JPS59157255A - 超精密鏡面加工用アルミニウム合金素材 - Google Patents
超精密鏡面加工用アルミニウム合金素材Info
- Publication number
- JPS59157255A JPS59157255A JP2921383A JP2921383A JPS59157255A JP S59157255 A JPS59157255 A JP S59157255A JP 2921383 A JP2921383 A JP 2921383A JP 2921383 A JP2921383 A JP 2921383A JP S59157255 A JPS59157255 A JP S59157255A
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- Japan
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- alloy
- alloy material
- aluminum alloy
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザー反射鏡等に用いられる超精密鏡面加工
用アルミニウム合金素材に関する。
用アルミニウム合金素材に関する。
近年民生用、産業用電子機器、電子光学機器の進歩に伴
ない゛これらの機器における重要機構部材として精密鏡
面加工を施したアルミニウム合金材がしばしば用いられ
るようになった０例、ｔ ハレーザースキャナー用多面
鏡はその一例であるか、この場合精密鏡面加工による仕
上面は殆んどそのままの状態でレーザー反射鏡の鏡面と
して用いられる関係上、その表面あらさくＲｍａｘ）
０．１μｍ以下、好ましくは、０．０３μｍ以下、平面
精度（平面うねりの高低）０１μｍ以下で局部的なピッ
トやスクラッチのない高度の反射機能を有するものが要
求される。
ない゛これらの機器における重要機構部材として精密鏡
面加工を施したアルミニウム合金材がしばしば用いられ
るようになった０例、ｔ ハレーザースキャナー用多面
鏡はその一例であるか、この場合精密鏡面加工による仕
上面は殆んどそのままの状態でレーザー反射鏡の鏡面と
して用いられる関係上、その表面あらさくＲｍａｘ）
０．１μｍ以下、好ましくは、０．０３μｍ以下、平面
精度（平面うねりの高低）０１μｍ以下で局部的なピッ
トやスクラッチのない高度の反射機能を有するものが要
求される。
このような精密鏡面仕上面は通常アルミニウム合金素材
を精密研削盤もしくは精密切削旋盤などによって平面加
工を施こし２次いでポリシング等の研摩を施こすか１才
たげダイヤモンドバイトによる超精密切削加工を施こす
かして得られている。
を精密研削盤もしくは精密切削旋盤などによって平面加
工を施こし２次いでポリシング等の研摩を施こすか１才
たげダイヤモンドバイトによる超精密切削加工を施こす
かして得られている。
またさらに、この材料をレーザースキャナー用に用いる
場合には鏡体を毎分数万回という高速回転を行はせる関
係上１弾性変形もしくは塑性変形によって反射機能が低
下しないよう士分な剛性と強度を有することも必要であ
る。
場合には鏡体を毎分数万回という高速回転を行はせる関
係上１弾性変形もしくは塑性変形によって反射機能が低
下しないよう士分な剛性と強度を有することも必要であ
る。
発明者らの検討によると上記要求特性のうち強度や剛性
を満足すると共に反射機能をも満足するような合金はマ
グネシウムを２〜６％含む固溶強化型の合金が適当であ
ることが判った。
を満足すると共に反射機能をも満足するような合金はマ
グネシウムを２〜６％含む固溶強化型の合金が適当であ
ることが判った。
しかし乍らこのようなアルミニウム合金よシつくられた
素材を用いてダイヤモンドバイト等による精密鏡面加工
を施した場合において、素・、材加工面に先に述べたよ
うな高度の平滑度と灰層機能を付与するためには種々の
問題点が存在した。
