JP5555580B2 - 熱伝導性、強度及び成形性に優れたアルミニウム合金およびその製造方法 - Google Patents
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Description
・面削の前に独立した均質化処理を必要とせず、
・熱間圧延時に特に複雑な温度制御を要さず、
・中間焼鈍を必要とせず、
・冷間圧延を連続した3パス以内で行い、
・工程のどの時点でも溶体化処理を行わず、
・熱間圧延の予備加熱温度を560℃未満に低温化する。
請求項1記載の第1の発明は、Al−Mg−Si系合金圧延板において、Mgを0.1〜0.34%、Siを0.2〜0.8%、Cuを0.22〜1.0%含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなり、Si/Mg含有量比が1.3以上であり、ファイバー組織を有し、導電率が57.5%IACS以上、引張強度180N/mm2以上であることを特徴とする熱伝導性と強度と成形性に優れたAl−Mg−Si系合金圧延板である。
本発明では、Al−Mg−Si系合金を溶体化処理の無い簡便な工程で板材とし良好な熱伝導性と強度を得るため、従来と異なる材料設計を行っている。導電率を上げるためには、添加元素であるMg、Si、Cuの固溶量を極力下げておく必要がある。これらの元素は、鋳造時には十分な析出時間が無いため、鋳塊中では相当量が固溶している。そのため高導電率の実現には、後の工程でこれらを十分に析出させることが求められる。
合金中のMg、Si及びCuの量と各々の存在比を種々変化させ、熱伝導性及び強度・成形性が安定して良好になる条件を検討して適正な合金組成を選択した。Mg、Si及びCuについては、単なる添加量だけではなく、それぞれの量比を適正に選ぶ必要がある。
Mgはこの合金の強度と成形性の性能の確保に有用な必須添加元素である。ただし、比較的広い固溶限を持ち、また固溶した際に導電率を低下させる作用も大きい。0.34%を超えて含む場合、本発明の簡便な工程を前提とすると導電率の低下が大きく、量産規模材での特性ばらつきも大きくなる問題がある。一方、0.1%未満では強度の確保が難しい。したがって、Mg量の範囲は0.1〜0.34%であり、好ましいMg量の範囲は0.15〜0.3%である。なお、後述するようにMgについてはSi量との比で適正な範囲が存在する。
Siはこの合金の強度及び成形性の確保のために必須の元素である。0.8%を超えると導電率が低下し、更には他の添加元素と粗大な金属間化合物を生成し成形性の確保が難しくなる。一方で、0.2%未満では強度の確保が難しくなり、更には他元素との金属間化合物を形成せず固溶量が上昇し導電率が低下してしまう。したがってSi量の範囲は0.2〜0.8%とする。但し、ここで言及する金属間化合物とは主に時効処理により得られる強度上昇に寄与する微細化合物ではなく、合金鋳造時に生成した晶出物にあたる。好ましいSi量の範囲は、0.25〜0.7%である。
Cuはこの合金の強度を確保するために必須の元素である。1.0%を超えると導電率と成形性の確保が難しい。一方で、0.22%未満では強度の確保が難しい。したがってCu量の範囲は0.22〜1.0%とする。更に好ましいCu量は、0.25〜0.8%である。
本発明ではMgとSiおよびCuの含有量比を規定しており、この範囲にあれば導電率が高いアルミニウム合金板となせる。Si/Mg比がこれよりも低い値、つまり相対的にSi量が低いと、Mg及びSiを含む金属間化合物の生成量が少ないため最終的な板材中の固溶Mgが多くなることで導電率が低くなる傾向がある。また、この比が低いことで、量産規模材での位置による特性バラツキが大きくなる問題が生じる。これは、本発明の比較的Mg含有量の低い合金組成範囲で、Si/Mg比が低いと速やかな析出が起こりにくいため、量産規模の材料の部位による工程中熱履歴の違いを受けて析出状態が異なる可能性が高くなるためである。
Claims (2)
- Al−Mg−Si系合金圧延板において、Mgを0.1〜0.34質量%(以下、%と記す)、Siを0.2〜0.8%、Cuを0.22〜1.0%含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなり、Si/Mg含有量比が1.3以上であり、ファイバー組織を有し、導電率が57.5%IACS以上、引張強度180N/mm2以上であることを特徴とする、熱伝導性、強度及び成形性に優れたAl−Mg−Si系合金圧延板。
- 請求項1記載の成分を有するAl−Mg−Si系合金圧延板の製造方法であって、
Mgを0.1〜0.34質量%(以下、%と記す)、Siを0.2〜0.8%、Cuを0.22〜1.0%含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなり、Si/Mg含有量比が1.3以上であるAl−Mg−Si系合金を、半連続鋳造で厚さ250mm以上の鋳塊とし、400〜540℃の温度での予備加熱を経て熱間圧延、50〜85%の圧下率で冷間圧延を施した後、140〜280℃の温度で焼鈍をすることを特徴とする、Al−Mg−Si系合金圧延板の製造方法。
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