特許 6585436 耐糸錆性、塗装焼付け硬化性及び加工性に優れた自動車ボディパネル用アルミニウム合金板及びその製造方法、ならびに、これを用いた自動車ボディパネル及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6585436

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】耐糸錆性、塗装焼付け硬化性及び加工性に優れた自動車ボディパネル用アルミニウム合金板及びその製造方法、ならびに、これを用いた自動車ボディパネル及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/02 20060101AFI20190919BHJP

   C22F 1/043 20060101ALI20190919BHJP

   B24B 29/00 20060101ALI20190919BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20190919BHJP

【ＦＩ】

   C22C21/02

   C22F1/043

   B24B29/00 N

   !C22F1/00 602

   !C22F1/00 613

   !C22F1/00 623

   !C22F1/00 630K

   !C22F1/00 631Z

   !C22F1/00 640A

   !C22F1/00 682

   !C22F1/00 683

   !C22F1/00 684C

   !C22F1/00 685Z

   !C22F1/00 686B

   !C22F1/00 691B

   !C22F1/00 691C

   !C22F1/00 692A

   !C22F1/00 692B

   !C22F1/00 694A

   !C22F1/00 694B

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-175243(P2015-175243)

(22)【出願日】2015年9月5日

(65)【公開番号】特開2017-48452(P2017-48452A)

(43)【公開日】2017年3月9日

【審査請求日】2018年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000107538

【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ

(74)【代理人】

【識別番号】100155572

【弁理士】

【氏名又は名称】湯本 恵視

(72)【発明者】

【氏名】藤本一郎

(72)【発明者】

【氏名】植木光彦

(72)【発明者】

【氏名】島田隆登志

(72)【発明者】

【氏名】竹田博貴

(72)【発明者】

【氏名】佐賀誠

【審査官】 松本 陶子

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０４３７２２１０（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６２９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４９９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４９５５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ２１／０２

Ｂ２４Ｂ ２９／００

Ｃ２２Ｆ １／０４３

Ｃ２２Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｍｇ：０．３０〜０．８０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．８０〜１．４０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．２０〜０．６５ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．４４〜０．６０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．２５〜０．４０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１７〜０．２５ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不純物からなるアルミニウム合金からなり、溶体化処理の１００日後において、伸びが２３％以上であり、塗装焼付け処理を施した後の耐力が２００ＭＰａ以上であり、更に、ＪＩＳＨ７７０１：２００８に基づくヘミング試験における判定基準で規定される評点が０〜２点である自動車ボディパネル用アルミニウム合金板を一部に又は全てに用いて塗装焼付けされており、前記アルミニウム合金板の表層から板厚方向に沿って０．５〜５．０μｍの厚さを有する機械加工層が形成されており、当該機械加工層におけるＳｉ系金属間化合物及びＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の数密度が２個／μｍ^２以下であることを特徴とする耐糸錆性及びリサイクル性に優れた自動車ボディパネル。

【請求項2】

請求項１に記載の自動車ボディパネルの製造方法であって、前記アルミニウム合金を鋳造する鋳造工程と、鋳塊を均質化処理する均質化処理工程と、均質化処理した鋳塊を熱間圧延する熱間圧延工程と、熱間圧延板の中間焼鈍工程と、中間焼鈍した圧延板を冷間圧延する冷間圧延工程と、冷間圧延板を溶体化処理する溶体化処理工程と、溶体化処理した圧延板を安定化処理する安定化処理工程とを含み、前記溶体化処理の温度が４８０℃以上であり、前記安定化処理工程が前記溶体化処理工程後１時間以内に開始され、かつ、圧延板を８０〜１２０℃の温度で１時間以上加熱保持することによって前記自動車ボディパネル用アルミニウム合金板を製造し、８０〜３２０の粒度を有するアルミナ粒子を付着させたバフによって前記アルミニウム合金板の表面をバフ研磨するバフ研磨工程と、バフ研磨したアルミニウム合金板を塗装する塗装工程と、塗装したアルミニウム合金板を１８０℃で２５分間焼付ける焼付け工程とを備えることを特徴とする耐糸錆性及びリサイクル性に優れた自動車ボディパネルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車ボディパネル用アルミニウム合金板及びその製造方法、ならびに、これを用いた自動車ボディパネル及びその製造方法に関し、詳細には、意匠性を高めるためのバフ研削処理を施しても優れた耐糸錆性を有し、また、塗装焼付け硬化性と加工性にも優れた自動車ボディパネル用アルミニウム合金板及びその製造方法、ならびに、これを用いた自動車ボディパネル及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、様々な分野において資源をリサイクルする要求が高まっている。ボーキサイトを還元して製造されるアルミニウム合金は、莫大な電力を消費して製造されるため、リサイクルは必須とも言える。一般にアルミニウム合金がリサイクルされる場合、不純物は増加する傾向にある。アルミニウム合金中の不純物の増加は、アルミニウム合金の品位を低下させるため、リサイクルされたアルミニウム合金は、自動車ボディパネルに使用されていないのが現状である。

