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技術 安定したT4調質での7XXXシリーズのアルミニウム合金製品およびその作製方法

出願人 ノベリス・インコーポレイテッド
発明者 ダヴィド・レヴラサミュエル・ロバート・ワグスタッフスティーヴ・クレールラジャセカル・タララジーブ・ジー・カマット
出願日 2018年8月28日 (2年5ヶ月経過) 出願番号 2020-508462
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-530882
状態 未査定
技術分野 非鉄金属または合金の熱処理
主要キーワード 熱間形成 鉄道用途 建築部分 シートプレート トランクリッドパネル エイジング後 xxxシリーズ フラクシング
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

本開示は、概して、安定したT4調質での7xxxシリーズアルミニウム合金製品を提供する。本開示はまた、例えば、鋳造圧延溶体化、焼入れ再加熱、および徐冷の組み合わせを含むプロセスを使用する、そのような製品作製方法も提供する。本開示はまた、自動車輸送エレクトロニクス、および、工業用途などにおける、そのような製品の様々な最終用途も提供する。

概要

背景

xxxシリーズアルミニウム合金は、特に、高強度および軽量が特に望まれる多くの状況で使用される。そのため、そのような合金は、航空宇宙産業において、かつ携帯電話などの様々な電子製品ケースとして頻繁に使用される。これらの利点にもかかわらず、7xxxシリーズのアルミニウム合金の形成プロセスは、特定の課題をもたらす可能性があり、特定の製造品においてそのような合金を使用するコストを増加させ得る。

例えば、7xxxシリーズのアルミニウム合金製品は、多くの場合、F調質使用者に供給される、このことは、例えば、圧延プロセス後に溶体化が行われない、製作時の形態で供給されることを意味する。したがって、使用者は、製品自体を溶体化し、熱間形成プロセスによって製造製品に形成する必要がある。いくつかの他の場合では、7xxxシリーズのアルミニウム合金製品は、アルミニウム合金製品が、溶体化、続いて人工エイジングを受ける、T6調質で使用者に供給される。使用者は、一般に、そのような製品を室温で形成し得るが、それらの成形性は非常に低い。

製品が、溶体化に供され、自然にエイジングし得る、T4調質でのアルミニウム合金製品の生産に一致するプロセスを使用して、7xxxシリーズのアルミニウム合金製品を作製することが可能である。そのような製品は、T6調質で供給される製品と比較して、室温でおそらく望ましい成形性を示すことになる。しかし、そのようなプロセスは、一般に、数日以内に硬化し、望ましい成形特性を示さなくなる不安定なT4調質での製品をもたらす。アルミニウム合金製品は、そのような余裕のない時間枠で容易に供給および使用され得ないため、アルミニウム合金製造業者は、通常、そのような7xxxシリーズのアルミニウム合金製品を市場に供給していない。

概要

本開示は、概して、安定したT4調質での7xxxシリーズのアルミニウム合金製品を提供する。本開示はまた、例えば、鋳造圧延、溶体化、焼入れ再加熱、および徐冷の組み合わせを含むプロセスを使用する、そのような製品の作製方法も提供する。本開示はまた、自動車輸送エレクトロニクス、および、工業用途などにおける、そのような製品の様々な最終用途も提供する。なし

目的

本開示は、概して、安定したT4調質での7xxxシリーズのアルミニウム合金製品を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

圧延アルミニウム合金製品作製方法であって、7xxxシリーズシリーズアルミニウム合金を提供することであって、前記7xxxシリーズのアルミニウム合金が、溶融7xxxシリーズのアルミニウム合金として提供されることと、前記溶融7xxxシリーズのアルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳造製品を提供することと、前記アルミニウム合金鋳造製品を均質化して、均質化アルミニウム合金鋳造製品を提供することと、前記均質化アルミニウム合金鋳造製品を圧延して、圧延アルミニウム合金製品を形成することと、前記圧延アルミニウム合金製品を溶体化し、かつ予備エイジングすることと、を含む、方法。

請求項2

前記7xxxシリーズのアルミニウム合金が、AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095、およびAA7099からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記7xxxシリーズのアルミニウム合金が、4.0〜15.0重量%のZn、0.1〜3.5重量%のCu、1.0〜4.0重量%のMg、0.05〜0.50重量%のFe、0.05〜0.30重量%のSi、最大0.50重量%のZr、最大0.25重量%のMn、最大0.20重量%のCr、最大0.15重量%のTi、および最大0.15重量%の不純物、を含み、残部がAlである、請求項1または2に記載の方法。

請求項4

前記7xxxシリーズのアルミニウム合金が、5.6〜9.3重量%のZn、0.2〜2.6重量%のCu、1.4〜2.8重量%のMg、0.10〜0.35重量%のFe、0.05〜0.20重量%のSi、最大0.25重量%のZr、最大0.05重量%のMn、最大0.05重量%のCr、最大0.05重量%のTi、および最大0.15重量%の不純物、を含み、残部がAlである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。

請求項5

最大0.10重量%の、Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc、Ni、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuからなる群から選択される1種以上の元素をさらに含む、請求項3に記載の方法。

請求項6

前記圧延アルミニウム合金製品が、アルミニウム合金シートまたはアルミニウム合金シェートである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

前記圧延アルミニウム合金製品が、15mm以下の厚さを有する、請求項6に記載の方法。

請求項8

前記鋳造が、直接チル(DC)鋳造または連続鋳造を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。

請求項9

前記圧延が、熱間圧延冷間圧延、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。

請求項10

前記溶体化の後で、かつ前記予備エイジングの前に、前記圧延アルミニウム合金製品を焼入れすることをさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。

請求項11

前記予備エイジングが、前記圧延アルミニウム合金製品を60℃〜130℃の範囲の予備エイジング温度に加熱することを含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。

請求項12

前記予備エイジングが、最大約24時間の期間実行される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。

請求項13

前記予備エイジングの後に、前記圧延アルミニウム合金製品を12時間〜48時間の範囲の期間をかけてほぼ室温に冷却することをさらに含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。

請求項14

前記予備エイジングの後に、前記圧延アルミニウム合金製品をコイル化し、次いで、前記圧延アルミニウム合金製品を室温に冷却することをさらに含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。

請求項15

前記コイル化が、前記予備エイジング温度よりも5℃以下下回る温度で実行される、請求項14に記載の方法。

請求項16

前記冷却が、12時間〜48時間の範囲の期間をかけて実行される、請求項15に記載の方法。

請求項17

前記予備エイジングの後に、前記圧延アルミニウム合金製品をコイル化することをさらに含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。

請求項18

前記圧延アルミニウム合金製品が、少なくとも240MPaの、予備エイジングの直後の降伏強度(Rp)を有し、前記降伏強度(Rp)が、ISO6892−1に従って測定される、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。

請求項19

前記圧延アルミニウム合金製品が、前記予備エイジングの直後の生産後期間中に、25MPa以下の降伏強度(Rp)の増加を示し、前記生産後期間が、7日〜180日の範囲である、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。

請求項20

請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法によって作製される圧延アルミニウム合金製品である、アルミニウム合金製品。

技術分野

0001

優先権主張
本出願は、2017年8月29日に出願された米国仮特許出願第62/551,497号の利益および優先権を主張し、それは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

