烧结涂装硬化性优越的铝合金板制造技术

提供一种兼备长期室温时效后的低温短时间条件下的B?H性和长期室温时效后的成形性的6000系铝合金板。特定的6000系铝合金板的由三维原子探针电场离子显微镜测定的对B?H性有大效果的特定的原子簇含有一定的数量密度以上，限制它们中的比较小的原子簇的数量，增加它们中的比较大的原子簇的比例，进一步提高长期室温时效后的低温短时间条件下的BH性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种Al-Mg-Si系铝合金板。本专利技术所指的铝合金板是热轧板或冷轧板等的轧制板，是实施了固溶处理以及淬火处理等调质的、烧结涂装硬化处理前的铝合金板。另外，在以下的记载中，还将铝称为Al。
技术介绍
近年来，考虑到地球环境等，汽车等车辆的轻量化的社会要求越来越高。为了响应该要求，作为汽车面板，尤其是发动机罩、车门、车顶等大型车身面板(外面板、内面板)的材料，除了钢板等钢铁材料外，成形性和烧结涂装硬化性优越的、更轻的铝合金材的应用正在增加。其中，汽车的发动机罩、挡泥板、车门、车顶、行李箱盖等面板构造体的、外面板 (外板)或内面板(内板)等面板正在研究使用薄壁且作为高强度铝合金板的Al-Mg-Si系的AA乃至JIS 6000系(以下，也仅称为6000系)铝合金板。该6000系铝合金板必须含有S1、Mg，尤其过剩Si型的6000系铝合金具有Si/Mg的质量比为I以上的组成，并具有优越的时效硬化性。因此，在冲压成形或弯曲加工时通过低屈服强度化确保成形性，并且通过成形后的面板的涂装烧结处理等的、较低温的人工时效(硬化)处理时的加热，进行时效硬化，从而屈服强度提高，具有可以确保作为面板的必要的强度的烧结涂装硬化性(以下，也称为bake hard性=BH性、烧结硬化性)。另外，6000系铝合金板与Mg量等合金量多的其他的5000系铝合金等相比，合金元素量较少。因此，在将所述6000系铝合金板的碎铁作为铝合金熔化材料(熔化原料)再利用时，容易得到原来的6000系铝合金铸块，再循环性也优越。另一方面，众所周知，汽车的外面板是通过对铝合金板复合进行冲压成形中的突出成形时或弯曲成形等成形加工而制作的。例如，在发动机罩或车门等大型的外面板中，通过突出等冲压成形，制成作为外面板的成形品形状，接着，通过该外面板周缘部的平褶边(flat hem)等的裙边(hemming)加工,进行与内面板的接合,成为面板构造体。在此，6000系铝合金的优点是具有优越的BH性，但其反面，具有室温时效性，在固溶淬火处理后，在数月间的室温保持下，发生时效硬化，强度增加，由此，存在成形为面板的成形性、尤其弯曲加工性下降的问题。例如，在将6000系铝合金板用于汽车面板用途的情况下，在铝生产者处进行了固溶淬火处理后(制造后)，到在汽车生产者处成形加工为面板前，通常要在室温下放置I 4个月左右(室温放置)，在这期间，时效硬化(室温时效)进一步发展。尤其，在进行严格的弯曲加工的外面板中，当制造后经过I个月后，即便能够没问题地成形，在经过3个月后，存在在褶边加工时产生裂纹等问题。因此，在汽车面板用、尤其在外面板用的6000系铝合金板中，需要对I 4个月左右的较长期间中的室温时效进行抑制。进而，在这样的室温时效大的情况下，BH性下降，由于所述的成形后的面板的涂装烧结处理等的、较低温的人工时效(硬化)处理时的加热，在直到作为面板的必要的强度前，还产生屈服强度不提高的问题。为此，一直以来，关于抑制6000系铝合金的BH性的提高以及室温时效，提出各种方案。例如，在专利文献I中，提出一种在固溶以及淬火处理时，通过使冷却速度阶段性地变化，来抑制制造后在室温下经过7日后到90日后的强度变化的方案。另外，在专利文献2中，提出一种在固溶以及淬火处理后，在60分钟以内，在50 150°C的温度下保持10 300分钟，由此，得到BH性和形状冻结性的方案。另外，在专利文献3中，提出一种在固溶以及淬火处理时，通过规定第一段的冷却温度与之后的冷却速度，得到BH性和形状冻结性的方案。另外，在专利文献4即日本特开平4-210456中，提出一种通过固溶淬火后的热处理来提高BH性的方案。在专利文献5即日本特开平10-219382中，提出一种通过DSC (Differential scanning calorimetry,示差 扫描热量测定)法的吸热峰值规定引起的BH性提高的方案。在专利文献6即日本特开2005-139537中也同样提出一种通过DSC的发热峰值规定引起的BH性提高的方案。