JPH01123045A - 成形加工性に優れたアルミニウム板材およびその製造方法 - Google Patents

成形加工性に優れたアルミニウム板材およびその製造方法

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JPH01123045A
JPH01123045A JP62279034A JP27903487A JPH01123045A JP H01123045 A JPH01123045 A JP H01123045A JP 62279034 A JP62279034 A JP 62279034A JP 27903487 A JP27903487 A JP 27903487A JP H01123045 A JPH01123045 A JP H01123045A
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aluminum
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JP62279034A
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English (en)
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Tsutomu Moriyama
勉 森山
Makoto Tsuchida
信 土田
Takehiro Chinen
知念 武広
Toshinori Maeda
前田 利徳
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は成形加工性に優れたアルミニウム板材、特にア
ルミニウム合金の薄肉成形品の製造に適した板材とその
製造方法に関する。
[従来の技術] 近年、アルミニウム合金の薄肉成形品が数多く製造され
ており、これらの製品は軽量化と材料コストの低減のた
め更に一層薄肉化する傾向にある。薄肉成形品の製造に
際しては、しごき加工法が多く採用されているが、この
方法では、成形に供するアルミニウム素材として、ある
程度の強度と延性の均衡した薄板が用いられている。と
ころが、最近、製品の薄肉化に伴な、い、より薄くしか
も成形性もより優れたものが要求されている。たとえば
、熱交換器用フィンをしごき加工で成形する場合、Jl
!If I+ 4000のA1050又はAl200な
どの合金やそれらにマンガンを0.1〜0.5vt%添
加し、強度を向上した合金が用いられている。
しかし、従来の製法により得られる製品の内部組織では
薄肉化により板厚が薄くなればなるほど、しごき時に割
れたり、しごき先端の穴拡げ(フレアリング)時に割れ
たりすることが多い。さらに成形後フィンコアに組立て
て鋼管を拡管する時、カラー基部が屈曲しく形状凍結性
不良)、フィン前後縁のピッチが変化してしまい、伝熱
性能を低下させる現象が生ずる。この現象は薄肉化によ
りフィンピッチが減少するためさらに顕著になる。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、絞り、張出し、穴拡げ、しごき等の成形加工
が容易で、かつ、耐食性が優れている板オイおよびその
製造法を見出したものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者等は上記問題点を解決するため、特に薄肉成形
品の成形性が優れたアルミニウム板材を得るべく鋭意検
討した結果、ある特定の化合物を析出させ分布させるこ
とにより、成形性が極めて良好であり、また耐食性も優
れていることを見出した。そして、その製造方法も見出
し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の構成は、重量基準で鉄:0.1〜1
.0%、マンガン0.1〜1.0%、けい素0、O1〜
0.35%を含み、残部はアルミニウムと不可避不純物
とからなる成分を有し、さらに、Al−Mn−Si化合
物の最長辺長さが2μm以下であり、かつ、単位面積当
りの当該化合物の数が5X104〜1×106個/mm
2である成形加工性に優れたアルミニウム板材、および
その製造の際に熱間圧延に先だって行われる鋳塊加熱に
おいて、400〜550℃の温度で3〜24時間焼鈍す
る方法である。
本発明はAl−Fe−Mn−Si合金において、Al−
Mn−Si化合物を粒内に均一微細に析出させることに
より、Siの粒界偏析を未然に防ぎ、変形を均一にし、
結晶粒を微細にし、加工硬化の低減および延性を向上さ
せた。その結果、薄板材の絞り、張出し、穴拡げ、しご
き等の成形加工に優れ、例えば熱交換器用フィン材とし
ては、しごき加工性、張出し加工性、穴拡げ加工性の向
上を得ることができ、さらにフィンコアに組立てて鋼管
を拡管した後のカラー基部の屈曲が少なく形状凍結性が
良好になった。
こうして、フィン前後縁のピッチの変形による伝熱性能
の低下がないアルミニウム板材とその製造方法を提供す
るものである。
使用するアルミニウム合金の組成においてFe量が0.
1〜1.0%に限定されるのは0.1%未満では薄肉化
に伴なう充分な強度の向上が得られず、1.0%を超え
る場合、鋳造の際Al−Fe−MnあるいはAl−Fe
−Mn−Si化合物が粗大に晶出し、成形時に割れ発生
の起点となりやすくなるためである。
M n Qが0.1〜1.0%に限定されるのは0.1
%未満ではAl−Mn−Si化合物の析出が充分得られ
ず、1.0%を超える場合、これも鋳造の際Al−Fe
−MnあるいはAl−Fe−Mn−Si化合物が粗大に
晶出し、成形時に割れ発生の起点となりやすくなるため
である。
Si量が0.01〜0.35%に限定されるのは0.0
196未満ではAl−Mn−Si化合物の析出が充分得
られず、さらに高純度のアルミニウム地金を用いなくて
はならず製造原価の上昇になるためであり、0.35%
を超える場合、A I −Mn −Si化合物の析出以
外、単体Siの粒界偏析が生じやすくなり、加工硬化し
やすく、延性が低下し、成形性が低下するためである。
Al−Mn−Si化合物の最長辺長さが2μm以下に限
定されるのは2μmを超える場合、成形時に割れ発生の
起点となりやすく、さらに結晶粒の微細化も生じにくく
なるためである。
単位面積あたりのAl−Mn−Si化合物の数の下限が
5 X 100個/mn’に限定されるのは5 X 1
04個/ffl+!2未満ではAl−Mn−Si化合物
の析出量としては充分とはいえず、マトリクスのアルミ
ニウムに未析出のMnやStが固溶しているため加工熱
処理により粒界に偏析しやすく、加工硬化の増大、およ
び延性の低下を招きやすくなるためである。上限が1×
106個/mm2に限定されるのは本発明のMnとSi
Qの範囲では、充分析出させたとしてもせいぜい1×1
O6個/ ■2であり、それ以上析出させようと焼鈍温
度や焼鈍時間を大きくすると、微細分散するよりも凝集
化し粗大に析出するためである。
製造方法において鋳塊の加熱を400〜b×3時間〜2
4時間と限定することで2μl以−ドのAl−Mn−S
t化合物を単位面積あたり、5X104〜I XloS
個/ml112の数で均一に得ることができる。
550℃を超える温度であるとAl−Mn−St化合物
の析出が困難となり、Al−Mn化合物の析出が容品と
なり、Siがマトリクスのアルミニウムに溶入化してし
まい、加工熱処理により粒界に単体Siの形で偏析しや
すく延性を低下させるため好ましくない。400℃未満
であるとAl−Mn−Si化合物の充分な析出を得るに
は24時間よりさらに長時間の焼鈍が必要となり、工業
的に好ましくない。また焼鈍時間が3時間未満であると
、Al−Mn−Si化合物の析出量が不充分で効果がな
く、24時間を超えると凝集化が進み粗大に析出してし
まうため好ましくない。
[実施例] 以下、実施例および比較例によって、本発明を具体的に
説明する。
第1表に示すとおりの0.1〜l、0%のFe。
o、t 〜t、o%、のM n 、 0.01〜0.3
5%のSiを含む各種アルミニウム合金の鋳塊それぞれ
を使用して同表に示す鋳塊加熱を行った後、常法により
熱間圧延を行い、厚さ 0.100ml11まで冷間圧
延を行った後、H2B処理を260℃で1時間の焼鈍条
件で、H22処理を300℃で1時間の焼鈍条件で実施
した。
得られた各アルミニウム合金板について、その機械的性
質、エリクセン値(Ev)、加工硬化指数(n値)を試
験した。また、フィンの成形をH2O材についてはしご
きタイプの金型で、H22材については張出しタイプの
金型で試験した。しごきタイプ、張出しタイプとも内径
9.87m111%カラー高さ 1.31の鋼管固定穴
を連続して500個成形した。
フィン成形成功率はカラー先端部に割れを生じていない
穴の数の割合で示した。さらに成形したフィンを約80
0■の高さまで積層し、フィンコアに組立てて鋼管を拡
管した時のフィンプレートの形状凍結性を調べた。
また、アルミニウム薄板の耐食性を確認するために5%
食塩水(35℃)を100時間噴霧し、月S Z 23
7+に苧拠して耐食性試験を行い、その結果をJIS 
I+ 4000 A1050と相対的に比較して評価し
た結果も示した。なおJIS 114000 A105
0の成分はF e : 0.2[i%、S i : 0
.08%で他は0.01%以下の不可避不純物であり、
製造法は鋳塊加熱を540’CX 3時間で行った以外
は同等の条件とした。それらの結果を同表に併せて示す
合金No、1〜4の鋳塊は実施例に係るものであり、合
金No、5〜8の鋳塊は比較例に係るものである。
実施例に係る合金No、1〜4の最終H2O材と最終H
22trAの伸びとエリクセン値はすべて比較例に係る
合金No、5〜8のそれより向上している。また、合金
No、1〜4のn値は合金No、5〜8のそれより小さ
〈実施例に係る合金は加工硬化しにくい材料、であるこ
とがいえる。フィン成形成功率およびコア組立時の形状
凍結性はともに実施例に係る合金No、1〜4の方が優
れている。
また、本発明によるアルミ板はA1050と比較して同
等以上の良好な耐食性を有することも確認され、熱交換
器用フィン材としても充分な性能を有することがいえる
第1図に、Al−Mn−8t化合物の大きさに対する単
位面積(11’ )あたりの数を画像解析により求めた
結果を示す。さらに第2表にはAl−Mn−Si化合物
の単位面積あたりの総数を示す。いずれも最終H2O材
についての測定値である。最終H22材についてもほぼ
同等の結果を得た。実施例に係る合金No、1〜4のA
1〜Mn−3t化合物は、全て2μm以下の大きさで、
しかも多数析出している。
一方、比較例に係る合金No、5〜8のAl−Mn−S
i化合物は少ない。そして、合金No。
5.6.8のAl−Mn−5t化合物は、全て2μm以
下の大きさであるが、合金No、7の場合、長時間(3
011r)の加熱のため凝集化し、2μmより大きいも
のが認められる。
第2表 [発明の効果] 以上説明した本発明の効果を要約すると(1)延性が大
きく加工硬化しにくいため薄板のしごき加工性、張出し
加工性、穴拡げ加工性、絞り加工性の向上を得ることが
でき、成形性に優れている。
(2)熱交換器用フィン材に適用した場合、コア組立時
の材料の形状凍結性に優れ、カラー基部の屈曲によるフ
ィン前後縁のピッチの変化がなく、伝熱性能に優れた熱
交換器を組立てることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は第1表および第2表に示した各合金中のAl−M
n−3t化合物の大きさ(最長辺長さ)に対する単位面
積当りの同化合物の個数を表わす分布図である。 特許出願人 住友軽金属工業株式会社 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 代理人 弁理士 旭     宏

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)重量基準で 鉄:0.1〜1.0% マンガン:0.1〜1.0% けい素:0.01〜0.35% を含み、残部はアルミニウムと不可避不純物とからなる
    成分を有し、さらに、Al−Mn−Si化合物の最長辺
    長さが2μm以下であり、かつ、単位面積当りの当該化
    合物の数が5×10^4〜1×10^6個/mm^2で
    あることを特徴とする成形加工性に優れたアルミニウム
    板材。 (2)熱間圧延に先だって行われる鋳塊加熱において、
    400〜550℃の温度で3〜24時間焼鈍することを
    特徴とする、重量基準で、鉄 0.1〜1.0%、マンガン:0.1〜1.0%、けい
    素:0.01〜0.35%を含み、残部はアルミニウム
    と不可避不純物とからなる成分を有し、さらに、Al−
    Mn−Si化合物の最長辺長さが2μm以下であり、か
    つ、単位面積当りの当該化合物の数が5×10^4〜1
    ×10^6個/mm^2である成形加工性に優れたアル
    ミニウム板材の製造方法。
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