JPH08165538A - リサイクル性の高い自動車ボディシート用アルミニウム合金圧延板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 Ｍｇ：２．５〜８％、Ｆｅ：０．３〜１．２
％、Ｓｉ≦０．５％、Ｍｎ≦０．３％、Ｓｉ／Ｆｅ≦
１．０、Ｓｉ＋０．６×Ｆｅ≦０．９％、さらに必要に
応じてＣｒ：０．０１〜０．２％、Ｚｒ：０．０１〜
０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．０５％、Ｖ：０．０１
〜０．０５％の１種以上、ただしＭｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎ
ｉ＋Ｖ＜０．４、さらに必要に応じてＣｕ：０．０５〜
１．２％、Ｚｎ：０．０５〜１．５％の１種以上を含
み、かつ１０μｍ超の金属間化合物が３００個／ｍｍ²
以下、結晶粒サイズが２０〜７０μｍのアルミニウム合
金圧延板。またその製法として、前記組成の合金を鋳造
速度４０ｍｍ／ｍｉｎ以上の条件でＤＣ鋳造するかまた
は板厚２〜４０ｍｍに連続鋳造圧延し、その後圧延して
から加熱速度１０℃／ｍｉｎ以上、到達温度４５０℃以
上の最終焼鈍を行う。 【効果】 自動車スクラップ等の鉄成分を多量に含むア
ルミニウムスクラップを原料として、Ｆｅ含有量が高く
ても優れた強度ならびに成形性を有するリサイクル性に
優れた自動車ボディシート用アルミニウム合金圧延板を
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車ボディシート
に使用されるアルミニウム合金板およびその製造方法に
関し、より詳しくは、鋼などの鉄系材料を比較的多量に
含む『汚れた』アルミニウムスクラップを原料として製
造しても優れた性能を発揮することができ、また一旦自
動車ボディシートに用いた後にこれを回収して再度その
まま自動車用に使用することが容易な、リサイクル性に
優れた自動車ボディシート用アルミニウム合金圧延板お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の燃費節減や車体軽量化の
要求などから、自動車ボディシートへのアルミニウム合
金板の使用が検討・実施されている。このような用途に
使用されるアルミニウム合金板としては、成形性、強
度、塗装前の下地処理性、塗装後の耐食性などが鋼板並
みに良好であることは勿論のこと、従来の鋼板からの材
料変更に伴う製造ライン、流通・回収経路でのコストア
ップを抑え得ることが重要な課題となっている。

【０００３】ところで従来自動車ボディシートに使用さ
れている成形加工用アルミニウム合金あるいは使用する
ことが考えられていた成形加工用アルミニウム合金とし
ては、Ａｌ−Ｍｇ系のＪＩＳ５１８２合金のＯ材や５０
８２合金Ｏ材の他、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ
系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系などの各種合金がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の自
動車ボディシート用アルミニウム合金は成形性、強度、
塗装前の下地処理性、塗装後の耐食性などの点は鋼板並
みのものもあるが、鋼からアルミニウム合金への自動車
ボディシート材料の変更に伴うコストアップの抑制とい
う点では未だ不充分と言わざるを得ない。

【０００５】すなわち、一般に自動車用ボディシート等
の自動車部品をアルミニウム合金板で製造する場合、鋼
板によって製造するための製造ラインと同じラインでア
ルミニウム合金板をハンドリングし、また製品とする際
にアルミニウム合金板を鋼板・鋼製部品と接合して使用
することが多い。このため、製造工程で発生するスクラ
ップや製品スクラップ等を回収するにあたっては、鋼板
とアルミニウム板とを完全に分別して回収することはコ
ストの面から非現実的であり、スクラップのアルミニウ
ム板中に鋼板・鉄鋼部品等がある程度混入することを避
けられないのが実情である。

【０００６】そのためアルミニウム合金材料を製造する
場合の溶解原料として自動車製造工程や自動車部品・製
品のアルミニウムスクラップを再使用して、環境問題へ
の対応および資源の有効利用さらには材料変更に伴うコ
ストアップの抑制を図ろうとする場合、アルミニウムス
クラップ中に含まれるＦｅに起因し、それを溶解原料と
して製造したアルミニウム合金中に混入されるＦｅが問
題となる。

【０００７】従来の自動車ボディシート用アルミニウム
合金においても不可避不純物としてＦｅをある程度含有
することは認められており、また積極的に少量のＦｅ添
加を認めることもあるが、一般に従来の自動車ボディシ
ート用アルミニウム合金におけるＦｅの許容量は、自動
車スクラップ等の鋼を含んだスクラップを利用する場合
に混入するＦｅ量より遥かに少なく、従って充分な量の
アルミニウムスクラップを活用することは困難な状況に
ある。このように従来の自動車ボディシート用アルミニ
ウム合金においてＦｅ量の上限が少量に規制されていた
のは、Ｆｅを含有する場合に生成されるＡｌ−Ｆｅ系の
金属間化合物が成形性を損なうためであり、この問題が
解決されれば、多量のＦｅの含有が許容されるようにな
り、それに伴なってＦｅを多量に含有する自動車スクラ
ップ等のアルミウムスクラップを溶解原料として有効に
活用する道が開けると考えられる。

