JPS61104044A - 圧延用ａｉ合金鋳塊 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、樅の木組織の発生を防止した圧延用人１合
金鋳塊に関するものである。

〈従来の技術〉 ＪＩＳＡＩＸＸＸ又は５×××として知られるＸ純Ａｌ
系又はＡｔ−Ｍｇ系の圧延用Ａｌ合金は、鋳塊内部にＡ
ｌ−Ｆｅ系の金属間化合物を晶出する。この金属間化合
物は半連続鋳造塊中に晶出してしばしば第１図及び第２
図に見られるような樅の木組織と称される特有の鋳塊組
織を発生する６図において、Ａは樅の木組織内部領域、
Ｂは樅の木組織外部領域を示す、その形態は第２図に見
られるように一見樅の木の自然樹形に類似していること
からこの技術分野では樅の木と称されている。

この樅の木組織を含有する鋳塊を圧延後、陽極酸化処理
を施すと、鋳塊中の樅の木模様に対応して、帯状の縞模
様が発生し外観不良となり製品化できない、ところで、
一旦発生した樅の木組織は、その後の工程で充分に消す
ことが出来ないので、この問題の解消のためには、すべ
てが樅の木組織の内部領域から成る鋳塊もしくはすべて
が樅の木組織の外部領域から成る鋳塊を製造することが
望ましい。

樅の木組織の発生は、 ■鋳塊の凝固の際の冷却速度に支配されることが知られ
ており、鋳造速度を遅くして鋳造すれば樅の木組織の内
部領域が発生し易（なる。また反対に鋳造速度を速くし
て鋳造すれば樅の木組織の外部領域が発達しやすくなる
。

すなわち、この樅の木組織模様は、鋳塊内部のＡｌ−Ｆ
ｅ系の金属間化合物が鋳塊各部での凝固速度の違いによ
りＦｅＡ　１３相、ＦｅＡ　１６相、ＦｅＡｌｍ相等変
化することが原因であることが知られている。一般に、
樅の木組織内部領域は、ＦｅＡ　１３　＋　ＦｅＡ　１
Ｂ相から成り、外部領域はＦｅＡｌｍ相から成っており
、これら各々の電気化学的性質が異なるため、エツチン
グ特性、陽極酸化特性に差が生じ、樅の本模様となる。

このＦｅＡ　１３相→ＦｅＡｌ６相＋ＦｅＡｌｒｎ相の
変態は、平衡相から非平衡相への変態であるため、凝固
速度が速い程促進されるのみならず、第三元素の存在に
よっても加速される。すなわち。

＋≧１ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ等の添
加により樅の木組織の外部領域が発達しやすくなること
が知られているにのうち、Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ
等の添加は非常に効果的で、微量の添加により通常の鋳
造速度で、全面外部領域から成るもみの本模様のない鋳
塊を得ることが可能である。

この面からの対策の例として特公昭５７−１５１８６゜
特公昭５８−６７７４等が挙げられる。しがし、　Ｃａ
＋Ｓｒ＋Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ等の添加は、容湯の汚染を促進
したり一般の商用に供されているアルミニウム合金に通
常使用されない比較的特殊な元素を用いているため、経
済的に高価格となったり、返り材としての使用が制限さ
れる等の弊害があった。そのため、一般的に常用される
ＳｌやＭｇの添加量の制御によりもみの木組織のない鋳
塊を得ることが強く望まれていたが、ＳｉやＭｇの樅の
木組織に及ぼす影響が定量的に把握されていなかったた
め、通常の鋳造速度で、安定的に樅の木組織の生成しな
い鋳塊を得ることが出来ないのが実情であ、った。

