成分を有するアルミニウム合金を用いて同様（均質化処理以外）に作製した。

第１の成形加工法の結果（表４）、実施例（Ｅ２０乃至Ｅ２８）は、プレス成形品において割れが発生することのない良好な成形加工性を示し、且つ塗装焼付け処理前後においても１６０ＭＰａ以上の耐力を有する等の高強度の機械的性質を示すことが確認された。

次に、上記アルミニウム合金板材を製造するにあたって行う熱間圧延において、熱間圧延の開始温度に対する成形加工性と機械的性質を検討した。そこで、均質化熱処理における実施例（Ｅ２９乃至Ｅ３１）及び比較例（Ｃ１７、Ｃ１８）の均質化熱処理温度及び均質化時間は、以下の表５の条件に設定した。
なお、熱間圧延温度についての検討を行う試験片は実施例Ｅ１の成分を有するアルミニウム合金を用いて同様（熱間圧延温度以外）に作製した。

第３の成形加工法の結果（表６）、実施例（Ｅ２９乃至Ｅ３１）は、プレス成形品において割れが発生することのない良好な成形加工性を示し、且つ塗装焼付け処理前後においても１６０ＭＰａ以上の耐力を有する高強度の機械的性質を示すことが確認された。なお、Ｃ１８に関しては熱間圧延のコストが著しく高くなるため不適当である。

次に、上記アルミニウム合金板材を製造するにあたって行う溶体化処理において、溶体化処理温度及び溶体化処理時間に対する成形加工性と機械的性質を検討した。そこで溶体化処理における実施例（Ｅ３２乃至Ｅ４０）と比較例（Ｃ１９乃至Ｃ２４）の溶体化処理温度及び溶体化処理時間は、以下の表７の条件に設定した。
なお、溶体化処理についての検討を行う試験片は実施例Ｅ１の成分を有するアルミニウム合金を用いて同様（溶体化処理条件以外）に作製した。

第３の成形加工法の結果（表８）、実施例（Ｅ３２乃至Ｅ４０）は、プレス成形品において割れが発生することのない良好な成形加工性を示し、且つ塗装焼付け処理前後においても１６０ＭＰａ以上の耐力を有する等の高強度の機械的性質を示すことが確認された。

次に、上記アルミニウム合金板材を製造するにあたって行う溶体化処理後の冷却において、溶体化処理温度と溶体化処理時間に対する成形加工性と機械的性質を検討した。そこで、溶体化処理後の冷却における実施例（Ｅ４１乃至Ｅ４４）と比較例（Ｃ２５、Ｃ２６）の冷却条件、型温（℃）及び冷却速度条件（℃／秒）は、以下の表９の条件に設定した。
なお、溶体化処理後の冷却についての検討を行う試験片は実施例Ｅ１の成分を有するアルミニウム合金を用いて同様（冷却条件以外）に作製した。

第２の成形加工法の結果（表１０）、実施例（Ｅ４１乃至Ｅ４４）は、プレス成形品において割れが発生することのない良好な成形加工性を示し、且つ塗装焼付け処理前後においても１６０ＭＰａ以上の耐力を有する等の高強度の機械的性質を示すことが確認された。

次に、成形加工性方法の影響を検証するためにＥ１、Ｅ４の化学成分を有するアルミニウム合金板で成形加工性及び機械的性質を検討した。
これらの合金をＤＣ鋳造により造塊し、Ｅ１は４９０℃で１２時間、Ｅ４は５４０℃で１０時間の均質化熱処理を行った。次に、均質化処理温度から熱間圧延を行い、板厚６ｍｍとした。そして、４００℃で１時間の中間焼鈍を行った後、板厚２ｍｍまで冷間圧延を行った。さらに、板厚２ｍｍ、板幅２００ｍｍ、長さ２５０ｍｍに切断してプレス成形に供するアルミニウム合金板材とした。