【0003】

この現状を打破するため、例えば特許文献１には、アルミニウム合金屑などを利用する対策などが提案されている。しかしながら、金属組織の制御による成形性の向上やＢＨ性向上を目的とする溶体化後の安定化処理が未実施であり、現在において自動車ボディパネル等で要求される高い材料特性を確保することが困難であることから実用化に至っていない。

【0004】

一方、自動車ボディパネルは、化成処理やその後の塗装を実施する前に、ボディパネル表面の疵などを消すためにバフ研磨を実施することがある。一般にバフ研磨を含む機械加工は耐食性を低下させることが知られているが、耐食性を低下させる要因については不明な部分が多い。更に、自動車ボディパネルにおいて問題となる腐食形態は、外観品位を低下させる糸状の腐食（糸錆腐食）であるが、バフ研磨と糸錆腐食との関係については不明である。これらの理由により、バフ研磨によって耐糸錆性を低下させない対策を講じることが困難となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−２９３３６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は上記事情を背景としてなされたもので、バフ研磨を施しても耐糸錆性が低下し難い優れた耐糸錆性、優れた塗装焼付け硬化性、ならびに、プレス加工性や曲げ加工性といった優れた加工性を有する自動車ボディパネル用アルミニウム合金板及びその製造方法、ならびに、これを用いた自動車ボディパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明者等は、バフ研磨による機械加工層部に着目し、塗装焼付け後にこの機械加工部に析出物が存在することを突き止め、この析出物により析出物周辺における電位が低下して、その結果、耐食性が低下することを見出した。具体的には、塗装焼付け温度である１８０℃で２５分間の加熱により析出し、マトリクスの孔食電位を貴化させる元素を含む析出物を制御することで、バフ研磨を施しても耐糸錆性が低下しないことを見出し、更に、塗装焼付け性及び加工性にも優れた特性を有することも見出して本発明を完成するに至った。

【0010】

すなわち、本発明は請求項１において、Ｍｇ：０．３０〜０．８０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．８０〜１．４０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．２０〜０．６５ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．４４〜０．６０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．２５〜０．４０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１７〜０．２５ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不純物からなるアルミニウム合金からなり、溶体化処理の１００日後において、伸びが２３％以上であり、塗装焼付け処理を施した後の耐力が２００ＭＰａ以上であり、更に、ＪＩＳＨ７７０１：２００８に基づくヘミング試験における判定基準で規定される評点が０〜２点である自動車ボディパネル用アルミニウム合金板を一部に又は全てに用いて塗装焼付けされており、前記アルミニウム合金板の表層から板厚方向に沿って０．５〜５．０μｍの厚さを有する機械加工層が形成されており、当該機械加工層におけるＳｉ系金属間化合物及びＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の数密度が２個／μｍ^２以下であることを特徴とする耐糸錆性及びリサイクル性に優れた自動車ボディパネルとした。

【0011】

本発明は請求項２において、請求項１に記載の自動車ボディパネルの製造方法であって、前記アルミニウム合金を鋳造する鋳造工程と、鋳塊を均質化処理する均質化処理工程と、均質化処理した鋳塊を熱間圧延する熱間圧延工程と、熱間圧延板の中間焼鈍工程と、中間焼鈍した圧延板を冷間圧延する冷間圧延工程と、冷間圧延板を溶体化処理する溶体化処理工程と、溶体化処理した圧延板を安定化処理する安定化処理工程とを含み、前記溶体化処理の温度が４８０℃以上であり、前記安定化処理工程が前記溶体化処理工程後１時間以内に開始され、かつ、圧延板を８０〜１２０℃の温度で１時間以上加熱保持することによって前記自動車ボディパネル用アルミニウム合金板を製造し、８０〜３２０の粒度を有するアルミナ粒子を付着させたバフによって前記アルミニウム合金板の表面をバフ研磨するバフ研磨工程と、バフ研磨したアルミニウム合金板を塗装する塗装工程と、塗装したアルミニウム合金板を１８０℃で２５分間焼付ける焼付け工程とを備えることを特徴とする耐糸錆性、塗装焼付け性及び加工性に優れた自動車ボディパネルの製造方法とした。