0002

本開示は、概して、安定したT4調質での7xxxシリーズアルミニウム合金製品を提供する。本開示はまた、例えば、鋳造圧延溶体化、焼入れ再加熱、および徐冷の組み合わせを含むプロセスを使用する、そのような製品作製方法も提供する。本開示はまた、自動車輸送エレクトロニクス、および、工業用途などにおける、そのような製品の様々な最終用途も提供する。

背景技術

0003

7xxxシリーズのアルミニウム合金は、特に、高強度および軽量が特に望まれる多くの状況で使用される。そのため、そのような合金は、航空宇宙産業において、かつ携帯電話などの様々な電子製品ケースとして頻繁に使用される。これらの利点にもかかわらず、7xxxシリーズのアルミニウム合金の形成プロセスは、特定の課題をもたらす可能性があり、特定の製造品においてそのような合金を使用するコストを増加させ得る。

0004

例えば、7xxxシリーズのアルミニウム合金製品は、多くの場合、F調質で使用者に供給される、このことは、例えば、圧延プロセス後に溶体化が行われない、製作時の形態で供給されることを意味する。したがって、使用者は、製品自体を溶体化し、熱間形成プロセスによって製造製品に形成する必要がある。いくつかの他の場合では、7xxxシリーズのアルミニウム合金製品は、アルミニウム合金製品が、溶体化、続いて人工エイジングを受ける、T6調質で使用者に供給される。使用者は、一般に、そのような製品を室温で形成し得るが、それらの成形性は非常に低い。

0005

製品が、溶体化に供され、自然にエイジングし得る、T4調質でのアルミニウム合金製品の生産に一致するプロセスを使用して、7xxxシリーズのアルミニウム合金製品を作製することが可能である。そのような製品は、T6調質で供給される製品と比較して、室温でおそらく望ましい成形性を示すことになる。しかし、そのようなプロセスは、一般に、数日以内に硬化し、望ましい成形特性を示さなくなる不安定なT4調質での製品をもたらす。アルミニウム合金製品は、そのような余裕のない時間枠で容易に供給および使用され得ないため、アルミニウム合金製造業者は、通常、そのような7xxxシリーズのアルミニウム合金製品を市場に供給していない。

0006

本発明の網羅された実施形態は、この発明の概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、本発明の様々な態様の高レベル概説であり、以下の詳細な説明の項でさらに説明される概念のいくつかを紹介している。この概要は、特許請求された主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、明細書全体、任意のまたは全ての図面、および各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。

0007

本開示は、硬化を開始し、それによって成形性が失われる前に、かなりの期間、例えば、最大6ヶ月間安定であるT4調質での新規な7xxxシリーズのアルミニウム合金製品を提供する。これらの製品は、このT4調質の成形性の利点を、そのような長期間維持し得るため、それらは、製造生産サイクルに容易に組み込まれ得る。これは、以前から既知である、T4調質での7xxxシリーズのアルミニウム合金製品では、これらの製品は、一般に、製造後数日以内に硬化し、成形性を失い始めたため、不可能であった。アルミニウム合金製品が購入者工場到着する時までに、その材料は、以前所有していた有益な成形特性を失っていたであろう。したがって、安定したT4調質での7xxxシリーズのアルミニウム合金製品の発見によって、最新技術の有意な進歩がもたらされ、そのような材料をより容易に、かつはるかに低コストで製造製品に組み込むことができる。

0008

第1の態様では、本開示は、圧延アルミニウム合金製品の作製方法を提供し、7xxxシリーズシリーズのアルミニウム合金を提供することであって、7xxxシリーズのアルミニウム合金が、溶融7xxxシリーズのアルミニウム合金である、提供することと、溶融7xxxシリーズのアルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳造製品を提供することと、アルミニウム合金鋳造製品を均質化して、均質化アルミニウム合金鋳造製品を提供することと、均質化アルミニウム合金鋳造製品を圧延して、圧延アルミニウム合金製品を形成することと、圧延アルミニウム合金製品を溶体化し、次いで、予備エイジングすることと、を含む。いくつかの実施形態では、アルミニウム合金製品は、ストリップ、シェート、シートプレートビレット、または他のアルミニウム合金製品である。いくつかのそのような実施形態では、圧延アルミニウム合金製品は、予備エイジングの直後の生産後期間中に、25MPa以下の降伏強度(Rp)の増加を示し、生産後期間は、15日〜180日の範囲である。

0009

第2の態様では、本開示は、アルミニウム合金製品を提供し、アルミニウム合金製品は、その任意の実施形態を含む、第1の態様の方法に従って作製される圧延アルミニウム合金製品である。

0010

第3の態様では、本開示は、第2の態様のアルミニウム合金製品を含む製造物品、およびその任意の実施形態を提供する。

0011

追加の態様および実施形態は、本明細書に含まれる、詳細な説明、特許請求の範囲、非限定的な例、および図面に記載される。

図面の簡単な説明

0012

予備エイジング(PX)ありとなしで調製されたアルミニウム合金試料初期生産後の日数関数としての降伏強度(Rp)の変化を示すグラフである。
予備エイジング(PX)なし、および様々な条件下での予備エイジングありで調製されたアルミニウム合金試料の初期生産後の日数の関数としての降伏強度(Rp)の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の降伏強度(Rp)の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の降伏強度(Rp)の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の降伏強度(Rp)の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の伸び強度の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の伸び強度の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の伸び強度の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の均一な伸びの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の均一な伸びの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の均一な伸びの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の全伸びの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の全伸びの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の全伸びの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の臨界破壊ひずみの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の臨界破壊ひずみの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の臨界破壊ひずみの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料の臨界破壊ひずみの変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料のn値の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料のn値の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料のn値の変化を示すグラフである。
予備エイジング時間、予備エイジング温度、および塗料焼付けサイクルを使用したかどうかの関数としての、アルミニウム合金試料のn値の変化を示すグラフである。

実施例

0013

本開示は、溶体化および予備エイジング後の安定したT4調質である7xxxシリーズのアルミニウム合金製品、およびその作製方法を提供する。これらの製品は、予備エイジング後のかなりの期間で、室温で容易に形成され得る。

0014

定義および説明
本明細書で使用される「発明」、「その発明」、「この発明」および「本発明」という用語は、本特許出願および以下の特許請求の範囲の主題の全てを広く参照することが意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載される主題を限定するものでもなく、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものでもないと理解されるべきである。

0015

本明細書では、AA番号によって識別される合金、および「シリーズ」または「7xxx」などの他の関連する呼称が参照される。アルミニウムおよびその合金の命名および特定に最も一般的に使用される番号呼称システムの理解に関しては、両方ともThe Aluminum Associationによって出版されている、「International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys」または「Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot」を参照されたい。

0016

本明細書で使用される場合、「1つの(a)」、「1つの(an)」または「その(the)」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数および複数の言及を含む。

0017

本明細書で使用される場合、プレートは、一般に、約15mmを超える厚さを有する。例えば、プレートは、約15mmを超える、約20mmを超える、約25mmを超える、約30mmを超える、約35mmを超える、約40mmを超える、約45mmを超える、約50mmを超える、または約100mmを超える厚さを有するアルミニウム製品を指してもよい。

