本發(fā)明涉及鋁合金復(fù)合板以及鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件(以下，鋁也稱作al)。此處，復(fù)合板是指將鋁合金層彼此相互層疊并通過軋制等而相互接合為一體而成的層疊板。

背景技術(shù)：

在汽車的車身、航空器的機(jī)身等、為了輕量化而將鋁合金板用作原料的運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，用于高強(qiáng)度化的高合金化與向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的成形性容易產(chǎn)生矛盾。

例如在結(jié)構(gòu)構(gòu)件用的7000系鋁合金、超硬鋁(al-5.5％zn-2.5％mg合金)等，作為用于實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化的典型方法而增加zn、mg等高強(qiáng)度化元素量，但存在延展性降低而難以成形為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的問題。此外，當(dāng)如此實(shí)現(xiàn)高合金化時(shí)，也存在如下問題：耐腐蝕性降低，或者在保管中產(chǎn)生室溫時(shí)效(時(shí)效硬化)而強(qiáng)度增加，向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的成形性顯著降低。此外，也存在軋制工序等中板的生產(chǎn)效率也降低的問題。

僅憑借所述7000系鋁合金板、超硬鋁板等的、鋁合金板單體(單一的板、單板)的組成、組織，或者制法來解決這樣的高強(qiáng)度化與成形性相矛盾的課題是非常困難的。

作為該問題的解決的方向，以往已知有將具有不同的組成、特性的鋁合金層(板)彼此相互層疊2～4層而成的鋁合金復(fù)合板(層疊板)。

其代表性例子為，在3000系鋁合金的芯材上復(fù)合7000系鋁合金的犧牲陽極材料、4000系鋁合金的釬料而成的3層～4層構(gòu)造的熱交換器用鋁合金硬釬焊片材。

此外，在專利文獻(xiàn)1中，也提出了由將芯材設(shè)為用于高強(qiáng)度化的5000系鋁合金材、將皮材設(shè)為用于提高耐腐蝕性的7000系鋁合金材的復(fù)合材料構(gòu)成的汽車燃料箱用鋁合金材料。

此外，在專利文獻(xiàn)2中，也提出了利用1000系、3000系、4000系、5000系、6000系、7000系等的鋁合金的熔點(diǎn)差，通過使用了雙輥的連續(xù)鑄造，將鋁合金彼此最大層疊4層并使之一體化而成的復(fù)合板的制造方法。

另外，在專利文獻(xiàn)3中，也提出了當(dāng)層疊多個(gè)鋁合金層時(shí)，在這些鋁合金層的層間夾設(shè)cu防腐蝕層，使該cu防腐蝕層的cu通過高溫的熱處理擴(kuò)散至接合的鋁合金層，由此提高復(fù)合板的耐腐蝕性。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-285391號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利第5083862號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2013-95980號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，在這些以往的鋁合金復(fù)合板中，作為所述的運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)件用，尚未發(fā)現(xiàn)解決所述的高強(qiáng)度化與成形性相矛盾的課題的鋁合金復(fù)合板。因而，存在使用作運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋁合金復(fù)合板兼具高強(qiáng)度化與高成形性的技術(shù)性課題。

針對(duì)這樣的課題，本發(fā)明的目的在于解決所述的高強(qiáng)度化與成形性相矛盾的課題，并提供兼具高強(qiáng)度化與高成形性的鋁合金復(fù)合板以及鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

用于解決課題的方案

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明的鋁合金復(fù)合板的主旨在于提供一種鋁合金復(fù)合板，其層疊多個(gè)鋁合金層而成，

層疊于該鋁合金復(fù)合板的最表層側(cè)的所述鋁合金層的內(nèi)側(cè)的所述鋁合金層各自包含mg：3～10質(zhì)量％、zn：5～30質(zhì)量％中的一種或者兩種，

所述最表層側(cè)的鋁合金層由在3～10質(zhì)量％的范圍內(nèi)包含mg、且將zn抑制為2質(zhì)量％以下的組成構(gòu)成，其中，所述2質(zhì)量％以下包含0質(zhì)量％，

這些鋁合金層層疊為，使mg和zn中的任一者的含量互不相同的鋁合金層彼此鄰接并接合，合計(jì)層疊數(shù)為5～15層且整體的板厚為1～5mm，

所述鋁合金復(fù)合板的mg與zn的各平均含量作為將所述層疊的各鋁合金層的mg、zn的各含量平均化而成的值處于mg：2～8質(zhì)量％、zn：3～20質(zhì)量％的范圍，

作為對(duì)所述鋁合金復(fù)合板進(jìn)行在保持500℃×4小時(shí)后以冷卻速度80℃/秒冷卻至室溫的所述擴(kuò)散熱處理后、進(jìn)一步實(shí)施120℃×24小時(shí)的人工時(shí)效硬化處理后的所述鋁合金復(fù)合板的組織，將所述層疊的各鋁合金層的晶粒直徑平均化而成的平均晶粒直徑為200μm以下，并且具有層疊的鋁合金層彼此的mg與zn相互擴(kuò)散而成的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域，并且在該鋁合金復(fù)合板的差示掃描熱分析曲線中，吸熱峰值為190℃以下的溫度，并且放熱峰值處于220～250℃的溫度范圍。

此外，用于實(shí)現(xiàn)所述目的的本發(fā)明的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主旨在于提供一種鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其通過對(duì)上述鋁合金復(fù)合板進(jìn)行沖壓成形而形成，在所述沖壓成形后實(shí)施擴(kuò)散熱處理與人工時(shí)效處理，

作為該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組織，將層疊的所述各鋁合金層的晶粒直徑平均化而成的平均晶粒直徑為200μm以下，并且具有層疊的所述鋁合金層彼此的mg與zn相互擴(kuò)散而成的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域，

在該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的差示掃描熱分析曲線中，吸熱峰值為190℃以下的溫度，并且放熱峰值處于220～250℃的溫度范圍。

發(fā)明效果

本發(fā)明為了使鋁合金復(fù)合板兼具高強(qiáng)度化與高成形性，以所述的層數(shù)與板厚為前提，將相互復(fù)合的鋁合金層設(shè)為包含大量mg、zn的特定的組成。由此，首先，提高原料復(fù)合板的延展性，確保向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的沖壓成形性。該原料階段中的高強(qiáng)度化反而會(huì)阻礙沖壓成形性，因此是不需要的。

在此基礎(chǔ)上，在沖壓成形為結(jié)構(gòu)構(gòu)件后，使相互復(fù)合的鋁合金層彼此所含的mg、zn通過擴(kuò)散熱處理在層疊的彼此的板的組織中擴(kuò)散。并且，通過這樣的元素的擴(kuò)散，使由這些mg、zn或者cu等形成的新的復(fù)合析出物(時(shí)效析出物)在彼此的接合界面部析出，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。關(guān)于這一點(diǎn)，所述復(fù)合的鋁合金層的包含大量mg、zn等的特定的組成不僅是從延展性的觀點(diǎn)考慮的，也是用于通過擴(kuò)散熱處理使通過所述元素的擴(kuò)散而產(chǎn)生的復(fù)合析出物在彼此的接合界面部析出來實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化的組成。