素材を用いてダイヤモンドバイト等による精密鏡面加工
を施した場合において、素・、材加工面に先に述べたよ
うな高度の平滑度と灰層機能を付与するためには種々の
問題点が存在した。
即ち、アルミニウム合金素材中にはその原料地金中に存
在し、工程中で生成する不純物金属元素に基づく不溶性
の金属間化合物粒子や工程中で混入する非金属介在物粒
子が存在し、これらの介在物の多くは合金マトリックス
よシも硬質であるだめに介在物粒子が仕上後の表面に突
起物として残留したシ、あるいは切削などによ２て脱落
してピットやスクラッチを生じたりするために、この部
分で投射光の散乱が起り、正確で鮮明な反射像をうろこ
とが極めて困難であった。
在し、工程中で生成する不純物金属元素に基づく不溶性
の金属間化合物粒子や工程中で混入する非金属介在物粒
子が存在し、これらの介在物の多くは合金マトリックス
よシも硬質であるだめに介在物粒子が仕上後の表面に突
起物として残留したシ、あるいは切削などによ２て脱落
してピットやスクラッチを生じたりするために、この部
分で投射光の散乱が起り、正確で鮮明な反射像をうろこ
とが極めて困難であった。
これらの介在物中非金稙介在物は合金溶解鋳造時に含有
金属の酸化や炉材、溶製器具等から混入するものが主体
であって、これらは合金溶湯を鋳造するに際して溶湯を
適当なＦ材を用いて濾過する方法その他の方法を用いて
除去することが可能であるが、素材中の金属間化合物粒
子は合金溶湯中の不純物金属に基づくものであり、これ
らの不純物元素は溶湯沢過後の造塊。
金属の酸化や炉材、溶製器具等から混入するものが主体
であって、これらは合金溶湯を鋳造するに際して溶湯を
適当なＦ材を用いて濾過する方法その他の方法を用いて
除去することが可能であるが、素材中の金属間化合物粒
子は合金溶湯中の不純物金属に基づくものであり、これ
らの不純物元素は溶湯沢過後の造塊。
加工、熱処理などの工程において相互にまたはアルミニ
ウムやマグネシウムと結合して素材組龍中に生成するの
で極めて厄介である。
ウムやマグネシウムと結合して素材組龍中に生成するの
で極めて厄介である。
発明者らの検討によると原料地金や、これを極く一般的
な製造法、即ち常法による溶解、鋳造、圧延および熱処
理の諸工程を経て造られるアルミニウム合金素材中に含
まれ、多少に拘わらず鏡面仕上加工後の素材面の反射機
能に悪影響をおよばすと思われる金属間化合物はＦｅ
−Ａ−ｇ＋ Ｍｎ Ａ−ｇ＋ Ｔｉ −Ａ４ Ｃｒ
ＡＪＬ Ａ１３−Ｃｒ−Ｆｅ。
な製造法、即ち常法による溶解、鋳造、圧延および熱処
理の諸工程を経て造られるアルミニウム合金素材中に含
まれ、多少に拘わらず鏡面仕上加工後の素材面の反射機
能に悪影響をおよばすと思われる金属間化合物はＦｅ
−Ａ−ｇ＋ Ｍｎ Ａ−ｇ＋ Ｔｉ −Ａ４ Ｃｒ
ＡＪＬ Ａ１３−Ｃｒ−Ｆｅ。
Ａ４−Ｃｒ−Ｍｇ、Ａ、８−Ｃｒ−８ｉ、Ａ、５−Ｆｅ
−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−８ｉ 。
−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−８ｉ 。
Ａｌ３−Ｆ ｅ −Ｎ ｉ 、 人１−Ｍｎ−８ｉ、Ａ
４−Ｆｅ−Ｃｒ−８ｉ、Ａ４−Ｆｅ。
４−Ｆｅ−Ｃｒ−８ｉ、Ａ４−Ｆｅ。
Ｒｉｎ −８ｉ 、 Ｍｇ −８ｉ等の各基に属する諸
化合物である０ 従って素材中にこれらの金属間化合物粒子の生成を全く
なくするか、または存在するとしてもレーザー光等の反
射像を乱すことがないような大きさにすることが望まれ
る。
化合物である０ 従って素材中にこれらの金属間化合物粒子の生成を全く
なくするか、または存在するとしてもレーザー光等の反
射像を乱すことがないような大きさにすることが望まれ
る。
発明者らは合金素材中に含有される微量金属不純物によ
って形成される金属間化合物粒子の素材面の反射能にお
よばず影響について詳細な検討を行った結果、金属間化
合物の種類に拘シなく２μｍ以下の粒径粒子であれば、