0018

本明細書で使用される場合、「シェート」(シートプレートとも称される)は、一般に、約4mm〜約15mmの厚さを有する。例えば、シェートは、約4mm、約5mm、約6mm、約7mm、約8mm、約9mm、約10mm、約11mm、約12mm、約13mm、約14mm、または約15mmの厚さを有し得る。

0019

本明細書で使用される場合、「シート」は、一般に、4mm未満の厚さを有する。例えば、シートは、約4mm未満、約3mm未満、約2mm未満、約1mm未満、約0.5mm未満、約0.3mm未満、または約0.1mm未満の厚さを有し得る。

0020

本出願では、合金の調質または状態について言及され得る。最も一般的に使用される合金調質度の説明の理解に関しては、「American National StandardsANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems」を参照されたい。F状態または調質度は、製造されたままのアルミニウム合金を指す。O状態または調質度は、アニーリング後のアルミニウム合金を指す。本明細書においてH調質とも称されるHxx状態または調質は、熱処理(例えば、焼鈍)を伴うまたは伴わない冷間圧延後のアルミニウム合金を指す。好適なH調質は、調質度がHxx調質に近い場合、特定の合金調質に使用される、Hxxx調製の変形物(例えば、H111)に加えて、HX1、HX2、HX3、HX4、HX5、HX6、HX7、HX8、またはHX9調質を含む。T1状態または調質度は、熱間加工から冷却され、(例えば、周囲温度で)自然にエイジングさせたアルミニウム合金を指す。T2状態または調質度は、熱間加工から冷却され、冷間加工され、自然にエイジングさせたアルミニウム合金を指す。T3状態または調質度は、溶体化処理され、冷間加工され、自然にエイジングさせたアルミニウム合金を指す。T4状態または調質度は、溶体化処理され、自然にエイジングさせたアルミニウム合金を指す。T5状態または調質度は、熱間加工から冷却され、人工的に(高温で)エイジングさせたアルミニウム合金を指す。T6状態または調質度は、溶体化熱処理され、焼入れされ、人工的にエイジングさせたアルミニウム合金を指す。T61状態または調質度は、溶体化熱処理され、焼入れされ、一定期間自然にエイジングさせ、次いで人工的にエイジングさせたアルミニウム合金を指す。T7状態または調質度は、溶体化処理され、人工的に過剰にエイジングさせたアルミニウム合金を指す。T8x状態または調質度(例えば、T8)体化熱処理され、冷間加工され、人工的にエイジングさせたアルミニウム合金を指す。T9x状態または調質は、熱処理され、人工時効させ、冷間加工されたアルミニウム合金溶液を指す。

0021

以下のアルミニウム合金は、それらの元素組成に関して、合金の総重量に基づく重量百分率(重量%)で記載されている。各合金の特定の例では、残部はアルミニウムであり、不純物の合計において最大重量%は0.15重量%である。

0022

本明細書で使用される場合、「室温」の意味は、約15℃〜約30℃、例えば、約15℃、約16℃、約17℃、約18℃、約19℃、約20℃、約21℃、約22℃、約23℃、約24℃、約25℃、約26℃、約27℃、約28℃、約29℃、または約30℃の温度を含み得る。

0023

本明細書で開示される全ての範囲は、その中に任意および全ての部分範囲包含すると理解される。例えば、「1〜10」の記載された範囲は、最小値の1と最大値の10との間の任意および全ての部分範囲、すなわち、1以上、例えば、1〜6.1の最小値から始まる全ての部分範囲、および10以下、例えば、5.5〜10の最大値で終わる全ての部分範囲を含むと考慮されなければならない。

0024

本明細書で使用される場合、「鋳造製品」、「鋳造金属製品」、「鋳造アルミニウム製品」、「鋳造アルミニウム合金製品」などの用語は、直接チル鋳造(直接チル共鋳造を含む)または半連続鋳造連続鋳造(例えば、ツインベルト鋳造機ツインロール式鋳造機、ブロック鋳造機、または任意の他の連続鋳造機を使用することを含む)、電磁鋳造ホットトップ鋳造、または任意の他の鋳造方法によって製造された製品を指す。

0025

アルミニウム合金組成物
本明細書で開示される方法および製品は、一般に、7xxxシリーズのアルミニウム合金を使用する。一般に、そのような合金は、主要な合金元素としてZnを含むアルミニウム合金である。本明細書に開示される方法および製品では、任意の好適な7xxxシリーズのアルミニウム合金が使用され得る。例えば、そのような7xxxシリーズのアルミニウム合金としては、以下の7xxxシリーズのアルミニウム合金、AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095、およびAA7099が挙げられるが、これらに限定されない。

0026

いくつかの実施形態では、本明細書で使用される7xxxシリーズのアルミニウム合金は、表1に記載される元素組成を有する。

0027

場合によっては、本明細書で使用されるアルミニウム合金は、表2に記載される元素組成を有する。

0028

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、4%〜15%(例えば、5.4%〜9.5%、5.6%〜9.3%、5.8%〜9.2%、または4.0%〜5.0%)の量で亜鉛(Zn)を含む。例えば、アルミニウム合金は、約4.0%、約4.1%、約4.2%、約4.3%、約4.4%、約4.5%、約4.6%、約4.7%、約4.8%、約4.9%、約5.0%、約5.1%、約5.2%、約5.3%、約5.4%、約5.5%、約5.6%、約5.7%、約5.8%、約5.9%、約6.0%、約6.1%、約6.2%、約6.3%、約6.4%、約6.5%、約6.6%、約6.7%、約6.8%、約6.9%、約7.0%、約7.1%、約7.2%、約7.3%、約7.4%、約7.5%、約7.6%、約7.7%、約7.8%、約7.9%、約8.0%、約8.1%、約8.2%、約8.3%、約8.4%、約8.5%、約8.6%、約8.7%、約8.8%、約8.9%、約9.0%、約9.1%、約9.2%、約9.3%、約9.4%、約9.5%、約9.6%、約9.7%、約9.8%、約9.9%、約10.0%、約10.1%、約10.2%、約10.3%、約10.4%、約10.5%、約10.6%、約10.7%、約10.8%、約10.9%、約11.0%、約11.1%、約11.2%、約11.3%、約11.4%、約11.5%、約11.6%、約11.7%、約11.8%、約11.9%、約12.0%、約12.1%、約12.2%、約12.3%、約12.4%、約12.5%、約12.6%、約12.7%、約12.8%、約12.9%、約13.0%、約13.1%、約13.2%、約13.3%、約13.4%、約13.5%、約13.6%、約13.7%、約13.8%、約13.9%、約14.0%、約14.1%、約14.2%、約14.3%、約14.4%、約14.5%、約14.6%、約14.7%、約14.8%、約14.9%、または約15.0%のZnを含み得る。すべて重量%で表している。