【０００８】したがってこの発明は、自動車スクラップ
等のＦｅを多量に含むスクラップを多量に使用しても、
従来の自動車ボディシート用アルミニウム合金と比較し
て遜色ない性能を有する自動車ボディシート用アルミニ
ウム合金を提供し、もってスクラップの有効活用を促進
すること、またこの発明の合金を一旦自動車ボディシー
トに用いた後にこれを回収して再度自動車用材料として
容易に使用可能とすること、すなわちリサイクル性を高
めることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決するため、成形性に悪影響をもたらす粗大な針状
のＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物の生成機能を研究した結
果、化学成分、特にＳｉとＭｎを適切に調整し、また製
造条件を適切に制御することによって、成形性を損なう
ことなく、含有させ得るＦｅの最大許容量を増加させ得
ることを見出し、この発明をなすに至った。

【００１０】具体的には、請求項１の発明の自動車ボデ
ィシート用アルミニウム合金圧延板は、Ｍｇ：２．５〜
８％、Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつＳｉ≦０．
５％、Ｍｎ≦０．３％、Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、Ｓｉ＋
０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制され、残部がＡｌおよび
不可避的不純物からなり、しかも１０μｍを越えるサイ
ズの金属間化合物の数が３００個／ｍｍ² 以下で、結晶
粒サイズが２０〜７０μｍの範囲内にあることを特徴と
するものである。

【００１１】また請求項２の発明の自動車ボディシート
用アルミニウム合金圧延板は、Ｍｇ：２．５〜８％、Ｆ
ｅ：０．３〜１．２％を含み、かつＳｉ≦０．５％、Ｍ
ｎ≦０．３％、Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、Ｓｉ＋０．６×Ｆ
ｅ≦０．９％に規制され、さらにＣｒ：０．０１〜０．
２％、Ｚｒ：０．０１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜
０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．０５％のうちの１種ま
たは２種以上を含み、かつＭｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖ
＜０．４％であり、残部がＡｌおよび不可避的不純物か
らなり、しかも１０μｍを越えるサイズの金属間化合物
の数が３００個／ｍｍ² 以下で、結晶粒サイズが２０〜
７０μｍの範囲内にあることを特徴とするものである。

【００１２】さらに請求項３の発明の自動車ボディシー
ト用アルミニウム合金圧延板は、Ｍｇ：２．５〜８％、
Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつＳｉ≦０．５％、
Ｍｎ≦０．３％、Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、Ｓｉ＋０．６×
Ｆｅ≦０．９％に規制され、さらにＣｕ：０．０５〜
１．２％、Ｚｎ：０．０５〜１．５％のうちの１種また
は２種を含み、残部がＡｌおよび不可避的不純物からな
り、しかも１０μｍを越えるサイズの金属間化合物の数
が３００個／ｍｍ² 以下で、結晶粒サイズが２０〜７０
μｍの範囲内にあることを特徴とするものである。

【００１３】そしてまた請求項４の発明の自動車ボディ
シート用アルミニウム合金圧延板は、Ｍｇ：２．５〜８
％、Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつＳｉ≦０．５
％、Ｍｎ≦０．３％、Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、Ｓｉ＋０．
６×Ｆｅ≦０．９％に規制され、さらにＣｒ：０．０１
〜０．２％、Ｚｒ：０．０１〜０．２％、Ｎｉ：０．０
１〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．０５％のうちの１
種または２種以上を含み、かつＭｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ
＋Ｖ＜０．４％であり、さらにＣｕ：０．０５〜１．２
％、Ｚｎ：０．０５〜１．５％のうちの１種または２種
を含み、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、し
かも１０μｍを越えるサイズの金属間化合物の数が３０
０個／ｍｍ² 以下で、結晶粒サイズが２０〜７０μｍの
範囲内にあることを特徴とするものである。