かかる実情・に鑑み、本発明者らは、このＳｉとＭｇの
樅の木組織の生成に及べす影響を詳細に検討し　　　　
１゜た結果Ｓｉは、　Ｆｅとの比率が重要であり、　Ｆ
ｅ　（％）／Ｓｉ（％）が小さいと外部領域が発達し、
大きいと、内部領域が発達するが、Ｍｇは、　Ｆｅ量と
は無関係に添加量が多い程樅の木組織の外部領域が発達
することを見出し、　Ｆｅ　（％）　／Ｓｉ　（％）と
Ｍｇ量を適切に調整することにより通常の鋳造速度にお
いても鋳塊全域をもみの木組織外部領域にするかもしく
は、全域を内部領域にすることにより、樅の本模様のな
い鋳塊を安定的に得られることを見出し既に出願法であ
る（特公昭５８−２６４２１）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、特公昭５８−２６／１２１においては、　Ｆｅ
とＳｉの比率がＦｅ　（％）／Ｓｉ（％）≦ｚ、ｏ＋ｏ
、ｓｘＭｇ（％）又はＦｅ　（％）　／Ｓｉ　（％）≧
６．５＋３．ｏｘＭｇ　（％）としたので、　Ｍｇが入
ってなくても２．０＜Ｆｅ　（％）　／Ｓ１（％）　（
６，５の範囲では、樅の木組織のない鋳塊は得られず１
Ｍｇが少しでも入っているとその範囲は拡大する。

本願発明は、３＜Ｆｅ（％）　／Ｓｉ　（％）く７の範
囲においても、樅の本模様のない鋳塊ひいては樅の本模
様のない圧延板を得るためのものであり、他の理由（陽
極酸化後の色調、要求される機械的性質及び経済性等）
から特公昭５８−２６４２１のＦｅ、Ｓｉ、　Ｍｇ量の
範囲をとれない場合に特に有効となる。

〈問題を解決するための手段〉 本願発明は上記課題の解決のため以下の構成をとる。す
なわち、　Ｆｅ０．０５−１．０％、ＳｉＯ，０５〜１
．０％、Ｍｇ０．３〜１．５％、ＣｕＯ，０１〜０．５
％、Ｔｉ０．００５〜０．３％。

ＣｒＯ，０５〜０．３％、Ｍｎ０．００５〜０．３％、
残部ＡＩおよび不可避的不純物とよりなる合金において
、　ＦｅとＳｉとの比率を３．０＜Ｆｅ　（％）　＜Ｓ
ｉ　（％）　＜７．０としかつ、鋳塊の表皮より２０ａ
ｗａ内部でのデンドライトアームスペーシングが３０μ
ｍ以下であることを特徴とする樅の模様の発生を防止し
た圧延用Ａｔ合金鋳塊である。

なお、このデンドライトアームスペーシングの値には、
パフ研磨後電解研磨を施したサンプルを光学顕微鏡で写
真撮影し、印画紙上でランダム切断法により晶出化合物
の間隔を測定しその平均値をあてた。

く作用〉 各合金成分の組成範囲の限定理由は下記のとおりである
。

Ｆｅは、０゜０５〜１．０％とする。０．０５％未満に
規制するには高純度地金が必要で経済的でない。

１．０％より多いと耐食性が低下するので好ましくない
。

Ｓｉは、０．０５〜１．０％とする。０．０５％未満に
規制するには高純度地金が必要で経済的でない。

１．０％をこえると、陽極酸化皮膜の色調が濃くなり好
ましくなく、耐食性も低下する。

Ｍｇは、強度を高めるために添加するが、０．３〜１．
５％とする。０．３％未満では効果は十分でなく１゜５
％をこえると、Ｍｇ２　Ｓｉ系晶出物が優先しＡｌ　−
Ｆｅ系金属間化合物の晶出がなくなり本発明による樅の
木組織防止の対象外の合金となる６ Ｃｕは１強度を高めるために添加するが、　０．０１〜
０．５％とする。０．０１％未満では効果は十分でなく
０．５％をこえると、耐食性が低下する。

Ｔｉは、結晶粒微細化のために添加するが、０．００５
〜０．３％とする。　ｏ、ｏｏｓ％未満では効果は十分
でなく０．３％をこえると効果が飽和し、さらに、巨大
金属間化合物の生成により成形性、陽極酸化皮膜の耐食
性を劣化させる。