もしこれらの金属間化合物粒子が素材中に若干数存在し
ても、鏡面加工後の素材反射面に殆んど悪影響をあたえ
ないこと、またこれら金属間化合物粒子の大きさは合金
中に存在する不純金属元素の含有量に依存し、これら金
属間化合物粒子生成に開力する不純金属元素含有量を以
下に述べるような限界量以下にするときは、造塊終了後
のアルミニウムーマグネシウム合金塊に対し通常に行は
れる素材製造工程を経る限シにおいて。
って形成される金属間化合物粒子の素材面の反射能にお
よばず影響について詳細な検討を行った結果、金属間化
合物の種類に拘シなく２μｍ以下の粒径粒子であれば、
もしこれらの金属間化合物粒子が素材中に若干数存在し
ても、鏡面加工後の素材反射面に殆んど悪影響をあたえ
ないこと、またこれら金属間化合物粒子の大きさは合金
中に存在する不純金属元素の含有量に依存し、これら金
属間化合物粒子生成に開力する不純金属元素含有量を以
下に述べるような限界量以下にするときは、造塊終了後
のアルミニウムーマグネシウム合金塊に対し通常に行は
れる素材製造工程を経る限シにおいて。
不純金属元素に基づく上記各種の金属間化合物は殆んど
生成しないか、一部の金属間化合物が生成することはあ
ってもその量はごくわずかでおって、しかもその粒径も
大部分が１μｍ程度あるいはそれ以下であシ、超精密鏡
面としての反射能等に影響をおよぼすことがないことを
見知し本発明を完成したものであって１本発明は重量に
して２〜６チのマグネシウムを含み、残部アルミニウム
および不純物からなシ、不純物の含有許容限界廿が鉄０
．００３％、珪素０００５条、銅０．２５％、亜鉛０．
５％、マンガン０．０００５％、クロムｏ、 ｏ ｏ
ｏ ｓ％、ニッケルｏ、 ｏ ｏ 。
生成しないか、一部の金属間化合物が生成することはあ
ってもその量はごくわずかでおって、しかもその粒径も
大部分が１μｍ程度あるいはそれ以下であシ、超精密鏡
面としての反射能等に影響をおよぼすことがないことを
見知し本発明を完成したものであって１本発明は重量に
して２〜６チのマグネシウムを含み、残部アルミニウム
および不純物からなシ、不純物の含有許容限界廿が鉄０
．００３％、珪素０００５条、銅０．２５％、亜鉛０．
５％、マンガン０．０００５％、クロムｏ、 ｏ ｏ
ｏ ｓ％、ニッケルｏ、 ｏ ｏ 。
５％、チクンｏ、ｏｏ０５％、その他の不純物元素の合
計が０．００１％であシ、不純物に基づく金属間化合物
粒子および非金属介在物粒子の粒径が２μｍ以下である
ことを特徴とする超精密鏡面加工用アルミニウム合金素
材である。
計が０．００１％であシ、不純物に基づく金属間化合物
粒子および非金属介在物粒子の粒径が２μｍ以下である
ことを特徴とする超精密鏡面加工用アルミニウム合金素
材である。
本発明によるアルミニウム合金素材は精密研削盤やダイ
ヤモンドバイトによる被剛性がすぐれているうえに被削
面に反射能を著しく阻害するような粒径の金属間化合物
粒子や介在物が存在しないので優に所望の平滑度を有す
る素材面を形成することができ２反射率を９０％以上の
高率にすることができるうえ反射像の鮮明度も高いなど
すぐれた反射能をうることかでき、また強度や剛性もす
ぐれているので、これを例えばレーザースキャナー用の
回転多面体反射鏡として用いた場合にすぐれた性能を発
揮しうるものである。
ヤモンドバイトによる被剛性がすぐれているうえに被削
面に反射能を著しく阻害するような粒径の金属間化合物
粒子や介在物が存在しないので優に所望の平滑度を有す
る素材面を形成することができ２反射率を９０％以上の
高率にすることができるうえ反射像の鮮明度も高いなど
すぐれた反射能をうることかでき、また強度や剛性もす
ぐれているので、これを例えばレーザースキャナー用の
回転多面体反射鏡として用いた場合にすぐれた性能を発
揮しうるものである。
本発明の合金素材において合金元素としてのマグネシウ
ム含有量を２〜６％と定めた理由はマグネシウム２％以
下では十分な強度や被削性が得られず、また６％を超え
