KR20040075980A - Al-Si-Mg Alloy Metal For Motor Car Body Outer Panel - Google Patents

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KR20040075980A
KR20040075980A KR10-2004-7012157A KR20047012157A KR20040075980A KR 20040075980 A KR20040075980 A KR 20040075980A KR 20047012157 A KR20047012157 A KR 20047012157A KR 20040075980 A KR20040075980 A KR 20040075980A
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Abstract

A metal sheet for a motor vehicle body outer panel, having a thickness ranging between 0.8 and 1.2 mm, containing, in wt. %, Fe 0.25-0.40 and preferably 0.25-0.35; Si 0.90-1.20 and preferably 0.95-1.10; Cu 0.10-0.25 and preferably 0.15-0.20; Mg 0.35-0.50 and preferably 0.40-0.50; Mn 0.05-0.20 and preferably 0.08-0.15; other elements<0.05 each and <0.15 in total, the rest being aluminum. The sheet has, after solution heat treatment, quenching, pre-tempering or reversion, and maturation at room temperature for 3 weeks to 6 months, an L R0.2 direction yield strength less than 160 MPa, and preferably less than 150 MPa. A yield strength>180 MPa can be obtained on the body stamping part after the paint has been cured. The sheet of the invention enables a reduction in the thickness of parts while satisfying all the other required properties.

Description

차체 외장 패널용 Al-Si-Mg 합금 시트{Al-Si-Mg Alloy Metal For Motor Car Body Outer Panel}Al-Si-Mg alloy sheet for car body exterior panel {Al-Si-Mg Alloy Metal For Motor Car Body Outer Panel}

발명의 배경Background of the Invention

본 발명은 윙(wing), 도어(door), 트렁크문(tailgate), 보닛(bonnet) 및 지붕(roof)과 같은 차체 외장 패널 부재를 인발 가공하여 제조하는데 사용되는 Al-Si-Mg 합금 시트, 특히 알루미늄 협회에 따른 6016형 합금으로 제조된 합금 시트 분야에 관한 것이다.The present invention relates to an Al-Si-Mg alloy sheet used for drawing and manufacturing body exterior panel members such as wings, doors, tailgates, bonnets and roofs, In particular it relates to the field of alloy sheets made of 6016 type alloys according to the Aluminum Association.

종래 기술Prior art

알루미늄은 차량의 중량을 감소시켜 연료 소비를 감소시키고 또한 오염물질과 온실효과 가스의 배출을 절감시키기 위하여 자동차 구조에서의 사용이 증가하고 있다. 특히, 차체 외장 패널 부재(특히, 도어)를 제조하는데 있어서 시트(sheet)를 사용한다. 이러한 용례 유형은 다수의 특성을 필요로 하지만, 다음과 같은 모순을 갖고 있다.Aluminum is increasingly used in automotive structures to reduce the weight of vehicles, thereby reducing fuel consumption and also reducing emissions of pollutants and greenhouse gases. In particular, a sheet is used in manufacturing a vehicle body exterior panel member (especially a door). This type of application requires a number of characteristics, but with the following contradictions:

- 인발 및 헤밍 작업에 대한 양호한 성형성,-Good formability for drawing and hemming operations,

- 스프링백(springback)을 조절하기 위하여 시트의 이송 상태에서 조절 항복 강도,-Adjustable yield strength in the transport state of the seat to adjust the springback,

- 부품의 중량을 최소화하면서 흠(dent) 형성에 대한 양호한 내성을 얻기 위하여 도료를 베이킹한 이후의 높은 기계적 강도,High mechanical strength after baking the paint to achieve good resistance to dent formation while minimizing the weight of the part,

- 도장된 부품의 부식, 특히 사상(絲狀) 부식에 대한 양호한 내성,Good resistance to corrosion of painted parts, in particular finishing corrosion,

- 성형 및 도장 이후의 양호한 표면 품질,Good surface quality after molding and painting,

- 스폿 용접, 레이저 용접, 접착(gluing), 클린칭(clinching) 및 리벳팅과 같은 자동차 차체에 사용되는 각종 조립 공정에서의 양호한 거동,Good behavior in various assembly processes used in automotive bodies such as spot welding, laser welding, gluing, clinching and riveting,

- 다량의 시리즈 생산의 경우에 만족스러운 가격.-Satisfactory price in case of large series production.

전술한 필요조건을 만족시키기 위하여 6000 시리즈에서 Al-Mg-Si 합금을 선택하였다. 유럽에서, 상기 용례의 경우에 1 내지 1.2 mm 정도의 두께를 갖는 6016 및 6016A 합금을 가장 빈번히 사용한다. 그 이유는, 상기 6016 및 6016A 합금은 각종의 요구되는 특성 중에서 양호한 절충, 특히 헤밍 가공에 대하여 양호한 성형성과, 미국에서 폭넓게 사용되는 6111 합금과 같이 높은 구리 함량을 갖는 합금보다 사상 부식에 대하여 보다 양호한 내성을 부여하기 때문이다. 6016형 합금은 Alusuisse의 프랑스 특허 제2360684호 및 본 출원인의 유럽 특허 제0259332호에 기술되어 있으며, 6111형 합금은 Alcan International Limited의 미국 특허 제4,614,552호에 기술되어 있다. 상기 Alcan International Limited의 미국 특허 제4,614,552호 및 제5,919,323호에 기술된 것과 유사한 철 함량이 낮은(< 0.2%) 합금 또한 공개되어 있으며, 이러한 유형의 합금은 6022로서 등록되어 있다. 알루미늄 협회에 등록된 6016, 6016A, 6022 및 6111 합금의 조성물(주성분의 중량%)은 표 1에 기재되어 있다.Al-Mg-Si alloys were selected in the 6000 series to meet the above requirements. In Europe, the most frequently used 6016 and 6016A alloys with thicknesses on the order of 1 to 1.2 mm are used for this application. The reason is that the 6016 and 6016A alloys have good compromise among various required properties, in particular good formability against hemming, and better against event corrosion than alloys with higher copper content, such as the 6111 alloy widely used in the United States. This is because it gives resistance. Alloy 6016 is described in French patent 2360684 to Alusuisse and applicant's European patent 0259332, and alloy 6111 is described in US Patent 4,614,552 to Alcan International Limited. Low iron (<0.2%) alloys similar to those described in Alcan International Limited's US Pat. Nos. 4,614,552 and 5,919,323 are also disclosed, and alloys of this type are registered as 6022. The compositions (% by weight of main component) of the 6016, 6016A, 6022 and 6111 alloys registered with the Aluminum Association are listed in Table 1.

표 1Table 1

그러나, 도료를 베이킹한 이후에 6016 합금의 기계적 강도, 즉 흠 형성에 대한 내성은 6111 합금 경우의 대응하는 수치보다 상당히 낮다. 그 이유는, 베이킹 온도가 에이징(aging) 처리 동안 경화 처리가 덜 효과적이 되도록 베이킹 온도가 낮아지는 경향이 있기 때문이다. 이것은 자동차 제작자가 도장 이후에 보다 높은 기계적 강도를 요구하기 때문이다.However, after baking the paint the mechanical strength of the 6016 alloy, i.e. resistance to flaw formation, is significantly lower than the corresponding value for the 6111 alloy case. The reason is that the baking temperature tends to be lowered so that the curing treatment becomes less effective during the aging treatment. This is because automobile manufacturers demand higher mechanical strength after painting.

