JP2021085040A - 熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材およびその製造方法 - Google Patents
熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021085040A JP2021085040A JP2019211947A JP2019211947A JP2021085040A JP 2021085040 A JP2021085040 A JP 2021085040A JP 2019211947 A JP2019211947 A JP 2019211947A JP 2019211947 A JP2019211947 A JP 2019211947A JP 2021085040 A JP2021085040 A JP 2021085040A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- less
- aluminum alloy
- conductivity
- strength
- 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.)
- Granted
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 70
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 31
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 13
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 229910021365 Al-Mg-Si alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018464 Al—Mg—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/05—Changing 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Description
(1)化学組成が、Si:0.20〜0.65質量%、Mg:0.35〜0.7質量%、Fe:0.05〜0.35質量%、Cu:0.01〜0.15質量%、Ni:0.02〜0.20質量%、Cr:0.05質量%以下、Mn:0.05質量%以下、Zn:0.10質量%以下、Ti:0.10質量%以下、B:0.05質量%以下を含み、残部がAlと不可避不純物からなり、かつ導電率が56%IACS以上、引張強さを250MPa以上であることを特徴とする熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材。
(2)Cu:0.04〜0.12質量%、Mn:0.0002〜0.04質量%、Cr:0.0002〜0.04質量%、Zn:0.0002〜0.04質量%、Ti:0.0002〜0.04質量%、B:0.0005〜0.04質量%を含有することを特徴とする前項1に記載の熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材。
(3)不可避不純物中のVが0.05質量%以下、Gaが0.05質量%以下、Zrが0.05質量%以下、Caが0.01質量%以下、Pbが0.05質量%以下、Biが0.05質量%以下、Snが0.05質量%以下、Inが0.004質量%以下に規制されていることを特徴とする前項1または2に記載の熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材。
(4)前項1〜3のいずれかに記載のアルミニウム合金圧延材の組成を有するアルミニウム合金鋳塊に後続して実施される面削の前または後に500℃以上570℃以下の温度で1時間以上20時間以下の時間にて均質化後、480℃以上550℃以下の温度で5分以上10時間保持後に熱間圧延を開始し、複数の圧下パスにより圧下率95%以上99.5%以下の熱間圧延を実施した後、30%以上98.5%以下の冷間圧延を施す工程を含むことを特徴とする熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材の製造方法。
(5)冷間圧延を施す工程の開始から終了のいずれかのパスの前後に少なくとも1回、120℃以上220℃以下、5分以上12時間保持による熱処理工程を含むことを特徴とする前項4に記載の熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材の製造方法。
(Mg、Si含有量)
MgおよびSiは強度の発現に必要な元素であり、それぞれの含有量はSi:0.20〜0.65質量%、Mg:0.35〜0.7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0.35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0.65質量%、Mg含有量が0.7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し、得られるアルミニウム板の成形加工性も悪くなる。Si含有量は0.25質量%以上0.6質量%以下が好ましく、更に0.30質量%以上0.55質量%以下が好ましい。Mg含有量は0.40質量%以上0.6質量%以下が好ましく、更に0.45質量%以上0.55質量%以下が好ましい。
(Cu含有量)
Cuは強度向上に必要な成分であるが、多量に含有すると耐食性が低下する。0.15質量%を超えると導電率の確保が難しい。一方で、0.01質量%未満では強度の確保が難しい。従ってCu含有量の範囲は0.01〜0.15質量%とする。更に0.06質量%以上0.10質量%以下であることが好ましい。
(Fe含有量)
Feは結晶粒の微細化効果が期待でき強度向上に有効な成分であるが、多量に含有すると耐食性が低下する。0.35質量%を超えると耐食性への阻害要因となる。一方で、0.05質量%未満では強度向上が期待できない上にアルミ塊のベース純度が上がり高価となる。従ってFe含有量の範囲は0.05〜0.35質量%とする。更に0.08質量%以上0.30質量%以下であることが好ましい。
(Ni含有量)
Niは強度向上に必要な成分であるが、多量に含有すると導電率が低下する。0.20質量%を超えると導電率の確保が難しい。一方で、0.02質量%未満では強度の確保が難しい。従ってNi含有量の範囲は0.02〜0.20質量%とする。更に0.06質量%以上0.18質量%以下であることが好ましい。
(Ti、B含有量)
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種の添加により得られ、両方を添加してもよい。しかしながら、多量に含有すると、晶出物がサイズの大きい晶出物が多く生成するため、製品の加工性や熱伝導性および導電率が低下する。Ti含有量は0.10質量%以下が好ましく、更に0.0002質量%以上0.04質量%以下が好ましい。また、B含有量は0.05質量%以下が好ましく、特に0.0005質量%以上0.04質量%以下が好ましい。
(Mn、Cr、Zn含有量)
Mnは再結晶粒の微細化、Crは強度向上、Znは析出促進の効果が期待できる元素であるが、一方で含有量が多くなると、MnおよびCrは伝導性および導電性を低下させ、Znは合金材の耐食性を低下させる。従って、Mn、Crの含有量は0.05質量%以下とし、更に0.0002質量%以上0.04質量%以下が好ましい。Znの含有量は0.10質量%以下とし、更に0.0002質量%以上0.04質量%以下が好ましい。
(In含有量)
Inは耐食性を著しく低下させるため少ないことが好ましい。不純物としてのIn含有量は0.004質量%以下であることが好ましい。
(Ca含有量)
Caは粒界に偏析しやすく、Ca含有量が多くなると延性を低下させるため少ないことが好ましい。不純物としてのCa含有量は0.01質量%以下であることが好ましい。
(その他不純物元素)
上記以外のその他の不純物元素としては、V、Ga、Zr、Pb、Bi、Sn、等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、これらその他の不純物元素は個々の元素の含有量として0.05質量%以下であることが好ましい。
[引張強さ、耐力、伸び]
引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)および伸び(δ)は、JISZ2201に定めるJIS5号試験片にて、圧延方向に対し平行方向に採取した試料について常温、常法により測定した。
[導電率]
導電率は、国際的に採択された焼鈍標準軟銅(体積低効率1.7241×10−2μΩm)の導電率を100%IACSとしたときの相対値(%IACS)として求めた。
[曲げ加工性]
曲げ加工性は、曲げ角度を90°、合金板の厚さが0.4mm以上の場合はそれぞれの合金板の板厚を曲げ内側半径、合金板の厚さが0.4mm未満の場合は曲げ内側半径を0として、JIS Z 2248金属材料曲げ試験方法の「6.3 Vブロック法による曲げ試験」を実施し、割れが発生しなかったものを○、割れが発生したものを×として評価した。
Claims (5)
- 化学組成が、Si:0.20〜0.65質量%、Mg:0.35〜0.7質量%、Fe:0.05〜0.35質量%、Cu:0.01〜0.15質量%、Ni:0.02〜0.20質量%、Cr:0.05質量%以下、Mn:0.05質量%以下、Zn:0.10質量%以下、Ti:0.10質量%以下、B:0.05質量%以下を含み、残部がAlと不可避不純物からなり、かつ導電率が56%IACS以上、引張強さを250MPa以上であることを特徴とする熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材。
- Cu:0.04〜0.12質量%、Mn:0.0002〜0.04質量%、Cr:0.0002〜0.04質量%、Zn:0.0002〜0.04質量%、Ti:0.0002〜0.04質量%、B:0.0005〜0.04質量%を含有することを特徴とする請求項1に記載の熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材。
- 不可避不純物中のVが0.05質量%以下、Gaが0.05質量%以下、Zrが0.05質量%以下、Caが0.01質量%以下、Pbが0.05質量%以下、Biが0.05質量%以下、Snが0.05質量%以下、Inが0.004質量%以下に規制されていることを特徴とする請求項1または2に記載の熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のアルミニウム合金圧延材の組成を有するアルミニウム合金鋳塊に後続して実施される面削の前または後に500℃以上570℃以下の温度で1時間以上20時間以下の時間にて均質化後、480℃以上550℃以下の温度で5分以上10時間保持後に熱間圧延を開始し、複数の圧下パスにより圧下率95%以上99.5%以下の熱間圧延を実施した後、30%以上98.5%以下の冷間圧延を施す工程を含むことを特徴とする熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材の製造方法。
- 冷間圧延を施す工程の開始から終了のいずれかのパスの前後に少なくとも1回、120℃以上220℃以下、5分以上12時間保持による熱処理工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019211947A JP7442304B2 (ja) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材およびその製造方法 |
CN202011328946.2A CN112831691A (zh) | 2019-11-25 | 2020-11-24 | 导热性、导电性和强度优异的铝合金轧制材料及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019211947A JP7442304B2 (ja) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021085040A true JP2021085040A (ja) | 2021-06-03 |
JP7442304B2 JP7442304B2 (ja) | 2024-03-04 |
Family
ID=75923306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019211947A Active JP7442304B2 (ja) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材およびその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7442304B2 (ja) |
CN (1) | CN112831691A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114606414A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 北京理工大学 | 一种高导电率再生铝合金导线及其制备方法 |
CN116200633A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-06-02 | 平高集团有限公司 | 一种高导电率铸造铝合金材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100686657B1 (ko) | 2002-03-01 | 2007-02-27 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | Al-Mg-Si계 합금판의 제조 방법 및Al-Mg-Si계 합금판 및 Al-Mg-Si계 합금재 |
JP6774197B2 (ja) | 2016-03-30 | 2020-10-21 | 昭和電工株式会社 | Al−Mg―Si系合金材 |
JP6718276B2 (ja) | 2016-03-30 | 2020-07-08 | 昭和電工株式会社 | Al−Mg―Si系合金板の製造方法 |
CN108300879B (zh) | 2018-01-30 | 2020-05-22 | 广西南南铝加工有限公司 | 电动汽车母线导体用Al-Mg-Si合金薄板制备工艺 |
-
2019
- 2019-11-25 JP JP2019211947A patent/JP7442304B2/ja active Active
-
2020
- 2020-11-24 CN CN202011328946.2A patent/CN112831691A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114606414A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 北京理工大学 | 一种高导电率再生铝合金导线及其制备方法 |
CN116200633A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-06-02 | 平高集团有限公司 | 一种高导电率铸造铝合金材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7442304B2 (ja) | 2024-03-04 |
CN112831691A (zh) | 2021-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101331339B1 (ko) | 전자 재료용 Cu-Ni-Si-Co 계 구리 합금 및 그 제조 방법 | |
JP4934759B2 (ja) | 銅合金板材及びこれを用いたコネクタ並びに銅合金板材の製造方法 | |
JP2008196042A (ja) | 強度と成形性に優れる電気電子部品用銅合金板 | |
WO2017168890A1 (ja) | Al-Mg―Si系合金材、Al-Mg―Si系合金板及びAl-Mg―Si系合金板の製造方法 | |
JP2017179457A (ja) | Al−Mg―Si系合金材 | |
JP6695725B2 (ja) | Al−Mg―Si系合金板 | |
JP6774196B2 (ja) | Al−Mg―Si系合金材 | |
JP2020033605A (ja) | Al−Mg―Si系合金板 | |
JP2017179454A (ja) | Al−Mg―Si系合金板の製造方法 | |
JP6774199B2 (ja) | Al−Mg―Si系合金板の製造方法 | |
JP7442304B2 (ja) | 熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材およびその製造方法 | |
JP2020033604A (ja) | Al−Mg―Si系合金板の製造方法 | |
JP7422539B2 (ja) | 熱伝導性、導電性ならびに強度に優れたアルミニウム合金圧延材およびその製造方法 | |
JP6718276B2 (ja) | Al−Mg―Si系合金板の製造方法 | |
JP7262947B2 (ja) | Al-Mg―Si系合金板 | |
CN108884542B (zh) | Al-Mg-Si系合金板的制造方法 | |
JP2017179452A (ja) | Al−Mg―Si系合金板の製造方法 | |
JP2017179456A (ja) | Al−Mg―Si系合金材 | |
JP6774197B2 (ja) | Al−Mg―Si系合金材 | |
JP6774200B2 (ja) | Al−Mg―Si系合金板の製造方法 | |
TW201742931A (zh) | Al-Mg-Si系合金板之製造方法 | |
JP2017179444A (ja) | Al−Mg―Si系合金板 | |
JP6774198B2 (ja) | Al−Mg―Si系合金板 | |
JP2020033609A (ja) | Al−Mg―Si系合金板 | |
JP6718275B2 (ja) | Al−Mg―Si系合金板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20211028 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230906 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230919 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7442304 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |