CN101437968B - 铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板 - Google Patents

铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板 Download PDF

Info

Publication number
CN101437968B
CN101437968B CN2007800166005A CN200780016600A CN101437968B CN 101437968 B CN101437968 B CN 101437968B CN 2007800166005 A CN2007800166005 A CN 2007800166005A CN 200780016600 A CN200780016600 A CN 200780016600A CN 101437968 B CN101437968 B CN 101437968B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quality
aluminium alloy
thick plate
duraluminum
casting
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800166005A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101437968A (zh
Inventor
小林一德
德田健二
加藤友晴
稻叶隆
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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
Priority claimed from JP2006139616A external-priority patent/JP4174525B2/ja
Priority claimed from JP2006139617A external-priority patent/JP4174526B2/ja
Priority claimed from JP2006139618A external-priority patent/JP4174527B2/ja
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority claimed from PCT/JP2007/058963 external-priority patent/WO2007135838A1/ja
Publication of CN101437968A publication Critical patent/CN101437968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101437968B publication Critical patent/CN101437968B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明提供生产性优异、容易控制表面状态及平坦度、提高板厚精度的铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板。该制造方法按顺序进行以下工序:溶解含有规定量的Mn,还含有规定量的Si、Fe、Cu、Mg、Cr、Zn、Ti中至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成的铝合金的溶解工序(S1);从溶解工序(S1)溶解的铝合金中除去氢气的脱氢气工序(S2);从除去了氢气的铝合金中除去夹杂物物的过滤工序(S3);铸造除去了夹杂物的铝合金,从而制造铸锭的铸造工序(S4);将铸锭切片成规定的厚度的切片工序(S6)。

Description

铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板
技术领域
本发明涉及铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板。
背景技术
通常,铝合金厚板等铝合金材料,除了底部基板、输送装置、真空装置用容器等半导体关联装置之外,还在电机电子零件和其制造装置、生活用品、机械零件等各种各样的用途中使用。
这种铝合金材料,通常是将作为原料的铝合金进行溶解、铸造,制造铸锭,根据需要进行均质化处理后,将该铸锭轧制到规定的厚度,由此制造而成(例如,参照专利文献1)。
另外,作为用于冲压用模型的模型原材,在批量生产中使用钢铁、铸钢等,另外作为试制用,使用锌合金铸造材、铝合金铸造材等。另外,近年,从多品种少量化的倾向,作为中小批量生产用,正在普及铝合金的轧制或锻造材等的延展性材。
专利文献1:特开2005-344173号公报(段落0037~0045)
但是,在上述轧制的铝合金材料的制造方法中,存在如下的问题。
在铸造后进行轧制的方法中,轧制板的表面状态及平坦度(尤其是长度方向的平坦度)的控制只用轧制辊进行,另外,热轧制导致轧制板表面形成厚氧化皮膜,存在难以控制表面状态及平坦度的问题。另外,用轧制辊难以控制板厚,存在板厚精度恶化的问题。在板厚方向中心部,金属间化合物的尺寸变大,由此,在氧化铝膜处理的情况下,存在板厚方向截面的表面产生不均匀的问题。另外,在轧制铸锭的场合,由于轧制次数的增加作业工序增加,由此,存在成本增大的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而开发的,其目的在于提供生产性优异、容易控制表面状态及平坦度、提高板厚精度的铝合金厚板的制造方法及通过该制造方法得到的铝合金厚板。
为解决上述课题,本发明第一方面提供一种铝合金厚板的制造方法,其特征在于,按顺序进行以下工序:
溶解铝合金的溶解工序;
从所述溶解工序溶解的铝合金中除去氢的脱氢气工序;
从所述脱氢气工序除去了氢气的铝合金中除去夹杂物的过滤工序;
铸造在所述过滤工序除去了夹杂物的铝合金,从而制造铸锭的铸造工序;及
将所述铸锭切片成规定的厚度的切片工序。
根据这种制造方法,通过将铝合金厚板的Mn含量及规定元素的含量限定在规定范围内,增强铝合金厚板的金属间化合物的微细化及强度。
另外,通过脱氢气工序除去氢气,由此,限定铸锭中的氢浓度,且即使铸锭中的晶粒粗大化,铸锭表面附近的晶界的氢也不会集聚、浓化,而能够抑制铸锭的气孔及气孔引起的铝合金厚板的起皮,并且,能够抑制作为厚板的表面缺陷表现的厚板表面的潜在的缺陷。另外,提高铝合金厚板的强度。
另外,通过过滤工序,能够从铝合金中除去氧化物和非金属等夹杂物。另外,通过将铸锭切片,氧化皮厚度减少,并且,提高铝合金厚板的表面状态、平坦度及板厚精度,另外,提高生产性。
优选所述铝合金的组成含有Mn:0.3质量%以上1.6质量%以下,还含有:Si:0.7质量%以下、Fe:0.8质量%以下、Cu:0.5质量%以下、Mg:1.5质量%以下、Cr:0.3质量%以下、Zn:0.4质量%以下、Ti:0.1质量%以下、Zr:0.3质量%以下中的至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成。
该情况下,优选在所述铸造工序后,将铸锭实施400~630℃保持1小时以上的热处理。
根据这种制造方法,能够去除铝合金的内部应力,另外,内部组织均一化。
优选所述铝合金的组成含有Mg:1.5质量%以上12.0质量%以下,还含有:Si:0.7质量%以下、Fe:0.8质量%以下、Cu:0.6质量%以下、Mn:1.0质量%以下、Cr:0.5质量%以下、Zn:0.4质量%以下、Ti:0.1质量%以下、Zr:0.3质量%以下中的至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成。
该情况下,优选在所述铸造工序后,将铸锭在400℃~低于融点温度实施保持1小时以上的热处理。
根据这种制造方法,能够去除铝合金的内部应力,另外,内部组织均一化。
优选所述铝合金的组成含有Si:0.2质量%以上1.6质量%以下、Mg:0.3质量%以上1.5质量%以下,还含有Fe:0.8质量%以下、Cu:1.0质量%以下、Mn:0.6质量%以下、Cr:0.5质量%以下、Zn:0.4质量%以下、Ti:0.1质量%以下、Zr:0.3质量%以下中的至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成。
