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JP2000017412A - アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金板の製造方法

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JP2000017412A
JP2000017412A JP10185900A JP18590098A JP2000017412A JP 2000017412 A JP2000017412 A JP 2000017412A JP 10185900 A JP10185900 A JP 10185900A JP 18590098 A JP18590098 A JP 18590098A JP 2000017412 A JP2000017412 A JP 2000017412A
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Yoshiro Togami
義朗 戸上
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造法により、表面処理後の外観均
一性、曲げ加工性に優れたアルミニウム合金板を製造す
る。 【解決手段】 Fe;0.8重量%以下、Si;0.8
重量%以下、Cu;0.2重量%以下を含有し、残部A
lと不可避的不純物からなるアルミニウム合金溶湯を板
厚10mm以下の鋳造板に連続鋳造し、該鋳造板に圧延
率20%以上で冷間圧延を行い、450℃以上で熱処理
を施し、圧延率30%以上で冷間圧延を施し、昇温速度
100℃/min以上で400℃以上の熱処理を施すこ
とを特徴とするアルミニウム合金板を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
板の製造方法に関し、特に陽極酸化処理などの表面処理
後に優れた外観均一性が要求される建材や器物、印刷板
用に適したアルミニウム合金の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム合金板の製造方法として
は、アルミニウム合金溶湯からスラブを鋳造し、該スラ
ブに対して均質化処理後、熱間圧延を施して所望のサイ
ズおよび性能を有した板材を得る半連続鋳造法、また
は、先の溶湯を直接板厚10mm以下の板状体に鋳造
し、冷間圧延(必要に応じその前、中、後に焼鈍を行う
場合もある)を施して板材とする連続鋳造法が一般に採
用されている。そして、上記方法によって得られたアル
ミニウム合金板に対して、表面処理、例えば化学的エッ
チング、電気化学的エッチングまたは陽極酸化処理等や
加工成形を行って使用に供する。
【0003】ところが、アルミニウム合金板に表面処理
を施した場合、金属属組織のばらつきよって合金板表面
に圧延方向に沿って筋状、帯状、斑状の模様(グレンス
トリーク)が出現するという外観不良が生じることがあ
る。この金属組織のばらつきを引き起こす原因の一つ
が、鋳造組織の不均一である。
【0004】半連続鋳造法の場合、鋳造されたスラブの
鋳造組織は鋳肌から内部に移るに従い、チル層、粗大セ
ル層、微細セル層と組織が変化している。ここでチル層
と粗大セル層をあわせた部分は「額縁」と呼ばれる金属
組織が不安定な部分であるので、この部分を面削によっ
て削り落とすことで表面品質への影響を抑えている。
【0005】一方、連続鋳造圧延法は、溶湯から直接厚
さ10mm以下の板状体にまで加工するため、均熱処理
および熱間圧延工程を省略することができ、歩留まりお
よびエネルギー効率の向上に非常に有効な方法である。
しかも、溶湯の冷却速度を大きくすることができるため
合金成分が強制固溶されやすく、かつ、第2相粒子が微
細になりやすいので、得られるアルミニウム合金板の耐
衝撃性、成形性および疲労強度が優れるという利点もあ
る。
【0006】連続鋳造圧延法では、その製造の基本構造
から、供給される溶湯に対し鋳型が連続的に移動するた
め、鋳造時の溶湯と鋳型との接触が不安定となる。この
ために溶湯の冷却速度にばらつきを生じやすくこれが原
因で鋳造組織が不均一となるという問題がある。連続鋳
造圧延法でも半連続鋳造法と同様に、鋳造組織の不均一
な部分を面削により落とすことが考えられるが、板厚が
10mm以下程度と薄いため工程的に困難である。ま
た、通常この組織変動は板厚内部数mmの深さ、場合に
よっては板厚中心部にまで影響しているため、歩留まり
を考えると現実的ではない。
【0007】このように連続鋳造圧延法は、半連続鋳造
法に比べ生産効率および特性の面で魅力ある方法である
が、鋳造組織に不均一な部分が生じてもこの部分を除去