第１〜第３の成形加工方法の結果（成分Ｅ１は表１３、成分Ｅ４は表１４）、いずれもプレス成形品において割れが発生することのない良好な成形加工性を示し、且つ塗装焼付け処理前後においても１６０ＭＰａ以上の耐力を有する等の高強度の機械的性質を示すことが確認された。

次に第１および第３の成形加工方法の条件を検証するためにＥ１の化学成分を有するアルミニウム合金をＤＣ鋳造により造塊し、４９０℃で１２時間の均質化熱処理を行った。次に、均質化処理温度からそのまま熱間圧延を行い、板厚６ｍｍとした後、板厚２ｍｍまで冷間圧延を行った。さらに、板厚２ｍｍ、板幅２００ｍｍ、長さ２５０ｍｍに切断してプレス成形に供するアルミニウム合金板材とした。
このアルミニウム合金板材に対して予め離型剤を塗布した上で、表１３の条件で該アルミニウム合金板材を加熱装置で加熱によって溶体化処理した後、
第１の成形加工方法に関しては同一金型内にてプレス成形と表１３の条件で冷却（冷却速度は４００〜２５０℃で測定）を行うことによって、成形、焼入れを実施し、底面を有する断面コ字形状のプレス成形品を作製した。
第３の成形加工方法に関しては４５０℃の金型内にてプレス成形を行い、離型後に表１３の条件で冷却（冷却速度は４００〜２５０℃で測定）を行うことによって、成形、焼入れを実施し、底面を有する断面コ字形状のプレス成形品を作製した。尚、Ｅ５５の条件は予め４９０℃で１２０ｓの溶体化処理を行い、水冷（１０００℃／ｓ）した材料を再溶体化処理した条件である。

第１および第３の成形加工法の結果（第１の成形加工法は表１４、第３の成形加工法は表１５）、実施例（Ｅ５５乃至Ｅ６２）は、プレス成形品において割れが発生することのない良好な成形加工性を示し、且つ塗装焼付け処理前後においても１６０ＭＰａ以上の耐力を有する等の高強度の機械的性質を示すことが確認された。
ところが、比較例（Ｃ２８乃至Ｃ３３）は、溶体化処理温度が高すぎるため局部融解によるプレス割れや溶体化処理が低温または短時間すぎることによって溶質元素の固溶不足による延性の低下によってプレス割れが生じた。

次に第２の成形加工方法の室温時効時間の影響を検証するためにＥ１の化学成分を有するアルミニウム合金をＤＣ鋳造により造塊し、４９０℃で１２時間の均質化熱処理を行った。次に、均質化処理温度からそのまま熱間圧延を行い、板厚６ｍｍとした後、板厚２ｍｍまで冷間圧延を行った。さらに、板厚２ｍｍ、板幅２００ｍｍ、長さ２５０ｍｍに切断してプレス成形に供するアルミニウム合金板材とした。
該アルミニウム合金板材を加熱装置で４９０℃−９０ｓの加熱によって溶体化処理した後、急速（４００〜２５０℃の冷却速度５０℃／秒）に室温まで冷却して焼入れを行った後、焼入れ後の時間を変化させ、金型を構成する上型と下型との間に挟持固定しつつ低粘度潤滑油を用いてプレス成形して、底面を有する断面コ字形状のパンチ半径：Ｒ（ｍｍ）を変えた金型でプレス成形品を作製した。

その結果、実施例（Ｅ６３乃至６７）は、パンチプレス半径によるが、成形品において割れが発生することのない成形加工性を示した。
ところが、比較例（Ｃ３４）は、室温時効時間が長すぎたためパンチプレス半径が１５ｍｍでも成形品において割れが発生した。

次に、第１、第２および第３の成形加工方法について押出し形材を用いて成形加工性を検討した。Ｅ１の化学成分を有するアルミニウム合金をＤＣ鋳造により造塊し、４９０℃で１０時間の均質化熱処理を行った。次に熱間押出しにより、板厚２．５ｍｍで一辺４０ｍｍのＬ字型の押出し形材を作製し、長さ４００ｍｍに切断してプレス成形による曲げ加工性を行った。４００ｍｍの押出し形材の両端５０ｍｍを曲げ角度３０°曲げ半径１５ｍｍで行い、曲げ部の割れの有無および中央部の機械的性質を調査した。
該アルミニウム合金形材を加熱装置で表１７の条件で溶体化処理した後、
第１の成形加工方法に関しては同一金型内にてプレス成形と表１７の条件で冷却（冷却速度は４００〜２５０℃で測定）を行うことによって、成形、焼入れを実施し、プレス成形品を作製した。
第２の成形加工方法に関しては表１７の条件で冷却（冷却速度は４００〜２５０℃で測定）を行った後、室温で１０分後にプレス成形することによってプレス成形品を作製した。
第３の成形加工方法に関しては４５０℃の金型内にてプレス成形を行い、離型後に表１７の条件で冷却（冷却速度は４００〜２５０℃で測定）を行うことによって、成形、焼入れを実施し、プレス成形品を作製した。

第１、第２および第３の成形加工法の結果（第１の成形加工法は表１８、第２の成形加工法は表１９、第３の成形加工法は表２０）、実施例（Ｅ６８乃至Ｅ７３）は、プレス成形品において割れが発生することのない良好な成形加工性を示し、且つ塗装焼付け処理前後においても１６０ＭＰａ以上の耐力を有する等の高強度の機械的性質を示すことが確認された。
ところが、比較例（Ｃ３５乃至Ｃ４０）は、溶体化処理温度が高すぎるため局部融解によるプレス割れや溶体化処理が低温すぎることによって溶質元素の固溶不足による延性の低下によってプレス割れが生じた。

本願発明は、自動車のフェンダーやバンパー等のように軽量且つ強度が要求される部材に簡易且つ確実に軽量で且つ強度の高いアルミニウム合金材を成形することができるようになるので、鋼材に換えて軽量で、且つ高強度を要するあらゆる部材に適用することができる。

Claims (9)

1. Ｃｕ：１．０質量％（以下、「％」という。）以上、１０％以下、Ｍｇ：２．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｓｉ：１．５％以下、Ｆｅ：１．５％以下、Ｚｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３０％以下、Ｚｒ：０．３０％以下、Ｔｉ：０．３０％以下、Ｎｉ：２．５％以下、Ｖ：０．３０％以下を含有し、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなる２０００系アルミニウム合金材に対して、
   溶体化処理を行う工程と、
   金型内で成形加工を行う工程と、
   該金型で２５０℃以下まで焼入れ工程を含むことを特徴とする２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
2. 上記請求項１記載の化学成分を有する２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法であって、
   該２０００系アルミニウム合金材に対して、
   溶体化処理を行う工程と、
   ２５０℃以下まで焼入れを行う工程と、
   該焼入れを行った後、１２０時間以内に金型内で成形加工を行う工程を含むことを特徴とする２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
3. 上記請求項１記載の化学成分を有する２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法であって、
   該２０００系アルミニウム合金材に対して、
   溶体化処理を行う工程と、
   加熱をした金型内で成形加工を行う工程と、
   該金型から離型して２５０℃以下まで焼入れを行う工程を含むことを特徴とする２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
4. 上記請求項１及び請求項２記載の溶体化処理において、４５０℃以上、融点未満の温度で溶体化処理を行うことを特徴とする２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
5. 上記請求項３記載の溶体化処理及び金型の加熱において、４５０℃以上、融点未満の温度で溶体化処理を行うと共に、４００℃以上、融点未満の温度で金型の加熱を行うことを特徴とする２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
6. 上記焼入れにおいて、４００℃から２５０℃における冷却温度を２０℃／秒以上とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
7. 上記２０００系アルミニウム合金材が、圧延材であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
8. 上記２０００系アルミニウム合金材が、押出材であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法。
9. 上記請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の２０００系アルミニウム合金材の成形加工方法により成形される成形加工品。