【発明の効果】

【0012】

本発明により、バフ研磨を施しても耐糸錆性が低下し難い優れた耐糸錆性、ならびに、塗装焼付け硬化性及び加工性にも優れた自動車ボディパネル用アルミニウム合金板及びその製造方法、ならびに、これを用いた自動車ボディパネル及びその製造方法が得られる。

【発明を実施するための形態】

【0013】

１．自動車ボディパネル用アルミニウム合金板
１−１．合金組成
本発明に係る自動車用ボディパネル用アルミニウム合金板（以下において場合により、単に「アルミニウム合金板」と記す）の合金組成について、以下に説明する。
本発明に係るアルミニウム合金板は、Ｍｇ：０．３０〜０．８０ｍａｓｓ％（以下、単に「％」と記す）、Ｓｉ：０．８０〜１．４０％、Ｍｎ：０．２０〜０．６５％、Ｚｎ：０．４４〜０．６０％、Ｆｅ：０．２５〜０．４０％、Ｃｕ：０．１７〜０．２５％を含有し、残部Ａｌ及び不純物からなるアルミニウム合金からなる。バフ研磨後に実施される塗装工程後の焼付け工程での加熱処理（以下場合により、単に「バフ研磨後の加熱処理」と記す）により、バフ研磨により形成される機械加工層におけるＳｉ系金属間化合物やＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の析出を抑制するものである。

【0014】

Ｓｉ及びＣｕがマトリクス中に固溶している場合、マトリクスの孔食電位を貴化させる。Ｓｉを主とするＳｉ系金属間化合物やＣｕを含有するＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物が析出することは、マトリクス中におけるＳｉおよびＣｕの固溶量が減少することを意味する。そのため、これら析出物の周囲における孔食電位を卑化させて耐糸錆性の低下を招く。そこで、バフ研磨後の加熱処理によって、Ｓｉ系金属間化合物やＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の析出を抑制することで、耐糸錆性の低下を抑制可能とするものである。

【0015】

Ｍｇ：
Ｍｇはバフ研磨を実施する前において、Ｓｉと共にＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物を形成し、マトリクス中のＳｉ固溶量を低下させる。マトリクス中のＳｉ固溶量の低下は、バフ研磨後の加熱処理によるＳｉ系金属間化合物の析出を一層抑制するため、結果的にＭｇの添加は耐糸錆性の向上に寄与する。一方、Ｍｇのマトリクス中への固溶はマトリクスの孔食電位を卑下させ、バフ研磨の有無に関わらず耐糸錆性を低下させる。Ｍｇ含有量が０．３０％未満では、Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物の析出量が不十分となる。その結果、バフ研磨後の加熱処理によるＳｉ系金属間化合物の析出が十分に抑制されず、耐糸錆性が低下する。一方、Ｍｇ含有量が０．８０％を超えると、マトリクスにＭｇが固溶する効果が大きくなり、耐糸錆性の低下を招くと共に曲げ加工性も低下させる。Ｍｇ含有量は、好ましくは０．４０〜０．８０％である。

【0016】

Ｓｉ：
上述のように、Ｓｉは、バフ研磨によって生じた機械加工層にＳｉ系金属間化合物として析出して耐糸錆性を低下させる。しかしながら、Ｓｉ含有量が０．８０％未満の場合には、材料強度が低下する。一方、Ｓｉ含有量が１．４０％を超える場合には、バフ研磨後の加熱処理によりＳｉ系金属間化合物の析出が多くなり、その結果、耐糸錆性を低下させる。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．８０〜１．２０％である。

【0017】

Ｍｎ：
Ｍｎはバフ研磨を実施する前において、Ｓｉと共にＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を形成し、マトリクス中のＳｉ固溶量を低下させる。マトリクス中のＳｉ固溶量の低下は、バフ研磨後の加熱処理によるＡｌ−Ｓｉ系金属間化合物の析出を一層抑制するため、結果的にＭｎの添加は耐糸錆性の向上に寄与する。Ｍｎ含有量が０．２０％未満では、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の析出量が不十分となる。その結果、バフ研磨後の加熱処理によるＡｌ−Ｓｉ系金属間化合物の析出が十分に抑制されず、耐糸錆性が低下する。一方、Ｍｎ含有量が０．６５％を超えると、多数の金属間化合物の生成により曲げ加工性が低下する。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．３０〜０．６０％である。

