JP2003321755A - Al−Mg−Si系合金板の製造方法およびAl−Mg−Si系合金板、ならびにAl−Mg−Si系合金材 - Google Patents

Al−Mg−Si系合金板の製造方法およびAl−Mg−Si系合金板、ならびにAl−Mg−Si系合金材

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JP2003321755A JP2003052621A JP2003052621A JP2003321755A JP 2003321755 A JP2003321755 A JP 2003321755A JP 2003052621 A JP2003052621 A JP 2003052621A JP 2003052621 A JP2003052621 A JP 2003052621A JP 2003321755 A JP2003321755 A JP 2003321755A
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    • C22F1/05Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B3/00Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導性、導電性、強度に優れたAl−Mg
−Si系合金板を簡単で少ない工程で製造する。 【解決手段】 Si:0.2〜0.8質量%、Mg:
0.3〜1質量%、Fe:0.5質量%以下、Cu:
0.5質量%以下を含有し、さらにTi:0.1質量%
以下またはB:0.1質量%以下の少なくとも1種を含
有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−Mg
−Si系合金鋳塊を、熱間圧延し、さらに冷間圧延する
工程を含む合金板の製造方法であって、熱間圧延後で冷
間圧延終了までの間に、200〜400℃で1時間以上
保持することにより熱処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、Al−Mg−S
i系合金板の製造方法、およびこの方法によって製造さ
れるAl−Mg−Si系合金板に関する。
【0002】さらにこの発明は、Al−Mg−Si系合
金板、特に熱伝導性、導電性、強度および加工性に優れ
たAl−Mg−Si系合金板およびその製造方法、なら
びにAl−Mg−Si系合金材に関する。
【0003】
【従来の技術】PDP(プラズマディスプレイ)、LC
D(液晶ディスプレイ)、ノートパソコン等シャーシや
メタルベースプリント基板のように発熱体を内蔵または
装着する部材材料においては、強度はもとより、速やか
に放熱すべく優れた熱伝導性が要求される。しかも、昨
今のこれら製品の高性能化、複雑化、小型化、発熱体の
高密度化によって発熱量は飛躍的に増大し、益々熱伝導
性と加工性の向上が希求されている。
【0004】然るに、上記部材をアルミニウムで製作す
る場合、熱伝導性の高い材料としては、JIS 110
0、1050、1070等の純アルミニウム系合金が適
している。しかし、これらの合金は強度に難点がある。
一方、高強度材料として採用されるJIS 5052合
金は、純アルミニウム系合金よりも熱伝導性が著しく低
い。また、Al−Mg−Si系合金は、熱伝導性が良く
時効硬化により高強度も得られるが、圧延後高温で溶体
化処理後時効処理するという複雑な工程が必要である。
また、高い強度を得ても、曲げ加工性、張出加工性等の
成形加工性が極端に低下するという欠点があった(例え
ば、特許文献1、2、3)。
【0005】このような状況にあって、本出願人は、A
l−Mg−Si系合金板の製造に際し、熱間圧延工程の
圧延条件を規定することにより、熱伝導性と強度の両方
を実現できる技術を提案し、溶体化処理および時効処理
を行なわずとも所要の強度を得ることができた(特許文
献4、5)。
【0006】
【特許文献1】特開平8−209279号公報
【0007】
【特許文献2】特開平9−1343644号公報
【0008】
【特許文献3】特開2000−144294号公報
【0009】
【特許文献4】特開2000−87198号公報
【0010】
【特許文献5】特開2000−226628号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術においては、熱間圧延工程の任意のパス工程におい
て、パス前の材料温度、パス間の冷却速度、パス上がり
温度、上がり板厚を制御し、さらにその後の冷間圧延に
おける加工度を制御するという、複雑な条件管理を要す
るものであった。
【0012】また、製造された合金板の加工性は市場の
要求を十分に満たすものではなく、厳しい条件で成形加
工する場合、加工設備や加工方法に格別の配慮を要する
ものであった。
【0013】ところで、JIS 1000系から700
0系のアルミニウム合金においては、熱伝導率と導電率
とが良好な相関性を示すことが知られている。図2に示
すアルミニウム合金における熱伝導率と導電率の関係を
回帰分析すると、回帰式:y=3.5335x+13.
525、決定係数:R2=0.981が得られ、極めて
高い相関性を示していることがわかる。従って、優れた
熱伝導性を示すアルミニウム合金板は同時に優れた導電
性をも兼ね備えるものであって、放熱部材材料として利
用される他、導電部材材料としても好適に用いることが
できる。
【0014】この発明は、上述した技術背景に鑑み、A
l−Mg−Si系合金板を簡単で少ない工程で製造する
方法を提供するとともにこの方法で製造されたAl−M
g−Si系合金板の提供を目的とする。
【0015】さらにこの発明は、上述した技術背景に鑑
み、熱伝導性、導電性、強度および加工性に優れたAl
−Mg−Si系合金板を簡単で少ない工程で製造する方
法を提供するとともに、この方法で製造されたAl−M
g−Si系合金板の提供を目的とする。また、この発明
は熱伝導性、導電性、強度および加工性に優れたAl−
Mg−Si系合金材の提供を目的とする。
【0016】
【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Al−Mg−Si系合金板の製造方法は
下記の構成を有するものである。 (1) Si:0.2〜0.8質量%、Mg:0.3〜
1質量%、Fe:0.5質量%以下、Cu:0.5質量
%以下を含有し、さらにTi:0.1質量%以下または
B:0.1質量%以下の少なくとも1種を含有し、残部
Alおよび不可避不純物からなるAl−Mg−Si系合
金鋳塊を、熱間圧延し、さらに冷間圧延する工程を含む
合金板の製造方法であって、熱間圧延後で冷間圧延終了
までの間に、200〜400℃で1時間以上保持するこ
とにより熱処理を行うことを特徴とするAl−Mg−S
i系合金板の製造方法。 (2) 合金鋳塊において、不純物としてのMnおよび
Crが、Mn:0.1質量%以下、Cr:0.1質量%
以下に規制されている前項1に記載のAl−Mg−Si
系合金板の製造方法。 (3) 熱処理は、熱間圧延後冷間圧延前に行う前項1
または2に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方
法。 (4) 熱処理は、冷間圧延中に行う前項1または2に
記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。 (5) 熱処理は、220〜280℃で1〜10時間保
持することにより行う前項1〜4のいずれか一項に記載
のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。 (6) 合金鋳塊に対し、500℃以上で均質化処理を
行う前項1〜5のいずれか一項に記載のAl−Mg−S
i系合金板の製造方法。 (7) 熱処理後の冷間圧延を20%以上の加工度で行
う前項1〜6のいずれか一項に記載のAl−Mg−Si
系合金板の製造方法。 (8) 加工度は30%以上である前項7に記載のAl
−Mg−Si系合金板の製造方法。 (9) 冷間圧延終了後、200℃以下で最終焼鈍を行
う前項1〜8のいずれか一項に記載のAl−Mg−Si
系合金板の製造方法。 (10) 最終焼鈍は、110〜150℃で行う前項9
に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。 (11) 熱間圧延前に、材料温度を450〜580℃
に予備加熱する前項1〜10のいずれか一項に記載のA
l−Mg−Si系合金板の製造方法。 (12) 熱間圧延の任意のパス工程において、パス前
の材料温度を450〜350℃とし、パス後の冷却速度
を50℃/分以上とする前項1〜11のいずれか一項に
記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。 (13) 合金鋳塊中のSi含有量は0.32〜0.6
質量%である前項1〜12のいずれか一項に記載のAl
−Mg−Si系合金板の製造方法。 (14) 合金鋳塊中のMg含有量は0.35〜0.5
5質量%である前項1〜12のいずれか一項に記載のA
l−Mg−Si系合金板の製造方法。 (15) 合金鋳塊中のFe含有量は0.1〜0.25
質量%である前項1〜12のいずれか一項に記載のAl
−Mg−Si系合金板の製造方法。 (16) 合金鋳塊中のCu含有量は0.1質量%以下
である前項1〜12のいずれか一項に記載のAl−Mg
−Si系合金板の製造方法。 (17) 合金鋳塊中のTi含有量は0.005〜0.
