JPS59179254A - エツチング性の良好な圧延用Ａｌ合金角形鋳塊の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は、エツチング性の良好な圧延用Ａ４合金角形鋳
塊の製造方法に係り、特にエツチング後の表面性状に優
れた、なかでも弗素樹脂のコーチインク性が良好な圧延
用へ！合金角型銹塊の製造方法に関するものである。

従来から、へｐ基合金材料、なかでもＡρ（アルミニウ
ム）−Ｍｎ（マンガン）系合金材料は、その軽量性に加
えて、その加工性の良好なこと等の特性を有するところ
から、印刷板、キャップ。

容器１収容部祠等の器物用として各種の用途に用いられ
ており、またそのような用途に応して、その表面に耐蝕
性や電気絶縁性、また装飾、美観の向上、更には非粘着
性、耐摩潤滑性のイ」与等のために、樹脂コー１へ（プ
ラスチ・７クライニング）が施されているのである。

と、二ろで、このような用途に用いられるＡで＝Ｍｎ系
合金利料材部一般に直接冷却法（ＤＣ法）と呼ばれる連
続鋳造法によって造塊され、次いで鋳塊面削ぐ５〜３０
＋ａｍ程度／片面）された後圧延され、そして所定のエ
ツチング、すなわち電解エツチング或いは化学エツチン
グが施されることとなるが、そのような加工工程におい
て鋳塊の表層のザブＪ−フェスハンドが面前面に現れ、
これが筋欠陥に影響を及ぼすことが認められており、ま
た、エツチングした時に均一な処理表面が得られず、こ
のため製品性質に悪影響をもたらしているのである。り
だし、弗素樹脂コーティングを均一に形成するには、高
品質なエツチング表面が得られ、且つ色調にむらのない
こと、更にエツチングされた板面に冶金的ストリークの
ないこと、すなわちペンシルライン程度の欠陥さえもな
いことが必要とされているからである。加えて、弗素樹
脂コーティング加工のように下地処理の良否、換言すれ
ばエツチングの良否が最終表面処理性に及ぼす影響が大
なる場合において、鋳塊表層組織の微妙な差が筋欠陥、
コーティングむら等に影響し、品質が不安定となり易い
のである。

ここにおいて、本発明者等は、かがる事情に鑑みて種々
研究を重ねた結果、鋳造手法の工夫によって、エツチン
グ後の表面性状に優れたΔβ−Ｍｎ系合金利料、特材部
素樹脂コート用Ａ　Ｉ！−Ｍ　ｎ系合金材料が得られる
ことを見い出し、本発明に到達したのである。

すなわち、本発明の主要な目的とするところは、エツチ
ング後の表面性状に優れたＡ　ｌ　−Ｍ　ｎ系合金角形
鋳塊の製造方法を提供することにある。

また、本発明の目的は、被エツチング面に筋ムラ、白筋
等の冶金的ストリークが発生せず、且つエツチングが均
一でむらなく行われ得ろＡ１．−Ｍｒｌ系合金利料材部
造法を提供することにある。

そして、本発明の他の目的は、弗素樹脂コートの密着性
が改善された弗素樹脂コート用Ａβ＝Ｍｎ系合金材料を
与える角形鋳塊の製造方法を提供することにある。

そして、かかる目的を達成するために、本発明にあって
は、Ａ　１．−Ｍ　ｎ系合金／８湯を、矩形の直接冷却
鋳型内に供給せしめ、該鋳型内部を流通してその底部か
ら放出される冷却剤により直接冷却して凝固せしめるこ
とによって、所定のＡβ−Ｍｎ系合金角形鋳塊を連続的
に形成−１！ｔ、、めるにあたり、供給される前記Ａβ
−Ｍ　ｎ系合金溶湯と鋳型内壁の該溶湯供給側部分との
間に断熱シー１〜を介在せしめて、該合金／８／Ａと該
鋳型内壁との直接の接触をｔｉ目止すると共に、該断熱
シートを、矩形の鋳型の各辺の中央部分がコーナ一部に
対して鋳造方向において凸となる形状に形成して、該鋳
型内壁からの前記Δβ−Ｍｎ系合金／８湯の冷却を制御
しつつ、鋳造を行うようにしたのである。