【００１４】さらに請求項５の発明の自動車ボディシー
ト用アルミニウム合金圧延板の製造方法は、Ｍｇ：２．
５〜８％、Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつＳｉ≦
０．５％、Ｍｎ≦０．３％、Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、Ｓｉ
＋０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制し、さらに必要に応じ
てＣｒ：０．０１〜０．２％、Ｚｒ：０．０１〜０．２
％、Ｎｉ：０．０１〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．
０５％のうちの１種または２種以上を含み、かつＭｎ＋
Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖ＜０．４％であり、さらに必要に
応じてＣｕ：０．０５〜１．２％、Ｚｎ：０．０５〜
１．５％のうちの１種または２種を含み、残部がＡｌお
よび不可避的不純物からなる合金を、鋳造速度４０ｍｍ
／ｍｉｎ以上の条件でＤＣ鋳造した後、圧延し、その後
加熱速度が１０℃／ｍｉｎ以上で到達温度が４５０℃以
上の条件の最終焼鈍を行い、これにより１０μｍを越え
るサイズの金属間化合物の数が３００個／ｍｍ² 以下で
かつ結晶粒サイズが２０〜７０μｍの範囲内にある圧延
板を得ることを特徴とするものである。

【００１５】さらにまた請求項６の発明の自動車ボディ
シート用アルミニウム合金圧延板の製造方法は、Ｍｇ：
２．５〜８％、Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつＳ
ｉ≦０．５％、Ｍｎ≦０．３％、Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、
Ｓｉ＋０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制し、さらに必要に
応じてＣｒ：０．０１〜０．２％、Ｚｒ：０．０１〜
０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．０５％、Ｖ：０．０１
〜０．０５％のうちの１種または２種以上を含み、かつ
Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖ＜０．４％であり、さらに
必要に応じてＣｕ：０．０５〜１．２％、Ｚｎ：０．０
５〜１．５％のうちの１種または２種を含み、残部がＡ
ｌおよび不可避的不純物からなる合金を、板厚２〜４０
ｍｍに連続鋳造圧延した後さらに圧延を施し、その後加
熱速度が１０℃／ｍｉｎ以上で到達温度が４５０℃以上
の条件の最終焼鈍を行い、これにより１０μｍを越える
サイズの金属間化合物の数が３００個／ｍｍ² 以下でか
つ結晶粒サイズが２０〜７０μｍの範囲内にある圧延板
を得ることを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】先ずこの発明における合金の化学成分の限定理
由を説明する。

【００１７】Ｍｇ：一般にアルミニウム合金圧延板にお
いては、Ｍｇ含有量が増加するにしたがって強度および
伸びが向上して、冷間圧延鋼板に匹敵する強度、伸びの
値を有するようになる。しかしながらＭｇ含有量が８％
を越えて添加されれば、熱間加工性が著しく低下して加
工が困難となる。一方Ｍｇ含有量が２．５％未満では自
動車ボディシートとして必要な強度と伸びを得ることが
困難となる。したがってＭｇ含有量は２．５〜８％の範
囲とした。

【００１８】Ｆｅ：Ｆｅはこの発明において重要な元素
である。Ｆｅの添加は針状のＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合
物を生成して成形性劣化の原因となるため、成形加工が
必須の自動車ボディシート用アルミニウム合金として使
用する場合には、Ｆｅ量は一般的には極力抑制するのが
通常である。しかしながら本発明者等が鋭意実験・研究
を続けた結果、成形性に特に悪影響を及ぼしているのは
１０μｍより大きい粗大な金属間化合物であって、１０
μｍを越える粗大な金属間化合物の数が３００個／ｍｍ
² 以下であれば、成形性への悪影響は少ないことを見出
した。この結果に基づき、さらに研究を重ね、自動車ス
クラップを使用してもＦｅ量が容易にコントロールでき
るＦｅ量０．３０％以上の種々の合金についてその金属
間化合物の生成状況を検討した結果、合金中に含まれる
ＳｉとＭｎの存在がＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合物の生成
・粗大化を促進しており、Ｓｉ量、Ｍｎ量を適切に規制
することによって、Ｆｅ量をある程度増加させても、成
形性に悪影響を与える１０μｍを越える粗大なＡｌ−Ｆ
ｅ系の金属間化合物の数を、成形性への影響が少ない３
００個／ｍｍ² 以下に抑制し得ることを見出した。具体
的には、Ｓｉ量を０．５％以下、Ｍｎ量を０．３％以下
に規制するとともに、Ｓ／Ｆｅ比を１．０以下、Ｓｉ＋
０．６×Ｆｅの値を０．９％以下に規制することによっ
て、Ｆｅ含有量を１．２％まで増加させても、金属間化
合物の数は多くなるもののＡｌ−Ｆｅ系の粗大な（＞１
０μｍ）金属間化合物の生成を抑制し得ることが判明し
た。したがってこの発明は、Ｓｉ，Ｍｎについての上述
のような規制の下で、アルミニウムスクラップの利用性
を高めるべく、Ｆｅを、成形性を損なわない１．２％ま
で添加することとした。Ｆｅ量が１．２％を越えて添加
されれば、Ｓｉ量、Ｍｎ量を規制しても１０μｍを越え
る粗大なＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物が多数生成されるよ
うになって成形性を著しく阻害し、一方Ｆｅ含有量が
０．３０％未満では、Ｆｅ分を多量に含む自動車スクラ
ップ等のアルミニウムスクラップの利用が充分に図れ
ず、スクラップの利用性、リサイクル性の点で無意味で
ある。したがってＦｅ含有量は０．３０〜１．２％の範
囲とした。

