JP2000303131A - 高強度アルミニウム合金 - Google Patents
高強度アルミニウム合金Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高純度アルミニウムの特性を損なうことなく
高強度を具備し、しかも低コストのアルミニウム合金を
提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金の基本的な合金組成
は、Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、Ｓｃお
よびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未
満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ
−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足す
る比率で含み、残部が不可避不純物からなる。さらに、
Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉのうちの少なくとも１種、また
はＣｕ、Ａｇ、Ｇａ、Ｚｎのうちの少なくとも１種、あ
るいは両群の元素を添加する。
高強度を具備し、しかも低コストのアルミニウム合金を
提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金の基本的な合金組成
は、Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、Ｓｃお
よびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未
満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ
−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足す
る比率で含み、残部が不可避不純物からなる。さらに、
Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉのうちの少なくとも１種、また
はＣｕ、Ａｇ、Ｇａ、Ｚｎのうちの少なくとも１種、あ
るいは両群の元素を添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウム純
度が高く、かつ高強度のアルミニウム合金に関する。
度が高く、かつ高強度のアルミニウム合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】高純度アルミニウム材は電導性が高く光
沢性が良好であり、これらの性質を利用して電線材料や
反射板等の材料として用いられている。しかしながら、
高純度アルミニウム材は機械的強度が低いために、より
強度の高い合金を重ね合わせる等の工夫が凝らされてい
る。たとえば、反射板では９９．９wt％Ａｌ／Ａ３００
３クラッド材が使用されている。
沢性が良好であり、これらの性質を利用して電線材料や
反射板等の材料として用いられている。しかしながら、
高純度アルミニウム材は機械的強度が低いために、より
強度の高い合金を重ね合わせる等の工夫が凝らされてい
る。たとえば、反射板では９９．９wt％Ａｌ／Ａ３００
３クラッド材が使用されている。
【０００３】一方、アルミニウム材の強度向上の一方法
として、Ｓｃの添加が有効であることが知られている
（ 1)N.Blake and M.A.Hopkins:J.Mater.Sci.,20(198
5),28612) 佐野、曹、平野、桜井：軽金属,99(1989),44
41 3)M.L.Kharakterova,D.G.Eskin and L.S.Toropova:
Acta meter.,42(1994),2285 4)M.E.Dries,S.G.Pavienk
o,L.S.Toropova,Yu.G.Bukov and L.B.Ber:Sov.Pya.Dok
i.,26(1981),344 5) 中山、古田，美浦：日本金属学
会,59,Vol.5,(1995),487）。Ｓｃは、Ａｌに添加するこ
とでＡｌ3 Ｓｃの微細析出物を形成し、再結晶を遅延さ
せてマトリックスの強度を向上させる効果があり、この
点に着眼した特許も出願されている（ＷＯ ９５３２７
４，ＵＳＰ９５３２７４，ＵＳＰ ５６２０６５２，Ｕ
ＳＰ ５５９７５２９）。
として、Ｓｃの添加が有効であることが知られている
（ 1)N.Blake and M.A.Hopkins:J.Mater.Sci.,20(198
5),28612) 佐野、曹、平野、桜井：軽金属,99(1989),44
41 3)M.L.Kharakterova,D.G.Eskin and L.S.Toropova:
Acta meter.,42(1994),2285 4)M.E.Dries,S.G.Pavienk
o,L.S.Toropova,Yu.G.Bukov and L.B.Ber:Sov.Pya.Dok
i.,26(1981),344 5) 中山、古田，美浦：日本金属学
会,59,Vol.5,(1995),487）。Ｓｃは、Ａｌに添加するこ
とでＡｌ3 Ｓｃの微細析出物を形成し、再結晶を遅延さ
せてマトリックスの強度を向上させる効果があり、この
点に着眼した特許も出願されている（ＷＯ ９５３２７
４，ＵＳＰ９５３２７４，ＵＳＰ ５６２０６５２，Ｕ
ＳＰ ５５９７５２９）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｓｃ添加アルミニウム合金は、Ｓｃ含有量が、例えばＵ
ＳＰ ５６２０６５２で０．０２〜１０．０wt％と多い
ために、高純度アルミニウム特有の電導性や光沢が損な
われるという問題点があった。また、Ｓｃは高価である
ため、添加量が増えるとコストが上がるという問題点も
あった。
Ｓｃ添加アルミニウム合金は、Ｓｃ含有量が、例えばＵ
ＳＰ ５６２０６５２で０．０２〜１０．０wt％と多い
ために、高純度アルミニウム特有の電導性や光沢が損な
われるという問題点があった。また、Ｓｃは高価である
ため、添加量が増えるとコストが上がるという問題点も
あった。
【０００５】この発明は、前述の技術背景に鑑み、高純
度アルミニウムの特性を損なうことなく高強度を具備
し、しかも低コストのアルミニウム合金の提供を目的と
する。
度アルミニウムの特性を損なうことなく高強度を具備
し、しかも低コストのアルミニウム合金の提供を目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の第１の高強度アルミニウム合金は、Ａ
ｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、ＳｃおよびＺ
ｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満、Ｚ
ｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ−４０
０ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足する比率
で含み、残部が不可避不純物からなることを基本要旨と
する。
に、この発明の第１の高強度アルミニウム合金は、Ａ
ｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、ＳｃおよびＺ
ｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満、Ｚ
ｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ−４０
０ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足する比率
で含み、残部が不可避不純物からなることを基本要旨と
する。
【０００７】また、第２の高強度アルミニウム合金は、
Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、Ｓｃおよび
Ｚｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満、Ｚ
ｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ−４０
０ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足する比率
で含み、さらにＦｅ：５〜２００ｐｐｍ、Ｓｉ：５〜２
５０ｐｐｍ、Ｍｎ：５〜５０ｐｐｍ、Ｍｇ：５〜５０ｐ
ｐｍ、Ｔｉ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくとも１種を
含み、残部が不可避不純物からなることを基本要旨とす
る。
Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、Ｓｃおよび
Ｚｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満、Ｚ
ｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ−４０
０ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足する比率
で含み、さらにＦｅ：５〜２００ｐｐｍ、Ｓｉ：５〜２
５０ｐｐｍ、Ｍｎ：５〜５０ｐｐｍ、Ｍｇ：５〜５０ｐ
ｐｍ、Ｔｉ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくとも１種を
含み、残部が不可避不純物からなることを基本要旨とす
る。
【０００８】また、第３の高強度アルミニウム合金は、
Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、Ｓｃおよび
Ｚｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満、Ｚ
ｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ−４０
０ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足する比率
で含み、さらにＣｕ：５〜５００ｐｐｍ、Ａｇ：５〜８
００ｐｐｍ、Ｇａ：５〜５０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜５０ｐ
ｐｍのうちの少なくとも１種を含み、残部が不可避不純
物からなることを基本要旨とする。
Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、Ｓｃおよび
Ｚｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満、Ｚ
ｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ−４０
０ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足する比率
で含み、さらにＣｕ：５〜５００ｐｐｍ、Ａｇ：５〜８
００ｐｐｍ、Ｇａ：５〜５０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜５０ｐ
ｐｍのうちの少なくとも１種を含み、残部が不可避不純
物からなることを基本要旨とする。
【０００９】さらに、第４の高強度アルミニウム合金
は、Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、Ｓｃお
よびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未
満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ
−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足す
る比率で含み、さらにＦｅ：５〜２００ｐｐｍ、Ｓｉ：
５〜２５０ｐｐｍ、、Ｍｎ：５〜５０ｐｐｍ、Ｍｇ：５
〜５０ｐｐｍ、Ｔｉ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくと
も１種を含み、さらにＣｕ：５〜５００ｐｐｍ、Ａｇ：
５〜８００ｐｐｍ、Ｇａ：５〜５０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜
５０ｐｐｍのうちの少なくとも１種を含み、残部が不可
避不純物からなることを基本要旨とする。
は、Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むとともに、Ｓｃお
よびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未
満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、かつ
−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足す
る比率で含み、さらにＦｅ：５〜２００ｐｐｍ、Ｓｉ：
５〜２５０ｐｐｍ、、Ｍｎ：５〜５０ｐｐｍ、Ｍｇ：５
〜５０ｐｐｍ、Ｔｉ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくと
も１種を含み、さらにＣｕ：５〜５００ｐｐｍ、Ａｇ：
５〜８００ｐｐｍ、Ｇａ：５〜５０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜
５０ｐｐｍのうちの少なくとも１種を含み、残部が不可
避不純物からなることを基本要旨とする。
【００１０】この発明の高強度アルミニウム合金は、高
純度のアルミニウムマトリックスに極微量のＳｃおよび
Ｚｒを所定比率で添加して微細なＡｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系金
属間化合物を析出させることにより強度および伸びの向
上を図ったものである。Ａｌ−Ｓｃ系金属間化合物によ
る再結晶遅延効果は既に知られているところであるが、
Ａｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系金属間化合物は、Ｓｃ、Ｚｒの単
体、あるいはＡｌ3 Ｓｃ、Ａｌ3 Ｚｒよりも再結晶を遅
延させる効果が大きく、ＳｃおよびＺｒをそれぞれ単独
で添加した合金に比べて相乗的に強度を向上させること
ができる。また、再結晶後も結晶粒が微細であり伸びも
良い。
純度のアルミニウムマトリックスに極微量のＳｃおよび
Ｚｒを所定比率で添加して微細なＡｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系金
属間化合物を析出させることにより強度および伸びの向
上を図ったものである。Ａｌ−Ｓｃ系金属間化合物によ
る再結晶遅延効果は既に知られているところであるが、
Ａｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系金属間化合物は、Ｓｃ、Ｚｒの単
体、あるいはＡｌ3 Ｓｃ、Ａｌ3 Ｚｒよりも再結晶を遅
延させる効果が大きく、ＳｃおよびＺｒをそれぞれ単独
で添加した合金に比べて相乗的に強度を向上させること
ができる。また、再結晶後も結晶粒が微細であり伸びも
良い。
【００１１】この発明の４種のアルミニウム合金組成に
おいて、Ａｌ含有量は、純アルミニウムとしての電導性
や光沢を維持するために９９．６０wt％以上とする。特
に９９．８０wt％以上が好ましい。
おいて、Ａｌ含有量は、純アルミニウムとしての電導性
や光沢を維持するために９９．６０wt％以上とする。特
に９９．８０wt％以上が好ましい。
【００１２】また、各微量添加元素の添加意義と含有量
の限定理由は、次のとおりである。
の限定理由は、次のとおりである。
【００１３】Ｓｃは、上述したように最終焼鈍後の再結
晶、換言すれば軟化を遅延させ、かつ再結晶後も結晶粒
を微細化し、合金の強度と伸びの向上に寄与する。前記
効果を得るために、Ｓｃ含有量は１０ｐｐｍ以上必要で
あり、一方１０００ｐｐｍ以上ではＡｌ含有量の９９．
６０wt％以上を確保して高純度アルミニウムの特性を維
持することが困難となるし、コスト的にも不利である。
Ｓｃ含有量は１０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満が好まし
く、特に５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満が好ましい。
晶、換言すれば軟化を遅延させ、かつ再結晶後も結晶粒
を微細化し、合金の強度と伸びの向上に寄与する。前記
効果を得るために、Ｓｃ含有量は１０ｐｐｍ以上必要で
あり、一方１０００ｐｐｍ以上ではＡｌ含有量の９９．
６０wt％以上を確保して高純度アルミニウムの特性を維
持することが困難となるし、コスト的にも不利である。
Ｓｃ含有量は１０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満が好まし
く、特に５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満が好ましい。
【００１４】Ｚｒは、Ｓｃと同様に再結晶の遅延と結晶
粒の微細化により、合金の強度と伸びの向上に寄与す
る。前記効果を得るために、Ｚｒ含有量は１０ｐｐｍ以
上必要であり、一方２０００ｐｐｍ以上ではＡｌ含有量
の９９．６０wt％以上を確保して高純度アルミニウムの
特性を維持することが困難となる。Ｚｒ含有量は１０ｐ
ｐｍ以上５００ｐｐｍ未満が好ましく、特に５０ｐｐｍ
以上５００ｐｐｍ未満が好ましい。
粒の微細化により、合金の強度と伸びの向上に寄与す
る。前記効果を得るために、Ｚｒ含有量は１０ｐｐｍ以
上必要であり、一方２０００ｐｐｍ以上ではＡｌ含有量
の９９．６０wt％以上を確保して高純度アルミニウムの
特性を維持することが困難となる。Ｚｒ含有量は１０ｐ
ｐｍ以上５００ｐｐｍ未満が好ましく、特に５０ｐｐｍ
以上５００ｐｐｍ未満が好ましい。
【００１５】ＳｃおよびＺｒの各含有量を上記範囲に規
定した上で、さらにこれらの元素を−４００ｐｐｍ＜２
Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足する比率とする。Ｓｃ
およびＺｒを前記比率で添加することにより、Ａｌ−Ｓ
ｃ−Ｚｒ系金属間化合物を効率良く形成して析出させ、
これらの相乗効果を助長することができる。前記比率を
外れると、Ｓｃ、Ｚｒが単独、またはＡｌ3 ＳｃやＡｌ
3 Ｚｒとして存在する量が多くなって、Ａｌ−Ｓｃ−Ｚ
ｒ系析出物によるＳｃ、Ｚｒの相乗効果を十分に得るこ
とができない。
定した上で、さらにこれらの元素を−４００ｐｐｍ＜２
Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満足する比率とする。Ｓｃ
およびＺｒを前記比率で添加することにより、Ａｌ−Ｓ
ｃ−Ｚｒ系金属間化合物を効率良く形成して析出させ、
これらの相乗効果を助長することができる。前記比率を
外れると、Ｓｃ、Ｚｒが単独、またはＡｌ3 ＳｃやＡｌ
3 Ｚｒとして存在する量が多くなって、Ａｌ−Ｓｃ−Ｚ
ｒ系析出物によるＳｃ、Ｚｒの相乗効果を十分に得るこ
とができない。
【００１６】Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、ＭｇおよびＴｉは、い
ずれもマトリックスの強度を向上させる元素である。こ
れらの元素は少なくとも１種を添加すれば前記効果を得
られるが、２種以上を併用することにより相乗効果が得
られる。これらの元素の含有量は、それぞれ５ｐｐｍ未
満ではその効果に乏しい。一方、Ｆｅ含有量が２００ｐ
ｐｍを超え、Ｓｉ含有量が２５０ｐｐｍを超えるとＳｃ
およびＺｒの再結晶遅延効果が弱まり，却って強度が低
下する。また、Ｍｎ含有量、Ｍｇ含有量およびＴｉ含有
量がそれぞれ５０ｐｐｍを超えると化学エッチング性を
阻害する。Ｆｅ含有量の特に好ましい下限値は８ｐｐｍ
であり、上限値は８０ｐｐｍである。Ｓｉ含有量の特に
好ましい下限値は１０ｐｐｍであり、上限値は１００ｐ
ｐｍである。Ｍｎ含有量の特に好ましい下限値は１０ｐ
ｐｍであり、上限値は４０ｐｐｍである。Ｍｇ含有量の
特に好ましい下限値は１０ｐｐｍであり、上限値は４０
ｐｐｍである。Ｔｉ含有量の特に好ましい下限値は１０
ｐｐｍであり、上限値は４０ｐｐｍである。
ずれもマトリックスの強度を向上させる元素である。こ
れらの元素は少なくとも１種を添加すれば前記効果を得
られるが、２種以上を併用することにより相乗効果が得
られる。これらの元素の含有量は、それぞれ５ｐｐｍ未
満ではその効果に乏しい。一方、Ｆｅ含有量が２００ｐ
ｐｍを超え、Ｓｉ含有量が２５０ｐｐｍを超えるとＳｃ
およびＺｒの再結晶遅延効果が弱まり，却って強度が低
下する。また、Ｍｎ含有量、Ｍｇ含有量およびＴｉ含有
量がそれぞれ５０ｐｐｍを超えると化学エッチング性を
阻害する。Ｆｅ含有量の特に好ましい下限値は８ｐｐｍ
であり、上限値は８０ｐｐｍである。Ｓｉ含有量の特に
好ましい下限値は１０ｐｐｍであり、上限値は１００ｐ
ｐｍである。Ｍｎ含有量の特に好ましい下限値は１０ｐ
ｐｍであり、上限値は４０ｐｐｍである。Ｍｇ含有量の
特に好ましい下限値は１０ｐｐｍであり、上限値は４０
ｐｐｍである。Ｔｉ含有量の特に好ましい下限値は１０
ｐｐｍであり、上限値は４０ｐｐｍである。
【００１７】Ｃｕ、Ａｇ、ＧａおよびＺｎは、いずれも
ＳｃおよびＺｒの再結晶遅延効果を妨げることなく、特
に電解研磨等の化学溶解性を高める効果があり、光沢性
の向上に寄与する。これらの元素は少なくとも１種を添
加すれば前記効果を得られるが、２種以上を併用するこ
とにより相乗効果が得られる。これらの元素の含有量
は、それぞれ５ｐｐｍ未満ではその効果に乏しい。一
方、Ｃｕ含有量が５００ｐｐｍを超え、Ａｇ含有量が８
００ｐｐｍを超えると、電気伝導度が悪くなる。また、
Ｇａ含有量およびＺｎ含有量がそれぞれ５０ｐｐｍを超
えると化学エッチング性を阻害する。Ｃｕ含有量の特に
好ましい下限値は３０ｐｐｍであり、上限値は３００ｐ
ｐｍである。Ａｇ含有量の特に好ましい下限値は５０ｐ
ｐｍであり、上限値は５００ｐｐｍである。Ｇａ含有量
の特に好ましい下限値は１０ｐｐｍであり、上限値は４
０ｐｐｍである。Ｚｎ含有量の特に好ましい下限値は１
０ｐｐｍであり、上限値は４０ｐｐｍである。
ＳｃおよびＺｒの再結晶遅延効果を妨げることなく、特
に電解研磨等の化学溶解性を高める効果があり、光沢性
の向上に寄与する。これらの元素は少なくとも１種を添
加すれば前記効果を得られるが、２種以上を併用するこ
とにより相乗効果が得られる。これらの元素の含有量
は、それぞれ５ｐｐｍ未満ではその効果に乏しい。一
方、Ｃｕ含有量が５００ｐｐｍを超え、Ａｇ含有量が８
００ｐｐｍを超えると、電気伝導度が悪くなる。また、
Ｇａ含有量およびＺｎ含有量がそれぞれ５０ｐｐｍを超
えると化学エッチング性を阻害する。Ｃｕ含有量の特に
好ましい下限値は３０ｐｐｍであり、上限値は３００ｐ
ｐｍである。Ａｇ含有量の特に好ましい下限値は５０ｐ
ｐｍであり、上限値は５００ｐｐｍである。Ｇａ含有量
の特に好ましい下限値は１０ｐｐｍであり、上限値は４
０ｐｐｍである。Ｚｎ含有量の特に好ましい下限値は１
０ｐｐｍであり、上限値は４０ｐｐｍである。
【００１８】さらに、前記組成の高強度アルミニウム合
金において、十分な再結晶遅延効果を得るためにＡｌ−
Ｓｃ−Ｚｒ系析出物は微細かつ密に存在することが好ま
しく、析出物の粒子サイズと間隔を規定する。粒子サイ
ズは、５ｎｍ未満では再結晶遅延効果に乏しく、５０ｎ
ｍを超えて粗大化すると析出物数が相対的に減少して、
再結晶遅延効果が低下する。粒子サイズの好ましい下限
値は５ｎｍであり上限値は３０ｎｍである。また、析出
間隔が２ｎｍ未満では密になりすぎて析出物が粗大化し
やすく却って再結晶遅延効果が低下し、また８００ｎｍ
を超えて疎になっても再結晶遅延効果が低下する。析出
間隔の好ましい下限値は、５０ｎｍであり、上限値は７
００ｎｍである。
金において、十分な再結晶遅延効果を得るためにＡｌ−
Ｓｃ−Ｚｒ系析出物は微細かつ密に存在することが好ま
しく、析出物の粒子サイズと間隔を規定する。粒子サイ