该情况下,优选在所述铸造工序后,将铸锭在400℃~低于融点温度实施保持1小时以上的热处理。
根据这种制造方法,能够去除铝合金的内部应力,另外,内部组织均一化。
优选所述铝合金的组成含有Mg:0.4质量%以上4.0质量%以下,Zn:3.0质量%以上9.0质量%以下,还含有Si:0.7质量%以下、Fe:0.8质量%以下、Cu:3.0质量%以下、Mn:0.8质量%以下、Cr:0.5质量%以下、Ti:0.1质量%以下、Zr:0.25质量%以下中的至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成。
该情况下,优选在所述铸造工序后,将铸锭在350℃~低于融点温度实施保持1小时以上的热处理。
根据这种制造方法,能够去除铝合金的内部应力,另外,内部组织均一化。
优选在所述切片工序之后,对切片的规定厚度的铝合金厚板的表面,再进行表面平滑化处理。
根据这种制造方法,进一步提高铝合金厚板的表面状态及平坦度。另外,由于表面平滑化,厚板表面没有气体残留。
优选进行的表面平滑化处理是从切削法、磨削法及研磨法中选择的至少一种以上的方法。
根据这种制造方法,进一步提高铝合金厚板的表面状态及平坦度。另外,由于厚板表面的平滑化,没有气体残留。
本发明第二方面提供一种利用所述铝合金厚板的制造方法制造的铝合金厚板,其特征在于,氢气含量为0.2ml/100g以下,板厚截面的表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差在10%以内。
根据这种铝合金厚板,提高铝合金厚板的表面状态、平坦度及板厚精度,另外,由于厚板表面的平滑化,没有气体残留。
根据本发明的铝合金厚板的制造方法,通过从溶解的具有规定组成的铝合金中除去氢气、氧化物、非金属等夹杂物,能够防止铝合金厚板的表面缺陷,并且,能够提高强度,另外,能够在铸造工序中制作高品质的铸锭。
另外,将铸锭进行切片而制造铝合金,因此,不需要通过现有的铝合金的热轧制减少厚度,能够实现作业工序的省略化,能够提高生产性。另外,可以消除厚板端面的表面不均匀,能够容易地控制表面状态及平坦度,可以提高板厚精度。
另外,通过对铸锭实施热处理,能够实现铝合金厚板的内部应力的去除、内部组织的均一化。因此,能够提高表面状态和平坦度,另外,可以防止铝合金厚板切削时的变形,因此,能够提高切削性。
另外,对切片的铝合金厚板的表面进行表面平滑化处理,因此,能够进一步提高铝合金厚板的表面状态及平坦度。另外,由于表面的平滑化,没有气体残留,因此使用于真空装置用容器的情况,能够提高容器的真空度。
另外,铝合金厚板的表面状态、平坦度及板厚精度良好,另外,表面平滑化,由此,能够制作没有气体残留、高品质的铝合金厚板。另外,在板厚截面的氧化铝膜处理后的表面外观难以产生不均匀。因此,可以用于各种各样的用途,另外,也可以是其它用途的再利用。
附图说明
图1是表示铝合金厚板的制作方法的流程图。
符号说明
S1溶解工序
S2脱氢气工序
S3过滤工序
S4铸造工序
S5热处理工序
S6切片工序
S7表面平滑化处理工序
具体实施方式
第一实施方式
下面,参照附图对本发明的铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板进行详细说明。另外,在参照的附图中,图1是表示铝合金厚板的制造方法的流程的图。
如图1所示,铝合金厚板(下面,适宜称为“厚板”)的制造方法按顺序进行:溶解工序(S1)、脱氢气工序(S2)、过滤工序(S3)、铸造工序(S4)、切片工序(S6)。另外,根据需要,在铸造工序(S4)之后,也可以包括热处理工序(S5),在切片工序(S6)之后,也可以包括表面平滑化处理工序(S7)。
在该制造方法中,首先,通过溶解工序(S1)溶解原料即铝合金。溶解工序(1)溶解的铝合金在脱氢气工序(S2)除去氢气,在过滤工序(S3)除去氧化物和非金属等夹杂物。接着,该铝合金在铸造工序(S4)进行铸造而制成铸锭,该铸锭根据需要在热处理工序(S5)进行热处理,之后,在切片工序(S6)切成规定的厚度。另外,根据需要,也可以在切片工序(S6)之后,通过表面平滑化处理工序(S7),进行表面平滑化处理。
下面,对铝合金厚板的制造方法中的各工序进行说明。
<溶解工序>
溶解工序(S1)是溶解铝合金的工序,该铝合金含有规定的Mn量,还含有规定量的Si、Fe、Cu、Mg、Cr、Zn、Ti中至少一种以上,且,余量由Al及不可避免的杂质构成。
下面,对限定各成分含量的数值的理由进行说明。
[Mn:0.3质量%以上1.6质量%以下]
Mn具有固溶于铝合金中且提高强度的效果。Mn的含量低于0.3质量%时,其效果小,另一方面,Mn含量超过1.6质量%时,产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观产生不均匀。因此,Mn含量设定为0.3质量%以上1.6质量%以下。
作为铝合金的必要成分,含有上述的Mn,还含有以下的Si、Fe、Cu、Mg、Cr、Zn、Ti中至少一种以上。
[Si:0.7质量%以下]
Si具有提高铝合金强度的效果。Si通常作为母材杂质混入铝合金中,在铸造工序(S4)等中,在铸锭中与Mn及Fe相互结合生成Al-(Fe)-(Mn)-Si系金属间化合物。Si含量超过0.7质量%时,在铸锭中产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观产生不均匀。因此,Si含量设定为0.7质量%以下。
[Fe:0.8质量%以下]
Fe具有使铝合金的晶粒微细化、稳定化,并且,提高强度的效果。Fe通常也是作为母材杂质混入铝合金中,在铸造工序(S4)等,在铸锭中与Mn及Si相互结合生成Al-Fe-(Mn)-(Si)系金属间化合物。Fe含量超过0.8质量%时,在铸锭中产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观产生不均匀。因此,Fe含量设定为0.8质量%以下。
[Cu:0.5质量%以下]
Cu具有提高铝合金板强度的效果。但是,要确保作为厚板使用时耐受的强度,Cu含量为0.5质量%已足够。因此,Cu含量设定为0.5质量%以下。
[Mg:1.5质量%以下]
Mg具有提高铝合金的强度的效果。但是,要确保作为厚板使用时耐受的强度,Mg含量1.5质量%就足够。因此,Mg含量设定为1.5质量%以下。
[Cr:0.3质量%以下]
Cr在铸造工序(S4)及热处理工序(S5)中,具有作为微细的化合物析出、抑制晶粒成长的效果。Cr含量超过0.3质量%时,作为初晶产生粗大的Al-Cr系金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观产生不均匀。因此,Cr含量设定为0.3质量%以下。
[Zn:0.4质量%以下]
Zn具有提高铝合金的强度的效果。但是,要确保作为厚板使用时耐受的强度,Zn含量为0.4质量%已足够。因此,Zn含量设定为0.4质量%以下。
[Ti:0.1质量%以下]
Ti具有细化铸锭的晶粒的效果。Ti含量超过0.1质量%其效果也已饱和。因此,Ti含量设定为0.1质量%以下。
[Zr:0.3质量%以下]
Zr具有细化铝合金的结晶颗粒,并且稳定化的效果。Zr的含量超过0.3质量%时,产生粗大晶体析出物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观产生不均匀。因此,Zr含量设定为0.3质量%以下。
另外,作为不可避免的杂质V、B等的含量,只要分别在0.01质量%以下,就不影响本发明的铝合金厚板的特性。
<脱氢气工序>
脱氢气工序(S2)是从溶解工序(S1)溶解的铝合金中除去氢气的工序。
氢气是由燃料中的氢及附着于原料金属等的水分、其它有机物等产生的。氢气含量多时,成为产生气孔的原因,制品强度降低。另外,在制品的表面附近的晶界上集聚、浓化氢原子,作为铝合金厚板时发生起泡现象(blister),并且,产生作为厚板的表面缺陷出现的厚板表面的潜在的缺陷。
因此,优选氢气在铝合金100g中为0.2ml以下,更优选0.1ml以下。
在脱氢气工序中氢气的除去,通过将金属熔融液进行稀释工序(fluxing process)、氯化物精炼、或联机精炼(in line)等可以良好地进行,但是,在脱氢气装置中用SNIF(SNIF(spinning Nozzle lnert Flotetion))和多孔塞吹气精炼法(porous plug;参照特开2002-146447号公报)进行时,能够更好地除去。