0029

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0.1%〜3.5%(例えば、0.2%〜2.6%、0.3%〜2.5%、または0.15%〜0.6%)の量で銅(Cu)を含む。例えば、アルミニウム合金は、約0.1%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、約0.20%、約0.21%、約0.22%、約0.23%、約0.24%、約0.25%、約0.26%、約0.27%、約0.28%、約0.29%、約0.30%、約0.35%、約0.40%、約0.45%、約0.50%、約0.55%、約0.60%、約0.65%、約0.70%、約0.75%、約0.80%、約0.85%、約0.90%、約0.95%、約1.0%、約1.1%、約1.2%、約1.3%、約1.4%、約1.5%、約1.6%、約1.7%、約1.8%、約1.9%、約2.0%、約2.1%、約2.2%、約2.3%、約2.4%、約2.5%、約2.6%、約2.7%、約2.8%、約2.9%、約3.0%、約3.1%、約3.2%、約3.3%、約3.4%、または約3.5%のCuを含み得る。すべて重量%で表している。

0030

場合によっては、アルミニウム合金は、1.0%〜4.0%(例えば、1.0%〜3.0%、1.4%〜2.8%、または1.6%〜2.6%)の量でマグネシウム(Mg)を含む。例えば、アルミニウム合金は、約1.0%、約1.1%、約1.2%、約1.3%、約1.4%、約1.5%、約1.6%、約1.7%、約1.8%、約1.9%、約2.0%、約2.1%、約2.2%、約2.3%、約2.4%、約2.5%、約2.6%、約2.7%、約2.8%、約2.9%、約3.0%、約3.1%、約3.2%、約3.3%、約3.4%、約3.5%、約3.6%、約3.7%、約3.8%、約3.9%、または約4.0%のMgを含み得る。すべて重量%で表している。

0031

場合によっては、アルミニウム合金は、約5%〜14%(例えば、5.5%〜13.5%、6%〜13%、6.5%〜12.5%、または7%〜12%)の範囲のZn、Cu、およびMgの混合含有量を含む。例えば、Zn、Cu、およびMgの混合含有量は、約5.1%、約5.5%、約6.0%、約6.5%、約7.0%、約7.5%、約8.0%、約8.5%、約9.0%、約9.5%、約10.0%、約10.5%、約11.0%、約11.5%、約12.0%、約12.5%、約13.0%、約13.5%、または約14.0%であり得る。すべて重量%で表している。

0032

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0.05%〜0.50%(例えば、0.10%〜0.35%、または0.10%〜0.25%)の量で鉄(Fe)を含む。例えば、アルミニウム合金は、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.10%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、約0.20%、約0.21%、約0.22%、約0.23%、約0.24%、約0.25%、約0.26%、約0.27%、約0.28%、約0.29%、約0.30%、約0.31%、約0.32%、約0.33%、約0.34%、約0.35%、約0.36%、約0.37%、約0.38%、約0.39%、約0.40%、約0.41%、約0.42%、約0.43%、約0.44%、約0.45%、約0.46%、約0.47%、約0.48%、約0.49%、または約0.50%のFeを含み得る。すべて重量%で表している。

0033

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0.05%〜0.30%(例えば、0.05%〜0.25%、または0.07%〜0.15%)の量でケイ素(Si)を含む。例えば、アルミニウム合金は、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.10%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、約0.20%、約0.21%、約0.22%、約0.23%、約0.24%、約0.25%、約0.26%、約0.27%、約0.28%、約0.29%、または約0.30%のSiを含み得る。すべて重量%で表している。

0034

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.50%(例えば、0.01%〜0.25%、0.03%〜0.20%、または0.05%〜0.15%)の量でジルコニウム(Zr)を含む。例えば、アルミニウム合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.10%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、約0.20%、約0.21%、約0.22%、約0.23%、約0.24%、約0.25%、約0.26%、約0.27%、約0.28%、約0.29%、約0.30%、約0.31%、約0.32%、約0.33%、約0.34%、約0.35%、約0.36%、約0.37%、約0.38%、約0.39%、約0.40%、約0.41%、約0.42%、約0.43%、約0.44%、約0.45%、約0.46%、約0.47%、約0.48%、約0.49%、または約0.50%のZrを含み得る。他の例では、合金は、合金の総重量に基づいて、0.05%(例えば、約0.04%、約0.03%、約0.02%、または約0.01%)未満の量でZrを含み得る。場合によっては、Zrは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。すべて重量%で表している。

0035

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.25%(例えば、0.01%〜0.10%、または0.02%〜0.05%)の量でマンガン(Mn)を含む。例えば、アルミニウム合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.10%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、約0.20%、約0.21%、約0.22%、約0.23%、約0.24%、または約0.25%のMnを含み得る。場合によっては、Mnは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。すべて重量%で表している。

0036

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.20%(例えば、0.01%〜0.10%、0.01%〜0.05%、または0.03%〜0.05%)の量でクロム(Cr)を含む。例えば、アルミニウム合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.10%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、または約0.20%のCrを含み得る。場合によっては、Crは合金中に存在しない(すなわち、0%)。すべて重量%で表している。

0037

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.15%(例えば、0.001%〜0.10%、0.001%〜0.05%、または0.003%〜0.035%)の量でチタン(Ti)を含む。例えば、合金は、約0.001%、約0.002%、約0.003%、約0.004%、約0.005%、約0.006%、約0.007%、約0.008%、約0.009%、約0.010%、約0.011%、約0.012%、約0.013%、約0.014%、約0.015%、約0.016%、約0.017%、約0.018%、約0.019%、約0.020%、約0.021%、約0.022%、約0.023%、約0.024%、約0.025%、約0.026%、約0.027%、約0.028%、約0.029%、約0.030%、約0.031%、約0.032%、約0.033%、約0.034%、約0.035%、約0.036%、約0.037%、約0.038%、約0.039%、約0.040%、約0.041%、約0.042%、約0.043%、約0.044%、約0.045%、約0.046%、約0.047%、約0.048%、約0.049%、約0.050%、約0.055%、約0.060%、約0.065%、約0.070%、約0.075%、約0.080%、約0.085%、約0.090%、約0.095%、約0.100%、約0.110%、約0.120%、約0.130%、約0.140%、または約0.150%のTiを含み得る。場合によっては、Tiは合金中に存在しない(すなわち、0%)。すべて重量%で表している。

0038

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.10%(例えば、0.01%〜0.10%、0.01%〜0.05%、または0.03%〜0.05%)の量でY、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuからなる群から選択される1種以上の元素を含む。例えば、アルミニウム合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、または約0.10%のY、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuからなる群から選択される1種以上の元素を含み得る。すべて重量%で表している。

0039

場合によっては、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.10%(例えば、0.01%〜0.10%、0.01%〜0.05%、または0.03%〜0.05%)の量でMo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc、およびNiからなる群から選択される1種以上の元素を含む。例えば、アルミニウム合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、または約0.10%のMo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc、およびNiからなる群から選択される1種以上の元素を含み得る。すべて重量%で表している。

0040

場合によっては、アルミニウム合金は、0.15%以下、0.14%以下、0.13%以下、0.12%以下、0.11%以下、0.10%以下、0.09%以下、0.08%以下、0.07%以下、0.06%以下、0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量で、不純物と称されることもある他の少量の元素を含む。いくつかの実施形態では、これらの不純物としては、Ga、Ca、Bi、Na、Pb、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。したがって、いくつかの実施形態では、Ga、Ca、Bi、Na、およびPbからなる群から選択される1種以上の元素は、アルミニウム合金中で、0.15%以下、0.14%以下、0.13%以下、0.12%以下、0.11%以下、0.10%以下、0.09%以下、0.08%以下、0.07%以下、0.06%以下、0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量で存在し得る。全ての不純物の合計は、0.15%を超えない(例えば、0.10%)。全て重量%で表した。合金の残りの百分率はアルミニウムである。