ズは、５ｎｍ未満では再結晶遅延効果に乏しく、５０ｎ
ｍを超えて粗大化すると析出物数が相対的に減少して、
再結晶遅延効果が低下する。粒子サイズの好ましい下限
値は５ｎｍであり上限値は３０ｎｍである。また、析出
間隔が２ｎｍ未満では密になりすぎて析出物が粗大化し
やすく却って再結晶遅延効果が低下し、また８００ｎｍ
を超えて疎になっても再結晶遅延効果が低下する。析出
間隔の好ましい下限値は、５０ｎｍであり、上限値は７
００ｎｍである。
【００１９】また、Ａｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系析出物の粒子サ
イズおよび間隔を前記範囲に制御するための方法とし
て、２５０〜３５０℃で０．５〜３時間の１段目時効を
行い、８０％以上の加工率で冷間加工を行った後、２５
０〜３５０℃で１〜１０時間の２段目時効を行う方法を
例示できる。
イズおよび間隔を前記範囲に制御するための方法とし
て、２５０〜３５０℃で０．５〜３時間の１段目時効を
行い、８０％以上の加工率で冷間加工を行った後、２５
０〜３５０℃で１〜１０時間の２段目時効を行う方法を
例示できる。
【００２０】なお、この発明の高強度アルミニウム合金
中には、Ａｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系析出物以外の析出物、例え
ばＡｌ−Ｓｃ系、Ａｌ−Ｚｒ系、Ａｌ−Ｆｅ系の析出物
等がマトリックス中に存在していても良い。また、Ａｌ
−Ｓｃ−Ｚｒ系析出物は、５ｎｍ未満あるいは５０ｎｍ
を超えるサイズの粒子が存在していても良いし、２ｎｍ
未満あるいは８００ｎｍを超える間隔で存在していても
良い。
中には、Ａｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系析出物以外の析出物、例え
ばＡｌ−Ｓｃ系、Ａｌ−Ｚｒ系、Ａｌ−Ｆｅ系の析出物
等がマトリックス中に存在していても良い。また、Ａｌ
−Ｓｃ−Ｚｒ系析出物は、５ｎｍ未満あるいは５０ｎｍ
を超えるサイズの粒子が存在していても良いし、２ｎｍ
未満あるいは８００ｎｍを超える間隔で存在していても
良い。
【００２１】この発明の高強度アルミニウム合金におい
ては、９９．６０wt％以上の高純度アルミニウムに極微
量のＳｃおよびＺｒを所定比率で添加することにより、
マトリックスに微細なＡｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系金属間化合物
が析出し、電導性や光沢を損なうことなく強度や伸びを
向上させることができる。
ては、９９．６０wt％以上の高純度アルミニウムに極微
量のＳｃおよびＺｒを所定比率で添加することにより、
マトリックスに微細なＡｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系金属間化合物
が析出し、電導性や光沢を損なうことなく強度や伸びを
向上させることができる。
【００２２】さらに、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉのうちの
少なくとも１種を添加することによりマトリックス強度
が向上し、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇａ、Ｚｎのうちの少なくとも
１種を添加することにより光沢性が向上する。
少なくとも１種を添加することによりマトリックス強度
が向上し、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇａ、Ｚｎのうちの少なくとも
１種を添加することにより光沢性が向上する。
【００２３】
【実施例】次に、この発明の高強度アルミニウム合金の
具体的実施例について説明する。
具体的実施例について説明する。
【００２４】（実施例１）後掲の表１に示す各化学組成
のアルミニウム鋳塊を面削し、熱間圧延、冷間圧延を施
した後、５００℃×５時間の最終焼鈍を施した。熱間圧
延は、開始温度を５００℃、終了温度を３００℃とし、
熱間圧延後直ちに水冷した。また、熱間圧延上がりの板
厚を１０ｍｍ、冷間圧延板を厚さ１ｍｍとした。
のアルミニウム鋳塊を面削し、熱間圧延、冷間圧延を施
した後、５００℃×５時間の最終焼鈍を施した。熱間圧
延は、開始温度を５００℃、終了温度を３００℃とし、
熱間圧延後直ちに水冷した。また、熱間圧延上がりの板
厚を１０ｍｍ、冷間圧延板を厚さ１ｍｍとした。
【００２５】そして、各圧延板に対し、機械的特性、導
電率、光沢性について評価した。機械的特性は、ＪＩＳ
５号片形状での引張試験によって引張強度、耐力および
伸びを測定した。電気伝導度は、渦電流式の導電率計に
より室温２５℃での導電率（Ｉ．Ａ．Ｃ．Ｓ％）により
測定した。また、光沢性は、リン酸：硝酸＝１５：１の
溶液に０．１％硝酸銅を添加し、１００℃で２分間処理
後、反射率計で４５°反射率を測定した。これらの測定
結果を表２に示す。
電率、光沢性について評価した。機械的特性は、ＪＩＳ
５号片形状での引張試験によって引張強度、耐力および
伸びを測定した。電気伝導度は、渦電流式の導電率計に
より室温２５℃での導電率（Ｉ．Ａ．Ｃ．Ｓ％）により
測定した。また、光沢性は、リン酸：硝酸＝１５：１の
溶液に０．１％硝酸銅を添加し、１００℃で２分間処理
後、反射率計で４５°反射率を測定した。これらの測定
結果を表２に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】表２の結果から、この発明の高強度アルミ
ニウム合金は、純アルミニウム特有の高い電導性や光沢
を損なうことなく、高い強度および伸びを有することを
確認できた。
ニウム合金は、純アルミニウム特有の高い電導性や光沢
を損なうことなく、高い強度および伸びを有することを
確認できた。
【００２９】（実施例２）表３に示す組成の同一アルミ
ニウム合金について、熱間圧延後の処理条件を変えて圧
延板を製作した。
ニウム合金について、熱間圧延後の処理条件を変えて圧
延板を製作した。
【００３０】アルミニウム鋳塊を面削し、熱間圧延を開
始温度を５００℃、終了温度を３００℃で行い、熱間圧