在此,对于铸锭的氢气的浓度而言,例如从均质化热处理前的铸锭上切出试样,用乙醇和丙酮进行超声波清洗,例如通过惰性气体气流融解热传导法(LIS AO6-1993)求出。另外,对于铝合金厚板的氢浓度而言,例如可以从铝合金厚板上切出试样,NaOH浸渍后,用硝酸去除表面的氧化皮膜,用乙醇和丙酮进行超声波清洗,通过真空加热抽出容量法(LISAO6-1993)求出。
<过滤工序>
过滤工序(S3)是通过过滤装置从铝合金中去除主要的氧化物和非金属夹杂物的工序。
在过滤装置中,设置有例如应用1mm左右的粒子的氧化铝的陶瓷管,从这通过熔液,由此能够除去上述的氧化物和夹杂物。
通过脱氢气及过滤工序,在铸造工序(S4)能够将确保高品质的铝合金制成铸锭。另外,能够抑制氧化物堆积物(dross)的堆积,因此,能够降低除去浮渣的工数。
<铸造工序>
铸造工序(S4),例如,是用含有水冷铸型构成的铸造装置,使铝合金的熔液形成长方体形状等规定的形状后固化从而制造铸锭的工序。
作为铸造方法,可以采用半连续铸造法。
半连续铸造法是在底部开放的金属制的水冷铸型上,由上方注入熔液,由水冷铸型的底部连续地取出凝固的金属,得到规定厚度的铸锭。另外,半连续铸造法可以在纵向、横向任意方向进行。
<切片工序>
切片工序(S6)是将由铸造工序(S4)铸造的铸锭切成规定的厚度的工序。
作为切片方法,可以采用板坯切片法。
板坯切片法是将用上述的半连续铸造法制造的铸锭,通过带锯切断机等切片,由此在铸造方向切断铸锭的方法,由此,能够制造规定厚度的铝合金厚板。在此,铝合金厚板的厚度优选15~200mm,但没有特别的限定,根据铝合金厚板的用途可进行适当的变更。
作为切片的方法,优选使用带锯,但没有特别的限定,也可以利用圆锯切断机。另外,也可以利用激光和水压等切断。
这样,通过将铸锭进行切片,与轧制材料比较,可得到表面状态、平坦度、板厚精度等优异的铝合金厚板,例如,可得到在平坦性的评价中,使铸造方向每1m的平坦度(翘曲量)为0.4mm以下/1m长度、使板厚精度为±100μm以下的厚板。
将上述铸造工序(S4)制造的铸锭进行切片前,适宜根据需要,可实施以去除内部应力、内部组织均一化为目的的热处理。
<热处理工序>
热处理工序(S5)是将铸造工序(S4)中制造的铸锭进行热处理(均质化热处理)的工序。
均质化热处理根据常规方法,通过在处理温度400~630℃保持1小时以上而进行。
均质化热处理的处理温度低于400℃时,内部应力的除去量小,铸造中偏析的溶质元素的均质化也不充分,特意实施了热处理的效果小。因此,处理温度设定于400℃以上。另外,处理温度超过630℃时,产生铸锭表面的一部分溶解的称为氧化(burning)的现象,容易成为铝合金厚板的表面缺陷的原因。因此,处理温度设定为630℃以下。另外,处理时间低于1小时时,金属间化合物的固溶不充分且容易析出。因此,处理时间设定为1小时以上。
用上述制造方法制造的铝合金厚板,适宜根据需要,为除去形成于厚板表面的结晶物和氧化物,另外为可消除厚板表面的气体残留,也可以进行表面平滑化处理。
<表面平滑化处理工序>
表面平滑化处理工序(S7)是使通过切片工序(S6)切片后的铝合金厚板的表面平滑化的工序。
作为表面平滑化处理法,可以采用立铣切削和金刚石刀片切削等切削法、用磨石等磨削表面的磨削法、抛光轮研磨等研磨法等,但不局限于这些。
在此,铝合金厚板的一种用途即真空装置用容器在减压成高真空时,由于来自容器的内侧表面的吸附气体的释放和固溶于厚板的气体原子向表面的释放,真空度降低。因此,到达目标真空度的时间变长,生产效率低下。因此,用于容器的铝合金厚板寻求吸附于位于容器的内侧部分的厚板表面的气体少、即使成为真空时固溶于厚板的气体原子也会不释放。
因此,将铝合金厚板作为容器使用的情况下,进行平滑化处理特别有效。
通过上述的制造方法得到的铝合金厚板如上所述,表面状态、平坦度及板厚精度良好。因此,除底部基板、输送装置、真空装置用的容器等半导体关联装置之外,可以用于电机电子零件和其制造装置、生活用品、机械零件等各种各样的用途,另外,也可以是其它用途的再利用。
下面,对本发明的铝合金厚板进行说明。
<铝合金厚板>
铝合金厚板由上述的铝合金(Al-Mn类合金)构成,设定合金中的氢浓度为0.2ml/100g以下,且板厚截面的表面附近和板厚中央部的金属间化合物(结晶物)的面积率的差为10%以内。
另外,氢浓度的控制也可以通过上述记载的制造方法进行。
在此,由于Al-Fe-Mn系结晶物的面积率,氧化铝膜后的色调变化,因此,面积率的差超过10%时,氧化铝膜后的色调不均匀(irrcgularity ofcolor tone)产生。另一方面,若在10%以内,不会产生色调不均匀。
即,轧制材料的情况下,在板厚方向中心部,金属间化合物的尺寸变大,因此,在氧化铝的情况,截面产生色调不均匀,但是,在由铸锭切片的情况下,金属间化合物的分布状态平均化,表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差小,因此,不会产生色调不均匀。
作为这种面积率的测定方法,通过测定板厚截面的板厚表面附近(例如,定义为板厚1/8位置)和板厚中央部(例如,定义为板厚1/2位置)的结晶物的面积率进行。
具体而言,在板厚截面,用SEM的组成像进行图像处理,由此将观察倍率设为1000倍,使视野为20视野以上,通过求Al-Fe-Mn系结晶物的面积率进行。
另外,对耐蚀性来说,底部基板用和输送装置用的在清洁室内使用,因此,通常不需要耐蚀性。另外,在真空装置用容器中使用的情况下,因为是腐蚀性气体暴露少的环境,因此,也不需要优异的耐蚀性。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是,本发明并不局限于上述实施方式。
下面,对于满足本发明的权利要求范围的实施例的效果,与本发明的权利要求范围以外的比较例进行比较后进行具体说明。
[实施例1]
首先,溶解具有表1所示组成的铝合金,进行了脱氢气处理、过滤后,进行铸造,从而制造板厚500mm的铸锭。将制造好的铸锭在580℃加热4小时,进行均质化热处理。将该铸锭进行切片或热轧制,制造厚度20mm的铝合金厚板(切片材料、热轧制材料)。
对该切片材料及热轧制材料进行以下的试验。
<平坦性评价试验>
平坦性评价是对于切片材料测定铸造方向每1m的翘曲量(平坦度)、对于热轧制材料测定轧制方向每1m的翘曲量(平坦度)。将平坦度为0.4mm/1m长度以下的认定为合格(○),将平坦度超过0.4mm/1m长度的认定为不合格(×)。
表2表示该结果。
<强度试验>
强度试验是利用铝合金厚板制造JIS5号试验片后进行抗拉试验,通过测定抗拉强度、0.2%屈服强度而进行。
抗拉强度为90N/mm2以上的认定为合格(○),抗拉强度低于90N/mm2的认定为不合格(×)。
<氧化铝膜性评价试验>
氧化铝膜性评价通过观察铝合金厚板的表面及截面的外观进行。
在铝合金厚板(切片材料、热轧制材料)的表面及截面,经过硫酸氧化铝膜处理(15%硫酸、20℃、电流密度2A/cm2)形成厚度为10μm的氧化铝膜。观察该厚板的表面及截面的外观,外观上没有不均匀的认为合格(○),有不均匀的认为不合格(×)。
另外,板厚截面的表面附近和厚板中央部的结晶物的面积率的差对氧化铝膜性造成影响,因此,求表面附近和厚板中央部的结晶物的面积率。
作为面积率的测定方法,在板厚截面上,用SEM的组成像通过图像处理,将观察倍率设为1000倍,使视野为20个视野以上,通过测定板厚表面附近(1/8的位置)和板厚中央部(1/2位置)的结晶物的面积率进行。
表2表示该结果。
[实施例2]
首先,溶解具有表1所示的序号2组成的铝合金(合金成分2),进行脱氢气处理、过滤后,进行铸造,从而制造板厚500mm的铸锭。将制造的铸锭在表3所示的条件下,进行均质化热处理。将该铸锭进行切片,制造厚度20mm的铝合金厚板(切片材料)。
对该切片材料进行平坦性评价试验。
<平坦性评价试验>
平坦性评价,测定铸造方向每1m的翘曲量(平坦度)。将平坦度为0.4mm/1m长度以下的认定为合格(○),将平坦度为0.25mm/1m长度以下的认定良好(
Figure G2007800166005D0012165331QIETU
)。
表3表示该结果。
[表1]
Figure G2007800166005D00121
Figure G2007800166005D00131
[表3]
Figure G2007800166005D00141
如表2所示,对于切片材料(合金成分1~14)而言,加工变形少,翘曲小。即,平坦度良好。
在合金成分6中,Mn含量低于下限值,因此强度不足。
对于合金成分1~6、10、11、13、14而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的表面的外观上未产生不均匀。