在本發(fā)明中，為了通過發(fā)現(xiàn)這樣的元素的擴(kuò)散機(jī)理而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化，以對(duì)成形有鋁合金復(fù)合板的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)施擴(kuò)散熱處理為前提。

并且，作為進(jìn)行了所述擴(kuò)散熱處理或者在所述擴(kuò)散熱處理后進(jìn)一步進(jìn)行了人工時(shí)效處理(以下，也稱作t6處理)的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，此外，作為進(jìn)一步進(jìn)行了涂裝燒結(jié)處理等人工時(shí)效(硬化)處理的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能夠通過所述的人工時(shí)效處理提高屈服強(qiáng)度(強(qiáng)度)，確保必要的強(qiáng)度，涂裝燒結(jié)硬化性、人工時(shí)效硬化處理性即硬烘烤性(以下，也稱作bh性)優(yōu)異。

在本發(fā)明中，為了保證這樣的bh性所帶來的高強(qiáng)度化(bh性)，作為實(shí)施了所述擴(kuò)散熱處理、接下來的人工時(shí)效硬化處理(t6處理)后的鋁合金復(fù)合板(鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件)的組織，使通過所述元素的擴(kuò)散而產(chǎn)生的納米(nm：1/1000μm)等級(jí)的復(fù)合析出物分散。

但是，這樣的微小的析出物因所述元素的擴(kuò)散在元素的濃度分布不同的鋁合金復(fù)合板、鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，難以通過通常的tem等直接測(cè)定。

因而，在本發(fā)明中，利用鋁合金復(fù)合板、鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的差示掃描熱分析曲線中的、吸熱峰值與放熱峰值的特征性產(chǎn)生溫度區(qū)域，間接地規(guī)定存在所述微小的析出物的組織。

由此，本發(fā)明能夠使在實(shí)施擴(kuò)散熱處理后用作結(jié)構(gòu)構(gòu)件的、鋁合金復(fù)合板兼具高強(qiáng)度化與高成形性。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的復(fù)合板的一方式的剖視圖。

圖2是示出本發(fā)明的復(fù)合板的其他方式的剖視圖。

圖3是示出實(shí)施例的發(fā)明例的dsc的說明圖。

圖4是示出實(shí)施例的比較例的dsc的說明圖。

具體實(shí)施方式

使用圖1、圖2對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的鋁合金復(fù)合板(以下，也簡(jiǎn)稱為復(fù)合板)、以及將該復(fù)合板作為原料而成形的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件(以下，也簡(jiǎn)稱為復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件)的最佳方式進(jìn)行說明。需要說明的是，圖1、圖2僅示出本發(fā)明的復(fù)合板的寬度方向或者軋制方向(長(zhǎng)邊方向)的一部分的截面，這樣的截面構(gòu)造遍及本發(fā)明的復(fù)合板的寬度方向或者軋制方向的整體均勻地(同樣地)延伸。

此外，在以下的本發(fā)明實(shí)施方式的說明中，將復(fù)合前的板稱作鋁合金板，將對(duì)該板進(jìn)行軋制復(fù)合并薄壁化后的復(fù)合板中的層稱作鋁合金層。

因而，針對(duì)復(fù)合板中的鋁合金層的組成、層疊的方法等的規(guī)定意義也能夠解讀為復(fù)合前的鋁合金板、鑄錠的規(guī)定意義。

(復(fù)合板的層疊的方法)

本發(fā)明的復(fù)合板通過使在規(guī)定的范圍內(nèi)包含mg、zn中的1種或者2種的鋁合金層彼此、且是mg和zn中的任一者的含量互不相同的鋁合金層彼此相互層疊(復(fù)合)5～15層(張)而成。并且，本發(fā)明的復(fù)合板是這些層疊的復(fù)合板整體的板厚處于1～5mm的范圍內(nèi)的比較薄的鋁合金復(fù)合板。

在本發(fā)明的復(fù)合板中，需要根據(jù)層疊時(shí)組合的鋁合金層的彼此的組成來改變層疊的方法。使用圖1、圖2對(duì)這樣的層疊的方法進(jìn)行說明。

圖1是將al-mg系的板(后述的表1的a等的鋁合金層)作為最表層側(cè)的所述鋁合金層(雙最外層、兩個(gè)最外層)、分別在其內(nèi)側(cè)層疊al-zn系的板(后述的表1的d或者e等的鋁合金層)、并在中心配置al-mg系的板(后述的表1等的a的鋁合金層)而將它們合計(jì)層疊5層的例子。

圖2是同樣將al-mg系的板(后述的表1的a等的鋁合金層)作為最表層側(cè)的所述鋁合金層(雙最外層、兩個(gè)最外層)、分別在其內(nèi)側(cè)層疊al-zn-mg系的板、并在中心配置al-mg系的板(后述的表1的a等的鋁合金層)而將它們合計(jì)層疊5層的例子。

這些圖1、圖2均是將相互層疊的板設(shè)為在所述規(guī)定的范圍內(nèi)分別包含mg、zn中的1種或者2種的鋁合金層彼此、且是至少mg或zn的含量互不相同的鋁合金層彼此的本發(fā)明例。

這些組合的鋁合金層中的、在所述規(guī)定含量范圍內(nèi)包含zn的圖1的al-zn系、圖2的al-zn-mg系的鋁合金層的耐腐蝕性差，因此，為了確保復(fù)合板的耐腐蝕性，以使之成為復(fù)合板的內(nèi)側(cè)的方式進(jìn)行層疊。在以使這些包含zn的鋁合金層成為復(fù)合板的外側(cè)(表面?zhèn)?、表層?cè))的方式進(jìn)行層疊的情況下，由于zn的含量多，所以復(fù)合板乃至復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐腐蝕性降低。

因而，在這些圖1、圖2中，在復(fù)合板的最表層側(cè)(兩方的最外側(cè)、兩表面?zhèn)葍杀韺觽?cè))的鋁合金層上層疊al-mg系等在所述含量范圍(3～10質(zhì)量％的范圍)內(nèi)包含mg的復(fù)合板。但是，在這樣的al-mg系等的情況下，在除了包含mg之外還包含zn、cu的情況下，耐腐蝕性仍然降低，因此，需要設(shè)為不使耐腐蝕性大幅降低的分別將zn抑制為2質(zhì)量％以下(包含0質(zhì)量％)的鋁合金層。

對(duì)于層疊的層(后述的鑄錠或者板的張數(shù)、層疊數(shù))，為了發(fā)揮復(fù)合板的特性，越是多層則越有效果，因此需要形成為5層(5張)以上的層。當(dāng)為4層以下時(shí)，即便深刻研究層疊的方法，在板厚為1～5mm的范圍的比較薄的鋁合金復(fù)合板中，在特性上與單體的板(單板)之間沒有較大差別，將失去層疊的意義。另一方面，作為復(fù)合板的特性，若超過15層(15張)進(jìn)行層疊，則雖然可以期待特性的進(jìn)一步提高，但考慮到實(shí)用的制造工序中的生產(chǎn)率，則將變得既無效率又不現(xiàn)實(shí)，因此15層左右是上限。