延上がりの板厚を８mmとした。その後、次の３種類の異
なる処理を施した後、冷間圧延して板厚１mmに仕上げ
た。
始温度を５００℃、終了温度を３００℃で行い、熱間圧
延上がりの板厚を８mmとした。その後、次の３種類の異
なる処理を施した後、冷間圧延して板厚１mmに仕上げ
た。
【００３１】 処理Ａ：直ちに水冷により急冷 処理Ｂ：ソルトバス中で３００℃、１時間保持 処理Ｃ：ソルトバス中で５５０℃、１時間保持 さらに、各冷間圧延板に対して、昇温速度５０℃／秒、
保持温度５００℃、保持時間１０時間の同一条件で最終
焼鈍を施した。
保持温度５００℃、保持時間１０時間の同一条件で最終
焼鈍を施した。
【００３２】これらの冷間圧延板に対して、実施例１と
同じ方法で、機械的特性、導電率、光沢性（反射率）に
ついて測定するとともに、ＴＥＭによりＡｌ−Ｓｃ−Ｚ
ｒ系析出物の粒子サイズと析出間隔を観察した。これら
の結果を表４に示す。なお、Ａｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系析出物
の粒子サイズおよび析出間隔は平均値を示す。
同じ方法で、機械的特性、導電率、光沢性（反射率）に
ついて測定するとともに、ＴＥＭによりＡｌ−Ｓｃ−Ｚ
ｒ系析出物の粒子サイズと析出間隔を観察した。これら
の結果を表４に示す。なお、Ａｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系析出物
の粒子サイズおよび析出間隔は平均値を示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】表４の結果より、Ａｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系析出
物の制御を行うことにより、高い強度および伸びが得ら
れることを確認できた。
物の制御を行うことにより、高い強度および伸びが得ら
れることを確認できた。
【００３６】
【発明の効果】以上の次第で、この発明の高強度アルミ
ニウム合金は、Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むととも
に、ＳｃおよびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００
ｐｐｍ未満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満
で、かつ−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍ
を満足する比率で含み、残部が不可避不純物からなるも
のであるため、純アルミニウム特有の高い電導性および
光沢性を有しつつ、高い強度および伸びを有する。その
ため、電線や反射板等の材料として好適に使用できる。
また、ＳｃおよびＺｒの相乗効果によって、従来のＳｃ
添加合金よりも極微量のＳｃで強度を発現させることが
できるから、低コストで高強度アルミニウム合金を得る
ことができる。
ニウム合金は、Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むととも
に、ＳｃおよびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００
ｐｐｍ未満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満
で、かつ−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍ
を満足する比率で含み、残部が不可避不純物からなるも
のであるため、純アルミニウム特有の高い電導性および
光沢性を有しつつ、高い強度および伸びを有する。その
ため、電線や反射板等の材料として好適に使用できる。
また、ＳｃおよびＺｒの相乗効果によって、従来のＳｃ
添加合金よりも極微量のＳｃで強度を発現させることが
できるから、低コストで高強度アルミニウム合金を得る
ことができる。
【００３７】また、ＳｃおよＺｒに加えて、Ｆｅ：５〜
２００ｐｐｍ、Ｓｉ：５〜２５０ｐｐｍ、Ｍｎ：５〜５
０ｐｐｍ、Ｍｇ：５〜５０ｐｐｍ、Ｔｉ：５〜５０ｐｐ
ｍのうちの少なくとも１種が添加された合金では、さら
に強度が向上する。
２００ｐｐｍ、Ｓｉ：５〜２５０ｐｐｍ、Ｍｎ：５〜５
０ｐｐｍ、Ｍｇ：５〜５０ｐｐｍ、Ｔｉ：５〜５０ｐｐ
ｍのうちの少なくとも１種が添加された合金では、さら
に強度が向上する。
【００３８】また、ＳｃおよＺｒに加えて、Ｃｕ：５〜
５００ｐｐｍ、Ａｇ：５〜８００ｐｐｍ、Ｇａ：５〜５
０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくとも１
種が添加された合金では、さらに光沢性が向上する。
５００ｐｐｍ、Ａｇ：５〜８００ｐｐｍ、Ｇａ：５〜５
０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくとも１
種が添加された合金では、さらに光沢性が向上する。
【００３９】また、Ｆｅ：５〜２００ｐｐｍ、Ｓｉ：５
〜２５０ｐｐｍ、、Ｍｎ：５〜５０ｐｐｍ、Ｍｇ：５〜
５０ｐｐｍ、Ｔｉ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくとも
１種が添加され、かつＣｕ：５〜５００ｐｐｍ、Ａｇ：
５〜８００ｐｐｍ、Ｇａ：５〜５０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜
５０ｐｐｍのうちの少なくとも１種が添加された合金で
は、さらに強度および光沢性が向上する。
〜２５０ｐｐｍ、、Ｍｎ：５〜５０ｐｐｍ、Ｍｇ：５〜
５０ｐｐｍ、Ｔｉ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくとも
１種が添加され、かつＣｕ：５〜５００ｐｐｍ、Ａｇ：
５〜８００ｐｐｍ、Ｇａ：５〜５０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜
５０ｐｐｍのうちの少なくとも１種が添加された合金で