【0018】

Ｚｎ：
Ｚｎはバフ研磨後の加熱処理によって、析出するＳｉ系金属間化合物中やＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物中に固溶する。析出したＳｉ系金属間化合物中やＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物中へのＺｎの固溶は、それらの析出物周辺における孔食電位を貴化させるため、バフ研磨後の加熱処理前後で耐糸錆性を低下させない。一方、Ｚｎのマトリクス中への固溶はマトリクスの孔食電位を卑化させ、バフ研磨の有無に関わらず耐糸錆性を低下させる。Ｚｎ含有量が０．４４％未満では、析出したＳｉ系金属間化合物中やＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物中へのＺｎの固溶量が不十分となり、バフ研磨後の加熱処理後の耐糸錆性の低下を招く。一方、Ｚｎ含有量が０．６０％を超えると、マトリクス中の孔食電位の卑化効果が大きくなり、耐糸錆性が低下する。

【0019】

Ｆｅ：
Ｆｅはバフ研磨を実施する前において、Ｓｉと共にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を形成し、マトリクス中のＳｉ固溶量を低下させる。マトリクス中のＳｉ固溶量の低下は、バフ研磨後の加熱処理によるＡｌ−Ｓｉ系金属間化合物の析出を一層抑制するため、結果的にＦｅの添加は耐糸錆性の向上に寄与する。Ｆｅ含有量が０．２５％未満では、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の析出量が不十分となる。その結果、バフ研磨後の加熱処理によるＡｌ−Ｓｉ系金属間化合物の析出が十分に抑制されず、耐糸錆性が低下する。一方、Ｆｅ含有量が０．４０％を超えると、多数の金属間化合物の生成により曲げ加工性が低下する。Ｆｅ含有量は、好ましくは０．２５〜０．３５％である。

【0020】

Ｃｕ：
Ｃｕは加熱処理により、バフ研磨によって生じた機械加工層にＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物として析出し、耐糸錆性を低下させる。Ｃｕ含有量が０．１７％未満の場合には、曲げ加工性が低下する。一方、Ｃｕ含有量が０．２５％を超える場合には、バフ研磨後の加熱処理によりＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の析出が多くなり、その結果、耐糸錆性を低下させる。

【0021】

本発明に係るアルミニウム合金板においては、上記各元素の他に不純物として、Ｎｉ、Ｂｉ等からなる１種以上を各々０．０５％以下、全体として０．１５％以下含有していてもよい。

【0022】

１−２．機械的特性
機械的特性として、アルミニウム合金板製造から１００日後における特性を挙げた。すなわち、塗装焼付け性を示す塗装焼付け処理後の耐力、ならびに、加工性として、プレス加工性に影響を及ぼす伸びと曲げ加工性に影響を及ぼすＪＩＳＨ７７０１に基づくヘミング試験によって評価するものである。

【0023】

塗装焼付け処理後の耐力：
自動車ボディパネル等では、成形後の塗装焼付け処理中に析出硬化し強度向上する。本発明では、自動車ボディパネル向けのアルミニウム板材の一般的な使用を想定し、溶体化１００日後において、塗装焼付け処理後の耐力を２００ＭＰａ以上と規定する。この耐力が２００ＭＰａ未満では、強度不足となり自動車ボディパネルに適さない。

【0024】

伸び：
更に、アルミニウム板材から自動車ボディパネルに成形する際には、材料の伸びが必要であり、自動車ボディパネル向けのアルミニウム板材での一般的な使用を想定し、溶体化１００日後における伸びを２３％以上と規定する。この伸びが２３％未満では、成形性は不足となる。

【0025】

曲げ性
更に、アルミニウム板材から自動車ボディパネルに成形する際には、材料の曲げ性も必要である。本発明では、自動車ボディパネル向けのアルミニウム板材の一般的な使用を想定し、溶体化処理１００日後において、圧延方向に対して９０°方向のＪＩＳ５号試験片を用いたＪＩＳＨ７７０１：２００８に基づくヘミング試験における判定基準で規定される評点を０〜２点と規定する。この評点が２点を超える場合には、曲げ性が不足する。なお、この評点は少ない程好ましく、０点が最も好ましい。

【0026】

１−３．製造方法
次に、本発明に係る自動車ボディパネル用アルミニウム合金板の製造方法について説明する。

【0027】

まず、前述のような合金組成を有するアルミニウム合金を常法に従って溶製し、溶湯を鋳造することで鋳塊を作製する。得られた鋳塊に対し、均質化処理、熱間圧延、中間焼鈍、冷間圧延、溶体化処理、安定化処理をこの順序で行う。本発明にて規定する材料特性を満足するための、各工程の好ましい条件を以下に説明する。

