成型加工用的铝合金包层材料制造技术

一种成型加工用铝合金包层材料，其具备：铝合金芯材，其含有Mg：0.2～1.5％(质量％，以下同)，Si：0.2～2.5％、Cu：0.2～3.0％，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；铝合金皮材，其包覆在芯材的一面或两面上、每一面的厚度为总板厚的3～30％，其具有含Mg：0.2～1.5％、Si：0.2～2.0％以及将Cu限制在0.1％以下的组成，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；和铝合金插层材料，其存在于芯材和皮材之间，具有590℃以下的固相线温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成型加工用的铝合金包层材料
本专利技术涉及一种作为汽车车身板材、车身面板等各种汽车、船舶、飞机等的材料、部件，或者建筑材料、构造材料，以及除此以外的各种机械器具、家电制品或其部件等的原材料，实施成型加工以及涂装烧结而使用的成型加工用铝合金包层材料。
技术介绍
以往，作为汽车的车身板材，大多情况下主要使用冷轧钢板，但最近从车身轻量化等观点考虑，使用铝合金轧制板的情况增多。 然而，由于汽车的车身板材通过实施冲压加工而使用，因此要求成型加工性优良，此外，由于为了将外面板和内面板进行接合使其一体化等，大多实施了卷边弯曲加工进行使用，因此在成型性中还要求卷边加工性优良。并且，由于通常在实施涂装烧结后使用，因此在兼顾成型性和强度中重视强度的情况下，要求在涂装烧结后可以获得高强度，相反，在重视成型性的情况下，要求在涂装烧结后牺牲一定的强度取而代之获得高冲压成型性。进一步，在针对汽车用车身板材的铝合金板中，要求具有充分的耐腐蚀性(耐晶界腐蚀性、耐丝状腐蚀性)。 以往，作为这种针对汽车用车身板材的铝合金，除了 Al — Mg系合金以外，主要使用具有耐老化性的Al — Mg— Si系合金或Al — Mg— Si — Cu系合金。其中，时效性Al —Mg - Si系合金、Al -Mg-S1-Cu系合金，通过涂装烧结时的加热而进行时效处理，从而具有涂装烧结后的强度提高的优点，此外还具有难以产生吕德斯带痕迹(Luders marks)等长处，因此逐渐成为汽车车身板材的主流。然而，与Al — Mg系合金等相比，由于冲压成型加工性、卷边加工性差，因此迄今还在进行提高这两种性能的各种研究。例如，已经提出了控制作为主要元素的Mg量和Si量、添加以Cu为代表的元素、控制第二相粒子、控制晶体粒径、控制集合组织等多种技术。 另一方面，在汽车用车身板材这种涉及要求冲压成型加工性、卷边加工性、强度、耐腐蚀性等多方面特性的情况下，由单一合金形成的板材，有时难以实现所要求的全部内容。作为解决这种问题的方法，如专利文献I所示，已经提出了使用将各种具有不同特性的板材包覆起来的包层材料。 专利文献 【专利文献I】:日本特表2009- 535510号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 作为铝合金包层材料的工业生产方法，通常有叠层铝或铝合金的板材，进行热轧从而使界面接合(热轧包覆)的技术，并且目前广泛用于制造热交换器等中使用的钎焊片材。然而，在针对汽车用车身板材的Al -Mg-Si系合金或Al -Mg-S1- Cu系合金中，在根据常规方法进行包层轧制时，容易产生芯材和皮材的密接不良，并且成为了包层界面剥离、包层率不良的发生，产生被称为鼓泡的品质异常、包层材料的生产性下降等各种问题的原因，因此很难以量产的规模进行实际使用。 本专利技术鉴于上述情况而进行，其目的在于提供一种可以获得高量产性，同时成型性、烧结硬化性和耐腐蚀性也特别优良的成型加工用铝合金包层材料。 解决问题的方案 为了实现上述目的，本专利技术的成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，具备: 铝合金芯材，其含有Mg:0.2~1.5% (质量％，以下同)、S1:0.2~2.5%、Cu:0.2~3.0%,且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成； 铝合金皮材，其包覆在所述芯材的一面或两面，每一面的厚度为总板厚的3~30%，具有含Mg:0.2~1.5%、S1:0.2~2.0%，以及将Cu限制在0.1 %以下的组成，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；和 铝合金插层材料，其位于所述芯材和所述皮材之间，具有590°C以下的固相线温度。 本专利技术还可以为，所述芯材和所述皮材或其中的任一个，含有Mn:0.03~1.0%、Cr:0.01 ~0.40%,Zr:0.01 ~0.40%,V:0.01 ~0.40%,Fe:0.03 ~1.0%,Zn:0.01 ~ 2.5%, Ti:0.005~0.30%中的I种或2种以上。 本专利技术还可以为，在以所述插层材料中含有的Si量(质量％，下同)为X，以Cu量(质量％，下同)为y时，同时满足以下⑴~⑶式， X ≥ 0...(I) y ≥ 0...(2) y 15.3x+2.3— (3) ? 