0041

アルミニウム合金製品およびその特性
溶体化に続く予備エイジング工程の使用を通じて、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、最大約6ヶ月間硬化に耐えることができ、その間、望ましい曲げ性および成形性を示す。比較すると、予備エイジング工程なしで調製された7xxxシリーズのアルミニウム合金製品は、それらの製造から数日以内に自然にエイジングし始め、急速に硬化し、曲げおよび形成がより難しくなる。したがって、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、溶体化後に安定した望ましい強度および曲げ性を示す。特定の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、それらの製造後最大約6ヶ月間、約200℃〜250℃の範囲の温度と同じくらい低温で容易に形成され得る。他の実施形態では、アルミニウム合金製品は、それらの製造後最大6ヶ月間、室温で冷間形成可能である。

0042

本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、任意の好適な形状または物理的構成を有し得る。いくつかの実施形態では、アルミニウム合金製品は、圧延アルミニウム合金製品であり、これらは、一連ローラーを使用して材料の厚さを低減させることにより形成される。そのような圧延は、熱間圧延、冷間圧延、またはこれらの任意の組み合わせによって実施され得る。いくつかのそのような実施形態では、圧延アルミニウム合金製品は、アルミニウム合金シートまたはアルミニウム合金シェートである。そのようなシェートまたはシートは、15mm以下、14mm以下、13mm以下、12mm以下、11mm以下、10mm以下、9mm以下、8mm以下、7mm以下、6mm以下、5mm以下、4mm以下、3mm以下、2mm以下、1mm以下、0.5mm以上、0.3mm以下、または0.1mm以下の厚さを有し得る。

0043

アルミニウム合金製品がシートである実施形態では、シートの特定の強度および曲げ特性を測定することが可能である。例えば、いくつかの実施形態では、そのようなアルミニウム合金シートは、ISO 6892−1試験に従って測定される、少なくとも100MPa、少なくとも120MPa、少なくとも140MPa、少なくとも160MPa、少なくとも180MPa、少なくとも200MPa、少なくとも220MPa、少なくとも240MPa、少なくとも260MPa、少なくとも280MPa、少なくとも300MPa、少なくとも320MPa、少なくとも340MPa、および最大約360MPa、最大約380MPa、または最大約400MPaの、予備エイジングの直後の降伏強度(Rp)を有する。いくつかのさらなる実施形態では、そのようなアルミニウム合金シートは「安定した強度」を示し、これらは、例えば、ISO 6892−1試験に従って測定される、アルミニウム合金シートの降伏強度(Rp)が、生産後期間(すなわち、予備エイジング直後の期間)中に、25MPa以下、20MPa以下、15MPa以下、MPa以下、または5MPa以下増加することを意味する。生産後期間は、一般に、約7日〜約180日、約14日〜約180日、約21日〜約180日、約90日〜約180日、または約120日〜約180日間の範囲である。いくつかの実施形態では、生産後期間は、約7日、約14日、約21日、約30日、約40日、約50日、約60日、約70日、約80日、約90日、約100日、約110日、約120日、約130日、約140日、約150日、約160日、約170日、または約180日である。

0044

アルミニウム合金製品の作製方法
特定の態様では、開示されたアルミニウム合金製品は、開示された方法の生成物である。本明細書に記載される本発明の範囲を限定することを意図することなく、本明細書に記載されるアルミニウム合金製品の特性は、その調製中の特定の微細構造の形成によって部分的に決定される。特定の実施形態では、調製方法は、アルミニウム合金製品における特定の得られた特性に影響を及ぼし得る。

0045

本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、例えば、鋳造、均質化、圧延、溶体化、および焼入れによって調製および処理され得る。本明細書に記載されるアルミニウム合金製品はまた、予備エイジングもされ得る。

0046

鋳造
本明細書に開示される方法は、溶融アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳造製品を提供する工程を含む。そのようなアルミニウム合金鋳造製品は、任意の鋳造プロセスを使用して提供され得る。例えば、いくつかの実施形態では、合金は、直接チル(DC)鋳造プロセスを使用して鋳造され、鋳造インゴットを提供する。いくつかの他の実施形態では、合金は、ツインベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、またはブロック鋳造機の使用を挙げることができるが、これらに限定されない、連続鋳造(CC)プロセスを使用して鋳造される。いくつかの実施形態では、鋳造プロセスは、CCプロセスによって実行されて、ビレット、プレート、シェート、ストリップなどの形態で鋳造製品を提供する。いくつかの実施形態では、溶融合金は、鋳造前に処理され得る。処理は、脱気インラインフラクシング、および濾過のうちの1つ以上を含み得る。

0047

鋳造製品は、次いで、以下でさらに詳細に説明されるように、さらなる操作工程に供され得る。いくつかの実施形態では、処理工程が使用されて、アルミニウム合金シートを調製し得る。処理工程は、当業者に既知であるような修正および技術を使用して、インゴット、ビレット、プレート、ストリップなどが挙げられるがこれらに限定されない任意の鋳造製品に好適に応用され得る。

0048

均質化
均質化工程は、本明細書に記載される合金組成物から調製される鋳造アルミニウム合金製品を加熱して、少なくとも約450℃(例えば、少なくとも450℃、少なくとも460℃、少なくとも470℃、少なくとも480℃、少なくとも490℃、少なくとも500℃、少なくとも510℃、少なくとも520℃、少なくとも530℃、少なくとも540℃、少なくとも550℃、少なくとも560℃、少なくとも570℃、または少なくとも580℃)のピーク金属温度(PMT)を達成することを含み得る。例えば、鋳造アルミニウム合金製品は、460℃〜640℃、480℃〜620℃、500℃〜600℃、520℃〜580℃、530℃〜575℃、535℃〜570℃、540℃〜565℃、545℃〜560℃、530℃〜560℃、または550℃〜580℃の温度に加熱され得る。前述の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、PMTへの加熱速度は、100℃/時間以下、75℃/時間以下、50℃/時間以下、40℃/時間以下、30℃/時間以下、25℃/時間以下、20℃/時間以下、または15℃/時間以下である。いくつかの他のそのような実施形態では、PMTへの加熱速度は、10℃/分〜100℃/分(例えば、10℃/分〜90℃/分、10℃/分〜70℃/分、10℃/分〜60℃/分、20℃/分〜90℃/分、30℃/分〜80℃/分、40℃/分〜70℃/分、または50℃/分〜60℃/分)である。

0049

ほとんどの場合では、次いで、鋳造アルミニウム合金製品を、一定期間均熱化させ得る(すなわち、示された温度に保持される)。いくつかの実施形態では、鋳造アルミニウム合金製品を、最大で24時間(例えば、包括的に30分〜6時間)均熱化させ得る。例えば、いくつかの実施形態では、鋳造アルミニウム合金製品は、少なくとも450℃の温度で、約30分間、約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、5時間、約6時間、約7時間、約8時間、約9時間、約10時間、約11時間、約12時間、約13時間、約14時間、約15時間、約16時間、約17時間、約18時間、約19時間、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、約24時間、またはそれらの間の任意の時間均熱化される。