することが困難であるため、表面処理後の外観均一性を
厳しく要求される建材や器物、印刷板に代表されるアル
ミニウム合金板の製造への適用が遅れていた。
【0008】また、器物用アルミニウム合金板には優れ
た成形加工性が要求されるが、連続鋳造圧延法によって
製造されたアルミニウム合金板は結晶粒径が大きいた
め、曲げ加工時に加工部に肌荒れやクラックが発生しや
すいという問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するためになされたもので、連続鋳造圧延法に
よって、表面処理後の表面外観、成形加工性に優れたア
ルミニウム合金板の製法を提供することを目的とするも
のである。
【0010】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明におい
ては、Fe;0.8重量%以下、Si;0.8重量%以
下、Cu;0.2重量%以下を含有し、残部Alと不可
避的不純物からなるアルミニウム合金溶湯を板厚10m
m以下の鋳造板に連続鋳造し、該鋳造板に圧延率20%
以上で冷間圧延を行い、450℃以上で熱処理を施し、
圧延率30%以上で冷間圧延を施し、昇温速度100℃
/min以上で400℃以上の熱処理を施すことを特徴
とするアルミニウム合金板の製造方法が提供される。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明におけるアルミニウム合金
は、Fe;0.8重量%以下、Si;0.8重量%以
下、Cu;0.2重量%以下を含有するものである。
【0012】Feはアルミニウム合金中の他の元素を結
びついて、Al−Fe系およびAl−Fe−Si系の金
属間化合物を形成する。これらの金属間化合物のうち1
〜20μm程度の金属間化合物は、再結晶粒を微細化す
る効果があるとともに、均一微細な陽極酸化処理面を形
成する効果がある。しかし、その含有量が0.8%を越
えると、20μmを越える粗大化合物が形成されて陽極
酸化処理面が不均一となるので、0.8重量%以下とす
る。
【0013】Siの含有量は0.8重量%以下とする。
好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.2重
量%以下とする。Siは通常不純物として含まれるが、
0.8重量%を越えると陽極酸化処理面において微視的
なエッチング不足の斑点が散在する欠陥が出現しやすい
傾向を示すので好ましくない。
【0014】また、Cuは不純物として含まれるが、含
有量が0.2重量%を越えると耐食性が低下するので、
0.2重量%以下とする。
【0015】その他、通常のアルミニウム地金に含まれ
ている不純物としては、Mn、Mg、Cr、Ni、V、
Zn等があり、これらの含有量の総和が0.10%まで
は問題ないが0.05重量%未満に制御するのが望まし
い。任意的な添加元素としてTiおよびBを各0.1重
量%以下で含有すると、DC鋳造同様、鋳造時の凝固組
織の微細化に有効である。
【0016】本発明はアルミニウム合金を鋳造するにあ
たり、溶湯から直接10mm以下の板厚を鋳造する「連
続鋳造圧延法」を用いる。連続鋳造圧延法では、溶湯の
冷却速度を大きくすることができるため、合金成分が強
制固溶されやすく、かつ、第2相粒子が微細になりやす
いので、耐衝撃性、成形加工性および疲労強度に優れた
アルミニウム合金板を得ることができる。ただし、板厚
が10mmを越えるとになると強制固溶に十分な冷却速
度が得られずに、金属間化合物が粗大化し、耐衝撃性、
成形加工性および疲労強度が不十分となることがあるの
で、本発明においては溶湯から鋳造する板厚の厚みは1
0mm以下とする。
【0017】ここで対象としている連続鋳造圧延法に
は、双ロールを用いたハンター法および3C法、双ベル
トを用いたヘズレー法等が挙げられるが、本発明ではこ
れらのうちの特定の方法に限定されるものではない。
【0018】本発明においては、前記連続鋳造圧延によ
って得られた鋳造板に対して、順次、圧延率20%以上
の冷間圧延、450℃以上の温度での熱処理、30%以
上の冷間圧延、昇温速度100℃/min以上で400
℃以上の熱処理を施す。
【0019】最初の冷間圧延は、後工程での熱処理時の
鋳造組織の破壊を促進する作用を有する。圧延率が20
%未満では、鋳造組織の破壊が十分に進まないため、陽
極酸化処理時に筋状の模様が発生しやすくなる。したが
って熱処理前の冷間圧延では、圧延率を20%以上とす
る必要がある。
【0020】冷間圧延に続いて行う熱処理は450℃以
上の温度で行う。この熱処理は連続鋳造板中の晶出物を
分断球状化し分散する作用があり不均一な鋳造組織を破
壊して均一な組織に変える効果がある。この冷間圧延と