は、さらに強度および光沢性が向上する。
【００４０】また、前記各高強度アルミニウム合金にお
いて、Ｓｃ含有量が１０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満で
あり、Ｚｒ含有量が１０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満で
ある場合はさらに強度が向上する。またさらに、Ｓｃ含
有量が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満であり、Ｚｒ含
有量が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満である場合は、
なお一層強度が向上する。
いて、Ｓｃ含有量が１０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満で
あり、Ｚｒ含有量が１０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満で
ある場合はさらに強度が向上する。またさらに、Ｓｃ含
有量が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満であり、Ｚｒ含
有量が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満である場合は、
なお一層強度が向上する。
【００４１】また、前記各高強度アルミニウム合金にお
いて、粒子サイズが５〜５０ｎｍのＡｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系
析出物が２〜８００ｎｍの間隔で存在する場合は、強度
向上が確かなものとなる。
いて、粒子サイズが５〜５０ｎｍのＡｌ−Ｓｃ−Ｚｒ系
析出物が２〜８００ｎｍの間隔で存在する場合は、強度
向上が確かなものとなる。
Claims (7)
- 【請求項１】 Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むととも
に、 ＳｃおよびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐ
ｍ未満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、
かつ−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満
足する比率で含み、 残部が不可避不純物からなることを特徴とする高強度ア
ルミニウム合金。 - 【請求項２】 Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むととも
に、 ＳｃおよびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐ
ｍ未満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、
かつ−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満
足する比率で含み、 さらにＦｅ：５〜２００ｐｐｍ、Ｓｉ：５〜２５０ｐｐ
ｍ、Ｍｎ：５〜５０ｐｐｍ、Ｍｇ：５〜５０ｐｐｍ、Ｔ
ｉ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくとも１種を含み、 残部が不可避不純物からなることを特徴とする高強度ア
ルミニウム合金。 - 【請求項３】 Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むととも
に、 ＳｃおよびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐ
ｍ未満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、
かつ−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満
足する比率で含み、 さらにＣｕ：５〜５００ｐｐｍ、Ａｇ：５〜８００ｐｐ
ｍ、Ｇａ：５〜５０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜５０ｐｐｍのう
ちの少なくとも１種を含み、 残部が不可避不純物からなることを特徴とする高強度ア
ルミニウム合金。 - 【請求項４】 Ａｌ：９９．６０wt％以上を含むととも
に、 ＳｃおよびＺｒを、Ｓｃ：１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐ
ｍ未満、Ｚｒ：１０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満で、
かつ−４００ｐｐｍ＜２Ｓｃ−Ｚｒ＜９５０ｐｐｍを満
足する比率で含み、 さらにＦｅ：５〜２００ｐｐｍ、Ｓｉ：５〜２５０ｐｐ
ｍ、、Ｍｎ：５〜５０ｐｐｍ、Ｍｇ：５〜５０ｐｐｍ、
Ｔｉ：５〜５０ｐｐｍのうちの少なくとも１種を含み、 さらにＣｕ：５〜５００ｐｐｍ、Ａｇ：５〜８００ｐｐ
ｍ、Ｇａ：５〜５０ｐｐｍ、Ｚｎ：５〜５０ｐｐｍのう
ちの少なくとも１種を含み、 残部が不可避不純物からなることを特徴とする高強度ア
ルミニウム合金。 - 【請求項５】 Ｓｃ含有量が１０ｐｐｍ以上５００ｐｐ
ｍ未満であり、Ｚｒ含有量が１０ｐｐｍ以上５００ｐｐ
ｍ未満である請求項１〜４のいずれかに記載の高強度ア
ルミニウム合金。 - 【請求項６】 Ｓｃ含有量が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐ
ｍ未満であり、Ｚｒ含有量が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐ
ｍ未満である請求項１〜４のいずれかに記載の高強度ア
ルミニウム合金。 - 【請求項７】 粒子サイズが５〜５０ｎｍのＡｌ−Ｓｃ
−Ｚｒ系析出物が２〜８００ｎｍの間隔で存在する請求
項１〜６のいずれかに記載の高強度アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090799A JP4098917B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 高強度アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090799A JP4098917B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 高強度アルミニウム合金 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000303131A true JP2000303131A (ja) | 2000-10-31 |
| JP2000303131A5 JP2000303131A5 (ja) | 2006-06-08 |
| JP4098917B2 JP4098917B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=14547688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11090799A Expired - Fee Related JP4098917B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 高強度アルミニウム合金 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4098917B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1439239A1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-07-21 | United Technologies Corporation | An aluminium based alloy |
| WO2014103888A1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | 大電株式会社 | アルミニウム基導電材料及びそれを用いたケーブル |
| EP2754725A4 (en) * | 2011-09-05 | 2015-06-17 | Dyden Corp | ALUMINUM ELECTROCONDUCTIVE MATERIAL AND ELECTRIC WIRE AND CABLE OBTAINED USING THE SAME |
| JP2016511529A (ja) * | 2012-11-22 | 2016-04-14 | ヘレウス ドイチェラント ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー | ボンディング用途のアルミニウム合金ワイヤ |
| CN111534723A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-14 | 宁波华源精特金属制品有限公司 | 一种发电机底座 |
| KR20230074994A (ko) * | 2021-11-22 | 2023-05-31 | 삼원동관 주식회사 | 고내열성 알루미늄 합금 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH04129268U (ja) * | 1991-05-20 | 1992-11-25 | 積水化学工業株式会社 | 浴室における天井パネル構造 |
| CN105609155B (zh) * | 2014-11-20 | 2018-01-19 | 国家电网公司 | 一种高导电率硬铝导线单丝及其制备方法 |
-
1999
- 1999-04-19 JP JP11090799A patent/JP4098917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| EP1439239A1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-07-21 | United Technologies Corporation | An aluminium based alloy |
| EP2754725A4 (en) * | 2011-09-05 | 2015-06-17 | Dyden Corp | ALUMINUM ELECTROCONDUCTIVE MATERIAL AND ELECTRIC WIRE AND CABLE OBTAINED USING THE SAME |
| US9779849B2 (en) | 2011-09-05 | 2017-10-03 | Dyden Corporation | Aluminum-based conductive material and electric wire and cable using the same |
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| WO2014103888A1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | 大電株式会社 | アルミニウム基導電材料及びそれを用いたケーブル |
| CN111534723A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-14 | 宁波华源精特金属制品有限公司 | 一种发电机底座 |
| KR20230074994A (ko) * | 2021-11-22 | 2023-05-31 | 삼원동관 주식회사 | 고내열성 알루미늄 합금 |
| KR102617693B1 (ko) * | 2021-11-22 | 2023-12-27 | 삼원동관 주식회사 | 고내열성 알루미늄 합금 |
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