【００１９】Ｓｉ：ＳｉはＦｅの溶解度を下げ、Ａｌ−
Ｆｅ系もしくはＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物のサ
イズを増大させて粗大金属間化合物を生成し、成形性を
低下させる元素である。これらの金属間化合物の粗大化
はＳｉ量とＦｅ量との比にも依存し、自動車用ボディシ
ートの用途に求められる特性を得るためには、Ｓｉ量と
Ｆｅ量との比（Ｓｉ／Ｆｅ）が１．０以下であることが
必要である。またＳｉ量が０．５％を越えた場合は、Ｍ
ｇ₂ Ｓｉが生成・粗大化して成形性が劣化する。さらに
Ｓｉ量とＦｅ量の合計量も粗大金属間化合物の生成に影
響し、Ｓｉ量と、Ｆｅ量の０．６倍の値との合計（Ｓｉ
＋０．６×Ｆｅ）が０．９％以下の範囲であるならば問
題ないが、この範囲を越えれば成形性が劣化する。した
がってＳｉ含有量は、Ｓｉ≦０．５％に規制し、かつＳ
ｉ／Ｆｅ≦１．０の条件およびＳｉ＋０．６×Ｆｅ≦
０．９％の条件を満たすことが必要である。

【００２０】Ｍｎ：ＭｎはＦｅと共存してＡｌ−Ｆｅ系
の金属間化合物を粗大化させて、成形性を低下させる。
またＦｅ量が多いこの発明の合金では、生成される金属
間化合物の数が多いが、この金属間化合物は再結晶の核
となるから、この発明の合金では、再結晶核が多数生成
されることになる。ところがＭｎには再結晶粒の成長を
抑制する作用があるため、焼鈍時の再結晶粒の成長が不
充分となりやすく、したがってＭｎ量が多ければ再結晶
粒が微細になり、後述するような結晶粒サイズ２０μｍ
以上の条件を満たせなくなってストレッチャーストレイ
ン等の表面欠陥が発生しやすくなる。しかしながらＭｎ
量が０．３％以下であるならば、これらの悪影響を除去
することができるから、Ｍｎは０．３％以下に規制する
こととした。

【００２１】Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｉ，Ｖ：Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎ
ｉ，ＶはＭｎと同様に再結晶粒の成長を抑制する作用が
あり、結晶粒が粗大になりやすい場合は、これらの１種
以上を添加することによって適正な結晶粒サイズを得る
ことができる。但しそれぞれ０．２％を越えれば、再結
晶粒が微細になりすぎて結晶粒サイズ２０μｍ以上の条
件を満たせなくなったり、あるいは巨大金属間化合物を
生成して成形性を大幅に低下させたりする。一方これら
の元素の添加量が０．０１％未満では充分な結晶粒の微
細化効果が得られない。従ってＣｒ，Ｚｒ，Ｎｉ，Ｖを
積極添加する場合の添加量は各々０．０１〜０．２％の
範囲とした。なお、たとえこの範囲内であってもＣｒ，
Ｚｒ，Ｎｉ，ＶとＭｎとの総量が０．４％以上では、前
記同様に再結晶の制御が困難となるため、Ｍｎ＋Ｃｒ＋
Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖ＜０．４の条件を満たす必要がある。

【００２２】Ｃｕ，Ｚｎ：Ｃｕ，Ｚｎは強度向上に有効
な元素であり、強度を要求される用途の場合にはいずれ
か１種または２種を添加する。Ｃｕ量が０．０２％未
満、Ｚｎ量が０．０５％未満では強度の向上が充分に図
られない。一方、Ｃｕが１．２％を越えて、あるいはＺ
ｎが１．５％を越えて添加されれば、成形性、耐食性、
溶接性等の自動車ボディシートとしての一般的特性を損
なう。したがってＣｕ添加量は０．０２〜１．２０％の
範囲内、Ｚｎ添加量は０．０５〜１．５０％の範囲内と
した。

【００２３】以上の各元素の他は、基本的にはＡｌおよ
び不可避不純物とすれば良い。

【００２４】なお一般のアルミニウム合金では、鋳塊の
結晶粒微細化のため少量のＴｉを単独であるいはＢと組
合わせて添加することも多く、この発明でもこれらの元
素の添加は許容される。但しＴｉ添加量が０．１５％を
越えれば粗大な初晶ＴｉＡｌ₃ 粒子が生成されることか
ら、Ｔｉ添加量は０．１５％以下とすることが望まし
く、またＴｉとともにＢを添加する場合、Ｂ添加量が５
００ｐｐｍを越えれば粗大なＴｉＢ₂ 粒子が生成される
から、Ｂ添加量は５００ｐｐｍ以下とすることが好まし
い。またアルミニウム合金の溶解、鋳造においては、一
般に溶湯の酸化防止のために微量のＢｅを添加すること
があるが、この発明の場合もＢｅは５００ｐｐｍ以下の
添加であれば特に他の性能を劣化させることはない。

