JPH08269604A - 高温長期保存時の耐力値の大きいアルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents
高温長期保存時の耐力値の大きいアルミニウム合金及びその製造方法Info
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Abstract
合にも、耐力劣化が少なく高耐力値を実現し得るアルミ
ニウム合金及びその製造方法を提供する。 【構成】Mn:0.8〜2.0wt%、Si:0.1〜
0.6wt%を含有し、残部がアルミニウム及び不純物か
らなり、不純物としてのMgの含有量が0.05wt%以
下、Feの含有量が0.5wt%以下にそれぞれ規制され
てなる。さらにCu:0.05〜0.2wt%を含有し、
あるいはさらにCr:0.01〜0.3wt%、Zr:
0.01〜0.3wt%の1種または2種以上を含有して
いても良い。また、製造方法は、上記組成のアルミニウ
ム合金のビレットを、均質化処理することなく500〜
550℃の温度で加熱して押出したのち、加工度20〜
30%で冷間引抜加工する。
Description
ローラー等に用いられるアルミニウム合金、特に高温長
期保存時の耐力値の大きいアルミニウム合金及びその製
造方法に関する。
ようなヒートローラー等の材料には、加工性、耐食性に
優れていることから、JIS3003等の3000系ア
ルミニウム合金が用いられる場合が多い。
S3000系アルミニウム合金は、長期にわたって高温
環境下に置かれるような場合には、経時的に耐力値が低
下するという欠点があった。
れたものであって、長期にわたって高温環境下に置かれ
るような場合にも、耐力劣化が少なく高耐力値を実現し
得るアルミニウム合金及びその製造方法の提供を目的と
する。
に、発明者は、高温長期保存時の耐力劣化が合金の再結
晶によってもたらされることの知見に基き、再結晶温度
を高くして高温長期保存時の再結晶を防止するための合
金組成及び製造方法について鋭意研究の結果、本発明を
完成しえたものである。
金に係るものであり、Mn:0.8〜2.0wt%、S
i:0.1〜0.6wt%を含有し、あるいはさらにC
u:0.05〜0.2wt%を含有し、さらに必要に応じ
てCr:0.01〜0.3wt%、Zr:0.01〜0.
3wt%の1種または2種以上を含有し、残部がアルミニ
ウム及び不純物からなり、不純物としてのMgの含有量
が0.05wt%以下、Feの含有量が0.5wt%以下に
それぞれ規制されてなることを特徴とするものである。
造方法に係るものであり、上記組成を有するアルミニウ
ム合金のビレットを、均質化処理することなく500〜
550℃の温度で加熱して押出したのち、加工度20〜
30%で冷間引抜加工することを特徴とするものであ
る。
元素の添加意義と組成範囲の限定理由を説明すると次の
通りである。即ち、Mnはアルミニウム中へ固溶するこ
とにより再結晶温度を高め、ひいては高温長期保存時の
耐力を高く維持するのに寄与するものである。しかし、
0.8wt%未満では固溶量が少なく再結晶温度の上昇効
果に乏しい。一方、2.0wt%を超えても固溶量の増大
効果が飽和し、経済的な無駄を招く。従ってMnは0.
8〜2.0wt%の範囲で含有されなければならない。特
に好ましいMn含有量の下限値は1.0wt%であり、上
限値は1.5wt%である。
Al12Mn3 Siを析出し、ピンニング効果により再結
晶温度を高めるのに寄与するものである。しかし、0.