对于合金成分7、8、9、12而言,分别是Mn、Si、Fe、Cr的含量超过上限值,因此,产生金属间化合物,在氧化铝膜处理后的表面的外观上产生了不均匀。
对于合金成分1~14,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的截面的外观上未产生不均匀(irregularity)。
另一方面,对于热轧制材料(合金成分1~14),积累加工变形,轧制方向翘曲大。即平坦度不良。
在合金成分6中,Mn含量低于下限值,因此强度不足。
对于合金成分7、8、9、12而言,分别是Mn、Si、Fe、Cr的含量超过上限值,因此,产生金属间化合物,在氧化铝膜处理后的表面的外观上产生了不均匀
对于合金成分1~14而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的截面的外观上产生不均匀。
另外,在热轧制的热轧制材料中,板厚截面的板厚表面附近和厚板中央部的结晶物的面积率的差超过了10%。
另外,对于切片材料的合金成分10、11、13、14而言,分别是Cu、Mg、Zn、Ti的含量超过上限值,其效果饱和,经济性差。
如表3所示,在实施例1、2中,均质化热处理的条件满足本发明的范围,因此,平坦度良好。在实施例3中,未进行均质化热处理,因此,平坦度是合格值,但是,与进行了均质化热处理的相比,稍微差一些。在实施例4中,均质化热处理的处理温度低于400℃,因此,平坦度是合格值,但是与满足处理温度条件的相比,稍微差一些。在实施例5中,均质化热处理的处理温度超过630℃,因此,产生氧化,不能制造。
第二实施方式
如图1所示,本发明第二实施方式的厚板的制造方法按顺序进行:溶解工序(S1)、脱氢气工序(S2)、过滤工序(S3)、铸造工序(S4)、切片工序(S6)。另外,根据需要,在铸造工序(S4)之后,也可以包括热处理工序(S5),在切片工序(S6)之后,也可以包括表面平滑化处理工序(S7)。
在这些工序中,脱氢气工序(S2)、过滤工序(S3)、铸造工序(S4)、切片工序(S6)及表面平滑化处理工序(S7)和上述第一实施方式的制造方法是同样的,因此,省略说明。下面,对溶解工序(S1)和热处理工序(S5)进行说明。
<溶解工序>
溶解工序(S1)是将含有规定量的Mg,还含有规定量的Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti中至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成的铝合金溶解的工序。
下面,对限定各成分含量的数值的理由进行说明。
[Mg:1.5质量%以上12.0质量%以下]
Mg具有提高铝合金的强度的效果。Mg的含量低于1.5质量%时,该效果小,另一方面,Mg含量超过12.0质量%时,铸造性能显著降低,不可能制造制品。
作为铝合金的必要成分,含有上述的Mg,还含有以下的Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti中至少一种以上。
[Si:0.7质量%以下]
Si具有提高铝合金强度的效果。Si通常作为母材杂质混入铝合金中,在铸造工序(S4)等中,在铸锭中与Mn及Fe相互结合生成Al-(Fe)-(Mn)-Si系金属间化合物。Si含量超过0.7质量%时,在铸锭中产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观产生不均匀。因此,Si含量设定为0.7质量%以下。
[Fe:0.8质量%以下]
Fe具有使铝合金的晶粒微细化、稳定化,并且提高强度的效果。Fe通常也是作为母材杂质混入铝合金中,在铸造工序(S4)等中,在铸锭中与Mn及Si相互结合生成Al-Fe-(Mn)-(Si)系金属间化合物。Fe含量超过0.8质量%时,在铸锭中产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Fe含量设定为0.8质量%以下。
[Cu:0.6质量%以下]
Cu具有提高铝合金板强度的效果。但是,要确保作为厚板使用时耐受的强度,Cu含量为0.6质量%已足够。因此,Cu含量设定为0.6质量%以下。
[Mn:1.0质量%以下]
Mn具有固溶于铝合金中且提高强度的效果。另一方面,Mn含量超过1.0质量%时,产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Mn含量设定为1.0质量%以下。
[Cr:0.5质量%以下]
Cr在铸造工序(S4)及热处理工序(S5)中,具有作为微细的化合物析出、抑制晶粒成长的效果。Cr含量超过0.5质量%时,作为初晶产生粗大的Al-Cr系金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Cr含量设定为0.5质量%以下。
[Zn:0.4质量%以下]
Zn具有提高铝合金的强度的效果。但是,要确保作为厚板使用时耐受的强度,Zn含量为0.4质量%已足够。因此,Zn含量设定为0.4质量%以下。
[Ti:0.1质量%以下]
Ti具有细化铸锭的晶粒的效果。Ti含量超过0.1质量%其效果也已饱和。因此,Ti含量设定为0.1质量%以下。
[Zr:0.3质量%以下]
Zr具有细化铝合金的结晶颗粒,并且稳定化的效果。Zr的含量超过0.3质量%时,产生粗大晶体析出物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Zr含量设定为0.3质量%以下。
另外,作为不可避免的杂质V、B等的含量,只要分别在0.01质量%以下,就不影响本发明的铝合金厚板的特性。
<热处理工序>
热处理工序(S5)是将在铸造工序(S4)制造的铸锭进行热处理(均质化热处理)的工序。
均质化热处理根据常规法,通过自处理温度400~低于融点的温度保持1小时以上而进行。
均质化热处理的处理温度低于400℃时,内部应力的除去量小,铸造中偏析的溶质元素的均质化也不充分,特意实施了热处理的效果小。因此,处理温度设定于400℃以上。另外,处理温度超过融点时,产生铸锭表面的一部分溶解的称为氧化的现象,容易成为铝合金厚板的表面缺陷的原因。因此,处理温度设定为融点以下。另外,处理时间低于1小时时,金属间化合物的固溶不充分且容易析出。因此,处理时间设定为1小时以上。
下面,对本发明的第二实施方式的铝合金厚板进行说明。
<铝合金厚板>
铝合金厚板由上述的铝合金(Al-Mg类合金)构成,设定合金中的氢浓度为0.2ml/100g以下,且板厚截面的表面附近和板厚中央部的金属间化合物(结晶物)的面积率的差为10%以内。
另外,氢浓度的控制也可以通过上述记载的制造方法进行。
在此,由于Al-Fe-Mn系结晶物的面积率,氧化铝膜后的色调变化,因此,面积率的差超过10%时,氧化铝膜后的色调不均匀(irrcgularity ofcolor tone)产生。另一方面,若在10%以内,不会产生色调不均匀。
即,轧制材料的情况下,在板厚方向中心部,金属间化合物的尺寸变大,因此,在产生了氧化铝的情况下,截面产生色调不均匀,但是,在由铸锭切片的情况下,金属间化合物的分布状态平均化,表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差小,因此,不会产生色调不均匀。
作为这种面积率的测定方法,通过测定板厚截面的板厚表面附近(例如,定义为板厚1/8位置)和板厚中央部(例如,定义为板厚1/2位置)的结晶物的面积率进行。
具体而言,在板厚截面,用SEM的组成像通过图像处理,将观察倍率设为1000倍,使视野为20视野以上,通过求Al-Fe-Mn系结晶物的面积率进行。
另外,对耐蚀性来说,底部基板用和输送装置用的在清洁室内使用,因此,通常不需要耐蚀性。另外,在真空装置用容器中使用的情况,因为是腐蚀性气体暴露少的环境,因此,不需要优异的耐蚀性。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是,本发明并不局限于上述实施方式。
下面,对满足本发明的权利要求范围的实施例的效果,和本发明的权利要求范围以外的比较例进行比较后进行具体说明。
[实施例3]
首先,溶解具有表4所示组成的铝合金,进行了脱氢气处理、过滤后,进行铸造从而制造板厚500mm的铸锭。将制造的铸锭在500℃加热4小时,进行均质化热处理。将该铸锭进行切片或热轧制,制造厚度20mm的铝合金厚板(切片材料、热轧制材料)。
对该切片材料及热轧制材料进行平坦性评价试验、强度试验、氧化铝膜性评价试验。