【００２５】以上の成分組成を有するこの発明のアルミ
ニウム合金圧延板は、さらに次のような金属組織条件を
満たす必要がある。

【００２６】金属間化合物サイズ：Ｆｅの添加量が多い
この発明合金では、必然的にＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合
物が多くなる。この金属間化合物が成形性に及ぼす影響
を研究した結果、小さなサイズの金属間化合物は成形性
にさほど大きな影響を与えない反面、大きなサイズの金
属間化合物が成形性低下の原因になっていることが判明
した。特に１０μｍを越えるサイズの金属間化合物が１
ｍｍ² あたり３００個を越えて存在すれば、成形性を著
しく低下させることが判明した。したがってこの発明で
は、１０μｍを越えるサイズの金属間化合物の数を３０
０個／ｍｍ² 以下と規定した。なお１０μｍ以下のサイ
ズの金属間化合物はこの発明においては特に問題となら
ない。

【００２７】ここで、１０μｍを越えるサイズの金属間
化合物を３００個／ｍｍ² 以下とする方法は特に限定さ
れるものではないが、後述するようなこの発明の製造方
法によることが好ましい。すなわちこの発明による製造
方法では、鋳造速度を適切に調整することにより金属間
化合物サイズを制御することができる。

【００２８】結晶粒サイズ：この発明の合金では、前述
のように多数のＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物が存在する
が、このＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合物は再結晶過程にお
いて結晶の核となる。そのためこの発明の合金では再結
晶焼鈍（最終焼鈍）時に多数の再結晶粒が生成されるか
ら、結晶粒が微細化し過ぎる傾向がある。そして特に結
晶粒サイズが２０μｍ未満では伸びが低下し、しかもス
トレッチャーストレインマークが生じるようになる。一
方、結晶粒サイズが７０μｍを越えれば成形時に肌荒れ
現象が目立って表面欠陥となる。したがって結晶粒サイ
ズは２０〜７０μｍの範囲とする必要がある。なお結晶
粒サイズをこの発明の範囲内とするための手段は特に限
定されるものではないが、後述するようなこの発明の製
造方法、特に適切な鋳造条件による金属間化合物の生成
の制御と適切な最終焼鈍条件の設定によって、結晶粒を
過度に微細化させず、しかも粗大化もさせずに、適切な
結晶粒サイズを得ることができる。

【００２９】次に、この発明の製造方法について説明す
る。

【００３０】鋳造：まず前述の成分組成を有する合金を
常法にしたがって溶解し、鋳造する。

【００３１】鋳造はＤＣ鋳造（半連続鋳造）あるいは連
続鋳造圧延（薄板連続鋳造）のいずれでも良いが、鋳造
時に生成される金属間化合物を微細なものにするために
は、充分に高い凝固速度が必要である。ＤＣ鋳造を適用
する場合、鋳造速度を常法より速い４０ｍｍ／ｍｉｎ以
上の条件とすることによって金属間化合物サイズ１０μ
ｍ以下を達成することができる。一方連続鋳造圧延の場
合、その具体的方法としては、大別して熱間圧延を施さ
ないロールキャスト法と熱間圧延を施すベルトキャスト
法もしくはブロックキャスト法とがあるが、いずれの方
法を用いた場合も、鋳塊厚さを２〜４０ｍｍとすれば、
金属間化合物サイズ１０μｍ以下を達成することができ
る。

【００３２】均熱・加熱：この発明の方法では、鋳塊に
対する均質化処理は必ずしも行う必要はないが、鋳塊の
不均質を解消する目的で均質化処理を施してもこの発明
で目的とするアルミニウム合金圧延板の性能を損なうこ
とはない。またこの発明の場合、均質化処理は熱間圧延
前に行う鋳塊の加熱を兼ねて行っても良い。

【００３３】圧延：鋳塊の厚みが最終的な板厚に至って
いない場合には、熱間圧延や冷間圧延により所望の板厚
まで圧延する。熱間圧延を施す場合、その条件は特に限
定されないが、熱間圧延開始温度が３００℃より低けれ
ば生産性が低下し、一方５７０℃を越えれば脆くなって
圧延中に割れが生じ易くなる。したがって熱間圧延を行
なう場合の熱間圧延開始温度は、３００〜５７０℃の範
囲内とすることが好ましい。また熱間圧延だけでは所望
の板厚まで圧延できない場合には、１回以上の冷間圧延
を施せば良いが、この場合の冷間圧延条件も特に限定さ
れるものではない。熱間圧延と冷間圧延との間もしくは
冷間圧延と冷間圧延の間においては、必要に応じて軟質
化等のために中間焼鈍を施しても良い。中間焼鈍はバッ
チ炉でも連続焼鈍炉でも良く、いずれもその条件は特に
限定されるものではない。