전술한 바를 달성하기 위하여, 본 출원인은 6016 합금의 신규 변이체(varient), 특히 항복강도가 120 MPa 정도의 T4 경도인 DR120 변이체를 개발하였다. 이러한 개발은 자동차 합금 1999에 게재된 "차체 외장 패널용의 최적 6xxx 알루미늄 합금 시트" 라는 기사(R. Shahani 등), TMS 연례 심포지움 학회지(2000), pp.193-203, 및 디트로이트에서 개최된 IBEC 1999 (International Body Engineering Conference 1999)의 "차체 외장 패널용의 6xxx 합금 알루미늄 시트 개발-베이크 하드닝, 성형성 및 트리밍 성능"(D. Daniel 등)이라는 SAE 기술 논문 제1999-01-3195호.In order to achieve the foregoing, the applicant has developed a new variant of the 6016 alloy, in particular the DR120 variant with a T4 hardness of about 120 MPa yield strength. These developments were published in Automotive Alloy 1999, "Optimum 6xxx Aluminum Alloy Sheets for Body Exterior Panels" (R. Shahani et al.), TMS Annual Symposium Journal (2000), pp.193-203, and IBEC held in Detroit. SAE technical paper 1999-01-3195 entitled "Development of 6xxx Alloy Aluminum Sheets for Body Exterior Panels-Bake Hardening, Formability and Trim Performance" by International Body Engineering Conference 1999 (D. Daniel et al.).

Alcan은 T4 경도에서 성형성을 감소시키지 않고 도료를 베이킹한 이후에 항복 강도가 증가한(통상 270 내지 280 MPa) 소위 6111-T4P라는 6111 합금의 신규 변이체를 제안하였다. 특히, 이러한 생성물은 SAE 기술 논문 제960164호의 "두개의신규 알루미늄 자동차 외장 패널 재료의 특성 및 특징"(A. K. Gupta 등)이라는 기사에 기술되어 있다. 상기 기사는 또한 소위 61xx-T4P라는 신규 합금을 언급하고 있는바, 그 조성물은 공개되지 않았으며, 도료 베이킹에 대하여 유사한 반응을 가지며 T4 상태에서 종래 6111-T4보다 항복 강도가 낮다.Alcan proposed a new variant of the 6111 alloy, called 6111-T4P, whose yield strength increased (typically 270 to 280 MPa) after baking the paint without reducing moldability at T4 hardness. In particular, such a product is described in the article "Characteristics and Characteristics of Two New Aluminum Automotive Exterior Panel Materials" (A. K. Gupta et al.) In SAE technical paper 960164. The article also mentions a so-called 61xx-T4P novel alloy, whose composition has not been published, has a similar reaction to paint baking and has a lower yield strength than the conventional 6111-T4 in the T4 state.

이러한 신규 개발품 모두는 도료를 베이킹하는 동안 경화를 개선하기 위하여 담금질 이후에 수행되는 최적화된 프리-에이징 타입의 열처리를 포함한다. 이러한 타입의 열처리를 수행하지 않으면, 실온에서 담금질과 베이킹 사이의 대기 시간이 증가하기 때문에 베이킹 동안의 경화율은 감소하며, 공업 생산에서 수 주(week)의 대기 시간이 거의 필연적이다. 이러한 현상은 "야금학 리뷰의 과학적 고찰(Le prerevenu des alliages aluminium-magnesium-silicium"(1960년 12월 pp.930-942)의 "알루미늄-마그네슘-실리콘 합금의 예비 어닐링"(M. Renouard 및 R. Meillat)이라는 기사에 기술되어 있다.All of these new developments include an optimized pre-aging type of heat treatment performed after quenching to improve curing during baking of the paint. Without this type of heat treatment, the cure rate during baking decreases because the waiting time between quenching and baking at room temperature increases, and waiting weeks of industrial production are almost inevitable. This phenomenon is described in the "Pre-annealing of Aluminum-Magnesium-Silicon Alloys" by "Le Prerevenu des alliages aluminum-magnesium-silicium" (Dec. 1960, pp. 930-942) (M. Renouard and R. Meillat).

바람직하지 않은 대기 효과를 방지하기 위하여, 단계별 담금질에 의한 프리-에이징을 수행하거나 담금질 직후에 열처리를 수행하거나, 차체 부품으로 보편적이지 않은 냉동기에 금속을 저장하거나, 또는 리버션(reversion) 처리를 수행하는 것이 필요하다.In order to prevent undesirable atmospheric effects, pre-aging by quenching stepwise, heat treatment immediately after quenching, storing metal in a non-universal freezer as a body part, or performing a reversion treatment It is necessary to do

6000 합금에 대한 프리-에이징 온도 및 기간은 예를 들면 공학기술(Techniques de l'Ingenieur)(1986년)의 섹션 M 1290의 "알루미늄 합금용 열처리"(R. Develay), 금속학회저널 제94호(1966년 pp.41-49)의 "알루미늄-마그네슘-실리콘 합금에서의 지연 에이징: 구조 및 기계적 물성에 관한 효과"(D.W. Pashley 등),및 프랑스 특허 제1243877호(Surnitomo Light Metal)에 개시되어 있다. 또한, 프랑스 특허 제1243877호(Cegedur)는 프리-에이징용으로 사용될 수 있는 연속 노를 개시하고 있다.Pre-aging temperatures and durations for 6000 alloys are described, for example, in section M 1290, “Heat Treatment for Aluminum Alloys” (R. Develay), Journal of Metallurgical Society No. 94, in Technologies de l'Ingenieur (1986). (1966 pp. 41-49) "Retard Aging in Aluminum-Magnesium-Silicon Alloys: Effects on Structural and Mechanical Properties" (DW Pashley et al.), And French Patent No. 1243877 (Surnitomo Light Metal) have. In addition, French Patent No. 1243877 (Cegedur) discloses a continuous furnace that can be used for pre-aging.

대량 생산된 차체 외장 패널용 알루미늄 합금 시트의 사용이 증가하는 것을 고려하면, 다른 특성에 악영향을 주지 않고 두께를 감소시키기 위하여 보다 개선된 품질등급에 대한 요구가 여전히 존재한다. 두께 감소는 성형 부품의 경도가 부족하기 때문에 제한받는 것이 일반적이며, 이러한 제한은 1.4배의 강철로 제조된 등가 부품의 두께와 동일하다. 그러므로, 시트는 양호한 인발성과 헤밍 가공 성능을 유지하면서 1.4의 알루미늄/강철 두께 비에 대하여 강철 부품에 대한 저항과 적어도 동일하게 도료를 베이킹한 이후에 성형된 부품에 대한 흠 형성에 대한 내성을 성취할 수 있다.Given the increasing use of aluminum alloy sheets for mass-produced bodywork exterior panels, there is still a need for improved quality grades to reduce thickness without adversely affecting other properties. Thickness reduction is usually limited because of the lack of hardness of the molded part, which is equivalent to the thickness of an equivalent part made of steel 1.4 times. Therefore, the sheet will achieve resistance to flaw formation for molded parts after baking the paint at least equal to the resistance to steel parts with an aluminum / steel thickness ratio of 1.4 while maintaining good drawability and hemming performance. Can be.

발명의 주제Subject of Invention

본 발명의 목적은, 재생하기에 적합한 조성물을 가지며, 혹독한 조건 하에서 딥 드로잉 및 헤밍 가공하기에 성형성이 충분하며, 종래 기술에 따른 6016형 합급의 시트와 비교하여 압인에 대하여 내성이 개선되고, 또한, 양호한 접착 특성으로 스프링백을 조절하며, 슬라이버를 형성하지 않고 절삭하며, 사상 부식에 대하여 양호한 내성을 갖는 차체 외장 패널용의 6016형 합금 시트를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to have a composition suitable for regeneration, to have sufficient moldability for deep drawing and hemming under harsh conditions, to improve resistance to indentation compared to the 6016 type alloy sheet according to the prior art, It is also to provide a 6016 type alloy sheet for a car body exterior panel which adjusts springback with good adhesion properties, cuts without forming slivers, and has good resistance to eventual corrosion.