05質量%である前項1〜12のいずれか一項に記載の
Al−Mg−Si系合金板の製造方法。 (18) 合金鋳塊中のB含有量は0.06質量%以下
である前項1〜12のいずれか一項に記載のAl−Mg
−Si系合金板の製造方法。 (19) 合金鋳塊中のMn含有量は0.05質量%以
下に規制されている前項1〜12のいずれか一項に記載
のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。 (20) 合金鋳塊中のCr含有量は0.05質量%以
下に規制されている前項1〜12のいずれか一項に記載
のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
【0017】この発明のAl−Mg−Si系合金材は、
下記の構成を有するものである。 (21) Si:0.2〜0.8質量%、Mg:0.3
〜1質量%、Fe:0.5質量%以下、Cu:0.5質
量%以下を含有し、さらにTi:0.1質量%以下また
はB:0.1質量%以下の少なくとも1種を含有し、残
部Alおよび不可避不純物からなり、導電率が55〜6
0%(IACS)であることを特徴とするAl−Mg−
Si系合金材。 (22) 引張強さが140〜240N/mm2である
前項21に記載のAl−Mg−Si系合金材。 (23) 不純物としてのMnおよびCrが、Mn:
0.1質量%以下、Cr:0.1質量%以下に規制され
ている前項21または22に記載のAl−Mg−Si系
合金材。
【0018】この発明のAl−Mg−Si系合金板は、
下記の構成を有するものである。 (24) 前項1〜20に記載された方法で製造された
Al−Mg−Si系合金板。 (25) Al−Mg−Si系合金板は、放熱部材材
料、導電部材材料、ケース材料、あるいは反射板または
その支持体である前項21〜24に記載のAl−Mg−
Si系合金板。 (26) Al−Mg−Si系合金板は、プラズマディ
スプレイ背面シャーシ材、プラズマディスプレイ筐体ま
たはプラズマディスプレイ外装部材である前項21〜2
4に記載のAl−Mg−Si系合金板。 (27)Al−Mg−Si系合金板は、液晶ディスプレ
イ背面シャーシ材、液晶ディスプレイベゼル材、液晶デ
ィスプレイ反射シート材、液晶ディスプレイ反射シート
支持材または液晶ディスプレイ筐体である前項21〜2
4に記載のAl−Mg−Si系合金板。
【0019】この発明の方法が対象とするAl−Mg−
Si合金組成において、各元素の添加意義および含有量
の限定理由は次のとおりである。
【0020】MgおよびSiは強度の発現に必要な元素
であり、Si:0.2〜0.8質量%、Mg:0.3〜
1質量%とする。Si含有量が0.2質量%未満あるい
はMg含有量が0.3質量%未満では十分な強度を得る
ことができない。一方、Si含有量が0.8質量%、M
g含有量が1質量%を超えると、熱間圧延での圧延負荷
が高くなって生産性が低下するとともに、耳割れが大き
くなって途中工程でトリミングが必要となる。また、成
形加工性も悪くなる。好ましいSi含有量は0.32〜
0.6質量%である。また好ましいMg含有量は0.3
5〜0.55質量%である。
【0021】FeおよびCuは、成形加工上必要な成分
であるが、多量に含有すると耐食性が低下して合金板と
しての実用性に欠けるため、Fe含有量を0.5質量%
以下、好ましくは0.35質量%以下に規制し、Cu含
有量を0.5質量%以下、好ましくは0.2質量%以下
に規制する必要がある。さらに好ましいFe含有量は
0.1〜0.25質量%、好ましいCu含有量は0.1
質量%以下である。
【0022】TiおよびBは、合金をスラブに鋳造する
際に結晶粒を微細化するとともに凝固割れを防止する効
果がある。前記効果はTiまたはBの少なくとも1種の
添加によって得られ、両方を添加しても良い。しかし、
多量に含有すると、晶出物の量が多くなりかつ大きな晶
出物が形成されるため、製品への加工性が低下する。加
えて、熱伝導性および導電性が低下する。これらの理由
により、Ti含有量は0.1質量%以下とする。好まし
いTi含有量は0.005〜0.05質量%である。ま
た、B含有量は0.1質量%以下とする。好ましいB含
有量は0.06質量%以下である。
【0023】また、合金鋳塊には種々の不純物元素が不
可避的に含有されるが、MnおよびCrは熱伝導性およ
び導電性を低下させる原因となるため可及的に少ないこ
とが好ましい。不純物としてのMn含有量を0.1質量
%以下、Cr含有量を0.1質量%以下に規制すること
が好ましい。特に好ましいMn含有量は0.05質量%
以下、特に好ましいCr含有量は0.05質量%以下で
ある。さらに好ましいMn含有量は0.04質量%以
下、特に好ましいCr含有量は0.03質量%以下であ
る。また、その他の不純物元素は、個々の含有量として
0.05質量%以下であることが好ましい。
【0024】次に、この発明の方法における一連の処理
工程について、図1(A)(B)を参照しつつ詳述す
る。
【0025】通常の圧延工程において、合金鋳塊は熱間
圧延および冷間圧延を経て所要厚さの合金板に加工さ
れ、これらの工程間あるいは工程中に種々の熱処理が施
される。この発明の方法においては、熱間圧延後で冷間
圧延終了までの間に所定条件の熱処理がなされる。具体
的には、前記熱処理は、熱間圧延後冷間圧延前(図1
(A))、または冷間圧延中、換言すれば複数回行われ
る冷間圧延のパス間(図1(B))に行なわれる。な
お、図1において、前記熱処理を二重線ブロックで示
し、必須処理を実線ブロックで示し、任意に行われる処
理を破線ブロックで示す。
【0026】前記熱処理の目的は、Mg2Siを微細か
つ均一に析出させるとともに、圧延材料中に存在する加
工歪みを減少させることにある。そして、その後の冷間
加工によって加工硬化させ、成形加工性を損なわない範
囲で高強度の合金板を得ることができる。この熱処理は
材料中に加工歪みが存在する状態で行うことが好まし
く、図1(B)に示したように、熱間圧延後少なくとも
1パスの冷間圧延をし、確実に加工歪みが存在する状態
で行うことを推奨できる。
【0027】前記熱処理は、200〜400℃で1時間
以上保持することにより行う。200℃未満は上記効果
を得るために長時間を要し、400℃を超えると粗大析
出物が形成されて、最終製品における高強度および良好
な成形加工性が得られない。さらに、450℃以上で
は、再結晶粒の粗大化が起こり、最終製品の成形加工性
に悪影響を及ぼす。また、処理時間が1時間未満の場合
も上記効果を得ることができない。好ましい熱処理条件
は200〜300℃で1時間以上であり、さらに好まし
くは220〜280℃で1〜10時間である。
【0028】次に、前記熱処理以外の任意に行う処理お
よび圧延について説明する。
【0029】合金鋳塊への均質化処理は任意に行う。均
質化処理は500℃以上で行うことが好ましく、合金組
織を均質化することが出来る。
【0030】熱間圧延に際しては、予備加熱により材料
中に晶出物およびMg、Siを固溶させ、均一な金属組
織にした上で行うことが好ましい。均一な金属組織で圧
延を開始することにより、最終製品の品質安定性が確保
される。予備加熱は450℃以上で行うことが好まし
く、500℃以上が特に好ましい。一方、580℃を超
えると共晶融解が生じるため、580℃以下で行うこと
が好ましい。
【0031】熱間圧延の条件は限定されず、熱間粗圧延
とその後の熱間仕上げ圧延等常法に従う。ただし、任意
のパス工程において、パス前の材料温度を450〜35
0℃とし、パス後の冷却速度を50℃/分以上とするこ
とが好ましい。これにより、パス前のMgおよびSiが
固溶された状態から、パス後のMg2Siの粗大析出物
の発生が抑制され、焼入れと同様の効果を得て最終製品
の品質を安定させることができる。パス前の材料温度が
350℃未満ではこの時点でMg2Siが粗大析出物と
なり、その後の焼入れ効果が得られない。また、温度が
低いためにその後のパスの圧延性が著しく悪くなるとと
もに、パス上がり温度が低くなり過ぎて表面品質が低下
する。一方、450℃を超えるとパス上がりで材料温度
が十分低下せず焼入れの効果が不足する。パス前の材料
温度は420〜380℃の範囲が特に好ましい。
【0032】前記熱処理後に行う冷間圧延は、加工硬化
により所定の強度を得るために加工度を20%以上とす
ることが好ましい。特に好ましい加工度30%以上であ
る。なお、図1(B)に示した熱処理前の冷間圧延の加
工度については、熱処理に供する材料に加工歪みを発生
させることが目的であり、上記加工度によらずとも良
い。
【0033】さらに、要すれば冷間圧延した合金板を2
00℃以下で最終焼鈍する。低温での熱処理を行うこと
により、材料中に残存する固溶されたMg、SiをMg
2Siとして析出させ、さらに強度を向上させるととも
に、伸びも向上させることができる。また機械的諸性質
を安定させる効果もある。特に好ましい焼鈍温度は11
0〜150℃である。
【0034】この発明のAl−Mg−Si系合金板の製
造方法によれば、所定の条件での熱処理とその後の冷間
圧延により高い強度と良好な加工性が得られる。この熱
処理は、所定温度に保持するだけの処理であるから、圧
延工程管理範囲内で処理でき、従来の溶体化処理、焼入
れ、焼き戻しといった別工程の複雑な処理を要しない。
また、もとよりAl−Mg−Si系合金は熱伝導性、導
電性は良好であるから、熱伝導性、導電性、強度および
加工性を兼ね備えた合金板を簡単で少ない工程で製造す
ることができる。
【0035】この発明の方法によって製造されたAl−
Mg−Si系合金板は、上述した諸特性に優れているた
め各種成形加工に供される。例えば、放熱部材材料、導
電部材材料、ケース材料、あるいは反射板またはその支
持体として好適に用いられる。ここでいう放熱部材と
は、熱交換器やヒートシンク、放熱フィンのように放熱
を本来の目的とする部材の他、プラズマディスプレイ、
液晶ディスプレイ、コンピュータ等の電子製品のシャー
シやアルミニウムベースプリント基板またはメタルコア
プリント回路基板のように発熱体を内蔵または装着し、
主目的外に放熱性を要求される部材を含むものである。
導電部材としては、バスバー材、各種電池端子材、燃料