【００３４】最終焼鈍：最終焼鈍は、加熱速度（昇温速
度）を１０℃／ｍｉｎ以上とし、加熱到達温度を４５０
℃以上とする必要がある。このような条件を満たすため
には、連続焼鈍炉を用いることが望ましい。上述のよう
に最終焼鈍条件を定めた理由は次の通りである。

【００３５】すなわち、Ｆｅ量の多いこの発明の合金で
は再結晶核が多数生成されやすいところから、前述のよ
うに再結晶粒が微細化しやすい。一方従来の一般的なバ
ッチ焼鈍（ＢＡＦ）では、一般に焼鈍温度が低いため再
結晶核が多数生成されても再結晶粒が成長しにくいとこ
ろから、この発明の合金にバッチ焼鈍を適用した場合、
著しく微細な結晶粒となり、その結果伸びが低下しまた
ストレッチャーストレインが生成されやすくなる。しか
しながら連続焼鈍炉を用いて急速に高温に加熱すれば、
結晶粒が均一に成長して、適切に粗粒化し、したがって
高い伸びが得られると同時に、ストレッチャーストレイ
ンも生じにくくなる。但し、１０℃／ｍｉｎ以上の急速
加熱でも到達温度が４５０℃未満では、結晶粒の成長が
遅く所期の結果が得られない。また到達温度が４５０℃
以上であっても加熱速度が１０℃／ｍｉｎより遅けれ
ば、結晶粒の成長が不均一となって異常成長が起こり、
巨大結晶粒が生じて成形時に肌荒れが生じてしまう。し
たがって、加熱速度は１０℃／ｍｉｎ以上で到達温度は
４５０℃以上の条件とする必要がある。なお最終焼鈍温
度の上限は特に限定しないが、通常は５７０℃以下とす
ることが好ましい。また最終焼鈍時の冷却速度も本質的
には任意であるが、積極添加成分としてＣｕもしくはＺ
ｎを添加した場合には、伸びを維持したりあるいはベー
クハード性（焼付硬化性）を付与するために、１０℃／
ｍｉｎ以上の急冷とすることが好ましい。

【００３６】なおまた、到達温度における保持時間は、
結晶粒径が７０μｍを越えない範囲で合金成分、焼鈍温
度等を考慮して定めればよいが、通常は保持なし（所定
温度に到達後直ちに冷却）あるいは５分以内の保持が好
ましい。

【００３７】以上のようにして得られた圧延板は、その
まま最終用途に供しても良く、また場合によっては歪み
矯正を施して最終用途に供すれば良い。

【００３８】

【実施例】以下この発明の実施例について説明する。

【００３９】表１には、実施例に用いたアルミニウム合
金Ａ〜Ｊの合金成分組成を示す。合金Ａは請求項１に対
応する合金、合金Ｂは請求項２に対応する合金、合金Ｃ
は請求項３に対応する合金、合金Ｄ，Ｅは請求項４に対
応する合金成分である。また合金Ｆは原料としてスクラ
ップではない良質な地金を使用した従来合金であり、Ｆ
ｅ量が０．１２％とこの発明の合金よりはるかに少ない
量となっている。その他の合金Ｇ〜Ｊはこの発明の成分
範囲から外れる比較合金である。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１の各合金を幅１２００ｍｍ、厚さ５０
０ｍｍ、長さ３５００ｍｍのサイズのＤＣ鋳塊に鋳造
し、面削を圧延面及び側面各々５ｍｍずつ行った。その
後、表２のＮｏ．１〜Ｎｏ．１３に従って均熱、加熱
後、板厚４ｍｍまで熱間圧延した。これをさらに板厚１
ｍｍまで冷間圧延し、表２中に示す条件で最終焼鈍を施
した。なお表２中ＣＡＬは連続焼鈍を示し、ＢＡＦはバ
ッチ焼鈍を示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】各合金の特性値、すなわち機械的性質（引
張強さ、耐力、伸び）と成形性を示すエリクセン値、降
伏伸び、ならびにこれらの特性を達成するための組織要
因として結晶粒サイズと１０μｍを越える大きさの金属
間化合物の個数を測定した。その結果を表３に示す。