본 발명의 상기 목적은 0.8 내지 1.2 mm 두께의 차체 외장 패널 부품용 시트로서, 하기의 조성(중량%)을 포함하며,The above object of the present invention is a sheet for vehicle body exterior panel parts of 0.8 to 1.2 mm thickness, comprising the following composition (% by weight),

Fe: 0.25 내지 0.40, 바람직하게는 0.25 내지 0.35Fe: 0.25-0.40, preferably 0.25-0.35

Si: 0.90 내지 1.20, 바람직하게는 0.95 내지 1.10Si: 0.90 to 1.20, preferably 0.95 to 1.10

Cu: 0.10 내지 0.25, 바람직하게는 0.15 내지 0.20Cu: 0.10 to 0.25, preferably 0.15 to 0.20

Mg: 0.35 내지 0.50, 바람직하게는 0.40 내지 0.50Mg: 0.35 to 0.50, preferably 0.40 to 0.50

Mn: 0.05 내지 0.20, 바람직하게는 0.08 내지 0.15Mn: 0.05-0.20, preferably 0.08-0.15

기타 원소로서, 개별 원소는 < 0.05이고 전체 원소는 < 0.15이며As other elements, the individual elements are <0.05 and the total elements are <0.15

잔부는 알루미늄이고,The balance is aluminum,

용체화(solution) 열처리, 담금질, 프리-에이징(pre-ageing) 또는 리버션(reversion) 및 3주 내지 6개월 동안 실온에서의 에이징 이후, L 방향으로의 항복 강도 R0.2가 160 MPa 보다 작은 것인 차체 외장 패널 부품용 시트에 의하여 달성된다. 도료의 베이킹에 대응하는 열처리 이후에 인발 가공된 부품의 항복 강도는 180 MPa, 바람직하게는 200 MPa 보다 큰다.Yield strength R 0.2 in the L direction less than 160 MPa after solution heat treatment, quenching, pre-ageing or reversal and aging at room temperature for 3 to 6 months It is achieved by a sheet for phosphor body exterior panel parts. The yield strength of the drawn part after heat treatment corresponding to baking of the paint is greater than 180 MPa, preferably 200 MPa.

발명의 설명Description of the invention

본 발명은 필요한 모든 특성을 얻기 위하여 알루미늄 협회에 등록된 6016A 조성물의 정의에 속하는 협소한 조성물 범위에 기반을 두고 있다.The present invention is based on a narrow composition range belonging to the definition of the 6016A composition registered with the Aluminum Association to obtain all necessary properties.

실리콘 함량은 6016A의 함량 범위의 하위에 가까운 반면, 마그네슘 함량은 그 범위 중앙에 해당한다. 이러한 실리콘 함량의 강하는 성형성에 바람직한 합금의 보다 완벽한 용체화 열처리에 의한 것이다. 철 함량은 0.25% 이상으로 유지하며, 이것은 6022와 같은 낮은 등급의 철과 달리, 재생 금속을 사용할 수 있도록 하며 인발 이후에 표면 외관을 보다 양호하게 한다.The silicon content is close to the bottom of the 6016A content range, while the magnesium content is in the middle of that range. This drop in silicon content is due to the more complete solution heat treatment of the alloy, which is desirable for formability. The iron content is maintained at 0.25% or more, which, unlike low grade iron such as 6022, allows the use of recycled metals and gives a better surface appearance after drawing.

구리 함량은 매우 협소한 한계치 내에서 조절된다. 즉, 기존의 6016 또는 6022 등급에 대한 함량보다 약간 많은 적어도 0.1%의 함량은 기계적 강도에 기여하지만, 0.25% 이상은 합금의 사상 부상 위험을 초래한다. 합금은 입경을 제어하기 위하여 또 예를 들면, 보닛용으로 사용되는 헤밍 가공과 같은 극심한 변형 동안 오렌지 껍질 모양의 외형을 방지하기 위하여 적어도 0.05%의 망간, 크롬, 바나듐 또는 지르코늄을 포함하여야 한다. 이와 반대로, 이러한 원소의 총 함량이 0.20%를 초과하면, 성형성이 나쁘다.The copper content is controlled within very narrow limits. That is, a content of at least 0.1%, slightly more than that for conventional 6016 or 6022 grades, contributes to mechanical strength, but more than 0.25% causes the risk of casual injury of the alloy. The alloy should contain at least 0.05% of manganese, chromium, vanadium or zirconium to control the particle diameter and to prevent the appearance of orange peels during extreme deformations, for example, hemming used for bonnets. In contrast, when the total content of such elements exceeds 0.20%, the moldability is poor.

본 발명에 따른 시트 제조 공정은 플레이트의 주조, 상기 플레이트의 스캘핑(scalping), 그리고 그것을 6 내지 24 시간 동안 400 내지 570℃의 온도로 간단하게 가열하는 것에 의한 균질화를 포함하는 것이 일반적이다. 510℃ 이상의 입력 온도로 열간 압연을 수행하는 것이 바람직하며, 이것은 기계적 강도를 낮은 입력 온도에서 획득될 수 있는 것보다 양호하게 하는데 기여한다. 열간 압연 처리된 스트립의 권취 온도는 기계적 특징을 보장하고 또 어떠한 압흔 흠결(ridging defect)을 방지하기 위하여 350℃ 미만, 바람직하게는 300℃미만이어야 한다. 그리고, 열간 압연 처리된 스트립은 가능하다면 배치 로에서 수행되는 경우에 300 내지 450℃의 온도에서 그리고 연속적으로 수행되는 경우에 350 내지 570℃의 온도에서의 중간 어닐링과 함께 최종 두께로 냉간 압연된다. 최종 냉간 압연 통과는 예를 들면 전자빔 처리(EBT), 일렉트로 부식(electro-erosion; EDT) 또는 레이저 빔에 의하여조직화된 실린더로 제조될 수 있으며, 이것은 도장 이후에 형성된 부품의 성형성과 표면 외관을 개선한다.The sheet manufacturing process according to the invention generally comprises casting of the plate, scalping of the plate and homogenization by simply heating it to a temperature of 400 to 570 ° C. for 6 to 24 hours. It is desirable to perform hot rolling at an input temperature of 510 ° C. or higher, which contributes to making the mechanical strength better than that which can be obtained at low input temperatures. The winding temperature of the hot rolled strip should be less than 350 ° C., preferably less than 300 ° C. to ensure mechanical properties and to prevent any indentation defects. The hot rolled strip is then cold rolled to the final thickness with intermediate annealing, if possible, at a temperature of 300 to 450 ° C. if carried out in a batch furnace and at a temperature of 350 to 570 ° C. if carried out continuously. The final cold rolled pass can be made, for example, into a cylinder organized by electron beam treatment (EBT), electro-erosion (EDT) or laser beam, which improves the formability and surface appearance of the parts formed after painting. do.

또한, 연속 주조 또는 트윈 롤 주조나 트윈 벨트 주조에 의하여 직접 획득된 스트립을 사용하는 것이 가능하며, 동일한 조건 하에서 냉간 압연 및 후속 작업을 수행하는 것이 가능하다.It is also possible to use strips obtained directly by continuous casting or twin roll casting or twin belt casting, and it is possible to perform cold rolling and subsequent work under the same conditions.

용체화 열처리는 과열을 방지하면서 합금 고용(solvus) 온도 이상의 온도에서 이루어진다. 본 발명에 따른 조성물은 매우 완전한 용체화 열처리를 가능케 함으로써, 차동 엔탈피 분석 다이어그램에서 565 내지 580℃ 범위에서 1 J/g 미만의 매우 작은 피크 영역에 의하여 미세구조에서 실리콘형 상(phase)이 거의 존재하지 않게 되고, 20℃/min의 온도 증가율로 테스트를 수행하였다.The solution heat treatment is performed at temperatures above the alloy solvates temperature while preventing overheating. The composition according to the invention allows for a very complete solution heat treatment, whereby in the differential enthalpy analysis diagram there is almost a silicon phase in the microstructure by very small peak areas of less than 1 J / g in the range of 565 to 580 ° C. The test was performed at a rate of temperature increase of 20 ° C./min.

용체화 열처리를 수행한 이후에, 통상 상기 시트를 냉수 또는 공기로 담금질한다. 담금질은 베이킹 동안 도료의 경화 성능을 증진시키기 위하여 전술한 종래 기술에 기술된 것과 같은 프리-에이징 방식의 열처리에 의하여 즉시 수행될 수 있다.After performing the solution heat treatment, the sheet is usually quenched with cold water or air. Quenching can be performed immediately by heat treatment in a pre-aging manner such as that described in the prior art to enhance the curing performance of the paint during baking.