高温焼鈍を組み合わせることによって、従来不十分であ
った連続鋳造板の表面品質を大幅に改善し、曲げ加工性
を向上することができるのである。450℃未満ではこ
の効果が十分ではなく、その後の焼鈍時の再結晶粒径が
粗大化し、アルミニウム合金板を表面処理した時に合金
板表面に筋状の模様が発生したり、曲げ加工性が低下し
たりしやすくなる。上限温度としては材料の固相線温度
より20℃低温であれば問題なく、特に上限は設けない
が通常工業的には610℃程度が上限である。
【0021】この熱処理に続く冷間圧延では圧延率を3
0%以上とする。圧延率を30%以上とすることで、次
工程の熱処理時に結晶粒を微細化させるために必要な歪
量を導入することができる。30%未満では歪量が不十
分となり次工程の熱処理での結晶粒の微細化が不十分と
なる。
【0022】2度目の冷間圧延に続いて行われる熱処理
は、昇温速度100℃/min以上、400℃以上の加
熱条件で行う。昇温速度が100℃/min未満では焼
鈍中に第2相粒子が析出し、再結晶と析出の競合により
結晶粒が粗大化するため、成形加工時に肌荒れが生じ
る。また、焼鈍温度が400℃未満では、完全な再結晶
組織とならず加工組織が残るため、成形加工時にクラッ
クが発生する。
【0023】
【実施例】表1に示す合金組成のアルミニウム合金溶湯
を、双ロールを用いたハンターキャスターによってそれ
ぞれ板厚7mmおよび10mmの鋳造コイルを作製し
た。この鋳造コイルを表1に示す条件で冷間圧延と熱処
理をくり返し行った後、厚さ2mmのアルミニウム合金
板とした。このアルミニウム合金板を以下に示す手順、
処理条件で硫酸アルマイト処理を行い、厚さ15μmの
陽極酸化皮膜を形成させ、No.1〜14のサンプルを
得た。
【0024】[陽極酸化処理手順および処理条件] 前処理:50℃の5%NaOH溶液中に1分間浸漬後、
室温の30%HNO3 溶液中に1分間浸漬して水洗す
る。 陽極酸化:20℃の15%H2 SO4 溶液中で電流密度
1.3A/dm2 で通電し、15μmの皮膜を形成す
る。 水洗:水道水で15分水洗する。 封孔:沸騰した純水中に15分浸漬する。 乾燥:熱風を吹き付けて乾燥する。
【0025】得られたNo.1〜14のサンプルについ
て外観の均一性および曲げ加工性を評価した。 (外観の均一性)サンプルの表面を目視にて観察し、外
観の均一性が優れているものを◎、良好なものを○、グ
レンストリークが生じて均一性に劣るものを△、グレン
ストリークが生じて著しく均一性に劣るものを×として
判定を行った。
【0026】(曲げ加工性)サンプルを90゜折り曲
げ、曲げ部を目視により観察した。曲げ部の面が平坦面
と同様の外観のものを◎、曲げ部と平坦面とで差がある
ものを○、曲げ部に肌荒れを生じたものを△、曲げ部に
クラックが生じたものを×として判定を行った。結果を
表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1から明らかなように、本発明範囲の条
件で鋳造されたアルミニウム合金板は表面処理後の外観
の均一性、曲げ加工性ともに優れている。一方、冷間圧
延時の圧延率や焼鈍条件のいずれかが不適当である場合
には、外観の均一性、曲げ加工性に劣るものとなった。
【0029】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、連続鋳造法
を用いて、表面処理を施しても優れた外観均一性、曲げ
加工性を有するアルミニウム合金板を得ることができ
る。すなわち、本発明は、表面処理後に優れた外観均一
性、曲げ加工性を要求される建材や器物、印刷板用のア
ルミニウム合金板を効率よく製造することができるもの
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22F 1/00 613 C22F 1/00 613 623 623 673 673 685 685Z 686 686A 691 691A 691B 694 694A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Fe;0.8重量%以下、Si;0.8
    重量%以下、Cu;0.2重量%以下を含有し、残部A
    lと不可避的不純物からなるアルミニウム合金溶湯を板
    厚10mm以下の鋳造板に連続鋳造し、該鋳造板に圧延
    率20%以上で冷間圧延を行い、450℃以上で熱処理
    を施し、圧延率30%以上で冷間圧延を施し、昇温速度
    100℃/min以上で400℃以上の熱処理を施すこ
    とを特徴とするアルミニウム合金板の製造方法。
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