但是，这些专利文献I 6对于直接影响6000系铝合金板的BH性或室温时效性的原子簇(原子的集合体)，只不过是间接地类推其举动的文献。相对于此，在专利文献7中，直接测定影响6000系铝合金板的BH性或室温时效性的原子簇(原子的集合体)，进行规定的试验。即，在通过100万倍的透过型电子显微镜分析6000系铝合金板的组织时所观察到的原子簇(原子的集合体)之内，将当量圆直径为I 5nm的范围的原子簇的平均数量密度规定在4000 30000个/ μ m2的范围，BH性优越，抑制了室温时效。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2000-160310号公报专利文献2 :日本专利第3207413号公报专利文献3 :日本专利第2614686号公报专利文献4 :日本特开平4-210456号公报专利文献5 :日本特开平10-219382号公报专利文献6 日本特开2005-139537号公报专利文献7 :日本特开2009-242904号公报但是，对于这些现有技术的室温时效后的BH性，为了汽车车体的生产线的高效化而在其车体涂装烧结处理在更低温下被短时间化的条件下，仍有改善的余地。S卩，这些现有技术的车体涂装烧结处理在150°C X20分等的低温下被短时间化的情况下的、室温时效后的BH性的提高在O. 2%屈服强度(耐力)下为30 40MPa左右，追求更高的BH性。
技术实现思路
鉴于这样的问题，本专利技术的目的在于，提供一种即使是在室温时效后以低温被短时间化的条件的车体涂装烧结处理，也可以发挥高的BH性的Al-S1-Mg系铝合金板。为了达成该目的，本专利技术的烧结涂装硬化性优越的铝合金板的要旨在于，一种铝合金板，其是一种以质量％算，含有Mg :0. 2 2. 0%，Si 0. 3 2. 0%，余量由Al以及不可避免杂质构成的Al-Mg-Si系铝合金板，其中，通过三维原子探针电场离子显微镜测定的原子的集合体合计含有10个以上的Mg原子以及/或者Si原子，即使以其中含有的Mg原子和Si原子的任一原子为基准，该作为基准的原子与相邻的其他原子之中的任一原子之间的相互距离也在O. 75nm以下，以5. OX IO23个/m3以上的平均数量密度含有满足这些条件的原子的集合体，并且将满足这些条件的原子的集合体中的最大的当量圆半径尺寸小于1. 5nm的原子的集合体的平均数量密度限制在10. O X IO23个/m3以下，另一方面，以该最大的当量圆半径尺寸小于1. 5nm的原子的集合体的平均数量密度a与最大的当量圆半径尺寸在1. 5nm以上的原子的集合体的平均数量密度b之比a/b为3. 5以下的方式，含有所述最大的当量圆半径尺寸在1. 5nm以上的原子的集合体。专利技术效果本专利技术发现在通过3DAP测定的原子的集合体(原子簇)中，如所述规定那样，合计含有特定以上的Mg原子或Si原子，其中含有的相邻的原子彼此的相互距离在特定以下的特定的原子簇的平均数量密度与BH性有大的相关性。但是，不仅如此，本专利技术发现在所述特定的原子簇之中，原子簇的尺寸的分布状态是重要的，减少较小尺寸的原子簇、增多较大尺寸的原子簇将使BH性提高。S卩，发现为了提高BH性，以所述特定的原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结涂装硬化性优越的铝合金板，其是一种以质量％算，含有Mg：0.2～2.0％，Si：0.3～2.0％，余量由Al以及不可避免杂质构成的Al?Mg?Si系铝合金板，其特征在于，通过三维原子探针电场离子显微镜测定的原子的集合体合计含有10个以上的Mg原子以及/或者Si原子，即使以其中含有的Mg原子和Si原子的任一原子为基准，该作为基准的原子与相邻的其他原子之中的任一原子之间的相互距离也在0.75nm以下，以5.0×1023个/m3以上的平均数量密度含有满足这些条件的原子的集合体，并且将满足这些条件的原子的集合体中的最大的当量圆半径尺寸小于1.5nm的原子的集合体的平均数量密度限制在10.0×1023个/m3以下，另一方面，以该最大的当量圆半径尺寸小于1.5nm的原子的集合体的平均数量密度a与最大的当量圆半径尺寸在1.5nm以上的原子的集合体的平均数量密度b之比a/b为3.5以下的方式，含有所述最大的当量圆半径尺寸在1.5nm以上的原子的集合体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松本克史，有贺康博，宍户久郎，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：