프리-에이징은 등온을 필요로 하지 않으며, 그 지속기간은 온도에 종속한다. 이것은 하기의 방정식을 사용하여 등가 시간 Teq을 한정함으로써 고려될 수 있다.Pre-aging does not require isothermal and its duration is temperature dependent. This can be considered by defining the equivalent time T eq using the equation

여기에서 T(in °K)는 온도이며, t는 프리-에이징 시간이고, Tref는 373°K의 기준 온도, 즉 100℃이다. 프리-에이징이 충분하면, 그것은 0.3 내지 20 시간 동안 50℃ 이상의 온도로 수행되어야 한다. 등가 시간이 불충분하면, 베이킹을 수행하는 동안 도료의 경화율은 주위 온도에서 대기 시간 경과에 따라 감소한다. 반면, 등가 시간이 너무 길면, 기계적 특징은 프리-에이징 동안 너무 증가하고 시트의 성형성은 열화된다. 6016형 합금의 경우, 1 내지 10 시간의 등가 시간, 바람직하게는 3 내지 6 시간의 등가 시간이 상당히 적합하다. 시트는 이 단계에서 가변 시간 주기 동안 저장되는 것이 일반적이며, 시간 경과에 따라 항복 강도를 증가시키는 자연적 에이징을 초래한다. 3주간의 에이징 이후에, 본 발명에 따른 시트 두께는 0.9 내지 1 mm 정도이며, L 방향으로의 항복 강도는 130 MPa 정도로서, 이것은 전술한 R. Shahani 등의 기사에 기술된 고강도 등급의 DR100 및 DR120을 포함하는 모든 6016 변이체보다 높으며 6022 경우의 수치보다 약간 낮다. 6개월의 에이징 이후에, 상기 항복 강도는 6022 및 6111 합금과 달리 160 MPa 미만 또는 심지어 150 MPa 미만으로 여전히 유지한다. 이러한 특징은 성형 동안 스프링백에 대한 컨트롤을 가능케 하여, 두께가 감소되는 시점과 항복 강도가 증가하는 시점을 제어하는 것을 더욱 곤란하며, 따라서 스탬핑 공구를 개발할 때 여러번의 반복이 필요하다. 성형 이전에, 시트는 인발, 조립 및 표면 처리 또는 제조될 부품에 적합한 윤활제(오일 또는 건식 윤활제)로 코팅될 수 있다.Where T (in ° K) is the temperature, t is the pre-aging time and T ref is the reference temperature of 373 ° K, ie 100 ° C. If pre-aging is sufficient, it should be carried out at a temperature of 50 ° C. or higher for 0.3 to 20 hours. If the equivalent time is insufficient, the cure rate of the paint decreases over time at ambient temperature during baking. On the other hand, if the equivalent time is too long, the mechanical properties increase too much during pre-aging and the formability of the sheet deteriorates. In the case of a 6016 type alloy, an equivalent time of 1 to 10 hours, preferably 3 to 6 hours is quite suitable. Sheets are typically stored for variable time periods at this stage, resulting in natural aging that increases yield strength over time. After three weeks of aging, the sheet thickness according to the invention is on the order of 0.9 to 1 mm and the yield strength in the L direction is on the order of 130 MPa, which is a high strength grade of DR100 and DR120 described in the above article by R. Shahani et al. It is higher than all 6016 variants, including slightly lower than that of the 6022 case. After 6 months of aging, the yield strength still remains below 160 MPa or even below 150 MPa, unlike the 6022 and 6111 alloys. This feature allows control over springback during molding, making it more difficult to control when thickness decreases and when yield strength increases, thus requiring multiple iterations when developing a stamping tool. Prior to molding, the sheet may be coated with a lubricant (oil or dry lubricant) suitable for drawing, assembly and surface treatment or for the part to be manufactured.

본 발명에 따른 시트는 LDH0(평면 변형에서 "제한된 돔 높이") 파라미터로측정한 결과 6111 및 6022 합금보다 우수하고 고강도 6016 등급만큼 양호한 성형성을 얻었다.Sheets according to the present invention were superior to 6111 and 6022 alloys and obtained formability as high as 6016 grades as measured by the LDH 0 ("limited dome height" in planar deformation) parameters.

상기 LDH 파라미터는 0.5 내지 2 mm 두께의 시트의 인발성을 평가하는데 사용된다. 다수의 간행물이 출간되었는데, 특히 1993년 디트로이트에서 개최된 SAE 컨퍼런스에서 "시트 금속 성형성을 평가하기 위한 LDH 테스트-북아메리카 딥 드로잉 리써치 그룹의 LDH 위원회 최종 보고서"(R. Thomson)라는 SAE 논문 제930815호가 있다.The LDH parameter is used to evaluate the drawability of sheets of 0.5 to 2 mm thickness. A number of publications have been published, especially at the SAE conference in Detroit, 1993, SAE paper titled "LDH Test to Evaluate Sheet Metal Formability-Final Report of LDH Committee of North American Deep Drawing Research Group" (R. Thomson). There is an arc.

LDH 테스트는 그 주변 둘레의 리테이닝 링에 의하여 차단된 블랭크에 관한 인발 테스트이다. 블랭크 클램프의 압력은 리테이닝 링 내부에서 미끄럼 이동하는 것을 방지하도록 제어된다. 120 ×160 mm 블랭크는 평면 변형과 유사한 모드로 강화된다. 스탬프와 시트 사이의 윤활은 플라스틱 필름과 그리스(Shell HDM2 그리스)를 사용하여 성취된다. 펀치 하강 속도는 50 mm/min이다. LDH 수치는 정지 시의 펀치 변위, 즉 인발 제한 깊이이다. 3회 테스트의 평균을 측정한바, ± 0.2 mm의 측정에 대하여 95%의 신뢰할만한 범위를 부여한다.The LDH test is a pull test on a blank blocked by a retaining ring around its perimeter. The pressure of the blank clamp is controlled to prevent sliding within the retaining ring. The 120 × 160 mm blank is reinforced in a mode similar to planar deformation. Lubrication between the stamp and the sheet is achieved using plastic film and grease (Shell HDM2 grease). Punch lowering speed is 50 mm / min. The LDH value is the punch displacement at rest, ie the draw limit depth. The average of the three tests was measured, giving a 95% reliable range for measurements of ± 0.2 mm.

본 발명에 따른 시트는 6111 또는 6022 합금 시트보다 양호한 권축성(crimpability)을 가지며, 상기 권축성(crimpability)은 종래 기술에 따른 고강도 6016 합금 시트와 마찬가지로 양호하다. 헤밍 성능은 90°의 플랜지 가공, 45°의 프리-헤밍(pre-hemming) 가공 및 최종의 플랫 헤밍(flat hemming)을 포함하는 실험실 테스트에 의하여 평가된다.The sheet according to the invention has better crimpability than the 6111 or 6022 alloy sheet, and the crimpability is as good as the high strength 6016 alloy sheet according to the prior art. Hemming performance is evaluated by laboratory tests including 90 ° flange machining, 45 ° pre-hemming machining and final flat hemming.

또한, 본 발명에 따른 시트는 압연 방향과 평행한 주변형 경우의 LDH와 압연방향과 직각인 주변형 경우의 LDH간의 차이점에 의하여 측정될 수 있다. 이러한 차이는 1 mm 미만, 바람직하게는 0.6 mm 미만이다.Further, the sheet according to the present invention can be measured by the difference between the LDH in the peripheral case parallel to the rolling direction and the LDH in the peripheral case perpendicular to the rolling direction. This difference is less than 1 mm, preferably less than 0.6 mm.

차체 외장 패널 부품은 블랭크를 시트로 절단하며, 이 블랭크를 인발하고 프레스로 트리밍 작업하여 제조되는 것이 일반적이다. 스탬핑 가공 동안, 최종 도료 외관을 열화시키고 또 압연 방향에 직각 방향으로의 격심한 변형의 경우에 성형성을 감소시킬 수 있는 로핑(roping) 또는 압흔의 발생을 방지하는 것이 필수적이다. 본 출원인의 유럽 특허 제0259232호에 기재된 바와 같이, 상기 목적을 위하여, 예를 들면 270 내지 340℃의 열간 압연 배출 온도를 제어하기 위하여 상이한 수단이 제공된다. 또한, 도장 이후에 육안에 의한 외관 결함에 기여하는 오렌지 껍질 스탬핑의 발생을 방지하는 것이 중요하다. 이것은 입경을 50μm보다 작게 유지하는 것에 의하여 이루어지며, 따라서, 합금 내에 충분한 양의 망간(또는 크롬, 바냐듐이나 지르코늄과 같은 비슷한 역할을 수행하는 다른 원소)의 존재에 의하여, 용체화 열처리의 시간 및 온도 제어에 의하여, 그리고 냉간 압연에 의한 적어도 30%의 충분한 감축에 의하여 성취될 수 있다. 보닛과 같은 다수의 부품의 경우에, 인발 가공된 블랭크의 가장자리는 90°로 플랜지 가공되고, 라이닝 스탬핑이 삽입되며, 여기에 프리-헤밍 가공하고 다시 최종 플랫 헤밍 가공한다.Bodywork exterior panel parts are typically manufactured by cutting the blank into sheets, drawing the blank and trimming it with a press. During stamping processing, it is essential to prevent the occurrence of roping or indentation which may degrade the final paint appearance and reduce moldability in the case of severe deformation in the direction perpendicular to the rolling direction. As described in Applicant's European Patent No. 0259232, for this purpose, different means are provided for controlling the hot rolling discharge temperature, for example between 270 and 340 ° C. It is also important to prevent the occurrence of orange peel stamping, which contributes to appearance defects by the naked eye after painting. This is achieved by keeping the particle size smaller than 50 μm, and therefore, by the presence of a sufficient amount of manganese (or other element that plays a similar role, such as chromium, vanadium or zirconium) in the alloy, By temperature control and by a sufficient reduction of at least 30% by cold rolling. In the case of many parts, such as bonnets, the edges of the drawn blanks are flanged at 90 °, a lining stamping is inserted therein, pre-hemmed and then finally flat hemmed.

또한, 인발 가공 이후에 블랭크 절단 및 터닝 작업 동안 슬라이버(sliver) 형성을 방지하는 것이 필요한다. 이러한 슬라이버는 수작업으로 마무리해야하는 결함을 발생시킬 수 있다. 이러한 점에서 절삭 공구가 중요하며, 전술한 D. Daniel 등이 작성한 기사에서 권고되었다.In addition, it is necessary to prevent sliver formation during the blank cutting and turning operations after the drawing process. Such slivers can cause defects that must be finished by hand. Cutting tools are important in this regard and have been recommended in the article by D. Daniel et al.

스탬핑 가공 및 헤밍 가공 이후에, 부품은 하나 이상의 도료 코팅으로 피복되며, 각각의 피복 단계 이후에 베이킹 단계를 수행한다. 중요한 단계는 전기영동층의 베이킹으로서, 이것은 15 내지 30분 동안 150 내지 200℃의 온도로 수행되는 것이 일반적이다. 베이킹 온도는 전기영동이 없는 경우에 170℃를 거의 초과하지 않는다. 도료 베이킹은 부품의 에이징 처리에 도움을 준다. 165℃에서 20분 동안 베이킹한 본 발명에 따른 시트로 제작된 부품의 항복 강도는180 MPa 이상 또는 간혹 200 MPa 이상이다. 따라서, 0.9 mm 두께의 시트로 제조된 부품의 경우, 동적 압입에 대한 내성은 250 내지 300 MPa 정도의 항복강도와 0.7 mm 두께를 갖는 통상의 차체 강철 시트로 제조된 부품의 경우와 수치가 유사하며, 다른 6016 등급에 대한 경우는 아니다.After stamping and hemming, the parts are coated with one or more paint coatings, followed by a baking step after each coating step. An important step is the baking of the electrophoretic layer, which is usually carried out at a temperature of 150 to 200 ° C. for 15 to 30 minutes. The baking temperature rarely exceeds 170 ° C. in the absence of electrophoresis. Paint baking aids in the aging process of the parts. The yield strength of the parts made from the sheet according to the invention baked at 165 ° C. for 20 minutes is at least 180 MPa or sometimes at least 200 MPa. Thus, for parts made from 0.9 mm thick sheets, the resistance to dynamic indentation is similar in value to parts made from conventional body steel sheets with yield strengths on the order of 250 to 300 MPa and 0.7 mm thickness. This is not the case for other 6016 grades.

본 발명에 따른 시트는 사용하여 헤밍, 클린칭, 리벳팅, 스폿 용접, 레이저 용접 및 접착과 같은 상이한 작업을 수행하여 차체 외장 패널을 제조할 수 있다. 특히, 예를 들면 포스포-크로믹(phospho-chromic) 화합물 또는 티타늄, 지르코늄 또는 실란계 제품을 사용하여 화학적 변환 또는 패시베이션과 같은 화학적 표면 처리를 수행하지 않고 보닛을 제조하는데 사용되는 헤밍 가공된 조인트를 접착하는 것이 가능하다.The sheet according to the invention can be used to produce different bodywork panels such as hemming, clinching, riveting, spot welding, laser welding and bonding. In particular, hemmed joints used to make bonnets without performing chemical surface treatments such as chemical conversion or passivation, for example using phospho-chromic compounds or titanium, zirconium or silane based products. It is possible to glue them.

본 발명에 따른 시트로 제조된 부품은 6111 합금과 같이 높은 구리 함량을 갖는 합금보다 우수한 페이팅 이후의 사상 부식에 대하여 양호한 내성을 갖는다.Parts made from the sheet according to the invention have good resistance to finishing corrosion after painting, which is superior to alloys with higher copper content, such as the 6111 alloy.

경제적인 이유로, 윙, 지붕 및 도어와 같은 동일한 차체에 관한 알루미늄 차체 외장 패널 부품과 강철 구조체를 결합하는 것이 유용할 수 있다.For economic reasons, it may be useful to combine steel structures with aluminum bodywork exterior panel parts for the same bodywork, such as wings, roofs and doors.

이러한 유형의 조립체에 있어서, 두드러진 어려움은 도료가 베이킹될 때, 특히 160 내지 200℃에서 보통 행해지는 전기 영동 중에 2개의 재료 사이의 열팽창 차이를 관리하는 것이다. 차량의 외양에 용인될 수 있는 레벨로 베이킹 가공 이후에 잔류 변형을 제한하는 것이 필수적이다.A prominent difficulty with this type of assembly is managing the difference in thermal expansion between the two materials when the paint is baked, especially during electrophoresis which is usually done at 160 to 200 ° C. It is essential to limit the residual deformation after baking processing to a level acceptable for the appearance of the vehicle.

본 발명에 따른 시트는 선택된 조립 모드 및 부품의 기하학적 형태에 상관없이 이들 변형을 제한할 수 있다. 따라서, 출원인은 베이킹 가공 이후에 조립이 이루어지면 베이킹 온도에서 높은 항복 강도, 예컨대 본 발명에 따른 합금의 경우 160℃에서 140 MPa 보다 큰 항복 강도가 변형 레벨에 유리한 효과를 갖는다는 것을 증명하였으며, 따라서 베이킹 온도를 제한하는 것이 바람직하다.The sheet according to the invention can limit these deformations regardless of the assembly mode selected and the geometry of the part. Thus, Applicant has demonstrated that a high yield strength at baking temperature, for example an yield strength greater than 140 MPa at 160 ° C. for an alloy according to the invention, has an advantageous effect on the deformation level if the assembly is made after baking. It is desirable to limit the baking temperature.

다른 요인, 예컨대 알루미늄 패널을 보강하도록 구성된 리브의 존재 또는 조립 지점 사이의 간극도 또한 변형을 제한할 수 있다. 접착제와 같은 연속적인 링크를 갖는 조립체가 또한 베이킹 전에 접착제의 부분적인 중합 또는 투명한 레이저 용접과 함께 사용될 수 있다.Other factors, such as the presence of ribs configured to reinforce aluminum panels or gaps between assembly points, can also limit deformation. Assemblies with continuous links, such as adhesives, may also be used with partial polymerization of the adhesive or transparent laser welding prior to baking.

예 1Example 1

500 mm 두께의 플레이트를 표 1에 나타낸 바와 같은 조성(중량%)을 갖는 8개의 합금 A 내지 I로 주조하였다.A 500 mm thick plate was cast from eight alloys A through I having the composition (% by weight) as shown in Table 1.

조성물 A는 종래의 6016 합금을 나타내고, B는 전술한 물품에서 설명된 출원인의 등급 DR100이고, C와 D는 6111 합금이며, E는 6022 합금이고, F, G, H 및 I는 본 발명에 따른 조성 I와 Cu(F) 또는 Mn(G와 H)이 상이할 뿐 유사한 조성을 갖는 합금들이다.Composition A represents a conventional 6016 alloy, B is Applicant's grade DR100 described in the aforementioned articles, C and D are 6111 alloys, E is 6022 alloy, and F, G, H and I are in accordance with the present invention. Compositions I and Cu (F) or Mn (G and H) are alloys with similar compositions.

상기 플레이트를 스캘핑 가공하고 570℃에서 10 시간 동안 균질화 처리한 다음, 먼저 가역 밀, 그 다음 탠덤 밀 위에서 균질한 열로 직접 열간 압연하였다. 적층 시작 온도는 540℃ 정도이고, 열간 스트립 와인딩 온도는 310℃ 정도이었다.The plates were scalped and homogenized at 570 ° C. for 10 hours and then directly hot rolled directly with homogeneous heat over a reversible mill and then a tandem mill. The lamination start temperature was about 540 ° C and the hot strip winding temperature was about 310 ° C.

그 후, 3 ㎜로 압연된 열간 압연 스트립을 1 ㎜의 최종 두께로 냉간 압연한다. 350℃의 온도로 가열된 코일에서 10시간 동안 "배치(batch)" 어닐링 처리하고 후속하여 2시간의 대기 시간 후에 느리게 냉각하는 공정으로 이루어지거나, 또는 400℃의 온도로 가열된 연속로에서 약 1분간 "플래시(flash)" 어닐링 처리하고 즉시 냉각하는 공정으로 이루어지는 중간 어닐닝 처리를 2.5㎜의 두께로 실행한다. 스트립으로부터 취한 샘플을 570℃의 온도에서 1분 미만동안 용체화 열처리를 실시한 이후, 냉각수에서 급냉시킨다. 합금 B, D, F, G, H 및 I로 제조된 샘플에, 산업적인 프리-에이징을 모사하도록 급냉 직후에 오일 욕에서 100℃의 온도로 2시간 동안 보완적 처리를 적용한다.The hot rolled strip rolled to 3 mm is then cold rolled to a final thickness of 1 mm. “Batch” annealing for 10 hours in a coil heated to a temperature of 350 ° C., followed by a slow cooling after 2 hours of waiting time, or about 1 in a continuous furnace heated to a temperature of 400 ° C. An intermediate annealing treatment consisting of a process of "flash" annealing for a minute and immediately cooling is carried out to a thickness of 2.5 mm. Samples taken from the strip are subjected to solution heat treatment for less than 1 minute at a temperature of 570 ° C. and then quenched in cooling water. Samples made of alloys B, D, F, G, H and I are subjected to a complementary treatment for 2 hours at a temperature of 100 ° C. in an oil bath immediately after quenching to simulate industrial pre-aging.

실온에서 3주 및 6개월의 에이징 처리 이후에 L 방향으로 항복 강도(R0.2; MPa 단위)를 측정하고, 이어서 165℃ 또는 185℃에서 30분 동안 에이징 처리를 행하여, 도료 베이킹 처리를 모사하였다. LDH 파마리터를 이용하여 (mm 단위로) 성형성을 또한 측정하였는데, 주요 변형은 압연 방향에 대해 각각 수평 및 수직을 이루었다. 그 결과를 표 2에 기재한다.After 3 weeks and 6 months of aging treatment at room temperature, yield strength (R 0.2 in MPa units) was measured, followed by aging treatment at 165 ° C or 185 ° C for 30 minutes to simulate a paint baking treatment. Formability was also measured (in mm) using an LDH parameter, with major deformations being horizontal and vertical with respect to the rolling direction, respectively. The results are shown in Table 2.

3주의 에이징 처리 이후에, 본 발명에 따른 샘플 I가, 종래의 6016(샘플 A)과 동일한 수준이고 6111 합금(C 및 D) 및 6022 합금(E)의 대응하는 수치보다 현저하게 낮은 수준의 항복 강도를 갖는 것으로 확인되었다. 다른 합금 샘플에 관련한 샘플 I의 항복 강도의 위치는 6개월의 에이징 처리 이후에도 변경되지 않았다.After three weeks of aging treatment, Sample I according to the present invention yielded the same level as conventional 6016 (Sample A) and significantly lower yields than the corresponding values of 6111 alloys (C and D) and 6022 alloy (E). It was confirmed to have strength. The position of yield strength of Sample I relative to other alloy samples did not change after 6 months of aging treatment.

LDH 파라미터에 의해 측정한 성형성은 실질적으로 베스트 합금(DR 100)의 성형성과 같은 수준으로 우수하다. 또한, 압연 방향 및 이 압연 방향에 수직한 방향으로 LDH의 측정값은 실질적으로 동일한데, 이는 다른 샘플의 경우에는 항상 적용되는 것이 아니며, 이로 인하여 성형 시에 양호한 등방성을 제공할 수 있다.The moldability measured by the LDH parameter is substantially superior to the moldability of the best alloy DR 100. In addition, the measured value of LDH in the rolling direction and in the direction perpendicular to the rolling direction is substantially the same, which is not always the case for other samples, which can provide good isotropy during molding.

반대로, 프리-에이징 처리에 후속하여 도료를 베이킹 처리한 이후에 샘플 I의 항복 강도의 수치는 크고, 6016 및 DR100 합금의 수치보다 현저히 크며, 구리 함량이 많은 함금 F의 수치와 동일한 수준이고, 최종 부품의 홈 형성에 대한 높은 내성을 보장하는 2가지 6111 등급의 수치의 중간값이다.Conversely, after baking the paint following pre-aging treatment, the value of yield strength of sample I is large, significantly greater than that of 6016 and DR100 alloys, the same as that of alloy F with high copper content, and It is the median of two 6111 grades that ensure high resistance to groove formation in the part.

또한, 두께가 1 mm인 시트 상에서 압연에 평행한 방향과 압연에 직각인 방향으로 헤밍 가공 동안의 반응을 측정하였으며, 인산염 처리, 전기영동 및 도장 이후의 사상 부식에 대한 내성과, 인발 가공 이후에 절단 또는 트리밍 가공을 행하는 경우에 필라멘트 슬라이버의 발생 또는 발생 부족을 측정하였다.In addition, the reaction during hemming was measured on a sheet having a thickness of 1 mm in a direction parallel to the rolling and in a direction perpendicular to the rolling, and was subjected to crushing treatment after phosphate treatment, electrophoresis and coating, and after drawing. The occurrence or lack of filament sliver was measured when cutting or trimming was performed.

헤밍 시험은 3가지 작업, 즉 90 ℃에서 에지를 플랜징하는 작업과, 45 ℃에서 프리-헤밍 가공하는 작업과, 두께가 0.7 mm인 라이닝판을 편평하게 헤밍 가공 작업으로 실시된다. 그 후, 헤밍 가공된 가장자리는 Daniel 등이 IBEC 99에 발표한 기사에 기술된 바와 같이 시각 검사에 의해 분류된다.The hemming test is carried out in three operations: flanging the edge at 90 ° C., pre-hemming at 45 ° C., and flattening the lining plate 0.7 mm thick. The hemmed edges are then classified by visual inspection as described in an article published in IBEC 99 by Daniel et al.