【００４４】

【表３】

【００４５】この発明はリサイクル性の高いアルミニウ
ム合金板、すなわち自動車スクラップ等の鉄を多量に含
むスクラップを原料としても良好な性能を示すアルミニ
ウム合金圧延板を提供することを目的としていることか
ら、合金圧延板の性能としては、純度の高い原料を用い
た従来の合金と同程度の値を目標とした。具体的には次
の値を性能の目安とした。 伸 び ２６％以上 エリクセン値 ９．５ｍｍ以上 降伏伸び ０．３％以下

【００４６】Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．５，Ｎｏ．
６，Ｎｏ．８は、いずれも合金成分、組織、製造方法と
もこの発明の範囲内のものであり、これらの場合はいず
れも強度、伸びが充分な値となり、またエリクセン値、
降伏伸びも優れていて、目標性能を充分に達成してい
る。

【００４７】Ｎｏ．３は、合金成分はこの発明の範囲内
であるが、焼鈍条件をこの発明の範囲から外れた低温と
した例である。この場合、結晶粒サイズがこの発明の範
囲を外れてしまい、またストレッチャーストレインが発
生して外観不良となり、また降伏伸びも悪くなった。

【００４８】Ｎｏ．４は、合金成分はこの発明の範囲内
であるが、最終焼鈍にバッチ炉を用いて加熱速度がこの
発明の条件を満たさなかった例であり、この場合も結晶
粒が微細化し、そのため伸びが小さくまた降伏伸びは極
めて大きくなるなど、成形性が劣化した。またストレッ
チャーストレインも発生して外観不良も生じてしまっ
た。

【００４９】Ｎｏ．７は、合金成分はこの発明の範囲内
であるが、鋳造速度が遅い例であり、この場合は１０μ
ｍを越える金属間化合物が多量に生成した。そのため伸
び、エリクセン値が低下し、成形性が劣化した。

【００５０】Ｎｏ．９は、従来合金を用いた例であり、
強度、成形性の面では良好な特性を示している。但し従
来合金では、合金成分特にＦｅが微量に規制されている
ため、原料として良質な地金（バージンメタル）を使用
しなければならず、従ってコストを下げることができ
ず、またリサイクルを行なう上で困難が伴うなど、資源
再利用の点からもこの発明の合金に劣る。

【００５１】Ｎｏ．１０は、Ｍｎ含有量が多くまたＭｎ
＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖの合計含有量も多いため、巨大
な金属間化合物が多数生成され、そのため成形性が劣化
するとともに、再結晶粒も適切サイズに制御できず微細
になり過ぎ、その結果ストレッチャーストレインも強く
発生した。

【００５２】Ｎｏ．１１は、Ｃｒ含有量が多くまたＭｎ
＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖの合計含有量も多いため、Ｎ
ｏ．１０と同様に結晶粒が微細になり過ぎてしまい、ス
トレッチャーストレインも強い結果となっている。

【００５３】Ｎｏ．１２は、Ｆｅ量、Ｍｎ量が多過ぎ、
またＭｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖの合計含有量も多く、
そのため巨大な金属間化合物が多数生成され、成形性が
劣化するとともに、再結晶粒も適切なサイズに制御でき
ず、ストレッチャーストレインも強かった。