(復(fù)合板的制造方法)

對(duì)實(shí)施擴(kuò)散熱處理之前的本發(fā)明的復(fù)合板的制造方法進(jìn)行說明。

在通常的單體的板(單板)中，在所述7000系等中將mg添加至10質(zhì)量％或者將zn添加至30質(zhì)量％等而如本發(fā)明那樣高合金化的情況下，延展性極度降低，產(chǎn)生軋制裂紋等而無法軋制。與此相對(duì)，在本發(fā)明中，形成為薄板彼此且是組成互不相同的薄板彼此的層疊板(層疊鑄錠)，即便進(jìn)行所述高合金化，延展性也高，因此，在進(jìn)行薄板的復(fù)合之前包含冷軋，且能夠熱軋。即，也具有實(shí)施擴(kuò)散熱處理前的本發(fā)明的復(fù)合板能夠通過通常的軋制工序而制造成軋制復(fù)合板的優(yōu)點(diǎn)。

因此，在通過軋制形成復(fù)合板之前，將在規(guī)定的范圍內(nèi)包含mg、zn中的1種或者2種的鋁合金鑄錠或者板彼此、且是mg和zn中的任一者的含量互不相同的鋁合金鑄錠或者板彼此相互層疊(復(fù)合)5～15張。并且，與通常的軋制工序相同，能夠在根據(jù)需要實(shí)施均質(zhì)化熱處理之后，進(jìn)行熱軋而形成復(fù)合板。

為了在所述板厚范圍內(nèi)進(jìn)一步薄壁化，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)需要進(jìn)行中間退火并冷軋。根據(jù)需要對(duì)這些軋制復(fù)合板實(shí)施調(diào)質(zhì)(退火、固溶處理等熱處理)，制造本發(fā)明的復(fù)合板。

此處，也可以將在使各鋁合金鑄錠分別單獨(dú)地進(jìn)行均質(zhì)化熱處理之后相互重疊層疊而成的鑄錠再次加熱至熱軋溫度后進(jìn)行熱軋。或者，也可以是在將各鋁合金鑄錠分別單獨(dú)地進(jìn)行均質(zhì)化熱處理后分別單獨(dú)地進(jìn)行熱軋，進(jìn)而根據(jù)需要分別單獨(dú)地實(shí)施中間退火或者冷軋，在分別單獨(dú)地形成為適當(dāng)?shù)陌搴裰螅瑢?duì)它們相互重疊層疊而成的板材進(jìn)一步實(shí)施冷軋而形成復(fù)合板的工序。

之所以將本發(fā)明的復(fù)合板整體的板厚設(shè)為1～5mm的比較薄的范圍是因?yàn)椋摲秶窃谒龅倪\(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中通用的板厚范圍。如果板厚不足1mm，則無法滿足作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件所需的剛性、強(qiáng)度、加工性、焊接性等必要特性。另一方面，在板厚超過5mm的情況下，向運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的沖壓成形變得困難，并且，由于重量增加，無法實(shí)現(xiàn)作為所述的運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)件所需的輕量化。

根據(jù)所述軋制復(fù)合法，用于將最終的復(fù)合板整體的板厚設(shè)為1～5mm的所述鑄錠的厚度(板厚)當(dāng)然也取決于所層疊的張數(shù)(層數(shù))、軋制率等，為50～200mm程度。此外，最終的復(fù)合板整體的板厚為1～5mm的情況下的、層疊的各合金層的厚度也取決于層疊的張數(shù)(層數(shù))，為0.05～2.0mm(50～2000μm)程度。

此外，在以單體的形態(tài)實(shí)施均質(zhì)化熱處理、熱軋或者冷軋之后，進(jìn)行層疊并通過冷軋工序形成復(fù)合板的工藝的情況下，層疊階段的各板材的厚度當(dāng)然也取決于層疊的張數(shù)(層數(shù))、軋制率等，為0.5～5.0mm程度。

(鋁合金)

擴(kuò)散熱處理前的(向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的成形前的)、復(fù)合板中的在所述最表層的內(nèi)側(cè)層疊的鋁合金層的組成分別包含mg：3～10質(zhì)量％、zn：5～30質(zhì)量％中的1種或者2種。即，復(fù)合(層疊)前的鋁合金板、鑄錠、或者復(fù)合后的鋁合金層的組成包含mg：3～10質(zhì)量％、zn：5～30質(zhì)量％中的1種或者2種。

此外，擴(kuò)散熱處理前的(向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的成形前的)、所述鋁合金復(fù)合板整體的mg與zn的各平均含量以將所述層疊的各鋁合金層的mg、zn的各含量平均化而得的值計(jì)，為mg：2～8質(zhì)量％、zn：3～20質(zhì)量％的范圍。

并且，將所述組成的鋁合金層(板)彼此、且是至少mg和zn中的任一者的含量互不相同的鋁合金層(板)彼此相互層疊，作為所述鋁合金復(fù)合板整體分別在所述含量范圍內(nèi)包含mg與zn對(duì)于兼具成形性與強(qiáng)度而言是必要的。

(在最表層的內(nèi)側(cè)層疊的鋁合金層的組成)

包含上述mg：3～10質(zhì)量％、zn：5～30質(zhì)量％中的1種或者2種的鋁合金層也可以是al-zn系、al-mg系的2元系鋁合金。此外，也可以是向這些2元系進(jìn)一步添加zn、mg、cu、zr、ag的選擇性添加元素而成的、al-zn-mg系、al-zn-cu系、al-mg-cu系等3元系、al-zn-cu-zr等4元系、al-zn-mg―cu-zr等5元系等。

將這些鋁合金層以mg和zn中的任一者的含量互不相同的鋁合金層彼此鄰接地接合的方式相互組合層疊，以作為復(fù)合板整體在所述平均含量范圍內(nèi)包含mg與zn或者cu、zr、ag的選擇性添加元素等的方式層疊規(guī)定張數(shù)。