사상 부식에 대한 내성은 도장 및 스크래칭을 행한 150 ×60 ×1 mm의 샘플에 대하여 표준 EN 3665에 따라 평가된다. 시험 과정에는 1 시간 동안 HCl 증기에 의한 부식을 활성화한 후, 습한 실내에 1000 시간 동안 노출시키는 것이 포함된다. 부식 필라멘트의 최대 길이를 측정하고, 각 경우마다 3 개의 시편의 평균값을 취하여, < 2 mm = 우등, 2∼5 mm = 중간, 5 mm = 열등으로 분류한다. 절단 시험은 앞서 언급된 Daniel 등이 IBEC 99에 발표한 논문에 기술되어 있다.Resistance to finishing corrosion is assessed according to standard EN 3665 for samples of 150 x 60 x 1 mm which have been painted and scratched. The test procedure involves activating the corrosion by HCl vapor for one hour and then exposing it to a humid room for 1000 hours. The maximum length of the corroded filaments is measured, and in each case the average value of the three specimens is taken and classified as <2 mm = honor, 2-5 mm = medium, 5 mm = poor. Cleavage testing is described in a paper published in IBEC 99 by Daniel et al., Supra.

클리어런스는 두께의 10%이었고, 절삭각은 0°이였다.The clearance was 10% of the thickness and the cutting angle was 0 °.

그 결과를 표 3에 제공된다.The results are provided in Table 3.

AA BB CC DD EE FF GG HH II 헤밍Heming 양호Good 양호Good 균열crack 균열crack 균열crack 오렌지 껍질orange peel 양호Good 양호Good 양호Good 프리헤밍Prehemming 양호Good 양호Good 균열crack 균열crack 오렌지 껍질orange peel 오렌지껍질Orange peel 균열시작Crack start 오렌지 껍질orange peel 양호Good 사상부식Erosion 양호Good 양호Good 나쁨Bad 나쁨Bad 양호Good 중간middle 양호Good 양호Good 양호Good 슬라이버Sliver 없음none 없음none 필라멘트filament 필라멘트filament 슬라이버Sliver 없음none 없음none 없음none 없음none

샘플 I의 거동은 전술한 여러 평가 기준을 만족시키므로, 완벽한 외관을 갖는 차체 외장 패널 부품이 제조될 수 있는 것으로 확인되었다.Since the behavior of Sample I satisfies the various criteria described above, it has been found that bodywork exterior panel parts with a perfect appearance can be manufactured.

예 2Example 2

예 1과 유사하지만 표 4에서도 언급되어 있는 바와 같이 성형 이후 및 조립 이전의 열 처리 단계와 프리-에이징 단계를 반드시 포함하는 것은 아닌 제조 과정을 이용하여, 표 4에 표시된 조성물을 갖는 알루미늄 합금 패널을 제조하였다. 패널의 치수는 1.6 m ×0.9 m 이다.An aluminum alloy panel having the composition shown in Table 4 was fabricated using a manufacturing process similar to Example 1 but not necessarily including a heat treatment step and a pre-aging step after molding and before assembly, as mentioned in Table 4. Prepared. The panel measures 1.6 m x 0.9 m.

각 합금에 대해, 폴딩 가공에 의해 직사각형의 짧은 쪽에 평행하게 형성된 리브를 각각 포함하고 있는 상이한 기하학적 형상의 3개의 패널을 테스트하였다.For each alloy, three panels of different geometries each containing ribs formed parallel to the short side of the rectangle by folding were tested.

이들 패널을, 차체 외장 패널 시트가 차량의 강제 구조체상에 알루미늄 합금으로 이루어진 경우를 모사하기 위해 직사각형 강제 프레임에 리벳팅하였다. 조립은 직사각형의 긴 쪽에서 50㎜의 피치로 리벳팅함으로써 이루어진다. 전기영동 베이킹을 모사하기 위해 160℃에서 20분 동안 열처리 한 후에 패널의 잔류 변형을 관찰하였다. 또한, 상온 및 160℃의 베이킹 온도에서의 패널의 기계적 특성[극한 강도 Rm및 항복 강도 R0.2(㎫ 단위)]을 약 20℃/min과 동일한 온도 상승율로 측정하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.These panels were riveted to a rectangular steel frame to simulate the case in which the vehicle body exterior panel sheet was made of aluminum alloy on the steel structure of the vehicle. Assembly is accomplished by riveting a pitch of 50 mm on the long side of the rectangle. The residual deformation of the panel was observed after heat treatment at 160 ° C. for 20 minutes to simulate electrophoretic baking. In addition, the mechanical properties (ultimate strength R m and yield strength R 0.2 (in MPa)) of the panel at room temperature and a baking temperature of 160 ° C. were measured at a rate of temperature rise equal to about 20 ° C./min. The results are shown in Table 5.

샘플Sample 패널 1변형Panel 1 variant 패널 2변형Panel variant 패널 3변형Panel trivariate R0.2실온R 0.2 room temperature Rm실온R m room temperature R0.2160℃R 0.2 160 ℃ Rm160℃R m 160 ℃ JJ 극저Extremely low 261261 321321 239239 250250 KK that 극저Extremely low 극저Extremely low 160160 282282 148148 208208 LL Go 164164 309309 137137 220220 MM Go that 극저Extremely low 142142 263263 127127 186186 NN 극저Extremely low 122122 230230 106106 161161

본 발명에 따른 합금은 베이킹 후의 잔류 두께가 효율적으로 감소한다는 것이 확인되었다. 합금의 성능은 베이킹 온도에서의 항복 강도와 명백하게 서로 관련이 있다. 마지막으로, 조립 전에 열처리하고 리브를 추가하게 되면 변형을 감소시키는 데에 유리하다.It has been found that the alloy according to the invention reduces the residual thickness after baking efficiently. The performance of the alloy is clearly correlated with the yield strength at baking temperatures. Finally, heat treatment prior to assembly and the addition of ribs is advantageous for reducing strain.

예 3Example 3

5 시간의 평가 시간 동안의 프리-에이징을 실시하고 도료의 베이킹을 모사하기 위해 상이한 온도에서 20분간 열처리하는 것을 포함하는 예 1에 제시한 형태의 제조 과정에 따라 생성되고, 본 발명에 따른 합금 및 6016 DR100 합금으로 이루어진 1 ㎜ 두께의 시트의 동적 압입에 대한 내성을 평가하여, 도료의 베이킹 후에 290㎫과 동일한 항복 강도를 갖는 0.7 ㎜ 두께의 강제 시트의 대응하는 값과 비교하였다. 베이킹 가공 이후에, 차체에 사용하기 위한 강제 시트의 항복 강도의 290 MPa 수치는 최근에 유럽제 차량에서 종종 사용하는 본체 외장 패널에 사용하는 강제 시트의 평균 항복 강도에 거의 상응한다. 1 mm 두께의 알루미늄 시트는 0.7 mm 두께의 알루미늄 시트에 비해 약 50% 이상의 신장율을 견딜 수 있다.An alloy according to the invention, produced according to the manufacturing process of the type shown in Example 1 which comprises pre-aging for 5 hours of evaluation time and heat treatment at different temperatures for 20 minutes to simulate baking of the paint. The resistance to dynamic indentation of a 1 mm thick sheet of 6016 DR100 alloy was evaluated and compared with the corresponding value of a 0.7 mm thick steel sheet having a yield strength equal to 290 MPa after baking the paint. After the baking process, the 290 MPa value of the yield strength of the steel sheet for use in the vehicle body corresponds almost to the average yield strength of the steel sheet used in the body exterior panels often used in European vehicles in recent years. The 1 mm thick aluminum sheet can withstand about 50% or more elongation compared to the 0.7 mm thick aluminum sheet.