对于各试验,如上述第一实施方式说明的那样,因此,在此省略说明。但是,在强度试验中,抗拉强度为180N/mm2以上的认定为合格(○),抗拉强度低于180N/mm2的认定为不合格(×)。
表5表示其结果。
[实施例4]
首先,溶解具有表4所示的序号3组成的铝合金(合金成分3),进行脱氢气处理、过滤后,进行铸造从而制造板厚500mm的铸锭。将制造的铸锭在表6所示的条件下,进行均质化热处理。将该铸锭进行切片,制造厚度20mm的铝合金厚板(切片材料)。
对该切片材料进行平坦性评价试验。对于该试验,如上述第一实施方式说明的那样,因此,在此省略说明。
表6表示该结果。
[表4]
Figure G2007800166005D00191
[表5]
Figure G2007800166005D00201
*1:截面的板厚表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差
=[(A-B)/((A+B)/2)×100]
A:板厚表面附近(1/8的位置)的结晶物的面积率
B:板厚中央部(1/2位置)的结晶物的面积率
[表6]
Figure G2007800166005D00211
如表5所示,对于切片材料(合金成分1~13、15~21)而言,加工变形少,翘曲小。即,平坦度良好。
在合金成分14中,Mg超过上限,因此,发生铸造裂纹,不可能制造。
在合金成分13中,Mg的含量低于下限值,因此强度不足。
对于合金成分1~13、17、20、21而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的表面的外观上未产生不均匀。
对于合金成分15、16、18、19而言,分别是Si、Fe、Mn、Cr的含量超过上限值,因此,产生金属间化合物,在氧化铝膜处理后的表面的外观上产生了不均匀。在合金成分1~13、15~21中,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的截面的外观上未产生不均匀。
另一方面,对于热轧制材料(合金成分1~13、15~21),积累加工变形,轧制方向翘曲大。即平坦度不良。
在合金成分14中,Mg超过上限,因此,发生铸造裂纹,不可能制造。
在合金成分13中,Mg含量低于下限值,因此强度不足。
对于合金成分15、16、18、19而言,分别是Si、Fe、Mn、Cr的含量超过上限值,因此,产生金属间化合物,在氧化铝膜处理后的表面的外观上产生了不均匀
对于在合金成分1~13、15~21而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的截面的外观上产生不均匀。
另外,在热轧制的热轧制材料中,板厚截面的板厚表面附近和厚板中央部的结晶物的面积率的差超过了10%。
另外,对于切片材料的合金成分17、20、21而言,分别是Cu、Zn、Ti的含量超过上限值,其效果饱和,经济性差。
如表6所示,在实施例1、2中,均质化热处理的条件满足本发明的范围,因此,平坦度良好。在实施例3中,未进行均质化热处理,因此,平坦度是合格值,但是,与进行了均质化热处理的相比,稍微差一些。在实施例4中,均质化热处理的处理温度低于400℃,因此,平坦度是合格值,但是与满足处理温度条件的相比,稍微差一些。在实施例5中,产生氧化,不能制造。
第三实施方式
如图1所示,本发明第三实施方式的厚板的制造方法,按顺序进行:溶解工序(S1)、脱氢气工序(S2)、过滤工序(S3)、铸造工序(S4)、切片工序(S6)。另外,根据需要,在铸造工序(S4)之后,也可以包括热处理工序(S5),在切片工序(S6)之后,也可以包括表面平滑化处理工序(S7)。
在这些工序中,脱氢气工序(S2)、过滤工序(S3)、铸造工序(S4)、切片工序(S6)及表面平滑化处理工序(S7)和上述第一实施方式的制造方法是同样的,因此,省略说明。下面,对溶解工序(S1)和热处理工序(S5)进行说明。
<溶解工序>
溶解工序(S1)是溶解含有规定量的Si、Mg,还含有规定量的Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti中至少一种以上,且,余量由A1及不可避免的杂质构成的铝合金的工序。
下面,对限定各成分含量的数值的理由进行说明。
[Si:0.2质量%以上1.6质量%以下]
Si具有提高铝合金强度的效果。Si通常作为母材杂质混入铝合金中,在铸造工序(S4)等中,在铸锭中生成Al-Fe-Si系和Si的金属间化合物。Si的含量低于0.2质量%时,提高强度的效果小。另一方面,Si含量超过1.6质量%时,在铸锭中产生粗大的Si系金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观产生不均匀。因此,Si含量设定为0.2质量%以上1.6质量%以下。
[Mg:0.3质量%以上1.5质量%以下]
Mg和Si共存形成Mg2Si,具有提高铝合金强度的效果。Mg的含量低于0.3质量%时,其效果小,另一方面,Mg含量超过1.5质量%时,强度提高的效果饱和。因此,Mg含量设定为0.3质量%以上1.5质量%以下。
作为铝合金的必要成分,含有上述的Si、Mg,还含有以下的Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti中至少一种以上。
[Fe:0.8质量%以下]
Fe具有使铝合金的晶粒微细化、稳定化,并且,提高强度的效果。Fe通常也是作为母材杂质混入铝合金中,在铸造工序(S4)等中,在铸锭中生成Al-Fe系金属间化合物。Fe含量超过0.8质量%时,在铸锭中产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Fe含量设定为0.8质量%以下。
[Cu:1.0质量%以下]
Cu具有提高铝合金板强度的效果。Cu含量超过1.0质量%时,耐蚀性降低。因此,Cu含量设定为1.0质量%以下。
[Mn:0.6质量%以下]
Mn固溶于铝合金中且具有提高强度的效果。Mn含量超过0.6质量%时,产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Mn含量设定为0.6质量%以下。
[Cr:0.5质量%以下]
Cr在铸造工序(S4)及热处理工序(S5)中,具有作为微细的化合物析出、抑制晶粒成长的效果。Cr含量超过0.5质量%时,作为初晶产生粗大的Al-Cr系金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Cr含量设定为0.5质量%以下。
[Zn:0.4质量%以下]
Zn具有提高铝合金的强度的效果。超过0.4质量%时耐蚀性降低。因此,Zn含量设定为0.4质量%以下。
[Ti:0.1质量%以下]
Ti具有细化铸锭的晶粒的效果。Ti含量超过0.1质量%其效果也已饱和。因此,Ti含量设定为0.1质量%以下。
[Zr:0.3质量%以下]
Zr具有细化铝合金的结晶颗粒,并且稳定化的效果。Zr的含量超过0.3质量%时,产生粗大晶体析出物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Zr含量设定为0.3质量%以下。
另外,作为不可避免的杂质的V、B等的含量,只要分别在0.01质量%以下,就不影响本发明的铝合金厚板的特性。
<热处理工序>
热处理工序(S5)是将在铸造工序(S4)制造的铸锭进行热处理(均质化热处理)的工序。
均质化热处理根据常规法,以处理温度400℃~低于融点保持1小时以上而进行。
均质化热处理的处理温度低于400℃时,铸锭中偏析的溶质元素的均质化不充分,热处理的效果小。因此,处理温度设定于400℃以上。另外,处理温度超过融点时,产生铸锭表面的一部分溶解的称为氧化的现象,容易成为铝合金厚板的表面缺陷的原因。因此,处理温度设定为融点以下。另外,处理时间低于1小时时,金属间化合物的固溶不充分且容易析出。因此,处理时间设定为1小时以上。
下面,对本发明的第三实施方式的铝合金厚板进行说明。
<铝合金厚板>
铝合金厚板由上述的铝合金(Al-Mg-Si系合金)构成,设定合金中的氢浓度为0.2ml/100g以下,且,板厚截面的表面附近和板厚中央部的金属间化合物(结晶物)的面积率的差为10%以内。
另外,氢浓度的控制也可以通过上述记载的制造方法进行。
在此,由于Al-Fe-Si系结晶物的面积率,氧化铝膜后的色调变化,因此,面积率的差超过10%时,产生氧化铝膜后的色调不均匀。另一方面,若在10%以内,不会产生色调不均匀。
即,轧制材料的情况下,在板厚方向中心部,金属间化合物的尺寸变大,因此,在产生了氧化铝的情况下,截面产生色调不均匀,但是,在由铸锭切片的情况下,金属间化合物的分布状态平均化,表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差小,因此,不会产生色调不均匀。
