JP2018501401A5

JP2018501401A5 -

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Publication number: JP2018501401A5
Application number: JP2017527767A
Authority: JP
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2035-11-19

Description

非コイル状の熱処理可能な７０００−シリーズアルミニウム合金シートをその長さの方向に、約３７０℃〜５６０℃の温度範囲の設定溶体化熱処理温度（Ｔ_ＳＥＴ）に移動中のアルミニウムシートを加熱するように配置された連続熱処理炉を通して連続的に移動させる方法を提供する本発明によって、この目的および他の目的およびさらなる利点を満たしまたはそれを超え、前記連続熱処理炉は入口部および出口部を有し、前記移動中のアルミニウムシートは前記連続熱処理炉を通して実質的に水平に移動し、前記連続熱処理炉は、対流加熱手段によって加熱され、かつ前記移動中のアルミニウムシートは、前記出口部を出た後に、Ｔ_ＳＥＴから約１００℃未満に、急速に冷却され、かつ前記連続熱処理炉の入口部の直前またはその近くで、前記移動中のアルミニウムシートは、少なくともＹ＝−３１．ｌｎ（Ｘ）＋５０（式中、Ｙは℃／秒の平均昇温速度であり、Ｘはｍｍによるシート厚である）のシート厚の関数としての平均昇温速度を用いて、前記Ｔ_ＳＥＴより約５℃〜１００℃低い温度に予熱される。

好ましい実施形態において、移動中のアルミニウムシートは、周囲温度から、Ｔ_ＳＥＴより最大７５℃低い範囲の温度に、より好ましくは、Ｔ_ＳＥＴより最大６０℃低い範囲の温度に、非常に急速に予熱される。ある実施形態では、移動中のアルミニウムシートは、周囲温度からＴ_ＳＥＴより最大約１０℃低い温度に、より好ましくはＴ_ＳＥＴより最大約５℃低い温度に、非常に急速に予熱される。

本発明によれば、特性とプロセスの経済性とのこのバランスは、熱処理炉の入口部（４）の直前または入口部（４）の地点で予熱装置を実施することによって改善されている。
予熱装置（７）は、少なくともＹ＝−３１．ｌｎ（Ｘ）＋５０（式中、Ｙは℃／秒の冷却速度であり、Ｘはｍｍによるシート厚である）のシート厚の関数としての昇温速度の式によって定義される非常に速い昇温速度を可能にするように配置され、好ましいより高い昇温速度を有し、これは、例えば、米国特許第５，７３９，５０６号（ＡｊａｘＭａｇｎｅｔｈｅｒｍｉｃ）に開示されているように、例えば、トランスバース方式の誘導加熱装置によって達成することができる。予熱装置（７）でのアルミニウムシートの予熱は、移動中のストリップの温度のオーバーシュート、それによる、アルミニウム合金中の微細構造成分の局所融解のために関連工学的特性に悪影響を与えることを避けるために安全域を守ることが望ましい。好ましくは、予熱は、アルミニウム合金シート材料の熱処理を行うべき事前設定した溶体化熱処理温度または均熱温度より約５℃〜１００℃、より好ましくは約５℃〜７５℃低い温度で行われる。従って、例えば、事前設定した溶体化熱処理温度が５１０℃である場合、移動中のアルミニウムシートは約４８０℃に予熱する。移動中のシートのさらなる昇温は連続熱処理炉において対流加熱によって行われる。これはまた図２Ｂに概略的に示されており、この図では、移動中のアルミニウムシートは、室温（ＲＴ）から予熱温度（Ｔ_ＰＲＥ）に急速に予熱され、その後、設定溶体化熱処理温度（Ｔ_ＳＥＴ）にさらに加熱される。ＲＴからＴ_ＰＲＥへの昇温速度は、実際には、必ずしも線形ではなく、そのため、Ｔ_ＰＲＥからＲＴを引いた温度差をＴ_ＰＲＥに達するのに要する時間で割った平均昇温速度を使用している。従って、例えば、１ｍｍシート材料の場合、２５℃の室温から約５秒で約４８０℃のＴ_ＰＲＥに到達するとき、平均昇温速度は約９１℃／秒である。これは、急速な予熱が適用されない状況と比較して、ほぼ同じストリップ速度を維持しながら、設定溶体化熱処理温度で著しく長い均熱時間を可能にする。また、これは、最先端状況と比較して、ほぼ同じ均熱時間（ｔ_ＳＯＡＫ）を有しながら、著しく増加したライン速度を可能にする。従って、所与の連続焼鈍炉では、特定の７０００−シリーズの合金に応じて、プロセスの経済性とシート特性との改善されたバランスに到達するようにライン速度と組み合わせて均熱時間を最適化する上で、著しく高い適応性がある。

Claims

非コイル状の熱処理可能な７０００−シリーズアルミニウム合金シートをその長さの方向に、３７０℃〜５６０℃の温度範囲の設定溶体化熱処理温度（Ｔ_ＳＥＴ）に移動中のアルミニウムシートを加熱するように配置された連続熱処理炉を通して連続的に移動させることによって、アルミニウム合金シートを連続的に焼なましする方法であって、
前記連続熱処理炉は、入口部および出口部を有し、
前記移動中のアルミニウムシートは、前記連続熱処理炉を通して実質的に水平に移動し、
前記連続熱処理炉は、対流加熱手段によって加熱され、
前記移動中のアルミニウムシートは、前記出口部を出る際にＴ_ＳＥＴから１００℃未満に急速に冷却され、
前記連続熱処理炉の入口部の前またはその近くで、前記移動中のアルミニウムシートが、少なくともＹ＝−３１．ｌｎ（Ｘ）＋５０（式中、Ｙは℃／秒の昇温速度であり、Ｘはｍｍによるシート厚である）のシート厚の関数としての平均昇温速度を用いて、前記Ｔ_ＳＥＴより５℃〜１００℃低い温度に予熱され、かつ
最終ゲージでの前記アルミニウム合金シートが、０．３〜４．５ｍｍの範囲の厚さを有する、方法。
前記連続熱処理炉の入口部の、前またはその地点で、前記移動中のアルミニウムシートが、少なくともＹ＝−５０．ｌｎ（Ｘ）＋８０（式中、Ｙは℃／秒の昇温速度であり、Ｘはｍｍによるシート厚である）のシート厚の関数としての平均昇温速度を用いて、前記Ｔ_ＳＥＴより５℃〜１００℃低い温度に予熱される、請求項１に記載の方法。
前記連続熱処理炉の入口部の、前またはその地点で、前記移動中のアルミニウムシートが、少なくともＹ＝−６２．ｌｎ（Ｘ）＋１００（式中、Ｙは℃／秒の昇温速度であり、Ｘはｍｍによるシート厚である）のシート厚の関数としての平均昇温速度を用いて、前記Ｔ _ＳＥＴより５℃〜１００℃低い温度に予熱される、請求項１に記載の方法。
前記予熱が、誘導加熱によって誘導的に行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記予熱が、トランスバース方式の誘導加熱装置によって誘導的に行われる、請求項４に記載の方法。
前記移動中のアルミニウムシートが、前記連続熱処理炉を通して、少なくとも２０メートルの長さにわたって、実質的に水平に移動する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記移動中のアルミニウムシートが、前記連続熱処理炉を通して、少なくとも４０メートルの長さにわたって、実質的に水平に移動する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
Ｔ_ＳＥＴでの前記移動中のアルミニウムシートの均熱時間が、少なくとも１秒である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
Ｔ _ＳＥＴでの前記移動中のアルミニウムシートの均熱時間が、少なくとも５秒である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
前記移動中のアルミニウムシートが、前記Ｔ_ＳＥＴより５℃〜７５℃低い温度に予熱される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、Ｚｎを、２．０重量％〜１０．０重量％の範囲で有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、Ｚｎを、３．０重量％〜９．０重量％の範囲で有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、Ｍｇを、１．０重量％〜３．０重量％の範囲で有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、Ｃｕを、＜０．２５重量％の範囲で有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、Ｃｕを、０．２５重量％〜３．５重量％の範囲で有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、さらに以下
Ｆｅ＜０．５重量％、
Ｓｉ＜０．５重量％、および
以下からなる群から選択される１以上の元素
Ｚｒ最大０．５重量％、
Ｔｉ最大０．３重量％、
Ｃｒ最大０．４重量％、
Ｓｃ最大０．５重量％、
Ｈｆ最大０．３重量％、
Ｍｎ最大０．４重量％、
Ｖ最大０．４重量％、
Ｇｅ最大０．４重量％、
Ａｇ最大０．５重量％、
を含んでなり、残余はアルミニウムと不純物である、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、Ｆｅ＜０．３５重量％をさらに含んでなる、請求項１６に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、Ｓｉ＜０．４重量％をさらに含んでなる、請求項１６または１７に記載の方法。
前記７０００−シリーズアルミニウムシートが、溶体化熱処理および冷却後に、等軸再結晶化微細構造を有する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。