【0028】

鋳造工程：
鋳造工程では、ＤＣ鋳造法等の通常の鋳造法によって溶湯を鋳造して鋳塊を得る。

【0029】

均質化処理工程：
均質化処理は、添加元素の偏析をなくすことが主目的である。均質化処理温度は、４８０℃以上融点未満とするのが好まし。この処理温度が４８０℃未満では、偏析をなくす効果が十分に得られない。一方、処理温度が融点以上では、共晶融解の発生の抑制が困難となる。また、均質化処理の時間は添加元素量にもよるが、上記温度範囲内にて２０分〜２４時間とするのが好まし。処理時間が２０分未満の場合は十分に偏析をなくすことが困難となる場合がある。一方、処理時間が２４時間を超える場合は製造コストが増加する。

【0030】

熱間圧延工程：
続く熱間圧延工程では、開始温度を４５０〜融点とするのが好ましい。４５０℃未満では、変形抵抗が増加し生産効率が低下する。一方、開始温度が融点以上では、共晶融解が発生する。また、熱間圧延の終了温度は、２００〜４００℃とするのが好ましい。終了温度が２００℃未満では、変形抵抗が増加し生産効率が低下する。一方、終了温度が４００℃を超えると、析出物の粗大化が起こりその後の工程での溶体化が困難となる。

【0031】

中間焼鈍工程：
続く中間焼鈍は、添加元素の溶体化と再結晶を目的とする。中間焼鈍の保持温度は、４８０℃以上融点未満とするのが好ましい。この工程は、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｓｉ系化合物等をマトリックス中に固溶させ、これにより焼付硬化性を付与して塗装焼付後の強度向上を図るために重要である。また、この工程は、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｓｉ系化合物等の固溶により第２相粒子の分布密度を低下させて、延性と曲げ性の向上にも寄与する。更に、この工程は、これに続く冷間圧延工程と溶体化処理工程とともに最終的に所要の結晶組織を得て、良好な成形性を得るためにも重要である。

【0032】

中間焼鈍の保持温度が４８０℃未満では、上記各効果が十分に得られない場合がある。一方、処理温度が融点以上では、共晶融解が起こる虞がある。中間焼鈍の保持時間は、５分以下とするのが好ましい。保持時間が５分を超えると、生産性に欠ける。また、中間焼鈍の冷却中にＭｇ_２Ｓｉ、Ｓｉ系化合物等が粒界に多量に析出することを防止するため、１００℃／分以上の冷却速度で、保持温度から１５０℃以下の温度域まで冷却（焼入れ）するのが好ましい。なお、この中間焼鈍工程とその前工程である熱間圧延の間に、必要に応じて冷間圧延工程を設けてもよい。

【0033】

冷間圧延工程：
続く冷間圧延工程により、熱間圧延板を所望の板厚まで常法で圧延される。冷間圧延率を大きくすることで、結晶粒径が微細化し、曲げ性の改善や肌荒れ防止に効果を発揮するので、冷間圧延率は２５％以上とするのが好ましい。金属組織制御の観点からは、冷間圧延率の上限を制限する積極的な理由はないが、冷延率を過度の大きくする場合、生産性の低下を招くため冷間圧延率は９０％以下とするのが好ましい。また、所望のΔｒ（ランクフォード値の異方向性を示すもの）となる結晶組織を安定して得る上においても、冷間圧延率を上記のようにするのが望ましい。

【0034】

溶体化処理工程：
冷間圧延終了後は、冷間圧延板に溶体化処理を施す。溶体化処理の目的は中間焼鈍と同様であり、添加元素の固溶と再結晶化にある。また、この溶体化処理中の再結晶をもって最終的な結晶組織が決定される。溶体化処理温度は、４８０℃以上、好ましくは４９０℃以上で融点未満とする。溶体化処理温度が４８０℃未満の場合、室温時効の経時変化の抑制に対しては有利であるが、固溶量が少なくなって十分な焼付硬化性が得られなくなるとともに、延性と曲げ性も著しく悪化する。一方、溶体化中の共晶融解の発生を抑制するため融点未満とする。また、溶体化処理の保持時間は５分以下とするのが好ましい。保持時間が５分を超えると、生産性の低下を招く。更に、溶体化処理の保持後における冷却中にＭｇ_２Ｓｉや単体Ｓｉ等が粒界に多量に析出することを防止するため、１００℃／分以上の冷却速度で、保持温度から１５０℃以下の温度域まで冷却（焼入れ）するのが好ましい。

【0035】

安定化処理工程：
溶体化処理工程の終了後１時間以内に、圧延板を８０〜１２０℃の温度で１時間以上、加熱保持する安定化処理を行う必要がある。この安定化処理は、塗装焼付け時に強度向上に寄与するＧ．Ｐ．ゾーンに移行し易いクラスターＩＩと言われる原子群を形成することを目的としており、塗装焼付け後の強度確保のために必要な処理である。溶体化処理工程の終了後１時間を超える場合や８０℃未満の温度で加熱保持した場合には、クラスターＩＩと競合して塗装焼付け時の強度向上を妨げるクラスターＩが形成されるため、塗装焼付け後の強度が不足する。一方、加熱保持温度が１２０℃を超える場合には、クラスターＩＩが過度に成長して曲げ加工性や成形性が低下する。更に、加熱保持時間が１時間未満の場合には、クラスターＩＩの形成が不十分となり塗装焼付け後の強度が不足する。なお、加熱保持時間の上限は特に限定されるものではないが、生産効率の観点から２４時間以内とするのが好ましい。

【0036】

２．自動車ボディパネル
次に、本発明に係るアルミニウム合金板を用いて製造される自動車ボディパネルについて説明する。

【0037】

２−１．アルミニウム合金板の表層組織
アルミニウム合金板のプレス成形時や組み立て加工時に生じた自動車ボディパネル（以下において場合により、単に「ボディパネル」と記す）上の疵などを見え難くするために、バフ研磨が実施される。バフ研磨は、ボディパネルのアルミニウム合金板の表層に機械加工層をもたらす。機械加工層は歪を蓄積しており、この歪はバフ研磨後の加熱処理におけるＳｉ系金属間化合物やＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の析出に対する駆動力となる。Ｓｉ系金属間化合物やＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物が析出した機械加工層は、マトリクスよりも孔食電位が卑下するため、機械加工層は優先的に腐食されて耐糸錆性は低下する。

【0038】

上記機械加工層は、アルミニウム合金板の表層から板厚方向に沿って０．５〜５．０μｍ、好ましくは２．０〜５．０μｍの厚さもって成形される。この厚さが０．５μｍ未満では、疵を見え難くすることが困難である。一方、この厚さが５μｍを超えると、機械加工層の電位の卑化が激しくなり耐糸錆性が著しく低下する。

【0039】

機械加工層の厚さは、バフ研磨部分の任意の部分を透過型電子顕微鏡で観察することによって測定される。例えば、厚さ方向に沿った断面を観察するものである。機械加工層の厚さは、複数個所の測定値の最大値として規定される。

【0040】

機械加工層におけるＳｉ系金属間化合物及びＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の合計の数密度は、２個／μｍ^２以下に規定される。この数密度が２個／μｍ^２を超える場合には、機械加工層中の孔食電位が著しく卑化して耐糸錆性が低下する。なお、この数密度は小さい程好ましく、０個／μｍ^２が最も好ましい。

【0041】

機械加工層中におけるＳｉ系金属間化合物及びＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の数密度は、エネルギー分散型Ｘ線分光機能を備えた透過型電子顕微鏡によって測定される。例えば、Ｓｉが５０ｍａｓｓ％以上含有されるＳｉ系金属間化合物やＣｕが２０ｍａｓｓ％以上含有されるＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の数を測定するものである。なお、ここでの数密度は、３個所以上で測定された最大値として規定される。

【0042】

２−２．製造方法
次に、本発明に係るボディパネルの製造方法について説明する。

【0043】

バフ研磨工程：
ボディパネルのアルミニウム合金板に対してバフ研磨が施されると、アルミニウム合金板の表層に機械加工層が形成される、バフ研磨の条件は、機械加工層の厚さに影響を及ぼす。Ｓｉ系金属間化合物及びＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物が、バフ研磨後に実施される塗料の焼付け工程において析出する。

【0044】

バフ研磨には、８０〜３２０の粒度を有するアルミナ粒子を付着させたバフが用いられる。このアルミナ粒子の粒度が８０未満であると、機械加工層が厚くなり耐糸錆性が低下する。一方、このアルミナ粒子の粒度が３２０を越えると、疵を見えなくする効果が低下する。

【0045】

塗装工程：焼付け工程
バフ研磨したアルミニウム合金板には、通常の塗装方法を用いて塗料が塗装される。更に、塗装が施されたアルミニウム合金板は、通常、１８０℃で２５分間の加熱処理による焼付によってボディパネルとされる。

【実施例】

【0046】

次に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。以下の実施例は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。

【0047】

アルミニウム合金材には、表１に示す組成の合金をそれぞれ常法に従って溶製し、ＤＣ鋳造法によりスラブに鋳造した。鋳造後、スラブに面削を施した。

【0048】

【表1】

【0049】

添加元素の偏析をなくすために、上記面削したスラブに対して５４０℃の温度で１０時間の均質化処理を行ない室温まで冷却した後に再加熱し、開始温度５３０℃、終了温度２５０℃で熱間圧延を実施し厚さ３ｍｍの圧延板を得た。得られた熱間圧延板に、２ｍｍ厚さとなるまで冷間圧延を施した。次いで、冷間圧延板を塩浴炉中において５３０℃で５秒保持して中間焼鈍を行い、ファンを用いて３００℃／分の冷却速度で保持温度から室温まで強制空冷した。次いで、冷間圧延によって板厚１ｍｍとしてから、溶体化処理を行なった後にファンを用いて３００℃／分の冷却速度で溶体化処理温度から室温まで強制空冷した。次いで、強制空冷した圧延板に安定化処理を施して最終板を得た。なお、溶体化処理条件は、５３０℃の保持温度で保持時間を０秒とした。ここで、０秒とは、５３０℃に到達後直ちに冷却するものである。安定化処理は、溶体化処理を行なってから１時間後に表２に示す温度で２時間加熱保持することにより行なった。最後に、安定化処理したアルミニウム合金板を、８０℃の１０ｍａｓｓ％Ｈ_２ＳＯ_４中に浸漬した後に大気中で乾燥した。このようにして作製したアルミニウム合金板の試料について、以下の評価を行なった。

【0050】

【表2】

【0051】

（ａ）１００日後における塗装焼付け後の耐力
上記アルミニウム合金板の試料を１００日間にわたって、室温中で保持した。そして、塗装後の焼付け条件を１８０℃で１時間として、アルミニウム合金板試料を熱処理した。耐力測定は、アルミニウム合金板試料をＪＩＳ５号試験片に加工し、インストロン型引張試験にて、引張速度１０ｍｍ／分で行った。結果を表４に示す。耐力が２００ＭＰａ以上のものを合格（○）とし、それ未満のものを不合格（×）とした。

【0052】

【表4】

【0053】

（ｂ）１００日後における伸び
上記アルミニウム合金板の試料を１００日間にわたって、室温中で保持した。伸びは、アルミニウム合金板試料をＪＩＳ５号試験片に加工し、インストロン型引張試験にて、引張速度１０ｍｍ／分で行ったときの伸びを測定して、伸び率を求めた。伸び率が２３％以上のものを合格（○）とし、それ未満のものを不合格（×）とした。結果を表４に示す。

【0054】

（ｃ）１００日後におけるＪＩＳＨ７７０１：２００８に基づくヘミング試験
上記アルミニウム合金板の試料を１００日間にわたって、室温中で保持した。アルミニウム合金板試料を圧延方向に対して９０°方向のＪＩＳ５号試験片に加工し、ＪＩＳＨ７７０１：２００８に基づくヘミング試験を実施した。なお、予歪は８％、プリヘミング時のポンチ先端半径は０．５ｍｍ、本ヘミング時の中板の厚さは１．０ｍｍとした。ヘミング試験後において、外周部表面におけるＪＩＳＨ７７０１：２００８の判定基準で規定される評点が０〜２点のものを合格（○）とし、３〜４点のものを不合格（×）とした。結果を表４に示す。

【0055】

次に、上記アルミニウム合金板試料の表面を、表３に示す粒度のアルミナ粒子を付着させたバフを用いてバフ研磨を行なった。具体的には、サンダーに取り付けたバフを用いて、アルミニウム合金板試料の表面を６０秒間研磨することによって、アルミニウム合金板試料の表層から板厚方向に沿って機械加工層を形成した。そして、この機械加工層について、以下の測定を行なった。

【0056】

【表3】

【0057】

（ｄ）機械加工層の厚さ、ならびに、Ａｌ−Ｓｉ系金属間化合物及びＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の面密度
上記のようにしてバフ研磨した各アルミニウム合金板試料を塗装の焼付け条件に相当する１８０℃で２５分間熱処理した後に、表面から厚さ１００〜２００ｎｍ程度の試験片を、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）によって作製した。この試験片の任意の３箇所について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて２万倍の倍率で観察した。各箇所の透過電子像中において、機械加工層が最も厚くなっている部分厚さをその箇所における機械加工層厚さとし、３箇所の機械加工厚さの算術平均値をもって試料の機械加工厚さとした。更に、上記各箇所において観察される析出物に対してＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）検出器による元素分析を行い、Ｓｉが３０％以上含有されるものをＳｉ系金属間化合物とし、Ｃｕが１０％以上含有されるものをＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物として、両方の個数の合計を単位面積（μｍ^２）当たりに換算して当該箇所の面密度とし、３箇所の面密度の算術平均値をもって試料の面密度とした。結果を表４に示す。