かくの如き本発明手法に従って得られるＡβ−Ｍ　ｎ系
角形鋳塊は、その全周にわたって表面品質が均一化され
ており、しかも、その表層部の鋳塊組織か改善されて微
細になり、以て美麗で平ｌｈな鋳肌を有する角形鋳塊か
安定的に得られることとなったのである。ｉＪだし、鋳
型におりる矩形の各辺の中央部と端部（コーナ一部）に
おりる断熱シートの所定の形状により、本来、鋳型内壁
に接触する溶湯部分に形成される薄い一次凝固核を、矩
形の各辺における中央部とコーナ一部において、効果的
に抑制せしめ、更には実質的に消失せしめるとともに、
そのような断熱シー１−の存在により、溶湯を鋳型底部
から放出される冷却剤による直接冷却作用を主として受
すさせ、ツで形成される鋳塊の表層の冷却速度を上昇せ
しめて、チンドラ１′１−セルザイスを均一化、目、っ
、微細化せＵ７め１４だからである。

加えて、かかる角形鋳塊の表層組織においては、合金成
分の固溶度が増大しており、それ故該鋳塊から得られる
圧延材にエソチンクを施しまた場合において、従来祠に
比べて深く、均一にエツチングされ（Ｂるのであり、ま
たそれ故、弗素樹脂コートされた場合において、その外
観は均一でしなやかな面質を呈し、また、品質が安定し
、筋欠陥が減少するなど〜その品質を著しく高めｉ４る
ごととなったのであり、その歩留りも大いに向上され得
たのである。

以下、図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する
こととする。

ます、第１図は、通常の直接水冷角形鋳型を用いたＡｊ
！７Ｍｎ系合金の連続鋳造におりる鋳型内凝固殻形状を
模式的に示す、コーナ一部を含む鋳型の１／４断面斜視
図である。かかる第１図において、矩形の筒状鋳型１の
内部には、冷却剤としての水が流通せしめられる水室２
が設けられており、そして、該鋳型１の底部側の開口部
の周縁にスリット３が設けられ、該スリット３から前記
氷室２内の冷却水が放出されるようになっている。

一方、該鋳型１の矩形の鋳込孔４内に連続的に供給され
る溶湯５は、鋳型１の内壁からの一次冷却を受ジノで一
次凝固殻６を形成し、更に、鋳型ｌ底部のスリット３か
ら放出される冷却水による直接冷却（二次冷却）によっ
て二次凝固殻７を形成して完全に凝固せしめられ、鋳型
１下方に取り出されるのである。

しかして、かかる角形鋳塊の形成に際して、鋳型１の矩
形のコーナ一部ではスリット３からの放出冷却水による
二次冷却が強く、それ故かかる直接冷却による二次凝固
殻７の長さがコーナ一部では長く、矩形の直線部では短
くなるのであり、逆に鋳型内壁を通して一次冷却による
一次凝固殻６はコーナ一部で短く、直線部で長（なるよ
うになるのである。

本発明は、このような鋳型１の異なる場所にお＆Ｊる冷
却の差異に起因する凝固殻形成の相違をなくし、均一化
すると共に、望ましくない一次凝固殻６の形成を抑制乃
至は実質的に消失せしめる一方、鋳塊表面層組織におけ
る合金成分の固溶度を向上せしめる等の改善を図るため
に、供給されるＡｌ２−Ｍｎ系合金溶湯と鋳型内壁の該
溶湯供給側部分との間に断熱シートを、介在せしめて、
該合金／８湯と該鋳型内壁との直接の接触を阻止すると
共に、該断熱シートを、矩形の鋳型の各辺の中火部分が
コーナ一部に対して鋳造方向において凸となる形状に形
成して、該鋳型内壁からの前記ＡＣＭｎ系合金溶湯の冷
却を制御しつつ、鋳造を行うようにしたのであり、これ
によってＯ；Ｉ述の如き優れた効果を達成し得たのであ
るが、本発明においては、更に第２図に示されるように
、鋳型１内壁の上部を被覆し、該内壁を通じての溶湯の
冷却を制御する断熱シート８の形状を１．所定の範囲内
に維持することが推奨され、これによって、より一層効
果的にその目的を達成することが出来るのである。