ると合金組艙中にβＡ （３−Ｍ ｇ 金属間化合物
を生じ、これが加工性を低下し、またこの化合物がとき
として２μｍ以上の粗粒となって鏡面の反射能を低下す
るからである。
ム含有量を２〜６％と定めた理由はマグネシウム２％以
下では十分な強度や被削性が得られず、また６％を超え
ると合金組艙中にβＡ （３−Ｍ ｇ 金属間化合物
を生じ、これが加工性を低下し、またこの化合物がとき
として２μｍ以上の粗粒となって鏡面の反射能を低下す
るからである。
また１本発明の合金素材に含まれる不純金属元素の含有
は合金素材の鏡面としての性能に本質的にか＼わる重要
な問題であり、その含有許容限界を上記したように定め
た理由は次の通りである。
は合金素材の鏡面としての性能に本質的にか＼わる重要
な問題であり、その含有許容限界を上記したように定め
た理由は次の通りである。
即ち、鉄０００３％および珪素０．００５％に限定した
のは、この限界量以下では合金組織中に原則としテＦｅ
−Ａ、６系、 Ａｌ１−Ｆｅ−８ｉ系、Ｍｇ−８＋系
などの金属間化合物を生成することがなく。
のは、この限界量以下では合金組織中に原則としテＦｅ
−Ａ、６系、 Ａｌ１−Ｆｅ−８ｉ系、Ｍｇ−８＋系
などの金属間化合物を生成することがなく。
まれに生成し７てもその化合物粒径ｉｄ２μｍ を超ク
ンの含有″Ｍ−をそれぞれ０．０００５％以下に限定し
たのは合金素材中にそれぞれの金属のアルミニウム、鉄
、珪素、マグネシウム等との２μｍを超える化合物を殆
んど生ずることがなく、従ってこれらの不純金属元素の
存在による反射能の低下原因とならないからである。
ンの含有″Ｍ−をそれぞれ０．０００５％以下に限定し
たのは合金素材中にそれぞれの金属のアルミニウム、鉄
、珪素、マグネシウム等との２μｍを超える化合物を殆
んど生ずることがなく、従ってこれらの不純金属元素の
存在による反射能の低下原因とならないからである。
不純金属元素中、銅および亜鉛のようにアルミニウム中
に大きな固溶限界を有する元素は比較的多量に存在して
も余ｐ問題とはならず、鋼０．２５％、亜鉛０．５チま
での含有が許容される。
に大きな固溶限界を有する元素は比較的多量に存在して
も余ｐ問題とはならず、鋼０．２５％、亜鉛０．５チま
での含有が許容される。
次に本発明による超精密鏡面加工用アルミニウム合金累
月の製造法について述べる。
月の製造法について述べる。
原料として可及的に高い純度を有する精製アルミニウム
地金に所望量のマグネシウムを配合し溶解して得られた
アルミニウムーマグネシウム合金溶湯をセラミック質フ
ィルターを繰返し通過させることによって非金属介在物
の殆んど全部を除去した後、半連続！ｉＡ造法等の公知
の鋳造法によって門造し、得られた鋳塊を４００°Ｃ乃
至５５０°Ｃの温度で２乃至２４時１ＳｉＪの均質化処
理を施こして含有金属元素の均一な固溶分散をはかった
後、常法による展伸加工を施こして累月とするものであ
る。面鋳塊の溶製に際しては炉材、取鍋、工具等からの
鉄、珪素等の汚染を生じないようアルミナ質コーテイン
グ材で十分コーティングしたものを用いなければならな
い０ 次に本発明の実施例を述べる。
地金に所望量のマグネシウムを配合し溶解して得られた
アルミニウムーマグネシウム合金溶湯をセラミック質フ
ィルターを繰返し通過させることによって非金属介在物
の殆んど全部を除去した後、半連続！ｉＡ造法等の公知
の鋳造法によって門造し、得られた鋳塊を４００°Ｃ乃
至５５０°Ｃの温度で２乃至２４時１ＳｉＪの均質化処
理を施こして含有金属元素の均一な固溶分散をはかった
後、常法による展伸加工を施こして累月とするものであ
る。面鋳塊の溶製に際しては炉材、取鍋、工具等からの
鉄、珪素等の汚染を生じないようアルミナ質コーテイン
グ材で十分コーティングしたものを用いなければならな
い０ 次に本発明の実施例を述べる。
５′”′° 即ム
第１表に示す合金組成を有する合金を高アルミナ質煉瓦
でライニングした溶解炉によって溶解した後、非金属介
在物粒子を除くため、これを孔径１０μｍ のセラミッ
クフィルターで繰返し沢過した後、直ちに水冷式半連続
鋳造方法によって断面が２２５＋ｎ＋ｎＸ９１０糊の鋳
塊とした後、４８０°Ｃで１６時間の均質化処理を行な
い次いで厚さ１５馴まで熱間圧延した。
でライニングした溶解炉によって溶解した後、非金属介
在物粒子を除くため、これを孔径１０μｍ のセラミッ
クフィルターで繰返し沢過した後、直ちに水冷式半連続
鋳造方法によって断面が２２５＋ｎ＋ｎＸ９１０糊の鋳
塊とした後、４８０°Ｃで１６時間の均質化処理を行な
い次いで厚さ１５馴まで熱間圧延した。
このようにして得られた素材について１機械的性質、結
晶粒径の測定を行った。
晶粒径の測定を行った。
次にダイヤモンドバイトラ用いて素材面を精密切削加工
を施し、仕上面の表面粗さ、介在物もしくは晶出した金
属間化合物の存在量、刃先跡やキズ等の条痕の有無、平
行入射可視光に対する６ｏＯ反射率２反射光の像の鮮明
度等について測定した。
を施し、仕上面の表面粗さ、介在物もしくは晶出した金
属間化合物の存在量、刃先跡やキズ等の条痕の有無、平
行入射可視光に対する６ｏＯ反射率２反射光の像の鮮明
度等について測定した。
結晶粒径、介在物や晶出物の有無については顕微鏡によ
る測定を２表面粗さについては触針式表面あらさ計によ
る測定を９反射能の測定については２ ｍ Ｗ可視光領
域のレーサー光（Ｈｅ −Ｎｅレーザー（λ−・６ろ２
．８ ｔａｎ ））の照射にょる反射率と反射像の形状
世、１］定を行った。
る測定を２表面粗さについては触針式表面あらさ計によ
る測定を９反射能の測定については２ ｍ Ｗ可視光領
域のレーサー光（Ｈｅ −Ｎｅレーザー（λ−・６ろ２
．８ ｔａｎ ））の照射にょる反射率と反射像の形状
世、１］定を行った。
第２表にこれらの測定結果を綜合判定と共に示す。
以下余白
第２表の結果から本発明の合金素材（合金番号１〜６）
は表面部において２μｎ１ を超える非金属介在物や金
属間化合物粒子が存在することなく、ダイヤモンドバイ
トによる切削を施こすことによって、刃先跡目や表面キ
ズを残すことなしに９０裂以上の反射率と鮮明な反射像
をうることかできるのに対し、比較合金による素材（お
いては２μｍ 以上の介在物粒子が存在するために切両
性が劣シ１表面粗さ０．０６μｍ以上で、且つ表面キズ
等を生じ、従って１反射率や叉躬像の鮮明度などの鏡面
としての反射能が劣ることが判る。
は表面部において２μｎ１ を超える非金属介在物や金
属間化合物粒子が存在することなく、ダイヤモンドバイ
トによる切削を施こすことによって、刃先跡目や表面キ
ズを残すことなしに９０裂以上の反射率と鮮明な反射像
をうることかできるのに対し、比較合金による素材（お
いては２μｍ 以上の介在物粒子が存在するために切両
性が劣シ１表面粗さ０．０６μｍ以上で、且つ表面キズ
等を生じ、従って１反射率や叉躬像の鮮明度などの鏡面
としての反射能が劣ることが判る。
実施例２
実施例１に用いた本発明による合金（合金番号２）につ
いて、実施例１と同様の条件で溶解。
いて、実施例１と同様の条件で溶解。
茹過、踏造を行って所面２２５ ＋：需×９１０朝の鋳
塊をつくり、これを厚さ４０筋まで熱間圧延した。これ
を皮材として別に面側した厚さ２２５爺の市販Ａ３０８
３合金鋳塊を芯拐としてクラッド圧延を施し厚さ１５露
のクラッド拐を得た。
塊をつくり、これを厚さ４０筋まで熱間圧延した。これ
を皮材として別に面側した厚さ２２５爺の市販Ａ３０８
３合金鋳塊を芯拐としてクラッド圧延を施し厚さ１５露
のクラッド拐を得た。
これについて実施例１と同様の試験を行った結果を第６
表に示す。
表に示す。
第３表
第６表の結果より鏡面を形成する表面部に本発明による
合金材を配した本発明の超精密鏡面加工用アルミニウム
合金素材は実施例１に示しだ結果と同様、ダイヤモンド
バイトによる被剛性も良好ですぐれた鏡面性能を有する
ことが判る。
合金材を配した本発明の超精密鏡面加工用アルミニウム
合金素材は実施例１に示しだ結果と同様、ダイヤモンド
バイトによる被剛性も良好ですぐれた鏡面性能を有する
ことが判る。
以上述べたように本発明による超精密鏡面加工用アルミ
ニウム合金素材はダイヤモンドバイト等による超着密切
削加工に適し、得られた鏡面における反射能もすぐれて
おり、また適切な強度剛性を併せ有しているので、レー
ザースキャナー用反射鏡等の電子光学機器部材としては
勿論のこと、その他磁気ディスク等の民生用。
ニウム合金素材はダイヤモンドバイト等による超着密切
削加工に適し、得られた鏡面における反射能もすぐれて
おり、また適切な強度剛性を併せ有しているので、レー
ザースキャナー用反射鏡等の電子光学機器部材としては
勿論のこと、その他磁気ディスク等の民生用。
産業用電子機器構成部材等に適するものである。
特許出願人 日本軽金属株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量でマグネシウム２〜６％を含み、残部アルミニ
ウムおよび不純物からなシ、不純物の含有許容限界量が
鉄０００ろφ、珪素０００５％。 銅０．２５係、亜鉛０５％、マンガン０．０００５矛、
クロムＯ，ＯＯＯＳ係、ニッケル０．０００５多、チタ
ン０．０００５％、その他の不純物元素の合計が０．０
０１ ％であシ、不純物に基づく金属間化合物粒子およ
び非金桝介在物粒子の粒径が２μｍ以下であることを特
徴とする超精密針面加工用アルミニウム合金素杓。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2921383A JPS59157255A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 超精密鏡面加工用アルミニウム合金素材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2921383A JPS59157255A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 超精密鏡面加工用アルミニウム合金素材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59157255A true JPS59157255A (ja) | 1984-09-06 |
| JPS6232260B2 JPS6232260B2 (ja) | 1987-07-14 |
Family
ID=12269911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2921383A Granted JPS59157255A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 超精密鏡面加工用アルミニウム合金素材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59157255A (ja) |
Cited By (11)
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| JPS61159545A (ja) * | 1984-12-29 | 1986-07-19 | Canon Inc | 精密加工用アルミニウム合金、これを用いた管材及び光導電部材 |
| JPS62230942A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-09 | Kobe Steel Ltd | 鏡面切削仕上がり性に優れたアモルフアスシリコン感光体ドラム用アルミニウム合金 |
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| JPS6232260B2 (ja) | 1987-07-14 |
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