作为这种面积率的测定方法,通过测定板厚截面的板厚表面附近(例如,定义为板厚1/8位置)和板厚中央部(例如,定义为板厚1/2位置)的结晶物的面积率进行。
具体而言,在板厚截面,用SEM的组成像通过图像处理,将观察倍率设为1000倍,使视野为20视野以上,通过求Al-Fe-Si系结晶物的面积率进行。
另外,对耐蚀性来说,底部基板用和输送装置用的在清洁室内使用,因此,通常不需要耐蚀性。另外,使用于容器的情况下,因为是腐蚀性气体暴露少的环境,因此,不需要特别的耐蚀性。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不局限于上述实施方式。
下面,对于满足本发明的权利要求范围的实施例的效果而言,和本发明的权利要求范围以外的比较例进行比较后进行具体说明。
[实施例5]
首先,溶解具有表7所示组成的铝合金,进行了脱氢气处理后,使氢气浓度为0.2ml/100g以下。接着,进行过滤后,铸造从而制造板厚500mm的铸锭。将制造的铸锭在520℃加热8小时,将该铸锭进行切片或热轧制,制造厚度20mm的铝合金厚板(切片材料、热轧制材料)。将得到的厚板在520℃进行固溶化处理,在175℃实施8小时的时效处理。
对该切片材料及热轧制材料进行强度试验、氧化铝膜性评价试验。
对于各试验,如上述第一实施方式说明的那样,因此,在此省略说明。但是,在强度试验中,抗拉强度为200N/mm2以上且0.2%屈服强度为150N/mm2以上的认定为合格(○),抗拉强度低于200N/mm2且0.2%屈服强度低于150N/mm2的认定为不合格(×)。
表8表示其结果。
[表7]
Figure G2007800166005D00261
[表8]
Figure G2007800166005D00262
※1:截面的板厚表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差=
{(A-B)/((A+B)/2)×100}
A:板厚表面附近(1/8的位置)的结晶物的面积率
B:板厚中央部(1/2位置)的结晶物的面积率
如表8所示,对于切片材料,在合金成分6、8中,Si、Mg的含量低于下限值,因此强度不足。
对于合金成分1~6、8而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的表面的外观上未产生不均匀。
对于合金成分7、9~11而言,分别是Si、Fe、Mn、Cr的含量超过上限值,因此,产生金属间化合物,在氧化铝膜处理后的表面的外观上产生了不均匀。
对于在合金成分1~11而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的截面的外观上未产生不均匀。
另一方面,对于热轧制材料而言,在合金成分6、8中,Si、Mg含量低于下限值,因此强度不足。
对于合金成分1~6、8而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的表面的外观上未产生不均匀。
对于合金成分7、9~11而言,分别是Si、Fe、Mn、Cr的含量超过上限值,因此,产生金属间化合物,在氧化铝膜处理后的表面的外观上产生了不均匀。
对于合金成分1~11而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的截面的外观上产生不均匀。
另外,在进行热轧制的热轧制材料中,板厚截面的板厚表面附近和厚板中央部的结晶物的面积率的差超过了10%。
第四实施方式
如图1所示,本发明第四实施方式的厚板的制造方法,按顺序进行:溶解工序(S1)、脱氢气工序(S2)、过滤工序(S3)、铸造工序(S4)、切片工序(S6)。另外,根据需要,在铸造工序(S4)之后,也可以包括热处理工序(S5),在切片工序(S6)之后,也可以包括表面平滑化处理工序(S7)。
在这些工序中,脱氢气工序(S2)、过滤工序(S3)、铸造工序(S4)、切片工序(S6)及表面平滑化处理工序(S7)和上述第一实施方式的制造方法是同样的,因此,省略说明。下面,对溶解工序(S1)和热处理工序(S5)进行说明。
<溶解工序>
溶解工序(S1)是溶解含有规定量的Mg、Zn,还含有规定量的Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Ti、Zr中至少一种以上,且,余量由Al及不可避免的杂质构成的铝合金的工序。
下面,对限定各成分含量的数值的理由进行说明。
[Mg:0.4质量%以上4.0质量%以下]
Mg具有提高铝合金强度的效果。Mg的含量低于0.4质量%时,其效果小,另一方面,Mg含量超过4.0质量%时,耐SCC(耐应力腐蚀裂纹)性降低。因此,Mg含量设定为0.4质量%以上4.0质量%以下。
[Zn:3.0质量%以上9.0质量%以下]
Zn具有提高铝合金的强度的效果。Zn含量低于3.0质量%时,其效果小,另一方面,Zn含量超过9.0质量%时耐SCC(耐应力腐蚀裂纹)性降低。因此,Zn含量设定为3.0质量%以上9.0质量%以下。
作为铝合金的必要成分,含有上述的Mg、Zn,还含有以下的Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Ti、Zr中至少一种以上。
[Si:0.7质量%以下]
Si通常作为母材杂质混入铝合金中的,在铸造工序(S4)等中,在铸锭中生成Al-Fe-Si系金属间化合物。Si含量超过0.7质量%时,在铸锭中产生粗大的Al-Fe-Si系金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观产生不均匀。因此,Si含量设定为0.7质量%以下。
[Fe:0.8质量%以下]
Fe通常也是作为母材杂质混入铝合金中,在铸造工序(S4)等中,在铸锭中生成Al-Fe系金属间化合物。Fe含量超过0.8质量%时,在铸锭中产生粗大的Al-Fe系金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Fe含量设定为0.8质量%以下。
[Cu:3.0质量%以下]
Cu具有提高铝合金板强度的效果。Cu含量超过3.0质量%时,耐蚀性降低。因此,Cu含量设定为1.0质量%以下。
[Mn:0.8质量%以下]
Mn具有使结晶组织微细化的效果。Mn含量超过0.8质量%时,产生粗大的金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Mn含量设定为0.8质量%以下。
[Cr:0.5质量%以下]
Cr在铸造工序(S4)及热处理工序(S5)中,具有作为微细的化合物析出、抑制晶粒成长的效果。Cr含量超过0.5质量%时,作为初晶产生粗大的Al-Cr系金属间化合物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。因此,Cr含量设定为0.5质量%以下。
[Ti:0.1质量%以下]
Ti具有细化晶粒的效果。Ti含量超过0.1质量%其效果也已饱和。
因此,Ti含量设定为0.1质量%以下。
[Zr:0.25质量%以下]
Zr具有细化铝合金的晶粒,并且稳定化的效果。Zr的含量超过0.25质量%时,产生粗大晶体析出物,容易在氧化铝膜处理后的表面外观上产生不均匀。
因此,Zr含量设定为0.25质量%以下。
另外,作为不可避免的杂质V、B等的含量,只要分别在0.01质量%以下,就不影响本发明的铝合金厚板的特性。
<热处理工序>
热处理工序(S5)是将在铸造工序(S4)制造的铸锭进行热处理(均质化热处理)的工序。
通常,均质化热处理通过在处理温度350℃到低于融点的温度保持1小时以上进行。
均质化热处理的处理温度低于350℃时,在铸锭中偏析的溶质元素的均质化不充分,热处理的效果小。因此,处理温度设定为350℃以上。另外,处理温度超过融点时,产生铸锭表面的一部分溶解的称为氧化的现象,容易成为铝合金厚板的表面缺陷的原因。因此,处理温度设定为融点以下。另外,处理时间低于1小时时,金属间化合物的固溶不充分且容易析出。因此,处理时间设定为1小时以上。
下面,对本发明的铝合金厚板进行说明。
<铝合金厚板>
铝合金厚板由上述的铝合金(Al-Zn-Mg系合金)构成,设定合金中的氢浓度为0.2ml/100g以下,且,板厚截面的表面附近和板厚中央部的金属间化合物(结晶物)的面积率的差为10%以内。
另外,氢浓度的控制也可以通过上述记载的制造方法进行。