以下，對(duì)作為復(fù)合的鋁合金層及復(fù)合板的組成的、各元素的含有或者限制的意義單獨(dú)進(jìn)行說明。需要說明的是，在作為復(fù)合板的組成的情況下，將各元素的含量從鋁合金層的各元素的含量解讀為層疊的各板(全部的板)的各個(gè)元素的含量的平均值。與含量相關(guān)的以下的％表示全部是指質(zhì)量％。

mg：3～10％

必需的合金元素即mg與zn一并在復(fù)合板、復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組織中形成簇(微小析出物)而使加工硬化特性提高。此外，在復(fù)合板、復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組織、接合界面部形成時(shí)效析出物而使強(qiáng)度提高。在mg含量不足3％時(shí)強(qiáng)度不夠，在超過10％時(shí)，產(chǎn)生鑄造裂紋，并且復(fù)合板(鑄錠)的軋制性降低，復(fù)合板的制造變得困難。

zn：5～30％

必需的合金元素即zn與mg一并在復(fù)合板、復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組織中形成簇(微小析出物)而使加工硬化特性提高。此外，在復(fù)合板、復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組織、接合界面部形成時(shí)效析出物而使強(qiáng)度提高。在zn含量不足5％時(shí)強(qiáng)度不夠，強(qiáng)度與成形性的平衡性也降低。另一方面，在zn超過30％時(shí)，產(chǎn)生鑄造裂紋，并且復(fù)合板(鑄錠)的軋制性降低，復(fù)合板的制造變得困難。即便在能夠制造的情況下，晶界析出物mgzn2增加而容易引起晶界腐蝕，耐腐蝕性顯著劣化，成形性也降低。

cu、zr、ag中的1種或者2種以上

cu、zr、ag在作用效果上略微有所差異，但都是使復(fù)合板、復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度提高的等效元素，根據(jù)需要而含有。

cu除了具有強(qiáng)度提高效果之外還具有耐腐蝕性提高效果。zr因鑄錠以及復(fù)合板的晶粒微小化而即便少量含有也具有強(qiáng)度提高效果，ag因形成于復(fù)合板、復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組織、接合界面的時(shí)效析出物的微小化而即便少量含有也具有強(qiáng)度提高效果。但是，若這些cu、zr、ag的含量過多，則復(fù)合板的制造會(huì)變得困難，即便能夠制造，也會(huì)產(chǎn)生耐scc性等耐腐蝕性反而降低、或者延展性、強(qiáng)度特性反而降低等各種問題。因而，在選擇性地含有這些元素的情況下，設(shè)為cu：0.5～5質(zhì)量％、zr：0.3質(zhì)量％以下(但是不包含0％)、ag：0.8質(zhì)量％以下(但是不包含0％)。

其他的元素：

這些記載以外的其他的元素是不可避免的雜質(zhì)。作為熔解原料，除了使用純鋁錠以外，還假定(允許)因鋁合金廢料的使用而引起的這些雜質(zhì)元素的混入等，從而允許含有這些雜質(zhì)。具體而言，若采用fe：0.5％以下、si：0.5％以下、li：0.1％以下、mn：0.5％以下、cr：0.3％以下、sn：0.1％以下、ti：0.1％以下的、各自的含量，則不會(huì)使本發(fā)明所涉及的復(fù)合板的延展性、強(qiáng)度特性降低，從而允許含有上述元素。

(復(fù)合板整體的組成)

在本發(fā)明中，與所述鋁合金層的組成一并地作為所述擴(kuò)散熱處理前的復(fù)合板整體的平均組成，規(guī)定mg與zn的平均含量。

該復(fù)合板整體的mg與zn的平均含量作為對(duì)所層疊的所述各鋁合金層的mg、zn的各含量進(jìn)行與所述的復(fù)合比例對(duì)應(yīng)的加權(quán)而得的加權(quán)相加平均值而求出。并且，作為該加權(quán)相加平均值，也在mg：2～8質(zhì)量％、zn：3～20質(zhì)量％的范圍內(nèi)包含復(fù)合板整體的mg與zn的平均含量。

即，作為復(fù)合板整體的平均組成，由如下組成構(gòu)成：在所述規(guī)定的平均含量范圍內(nèi)分別包含mg、zn中的1種或者2種，在此基礎(chǔ)上，選擇性地含有cu、zr、ag中的1種或者2種以上，剩余部分為鋁以及不可避免的雜質(zhì)。

此處，將復(fù)合板整體的mg與zn的平均含量設(shè)為對(duì)構(gòu)成復(fù)合板的各鋁合金層的各個(gè)鋁合金的mg、zn的含量進(jìn)行與該鋁合金層的復(fù)合比例對(duì)應(yīng)的加權(quán)而求出的加權(quán)相加平均值。需要說明的是，對(duì)于復(fù)合比例，例如在5層的鋁合金復(fù)合板中，若各鋁合金層具有均等的厚度，則各鋁合金層的復(fù)合比例全部為20％。使用該復(fù)合比例，計(jì)算mg、zn的含量的加權(quán)相加平均值，將其設(shè)為復(fù)合板整體的mg與zn的平均含量。

作為該復(fù)合板整體的平均組成，在mg、zn的含量各自的平均含量過少而不足所述各下限值的情況下，作為對(duì)復(fù)合板實(shí)施500℃×4小時(shí)的擴(kuò)散熱處理后的組織，mg、zn等向相互層疊的板的組織的擴(kuò)散不足。其結(jié)果是，通過該擴(kuò)散而由這些mg、zn等形成的新的復(fù)合析出物(時(shí)效析出物)向相互的接合界面部的析出量不足。因此，mg與zn的濃度分別為30～70％的范圍的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域在所述板厚方向上的合計(jì)的厚度不足所述鋁合金復(fù)合板的板厚的40％，無法使所述鋁合金復(fù)合板高強(qiáng)度化。具體而言，作為對(duì)該鋁合金復(fù)合板實(shí)施擴(kuò)散熱處理、人工時(shí)效處理而形成的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，無法具有400mpa以上的0.2％屈服強(qiáng)度。

另一方面，作為該復(fù)合板整體的平均組成，在mg、zn的含量各自的平均含量過多而超過所述各上限值的情況下，復(fù)合板的延展性顯著降低。因而，沖壓成形性降低到與所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件用的7000系鋁合金板、超硬鋁板、2000系鋁合金板、8000系鋁合金板相同的水平，失去形成為復(fù)合板的意義。

本發(fā)明意圖替代結(jié)構(gòu)構(gòu)件用的7000系、超硬鋁(al-5.5％zn-2.5％mg合金)、2000系、8000系等的鋁合金板。即，著眼于在作為成形原料的復(fù)合板的階段，使這些高強(qiáng)度件的延展性大幅提高，并且，在成形為結(jié)構(gòu)構(gòu)件之后，通過擴(kuò)散熱處理、人工時(shí)效處理使之與上述以往的由單板構(gòu)成的高強(qiáng)度件同等地高強(qiáng)度化。因此，最終的復(fù)合板的組成作為復(fù)合板整體的組成，需要為與所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件用的7000系鋁合金板、超硬鋁板、2000系鋁合金板、8000系鋁合金板的組成相同或者與之近似的組成。

因而，從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，使本發(fā)明的復(fù)合板的組成接近以往的構(gòu)造用的7000系、超硬鋁、2000系、8000系等鋁合金板的單板是有意義的。即，在mg：3～10質(zhì)量％，zn：5～30質(zhì)量％的范圍內(nèi)分別包含這些以往的鋁合金板的主要元素即mg、zn中的1種或者2種是有意義的。

關(guān)于這一點(diǎn)，本發(fā)明的復(fù)合板或者鋁合金層可以為所述以往的鋁合金板的組成，也可以包含被選擇性包含的si、li。

(復(fù)合板的元素的相互擴(kuò)散組織)

在本發(fā)明中，如以上那樣將通過合金組成本身、合金組成的組合而使成形性提高的鋁合金復(fù)合板沖壓成形為其用途的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，之后進(jìn)行擴(kuò)散熱處理而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。并非無法進(jìn)行在實(shí)施該擴(kuò)散熱處理而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化之后的向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的成形，但成形本身變得困難，需要大量的勞力。