電池車およびハイブリッド車用キャパシタ端子材、各種
電気機器の端子材、各種機械設備の端子材を例示でき
る。ケースとしては、携帯電話、PDA等の電池ケース
および筐体、各種電子機器の筐体を例示できる。この発
明の合金板は高強度で加工性も優れているから、薄肉で
もケースとして十分な強度があり、ケースの軽量化や小
型化が可能である。反射板としては、液晶直下型バック
ライト用光反射板、液晶エッジライト型ユニット用光反
射板、電飾看板用反射板を例示できる。また、これらの
反射板としてアルミニウム以外の素材を用いる場合の支
持体としても用いられる。例えば、オレフィン系重合
体、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化チタン等の無
機充填剤を含む樹脂組成物を発泡させた多孔性樹脂シー
トを本発明のAl−Mg−Si系合金板に積層させた反
射板を例示できる。前記多孔性樹脂シートはラミネーシ
ョン加工や粘着テープ等によって支持体に積層される。
また、反射板の素材として白色塗料が用いられることも
あり、本発明の合金板を支持体とし、この支持体に白色
塗料により白色塗装を施したものを反射板として用い
る。また、放熱性、強度および軽量性が求められる部材
として、コンピュータ、特に厳しい小型軽量化が求めら
れるノート型コンピュータのキーボード基板、ヒートス
プレッダープレート、筐体を例示できる。また、各種強
度部材として好適に用いられる。
【0036】さらに具体的用途として、プラズマディス
プレイ背面シャーシ材、プラズマディスプレイ筐体また
はプラズマディスプレイ外装部材といったプラズマディ
スプレイ関連部材、液晶ディスプレイ背面シャーシ材、
液晶ディスプレイベゼル材、液晶ディスプレイ反射シー
ト材、液晶ディスプレイ反射シート支持材または液晶デ
ィスプレイ筐体といった液晶ディスプレイ関連部材の材
料を例示できる。なお、前記プラズマディスプレイ背面
シャーシ材は放熱板を兼ねるものである。
【0037】本発明のAl−Mg−Si系合金材は、合
金組成が上述したAl−Mg−Si系合金板と共通であ
って、導電率が55〜60%(IACS)となされて優
れた導電性を有するものである。また、上述したように
導電率と熱伝導率とは高い相関性を示すものであるか
ら、優れた熱伝導性を有するものである。あるいはさら
に、引張強さが140〜240N/mm2でとなされた
ものは、強度と加工性とを兼ね備えたものである。引張
強さが140N/mm2未満では加工性が良好であって
も強度が不足し、一方を240N/mm2越えると強度
が向上しても加工性が悪くなり、両者のバランスが低下
する。このようなAl−Mg−Si系合金材は、例えば
本発明のAl−Mg−Si系合金板の製造方法によって
製造され、熱間圧延後で冷間圧延終了までの間に所定の
熱処理を施すことにより、含有元素のFe、Mg、Si
を適度に析出させる効果と、その熱処理による回復再結
晶化によるその後の冷間加工度の減少効果とにより、上
記範囲の引張強さが達成される。
【0038】この発明の製造方法によれば、熱間圧延後
で冷間圧延終了までの間に熱処理を施すという簡単な工
程によって熱伝導性、導電性、強度および加工性に優れ
たAl−Mg−Si系合金板を製造できる。このため、
これらの特性が要求される各種部材の製造において、簡
単な工程でこれらの部材の性能向上を図ることができ
る。また、この発明のAl−Mg−Si系合金材は熱伝
導性、導電性、強度および加工性に優れたものであり、
これらの特性が要求される各種部材の材料として広範囲
に利用できる。
【0039】
【実施例】まず、後掲の表1〜5に示す各組成合金を常
法により連続鋳造してスラブを製作した。このスラブに
対し、580℃×10時間の均質化処理を施し、あるい
は均質化処理することなく、面削した。これらの表に示
す合金組成において、実施例1〜55および比較例1〜
10は不純物としてのMn含有量およびCr含有量はい
ずれも0.1質量%未満であり、他の不純物元素はいず
れも0.05質量%以下である。また、表4における実
施例60Aと60BとはMn含有量およびCr含有量の
みが相違し、その他の元素の含有量は共通であり、後述
する製造工程も共通である。同様に、実施例61Aと6
1B、62Aと62B、63Aと63Bは、Mn含有量
およびCr含有量のみが相違する。また、表4の各実施
例における他の不純物元素はいずれも0.05質量%以
下であった。
【0040】実施例1、3〜9、11〜19、21〜2
4、26、28〜34、36〜44、46〜49、5
1、52、54、55、60A〜62Bおよび比較例6
〜9については、図1(A)に示す工程で合金板を製作
し、試験材とした。
【0041】即ち、前記スラブを表1〜5に示す温度に
予備加熱し、該温度で熱間圧延を開始した。そして、熱
間粗圧延の最終パス工程において、パス前の材料温度を
400℃とし、パス後80℃/分の速度で冷却した。
【0042】次いで、前記熱間圧延板に対し表1〜5に
示す温度と時間に保持して熱処理を施し、表1〜5に示
す加工度で冷間圧延した。
【0043】さらに、実施例3、28については130
℃で4時間の最終焼鈍を行い、その他は最終焼鈍を行わ
なかった。
【0044】また、実施例2、10、20、25、2
7、35、45、50、53、63A、63Bおよび比
較例10については、図1(B)に示す工程で合金板を
製作した。
【0045】即ち、前記スラブを表1〜5に示す温度に
予備加熱し、該温度で熱間圧延を開始した。そして、熱
間粗圧延の最終パス工程において、パス前の材料温度を
400℃とし、パス後80℃/分の速度で冷却した。
【0046】次いで、前記熱間圧延板に対し、3パスの
冷間圧延を行った後、表1〜4に示す温度と時間に保持
して熱処理を施した。その後、表1〜5に示す加工度で
冷間圧延した。
【0047】さらに、実施例10、35については13
0℃で4時間の最終焼鈍を行い、その他は最終焼鈍を行
わなかった。
【0048】比較例1〜5については、市販の圧延板ま
たは押出型材を試験材とした。
【0049】得られた各試験材について、引張強さ、熱
伝導率、導電率、加工性を次の方法により評価した。評
価結果を表1〜5に併せて示す。
【0050】引張強さは、JIS5号試験片について、
常温で常法により測定した。
【0051】熱伝導率は、25℃でレーザーフラッシュ
法により測定した。
【0052】導電率は、IACS(20℃)に基づいて
測定した。IACSとは、国際的に採択された焼鈍標準
軟銅のことを指す。その体積抵抗率は1.7241×1
-2μΩmであり、これを100%IACSと表す。
【0053】加工性は、JIS Z 2248金属材料
曲げ試験方法の5.3Vブロック法による90度曲げ
で、曲げ内側半径r=0mmによって判定した。判定区分
は次のとおりである。 ○:良好 △:わずかに割れが発生した ×:割れが発生した。
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】
【表3】
【0057】
【表4】
【0058】
【表5】
【0059】表1〜5の結果より、この発明の条件で熱
処理することにより、純アルミニウムに匹敵する高い熱
伝導性、導電性と、JIS5052合金および6063
合金に匹敵する高い強度とを兼ね備えたアルミニウム合
金板を得られることを確認できた。また、加工性も良好
であった。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の方法が
対象とするAl−Mg−Si系合金は、その組成を、S
i:0.2〜0.8質量%、Mg:0.3〜1質量%、
Fe:0.5質量%以下、Cu:0.5質量%以下を含
有し、さらにTi:0.1質量%以下またはB:0.1
質量%以下の少なくとも1種を含有し、残部Alおよび
不可避不純物からなるため、熱伝導性および導電性に優
れている。そして、このAl−Mg−Si系合金鋳塊を
熱間圧延し、さらに冷間圧延する工程を含む合金板の製
造方法において、熱間圧延後で冷間圧延終了までの間
に、200〜400℃で1時間以上保持することにより
熱処理を行うから、熱処理の間にMg2Siが微細かつ
均一に析出するとともに、圧延材料中に存在する加工歪
みが減少する。そして、その後の冷間加工によって加工
硬化し、成形加工性を損なわない範囲で高い強度が得ら
れる。この熱処理は、所定温度に保持するだけの処理で
あるから、圧延工程管理範囲内で処理でき、従来の溶体
化処理、焼入れ、焼き戻しといった別工程の複雑な処理
を要さず、熱伝導性、導電性、強度および加工性を兼ね
備えた合金板を簡単で少ない工程で製造することができ
る。
【0061】さらに、合金鋳塊において、不純物として
のMnおよびCrが、Mn:0.1質量%以下、Cr:
0.1質量%以下に規制されている場合は、さらに熱伝
導性および導電性に優れた合金板となし得る。
【0062】前記熱処理は、熱間圧延後冷間圧延前、ま
たは冷間圧延中のいずれに行っても上記効果を奏するこ
とができる。
【0063】前記熱処理を220〜280℃で1〜10
時間の保持で行う場合は、最も効率よく上記効果を奏す
ることができる。
【0064】また、前記合金鋳塊に対し500℃以上で
均質化処理を行う場合は、合金組織を均質化させること
ができる。
【0065】また、前記熱処理後の冷間圧延を20%以
上、特に30%以上の加工度で行う場合は、加工硬化に
よる十分な強度向上が達成される。
【0066】また、前記冷間圧延終了後、200℃以
下、特に110〜150℃で最終焼鈍を行うことによ
り、さらに強度を向上させるとともに、伸びも向上させ
ることができる。また機械的諸性質を安定させることが
できる。
【0067】また、前記熱間圧延前に、材料温度を45
0〜580℃に予備加熱する場合は、材料中に晶出物お
よびMg、Siが固溶されて均一な金属組織となり、こ
の状態で圧延を開始することにより、最終製品の品質安
定性が確保される。
【0068】また、前記熱間圧延の任意のパス工程にお
いて、パス前の材料温度を450〜350℃とし、パス
後に50℃/分以上で冷却する場合は、Mg2Siの粗
大析出物の発生が抑制され、焼入れと同様の効果を得て
最終製品の品質を安定させることができる。
【0069】前記合金鋳塊において、Si含有量が0.
