JPH09285847A - 箔地用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 箔地用アルミニウム合金板を連続鋳造圧延法
で製造する場合、箔地用アルミニウム合金板として使用
可能な製造方法を見出すこと。 【解決手段】 箔地用アルミニウム合金板の連続鋳造圧
延法による製造方法であり、Ｆｅを０．２〜２．８ｗｔ
％、Ｓｉを０．０５〜０．３ｗｔ％含有し、残部がＡｌ
と不可避的不純物とからなるアルミニウム合金溶湯を、
可動鋳型間に供給して厚さ３０ｍｍ以下の鋳造板に連続
鋳造し、これを冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍し、さ
らに最終冷間圧延する製造方法において、前記鋳造板に
連続鋳造する際、まず可動鋳型の表面に離型剤を塗布
し、続いてその塗布した離型剤をワイパーで均一にしな
がら、連続鋳造することを特徴とする箔地用アルミニウ
ム合金板の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、箔地用アルミニウ
ム合金板の製造方法であり、より詳しくはこの合金板を
連続鋳造圧延法によって製造する場合、この連続鋳造条
件の改良により箔地用アルミニウム合金板としての使用
を可能とする製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に箔地用アルミニウム合金板の製造
方法としては、アルミニウム合金溶湯を半連続鋳造法に
より鋳造したスラブを均質化熱処理後、熱間圧延及び冷
間圧延（必要に応じて焼鈍）を施すか若しくはアルミニ
ウム合金溶湯を可動鋳型（図４に示す水冷したドラム
４、５又は図５に示す水冷したベルト８、９）間に連続
的に供給して、板厚３０ｍｍ以下の鋳造板とし、その後
これを冷間圧延（必要に応じその前、中、後に焼鈍を行
う場合もある）して、所望のサイズおよび性能を有した
板材（箔地）とすることが一般的である。このように製
造された箔地は、その後常法に従って箔圧延され、厚さ
６〜１０μｍ程度の箔とされる。

【０００３】しかしながら、箔は表面光沢面および艶消
し面の外観の光沢度の均一性が要求されるため、箔地の
金属組織の均質性が表面品質に大きく影響を及ぼす。す
なわち金属組織にばらつきがあると材料の硬さがばらつ
き、箔圧延時に形成するオイルピットの分布状態がばら
つくこととなり光沢面が帯状あるいは斑状に光沢むらと
なり外観不良となる。また、艶消し面においても材料の
硬さがばらつき、艶消し状態がばらつくこととなり外観
不良となる。

【０００４】この金属組織のばらつきを引き起こす原因
の一つとして、鋳造組織の不均一が挙げられる。例えば
半連続鋳造法により鋳造されたスラブの鋳造組織は、一
般に鋳肌から内部に移るに従いチル層、粗大セル層、微
細セル層と組織が変化する。ここでチル層と粗大セル層
を併せた部分は一般に額縁と呼ばれ不安定な金属組織と
なり表面品質に悪影響を及ぼすため、面削により削り落
とすことが一般的である。この方法によるアルミニウム
合金板の製造は、このように面削したスラブを均質化熱
処理および熱間圧延し、続いて冷間圧延（必要により焼
鈍）して、所定の板としている。

【０００５】また連続鋳造圧延法は、鋳塊の均質化熱処
理および熱間圧延工程が省略され、歩留りおよびエネル
ギー効率の向上等において非常に有効な方法であるとと
もに、溶湯の冷却速度を早くすることができるため合金
成分が強制固溶され易く、かつ、第２相粒子が微細にな
り易いので、一般に強度優れた箔が得られるメリットが
ある。