すなわち、鋳型１の矩形の長辺の長さをＬｃｍ。

短辺の長さをＴｃｍ、鋳造速度（鋳込速度）をＶｃｍ／
秒とすると、次式（１）、　　（ＩＩ）：０．２　　≦
　■・Ｈ２Ｓ　（１，７−−−−（１）〔但し、Ｈｌ　
は矩形の各辺中央部における鋳型底部から断熱シート先
端部までの、該断熱シートにて被覆されていない鋳型内
壁面の高さくｃｍ）であり、■］２ば矩形のコーナ一部
における鋳型底部から断熱シート先端部までの、該断熱
シートにて被覆されていない鋳型内壁面の高さくｃｍ）
である〕を満足するように、下方（鋳造方向）に凸なる
形状と為すとともに、更に矩形の長辺の中央部からその
両端に向がって前記Ｈ１の高さでそれぞれ略等距離延び
る非被覆部分の長さ；Ｌｌ（ｃｍ）が、次式（■）： Ｌ−１，２Ｔ≦Ｌ、　、！ｌ；Ｌ−０．６Ｔ・−・（ｍ
ｌ）を満足するように、該矩形の長辺の特定部位の先端
部を直線形状と為すことが望ましいのである。

そして、これによって、鋳塊の全周にゎたってその鋳肌
の均一な改善が達成され、美麗で平滑な鋳肌を有する鋳
塊が安定して得られるとともに、表層部の鋳塊組織のよ
り一層の改善、デンドライトセルサイズの微細化、均一
化、更には合金成分の固溶度の向上等がより効果的に達
成され、以て表面処理後の面質がより一層安定化され、
表面欠陥も低減し、歩留りがより一層向」ニされ得るの
である。

なお、かかる本発明におい′で、鋳型１内壁を被覆して
該内壁面と／８湯（５）との直接の接触を阻止する断熱
シート８は、通富、アルミナ繊維；グラスファイバー、
カーボンファイバー、アスベスト、マリナイＩ・プレー
ト等の無機繊維等にて構成され、０．５〜１０龍程度の
厚さを有するものが用いられることとなる。また、前式
において、１゛。

Ｌ、■は目的とする鋳塊の形状や鋳造条件等によって適
宜に決定されることとなるが、実用的には、一般に１゛
としては３００〜７００闘、Ｌとしては５００〜１６０
０ｍｍ、■としては３０〜１００龍／ｍｉｎ程度の値が
採用されるものである。

また、本発明において、前記Ｉ、１の端部からコーナー
までの間の長さ；Ｌ２においては、第２図の如く該コー
ナ一部のＨ２の高さに至るまで直線的に非被覆部分の高
さが変化せしめられるように、断熱シート８の先端部を
傾斜部とすることが、該断熱シート８の切断の容易性の
点などから望ましいが、湾曲した形状と為すことも可能
である。

さらに、前記矩形の短辺側においては、その中央部にお
けるＨｌの高さの非被覆部分；Ｔ１は該中央部から両端
（コーナ一部）に向かって略等距離延び、且つ該短辺（
Ｔ）の略１／３の長さを有する（Ｔ１＝Ｔ／３）ように
構成されることが望ましく、更にまた該短辺部における
Ｉ〜■、の端部がらコーナ一部のＨ２の高さに至る間（
”ｒ２）にあっても、長辺のＬ２部分の構成と同様に、
コーナ一部のＨ２の高さに至るまで直線的に断熱シート
８の下端部の高さが変化するようにすることが望ましい
のである。尤も、このような短辺部の構成は、該短辺の
長さ；Ｔが５００　ｍｍ程度以上の場合において特に有
効であるが、場合により、Ｈ，及びＨ２が前記（１’）
式及び（Ｉｆ）式を満足する１覗りにおいて、下方に凸
の湾曲した形状も採用することが可能である。

そして、本発明にあっては、前記矩形の長辺におけるＨ
ｌの高さの非被覆部分の端部がらコーナ一部に至る距離
；Ｌ２は、短辺の長さ；Ｔの略１／′２とされる（Ｌ２
＝Ｔ／２）ことが望ましいのである。

尚、かかる本発明方法において用いられるＡβ−−Ｍ　
ｎ系合金溶湯は、ＡＡ記号における３０００番台の合金
組成のものであって、一般に３％程度までのＭｎを含む
Ａｌ１合金溶湯であり、また必要に応じてそのような合
金組成に対して、約１％までのＭｇ（マグネシウム）や
、その他少量のＣｕ（桐）、Ｆｅ（鉄）、Ｚｎ（亜鉛）
なども添加されることがある。そして、このような組成
の合金溶湯を用いて、本発明に従って得られた角形鋳塊
は、通常の工程に従って加工され、それぞれの用途に用
いられることとなるのであるが、その（憂れたエツチン
グ処理後の面質の故に、特にその上に弗素樹脂コートが
形成される場合において、前述の如き優れた効果を達成
するのであり、またそのような優れた表面特性の故に表
面処理後の面質を重要視する他の用途、例えば、陽極酸
化処理（エツチングの範略に属する）などｔ、−１）適
用することが可能である。

以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにす
るが、本発明がそれら実施例の記載によって何等の制約
をも受けるものでないこと、言うまでもないところであ
る。

実施例　１ 短辺（Ｔ）が５００ｍｍ＋、長辺（Ｌ）が１０８０■の
矩形の直接水冷鋳型を用いて、１．０％のＭｎ、０．７
％のＭｇ、０．１３％のＣｕを含み、残部がＡＩである
ＡＩ−Ｍｎ系合金の角形鋳塊を、半連続鋳造法にて製造
した。鋳造は、鋳型内壁を断熱シートにて被覆しない従
来法の場合と、本発明に従う形状の断熱シー１−にて鋳
型内壁上部を覆った（第２図参照）場合とに分けて行っ
た。尚、本発明に従って用いられた断熱シートは、セラ
ミソクファイハから成る３鮪厚のものであり、Ｉ（ニー
５０龍、Ｈ２＝７０１１１１、Ｌｓ　−５８０ｍｍ、　
Ｔ−２＝　２５０１、Ｔ１−Ｔ２−１６７ＩＮ１１とな
るように、下方に凸なる形状にて、換言すれば各辺の中
央部が鋳造方向に凸なる形状にて鋳型内壁−上部を被覆
せしめ、所定領域の該内壁上部と供給される合金／８湯
との間の直接の接触を阻１トした。また、鋳造速度は５
５龍／分であった。

かくして得られた従来法に従う角形鋳塊と本発明法に従
うそれとにおける鋳塊表層部の電気伝導度を調べ、ｌＡ
Ｃ３値（％）とし７て第３図に、また、銹塊表層部の冷
却速度の変化を第４図にそれぞれ示した。

第３図の結果から明らかなように、銹塊表層部の電気伝
導度は、本発明に従って得られた鋳塊の方カ月％程度低
く　（圧延材では２％稈度低くなる）、これは第４図に
示される如く、本発明の場合における方が表層部の冷却
速度が増大するところから、合金成分の固溶度が増加Ｌ
７たためであるものと考えられるのである。

また、第５図および第６図に、それぞれ、本発明に従っ
て得られた鋳塊および従来法に従って得られた鋳塊を加
工して得られた圧延材に対して、通常のエツチング処理
（６０℃の温度の塩酸１０％溶液中で５分間処理）して
得られたそれぞれの処理表面の粗さの結果を示している
が、それ等の対比から明らかなように、本発明に従う材
料のエソヂング表面は第５図の如く比較的均一に、且つ
深くエツチングされているのが認められるのに対して、
従来からの材料にあっては、第６図の如くエツチングが
不均一で、山部と谷部との差が著しい処理表面を呈して
いるのである。このようなエツチング処理後の処理面の
差異は、合金成分の表一部における固溶度の差に起因す
るものである。

なお、本発明に従って得られたΔ（１−Ｍｎ系角型鋳塊
から所定の加工を施して得られた試験片について、苛性
ソーダチェック、アルマイトチェックによりその表面品
質を評価した結果、何れも優れた表面特性を有すること
が認められ、またエツチング後の通常の弗素樹脂コーテ
ィングにおいてもコーティングむらの全（認められない
良好な表面を与え、且つ筋欠陥も殆ど認められなかった
。

事実、実際の商品化ラインにおいてテストされた４００
０枚の試験片中、筋欠陥による不良率は、０．５％と極
めて良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は矩形の直接水冷鋳型を用いた連続鋳造における
鋳型向凝固殻形成状態を模式的に示す、コーナ一部を含
む１／４断面斜視図、第２図は本発明における断熱シー
トによる鋳型内壁被覆状態を説明するための断面斜視図
であり、第３図及び第４図はそれぞれ実施例１において
得られた鋳塊の表層部の電気伝導度を示すグラフ並びに
冷却速度変化を示すグラフであり、第５図及び第６図は
それぞれ本発明に従って得られた鋳塊及び従来法に従っ
て得られた鋳塊のエツチング後の表面粗さを示す図であ
る。 １：鋳型　　　　　　２：水室 ３：スリン１〜　　　４：鋳込孔 ５：／８湯　　　　　　６：−次凝固殻７：二次凝固殻
　　　８：断Ｆ′ハシ−１・出願人　住友軽金属工業株
式会社 ビｉ’ｉ２ｆ′１

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ａβ−Ｍｎ系合金溶湯を、矩形の直接冷却鋳
   型内に供給せしめ、該鋳型内部を流通してその底部から
   放出される冷却剤により直接冷却して凝固せしめること
   によって、所定のＡβ−Ｍｎ系合金角形鋳塊を連続的に
   形成せしめるにあたり・ 供給される前記Ａβ−Ｍｎ系合金熔湯と鋳型内壁の該溶
   ／ｌｉ供給側部分との間に断りＪ１シートを介在せしめ
   て、該合金溶湯と該鋳型内壁との直接の接触を阻止する
   と共に、該断熱シー１−を、矩形の鋳型の各辺の中央部
   分が：１−ナ一部に対して鋳造方向において凸となる形
   状に形成して、該鋳型内壁からの前記Ａ／２−Ｍｎ系合
   金熔湯の冷却型内御しつつ〜鋳造を行う、１・うにした
   ことを特徴とするエツチング性のＪ’Ｊ　＃ｆ　）’、
   （圧延用△β合金角形鋳塊の製造方法。
2. （２）前記断熱シートが、下式： ％式％ 〔イ１コし、■：鋳造速度（ｃｍ／秒）Ｉ（１：矩形の
   各辺中央部における鋳型底部から断熱シート先端部まで
   の、 該断熱シートにて被覆されていな い鋳型内壁面の高さくｃｍ）、 Ｈ２：矩形のコーナ一部におりる鋳型底部から断熱シー
   ト先端部までの、 該熱シー　）にて被覆されていない 鋳型内壁面の高さくｃｍ）、 ■、：矩形の長辺の長さく　ｃｍ　）、１゛：矩形の短
   辺の長さく　ｃｍ　）、Ｌｌ　：矩形の長辺の中央部か
   らその両端に向かって前記Ｈ，の高さでそれ ぞれ略等距離延ひる非被覆部分の 長さ　（ｃｍ）。〕 を満足するよ・うに、鋳造方向において凸なる形状とさ
   れている特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
3. （３）前記矩形の長辺におけるＨｌの高さの非被覆部分
   の両端部から、それぞれ、コーナ一部の１１２の高さに
   至るまで、直線的に非被覆部分の高さが変化せしめられ
   ている特許請求の範囲第２項記載の製造方法。
4. （４）前記矩形の短辺の中央部におけるＨ　、の高さの
   非被覆部分が、該短辺の中央部から両端に向かって略等
   距離延び、且つ該短辺の略１／３の長さを有する特許請
   求の範囲第２項記載の製造方法。
5. （５）前記矩形の短辺におけるＨ　１の高さの非被覆部
   分の両端部から、それぞれ、コーナ一部の■］２の高さ
   に至るまで、直線的に非被覆部分の高さが変化せしめら
   れている特許請求の範囲第４項記載の製造方法。
6. （６）前記矩形の長辺におけるＨ　１の高さの非被覆部
   分の端部からコーナ一部に至る距離か、短辺の長さ；Ｔ
   の略１／２である特許請求の範囲第２項乃至第５項のい
   ずれかに記載の製造方法。