通過該擴(kuò)散熱處理使復(fù)合后的鋁合金層所含的mg、zn在層疊的(接合的)鋁合金層彼此之間相互擴(kuò)散。通過這樣的元素的相互擴(kuò)散，使由這些mg、zn等形成的zn-mg系的新的微小復(fù)合析出物(時(shí)效析出物)在彼此的接合界面部高密度地析出，進(jìn)行界面部組織控制(納米級(jí)的尺寸的微小析出物的超高密度分散)。由此，在實(shí)施擴(kuò)散熱處理之后，優(yōu)選能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步實(shí)施人工時(shí)效處理后的復(fù)合板(結(jié)構(gòu)構(gòu)件)的高強(qiáng)度化。

因而，本發(fā)明的鋁合金復(fù)合板的元素的相互擴(kuò)散組織為連同鋁合金層的平均晶粒直徑一起在本申請(qǐng)技術(shù)方案中規(guī)定的那樣的實(shí)施擴(kuò)散熱處理后的鋁合金復(fù)合板的組織，實(shí)際上為成形鋁合金復(fù)合板后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組織。

將上述相互擴(kuò)散組織在本發(fā)明中規(guī)定為，對(duì)該鋁合金復(fù)合板實(shí)施擴(kuò)散熱處理的情況下的元素的相互擴(kuò)散組織(mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域)或者平均晶粒直徑，以便也能夠識(shí)別為原料的鋁合金復(fù)合板的組織。

即，為了即便在進(jìn)行成形而形成結(jié)構(gòu)構(gòu)件后不實(shí)施擴(kuò)散熱處理，在原料的鋁合金復(fù)合板的階段仍能夠識(shí)別、評(píng)價(jià)其組織，如后述的實(shí)施例那樣，規(guī)定對(duì)該鋁合金復(fù)合板嘗試實(shí)施擴(kuò)散熱處理的情況下的、mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域、平均晶粒直徑。

為了使鋁合金層所含的mg、zn在層疊的鋁合金層彼此之間相互擴(kuò)散，作為前提，相互層疊的鋁合金層需要是在規(guī)定的范圍內(nèi)分別包含mg、zn的1種或者2種的鋁合金層彼此、且是至少mg和zn的含量互不相同的鋁合金層彼此。

即，當(dāng)為彼此相同的mg、zn的含量時(shí)，即便彼此的層的其他的元素的含量不同，也不會(huì)產(chǎn)生該mg與zn的接合的層彼此的相互擴(kuò)散，無法使mg與zn的新的微小復(fù)合析出物(時(shí)效析出物)在彼此的接合界面部高密度地析出，無法實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。

形成為所述復(fù)合的鋁合金層包含大量mg、zn的所述特定的組成、將相互層疊、接合的層設(shè)為至少mg和zn的含量互不相同的鋁合金層彼此不僅是從延展性的觀點(diǎn)出發(fā)的，也是用于通過擴(kuò)散熱處理使通過所述元素的擴(kuò)散而產(chǎn)生的復(fù)合析出物在彼此的接合界面部析出從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化的組成。

在本發(fā)明中，為了保證基于這樣的機(jī)理的發(fā)現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)的高強(qiáng)度化，作為實(shí)施擴(kuò)散熱處理后的鋁合金復(fù)合板(或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件)的板厚方向上的mg與zn的濃度分布，層疊的所述鋁合金層的平均晶粒直徑如后述那樣均為200μm以下，并且具有層疊的鋁合金層彼此的mg與zn相互擴(kuò)散而成的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域。

(平均晶粒直徑)

將實(shí)施所述擴(kuò)散熱處理、接下來的人工時(shí)效硬化處理(t6處理)后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(或者復(fù)合板)的、層疊的所述各鋁合金層(板厚中心部)的晶粒直徑平均化而成的平均晶粒直徑設(shè)為200μm以下的微小晶粒。換言之，不會(huì)因擴(kuò)散熱處理而導(dǎo)致粗大化。

即，在層疊的所述各鋁合金層(板厚中心部)的晶粒直徑的全部平均化而成的平均晶粒直徑超過200μm的情況下，意味著層疊的鋁合金層中的大多數(shù)的晶粒直徑超過200μm而粗大化。

因此，對(duì)層疊鋁合金層而成的復(fù)合板實(shí)施所述t6處理、進(jìn)而實(shí)施涂裝燒結(jié)處理后的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件無法具有400mpa以上的0.2％屈服強(qiáng)度。

在本發(fā)明的復(fù)合板的厚度、為了層疊而組合的各個(gè)鋁合金層的厚度厚的情況下，每1層的鋁合金層的平均晶粒直徑對(duì)強(qiáng)度、成形性作出的貢獻(xiàn)變小。但是，在本發(fā)明中，形成為將鋁合金層彼此相互層疊(復(fù)合)5～15層(張)，且這些層疊的復(fù)合板整體的板厚為1～5mm的薄板，每1層的鋁合金層的平均晶粒直徑對(duì)強(qiáng)度、成形性作出的貢獻(xiàn)顯著變大。

(差示掃描熱分析曲線、差示掃描熱量分析曲線)

在本發(fā)明中，使通過擴(kuò)散熱處理使元素相互擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的、進(jìn)一步實(shí)施人工時(shí)效處理、涂裝燒結(jié)處理后的bh性提高。因而，在本發(fā)明中，以對(duì)鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)施擴(kuò)散熱處理、人工時(shí)效處理、涂裝燒結(jié)硬化處理為前提。

本發(fā)明為了保證這樣的人工時(shí)效處理、涂裝燒結(jié)硬化處理中的硬烘烤所實(shí)現(xiàn)的高強(qiáng)度化(bh性)，作為冶金的設(shè)計(jì)思想，旨在作為實(shí)施所述擴(kuò)散熱處理、接下來的人工時(shí)效硬化處理后的(t6處理后的)鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件(鋁合金復(fù)合板)的組織，使通過所述元素的擴(kuò)散而產(chǎn)生的納米(nm：1/1000μm)級(jí)的微小的復(fù)合析出物分散。

但是，這樣的微小的析出物通過所述元素的擴(kuò)散，在元素的濃度分布在板厚方向上不同的鋁合金復(fù)合板、鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，根據(jù)測(cè)定部位而所述微小的析出物的分布狀態(tài)也不同，通過通常的tem等直接測(cè)定是非常困難的。此外，即便進(jìn)行測(cè)定，也不明確該值是代表鋁合金復(fù)合板、鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的值，還是與基于bh性的高強(qiáng)度化相關(guān)的值。

因而，本發(fā)明根據(jù)鋁合金復(fù)合板、鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的差示掃描熱分析曲線(以下，也稱作dsc)中的吸熱峰值與放熱峰值的特征性產(chǎn)生溫度區(qū)域，間接地規(guī)定存在所述微小的析出物的組織。