【０００６】しかしながら、この連続鋳造圧延法は、そ
の製造の基本原理から供給される溶湯に対し鋳型が連続
的に移動するため、鋳造時の溶湯と可動鋳型の接触が不
安定である。このために溶湯の凝固速度にばらつきを生
じ易くこれが原因で鋳造組織が不均一となるという問題
がある。この鋳造板の表面欠陥の代表的な例として一般
に「リップルマーク」若しくは「レベルライン」と呼ば
れているものがある。これは鋳造コイルの長手方向にお
いて数ｍｍピッチで周期的に鋳造組織が変動するため生
ずるものと考えられ周期的な表面欠陥として現れる。ま
た可動鋳型に塗布する離型剤等のばらつきによるものと
も考えられるアットランダムな表面欠陥として現れる場
合もある。本明細書においては、鋳造板のこれらの表面
欠陥を総称してリップルマークということとする。この
鋳造板の表面欠陥の存在する部分は、鋳造板の鋳造組織
も不均一であり、これによって製造された箔地用Ａｌ合
金圧延板及び最終製品である箔においても、組織が不均
一となり、表面に光沢むらが発生して外観不良となる。
この鋳造組織の不均一な部分を半連続鋳造法同様面削に
より落とすことは、板厚が３０ｍｍ以下程度で薄く工程
的にも困難であり、また通常この組織変動は板厚内部で
も数ｍｍの深さ若しくは場合によっては板厚中心部まで
影響しているため、歩留まりを考えると現実的な方法で
はない。

【０００７】このように連続鋳造圧延法は、半連続鋳造
法に比べ生産効率および特性の面からは魅力ある方法で
あるが、鋳造組織の不均一が生じこの部分を除去するこ
とも困難であるため、アルミニウム合金箔の内、表面光
沢の均一性を厳しく要求される箔への適用ができなかっ
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の問題点を解決することであり、具体的には光
沢面および艶消し面において光沢の均一性の高い箔が得
られる箔地用アルミニウム合金板の連続鋳造圧延法によ
る製造において、この合金板の製造に適した均一で微細
な鋳造組織を有する鋳造板を得るための鋳造条件を見出
し、箔地用アルミニウム合金板として使用可能な製造方
法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１の発明は、箔地用アルミニウム合金板の連続
鋳造圧延法による製造方法であり、Ｆｅを０．２〜２．
８ｗｔ％、Ｓｉを０．０５〜０．３ｗｔ％含有し、残部
がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金溶湯
を可動鋳型間に供給して厚さ３０ｍｍ以下の鋳造板に連
続鋳造し、これを冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍し、
さらに最終冷間圧延する製造方法において、前記鋳造板
に連続鋳造する際、まず可動鋳型の表面に離型剤を塗布
し、続いてその塗布した離型剤をワイパーで均一にしな
がら、連続鋳造することを特徴とする箔地用アルミニウ
ム合金板の製造方法であり、

【００１０】また、請求項２の発明は、箔地用アルミニ
ウム合金板の連続鋳造圧延法による製造方法であり、Ｆ
ｅを０．２〜２．８ｗｔ％、Ｓｉを０．０５〜０．３ｗ
ｔ％含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアル
ミニウム合金溶湯を可動鋳型間に供給して厚さ３０ｍｍ
以下の鋳造板に連続鋳造し、これを冷間圧延、必要に応
じて中間焼鈍し、さらに最終冷間圧延する製造方法にお
いて、前記鋳造板に連続鋳造する際、まず可動鋳型の表
面を回転ブラシで清浄にした後、鋳型の表面に離型剤を
塗布し、続いてその塗布した離型剤をワイパーで均一に
しながら、連続鋳造することを特徴とする箔地用アルミ
ニウム合金板の製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明について、以下詳細に説明
する。本発明の各構成要件のうち、まずＡｌ合金組成に
ついて説明する。本発明では、箔地用合金としてＦｅを
０．２〜２．８ｗｔ％、Ｓｉを０．０５〜０．３ｗｔ％
含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなるアルミニ
ウム合金を用いる。Ｆｅは、連続鋳造時にＡｌ─Ｆｅ系
の金属間化合物（第２相粒子）として微細に晶出し、分
散する。このＡｌ─Ｆｅ系の微細粒子は、強度向上の効
果がある。これらの効果を得るには、Ｆｅの添加量は
０．２ｗｔ％以上必要であるが、２．８ｗｔ％を越える
と効果が飽和するばかりでなく耐蝕性が低下する。従っ
てＦｅは０．２〜２．８ｗｔ％の範囲で添加する。

【００１２】Ｓｉは、Ｆｅと共存することによって強度
向上の効果を示す。この効果を得るには、Ｓｉの添加は
０．０５ｗｔ％である必要がある。一方Ｓｉの添加が
０．３ｗｔ％を越えると固体Ｓｉ量が多くなり、箔圧延
工程での硬化を引き起こしピンホールの発生が多くな
る。従って、Ｓｉは０．０５〜０．３ｗｔ％の範囲で添
加する。

【００１３】その他の不純物としては、通常のアルミニ
ウム地金に含まれているＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ等があ
るが、これらは０．０５ｗｔ％程度以下である場合は、
特に問題はない。また、任意的な添加元素として、Ｔｉ
およびＢの各０．１ｗｔ％以下の含有は、連続鋳造時の
凝固組織の微細化に有効である。

【００１４】次に、鋳造以降の製造条件について説明す
る。本発明では箔地用アルミニウム合金を鋳造するにあ
たり、溶湯から直接板厚３０ｍｍ以下の鋳造板に鋳造す
る連続鋳造圧延法を用いる。ここで板厚を３０ｍｍ以下
とした理由として、前にも述べたように連続鋳造圧延法
では溶湯の冷却速度を早くすることができるため合金成
分が強制固溶され易く、かつ、第２相粒子が微細になり
易いためこれにより材料特性として各種メリットが得ら
れるが、板厚が３０ｍｍを越えると強制固溶に十分な冷
却速度が得られず、金属間化合物が粗大化するので好ま
しくない。また、板厚があまり厚いと下工程での圧延回
数が多くなり経済的でない。したがって板厚は薄ければ
薄いほど良いが、好ましくは１５ｍｍ以下、さらに好ま
しくは１０ｍｍ以下が良い。

【００１５】なお、ここで対象としている連続鋳造圧延
法における連続鋳造は、図４に示す双ドラム４、５を用
いたハンター法、３C 法、図５に示す双ベルト８、９を
用いたヘズレー法等が挙げられるが、本発明ではこれら
のうちの特定の方法に何ら限定されるものではない。

【００１６】本発明の連続鋳造について、図１〜図５を
用いて説明する。図１は、双ドラム４、５による可動鋳
型表面に、まず離型剤塗布装置２０により離型剤２１を
塗布し、次にこれをワイパー３０で均一にする様子を示
す説明図である。図２及び図３は、それぞれ双ドラム
４、５及びローラ１０〜１３によって駆動させる双ベル
ト８、９による可動鋳型表面を、まず回転ブラシ４０で
清浄にし、次に離型剤塗布装置２０により離型剤２１を
塗布し、続いてこれをワイパー３０で均一にする様子を
示す説明図である。図４及び図５は、それぞれ双ドラム
４、５及び双ベルト８、９による可動鋳型装置で連続鋳
造板６を製造する一例を示す説明図である。

【００１７】まず所望の合金成分に調整されたアルミニ
ウム合金溶湯３は、図示しない溶解保持炉からトラフを
通じて一旦湯溜まり（通常ヘッドボックスなどと呼ばれ
ている）１に溜められ、その後鋳造ノズル２を通って水
冷された可動鋳型（ドラム４、５、ベルト８、９）へと
導かれる。なお、６は鋳造板である。溶湯ノズル２から
出た溶湯３は、鋳型に接触し冷却固化されるが、本発明
を行うに当たって、この時の溶湯と鋳型の濡れ性が重要
であり、これが不均一であると鋳造組織変動を起こすこ
とを見出した。すなわち溶湯と鋳型の濡れ性が不均一の
場合、溶湯と鋳型の接触状態が部分部分で異なってしま
うためこれに準じて溶湯の凝固速度が異なり、これによ
り鋳造組織のばらつきが生じる。

【００１８】通常連続鋳造には、前記のごとく鋳造鋳型
としてドラム、ベルトおよびブロック等の連続して鋳造
することを可能にした可動鋳型が用いられており、これ
らの鋳型にはアルミニウムもしくはアルミニウム合金と
の焼き付き防止のために離型剤が塗布される。この離型
剤にはカーボンを主原料とした溶液が一般的に用いられ
ているが、この塗布方法としては遠隔から鋳型に対しス
プレー等を用いて塗布する方法がとられている。

【００１９】しかしこの方法では鋳型に塗布された離型
剤は、マクロ的には均一であるとしても、ミクロ的にみ
るとスプレーで霧状になった離型剤の粒子がランダムに
配列しているにすぎず、鋳型表面には離型剤が付着して
いる部分と付着していない部分が生じることとなる。こ
のような鋳型表面のミクロ的な違いでも溶湯と鋳型の濡
れ性を不均一にし、前述の理由により鋳造組織が変動す
る。また、鋳造後の鋳型表面には、アルミ粉、離型剤等
が不均一に残っており、これらも鋳型表面の濡れ性を不
均一にする原因となる。

【００２０】そこで、請求項１の本発明では、これを解
決するために、可動鋳型に対し、直接接触させたワイパ
ー３０を使用する。図１に示すように、ワイパー３０
は、離型剤塗布装置２０例えばスプレー装置等により鋳
型に離型剤２１を塗布した後に用い、これを鋳型表面に
接触させることにより塗布後の離型剤２１が均一に伸ば
され、濡れ性が均一な鋳型表面となすことができる。ま
た、このワイパーは鋳型に接触しているために、離型剤
を均一に伸ばすとともに鋳型表面に付着した異物も同時
に除去することができ、常に均一な鋳型表面を得ること
ができる。なお、図１の離型剤塗布装置２０は、一例と
してスプレー装置でスプレーにより塗布する様子を示し
たが、これに限定されるものではなく、鋳型表面に接触
させた空隙を有する部材（例えば、ネル状の布等に離型
剤を含浸させたもの）で塗布してもよい。

【００２１】離型剤を均一に塗布するための調整は、ス
プレー等による塗布部での塗布量を調整するとともに、
ワイパーの押し付け圧力を調整することで可能である。
なお、このワイパー表面は鋳型に対し固定した状態で接
触させればよいが、摩擦による鋳型表面のいたみ軽減の
ためにロール状にして鋳型の移動に併せ回転させること
も有効な方法である。この時鋳型の移動とロールの回転
に相対速度をつけることで、これらの間に摩擦を生じさ
せることは、離型剤をより均一に伸ばすために有効な方
法である。また、これらワイパーを鋳型の移動に対し左
右に揺動させることは、濡れ性を均一にするためには、
更に有効な方法である。ワイパーの材質には、耐熱ゴム
等の熱および摩擦に強いものを使用すればよいが、ネル
状の布等液体を含浸させることができるものを使用する
と、余分に塗布された離型剤をこの部分で吸い取ること
ができるとともに、この部分へ外部から離型剤を供給す
ることでワイパーにより離型剤を直接塗布することも可
能となり、上記スプレーでの離型剤塗布よりもより均一
な塗布が可能となる。

【００２２】また、請求項２の本発明では、図２、３に
示すように、まず回転ブラシ４０で鋳型表面に付着した
異物を除去して鋳型表面を清浄にした後、離型剤塗布装
置２０（例えばスプレー等）で離型剤２１を塗布し、そ
の塗布した離型剤２１をワイパー３０で均一にしなが
ら、連続鋳造するものである。異物の付着は、鋳型表面
の濡れ性を不均一にすることは前述の通りであるが、本
発明ではこれを回転ブラシ４０により除去することで均
一な濡れ性の鋳型表面を達成することができる。ブラシ
材質は、スチールワイヤー、ステンレスワイヤー、ナイ
ロン等の鋳型表面にキズを付けることなく異物のみを落
とすものを用いれば何ら問題なく本発明の効果を得るこ
とができる。なお、この回転ブラシ４０と同時に前述の
ワイパー３０を用いることは、鋳型表面の濡れ性を均一
にし、ひいては均一微細な鋳造組織を得るためにはより
効果のある方法である。

【００２３】なお、鋳造速度、鋳型の冷却温度および鋳
型ギャップ等のその他の鋳造条件は、目的とする製品サ
イズ、特性および設備能力等を考慮して設定すればよ
く、本発明では何ら規定するものではない。

【００２４】上記のように鋳造された鋳造板６は、必要
に応じてその直後で圧延が行われるか若しくはそのまま
コイルに巻取られる。さらにその後冷間圧延により所望
のサイズまで圧延（必要に応じてその前、中、後におい
て1 〜数回の焼鈍を行う）されて箔地用アルミニウム合
金板とし、さらにこれを常法に従って箔圧延し、目的に
応じた厚さの箔とされる。

【００２５】箔地用アルミニウム合金板は、箔として使
用する場合、表面光沢面および艶消し面の外観の均一性
が要求され、箔地の金属組織の均質性が箔の表面品質に
大きく影響を及ぼす。この金属組織にばらつきがあると
光沢面および艶消し面において光沢度のばらつきを生
じ、外観不良となる。連続鋳造圧延法で製造した鋳造
板、更に箔地用アルミニウム合金板の表面に前述のリッ
プルマーク（この部分は金属組織が不均一である）が発
生すると、最終製品である箔での外観の均一性が得られ
ないが、前記のごとく製造した本発明に係る箔地用アル
ミニウム合金板及び箔は、後に記す実施例でも明らかな
ごとく、箔での外観の均一性が得られ、箔として充分に
使用できるものである。

【００２６】

【実施例】表１に示した化学組成のアルミニウム合金溶
湯を本発明例、比較例及び従来例として図１、図２に示
す双ドラム４、５を用いたハンター法によりそれぞれ板
厚７ｍｍおよび１０ｍｍの鋳造板６とした。なおこれら
の鋳造を行うにあたり、離型剤塗布装置２０（スプレー
装置）での離型剤塗布、ワイパー３０、回転ブラシ４０
を表１に示すように組み合わせ、本発明例、比較例、従
来例とした。なお、上記以外の鋳造条件は以下のとおり
である。 ・離型剤 ：微粉カーボンを水に溶いた溶液 ・鋳造板の板幅：１３００ｍｍ ・溶湯温度 ：７００℃ ・鋳造速度 ：１０００ｍｍ／ｍｉｎ． ・冷却速度 ：３００〜７００℃／ｓｅｃ． これら鋳造板６を表１に示した条件で、冷間圧延および
一部中間焼鈍を行い、さらに冷間圧延を施して０．４ｍ
ｍの箔地用アルミニウム合金板を製造した。これを更に
常法にて箔圧延して、厚さ１５μｍの片面艶消しの箔と
した。なお表１中、装置の組み合わせ１ブラシ、２スプ
レー、３ワイパーは、可動鋳型表面をこの順序で処理
し、可動鋳型に溶湯を供給することを意味している。

【００２７】

【表１】

【００２８】これらの箔について、光沢面および艶消し
面の光沢度の均一性を以下の要領で評価した。なお、リ
ップルマークの有無、鋳造組織の均一性は、鋳造板につ
いて以下の要領で評価した。評価方法は、以下の通りで
ある。 （１）鋳造板についてのリップルマークの有無 鋳造板の表面状態を目視にて観察した。 （２）鋳造組織の均一性 鋳造板の表面および長手方向断面について、研磨後エッ
チングし、鋳造組織の均一性を顕微鏡で観察し、均一性
が優れているもの◎、良好なもの○、やや劣っているも
の△、劣っているもの×として判定を行った。 （３）箔の外観の光沢度の均一性 外観を目視により観察し、光沢の均一性が優れているも
の◎、良好なもの○、やや劣っているもの△、劣ってい
るもの×として判定を行った。これらの試験結果を表２
に記した。

【００２９】

【表２】

【００３０】表１、表２から明らかなように、本発明範
囲の条件で製造したアルミニウム合金鋳造板は、表面お
よび組織欠陥がなく、またこの鋳造板から製造された箔
は、外観の均一性に優れており、箔として使用可能であ
ることが確認された。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
よれば箔地用アルミニウム合金板を連続鋳造圧延法で製
造しても、この合金板の製造に適した均一で微細な鋳造
組織を有する鋳造板を得ることが出来、箔地用アルミニ
ウム合金板としての使用を可能とするもので、工業上顕
著な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】双ドラムによる可動鋳型表面に離型剤を塗布
し、これをワイパーで均一にする様子を示す説明図であ
る。

【図２】双ドラムによる可動鋳型表面を回転ブラシで清
浄にした後、離型剤を塗布し、これをワイパーで均一に
する様子を示す説明図である。

【図３】双ベルトによる可動鋳型表面を回転ブラシで清
浄にした後、離型剤を塗布し、これをワイパーで均一に
する様子を示す説明図である。

【図４】双ドラムによる可動鋳型装置（ハンター法）で
連続鋳造板を製造する一例を示す説明図である。

【図５】双ベルトによる可動鋳型装置（ヘズレー法）で
連続鋳造板を製造する一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 湯溜まり（ヘッドボックス） ２ 鋳造ノズル ３ 溶湯 ４、５ ドラム（可動鋳型） ６ 鋳造板 ８、９ ベルト（可動鋳型） １０〜１３ ローラ ２０ 離型剤塗布装置（一例としてスプレー装置） ２１ 離型剤 ３０ ワイパー装置 ４０ 回転ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｃ 23/02 Ｂ２２Ｃ 23/02 Ａ Ｂ２２Ｄ 11/00 Ｂ２２Ｄ 11/00 Ｅ 11/04 ３１２ 11/04 ３１２Ｚ Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｍ 21/02 21/02 Ｃ２２Ｆ 1/043 Ｃ２２Ｆ 1/043

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箔地用アルミニウム合金板の連続鋳造圧
   延法による製造方法であり、Ｆｅを０．２〜２．８ｗｔ
   ％、Ｓｉを０．０５〜０．３ｗｔ％含有し、残部がＡｌ
   と不可避的不純物からなるアルミニウム合金溶湯を可動
   鋳型間に供給して厚さ３０ｍｍ以下の鋳造板に連続鋳造
   し、これを冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍し、さらに
   最終冷間圧延する製造方法において、前記鋳造板に連続
   鋳造する際、まず可動鋳型の表面に離型剤を塗布し、続
   いてその塗布した離型剤をワイパーで均一にしながら、
   連続鋳造することを特徴とする箔地用アルミニウム合金
   板の製造方法。
2. 【請求項２】 箔地用アルミニウム合金板の連続鋳造圧
   延法による製造方法であり、Ｆｅを０．２〜２．８ｗｔ
   ％、Ｓｉを０．０５〜０．３ｗｔ％含有し、残部がＡｌ
   と不可避的不純物からなるアルミニウム合金溶湯を可動
   鋳型間に供給して厚さ３０ｍｍ以下の鋳造板に連続鋳造
   し、これを冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍し、さらに
   最終冷間圧延する製造方法において、前記鋳造板に連続
   鋳造する際、まず可動鋳型の表面を回転ブラシで清浄に
   した後、鋳型の表面に離型剤を塗布し、続いてその塗布
   した離型剤をワイパーで均一にしながら、連続鋳造する
   ことを特徴とする箔地用アルミニウム合金板の製造方
   法。