Ｃｒは、後に述へる鋳造条件とくみあわせることにより
外部領域を安定的に発達させさらに、強度を向上させ、
再結晶粒を微細化する目的で添加するが、０．０５〜０
．３％とする。０．０５％未満では効果が十分でなく、
０．３％をこえると巨大金属間化合物が生成し、成形性
、陽極酸化皮膜の耐食性を劣化させる。

肚は１強度向上・再結晶粒微細化の目的で添加するが、
０．００５〜０．３％とする。０．００５％未満では効
果が十分でなく、０．３％をこえるとＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ
系金属間化合物の晶出が優先し、Ａｌ−Ｆｅ系金属間化
合物の晶出がなくなり１本発明による樅の木組織の防止
の対象外の合金となる。

ＦｅとＳｉの比率は３＜Ｆｅ（％）／Ｓｉ（％）く７と
する。この値が３未満あるいは７をこえる場合。

特公昭５ｇ　−２６４２１に記載の発明で樅の木組織を
防止アき、。１？本願発明。対象外、□６゜　　　　　
　　　　　　２以上の化学組成を有する合金を鋳塊の表
皮より２０＋ｍ内部において３０μｍ以下のデンドライ
トアームスペーシングとなるような冷却速度で鋳造する
６その後、この鋳塊に対し、通常の圧延を施すことによ
り圧延板とすれば良い。

以上１本願発明を要すればある範囲のＣｒを添加し鋳造
時の冷却速度を早くすることにより、特公昭５８−２６
４２１では対撚できなかった合金組成に対しても安定し
て外部領域のみからなる鋳塊が得られ圧延板の樅の本復
様を防止できるものである。

〈実施例〉 この発明は次の実施例によって一層明確になるであろう
。

すなわち、第１表に示すｆヒ学組成と、鋳塊のデンドラ
イトアームスペーシングを有する鋳塊をＤＣ鋳造した。

鋳塊のサイズは幅１２００＋ｎｍＸ厚さ４００ｍｎＸ長
さ３５００ｎｎであった。

上記鋳造によって得られた各鋳塊を１頭部から５００　
ｒｒｎの位置において切断し、スライスを切り出した後
、スライス面を１０％力性ソーダ溶液にて６０℃で１０
分間エツチングし、水洗後、３０％硝酸で酸洗した後、
　ｔＳ％硫酸溶中で電流度２．５Ａ／ｄｍ”　。

電解時間５０分、電解温度１５℃の電解条件で陽極酸化
処理を施した。このように陽極酸化処理された各スライ
ス面をｌｌｔ察した結果は第１表置右欄に示す如くであ
った。

この結果かられかるように１本発明の構成要件のいずれ
かを欠く比較例はいずれも樅の木組織を呈したのに対し
１本発明の構成要件のすべてを満たす実施例は樅の木組
織を発生しない。

〈発明の効果〉 この発明の合金は、特公昭５８−２６４２１の組成範囲
をとれない合金においても、樅の本模様の発生を防止で
き、色調１機械的性質、経済性等の面からの材料の選択
範囲が広がり工業生産上大きな意義を持つ。

【図面の簡単な説明】

図面は圧延用アルミニウム合金鋳塊の断面にあられれる
樅の木組織を示すものにして、第１図は鋳塊の横断面図
、第２図は第２図のｘ−ｘ’線における鋳塊の縦断面図
である。 特許出願人　スカイアルミニウム株式会社第　１　口 箋　２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｆｅ０．０５〜１．０％（重量で、以下同じ）、Ｓ
   ｉ０．０５〜１．０％、Ｍｇ０．３〜１．５％、Ｃｕ０
   ．０１〜０．５％、Ｔｉ０．００５〜０．３％、Ｃｒ０
   ．０５〜０．３％、Ｍｎ０．００５〜０．３％、残部Ａ
   ｌおよび不可避的不純物とよりなる合金において、Ｆｅ
   とＳｉとの比率を３．０＜Ｆｅ（％）／Ｓｉ（％）＜７
   ．０としかつ、鋳塊の表皮より２０ｍｍ内部でのデンド
   ライトアームスペーシングが３０μｍ以下であることを
   特徴とする樅の木組織の発生を防止した圧延用Ａｌ合金
   鋳塊。