由此，將本發(fā)明設(shè)為使實(shí)施擴(kuò)散熱處理后作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用的鋁合金復(fù)合板兼具高強(qiáng)度化與高成形性的所述冶金的設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)的保證、目標(biāo)。

本發(fā)明為了提高鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的bh性，在所述dsc中，如后述的實(shí)施例(表2的發(fā)明例2)的圖3那樣，設(shè)為吸熱峰值為190℃以下的溫度，并且放熱峰值處于220～250℃的溫度范圍。

此外，在本發(fā)明中，也想要保證成形為復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件前的原料鋁合金復(fù)合板的、在復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的bh性。因此，根據(jù)對(duì)原料鋁合金復(fù)合板實(shí)施模擬復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的所述擴(kuò)散熱處理與人工時(shí)效硬化處理的熱處理時(shí)的、差示掃描熱分析曲線中的吸熱峰值與放熱峰值的溫度位置，從而保證bh性。

即，在對(duì)作為原料的鋁合金復(fù)合板進(jìn)行在保持500℃×4小時(shí)后以冷卻速度80℃/秒冷卻至室溫的所述擴(kuò)散熱處理后，進(jìn)一步實(shí)施120℃×24小時(shí)的人工時(shí)效硬化處理的、要點(diǎn)處的t6處理后的所述dsc中，吸熱峰值為190℃以下的溫度，并且放熱峰值處于220～250℃的溫度范圍。

為了使在原料階段的評(píng)價(jià)具有再現(xiàn)性，需要將對(duì)原料鋁合金復(fù)合板實(shí)施的t6處理的條件設(shè)為如下要點(diǎn)，在進(jìn)行保持500℃×4小時(shí)后以冷卻速度80℃/秒冷卻至室溫的所述擴(kuò)散熱處理后，進(jìn)一步實(shí)施120℃×24小時(shí)的人工時(shí)效硬化處理。

這樣，若無法將所述擴(kuò)散熱處理與人工時(shí)效硬化處理的條件集中確定為一個(gè)，則根據(jù)所述擴(kuò)散熱處理與人工時(shí)效硬化處理的條件，所獲得的差示掃描熱分析曲線中的吸熱峰值與放熱峰值的溫度位置較大地不同，不存在再現(xiàn)性。

如上所述，通過對(duì)dsc的吸熱以及放熱的峰值溫度進(jìn)行控制，能夠獲得bh性優(yōu)異的原料鋁合金復(fù)合板或者復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

其原因推測(cè)為，通過將所述吸熱峰值的峰值溫度控制為上述190℃以下的溫度范圍，當(dāng)進(jìn)行人工時(shí)效處理或者涂裝燒結(jié)處理時(shí)，擴(kuò)散熱處理后存在的析出物(亞穩(wěn)定相)熔解，之后析出新的析出物(穩(wěn)定相)，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。

與此相對(duì)，如后述的實(shí)施例(表2的比較例18)的圖4那樣，推測(cè)為若所述吸熱峰值的峰值溫度高于上述190℃，則當(dāng)人工時(shí)效硬化處理或者涂裝燒結(jié)處理時(shí)，無法引起在擴(kuò)散熱處理后存在的析出物(亞穩(wěn)定相)的熔解，該析出物直接粗大化，由此導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

另外，這樣的析出物粗大化而強(qiáng)度降低的趨勢(shì)在對(duì)通常的7000系鋁合金的單板進(jìn)行人工時(shí)效處理的情況下隨處可見。據(jù)此可知，本發(fā)明的dsc的峰值溫度的控制所帶來的bh性的提高效果與所述的以往的7000系鋁合金的單板不同，在本發(fā)明的鋁合金復(fù)合板、復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件中為特有的趨勢(shì)。

此外，如后述的實(shí)施例(表2的比較例18)的圖4那樣，若放熱峰值的峰值溫度高于250℃，則新的析出物的生長(zhǎng)速度變慢，強(qiáng)度降低。另一方面，若放熱峰值的峰值溫度低于220℃，則新的析出物的生長(zhǎng)速度迅速地粗大化，最終導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

(擴(kuò)散熱處理)

對(duì)于復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件(或者復(fù)合板)的組織，如上所述，為了將層疊的所述各鋁合金層的晶粒直徑平均化而成的平均晶粒直徑設(shè)為200μm以下，并且具有用于保證高強(qiáng)度化的所述特定的厚度以上的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域，需要以優(yōu)選的條件對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件復(fù)合板進(jìn)行擴(kuò)散熱處理。關(guān)于這一點(diǎn)，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件(或者復(fù)合板)在熱處理爐中加熱，作為目標(biāo)從以470℃～550℃的溫度保持0.1～24小時(shí)的條件范圍內(nèi)選擇，進(jìn)行擴(kuò)散熱處理。

但是，當(dāng)然根據(jù)層疊的鋁合金層的組成、層疊數(shù)、層疊的組合，基于擴(kuò)散熱處理的鋁合金層彼此的mg與zn的相互擴(kuò)散、擴(kuò)散熱處理后的平均晶粒直徑較大不同。

因此，根據(jù)層疊的鋁合金層的所述條件，即便在所述條件范圍內(nèi)，有時(shí)也因溫度過低或者保持時(shí)間過短而導(dǎo)致所述鋁合金層彼此的mg與zn的相互擴(kuò)散不足，mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域變薄(變小)，無法實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。

此外，反之，根據(jù)層疊的鋁合金層的所述條件，即便在所述條件范圍內(nèi)，有時(shí)也因擴(kuò)散熱處理的溫度過高或者保持時(shí)間過長(zhǎng)而導(dǎo)致所述各鋁合金層的平均晶粒直徑粗大化，無法形成為200μm以下，最終無法實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。

因而，需要根據(jù)層疊的鋁合金層的組成、層疊數(shù)、層疊的組合，如后述的實(shí)施例那樣，求出(選擇)擴(kuò)散熱處理的溫度、時(shí)間的最佳條件，并進(jìn)行精密地控制。

(人工時(shí)效處理)

為了使實(shí)施以上那樣的擴(kuò)散熱處理后的復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件(或者復(fù)合板)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化，優(yōu)選實(shí)施人工時(shí)效處理(人工時(shí)效硬化處理)。

關(guān)于該高強(qiáng)度化，在本發(fā)明中，將對(duì)復(fù)合板進(jìn)行沖壓成形而成的鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高強(qiáng)度化的目標(biāo)設(shè)為，作為人工時(shí)效處理后的強(qiáng)度而具有400mpa以上的0.2％屈服強(qiáng)度。

因此，根據(jù)所希望的強(qiáng)度、原料的復(fù)合板的強(qiáng)度或者從復(fù)合板的制造后到進(jìn)行人工時(shí)效處理為止的室溫時(shí)效的進(jìn)展程度等，決定人工時(shí)效處理的溫度、時(shí)間的條件。

另外，當(dāng)例示優(yōu)選的人工時(shí)效處理的條件時(shí)，若為1段的時(shí)效處理，則將100～150℃的時(shí)效處理進(jìn)行12～36小時(shí)(包含過時(shí)效區(qū)域)。此外，在2段的工序中，從第1段的熱處理溫度處于70～100℃的范圍且2小時(shí)以上、第2段的熱處理溫度處于100～170℃的范圍且5小時(shí)以上的范圍(包含過時(shí)效區(qū)域)中選擇。