【0058】

（ｅ）耐糸錆性
上記のバフ研磨した各アルミニウム合金板資料に対して市販のリン酸亜鉛処理用薬剤を用いて標準的な処理条件でリン酸亜鉛処理を実施した。リン酸亜鉛処理後の各アルミニウム合金板試料に対して市販の電着塗装を行なった後に，１８０℃で２５分の熱処理（焼付け）を行なった。焼付けした試料に、中塗りと上塗りを更に行なって、塗装焼付けしたボディパネル試料を作製した。このボディパネル試料の塗装面のＬ方向とＣ方向にカッターで切れ目を入れ、ＡＳＴＭ Ｄ２０８３法に準拠して耐糸錆性の評価を行った。膨れ幅が２ｍｍ未満を合格とし、２ｍｍ以上を不合格とした。結果を表４に示す。

【0059】

本発明例１〜１８では、耐力、伸び率、曲げ性及び耐糸錆性の評価結果が合格であった。これに対して比較例１〜１５では、これら評価のいずれかが不合格であった。

【0060】

具体的には、比較例１では、安定化処理の保持温度が低過ぎたため耐力が不合格となり、自動車ボディパネルに必要な強度が得られなかった。

【0061】

比較例２では、安定化処理の保持温度が高過ぎたため曲げ性及び伸び率が不合格となり、自動車ボディパネルに必要な加工性が得られなかった。

【0062】

比較例３では、バフ研磨に用いたアルミナ粒子の粒度が低過ぎたため機械加工層が厚くなり過ぎ、耐糸錆性が不合格となった。

【0063】

比較例４では、Ｍｇ含有量が多過ぎたため曲げ性及び伸び率が不合格となり、自動車ボディパネルに必要な加工性が得られず、また、孔食電位が卑化し過ぎて耐糸錆性が不合格となった。

【0064】

比較例５では、Ｍｇ含有量が少な過ぎたため、バフ研磨後の加熱処理時に析出したＳｉ系金属間化合物の面密度が増加し、耐糸錆性が不合格となった。

【0065】

比較例６では、Ｓｉ含有量が多過ぎたため、バフ研磨後の加熱処理時に析出したＳｉ系金属間化合物の面密度が増加し、耐糸錆性が不合格となった。

【0066】

比較例７では、Ｓｉ含有量が少な過ぎたため耐力が不合格となり、自動車ボディパネルに必要な強度が得られなかった。

【0067】

比較例８では、Ｍｎ含有量が多すぎたため曲げ性及び伸び率が不合格となり、自動車ボディパネルに必要な加工性が得られなかった。

【0068】

比較例９では、Ｍｎ含有量が少な過ぎたためバフ研磨後の加熱処理時に析出したＳｉ系金属間化合物の面密度が増加し、耐糸錆性が不合格となった。

【0069】

比較例１０では、Ｚｎ含有量が多すぎたため孔食電位が低下し過ぎて、耐糸錆性が不合格となった。

【0070】

比較例１１では、Ｚｎ含有量が少な過ぎたため、バフ研磨後の加熱処理時に析出したＡｌ−Ｓｉ系金属間化合物とＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の周辺における電位が卑化し過ぎて、耐糸錆性が不合格となった。

【0071】

比較例１２では、Ｆｅ含有量が多過ぎたため曲げ性及び伸び率が不合格となり、自動車ボディパネルに必要な加工性（曲げ性）が得られなかった。

【0072】

比較例１３では、Ｆｅ含有量が少な過ぎたためバフ研磨後の加熱処理時に析出したＡｌ−Ｓｉ系金属間化合物の面密度が増加し、耐糸錆性が不合格となった。

【0073】

比較例１４では、Ｃｕ含有量が多過ぎたためバフ研磨後の加熱処理時に析出したＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物の面密度が増加し、耐糸錆性が不合格となった。

【0074】

比較例１５では、Ｃｕ含有量が少な過ぎたため曲げ性及び伸び率が不合格となり、自動車ボディパネルに必要な加工性が得られなかった。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明は、バフ研磨を施しても耐糸錆性が低下し難い優れた耐糸錆性、ならびに、塗装焼付け硬化性及び加工性にも優れた自動車ボディパネル用アルミニウム合金板及びこれを用いた自動車ボディパネルを提供可能であり、産業上の利用可能性に優れる。