0050

いくつかの実施形態では、均質化に続いて、鋳造アルミニウム合金製品は、空気中で室温に冷却される。

0051

熱間圧延
均質化工程に続いて、1つ以上の熱間圧延パスが実行される。特定の場合では、アルミニウム合金製品は、約250℃〜約550℃(例えば、約300℃〜約500℃、または約350℃〜約450℃)の範囲の温度で置かれ、熱間圧延される。

0052

特定の実施形態では、アルミニウム合金製品は、約4mm〜約15mmゲージ(例えば、5mm〜12mmゲージ)に熱間圧延される。例えば、アルミニウム合金製品は、約15mmゲージ、約14mmゲージ、約13mmゲージ、約12mmゲージ、約11mmゲージ、約10mmゲージ、約9mmゲージ、約8mmゲージ、約7mmゲージ、約6mmゲージ、または約5mmゲージに熱間圧延され得る。

0053

他の場合は、アルミニウム合金製品は、4mm以下のゲージに熱間圧延され得る(すなわち、シート)。いくつかのそのような実施形態では、アルミニウム合金製品は、約1mm〜約4mmゲージに熱間圧延される。例えば、アルミニウム合金製品は、約4mmゲージ、約3mmゲージ、約2mmゲージ、または約1mmゲージに熱間圧延され得る。

0054

任意の冷間圧延
熱間圧延に続いて、任意に、1つ以上の冷間圧延パスが実行される。特定の実施形態では、熱間圧延工程からの圧延製品(例えば、プレート、シェート、またはシート)は、薄いゲージのシェートまたはシートに冷間圧延され得る。いくつかの実施形態では、この薄いゲージのシェートまたはシートは、約1.0mm〜約12.0mm、約2.0mm〜約8.0mm、約3.0mm〜約6.0mm、または約4.0mm〜約5.0mmの範囲の厚さなどの、最大12.0mmの厚さを有するように冷間圧延される。いくつかの実施形態では、この薄いゲージのシェートまたはシートは、約12.0mm、約11.9mm、約11.8mm、約11.7mm、約11.6mm、約11.5mm、約11.4mm、約11.3mm、約11.2mm、約11.1mm、約11.0mm、約10.9mm、約10.8mm、約10.7mm、約10.6mm、約10.5mm、約10.4mm、約10.3mm、約10.2mm、約10.1mm、約10.0mm、約9.9mm、約9.8mm、約9.7mm、約9.6mm、約9.5mm、約9.4mm、約9.3mm、約9.2mm、約9.1mm、約9.0mm、約8.9mm、約8.8mm、約8.7mm、約8.6mm、約8.5mm、約8.4mm、約8.3mm、約8.2mm、約8.1mm、約8.0mm、約7.9mm、約7.8mm、約7.7mm、約7.6mm、約7.5mm、約7.4mm、約7.3mm、約7.2mm、約7.1mm、約7.0mm、約6.9mm、約6.8mm、約6.7mm、約6.6mm、約6.5mm、約6.4mm、約6.3mm、約6.2mm、約6.1mm、約6.0mm、約5.9mm、約5.8mm、約5.7mm、約5.6mm、約5.5mm、約5.4mm、約5.3mm、約5.2mm、約5.1mm、約5.0mm、約4.9mm、約4.8mm、約4.7mm、約4.6mm、約4.5mm、約4.4mm、約4.3mm、約4.2mm、約4.1mm、約4.0mm、約3.9mm、約3.8mm、約3.7mm、約3.6mm、約3.5mm、約3.4mm、約3.3mm、約3.2mm、約3.1mm、約3.0mm、約2.9mm、約2.8mm、約2.7mm、約2.6mm、約2.5mm、約2.4mm、約2.3mm、約2.2mm、約2.1mm、約2.0mm、約1.9mm、約1.8mm、約1.7mm、約1.6mm、約1.5mm、約1.4mm、約1.3mm、約1.2mm、約1.1mm、約1.0mm、約0.9mm、約0.8mm、約0.7mm、約0.6mm、約0.5mm、約0.4mm、約0.3mm、約0.2mm、または約0.1mmの厚さを有するように冷間圧延される。

0055

溶体化
溶体化工程は、シート、プレート、またはシェートを、室温から430℃〜510℃(例えば、440℃〜500℃、450℃〜490℃、460℃〜480℃)の温度に加熱することを含み得る。シート、プレート、またはシェートは、この温度で一定期間均熱化し得る。特定の態様では、合金を、最大で約5分(例えば、包括的に5秒〜5分)間均熱化させ得る。例えば、シート、プレート、またはシェートは、約430℃〜約510℃の温度で、約5秒間、約10秒、約15秒、約20秒、約25秒、約30秒、約35秒、約40秒、約45秒、約50秒、約55秒、約60秒、約65秒、約70秒、約75秒、約80秒、約85秒、約90秒、約95秒、約100秒、約105秒、約110秒、約115秒、約120秒、約125秒、約130秒、約135秒、約140秒、約145秒、約150秒、約3分、約4分、もしくは約5分、またはそれらの間のいずれかの時間均熱化し得る。

0056

焼入れ
特定の実施形態では、プレート、シェート、またはシートは、次いで、選択されたゲージに基づく焼入れ工程において、約50℃/秒〜約400℃/秒の間で変化し得る焼入れ速度で、25℃〜65℃の温度に冷却され得る。例えば、焼入れ速度は、約50℃/秒〜約375℃/秒、約60℃/秒〜約375℃/秒、約70℃/秒〜約350℃/秒、約80℃/秒〜約325℃/秒、約90℃/秒〜約300℃/秒、約100℃/秒〜約275℃/秒、約125℃/秒〜約250℃/秒、約150℃/秒〜約225℃/秒、または約175℃/秒〜約200℃/秒であってもよい。

0057

焼入れ工程では、シート、プレート、またはシェートは、液体(例えば、水)および/もしくは気体または別の選択された焼入れ媒体で急速に焼入れされる。特定の態様では、シート、プレート、またはシェートは、水で急速に焼入れされ得る。特定の態様では、シート、プレート、またはシェートは、気体または液体で焼入れされる。

0058

予備エイジング(再加熱)
本明細書に開示される方法は、一般に、溶体化および焼入れ工程に続く予備エイジング工程を含む。予備エイジング工程は、合金を、溶体化工程後に、約60℃〜約130℃(例えば、約65℃〜約125℃、約70℃〜約120℃、約75℃〜約115℃、約80℃〜約120℃、または85℃〜約115℃)の範囲の温度に加熱することを含み得る。いくつかの例では、予備エイジング工程は、合金を、溶体化後に、約80℃〜約120℃(例えば、約90℃〜約110℃)に加熱することを含み得る。予備エイジング工程は、最大約24時間の期間(例えば、最大約20時間、最大約15時間、最大約12時間、最大約10時間の期間、最大約9時間、最大約8時間、最大約7時間、最大約6時間、最大約5時間、最大約4時間、最大約3時間、最大約2時間、最大約1時間、または最大約30分の期間)実行され得る。合金は、この温度で一定期間均熱化し得る。特定の態様では、合金を、最大約2時間の期間(例えば、最大約1分、最大約2分、最大約3分、最大約4分、最大約5分、最大約6分、最大約7分、最大約8分、最大約9分、最大約10分、最大約20分、最大約30分、最大約40分、最大約45分、最大約60分、または最大約90分の期間)均熱化させ得る。溶体化後の焼入れおよび予備エイジングの間の時間は、約0分〜最大約60分の範囲の任意の時間長であり得る。例えば、溶体化後の焼入れおよび予備エイジングの間の時間は、約5分〜最大約45分、または約10分〜最大約35分の範囲の任意の時間長であり得る。