在此,由于Al-Fe-Si-(Cu)和Al-Zn-Mg-Cu系结晶物的面积率,氧化铝膜后的色调发生变化,因此,面积率的差超过10%时,产生氧化铝膜后的色调不均匀。另一方面,若在10%以内,不会产生色调不均匀。
即,轧制材料的情况下,在板厚方向中心部,金属间化合物的尺寸变大,因此,在产生了氧化铝的情况下,截面产生色调不均匀,但是,在由铸锭切片的情况下,金属间化合物的分布状态平均化,表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差小,因此,不会产生色调不均匀。
作为这种面积率的测定方法,通过测定板厚截面的板厚表面附近(例如,定义为板厚1/8位置)和板厚中央部(例如,定义为板厚1/2位置)的结晶物的面积率进行。
具体而言,在板厚截面,用SEM的组成像通过图像处理,将观察倍率设为1000倍,使视野为20个视野以上,通过求Al-Fe-Si系结晶物的面积率进行。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是,本发明不局限于上述实施方式。
下面,对满足本发明的权利要求范围的实施例的效果,和本发明的权利要求范围以外的比较例进行比较后进行具体说明。
[实施例6]
首先,溶解具有表9所示组成的铝合金,进行了脱氢气处理后,使氢气浓度为0.2ml/100g以下。接着,进行过滤后,铸造从而制造板厚300mm的铸锭。将制造的铸锭在450℃加热8小时,进行均质化处理。将该铸锭进行切片或热轧制,制造厚度20mm的铝合金厚板(切片材料、热轧制材料)。将得到的厚板在470℃进行固溶化处理,在120℃实施48小时的时效处理。
对该切片材料及热轧制材料进行强度试验及氧化铝膜性评价试验。
对于各试验,如上述第一实施方式说明的那样,因此,在此省略说明。但是,在强度试验中,抗拉强度为250N/mm2以上且屈服强度为200N/mm2以上的认定为合格(○),抗拉强度低于250N/mm2且屈服强度低于200N/mm2的认定为不合格(×)。
表10表示其结果。
[表9]
Figure G2007800166005D00311
[表10]
Figure G2007800166005D00312
※1:截面的板厚表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差=
{(A-B)/((A+B)/2)×100}
A:板厚表面附近(1/8的位置)的结晶物的面积率
B:板厚中央部(1/2位置)的结晶物的面积率
如表10所示,对于切片材料,在合金成分6、7中,Mg、Zn的含量低于下限值,因此强度不足。
对于合金成分1~7而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的表面的外观上未产生不均匀。
对于合金成分8~12而言,分别是Si、Fe、Mn、Cr、Zr的含量超过上限值,因此,产生金属间化合物,在氧化铝膜处理后的表面的外观上产生了不均匀。
对于合金成分1~12而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的截面的外观上未产生不均匀。
另一方面,对于热轧制材料,在合金成分6、7中,Mg、Zn含量低于下限值,因此强度不足。
对于合金成分1~7而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的表面的外观上未产生不均匀。
对于合金成分8~12而言,分别是Si、Fe、Mn、Cr、Zr的含量超过上限值,因此,产生金属间化合物,在氧化铝膜处理后的表面的外观上产生了不均匀
对于合金成分1~12而言,在铝合金厚板的氧化铝膜处理后的截面的外观上产生不均匀。
另外,在进行热轧制的热轧制材料中,板厚截面的板厚表面附近和厚板中央部的结晶物的面积率的差超过了10%。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是,本发明不局限于上述实施方式,在不脱离本发明范围的范围内可以进行变更。

Claims (11)

1.一种铝合金厚板的制造方法,其特征在于,按下列顺序进行以下工序:
溶解铝合金的溶解工序;
从在所述溶解工序溶解的铝合金中除去氢气的脱氢气工序;
从在所述脱氢气工序除去了氢气的铝合金中除去夹杂物的过滤工序;
铸造在所述过滤工序除去了夹杂物的铝合金而制造铸锭的铸造工序;
将所述铸锭在铸造方向上切片成规定的厚度的切片工序,
并且,所述铝合金的组成含有Mn:0.3质量%以上1.6质量%以下,还含有Si:0.7质量%以下、Fe:0.8质量%以下、Cu:0.5质量%以下、Mg:1.5质量%以下、Cr:0.3质量%以下、Zn:0.4质量%以下、Ti:0.1质量%以下、Zr:0.3质量%以下中的至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成。
2.如权利要求1所述的铝合金厚板的制造方法,其特征在于,在所述铸造工序后,实施将铸锭在400~630℃保持1小时以上的热处理。
3.一种铝合金厚板的制造方法,其特征在于,按下列顺序进行以下工序:
溶解铝合金的溶解工序;
从在所述溶解工序溶解的铝合金中除去氢气的脱氢气工序;
从在所述脱氢气工序除去了氢气的铝合金中除去夹杂物的过滤工序;
铸造在所述过滤工序除去了夹杂物的铝合金而制造铸锭的铸造工序;
将所述铸锭在铸造方向上切片成规定的厚度的切片工序,
并且,所述铝合金的组成含有Mg:1.5质量%以上12.0质量%以下,还含有Si:0.7质量%以下、Fe:0.8质量%以下、Cu:0.6质量%以下、Mn:1.0质量%以下、Cr:0.5质量%以下、Zn:0.4质量%以下、Ti:0.1质量%以下、Zr:0.3质量%以下中的至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成。
4.如权利要求3所述的铝合金厚板的制造方法,其特征在于,在所述铸造工序后,实施将铸锭在400℃~低于融点的温度保持1小时以上的热处理。
5.一种铝合金厚板的制造方法,其特征在于,按下列顺序进行以下工序:
溶解铝合金的溶解工序;
从在所述溶解工序溶解的铝合金中除去氢气的脱氢气工序;
从在所述脱氢气工序除去了氢气的铝合金中除去夹杂物的过滤工序;
铸造在所述过滤工序除去了夹杂物的铝合金而制造铸锭的铸造工序;
将所述铸锭在铸造方向上切片成规定的厚度的切片工序,
并且,所述铝合金的组成含有Si:0.2质量%以上1.6质量%以下、Mg:0.3质量%以上1.5质量%以下,还含有Fe:0.8质量%以下、Cu:1.0质量%以下、Mn:0.6质量%以下、Cr:0.5质量%以下、Zn:0.4质量%以下、Ti:0.1质量%以下、Zr:0.3质量%以下中的至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成。
6.如权利要求5所述的铝合金厚板的制造方法,其特征在于,在所述铸造工序后,实施将铸锭在400℃~低于融点的温度保持1小时以上的热处理。
7.一种铝合金厚板的制造方法,其特征在于,按下列顺序进行以下工序:
溶解铝合金的溶解工序;
从在所述溶解工序溶解的铝合金中除去氢气的脱氢气工序;
从在所述脱氢气工序除去了氢气的铝合金中除去夹杂物的过滤工序;
铸造在所述过滤工序除去了夹杂物的铝合金而制造铸锭的铸造工序;
将所述铸锭在铸造方向上切片成规定的厚度的切片工序,
并且,所述铝合金的组成含有Mg:0.4质量%以上4.0质量%以下、Zn:3.0质量%以上9.0质量%以下,还含有Si:0.7质量%以下、Fe:0.8质量%以下、Cu:3.0质量%以下、Mn:0.8质量%以下、Cr:0.5质量%以下、Ti:0.1质量%以下、Zr:0.25质量%以下中的至少一种以上,且余量由Al及不可避免的杂质构成。
8.如权利要求7所述的铝合金厚板的制造方法,其特征在于,在所述铸造工序后,实施将铸锭在350℃~低于融点的温度保持1小时以上的热处理。
9.如权利要求1、3、5、7中任一项所述的铝合金厚板的制造方法,其特征在于,在所述切片工序之后,对被切片成规定厚度的铝合金厚板的表面进一步进行表面平滑化处理。
10.如权利要求9所述的铝合金厚板的制造方法,其特征在于,所述表面平滑化处理是从切削法、磨削法及研磨法中选出的至少一种。
11.一种铝合金厚板,其特征在于,是利用权利要求1所述的铝合金厚板的制造方法制造的铝合金厚板,其中,氢气量为0.2ml/100g以下,板厚截面中的表面附近和板厚中央部的结晶物的面积率的差在10%以内。