本专利技术还可以为，所述插层材料中含有的Mg量为0.05~2.0质量％， 并且在以该插层材料中含有的Si量(质量％，下同)为X，以Cu量(质量％，下同)为y时，同时满足以下⑷~(6)式， X ≥ 0...(4) y ≥ 0...(5) y ≥一x+0.01 …(6)。 本专利技术还可以为，所述插层材料的固相线温度，低于所述芯材的固相线温度和所述皮材的固相线温度。 本专利技术还可以为，在通过高温加热处理接合所述芯材、所述插层材料和所述皮材时的插层材料的厚度为10 μ m以上。 专利技术效果 根据本专利技术，由于可以有效地防止Al — Mg — Si系合金或Al — Mg — Si — Cu系合金的包层轧制的密接不良，因此可以获得具有高量产性，同时成型性、烧结硬化性和耐腐蚀性也特别优良的成型加工用铝合金包层材料。 【附图说明】 图1是表示插层材料的组成和温度的关系的Al - Si合金的状态图； 图2(a)~(d)是表示插层材料的液相生成过程的模式图。 【具体实施方式】 以下，对本专利技术的实施方式进行具体说明。 为了解决前述问题，本专利技术人等反复进行了各种实验、研究，结果发现在轧制工序前，通过插层材料接合芯材和皮材，能够防止密接不良，并由此完成了本专利技术。 可以用于本专利技术的铝合金包层材料的芯材和皮材，只要基本上为Al — Mg — Si系合金或Al -Mg-S1-Cu系合金即可，其具体的成分组成可以根据要求的性能水平进行适当调整，并且在特别重视成型性、烧结硬化性和耐腐蚀性的情况下，优选如本实施方式所示来调整成分组成。以下，对于原材料合金的成分组成的限定理由进行说明。 《芯材的合金组成》 Mg: Mg是本专利技术中作为对象的体系合金中的基本合金元素，其和Si —起有助于强度的提高。当Mg量小于0.20%时，涂装烧结时通过析出硬化而有助于强度提高的G.P.(Guinier 一 Preston、吉尼尔?普雷斯顿)区的生成量变少，因此无法获得充分的强度提高，另一方面，如果超过1.5质量％，则生成了粗大的Mg— Si系的金属间化合物，损害了冲压成型加工性。因此，将Mg量设定为0.2质量％~1.5质量％的范围。 Si: Si也是本专利技术体系合金中的基本合金元素，其和Mg—起有助于强度的提高。此外，Si在铸造时以金属Si的结晶析出物形式生成，并且该金属Si粒子的周围因加工而变形，在熔体化处理时成为再结晶核的生成位置，因此还有助于再结晶组织的微细化。当Si量小于0.20质量％时，无法充分获得上述效果，另一方面，如果超过2.5质量％，则生成了粗大的Si粒子或粗大的Mg - Si系的金属间化合物，导致冲压成型加工性的下降。因此，将Si量设定为0.20质量％~2.5质量％的范围。 Cu: Cu是为了提高强度以及提高成型性而添加的元素，当其量小于0.20质量％时，无法充分获得上述效果，另一方面，如果超过3.0质量％，则强度变得过高，冲压成型加工性变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，具备：铝合金芯材，其含有Mg：0.2～1.5％(质量％，下同)、Si：0.2～2.5％、Cu：0.2～3.0％，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；铝合金皮材，其包覆在所述芯材的一面或两面上，每一面的厚度为总板厚的3～30％，其具有含Mg：0.2～1.5％、Si：0.2～2.0％的同时将Cu限制在0.1％以下的组成，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；和铝合金插层材料，位于所述芯材和所述皮材之间，具有590℃以下的固相线温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.02 JP 2011-2414441.一种成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，具备: 铝合金芯材，其含有Mg:0.2~L 5% (质量％，下同)、Si:0.2~2.5%、Cu:0.2~3.0%,且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成； 铝合金皮材，其包覆在所述芯材的一面或两面上，每一面的厚度为总板厚的3~30%，其具有含Mg:0.2~1.5%、S1:0.2~2.0%的同时将Cu限制在0.1 %以下的组成，且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成；和 铝合金插层材料，位于所述芯材和所述皮材之间，具有590°C以下的固相线温度。2.如权利要求1所述的成型加工用铝合金包层材料，其特征在于，所述芯材和所述皮材或其中的任一个，含有 Mn:0.03 ~L 0%、Cr:0.01 ~0.40%、Zr:0.01 ~0.40%、V:0.01 ~0.40%,Fe:0.03 ~1.0%,Zn:0.01 ~2.5%,Ti:0.005 ~0.30%中的 I...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹田博贵，日比野旭，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP