Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7631077B2 - Aluminum clad plate material for space debris protection and its manufacturing method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7631077B2 - Aluminum clad plate material for space debris protection and its manufacturing method - Google Patents

Aluminum clad plate material for space debris protection and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP7631077B2
JP7631077B2 JP2021064858A JP2021064858A JP7631077B2 JP 7631077 B2 JP7631077 B2 JP 7631077B2 JP 2021064858 A JP2021064858 A JP 2021064858A JP 2021064858 A JP2021064858 A JP 2021064858A JP 7631077 B2 JP7631077 B2 JP 7631077B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum alloy
aluminum
space debris
clad plate
core material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021064858A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022160227A (en
Inventor
政弘 西田
宏樹 田中
優輝 愛須
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UACJ Corp
Original Assignee
UACJ Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UACJ Corp filed Critical UACJ Corp
Priority to JP2021064858A priority Critical patent/JP7631077B2/en
Publication of JP2022160227A publication Critical patent/JP2022160227A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7631077B2 publication Critical patent/JP7631077B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、宇宙空間において、宇宙船、人工衛星、宇宙ステーション等をスペースデブリから防護するため設置されるスペースデブリ防護用のバンパー材の製造用のアルミニウムクラッド板材に関する。 The present invention relates to an aluminum clad plate material for manufacturing bumper materials for protecting space debris, which are installed in outer space to protect spacecraft, artificial satellites, space stations, etc. from space debris.

宇宙空間では、スペースデブリが飛翔しているため、宇宙空間において、宇宙船、人工衛星、宇宙ステーション等(以下、総称して、宇宙船等とも記載する。)は、スペースデブリの衝突を受けることになる。そのため、宇宙船等には、スペースデブリの衝突により、船体が損傷することを防ぐために、スペースデブリ防護用のバンパー材が設置されている。 Since space debris flies around in outer space, spacecraft, artificial satellites, space stations, etc. (hereinafter collectively referred to as spacecraft, etc.) are subject to collisions with space debris. For this reason, spacecraft, etc. are equipped with bumper materials for protecting against space debris in order to prevent damage to the hull of the craft due to collisions with space debris.

従来、このスペースデブリ防護用のバンパー材には、打ち上げ時の加速度及び衝撃によって破損しないための強度等の性能が要求されるため、スペースデブリ防護用のバンパー材の材質としては、JIS6061系アルミニウム合金が用いられていた。 Conventionally, the bumper material used to protect space debris must have sufficient strength to withstand the acceleration and impacts that occur during launch, so JIS 6061 aluminum alloys have been used as the material for the bumper.

そして、スペースデブリが、スペースデブリ防護用のバンパー材に衝突すると、二次デブリ(イジェクタ)が生じるため、スペースデブリが増加することになる。例えば、非特許文献1には、宇宙空間でのバンパー材へのスペースデブリの衝突を想定した試験として、JIS6061-T6アルミニウム合金に、スペースデブリを模したアルミニウム合金2017-T4球を高速で衝突させ、衝突によって発生する破片を測定する試験が行われている。そして、この試験では、多数のイジェクタが生じていた。 When space debris collides with a bumper material used to protect against space debris, secondary debris (ejectors) are generated, which leads to an increase in the amount of space debris. For example, Non-Patent Document 1 describes a test conducted to simulate the collision of space debris with a bumper material in outer space, in which an aluminum alloy 2017-T4 ball simulating space debris is collided at high speed with a JIS 6061-T6 aluminum alloy, and the amount of debris generated by the collision is measured. In this test, a large number of ejecta were generated.

「Scaling laws for size distribution of fragments resulting from hypervelocity impacts of aluminum alloy spherical projectiles on thick aluminum alloy targets: Effects of impact velocity and projectile diameter」、International Journal of Impact Engineering 109 (2017) 400-407“Scaling laws for size distribution of fragments resulting from hypervelocity impacts of aluminum alloy spherical projectiles on thick aluminum alloy targets: Effects of impact velocity and projectile diameter”, International Journal of Impact Engineering 109 (2017) 400-407

このように、スペースデブリが、スペースデブリ防護用のバンパー材に衝突して、二次デブリ(イジェクタ)が生じると、スペースデブリが増加することになるため、近年、宇宙開発に関わる宇宙船等においては、スペースデブリ防護用のバンパー材へのスペースデブリの衝突による発生するイジェクタの対策が求められている。 In this way, if space debris collides with space debris protection bumper materials and secondary debris (ejectors) are generated, the amount of space debris will increase. Therefore, in recent years, spacecraft and other space development projects have been required to take measures against ejections caused by collisions of space debris with space debris protection bumper materials.

従って、本発明は、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少ないスペースデブリ防護用のバンパー材の製造用のアルミニウム合金製の板材を提供することにある。 The present invention therefore aims to provide an aluminum alloy plate material for manufacturing bumper materials for protecting against space debris, which have fewer ejections when impacted by space debris.

上記課題は、以下の本発明により解決される。
すなわち、本発明(1)は、アルミニウム合金芯材と、アルミニウム合金皮材と、が積層されているアルミニウム合金クラッド材であり、
該アルミニウム合金芯材は、JIS6061アルミニウム合金からなり、引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であり、
該アルミニウム合金皮材は、該アルミニウム合金芯材より引張強度が低く且つ伸びが大きいアルミニウム合金からなること、
を特徴とするスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材を提供するものである。
The above problems are solved by the present invention described below.
That is, the present invention (1) is an aluminum alloy clad material in which an aluminum alloy core material and an aluminum alloy skin material are laminated,
The aluminum alloy core material is made of JIS 6061 aluminum alloy, has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more,
the aluminum alloy skin material is made of an aluminum alloy having a lower tensile strength and a higher elongation than the aluminum alloy core material;
The present invention provides an aluminum clad plate material for space debris protection, characterized by the above.

また、本発明(2)は、前記アルミニウム合金芯材は、JIS6061-T6アルミニウム合金又はJIS6061-T651からなることを特徴とする(1)のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材を提供するものである。 The present invention (2) also provides an aluminum clad plate material for space debris protection according to (1), characterized in that the aluminum alloy core material is made of JIS 6061-T6 aluminum alloy or JIS 6061-T651.

また、本発明(3)は、前記アルミニウム合金皮材は、JIS1000系アルミニウム合金からなることを特徴とする(1)又は(2)のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材を提供するものである。 The present invention (3) also provides an aluminum clad plate material for protecting space debris according to (1) or (2), characterized in that the aluminum alloy skin material is made of a JIS 1000 series aluminum alloy.

また、本発明(4)は、前記アルミニウム合金皮材は、JIS1050アルミニウム合金からなることを特徴とする(3)のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材を提供するものである。 The present invention (4) also provides an aluminum clad plate material for protecting space debris according to (3), characterized in that the aluminum alloy skin material is made of JIS 1050 aluminum alloy.

また、本発明(5)は、前記アルミニウム合金皮材のクラッド率が5~20%であることを特徴とする(1)~(4)いずれかのスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材を提供するものである。 The present invention (5) also provides an aluminum clad plate material for protecting space debris according to any one of (1) to (4), characterized in that the clad ratio of the aluminum alloy skin material is 5 to 20%.

また、本発明(6)は、スペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法であって、
アルミニウム合金芯材とアルミニウム合金皮材をクラッド圧延する圧延工程と、
アルミニウム合金芯材とアルミニウム合金皮材のクラッド物に対し、溶体化処理及び急冷と、人工時効処理と、を施す熱処理工程と、を有し、
該アルミニウムクラッド板材のアルミニウム合金芯材は、JIS6061アルミニウム合金からなり、引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であり、
該アルミニウムクラッド板材のアルミニウム合金皮材は、該アルミニウム合金芯材より引張強度が低く且つ伸びが大きいアルミニウム合金からなること、
を特徴とするスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法を提供するものである。
The present invention (6) is a method for manufacturing an aluminum clad plate material for space debris protection,
a rolling step of clad-rolling the aluminum alloy core material and the aluminum alloy skin material;
A heat treatment process is performed on the clad material of the aluminum alloy core material and the aluminum alloy skin material, the heat treatment process being a solution treatment, a rapid cooling process, and an artificial aging treatment process.
The aluminum alloy core material of the aluminum clad plate material is made of JIS 6061 aluminum alloy, and has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more;
the aluminum alloy skin material of the aluminum clad plate material is made of an aluminum alloy having a lower tensile strength and a higher elongation than the aluminum alloy core material;
The present invention provides a method for manufacturing an aluminum clad plate material for space debris protection, characterized by the above.

本発明によれば、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少ないスペースデブリ防護用のバンパー材の製造用のアルミニウム合金製の板材を提供することができる。 The present invention provides an aluminum alloy plate material for manufacturing bumper materials for protecting against space debris that have fewer ejections when impacted by space debris.

実施例1の飛翔体衝突試験(1.15km/s)の結果及び比較例1の飛翔体衝突試験(1.77km/s)の結果を示すグラフである。1 is a graph showing the results of a projectile impact test (1.15 km/s) of Example 1 and the results of a projectile impact test (1.77 km/s) of Comparative Example 1. 実施例1の飛翔体衝突試験(1.92km/s)の結果及び比較例1の飛翔体衝突試験(1.77km/s)の結果を示すグラフである。1 is a graph showing the results of a projectile impact test (1.92 km/s) of Example 1 and the results of a projectile impact test (1.77 km/s) of Comparative Example 1. 実施例1の飛翔体衝突試験(1.15km/s)後の板材の飛翔体の衝突部位近傍のX線CT撮影画像である。1 is an X-ray CT image of the vicinity of the projectile impact site of the plate material after a projectile impact test (1.15 km/s) in Example 1. 実施例2の飛翔体衝突試験(1.62km/s)の結果及び比較例1の飛翔体衝突試験(1.77km/s)の結果を示すグラフである。1 is a graph showing the results of a projectile impact test (1.62 km/s) of Example 2 and the results of a projectile impact test (1.77 km/s) of Comparative Example 1. 実施例2の飛翔体衝突試験(2.03km/s)の結果及び比較例1の飛翔体衝突試験(1.77km/s)の結果を示すグラフである。1 is a graph showing the results of a projectile impact test (2.03 km/s) of Example 2 and the results of a projectile impact test (1.77 km/s) of Comparative Example 1.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材は、アルミニウム合金芯材と、アルミニウム合金皮材と、が積層されているアルミニウム合金クラッド材であり、
該アルミニウム合金芯材は、JIS6061アルミニウム合金からなり、引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であり、
該アルミニウム合金皮材は、該アルミニウム合金芯材より引張強度が低く且つ伸びが大きいアルミニウム合金からなること、
を特徴とするスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材である。
The aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is an aluminum alloy clad material in which an aluminum alloy core material and an aluminum alloy skin material are laminated,
The aluminum alloy core material is made of JIS 6061 aluminum alloy, has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more,
the aluminum alloy skin material is made of an aluminum alloy having a lower tensile strength and a higher elongation than the aluminum alloy core material;
This is an aluminum clad plate material for space debris protection, characterized by the following:

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材は、アルミニウム合金芯材と、アルミニウム合金皮材と、が積層されているアルミニウム合金クラッド材である。つまり、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材は、アルミニウム合金芯材と、アルミニウム合金芯材の一方面にクラッドされているアルミニウム合金皮材と、からなる。 The aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is an aluminum alloy clad material in which an aluminum alloy core material and an aluminum alloy skin material are laminated. In other words, the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is composed of an aluminum alloy core material and an aluminum alloy skin material clad on one side of the aluminum alloy core material.

そして、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材は、アルミニウム合金皮材を外側(スペースデブリが衝突する側)にして、スペースデブリ防護用のバンパー材の形状に成形される。つまり、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材は、スペースデブリ防護用のバンパー材を製造するための成形原材料である。 The aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is formed into the shape of a bumper material for protecting space debris, with the aluminum alloy skin facing outward (the side that will be hit by space debris). In other words, the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is a formed raw material for manufacturing a bumper material for protecting space debris.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材に係るアルミニウム合金芯材は、JIS6061アルミニウム合金からなる。JIS6061アルミニウム合金の成分組成は、Si:0.40~0.80質量%、Fe:0.70質量%以下、Cu:0.15~0.40質量%、Mn:0.15質量%以下、Mg:0.80~1.20質量%、Cr:0.04~0.35質量%、Zn:0.25質量%以下、Ti:0.15質量%以下、残部がアルミニウム及び不可避的不純物である。 The aluminum alloy core material of the aluminum clad plate material for space debris protection of the present invention is made of JIS 6061 aluminum alloy. The composition of the JIS 6061 aluminum alloy is as follows: Si: 0.40-0.80 mass%, Fe: 0.70 mass% or less, Cu: 0.15-0.40 mass%, Mn: 0.15 mass% or less, Mg: 0.80-1.20 mass%, Cr: 0.04-0.35 mass%, Zn: 0.25 mass% or less, Ti: 0.15 mass% or less, and the balance is aluminum and unavoidable impurities.

アルミニウム合金芯材の引張強度は295MPa以上であり且つ耐力は245MPa以上である。アルミニウム合金芯材の引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であることにより、打ち上げ時の衝撃及び加速度によって破壊もしくは変形しない。引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であるJIS6061アルミニウム合金としては、JIS6061-T6アルミニウム合金(質調がT6の6061合金)、JIS6061-T651アルミニウム合金(質調がT651の6061合金)が挙げられる。つまり、アルミニウム合金芯材は、JIS6061-T6アルミニウム合金又はJIS6061-T651アルミニウム合金からなる。 The aluminum alloy core material has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more. Because the aluminum alloy core material has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more, it will not break or deform due to the impact and acceleration at the time of launch. Examples of JIS 6061 aluminum alloys having a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more include JIS 6061-T6 aluminum alloy (6061 alloy with T6 temper) and JIS 6061-T651 aluminum alloy (6061 alloy with T651 temper). In other words, the aluminum alloy core material is made of JIS 6061-T6 aluminum alloy or JIS 6061-T651 aluminum alloy.

JIS6061-T6アルミニウム合金は、JIS6061合金の成分組成を有しており、溶体化処理、急冷、および人工時効処理の処理が施された板状のアルミニウム合金である。JIS6061-T6アルミニウム合金は、引張強度が295MPa以上であり、且つ、耐力が245MPa以上である。また、JIS6061-T6アルミニウム合金は、厚さが0.4mm以上0.5mm以下のときの伸びが8%以上であり、厚さが0.5mmを超え6.5mm以下のときの伸びが10%である。 JIS 6061-T6 aluminum alloy is a plate-shaped aluminum alloy that has the chemical composition of JIS 6061 alloy and has been subjected to solution treatment, quenching, and artificial aging treatment. JIS 6061-T6 aluminum alloy has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more. In addition, JIS 6061-T6 aluminum alloy has an elongation of 8% or more when the thickness is 0.4 mm or more and 0.5 mm or less, and an elongation of 10% when the thickness is more than 0.5 mm and 6.5 mm or less.

JIS6061-T651アルミニウム合金は、JIS6061アルミニウム合金の成分組成を有しており、溶体化処理、急冷、引張矯正、人工時効処理の処理が施された板状のアルミニウム合金である。JIS6061-T651アルミニウム合金は、引張強度が295MPa以上であり、且つ、耐力が245MPa以上である。また、JIS6061-T651アルミニウム合金は、厚さが6.5mm以上13.0mm以下のときの伸びが10%であり、厚さが13.0mmを超え25.0mm以下のときの伸びが9%であり、厚さが25.0mmを超え50.0mm以下のときの伸びが8%であり、50.0mmを超え100.0mm以下のときの伸びが6%である。 JIS 6061-T651 aluminum alloy is a plate-shaped aluminum alloy that has the composition of JIS 6061 aluminum alloy and has been subjected to solution treatment, quenching, tensile straightening, and artificial aging treatment. JIS 6061-T651 aluminum alloy has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more. In addition, JIS 6061-T651 aluminum alloy has an elongation of 10% when the thickness is 6.5 mm or more and 13.0 mm or less, an elongation of 9% when the thickness is more than 13.0 mm and 25.0 mm or less, an elongation of 8% when the thickness is more than 25.0 mm and 50.0 mm or less, and an elongation of 6% when the thickness is more than 50.0 mm and 100.0 mm or less.

なお、本発明において、アルミニウム合金板の引張強度、耐力、伸びは、JIS H 4000に準拠して測定される。 In the present invention, the tensile strength, yield strength, and elongation of the aluminum alloy plate are measured in accordance with JIS H 4000.

アルミニウム合金芯材の引張強度は、295MPa以上であり、295~400MPaが好ましく、295~380MPaが特に好ましい。アルミニウム合金芯材の引張強度が上記範囲にあることにより、打ち上げ時の衝撃及び加速度によって破壊されない。 The tensile strength of the aluminum alloy core material is 295 MPa or more, preferably 295 to 400 MPa, and particularly preferably 295 to 380 MPa. When the tensile strength of the aluminum alloy core material is within the above range, it will not be destroyed by the impact and acceleration during launch.

アルミニウム合金芯材の耐力は、245MPaであり、245~360MPaが好ましく、245~300MPaが特に好ましい。アルミニウム合金芯材の耐力が上記範囲にあることにより、打ち上げ時の衝撃及び加速度によって変形しない。 The aluminum alloy core material has a yield strength of 245 MPa, preferably 245 to 360 MPa, and particularly preferably 245 to 300 MPa. With the yield strength of the aluminum alloy core material in the above range, it will not deform due to the impact and acceleration at launch.

SiはMgと共存することで析出強化によりアルミニウム合金の強度を向上させる働きをする。アルミニウム合金芯材のSi含有量は、0.40~0.80質量%であり、0.45~0.75質量%が好ましく、0.50~0.70質量%が特に好ましい。アルミニウム合金芯材のSi含有量が上記範囲にあることにより、アルミニウム合金の強度が高くなる。一方、アルミニウム合金芯材のSi含有量が、上記範囲未満だと、十分な強度が確保できない恐れがあり、また、上記範囲を超えると、粒界割れの原因となり加工性が低下する恐れがある。 When Si coexists with Mg, it works to improve the strength of the aluminum alloy through precipitation strengthening. The Si content of the aluminum alloy core material is 0.40 to 0.80 mass%, preferably 0.45 to 0.75 mass%, and particularly preferably 0.50 to 0.70 mass%. When the Si content of the aluminum alloy core material is within the above range, the strength of the aluminum alloy is increased. On the other hand, if the Si content of the aluminum alloy core material is less than the above range, sufficient strength may not be ensured, and if it exceeds the above range, it may cause grain boundary cracking and reduce workability.

アルミニウム合金芯材のFe含有量が多過ぎると、粗大な晶出物を形成し延性を下げるため、アルミニウム合金芯材のFe含有量は、0.70質量%以下に規制されており、0.60質量%以下に規制されていることが好ましく、0.40質量%以下に規制されていることが特に好ましい。 If the Fe content of the aluminum alloy core material is too high, coarse crystals will form and reduce ductility, so the Fe content of the aluminum alloy core material is restricted to 0.70 mass% or less, preferably 0.60 mass% or less, and particularly preferably 0.40 mass% or less.

Cuは合金中に固溶することでアルミニウム合金の強度を上げる働きをする。アルミニウム合金芯材のCu含有量は、0.15~0.40質量%であり、0.20~0.35質量%が好ましく、0.25~0.30質量%が特に好ましい。アルミニウム合金芯材のCu含有量が上記範囲にあることにより、アルミニウム合金の強度が高くなる。一方、アルミニウム合金芯材のCu含有量が、上記範囲未満だと、十分な強度が確保できない恐れがあり、また、上記範囲を超えると、固溶しきれなくなったCu化合物が破壊の起点となり靭性が低下する恐れがある。 Cu acts to increase the strength of the aluminum alloy by dissolving in the alloy. The Cu content of the aluminum alloy core material is 0.15 to 0.40 mass%, preferably 0.20 to 0.35 mass%, and particularly preferably 0.25 to 0.30 mass%. By having the Cu content of the aluminum alloy core material in the above range, the strength of the aluminum alloy is increased. On the other hand, if the Cu content of the aluminum alloy core material is less than the above range, there is a risk that sufficient strength cannot be ensured, and if it exceeds the above range, there is a risk that Cu compounds that cannot be completely dissolved will become the starting point of fracture, reducing toughness.

Mnはアルミニウム合金の結晶粒を微細にして、強度を向上させる働きを有する。アルミニウム合金芯材のMn含有量は、0.15質量%以下であり、0.12質量%以下が好ましく、0.00質量%を超え0.12質量%以下がより好ましく、0.03~0.10質量%が特に好ましい。アルミニウム合金芯材のMn含有量が、上記範囲を超えると、粗大な晶出物を形成し靭性が低下する。 Mn has the function of refining the crystal grains of the aluminum alloy and improving its strength. The Mn content of the aluminum alloy core material is 0.15 mass% or less, preferably 0.12 mass% or less, more preferably more than 0.00 mass% to 0.12 mass% or less, and particularly preferably 0.03 to 0.10 mass%. If the Mn content of the aluminum alloy core material exceeds the above range, coarse crystals are formed, reducing toughness.

MgはSiと共存することで析出強化によりアルミニウム合金の強度を向上させる働きをする。アルミニウム合金芯材のMg含有量は、0.08~1.20質量%であり、0.75~1.15質量%が好ましく、0.70~1.10質量%が特に好ましい。アルミニウム合金芯材のMg含有量が上記範囲にあることにより、アルミニウム合金の強度が高くなる。一方、アルミニウム合金芯材のMg含有量が、上記範囲未満だと、十分な強度が確保できない恐れがあり、また、上記範囲を超えると、変形抵抗が高くなり製造が困難となる恐れがある。 When Mg coexists with Si, it works to improve the strength of the aluminum alloy through precipitation strengthening. The Mg content of the aluminum alloy core material is 0.08 to 1.20 mass%, preferably 0.75 to 1.15 mass%, and particularly preferably 0.70 to 1.10 mass%. When the Mg content of the aluminum alloy core material is within the above range, the strength of the aluminum alloy is increased. On the other hand, if the Mg content of the aluminum alloy core material is less than the above range, sufficient strength may not be ensured, and if it exceeds the above range, deformation resistance may increase, making manufacturing difficult.

Crはアルミニウム合金の結晶粒を微細にして、強度を向上させる働きを有する。アルミニウム合金芯材のCr含有量は、0.04~0.35質量%であり、0.06~0.30質量%が好ましく、0.08~0.25質量%が特に好ましい。アルミニウム合金芯材のCr含有量が上記範囲にあることにより、アルミニウム合金の結晶粒が微細になり、アルミニウム合金の強度が高くなる。一方、アルミニウム合金芯材のCr含有量が、上記範囲未満だと、結晶粒が粗大となり靭性が低下する恐れがあり、また、上記範囲を超えると、焼入れ感受性が敏感となり十分な強度が確保できなくなる恐れがある。 Cr has the function of refining the crystal grains of the aluminum alloy and improving its strength. The Cr content of the aluminum alloy core material is 0.04 to 0.35 mass%, preferably 0.06 to 0.30 mass%, and particularly preferably 0.08 to 0.25 mass%. When the Cr content of the aluminum alloy core material is within the above range, the crystal grains of the aluminum alloy become finer and the strength of the aluminum alloy increases. On the other hand, if the Cr content of the aluminum alloy core material is less than the above range, the crystal grains may become coarse and the toughness may decrease, and if it exceeds the above range, the quenching sensitivity may become high and sufficient strength may not be ensured.

Znは強度向上に寄与するMgを消費して化合物を形成するので、アルミニウム合金芯材のZn含有量が多過ぎると、アルミニウム合金の強度が低くなり過ぎるため、アルミニウム合金芯材のZn含有量は、0.25質量%以下に規制されており、0.20質量%以下に規制されていることが好ましい。 Zn forms compounds by consuming Mg, which contributes to improving strength. Therefore, if the Zn content of the aluminum alloy core material is too high, the strength of the aluminum alloy becomes too low. Therefore, the Zn content of the aluminum alloy core material is restricted to 0.25% by mass or less, and preferably 0.20% by mass or less.

Tiはアルミニウム合金鋳塊の結晶粒を微細化して、強度を向上させる働きを有するが、アルミニウム合金芯材のTi含有量が多過ぎると粗大な晶出物を形成し、靭性が低下する恐れがあるので、アルミニウム合金芯材のTi含有量は、0.15質量%以下であり、0.12質量%以下が好ましく、0.00質量%を超え0.12質量%以下がより好ましく、0.00質量%を超え0.10質量%以下が特に好ましい。 Ti has the effect of refining the crystal grains of aluminum alloy ingots and improving their strength, but if the Ti content of the aluminum alloy core material is too high, coarse crystals may form and toughness may decrease, so the Ti content of the aluminum alloy core material is 0.15 mass% or less, preferably 0.12 mass% or less, more preferably more than 0.00 mass% and 0.12 mass% or less, and particularly preferably more than 0.00 mass% and 0.10 mass% or less.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材に係るアルミニウム合金皮材は、アルミニウム合金芯材より引張強度が低く且つ伸びが大きいアルミニウム合金からなる。 The aluminum alloy skin material of the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is made of an aluminum alloy that has a lower tensile strength and a higher elongation than the aluminum alloy core material.

アルミニウム合金皮材は、アルミニウム合金芯材より引張強度が低く、好ましくは195MPa以上低く、特に好ましくは200~340MPa低い。つまり、アルミニウム合金芯材の引張強度とアルミニウム合金皮材の引張強度の差(アルミニウム合金芯材の引張強度-アルミニウム合金皮材の引張強度)は、0MPaを超え、好ましくは195MPa以上であり、特に好ましくは200~340MPaである。 The aluminum alloy skin material has a lower tensile strength than the aluminum alloy core material, preferably at least 195 MPa lower, and particularly preferably 200 to 340 MPa lower. In other words, the difference between the tensile strength of the aluminum alloy core material and the tensile strength of the aluminum alloy skin material (tensile strength of aluminum alloy core material - tensile strength of aluminum alloy skin material) exceeds 0 MPa, and is preferably at least 195 MPa, and particularly preferably 200 to 340 MPa.

また、アルミニウム合金皮材は、アルミニウム合金芯材より伸びが大きく、好ましくは12%以上大きく、特に好ましくは12~32%大きい。つまり、アルミニウム合金皮材の伸びとアルミニウム合金芯材の伸びの差(アルミニウム合金皮材の伸び-アルミニウム合金芯材の伸び)は、0%を超え、好ましくは12%以上であり、特に好ましくは12~32%である。 The aluminum alloy skin material also has a greater elongation than the aluminum alloy core material, preferably at least 12%, and particularly preferably 12-32% greater. In other words, the difference between the elongation of the aluminum alloy skin material and the elongation of the aluminum alloy core material (elongation of the aluminum alloy skin material - elongation of the aluminum alloy core material) exceeds 0%, and is preferably at least 12%, and particularly preferably 12-32%.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材では、アルミニウム合金芯材の引張強度とアルミニウム合金皮材の引張強度の差が上記範囲にあり、且つ、アルミニウム合金皮材の伸びとアルミニウム合金芯材の伸びの差が上記範囲にあることにより、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少なくなる。 In the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention, the difference in tensile strength between the aluminum alloy core material and the aluminum alloy skin material is within the above range, and the difference in elongation between the aluminum alloy skin material and the aluminum alloy core material is also within the above range, so that ejections are reduced when space debris collides.

アルミニウム合金皮材の引張強度は、好ましくは60~100MPa、特に好ましくは65~95MPaである。また、アルミニウム合金皮材の伸びは、好ましくは28~45%、特に好ましくは30~40%である。アルミニウム合金皮材の引張強度及び伸びが上記範囲にあることにより、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少なくなるとの効果を得易くなる。 The tensile strength of the aluminum alloy skin material is preferably 60 to 100 MPa, and particularly preferably 65 to 95 MPa. The elongation of the aluminum alloy skin material is preferably 28 to 45%, and particularly preferably 30 to 40%. By having the tensile strength and elongation of the aluminum alloy skin material within the above ranges, it becomes easier to achieve the effect of reducing ejecta when space debris impacts.

アルミニウム合金皮材の耐力は、好ましくは20~100MPa、特に好ましくは25~80MPaである。アルミニウム合金皮材の耐力が上記範囲にあることにより、スペースデブリが衝突した時にイジェクタが少なくなる効果を得易くなる。 The yield strength of the aluminum alloy skin material is preferably 20 to 100 MPa, and particularly preferably 25 to 80 MPa. By having the yield strength of the aluminum alloy skin material within the above range, it becomes easier to achieve the effect of reducing ejecta when space debris collides.

アルミニウム合金皮材の成分組成は、上記引張強度及び伸びを満たすことができるものであれば、特に制限されず、適宜選択される。 The composition of the aluminum alloy skin material is not particularly limited and may be selected as appropriate, so long as it satisfies the above tensile strength and elongation requirements.

アルミニウム合金皮材を構成するアルミニウム合金としては、JIS1000系アルミニウム合金が挙げられ、JIS1050合金が好ましい。 The aluminum alloy that constitutes the aluminum alloy skin material includes JIS 1000 series aluminum alloys, with JIS 1050 alloy being preferred.

JIS1000系アルミニウム合金とは、JIS H 4000に記載されているアルミニウム合金のうち、1から始まる合金番号の合金の総称であり、JIS1000系アルミニウム合金は、Al純度が99.0質量%以上である。 JIS 1000 series aluminum alloys are a general term for aluminum alloys with alloy numbers starting with 1 among those listed in JIS H 4000, and JIS 1000 series aluminum alloys have an Al purity of 99.0 mass% or more.

JIS1050アルミニウム合金の成分組成は、Si:0.25質量%以下、Fe:0.40質量%以下、Cu:0.05質量%以下、Mn:0.05質量%以下、Mg:0.05質量%以下、Zn:0.05質量%以下、Ti:0.03質量%以下、残部がアルミニウム及び不可避的不純物である。 The chemical composition of JIS 1050 aluminum alloy is: Si: 0.25% by mass or less, Fe: 0.40% by mass or less, Cu: 0.05% by mass or less, Mn: 0.05% by mass or less, Mg: 0.05% by mass or less, Zn: 0.05% by mass or less, Ti: 0.03% by mass or less, with the remainder being aluminum and unavoidable impurities.

アルミニウム合金皮材を構成するアルミニウム合金中のSi、Fe、Cu、Mn、Mg及びZnは、製造上使用される原料に混入し得る不純物である。アルミニウム合金皮材を構成するアルミニウム合金中、Si含有量は1.00質量%以下、Fe含有量は1.00質量%以下、Cu含有量は0.10質量%以下、Mn含有量は0.10質量%以下、Mg含有量は0.10質量%以下、Zn含有量は0.10質量%以下、且つ、Si及びFeの合計含有量が1.00質量%以下であることが好ましい。アルミニウム合金皮材を構成するアルミニウム合金中、Si含有量は0.25質量%以下が特に好ましく、Fe含有量は0.40質量%以下が特に好ましく、Cu含有量は0.05質量%以下が特に好ましく、Mn含有量は0.10質量%以下が特に好ましく、Mg含有量は0.05質量%以下が特に好ましく、Zn含有量は0.05質量%以下が特に好ましい。 The Si, Fe, Cu, Mn, Mg and Zn in the aluminum alloy constituting the aluminum alloy skin material are impurities that may be mixed into the raw materials used in manufacturing. In the aluminum alloy constituting the aluminum alloy skin material, it is preferable that the Si content is 1.00 mass% or less, the Fe content is 1.00 mass% or less, the Cu content is 0.10 mass% or less, the Mn content is 0.10 mass% or less, the Mg content is 0.10 mass% or less, the Zn content is 0.10 mass% or less, and the total content of Si and Fe is 1.00 mass% or less. In the aluminum alloy constituting the aluminum alloy skin material, it is particularly preferable that the Si content is 0.25 mass% or less, the Fe content is 0.40 mass% or less, the Cu content is 0.05 mass% or less, the Mn content is 0.10 mass% or less, the Mg content is 0.05 mass% or less, and the Zn content is 0.05 mass% or less.

Tiはアルミニウム合金鋳塊の結晶粒を微細化して、強度を向上させる働きを有する。アルミニウム合金皮材を構成するアルミニウム合金のTi含有量は、多過ぎると粗大な晶出物を形成し、靭性が低下する恐れがあるので、0.10質量%以下が好ましく、0.05質量%以下が特に好ましい。 Ti has the function of refining the crystal grains of the aluminum alloy ingot and improving its strength. If the Ti content of the aluminum alloy that constitutes the aluminum alloy skin material is too high, coarse crystals may form and the toughness may decrease, so the Ti content is preferably 0.10 mass% or less, and particularly preferably 0.05 mass% or less.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材において、アルミニウム合金皮材のクラッド率は、好ましくは5~20%、特に好ましくは10~15%である。アルミニウム合金皮材のクラッド率が上記範囲にあることにより、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少なくなるとの効果を得易くなる。スペースデブリ防護用のバンパー材として用いられるアルミニウムクラッド材の厚みは、通常、0.50~20.0mm程度であるので、アルミニウム合金皮材のクラッド率が上記範囲にあることにより、アルミニウム合金皮材の厚みが、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少なくなる効果を得るのに適した0.025~4.0mm、好ましくは0.050~3.0mmとなる。また、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材において、アルミニウム合金皮材の厚みは、好ましくは0.025~4.0mm、特に好ましくは0.050~3.0mmである。 In the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention, the cladding ratio of the aluminum alloy skin material is preferably 5 to 20%, and particularly preferably 10 to 15%. By having the cladding ratio of the aluminum alloy skin material in the above range, it becomes easier to obtain the effect of reducing ejecta when space debris collides. The thickness of the aluminum clad material used as a bumper material for protecting space debris is usually about 0.50 to 20.0 mm, so by having the cladding ratio of the aluminum alloy skin material in the above range, the thickness of the aluminum alloy skin material becomes 0.025 to 4.0 mm, preferably 0.050 to 3.0 mm, which is suitable for obtaining the effect of reducing ejecta when space debris collides. In addition, in the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention, the thickness of the aluminum alloy skin material is preferably 0.025 to 4.0 mm, and particularly preferably 0.050 to 3.0 mm.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材では、アルミニウム合金皮材の引張強度が、アルミニウム合金芯材の引張強度より低く、好ましくは195MPa以上低く、特に好ましくは200~340MPa低く、且つ、アルミニウム合金皮材の伸びが、アルミニウム合金芯材の伸びより大きく、好ましくは12%以上大きく、特に好ましくは12~32%大きいことにより、スペースデブリが衝突した時に、衝突部位近くの皮材が芯材からはがれて反り返るように変形するが、剥がれることと変形することにエネルギーが消費されると考えられ、そのことにより、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少なくなると推測される。 In the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention, the tensile strength of the aluminum alloy skin material is lower than the tensile strength of the aluminum alloy core material, preferably at least 195 MPa lower, and particularly preferably 200 to 340 MPa lower, and the elongation of the aluminum alloy skin material is greater than the elongation of the aluminum alloy core material, preferably at least 12% higher, and particularly preferably 12 to 32% higher. When space debris collides, the skin material near the impact site peels off from the core material and deforms by warping, but it is believed that energy is consumed in the peeling and deformation, which is presumably why there are fewer ejecta when space debris collides.

また、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材では、アルミニウム合金皮材のクラッド率が、5~20%、好ましくは10~15%であることにより、図3に示すように、スペースデブリが衝突したときに、衝突部位近くの皮材が、芯材から剥がれて反り返るように変形する(図3中の丸囲み部分)。そのため、剥がれることと変形することにエネルギーが消費されると考えられ、そのために、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少なくなる効果が高まると推測される。 In addition, in the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention, the cladding ratio of the aluminum alloy skin material is 5-20%, preferably 10-15%, so that when space debris collides, as shown in Figure 3, the skin material near the impact site peels off from the core material and deforms by warping (circled area in Figure 3). Therefore, it is believed that energy is consumed in the peeling and deformation, which is believed to enhance the effect of reducing ejecta when space debris collides.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の引張強度は、好ましくは248MPa以上、より好ましくは248~380MPa、特に好ましくは257~366MPaである。本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の厚みは、好ましくは0.50~20.0mm、より好ましくは0.70~19.0mm、特に好ましくは1.0~18.0mmである。 The tensile strength of the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is preferably 248 MPa or more, more preferably 248 to 380 MPa, and particularly preferably 257 to 366 MPa. The thickness of the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is preferably 0.50 to 20.0 mm, more preferably 0.70 to 19.0 mm, and particularly preferably 1.0 to 18.0 mm.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法は、スペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法であって、
アルミニウム合金芯材とアルミニウム合金皮材をクラッド圧延する圧延工程と、
アルミニウム合金芯材とアルミニウム合金皮材のクラッド物に対し、溶体化処理及び急冷と、人工時効処理と、を施す熱処理工程と、を有し、
該アルミニウムクラッド板材のアルミニウム合金芯材は、JIS6061アルミニウム合金からなり、引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であり、
該アルミニウムクラッド板材のアルミニウム合金皮材は、該アルミニウム合金芯材より引張強度が低く且つ伸びが大きいアルミニウム合金からなること、
を特徴とするスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法である。
The manufacturing method of an aluminum clad plate material for protecting space debris according to the present invention is a manufacturing method of an aluminum clad plate material for protecting space debris,
a rolling step of clad-rolling the aluminum alloy core material and the aluminum alloy skin material;
A heat treatment process is performed on the clad material of the aluminum alloy core material and the aluminum alloy skin material, the heat treatment process being a solution treatment, a rapid cooling process, and an artificial aging treatment process.
The aluminum alloy core material of the aluminum clad plate material is made of JIS 6061 aluminum alloy, and has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more;
the aluminum alloy skin material of the aluminum clad plate material is made of an aluminum alloy having a lower tensile strength and a higher elongation than the aluminum alloy core material;
This is a manufacturing method of an aluminum clad plate material for space debris protection, characterized by the above.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法は、少なくとも、圧延工程と、熱処理工程と、を有する。 The manufacturing method of the present invention for producing aluminum clad plate material for space debris protection includes at least a rolling process and a heat treatment process.

圧延工程は、アルミニウム合金芯材用の鋳塊及びアルミニウム合金皮材用の鋳塊を重ね合わせて、熱間圧延し、アルミニウム合金芯材にアルミニウム合金皮材をクラッドする工程である。 The rolling process involves stacking an ingot for the aluminum alloy core material and an ingot for the aluminum alloy skin material, hot rolling them, and cladding the aluminum alloy skin material onto the aluminum alloy core material.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法に係る圧延工程では、芯材及び皮材に用いる所望の成分組成を有するアルミニウム合金鋳塊を、それぞれ、溶解、鋳造することによって作製された、アルミニウム合金芯材用の鋳塊及びアルミニウム合金皮材用の鋳塊を、重ね合わせ、熱間圧延する。 In the rolling process of the present invention, which is a method for manufacturing an aluminum clad plate material for space debris protection, aluminum alloy ingots having the desired component compositions to be used for the core material and the skin material are melted and cast, respectively, to produce an aluminum alloy ingot for the aluminum alloy core material and an aluminum alloy ingot for the aluminum alloy skin material. These ingots are then stacked and hot rolled.

アルミニウム合金芯材用の鋳塊の成分組成は、JIS6061アルミニウム合金の成分組成である。また、アルミニウム合金皮材用の鋳塊の成分組成は、所定の引張強度及び伸びを有する皮材が得られる成分組成であれば、特に制限されず、好ましくはJIS1000系アルミニウム合金の成分組成であり、特に好ましくはJIS1050アルミニウム合金の成分組成である。なお、JIS6061アルミニウム合金の成分組成、JIS1000系アルミニウム合金の成分組成及びJIS1050アルミニウム合金の成分組成は、前記の通りである。 The composition of the ingot for the aluminum alloy core material is that of JIS 6061 aluminum alloy. The composition of the ingot for the aluminum alloy skin material is not particularly limited as long as it is a composition that can produce a skin material with a predetermined tensile strength and elongation, and is preferably that of a JIS 1000 series aluminum alloy, and particularly preferably that of a JIS 1050 aluminum alloy. The composition of the JIS 6061 aluminum alloy, the composition of the JIS 1000 series aluminum alloy, and the composition of the JIS 1050 aluminum alloy are as described above.

鋳塊の作製における溶解、鋳造の方法は、特に限定されるものではなく通常の方法が用いられる。 The melting and casting methods for producing the ingots are not particularly limited, and conventional methods can be used.

また、芯材用鋳塊及び皮材用鋳塊を、必要に応じて、均質化処理する。均質化処理の好ましい温度範囲は、470~590℃であり、均質化処理時間は2~20時間である。 The core ingot and the skin ingot are homogenized as necessary. The preferred temperature range for the homogenization is 470 to 590°C, and the homogenization time is 2 to 20 hours.

鋳造した芯材用鋳塊及び皮材用鋳塊を面削した後、所定の厚さにし、芯材用鋳塊の一方の面に、皮材用鋳塊を重ね合わせる。そして、重ね合わせた芯材用鋳塊及び皮材用鋳塊を、200~550℃、好ましくは250~500℃で熱間圧延する。熱間圧延では、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の板厚、好ましくは0.5~50mm、特に好ましくは1~40mmの板厚となるまで圧延を行う。 The cast core and skin ingots are milled to a specified thickness, and the skin ingot is then superimposed on one side of the core ingot. The superimposed core and skin ingots are then hot rolled at 200 to 550°C, preferably 250 to 500°C. The hot rolling is continued until the thickness of the aluminum clad plate material for space debris protection of the present invention is reached, preferably 0.5 to 50 mm, and particularly preferably 1 to 40 mm.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法に係る熱処理工程では、アルミニウム合金芯材にアルミニウム合金皮材がクラッドされた板状のクラッド物に対し、溶体化処理及び急冷と、人工時効処理と、を施す工程である。 The heat treatment process in the manufacturing method of the aluminum clad plate material for space debris protection of the present invention is a process in which a plate-shaped clad material in which an aluminum alloy skin material is clad around an aluminum alloy core material is subjected to solution treatment, rapid cooling, and artificial aging treatment.

熱処理工程では、先ず、圧延工程を行い得られたアルミニウム合金芯材にアルミニウム合金皮材がクラッドされたクラッド物を、400~600℃、好ましくは450~560℃で、0.1~20時間、好ましくは0.5~10時間加熱して、溶体化処理を行い、溶体化処理を行ったクラッド物を、急冷する。クラッド物の冷却速度は、好ましくは10~500℃/秒である。クラッド物の急冷には、通常、水冷が用いられる。 In the heat treatment process, first, the clad material, in which the aluminum alloy skin material is clad on the aluminum alloy core material obtained by the rolling process, is heated at 400 to 600°C, preferably 450 to 560°C, for 0.1 to 20 hours, preferably 0.5 to 10 hours to perform a solution treatment, and the solution-treated clad material is then quenched. The cooling rate of the clad material is preferably 10 to 500°C/sec. Water cooling is usually used to quench the clad material.

熱処理工程では、次いで、アルミニウム合金芯材にアルミニウム合金皮材がクラッドされたクラッド物を、100~250℃、好ましくは110~200℃で、1~48時間、好ましくは2~24時間加熱して、時効処理を行う。 In the heat treatment process, the clad product, in which the aluminum alloy skin material is clad around the aluminum alloy core material, is then heated at 100 to 250°C, preferably 110 to 200°C, for 1 to 48 hours, preferably 2 to 24 hours, to perform aging treatment.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法では、圧延工程及び熱処理工程以外に、必要に応じて、引張矯正を行ってもよい。 In the manufacturing method of the present invention for aluminum clad plate material for space debris protection, in addition to the rolling and heat treatment processes, tensile straightening may be performed as necessary.

そして、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法を行うことにより、アルミニウム合金芯材と、アルミニウム合金芯材の一方の面にクラッドされたアルミニウム合金皮材と、からなるアルミニウムクラッド板材を得る。本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法を行い得られるアルミニウムクラッド板材のアルミニウム合金芯材は、JIS6061アルミニウム合金からなり、引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であり、且つ、アルミニウムクラッド板材のアルミニウム合金皮材は、アルミニウム合金芯材より引張強度が低く且つ伸びが大きいアルミニウム合金からなる。つまり、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法により、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材が得られる。 Then, by carrying out the manufacturing method of the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention, an aluminum clad plate material is obtained that is composed of an aluminum alloy core material and an aluminum alloy skin material clad on one side of the aluminum alloy core material. The aluminum alloy core material of the aluminum clad plate material obtained by carrying out the manufacturing method of the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention is made of JIS 6061 aluminum alloy and has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more, and the aluminum alloy skin material of the aluminum clad plate material is made of an aluminum alloy that has a lower tensile strength and a higher elongation than the aluminum alloy core material. In other words, the manufacturing method of the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention allows the aluminum clad plate material for protecting space debris of the present invention to be obtained.

本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法を行い得られるアルミニウムクラッド板材に係るアルミニウム合金芯材及びアルミニウム合金皮材は、本発明のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材に係るアルミニウム合金芯材及びアルミニウム合金皮材と同様である。 The aluminum alloy core material and aluminum alloy skin material of the aluminum clad plate material obtained by the manufacturing method of the aluminum clad plate material for space debris protection of the present invention are the same as the aluminum alloy core material and aluminum alloy skin material of the aluminum clad plate material for space debris protection of the present invention.

以下に、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples shown below.

(実施例1)
<アルミニウムクラッド板材の製造>
連続鋳造により、表1に示す成分組成を有する芯材用鋳塊及び皮材用鋳塊を作製した。次いで、芯材用鋳塊を均質化した後面削を施し、芯材用鋳塊の板厚を所定の厚さとした。次いで、皮材用鋳塊に熱間圧延を行い、皮材用鋳塊の板厚を所定の厚さとした。このようにして得られた芯材用鋳塊に皮材用鋳塊を重ね合わせ、重ね合わせ物に熱間圧延を行い、芯材用鋳塊と皮材用鋳塊とを接合し、板厚17.0mmまで熱間圧延を行った。
次いで、得られたクラッド物を、530℃で2時間溶体化処理を行った後、水冷した。次いで、160℃で18時間時効処理を行って、アルミニウムクラッド板材Aを得た。このときアルミニウムクラッド板材Aの皮材のクラッド率は10%であった。
また、アルミニウムクラッド板材Aを構成しているアルミニウム合金芯材及びアルミニウム合金皮材、それぞれの引張強度、耐力及び伸びを求めた。その結果を表2に示す。
次いで、得られたアルミニウムクラッド板材Aを試験材として、その飛翔体衝突試験(飛翔体の衝突速度1.15km/s及び1.92km/s)を行った。その結果を図1及び図2に示す。また、飛翔体の衝突速度1.15km/sでの飛翔体衝突試験後の板材の飛翔体の衝突部位近傍を、X線CT撮影した。その結果を図3に示す。
Example 1
<Production of Aluminum Clad Sheet Material>
By continuous casting, a core ingot and a skin ingot having the composition shown in Table 1 were produced. The core ingot was then homogenized and then face-cut to obtain a predetermined thickness. The skin ingot was then hot-rolled to obtain a predetermined thickness. The skin ingot was then stacked on the core ingot obtained in this manner, and the stack was hot-rolled to join the core ingot and the skin ingot, and hot-rolled to a thickness of 17.0 mm.
The obtained clad product was then subjected to a solution treatment at 530° C. for 2 hours, followed by water cooling. Then, an aging treatment was performed at 160° C. for 18 hours to obtain an aluminum clad plate material A. At this time, the clad ratio of the skin material of the aluminum clad plate material A was 10%.
The tensile strength, yield strength and elongation were also measured for the aluminum alloy core material and the aluminum alloy skin material constituting the aluminum clad plate material A. The results are shown in Table 2.
Next, a projectile impact test (projectile impact speeds of 1.15 km/s and 1.92 km/s) was conducted on the aluminum clad plate A obtained as a test material. The results are shown in Figures 1 and 2. In addition, the vicinity of the projectile impact site of the plate after the projectile impact test at a projectile impact speed of 1.15 km/s was photographed by X-ray CT. The results are shown in Figure 3.

<物性測定用試料の作製>
上記とは別に、表1に示す成分組成を有する芯材用鋳塊を作製した。次いで、芯材用鋳塊を均質化した後面削を施し、芯材用鋳塊の板厚を所定の厚さとした。
次いで、このようにして得られた芯材用鋳塊を、板厚2.0mmに板厚まで熱間圧延を行った。
次いで、得られた熱間圧延物を、530℃で2時間溶体化処理を行った後、水冷した。次いで、160℃で18時間時効処理を行って、物性測定用芯材試料Bを得た。
また、上記とは別に、表1に示す成分組成を有する皮材用鋳塊を作製した。次いで、皮材用鋳塊に熱間圧延を行い、皮材用鋳塊の板厚を2.0mmの厚さとした。
次いで、得られた熱間圧延物を、530℃で2時間溶体化処理を行った後、水冷した。次いで、160℃で18時間時効処理を行って、物性測定用皮材試料Cを得た。
次いで、物性測定用芯材試料B及び物性測定用皮材試料Cの引張強度、耐力及び伸びを測定した。その結果を表2に示す。
<Preparation of samples for measuring physical properties>
Separately from the above, a core ingot was produced having the composition shown in Table 1. Next, the core ingot was homogenized and then surface-machined to give the core ingot a predetermined thickness.
Next, the thus obtained core ingot was hot rolled to a plate thickness of 2.0 mm.
The hot-rolled product was then subjected to a solution treatment at 530° C. for 2 hours, followed by water cooling, and then aging treatment at 160° C. for 18 hours to obtain a core material sample B for measuring physical properties.
Separately from the above, an ingot for skin material was produced having the composition shown in Table 1. Next, the ingot for skin material was hot-rolled to a plate thickness of 2.0 mm.
The hot-rolled product was then subjected to a solution treatment at 530° C. for 2 hours, followed by water cooling. Then, an aging treatment was performed at 160° C. for 18 hours to obtain a skin material sample C for measuring physical properties.
Next, the tensile strength, yield strength and elongation of the core material sample B for physical property measurement and the skin material sample C for physical property measurement were measured. The results are shown in Table 2.

<飛翔体衝突試験>
φ2.4~2.5mmのA2017アルミニウム球体を飛翔体とし、1.15~2.03km/sの速さに加速した飛翔体を、試験材に対し垂直向きに衝突させた。飛散したイジェクタを回収し、イジェクタ径(イジェクタの最も長い部分の長さと定義する)が飛翔体径の1/5以上であるイジェクタの数を数えた。イジェクタ径は飛翔体の径に比例し、イジェクタ数は飛翔体速度の1.5乗に比例する(相似則)が知られているため(非特許文献1)、「(イジェクタ径)/(飛翔体径)」ごとの「(イジェクタ数)/(飛翔体速度)1.5」を比較した。
<Projectile impact test>
A2017 aluminum spheres with a diameter of 2.4 to 2.5 mm were used as projectiles, and the projectiles were accelerated to a speed of 1.15 to 2.03 km/s and collided vertically with the test material. The scattered ejecta were collected, and the number of ejecta whose ejecta diameter (defined as the length of the longest part of the ejecta) was 1/5 or more of the projectile diameter was counted. Since it is known that the ejecta diameter is proportional to the projectile diameter, and the number of ejecta is proportional to the 1.5th power of the projectile speed (similarity law) (Non-Patent Document 1), "(ejector number)/(projectile speed) 1.5 " for each "(ejector diameter)/(projectile diameter)" was compared.

(実施例2)
皮材のクラッド率が15%となるように、芯材用鋳塊及び皮材用鋳塊の厚みを調節すること以外は、実施例1と同様に行い、アルミニウムクラッド板材Bを得た。
次いで、飛翔体の衝突速度を表3に示す衝突速度とすること以外は、実施例1と同様に、アルミニウムクラッド板材Bの飛翔体衝突試験を行った。その結果を図4及び図5に示す。
Example 2
An aluminum clad plate material B was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thicknesses of the core ingot and the skin ingot were adjusted so that the clad ratio of the skin material was 15%.
Next, a projectile impact test was carried out on the aluminum clad plate material B in the same manner as in Example 1, except that the impact velocity of the projectile was set to the impact velocity shown in Table 3. The results are shown in Figs. 4 and 5.

(比較例1)
連続鋳造により、表1に示す成分組成を有する芯材用鋳塊を作製した。次いで、芯材用鋳塊を均質化した後面削を施し、芯材用鋳塊の板厚を所定の厚さとした。
次いで、このようにして得られた芯材用鋳塊を、板厚17.0mmに板厚まで熱間圧延を行った。
次いで、得られた熱間圧延物を、530℃で2時間溶体化処理を行った後、水冷した。次いで、160℃で18時間時効処理を行って、アルミニウム板材aを得た。
次いで、飛翔体の衝突速度を表3に示す衝突速度とすること以外は、実施例1と同様に、アルミニウム板材aの飛翔体衝突試験を行った。その結果を図1、図2、図4及び図5に示す。
(Comparative Example 1)
By continuous casting, a core ingot having the composition shown in Table 1 was produced. Next, the core ingot was homogenized and then surface-machined to a predetermined thickness.
Next, the thus obtained core ingot was hot rolled to a plate thickness of 17.0 mm.
The hot-rolled product was then subjected to a solution treatment at 530° C. for 2 hours, followed by water cooling. Then, an aging treatment was performed at 160° C. for 18 hours to obtain an aluminum sheet material a.
Next, a projectile impact test was carried out on the aluminum plate material a in the same manner as in Example 1, except that the impact velocity of the projectile was set to the impact velocity shown in Table 3. The results are shown in Figures 1, 2, 4, and 5.