0059

予備エイジング工程でのアルミニウム合金製品の加熱に続いて、一般に、加熱された製品は、ピーク予備エイジング温度から室温にゆっくりと、気体または液体で製品を焼入れすることを使用せずに冷却される。しかし、いくつかの他の実施形態では、室温への冷却は、例えば、空気、冷たい液体など、またはこれらの任意の組み合わせを使用する強制冷却によって支援される。いくつかの実施形態では、ピーク予備エイジング工程温度から室温への冷却は、約48時間、約36時間、約24時間、約18時間、約12時間、またはそれらの間の任意の時間範囲をかけて実行される。アルミニウム合金製品は、任意の好適な物理的構成で予備エイジング温度から室温に冷却され得る。いくつかの実施形態では、アルミニウム合金製品は、予備エイジング温度(または予備エイジング温度よりも5℃以下下回る温度)でコイル化され、約48時間、約36時間、約24時間、約18時間、約12時間、またはそれらの間の任意の時間範囲をかけて室温に冷却される。

0060

冷却に続いて、アルミニウム合金製品は、出荷準備が整った形状になり、様々な冷間形成および温間形成プロセスでの使用に好適である。この状態では、アルミニウム合金製品は、安定したT4調質であり、これは、最大で約6か月の期間維持され、その後、形成された材料は、エイジングし硬化する。

0061

製造物品
本開示は、本明細書に開示される7xxxシリーズのアルミニウム合金製品から構成される製造物品を提供する。いくつかの実施形態では、製造物品は、圧延アルミニウム合金シートなどの、圧延アルミニウム合金製品を含む。そのような製造物品の例としては、自動車、トラックトレーラ電車鉄道車両飛行機本体パネル、または前述のいずれかのための部品、橋、パイプラインパイプチューブボート貯蔵容器貯蔵タンク家具、窓、ドア手すり、機能的もしくは装飾的な建築部分、パイプ手すり、電気構成要素導管飲料容器、または食品容器が挙げられるが、これらに限定されない。

0062

いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、動力車両航空機、および鉄道用途を含む、自動車用途および/もしくは輸送用途、または他の任意の所望の用途において使用することができる。いくつかの例では、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、バンパーサイドビームルーフビームクロスビームピラー補強材(例えば、Aピラー、Bピラー、およびCピラー)、インナーパネルアウターパネルサイドパネルインナーフードアウターフードトランクリッドパネルなどの自動車車体部品製品を調製するために使用することができる。本明細書に記載のアルミニウム合金および方法はまた、航空機または鉄道車両用途において、例えば、外部および内部パネルを調製するために使用することができる。

0063

いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、エレクトロニクス用途に使用することができる。例えば、本明細書に開示のアルミニウム合金製品はまた、携帯電話およびタブレットコンピュータを含む、電子デバイス用のハウジングを調製するために使用することができる。いくつかの例では、合金は、携帯電話(例えば、スマートフォン)の外部ケーシングおよびタブレットボトムシャーシ用のハウジングを調製するために使用することができる。

0064

いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、工業用途に使用することができる。例えば、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、一般流通市場向けの製品を調製するために使用することができる。

0065

いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、航空宇宙本体部品として使用することができる。例えば、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、胴体補助翼方向舵エレベーターカウリング、またはサポートなどの構造用航空宇宙本体部品を調製するために使用することができる。いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金製品は、シートトラックシートフレームパネル、またはヒンジなどの非構造用航空宇宙本体部品を調製するために使用することができる。

0066

図示した実施形態を含む実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的でのみ提示されており、網羅的であることまたは開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。その多数の修正、適合、および使用は、当業者には明らかである。

0067

以下で使用されるように、一連の実施形態へのいかなる言及も、それらの実施例のそれぞれへの言及として選言的に理解されるべきである(例えば、「実施形態1〜4」は「実施形態1、2、3、または4」として理解される)。

0068

実施形態1は、圧延アルミニウム合金製品の作製方法であり、7xxxシリーズのアルミニウム合金を提供することであって、7xxxシリーズのアルミニウム合金が、溶融7xxxシリーズのアルミニウム合金として提供される、提供することと、溶融7xxxシリーズのアルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳造製品を提供することと、アルミニウム合金鋳造製品を均質化して、均質化アルミニウム合金鋳造製品を提供することと、均質化アルミニウム合金鋳造製品を圧延して、圧延アルミニウム合金製品を形成することと、圧延アルミニウム合金製品を溶体化し、予備エイジングすることと、を含む。

0069

実施形態2は、実施形態1の方法であり、7xxxシリーズのアルミニウム合金は、AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095、およびAA7099からなる群から選択される。

0070

実施形態3は、実施形態1〜2のうちのいずれかの方法であり、7xxxシリーズのアルミニウム合金は、4.0〜15.0重量%のZn、0.1〜3.5重量%のCu、1.0〜4.0重量%のMg、0.05〜0.50重量%のFe、0.05〜0.30重量%のSi、最大0.50重量%のZr、最大0.25重量%のMn、最大0.20重量%のCr、最大0.15重量%のTi、および最大0.15重量%の不純物を含み、残部はAlである。

0071

実施形態4は、実施形態1〜3のうちのいずれかの方法であり、7xxxシリーズのアルミニウム合金は、5.6〜9.3重量%のZn、0.2〜2.6重量%のCu、1.4〜2.8重量%のMg、0.10〜0.35重量%のFe、0.05〜0.20重量%のSi、最大0.25重量%のZr、最大0.05重量%のMn、最大0.05重量%のCr、最大0.05重量%のTi、および最大0.15重量%の不純物を含み、残部はAlである。

0072

実施形態5は、実施形態3の方法であり、最大0.10重量%の、Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc、Ni、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuからなる群から選択される1種以上の元素をさらに含む。

0073

実施形態6は、実施形態1〜5のうちのいずれかの方法であり、圧延アルミニウム合金製品は、アルミニウム合金シートまたはアルミニウム合金シェートである。

0074

実施形態7は、実施形態6の方法であり、圧延アルミニウム合金製品は、15mm以下の厚さを有する。

0075

実施形態8は、実施形態1〜7のうちのいずれかの方法であり、鋳造は、直接チル(DC)鋳造または連続鋳造を含む。

0076

実施形態9は、実施形態1〜8のうちのいずれかの方法であり、圧延は、熱間圧延、冷間圧延、またはこれらの任意の組み合わせを含む。

0077

実施形態10は、実施形態1〜9のうちのいずれかの方法であり、溶体化の後で、かつ予備エイジングの前に、圧延アルミニウム合金製品を焼入れすることをさらに含む。

0078

実施形態11は、実施形態1〜10のうちのいずれかの方法であり、予備エイジングは、圧延アルミニウム合金製品を60℃〜130℃の範囲の温度に加熱することを含む。

0079

実施形態12は、実施形態1〜11のうちのいずれかの方法であり、予備エイジングは、最大約24時間の期間実行される。

0080

実施形態13は、実施形態1〜12のうちのいずれかの方法であり、予備エイジングの後に、圧延アルミニウム合金製品を12時間〜48時間の範囲の期間をかけてほぼ室温に冷却することをさらに含む。