압입 경도 시험에 사용되는 장치는 직경이 15 mm이고, 중량이 138g인 압입체로 구성되며, 이 압입체는 1 m 높이에서 약 16 km/h의 속도로 두 개의 강판 사이에 클램핑되어 있는 샘플 시트로 낙하된다. 압입 깊이(mm)를 측정한다. 이 결과는 표 6에 제시되어 있다.The apparatus used for the indentation hardness test consists of a press-fitting body of 15 mm diameter and weighing 138 g, which is a sample sheet clamped between two steel sheets at a speed of about 16 km / h at a height of 1 m. Falls. Indentation depth (mm) is measured. The results are shown in Table 6.

베이킹온도Baking Temperature R0.2본발명전체R 0.2 full invention R0.2DR100R 0.2 DR100 R0.2강철R 0.2 steel 압입본발명전체Indentation 압입DR100Indentation DR100 압입강철Pressed steel 170℃170 ℃ 193193 161161 290290 1.551.55 1.801.80 1.451.45 185℃185 ℃ 217217 189189 290290 1.451.45 1.621.62 1.451.45 205℃205 ℃ 230230 207207 290290 1.381.38 1.461.46 1.451.45

185℃의 도료 베이킹 온도에 있어서, 본 발명에 따른 1 mm 두께의 시트는 0.7 mm 두께의 강제 시트와 동일한 홈 형성에 대한 내성을 갖는다. DR100 합금에 있어서, 이것은 차량 제작에 통상적으로 채용되는 온도보다 높은 205℃의 도료 베이킹 온도에서만 실현된다. 6111과 같은 보다 강한 합금은 시장에서 요구하는 홈 형성에 대한 내성을 초과하겠지만, 이것은 특히 헤밍 가공 중에 성형성을 손실할 수 있다.At a paint baking temperature of 185 ° C., the 1 mm thick sheet according to the invention has the same resistance to groove formation as the 0.7 mm thick steel sheet. In the DR100 alloy, this is only realized at a paint baking temperature of 205 ° C. which is higher than the temperature typically employed in vehicle construction. Stronger alloys, such as 6111, will exceed the resistance to groove formation required by the market, but this can lead to loss of formability, especially during hemming.

Claims (14)

0.8 내지 1.2 mm 두께의 차체 외장 패널 부품용 시트로서,0.8-1.2 mm thick body exterior panel parts, 하기의 조성(중량%)을 포함하며,It contains the following composition (% by weight), Fe: 0.25 내지 0.40, 바람직하게는 0.25 내지 0.35Fe: 0.25-0.40, preferably 0.25-0.35 Si: 0.90 내지 1.20, 바람직하게는 0.95 내지 1.10Si: 0.90 to 1.20, preferably 0.95 to 1.10 Cu: 0.10 내지 0.25, 바람직하게는 0.15 내지 0.20Cu: 0.10 to 0.25, preferably 0.15 to 0.20 Mg: 0.35 내지 0.50, 바람직하게는 0.40 내지 0.50Mg: 0.35 to 0.50, preferably 0.40 to 0.50 Mn: 0.05 내지 0.20, 바람직하게는 0.08 내지 0.15Mn: 0.05-0.20, preferably 0.08-0.15 기타 원소로서, 개별 원소는 < 0.05이고 전체 원소는 < 0.15이며As other elements, the individual elements are <0.05 and the total elements are <0.15 잔부는 알루미늄이고,The balance is aluminum, 용체화(solution) 열처리, 담금질, 프리-에이징(pre-ageing) 또는 리버션(reversion) 및 3주 내지 6개월 동안 실온에서의 에이징 이후, L 방향으로의 항복 강도 R0.2가 160 MPa 보다 작은 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.Yield strength R 0.2 in the L direction less than 160 MPa after solution heat treatment, quenching, pre-ageing or reversal and aging at room temperature for 3 to 6 months Seat for car body exterior panel parts. 청구항 1에 있어서, 용체화 열처리, 담금질, 프리-에이징 또는 리버션 및 3주 내지 6개월 동안 실온에서의 에이징 이후, L 방향으로의 항복 강도 R0.2가 150 MPa 보다 작은 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The method according to claim 1, the yield strength R 0.2 in the L direction less than 150 MPa after solution heat treatment, quenching, pre-aging or reversal and aging at room temperature for 3 to 6 months. Sheet. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 용체화 열처리는 피크 영역이 차동 엔탈피 분석 다이어그램에서 565 내지 580℃ 범위에서 1 J/g 보다 작도록 수행되며, 20℃/min의 온도 증가율로 테스트를 수행하는 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The method according to claim 1 or 2, wherein the solution heat treatment is performed so that the peak area is less than 1 J / g in the range of 565 to 580 ℃ in the differential enthalpy analysis diagram, and performing the test at a temperature increase rate of 20 ℃ / min Seat for body exterior panel parts. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프리-에이징은The method of claim 1, wherein the pre-aging is [여기서 T(°K)는 온도이며, t는 프리-에이징 시간이고, Tref는 373°K]에 의해 정의되는 등가 시간 Teq가 1 내지 10시간 사이로 되도록 한정될 수 있도록 소정 온도와 시간에서 수행되는 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.[Where T (° K) is the temperature, t is the pre-aging time, and T ref is 373 ° K] at a predetermined temperature and time such that the equivalent time T eq defined by The sheet for bodywork exterior panel parts to be carried out. 청구항 4에 있어서, Teq는 3 시간 내지 6 시간 사이인 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The seat according to claim 4, wherein T eq is between 3 hours and 6 hours. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 압연 방향과 직각 방향 사이의 성형성 비등방성 LDH0이 1 mm보다 작은 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The sheet according to any one of the preceding claims, wherein the formable anisotropic LDH 0 between the rolling direction and the perpendicular direction is smaller than 1 mm. 청구항 6에 있어서, 압연 방향과 직각 방향 사이의 성형성 비등방성 LDH0은0.6 mm보다 작은 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The sheet according to claim 6, wherein the formable anisotropic LDH 0 between the rolling direction and the right angle direction is smaller than 0.6 mm. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 160℃에서 측정된 항복강도는 140 MPa보다 큰 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The seat according to any one of the preceding claims, wherein the yield strength measured at 160 ° C. is greater than 140 MPa. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 입경이 50 μm 보다 작은 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The seat for vehicle body exterior panel parts according to any one of the preceding claims, wherein the particle size is smaller than 50 μm. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 조직화된 표면을 갖는 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The seat according to any one of the preceding claims, having a structured surface. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 건식 윤활제로 피복된 것인 차체 외장 패널 부품용 시트.The sheet for vehicle body exterior panel parts according to any one of the preceding claims, which is coated with a dry lubricant. 용체화 열처리, 담금질, 자연적 에이징, 인발 및 도료 베이킹에 의한 인공적 에이징 처리된 조성에서의 (L 또는 TL 방향으로의) 항복 강도 R0.2가 180 MPa 보다 큰, 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 시트로 제조된 외장 패널 부품.The sheet according to any one of the preceding claims, wherein the yield strength R 0.2 (in the L or TL direction) in the artificially aged composition by solution heat treatment, quenching, natural aging, drawing and paint baking is greater than 180 MPa. Panel parts manufactured by 청구항 12에 있어서, 용체화 열처리, 담금질, 자연적 에이징 및 도료 베이킹에 의한 인공적 에이징 처리된 조성에서의 (L 또는 TL 방향으로의) 항복 강도 R0.2가 200 MPa 보다 큰 것인 외장 패널 부품.The exterior panel part according to claim 12, wherein the yield strength R 0.2 (in the L or TL direction) in the artificially aged composition by solution heat treatment, quenching, natural aging and paint baking is greater than 200 MPa. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 따른 시트로 제조된 외장 패널 부품에 있어서,In an exterior panel component made of the sheet according to any one of claims 1 to 11, 상기 부품은 도료 베이킹 처리 이전에 강철 구조체에 조립되는 것을 특징으로 하는 외장 패널 부품.The part is assembled to the steel structure prior to the paint baking process.
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