【００５４】Ｎｏ．１３は、Ｓｉ量が多いためＡｌ−Ｆ
ｅ−Ｓｉ系およびＭｇ₂ Ｓｉ金属間化合物双方が多く生
成し、伸びが２４％と低い値となり、本発明例の３０％
に及ぶ伸びの値と比べて劣ったものとなった。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
Ｆｅを多量に含む合金成分であっても、その他の成分を
適切に調整することによりＦｅ量を微量に規制した従来
合金と同等あるいはそれ以上の強度、成形性を有する成
形加工用アルミニウム合金圧延板を提供でき、したがっ
て自動車スクラップの如く鋼、鉄を多量に含むアルミニ
ウムスクラップを溶解原料として多量に使用しても、自
動車ボディシートとして、高純度原料を用いた従来材と
遜色ない材料を得ることができ、そのため自動車スクラ
ップ等を多量に活用することが可能となるなど、スクラ
ップ利用性を著しく高めることが可能となった。またこ
の発明によるアルミニウム合金圧延板を自動車ボディシ
ートに使用すれば自動車スクラップから自動車を作ると
いうリサイクルが実現でき、資源の有効活用に大きく貢
献することができる。さらにこの発明の製造方法によれ
ば、上述のような優れた圧延板を安定的にかつ容易に製
造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 守 東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号 スカイアルミニウム株式会社内 (72)発明者 佐々木 行雄 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 菊池 正夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 佐賀 誠 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｍｇ：２．５〜８％（重量％、以下同
   じ）、 Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつ Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．３％、 Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、 Ｓｉ＋０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制され、 残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、 しかも１０μｍを越えるサイズの金属間化合物の数が３
   ００個／ｍｍ² 以下で、結晶粒サイズが２０〜７０μｍ
   の範囲内にあることを特徴とする、リサイクル性の高い
   自動車ボディシート用アルミニウム合金圧延板。
2. 【請求項２】Ｍｇ：２．５〜８％、 Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつ Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．３％、 Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、 Ｓｉ＋０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制され、さらに Ｃｒ：０．０１〜０．２％、 Ｚｒ：０．０１〜０．２％、 Ｎｉ：０．０１〜０．０５％、 Ｖ：０．０１〜０．０５％のうちの１種または２種以上
   を含み、かつ Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖ＜０．４％であり、 残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、 しかも１０μｍを越えるサイズの金属間化合物の数が３
   ００個／ｍｍ² 以下で、結晶粒サイズが２０〜７０μｍ
   の範囲内にあることを特徴とする、リサイクル性の高い
   自動車ボディシート用アルミニウム合金圧延板。
3. 【請求項３】Ｍｇ：２．５〜８％、 Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつ Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．３％、 Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、 Ｓｉ＋０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制され、さらに Ｃｕ：０．０５〜１．２％、 Ｚｎ：０．０５〜１．５％のうちの１種または２種を含
   み、 残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、 しかも１０μｍを越えるサイズの金属間化合物の数が３
   ００個／ｍｍ² 以下で、結晶粒サイズが２０〜７０μｍ
   の範囲内にあることを特徴とするリサイクル性の高い自
   動車ボディシート用アルミニウム合金圧延板。
4. 【請求項４】Ｍｇ：２．５〜８％、 Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつ Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．３％、 Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、 Ｓｉ＋０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制され、さらに Ｃｒ：０．０１〜０．２％、 Ｚｒ：０．０１〜０．２％、 Ｎｉ：０．０１〜０．０５％、 Ｖ：０．０１〜０．０５％のうちの１種または２種以上
   を含み、かつ Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖ＜０．４％であり、さらに Ｃｕ：０．０５〜１．２％、 Ｚｎ：０．０５〜１．５％のうちの１種または２種を含
   み、 残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、 しかも１０μｍを越えるサイズの金属間化合物の数が３
   ００個／ｍｍ² 以下で、結晶粒サイズが２０〜７０μｍ
   の範囲内にあることを特徴とする、リサイクル性の高い
   自動車ボディシート用アルミニウム合金圧延板。
5. 【請求項５】Ｍｇ：２．５〜８％、 Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつ Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．３％、 Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、 Ｓｉ＋０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制し、さらに必要に
   応じて Ｃｒ：０．０１〜０．２％、 Ｚｒ：０．０１〜０．２％、 Ｎｉ：０．０１〜０．０５％、 Ｖ：０．０１〜０．０５％のうちの１種または２種以上
   を含み、かつ Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖ＜０．４％であり、さらに
   必要に応じて Ｃｕ：０．０５〜１．２％、 Ｚｎ：０．０５〜１．５％のうちの１種または２種を含
   み、 残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる合金を、 鋳造速度４０ｍｍ／ｍｉｎ以上の条件でＤＣ鋳造した
   後、圧延し、その後加熱速度が１０℃／ｍｉｎ以上で到
   達温度が４５０℃以上の条件の最終焼鈍を行い、これに
   より１０μｍを越えるサイズの金属間化合物の数が３０
   ０個／ｍｍ² 以下でかつ結晶粒サイズが２０〜７０μｍ
   の範囲内にある圧延板を得ることを特徴とする、リサイ
   クル性の高い自動車ボディシート用アルミニウム合金圧
   延板の製造方法。
6. 【請求項６】Ｍｇ：２．５〜８％、 Ｆｅ：０．３〜１．２％を含み、かつ Ｓｉ≦０．５％、 Ｍｎ≦０．３％、 Ｓｉ／Ｆｅ≦１．０、 Ｓｉ＋０．６×Ｆｅ≦０．９％に規制し、さらに必要に
   応じて Ｃｒ：０．０１〜０．２％、 Ｚｒ：０．０１〜０．２％、 Ｎｉ：０．０１〜０．０５％、 Ｖ：０．０１〜０．０５％のうちの１種または２種以上
   を含み、かつ Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｎｉ＋Ｖ＜０．４％であり、さらに
   必要に応じて Ｃｕ：０．０５〜１．２％、 Ｚｎ：０．０５〜１．５％のうちの１種または２種を含
   み、 残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる合金を、 板厚２〜４０ｍｍに連続鋳造圧延した後さらに圧延を施
   し、その後加熱速度が１０℃／ｍｉｎ以上で到達温度が
   ４５０℃以上の条件の最終焼鈍を行い、これにより１０
   μｍを越えるサイズの金属間化合物の数が３００個／ｍ
   ｍ² 以下でかつ結晶粒サイズが２０〜７０μｍの範囲内
   にある圧延板を得ることを特徴とする、リサイクル性の
   高い自動車ボディシート用アルミニウム合金圧延板の製
   造方法。