此處，由本發(fā)明的鋁合金復(fù)合板、結(jié)構(gòu)構(gòu)件規(guī)定的、所述的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域、元素的相互擴(kuò)散組織、進(jìn)而為鋁合金層的所述平均晶粒直徑根據(jù)這樣的條件范圍的人工時(shí)效處理而幾乎不變化。因而，由本發(fā)明的鋁合金復(fù)合板、結(jié)構(gòu)構(gòu)件規(guī)定的、所述的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域的所述厚度、鋁合金層的所述平均晶粒直徑的測(cè)定可以在所述擴(kuò)散熱處理后進(jìn)行，也可以在該擴(kuò)散熱處理后進(jìn)一步實(shí)施所述人工時(shí)效處理后進(jìn)行。

(涂裝燒結(jié)處理)

復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件(或者復(fù)合板)的涂裝燒結(jié)處理也可以為通常的條件范圍，以160℃～210℃進(jìn)行20～30分鐘。

實(shí)施例

以下，舉出實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明。

分別制造表1、2所示的、層疊各種多個(gè)鋁合金層并且模擬復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件而實(shí)施了所述的特定的t6處理的鋁合金復(fù)合板。

并且，作為這些鋁合金復(fù)合板的組織，測(cè)定將所述層疊的各鋁合金層的晶粒直徑平均化而成的平均晶粒直徑(μm)、層疊的鋁合金層彼此的mg與zn相互擴(kuò)散而成的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域的有無、所述dsc中的吸熱峰值位置(℃)與放熱峰值位置(℃)。

進(jìn)而，測(cè)定并評(píng)價(jià)這些鋁合金復(fù)合板的機(jī)械特性、bh性。

將這些結(jié)果示于表2。

鋁合金復(fù)合板的具體制造如下所述。

對(duì)表1所示的合金組成的鋁合金鑄錠進(jìn)行熔解、鑄造，并單獨(dú)地通過常用方法實(shí)施均質(zhì)化熱處理以及熱軋、根據(jù)需要實(shí)施冷軋，以使復(fù)合比例全部為與層疊數(shù)相應(yīng)的均等比例的方式分別制造將板厚調(diào)整為相同的1mm的板材。

將這些板材以表2所示的各個(gè)組合重疊層疊，將該層疊板材通過在進(jìn)行400℃×30分鐘的再加熱后在該溫度下開始熱軋的軋制復(fù)合法形成為復(fù)合熱軋板。

在各例子中，均對(duì)這些復(fù)合熱軋板進(jìn)一步實(shí)施400℃×1秒鐘的中間退火并冷軋，形成表2所示的各復(fù)合板厚(各層的合計(jì)板厚)的復(fù)合板。

這些復(fù)合板整體的板厚為1～5mm的情況下的、層疊的各合金板的厚度處于0.1～2.0mm(100～2000μm)程度的范圍。以使這些復(fù)合板的復(fù)合比例、如上述那樣各鋁合金層的厚度(復(fù)合比例)分別相等的方式進(jìn)行制造。

在各例子中，均將這些復(fù)合板以平均升溫速度4℃/分鐘且在到達(dá)溫度400℃下保持2小時(shí)后，實(shí)施以冷卻速度20℃/秒冷卻的熱處理后，在室溫下保持一周后(室溫時(shí)效后)，通過后述的室溫拉伸試驗(yàn)調(diào)查該制造的復(fù)合板的延伸率(％)，將結(jié)果示于表2。

進(jìn)而，對(duì)于所述制造的鋁合金復(fù)合板，假定(模擬)作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用，在保持500℃×4小時(shí)后實(shí)施以冷卻速度80℃/秒冷卻至室溫的擴(kuò)散熱處理之后，同樣地在室溫下保持一周后，分別實(shí)施120℃×24小時(shí)的人工時(shí)效處理(t6處理)，從該t6處理后的鋁合金復(fù)合板中選取試樣。

在表2的鋁合金復(fù)合板的欄中示出作為該鋁合金復(fù)合板整體的、mg與zn的各平均含量、表1的板的合計(jì)層疊數(shù)、板厚、以及層疊的板的組合，所述組合按照從層疊的上側(cè)向下側(cè)的順序示出表1所示的a～k的鋁合金層(板)的類型。

例如，按照adada、bebeb、cfcfc等的順序?qū)盈B5層、11層、13層的奇數(shù)層的復(fù)合板是指，表1的a、b、c等的鋁合金層分別層疊于各復(fù)合板的兩個(gè)外側(cè)(最上側(cè)與最下側(cè))，表1的d、e、f、g、h、i等的各鋁合金層層疊于復(fù)合板的內(nèi)側(cè)。

平均組成

關(guān)于表2所記載的、鋁合金復(fù)合板的平均組成即mg、zn的各含量，由于各鋁合金層(板)的厚度均等，因此，各鋁合金層的復(fù)合比例全部通過與層疊數(shù)相應(yīng)的均等比例的加權(quán)相加平均值來計(jì)算出。

從這些t6處理后的鋁合金復(fù)合板中提取試樣，分別通過以下的方法測(cè)定該試樣的平均組成即mg、zn的各含量、層疊的各鋁合金層板厚中心部的平均晶粒直徑、所述dsc特性、是否具有層疊的鋁合金層彼此的mg與zn相互擴(kuò)散而成的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域。

平均晶粒直徑

此外，測(cè)定所述t6處理后的試樣中的、層疊的各鋁合金層的平均晶粒直徑。即，首先，針對(duì)層疊的全部的鋁合金層的各板厚中心部處的、測(cè)定了所述mg與zn的濃度分布的相同截面，通過100倍的光學(xué)顯微鏡分別每次觀察5個(gè)視角，分別測(cè)定晶粒直徑。并且，根據(jù)這些測(cè)定結(jié)果，分別求出各鋁合金層的每個(gè)板厚中心部的平均晶粒直徑。進(jìn)而，將這些各鋁合金層的每個(gè)板厚中心部的平均晶粒直徑在層疊的全部的鋁合金層平均化，設(shè)為技術(shù)方案1所規(guī)定的“將層疊的各鋁合金層的晶粒直徑平均化而成的平均晶粒直徑”(μm)。將該結(jié)果示于表2。

dsc

在試驗(yàn)裝置：seikoinstruments制dsc220g；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：鋁；試樣容器：鋁；升溫條件：15℃/min；環(huán)境：氬氣(50ml/min)；試樣重量：24.5～26.5mg的同一條件下分別進(jìn)行dsc的測(cè)定，在將所獲得的差示掃描熱分析的曲線(μw)除以試樣重量而標(biāo)準(zhǔn)化(μw/mg)后，在所述差示掃描熱分析曲線中的190℃以下的溫度范圍、以及220～250℃的溫度范圍內(nèi)，將差示掃描熱分析的曲線為水平的區(qū)域設(shè)為0的基準(zhǔn)等級(jí)，分別識(shí)別能夠識(shí)別為從該基準(zhǔn)等級(jí)分別具有最高的高度的峰值的吸熱峰值與放熱峰值。