CN2007800166005A 2006-05-18 2007-04-25 铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板 Expired - Fee Related CN101437968B (zh)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006139615A JP4174524B2 (ja) 2006-05-18 2006-05-18 アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
JP2006139616A JP4174525B2 (ja) 2006-05-18 2006-05-18 アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
JP2006139617A JP4174526B2 (ja) 2006-05-18 2006-05-18 アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
JP139618/2006 2006-05-18
JP139617/2006 2006-05-18
JP139615/2006 2006-05-18
JP2006139618A JP4174527B2 (ja) 2006-05-18 2006-05-18 アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
JP139616/2006 2006-05-18
PCT/JP2007/058963 WO2007135838A1 (ja) 2006-05-18 2007-04-25 アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101437968A CN101437968A (zh) 2009-05-20
CN101437968B true CN101437968B (zh) 2012-10-31

Family

ID=38841899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800166005A Expired - Fee Related CN101437968B (zh) 2006-05-18 2007-04-25 铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4174524B2 (zh)
CN (1) CN101437968B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011078080A1 (ja) * 2009-12-22 2011-06-30 昭和電工株式会社 陽極酸化処理用アルミニウム合金およびアルミニウム合金製部品
JP5431233B2 (ja) * 2010-03-31 2014-03-05 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金鍛造材およびその製造方法
CN101935785B (zh) * 2010-09-17 2012-03-28 中色科技股份有限公司 一种高成形性汽车车身板用铝合金
CN102642001A (zh) * 2012-04-28 2012-08-22 江苏鑫皇铝业发展有限公司 一种5754铝合金电磁铸压工艺
CN103205586B (zh) * 2013-05-09 2015-08-12 云南奥凯科技开发有限责任公司 一种废铝高效再生铸造铝合金的方法
PL3164524T3 (pl) * 2014-07-04 2020-04-30 Aleris Rolled Products Germany Gmbh Stop aluminium do stosowania w przemyśle budowlanym
JP2016079454A (ja) * 2014-10-16 2016-05-16 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金鍛造材およびその製造方法
CN105177365A (zh) * 2015-08-19 2015-12-23 合肥市田源精铸有限公司 一种新型铝合金材料
CN109628756A (zh) * 2019-01-04 2019-04-16 江苏理工学院 一种净化小体积铝及铝合金熔体的方法
CN109628802A (zh) * 2019-02-21 2019-04-16 重庆南岸三洋电器设备有限公司 一种高效率、高转矩用锰铝合金
CN112207522A (zh) * 2020-10-26 2021-01-12 许晨玲 一种大型铝合金整体壁板平度控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004306139A (ja) * 2003-03-26 2004-11-04 Showa Denko Kk アルミニウム合金水平連続鋳造棒の製造方法、アルミニウム合金水平連続鋳造棒の製造設備およびアルミニウム合金水平連続鋳造棒

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004306139A (ja) * 2003-03-26 2004-11-04 Showa Denko Kk アルミニウム合金水平連続鋳造棒の製造方法、アルミニウム合金水平連続鋳造棒の製造設備およびアルミニウム合金水平連続鋳造棒

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2003-27167A 2003.01.29

Also Published As

Publication number Publication date
JP4174524B2 (ja) 2008-11-05
CN101437968A (zh) 2009-05-20
JP2007308766A (ja) 2007-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101437968B (zh) 铝合金厚板的制造方法及铝合金厚板
CN101605916B (zh) 铝合金厚板的制造方法和铝合金厚板
KR20080109938A (ko) 알루미늄 합금 후판의 제조방법 및 알루미늄 합금 후판
CN102959109B (zh) 成形用铝合金板
WO2014163086A1 (ja) 熱間圧延用チタン鋳片およびその製造方法
KR20160138208A (ko) 스퍼터링 타깃의 제조 방법 및 스퍼터링 타깃
KR101197952B1 (ko) 알루미늄 합금 후판의 제조 방법 및 알루미늄 합금 후판
CN103946404A (zh) 冲压成形性与形状冻结性优良的铝合金板及其制造方法
JP4174526B2 (ja) アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
RU2361938C1 (ru) Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов
JP4231530B2 (ja) アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
JP4174527B2 (ja) アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
CN106715755B (zh) 难以产生表面瑕疵的热轧用钛铸坯及其制造方法
JP4174525B2 (ja) アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
JP4242429B2 (ja) アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
KR20160091863A (ko) 알루미늄-아연-구리-마그네슘 합금 판재의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 알루미늄-아연-구리-마그네슘 합금 판재
CN106715756B (zh) 难以产生表面瑕疵的热轧用钛铸坯及其制造方法
BG2544U1 (bg) Система за мониторинг на пред­ пазните пътни мантинели

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121031