0081

実施形態14は、実施形態1〜13のうちのいずれかの方法であり、予備エイジングの後に、圧延アルミニウム合金製品をコイル化し、次いで、圧延アルミニウム合金製品を室温に冷却することをさらに含む。

0082

実施形態15は、実施形態14の方法であり、コイル化は、予備エイジングの温度よりも5℃以下下回る温度で実行される。

0083

実施形態16は、実施形態15の方法であり、冷却は、12時間〜48時間の範囲の期間をかけて実行される。

0084

実施形態17は、実施形態1〜16のうちのいずれかの方法であり、予備エイジングの後に、圧延アルミニウム合金製品をコイル化することをさらに含む。

0085

実施形態18は、実施形態1〜17のうちのいずれかの方法であり、圧延アルミニウム合金製品は、少なくとも240MPaの、予備エイジングの直後の降伏強度(Rp)を有し、降伏強度(Rp)は、ISO 6892−1に従って測定される。

0086

実施形態19は、実施形態1〜18のうちのいずれかの方法であり、圧延アルミニウム合金製品は、予備エイジングの直後の生産後期間中に、25MPa以下の降伏強度(Rp)の増加を示し、生産後期間は、7日〜180日の範囲である。

0087

実施形態20は、アルミニウム合金製品であり、アルミニウム合金製品は、実施形態1〜19のうちのいずれかの方法によって作製される圧延アルミニウム合金製品である。

0088

以下の実施例は、同時にそのいかなる限定も構成することなく、本開示の特定の実施形態をさらに例解する役割を果たす。反対に、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の精神から逸脱することなく、それら自体を当業者に示唆することができる、様々な実施形態、修正形態および同等物に及ぼすことができることが明確に理解されるべきである。

0089

実施例1−強度試験
厚さ1.4mmのAA7075アルミニウム合金シートの2つの試料を、予備エイジング工程を除いて、480℃で溶体化し、続いて、完全な水焼入れをすることを含む、同一の処理方法に従って調製した。1つの試料を、100℃で1分未満の予備エイジング(PX)に供し、次いで、24時間かけて室温に冷却した。他の試料は予備エイジングを受けなかった。図1は、試料のそれぞれの初期生産後の日数の関数としての降伏強度(Rp)の変化を示し、降伏強度は、ISO 6892−1試験に従って測定される。予備エイジングで調製される試料は、約30日の期間にわたって有意により安定した降伏強度を示す。

0090

厚さ2.0mmのクラッドAA7075/AAAA5182アルミニウム合金シートの6つの試料を、予備エイジング工程においてのみ変形を用いて、本明細書に記載される方法に従って調製した。特定の試料を、異なる温度での予備エイジングに供し、一部の試料を、擬似コイル冷却と組み合わせて予備エイジングに供した。図2は、試料のそれぞれの初期生産後の日数の関数としての降伏強度(Rp)の変化を示す。

0091

実施例2
厚さ1.4mmのAA7075アルミニウム合金シートの試料を、5分間の均熱化時間、350℃/秒の焼入れ速度での完全な水焼入れ、予備エイジング工程、および自然エイジングを伴う480℃での溶体化を含む、同一の処理方法に従って調製した。自然エイジング時間と同様に、予備エイジング温度および時間を変化させた。予備エイジング時間は、1時間、4時間、または8時間のいずれかであった。予備エイジング温度は、70℃または100℃のいずれかであった。自然エイジング(NA)を、1週間、2週間、3週間、または4週間実行した。試料を、塗料焼付けサイクル(PB)への提供の有無で試験した。塗料焼付けサイクルに供される場合、試料を、2%の予備ひずみの有無で試験した。図3A〜Dは、予備エイジング時間および温度の関数としての、試料を塗料焼付けサイクルに供したかどうかの関数としての、試料の降伏強度の変化を示す。図3Dは、試料を塗料焼付けサイクルに供した場合の、予備ひずみの影響を示す。降伏強度(MPa)を、ISO 6892−1:2016試験に従って測定した。図4A〜Cは、予備エイジング時間および温度の関数としての、試料を塗料焼付けサイクルに供したかどうかの関数としての、試料の伸び強度の変化を示す。図4Dは、試料を塗料焼付けサイクルに供した場合の、予備ひずみの影響を示す。伸び強度(MPa)を、ISO 6892−1:2016試験に従って測定した。図5A〜Cは、予備エイジング時間および温度の関数としての、試料を塗料焼付けサイクルに供したかどうかの関数としての、試料の均一な伸びの変化を示す。図5Dは、試料を塗料焼付けサイクルに供した場合の、予備ひずみの影響を示す。均一な伸び(%)を、ISO 6892−1:2016試験に従って測定した。図6A〜Cは、予備エイジング時間および温度の関数としての、試料を塗料焼付けサイクルに供したかどうかの関数としての、試料の全伸びの変化を示す。図6Dは、試料を塗料焼付けサイクルに供した場合の、予備ひずみの影響を示す。全伸び(%)を、ISO 6892−1:2016試験に従って測定した。図7A〜Dは、予備エイジング時間および温度の関数としての、試料を塗料焼付けサイクルに供したかどうかの関数としての、試料の臨界破壊ひずみの変化を示す。図7CおよびDは、試料を塗料焼付けサイクルに供した場合の、予備ひずみの影響を示す。臨界破壊ひずみ(%)を、ISO 6892−1:2016試験に従って測定した。図8A〜Dは、予備エイジング時間および温度の関数としての、試料を塗料焼付けサイクルに供したかどうかの関数としての、試料のひずみ硬化指数(n値)を示す。図8CおよびDは、試料を塗料焼付けサイクルに供した場合の、予備ひずみの影響を示す。臨界破壊ひずみ(%)を、ISO 6892−1:2016試験に従って測定した。

0092

図3〜8に示されるように、70℃での予備エイジングは、自然エイジングの長さが増加するにつれて降伏強度の増加をもたらした。100℃での予備エイジングの場合、自然エイジングの時間の長さに関係なく、4〜8時間予備エイジングされた場合、降伏強度は比較的安定であった。試料を塗料焼付けサイクルに供した後、450MPaを超える降伏強度が達成された。塗料焼付けサイクルの前に2%の予備ひずみに供された試料は、降伏強度のわずかな増加を示した。

0093

上記に引用された全ての特許、特許出願、刊行物、および要約は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本発明の様々な実施形態は、本発明の様々な目的を達成するために記載されている。これらの実施形態は、本発明の原理の単なる例示であることが認識されるべきである。以下の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することのない、これらの多くの改変およびその適合は、当業者には容易に明らかであろう。

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