相互擴(kuò)散區(qū)域

對(duì)于所述試樣的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域的測(cè)定，使用電子射線微量分析儀(epma)分別測(cè)定從復(fù)合板的寬度方向的任意的五處提取的5個(gè)試樣各自的各板厚方向的截面中的板厚方向的mg與zn的濃度，根據(jù)在板厚方向上以1μm為單位測(cè)定的mg與zn的濃度，對(duì)實(shí)施所述擴(kuò)散熱處理前的鋁合金層的mg與zn的各含量中的各最大量進(jìn)行比較，判斷是否在層疊的各鋁合金層間分別具有分別處于30～70％的范圍的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域。

該結(jié)果是，發(fā)明例、比較例的各例均通過所述擴(kuò)散熱處理而在層疊的各鋁合金層間分別具有所述mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域。

機(jī)械特性

此外，使用所述t6處理后的試樣并通過拉伸試驗(yàn)測(cè)定0.2％屈服強(qiáng)度(mpa)。進(jìn)而，為了對(duì)所述t6處理后的試樣的bh性進(jìn)行評(píng)價(jià)，也通過拉伸試驗(yàn)來測(cè)定對(duì)該試樣實(shí)施模擬涂裝燒結(jié)硬化處理的185℃×20分鐘的熱處理后的0.2％屈服強(qiáng)度(mpa)。將這些結(jié)果示于表2。

在各例中，對(duì)于拉伸試驗(yàn)，均將所述試樣加工成jis5號(hào)試驗(yàn)片，以拉伸方向相對(duì)于軋制方向平行的方式進(jìn)行室溫拉伸試驗(yàn)，測(cè)定總延伸率(％)、0.2％屈服強(qiáng)度(mpa)。室溫拉伸試驗(yàn)基于jis2241(1980)以室溫20℃進(jìn)行試驗(yàn)，在評(píng)分間距離為50mm且拉伸速度為5mm/分鐘的條件下，以恒定的速度進(jìn)行直至試驗(yàn)片斷裂。所述制造后的(所述t6處理前的)復(fù)合板的總延伸率(％)也按照該要領(lǐng)進(jìn)行測(cè)定。

在表2的發(fā)明例1～14中，層疊于鋁合金復(fù)合板的內(nèi)側(cè)的所述鋁合金層分別包含mg：3～10質(zhì)量％、zn：5～30質(zhì)量％中的1種或者2種，并且，所述最表層側(cè)的鋁合金層由在3～10質(zhì)量％的范圍內(nèi)包含mg、且將zn抑制為2質(zhì)量％以下(包含0質(zhì)量％)的組成構(gòu)成。

此外，這些鋁合金層層疊為，mg和zn中的任一者的含量互不相同的鋁合金層彼此鄰接地接合，并且合計(jì)層疊數(shù)為5～15層且整體的板厚為1～5mm。

并且，所述鋁合金復(fù)合板的mg與zn的各平均含量作為將所述層疊的各鋁合金層的mg、zn的各含量平均化而成的值，處于mg：2～8質(zhì)量％、zn：3～20質(zhì)量％的范圍。

另外，作為包含所述特定的條件下的擴(kuò)散熱處理的t6處理后的所述鋁合金復(fù)合板的組織，將所述層疊的各鋁合金層的晶粒直徑平均化而成的平均晶粒直徑為200μm以下，并且具有層疊的鋁合金層彼此的mg與zn相互擴(kuò)散而成的mg與zn的相互擴(kuò)散區(qū)域。并且，在該鋁合金復(fù)合板的dsc中，吸熱峰值為190℃以下的溫度，并且放熱峰值處于220～250℃的溫度范圍。

其結(jié)果是，在各發(fā)明例中，所述制造后的(所述t6處理前的)復(fù)合板的延伸率為13％以上，示出高成形性。此外，模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的熱處理的t6處理后的0.2％屈服強(qiáng)度示出400mpa以上的高強(qiáng)度。此外，模擬涂裝燒結(jié)處理的熱處理后的0.2％屈服強(qiáng)度也變得更高，bh性也優(yōu)異。

與此相對(duì)，在表2的比較例15～19中，不滿足由本發(fā)明規(guī)定的平均晶粒直徑、該鋁合金復(fù)合板的dsc中的吸熱峰值溫度(位置)、放熱峰值溫度(位置)等要件。

其結(jié)果是，雖然延伸率高，但t6處理后的0.2％屈服強(qiáng)度過低，模擬涂裝燒結(jié)處理的熱處理后的0.2％屈服強(qiáng)度也過低，bh性也低劣。

在比較例15中，雖然層疊的鋁合金層的組合與所述發(fā)明例相同，但是所述層疊數(shù)為ada這樣的3層而過少。因此，層疊的所述鋁合金層的平均晶粒直徑超過200μm而變得過大，所述dsc中的吸熱峰值超過190℃，放熱峰值也超過250℃而脫離范圍。

在比較例16、19中，層疊的鋁合金層的組成為表1的j、k，脫離組成的規(guī)定，mg、zn的含量過少，即便作為平均組成，這些含量也過少。因此，所述dsc中的吸熱峰值超過190℃而脫離范圍。

在比較例17、18中，層疊的鋁合金層不以mg和zn中的任一者的含量互不相同的鋁合金層彼此鄰接地接合的方式層疊，mg或zn的含量相同的d、a的鋁合金層彼此鄰接地接合。因此，所述dsc中的吸熱峰值超過190℃而脫離范圍。

在圖3、4中將實(shí)施例表2的各例的dsc作為代表而示出。圖3示出發(fā)明例2的dsc，圖4示出比較例18的dsc。從這些dsc可知，圖3的發(fā)明例2的吸熱峰值如表2所示為規(guī)定上限值190℃以下的180℃，并且放熱峰值為220～250℃的規(guī)定溫度范圍內(nèi)的240℃。與此相對(duì)，圖4的比較例18的吸熱峰值如表2所示為超過規(guī)定上限值190℃的215℃，并且放熱峰值為超過規(guī)定上限值250℃的252℃。

[表1]

[表2]

根據(jù)這些實(shí)施例，印證了用于形成為兼具高強(qiáng)度化與高成形性的鋁合金復(fù)合板的本發(fā)明的各要件的意義。

參照特定的實(shí)施方式詳細(xì)說明了本發(fā)明，但只要不脫離本發(fā)明的主旨與范圍則能夠施加變更、修正，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。

本申請(qǐng)基于2015年3月25日提出的日本專利申請(qǐng)(特愿2015-063101)，將其內(nèi)容通過參照而援引于此。

工業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，解決了以往的7000系鋁合金等的單板的高強(qiáng)度等級(jí)下的與成形性的矛盾，能夠提供兼具高強(qiáng)度化與高成形性的鋁合金復(fù)合板或者成形該復(fù)合板的運(yùn)輸設(shè)備用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。