1wt%未満ではその効果に乏しく、0.6wt%を超える
と効果が飽和する。従ってSiは0.1〜0.6wt%の
範囲で含有されなければならない。特に好ましいSi含
有量の下限値は0.2wt%であり、上限値は0.4wt%
である。
化作用により合金強度の向上に寄与するものであるが、
0.05wt%未満ではその効果に乏しく、0.2wt%を
超えても効果が飽和するとともに加工性の劣化等を招
く。このため、Cuを添加する場合の含有量は0.05
〜0.2wt%とする必要がある。特に好ましいCu含有
量の下限値は0.10wt%であり、上限値は0.17wt
%である。
rは、合金の再結晶温度を高めるのに効果がある。この
作用効果の点で両者は均等物であり、少なくとも一方が
含有されれば良いが、いずれもが0.01wt%未満では
その効果に乏しい。一方、いずれかが0.3wt%を超え
ると、もはや効果が飽和するのみならず、加工性の劣化
などを招く。このため、Cr、Zrを添加する場合の含
有量はそれぞれ0.01〜0.3wt%とする必要があ
る。特に好ましい含有量の下限値はCr、Zrともに
0.1wt%であり、上限値はともに0.2wt%である。
e、Zn、Ti、Ni、V、Ga等の含有が許容され
る。このうちMgは蓄積歪量の増加による冷間加工後の
再結晶温度の低下をもたらすため、0.05wt%未満に
その含有量が規制されなければならない。また、Feが
増えるとAl6 (Mn、Fe)が晶出してMn固溶量を
低下させ、再結晶温度を低下させる。しかも、Al−M
n−Fe−Si晶出物も多くなってSi固溶量を少なく
しやはり再結晶温度を低下させる。このため、Feは
0.5wt%以下に規制されなければならない。なお、他
のZn、Ti、Ni、V、Ga等の不純物は、それぞれ
0.3wt%以下の範囲であれば含有されていても良い。
ると、まず上記のような合金組成のアルミニウム合金ビ
レットを鋳造し、これに均質化処理を施すことなく、5
00〜550℃の温度で加熱して所期する形状に押出
す。ビレットに均質化処理を施さないのは、Mnが鋳造
時に過飽和に固溶して固溶量が最大となっていることか
ら、これを保持してひいては再結晶温度を高くするため
である。また、押出に際しての加熱温度を500〜55
0℃に規定したのは、熱間押出中Mnを固溶状態のまま
保持するためである。即ち、500℃未満の温度ではM
nが析出して固溶量が減少し、再結晶温度が低下してし
まう。一方550℃を超える温度では押出中に押出材の
割れ、肌荒れ等の欠陥を発生するおそれがある。押出し
に際しての特に好ましいビレット加熱温度の下限値は5
10℃であり、上限値は540℃である。
工してヒートローラー等の所期するアルミニウム合金材
となす。ここに、加工度は、 {(加工前の外径−加工後の外径)/加工前の外径}×
100% で定義されるが、かかる冷間引抜加工の加工度が20〜
30%に限定されるのは、20%未満の加工率ではヒー
トローラー等としての強度に劣るものとなるからであ
り、逆に30%を超える加工率では再結晶温度が低下し
て、高温長期保存時の耐力が低下してしまうからであ
る。特に好ましい加工度の下限値は23%であり、上限
値は27%である。
によって製造されたアルミニウム合金は、再結晶温度が
高くなっているものと推測され、従って長期保存時の耐
力値を大きくできる。
ニウム合金からなるビレットを用意した。そして、各ビ
レットにつき、均質化処理することなく530℃に加熱
したのち、外径63mm×肉厚2mmのアルミニウム合
金パイプに押出した。次いで、得られたパイプを加工度
25%で冷間引抜加工してヒートローラーを製造した。
き、330℃の高温環境下に15年間保持したときの推
定耐力値を算出した。推定耐力値の算出は、各ヒートロ
ーラーを330℃の高温環境下に150日間保持したと
きの耐力値を引張試験により測定したのち、その値をも
とに単回帰分析により15年後の耐力値を推定すること
により行った。その結果を表1に示す。
れも70N/mm2 以上の耐力値を示しており、本発明
の組成範囲を逸脱する比較品よりも高温長期保存時の耐
力値が大きいことがわかる。
No4の合金ビレットを用い、各ビレットに表2に示す
ような均質化処理を施したのち、あるいは施すことな
く、表2に示す温度に加熱し、次いで外径63mm×肉
厚2mmのアルミニウム合金パイプに押出した。
て冷間引抜加工し、ヒートローラーを製造した。
き、330℃の高温環境下に15年間保持したときの推
定耐力値を、前記実施例1と同様の方法で算出した。そ
の結果を表2に示す。
された実施品は、本発明の製造条件を逸脱する比較品よ
りも高温長期保存時の耐力値が大きいことがわかる。
本発明によって製造されたアルミニウム合金は、再結晶
温度が高くなっているものと推測され、従って長期保存
時の耐力値を大きくできる。その結果、ヒートローラー
等のように高温環境下で使用される部材の耐久性を向上
することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 Mn:0.8〜2.0wt%、Si:0.
1〜0.6wt%を含有し、残部がアルミニウム及び不純
物からなり、不純物としてのMgの含有量が0.05wt
%以下、Feの含有量が0.5wt%以下にそれぞれ規制
されてなることを特徴とする高温長期保存時の耐力値の
大きいアルミニウム合金。 - 【請求項2】 Mn:0.8〜2.0wt%、Si:0.
1〜0.6wt%、Cu:0.05〜0.2wt%を含有
し、残部がアルミニウム及び不純物からなり、不純物と
してのMgの含有量が0.05wt%以下、Feの含有量
が0.5wt%以下にそれぞれ規制されてなることを特徴
とする高温長期保存時の耐力値の大きいアルミニウム合
金。 - 【請求項3】 Mn:0.8〜2.0wt%、Si:0.
1〜0.6wt%を含有し、さらにCr:0.01〜0.
3wt%、Zr:0.01〜0.3wt%の1種または2種
以上を含有し、残部がアルミニウム及び不純物からな
り、不純物としてのMgの含有量が0.05wt%以下、
Feの含有量が0.5wt%以下にそれぞれ規制されてな
ることを特徴とする高温長期保存時の耐力値の大きいア
ルミニウム合金。 - 【請求項4】 Mn:0.8〜2.0wt%、Si:0.
1〜0.6wt%、Cu:0.05〜0.2wt%を含有
し、さらにCr:0.01〜0.3wt%、Zr:0.0
1〜0.3wt%の1種または2種以上を含有し、残部が
アルミニウム及び不純物からなり、不純物としてのMg
の含有量が0.05wt%以下、Feの含有量が0.5wt
%以下にそれぞれ規制されてなることを特徴とする高温
長期保存時の耐力値の大きいアルミニウム合金。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の組成を
有するアルミニウム合金のビレットを、均質化処理する
ことなく500〜550℃の温度で加熱して押出したの
ち、加工度20〜30%で冷間引抜加工することを特徴
とする高温長期保存時の耐力値の大きいアルミニウム合
金の製造方法。
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JP07505895A JP3148097B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 高温長期保存時の耐力値の大きいアルミニウム合金の製造方法 |
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Publications (2)
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JPH08269604A true JPH08269604A (ja) | 1996-10-15 |
JP3148097B2 JP3148097B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=13565231
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JP07505895A Expired - Lifetime JP3148097B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 高温長期保存時の耐力値の大きいアルミニウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3148097B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013005599A1 (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-10 | 昭和電工株式会社 | アルミニウム合金及びアルミニウム合金押出材の製造方法 |
WO2018211947A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | 住友化学株式会社 | 押出加工用アルミニウム合金およびこれを用いたアルミニウム合金押出加工品、ならびにこれらの製造方法 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP07505895A patent/JP3148097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2013005599A1 (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-10 | 昭和電工株式会社 | アルミニウム合金及びアルミニウム合金押出材の製造方法 |
JP2013014797A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-24 | Showa Denko Kk | アルミニウム合金及びアルミニウム合金押出材の製造方法 |
CN103443313A (zh) * | 2011-07-01 | 2013-12-11 | 昭和电工株式会社 | 铝合金和铝合金挤压材料的制造方法 |
US9885995B2 (en) | 2011-07-01 | 2018-02-06 | Showa Denko K.K. | Aluminum alloy and process for producing aluminum alloy extrusions |
WO2018211947A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | 住友化学株式会社 | 押出加工用アルミニウム合金およびこれを用いたアルミニウム合金押出加工品、ならびにこれらの製造方法 |
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JP3148097B2 (ja) | 2001-03-19 |
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