32〜0.6質量%である場合は、特に強度と加工性の
バランスのとれた合金板となし得る。
【0070】また、Mg含有量が0.35〜0.55質
量%である場合は、特に強度と加工性のバランスのとれ
た合金板となし得る。
【0071】また、Fe含有量が0.10〜0.25質
量%である場合は、加工性に優れかつ良好な耐食性も確
保される。
【0072】また、Cu含有量が0.1質量%以下であ
る場合は、加工性に優れかつ良好な耐食性も確保され
る。
【0073】また、Ti含有量が0.005〜0.05
質量%である場合は、特に良好な加工性、熱伝導性およ
び導電性が確保される。
【0074】また、B含有量が0.06質量%以下であ
る場合は、特に良好な加工性、熱伝導性および導電性が
確保される。
【0075】また、不純物としてのMn含有量が0.0
5質量%以下に規制されている場合は、特に優れた熱伝
導性および導電性が確保される。
【0076】また、不純物としてのCr含有量が0.0
5質量%以下に規制されている場合は、特に優れた熱伝
導性および導電性が確保される。
【0077】この発明のAl−Mg−Si系合金材は、
上記組成の合金であり、導電率が55〜60%(IAC
S)であるから、優れた熱伝導性および導電性を有す
る。
【0078】また、引張強さが140〜240N/mm
2である場合は、強度と加工性とを兼ね備える。
【0079】さらに、合金において、不純物としてのM
nおよびCrが、Mn:0.1質量%以下、Cr:0.
1質量%以下に規制されている場合は、さらに熱伝導性
および導電性に優れた合金材板となし得る。
【0080】この発明のAl−Mg−Si系合金板は、
上述した方法で製造されたたものであるから、熱伝導
性、導電性、強度および加工性に優れている。
【0081】また、前記Al−Mg−Si系合金板は、
放熱部材材料、導電部材材料、ケース材料、あるいは反
射板またはその支持体として好適に用いられ、種々の成
形加工が施され、上述の緒特性を発揮する。
【0082】また、Al−Mg−Si系合金板は、プラ
ズマディスプレイ背面シャーシ材、プラズマディスプレ
イ筐体またはプラズマディスプレイ外装部材として好適
に用いられ、種々の成形加工が施され、上述の緒特性を
発揮する。
【0083】また、Al−Mg−Si系合金板は、液晶
ディスプレイ背面シャーシ材、液晶ディスプレイベゼル
材、液晶ディスプレイ反射シート材、液晶ディスプレイ
反射シート支持材または液晶ディスプレイ筐体として好
適に用いられ、種々の成形加工が施され、上述の緒特性
を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のAl−Mg−Si系合金板の製造方
法において、一連の工程を示すフロー図であり、(A)
は熱処理を熱間圧延後冷間圧延前に行う場合、(B)は
熱処理を冷間圧延中に行う場合を示している。
【図2】アルミニウム合金における導電率と熱伝導率の
関係を示す相関図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C22F 1/00 630K 650 650F 661 661A 661Z 681 681 682 682 683 683 684 684C 685 685 686 686A 694 694A 694B

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si:0.2〜0.8質量%、Mg:
    0.3〜1質量%、Fe:0.5質量%以下、Cu:
    0.5質量%以下を含有し、さらにTi:0.1質量%
    以下またはB:0.1質量%以下の少なくとも1種を含
    有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−Mg
    −Si系合金鋳塊を、熱間圧延し、さらに冷間圧延する
    工程を含む合金板の製造方法であって、 熱間圧延後で冷間圧延終了までの間に、200〜400
    ℃で1時間以上保持することにより熱処理を行うことを
    特徴とするAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  2. 【請求項2】 合金鋳塊において、不純物としてのMn
    およびCrが、Mn:0.1質量%以下、Cr:0.1
    質量%以下に規制されている請求項1に記載のAl−M
    g−Si系合金板の製造方法。
  3. 【請求項3】 熱処理は、熱間圧延後冷間圧延前に行う
    請求項1または2に記載のAl−Mg−Si系合金板の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 熱処理は、冷間圧延中に行う請求項1ま
    たは2に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  5. 【請求項5】 熱処理は、220〜280℃で1〜10
    時間保持することにより行う請求項1〜4のいずれか一
    項に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  6. 【請求項6】 合金鋳塊に対し、500℃以上で均質化
    処理を行う請求項1〜5のいずれか一項に記載のAl−
    Mg−Si系合金板の製造方法。
  7. 【請求項7】 熱処理後の冷間圧延を20%以上の加工
    度で行う請求項1〜6のいずれか一項に記載のAl−M
    g−Si系合金板の製造方法。
  8. 【請求項8】 加工度は30%以上である請求項7に記
    載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  9. 【請求項9】 冷間圧延終了後、200℃以下で最終焼
    鈍を行う請求項1〜8のいずれか一項に記載のAl−M
    g−Si系合金板の製造方法。
  10. 【請求項10】 最終焼鈍は、110〜150℃で行う
    請求項9に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方
    法。
  11. 【請求項11】 熱間圧延前に、材料温度を450〜5
    80℃に予備加熱する請求項1〜10のいずれか一項に
    記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  12. 【請求項12】 熱間圧延の任意のパス工程において、
    パス前の材料温度を450〜350℃とし、パス後の冷
    却速度を50℃/分以上とする請求項1〜11のいずれ
    か一項に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  13. 【請求項13】 合金鋳塊中のSi含有量は0.32〜
    0.6質量%である請求項1〜12のいずれか一項に記
    載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  14. 【請求項14】 合金鋳塊中のMg含有量は0.35〜
    0.55質量%である請求項1〜12のいずれか一項に
    記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  15. 【請求項15】 合金鋳塊中のFe含有量は0.1〜
    0.25質量%である請求項1〜12のいずれか一項に
    記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  16. 【請求項16】 合金鋳塊中のCu含有量は0.1質量
    %以下である請求項1〜12のいずれか一項に記載のA
    l−Mg−Si系合金板の製造方法。
  17. 【請求項17】 合金鋳塊中のTi含有量は0.005
    〜0.05質量%である請求項1〜12のいずれか一項
    に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  18. 【請求項18】 合金鋳塊中のB含有量は0.06質量
    %以下である請求項1〜12のいずれか一項に記載のA
    l−Mg−Si系合金板の製造方法。
  19. 【請求項19】 合金鋳塊中のMn含有量は0.05質
    量%以下に規制されている請求項1〜12のいずれか一
    項に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  20. 【請求項20】 合金鋳塊中のCr含有量は0.05質
    量%以下に規制されている請求項1〜12のいずれか一
    項に記載のAl−Mg−Si系合金板の製造方法。
  21. 【請求項21】 Si:0.2〜0.8質量%、Mg:
    0.3〜1質量%、Fe:0.5質量%以下、Cu:
    0.5質量%以下を含有し、さらにTi:0.1質量%
    以下またはB:0.1質量%以下の少なくとも1種を含
    有し、残部Alおよび不可避不純物からなり、導電率が
    55〜60%(IACS)であることを特徴とするAl
    −Mg−Si系合金材。
  22. 【請求項22】 引張強さが140〜240N/mm2
    である請求項21に記載のAl−Mg−Si系合金材。
  23. 【請求項23】 不純物としてのMnおよびCrが、M
    n:0.1質量%以下、Cr:0.1質量%以下に規制
    されている請求項21または22に記載のAl−Mg−
    Si系合金材。
  24. 【請求項24】 請求項1〜20に記載された方法で製
    造されたAl−Mg−Si系合金板。
  25. 【請求項25】 Al−Mg−Si系合金板は、放熱部
    材材料、導電部材材料、ケース材料、あるいは反射板ま
    たはその支持体である請求項24に記載のAl−Mg−
    Si系合金板。
  26. 【請求項26】 Al−Mg−Si系合金板は、プラズ
    マディスプレイ背面シャーシ材、プラズマディスプレイ
    筐体またはプラズマディスプレイ外装部材である請求項
    24に記載のAl−Mg−Si系合金板。
  27. 【請求項27】 Al−Mg−Si系合金板は、液晶デ
    ィスプレイ背面シャーシ材、液晶ディスプレイベゼル
    材、液晶ディスプレイ反射シート材、液晶ディスプレイ
    反射シート支持材または液晶ディスプレイ筐体である請
    求項24に記載のAl−Mg−Si系合金板。
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