Figure 0007631077000001
*表中、「-」は検出下限値以下であることを示す。
Figure 0007631077000001
*In the table, "-" indicates that the value was below the lower detection limit.

Figure 0007631077000002
Figure 0007631077000002

Figure 0007631077000003
Figure 0007631077000003

図1、図2、図4及び図5より、本発明例である実施例1及び2は、比較例1に比べ、飛翔体の衝突によるイジェクタの発生数が少ないことから、スペースデブリが衝突したときにイジェクタが少なくなることがわかった。 From Figures 1, 2, 4 and 5, it was found that in Examples 1 and 2 of the present invention, the number of ejections caused by collisions of flying objects is smaller than in Comparative Example 1, and therefore fewer ejections are generated when space debris collides.

Claims (6)

アルミニウム合金芯材と、アルミニウム合金皮材と、が積層されているアルミニウム合金クラッド材であり、
該アルミニウム合金芯材は、JIS6061アルミニウム合金からなり、引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であり、
該アルミニウム合金皮材は、該アルミニウム合金芯材より引張強度が低く且つ伸びが大きいアルミニウム合金からなること、
を特徴とするスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材。
An aluminum alloy clad material in which an aluminum alloy core material and an aluminum alloy skin material are laminated,
The aluminum alloy core material is made of JIS 6061 aluminum alloy, has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more,
the aluminum alloy skin material is made of an aluminum alloy having a lower tensile strength and a higher elongation than the aluminum alloy core material;
An aluminum clad plate material for space debris protection, characterized by:
前記アルミニウム合金芯材は、JIS6061-T6アルミニウム合金又はJIS6061-T651からなることを特徴とする請求項1記載のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材。 The aluminum clad plate material for space debris protection according to claim 1, characterized in that the aluminum alloy core material is made of JIS 6061-T6 aluminum alloy or JIS 6061-T651. 前記アルミニウム合金皮材は、JIS1000系アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項1又は2記載のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材。 The aluminum clad plate material for space debris protection according to claim 1 or 2, characterized in that the aluminum alloy skin material is made of a JIS 1000 series aluminum alloy. 前記アルミニウム合金皮材は、JIS1050アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項3記載のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材。 The aluminum clad plate material for space debris protection according to claim 3, characterized in that the aluminum alloy skin material is made of JIS 1050 aluminum alloy. 前記アルミニウム合金皮材のクラッド率が5~20%であることを特徴とする請求項1~4いずれか1項記載のスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材。 An aluminum clad plate material for protecting space debris according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the clad ratio of the aluminum alloy skin material is 5 to 20%. スペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法であって、
アルミニウム合金芯材とアルミニウム合金皮材をクラッド圧延する圧延工程と、
アルミニウム合金芯材とアルミニウム合金皮材のクラッド物に対し、溶体化処理及び急冷と、人工時効処理と、を施す熱処理工程と、を有し、
該アルミニウムクラッド板材のアルミニウム合金芯材は、JIS6061アルミニウム合金からなり、引張強度が295MPa以上であり且つ耐力が245MPa以上であり、
該アルミニウムクラッド板材のアルミニウム合金皮材は、該アルミニウム合金芯材より引張強度が低く且つ伸びが大きいアルミニウム合金からなること、
を特徴とするスペースデブリ防護用のアルミニウムクラッド板材の製造方法。
A method for manufacturing an aluminum clad plate material for space debris protection, comprising the steps of:
a rolling step of clad-rolling the aluminum alloy core material and the aluminum alloy skin material;
A heat treatment process is performed on the clad material of the aluminum alloy core material and the aluminum alloy skin material, the heat treatment process being a solution treatment, a rapid cooling process, and an artificial aging treatment process.
The aluminum alloy core material of the aluminum clad plate material is made of JIS 6061 aluminum alloy, and has a tensile strength of 295 MPa or more and a yield strength of 245 MPa or more;
the aluminum alloy skin material of the aluminum clad plate material is made of an aluminum alloy having a lower tensile strength and a higher elongation than the aluminum alloy core material;
A manufacturing method of an aluminum clad plate material for protecting space debris, characterized by the above.
JP2021064858A 2021-04-06 2021-04-06 Aluminum clad plate material for space debris protection and its manufacturing method Active JP7631077B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021064858A JP7631077B2 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Aluminum clad plate material for space debris protection and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021064858A JP7631077B2 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Aluminum clad plate material for space debris protection and its manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022160227A JP2022160227A (en) 2022-10-19
JP7631077B2 true JP7631077B2 (en) 2025-02-18

Family

ID=83657623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021064858A Active JP7631077B2 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Aluminum clad plate material for space debris protection and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7631077B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230135078A (en) * 2020-12-28 2023-09-22 알로이 엔터프라이지스, 인크. Heterogeneous foil homogenization for light alloy metal parts

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330536A (en) 2004-05-19 2005-12-02 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy clad sheet for caulking, its manufacturing method, and terminal made of aluminum alloy
JP2014528031A (en) 2011-09-15 2014-10-23 ハイドロ アルミニウム ロールド プロダクツ ゲゼルシャ Aluminum composite material having an AlMgSi core layer

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006037137A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Denso Corp High corrosion resistance aluminum clad material for heat exchanger

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330536A (en) 2004-05-19 2005-12-02 Kobe Steel Ltd Aluminum alloy clad sheet for caulking, its manufacturing method, and terminal made of aluminum alloy
JP2014528031A (en) 2011-09-15 2014-10-23 ハイドロ アルミニウム ロールド プロダクツ ゲゼルシャ Aluminum composite material having an AlMgSi core layer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022160227A (en) 2022-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8608876B2 (en) AA7000-series aluminum alloy products and a method of manufacturing thereof
US8721811B2 (en) Method of creating a cast automotive product having an improved critical fracture strain
US9217622B2 (en) 5XXX aluminum alloys and wrought aluminum alloy products made therefrom
US8002913B2 (en) AA7000-series aluminum alloy products and a method of manufacturing thereof
RU2549030C2 (en) Cheap alpha-beta titanium alloy with good ballistic and mechanical properties
EP0642598B1 (en) Low density, high strength al-li alloy having high toughness at elevated temperatures
EP3114245B1 (en) A 7xxx alloy for defence applications with a balanced armor piercing-fragmentation performance
WO2016069695A1 (en) Aluminum alloy products and a method of preparation
KR20090127185A (en) Alloy composition and preparation method thereof
CN104694797A (en) Al-Mg-Zn alloy
JP7631077B2 (en) Aluminum clad plate material for space debris protection and its manufacturing method
EP3394305B1 (en) 7xxx alloy components for defense application with an improved spall resistance
RU2549804C1 (en) Method to manufacture armoured sheets from (alpha+beta)-titanium alloy and items from it
AU2022315631B9 (en) Armour component produced from a 7xxx-series aluminium alloy
WO2024154096A1 (en) Methods of producing mine blast resistant armor from a 7xxx series aluminum alloy
EP4155426A1 (en) Dispersoids 7xxx alloy products with enhanced environmentally assisted cracking and fatigue crack growth deviation resistances
JP6626046B2 (en) Low cost α-β titanium alloy with good ballistic and mechanical properties

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240227

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7631077

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150