JPS62275546A - 圧延用アルミニウム合金鋳塊の製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 この発明は、圧延用アルミニウム合金鋳塊の製造方法に
関するものである。

圧延用アルミニウム合金として、Ｆｅ０．０５〜１．０
％、Ｓｉ０．０５〜１．０％を含有し、さらに通常の合
金成分としてＭｇ１．５％以下、Ｃｕ０．５％以下−Ｔ
ｉ　　、Ｃｒ　　、Ｍｎの夫々が０．３％以下及び不可
避不純物を含む例えばＪＩＳｌｘｘｘ及び５×××系ア
ルミニウム合金は、鋳塊内部にＡｌ　−Ｆｅ系の金属間
化合物を晶出する。（本願に於て組成％は重量％を示す
）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未組織と称
される特有の鋳塊組織を発生する。図において、Ａは樅
の木＆Ｉｌ織内部領域、Ｂは樅の未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［（１２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。

この樅の未組織を含有する鋳塊を圧延後、陽掻酸化処理
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
てが樅の木組織の外部領域から成る鋳塊を製造すること
が望ましい。　　　′ 樅の未組織の発生は、鋳塊の凝固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
、樅の未組織の内部領域が発生し易くなる。また反対に
鋳造速度を速くして鋳造すれば樅の未組織の外部領域が
発生しやすくなる。

すなわち、この樅の木＆ｆｌ織模様は、鋳塊内部のＡｌ
　−Ｆｅ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ＦｅＡｌｍ相、ＦｅＡＴｏ相、ＦｅＡ１ｍ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、樅の未組織内部領域は、Ｆｅ八へｍ　＋ＦｅＡ
ｌ１相から成り、外部領域はＦｅＡ１＊相相から成って
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、櫂の木模様とな
る。

ＦｅＡ　１．相−ＦｅＡ１＊相−ＦｅＡ１ｍ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、３　ｉ　　、　Ｍｇ　　＋Ｃ
ａ　　、Ｓｒ　　、Ｃｏ　　、Ｎｉ　　、Ｖ等の添加に
より、樅の未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。このうち、Ｃａ　　、Ｓｒ　　、Ｃｏ　
　、Ｎｉ。

■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木模様のない
鋳塊を得ることが可能である。

しかし、Ｃａ　　、Ｓｒ　　、Ｃｏ　　、Ｎｉ　　、Ｖ
等の添加は、溶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、−ｉ的に常用されるＳｉやＭｇの添加量の制
御により樅の未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の樅の未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
定的に樅の未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
の未組織の生成に及ぼす影響を詳細に検討した結果Ｓｉ
は、Ｆｅとの比率が重要であり、Ｆｅ（％）／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
程樅の未組織の外部領域が発達することを見出し、Ｆｅ
（％）／Ｓｉ（％）とＭｇ　Ｉを適切に調整することに
より通常の鋳造速度において鋳塊全域を樅の未組織内部
領域にすることにより、樅の木模様のない鋳塊を安定的
に得られることを見出した。

すなわち、本発明によると、Ｆｅ　０．０５〜１．０％
、３　ｉ　０．０５〜１．０％、Ｍｇ１．５％以下、Ｃ
ｕ０．５％以下、Ｔｉ０．３％以下、Ｃｒ０．３％以下
、Ｍｎ０．３％以下、残部Ａｌ及び不可避不純物から成
る合金において、ＦｅとＳｉの比率をＦｅ（％）／Ｓｉ
（％）≧６．５＋３．０ＸＭｇ（％）とすることにより
、鋳造状態において全面内部Ｍｉ織から成る樅の木のＭ
ｉ織のない鋳塊が、通常の鋳造速度である３０〜１５０
　ｍｇ／ｗｉｎの範囲で得られる。

なお、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、さらに耐食性が低下する。

Ｍｇは、強度を高めるために添加するが、１．５％以下
とする。１．５％をこえると、Ｍｇ、Ｓｉ系品出物が優
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Ｍｉ織防止の対象外の合金となる。

Ｃｕは、強度を高めるために添加するが、０．５％以下
とする。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、０．３％以
下とする。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、強度向上、再結晶粒微細化の目的で添加するが
、０．３％以下とする。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。

Ｍｎは、強度向上・再結晶粒微細化の目的で添加するが
、０．３％以下とする。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　−Ｆ
ｅ系金属化合物がなくなり、本発明による樅の未組織の
防止の対象外の合金となる。

なお、Ｆｅ（％）とＳｉ（％）の比率が２．０　＋　０
．５ｘ　Ｍｇ（％）＜Ｆｅ（％）／Ｓｉ（％）＜６．５
＋３ＸＭｇ（％）の範囲の場合には、通常の鋳造速度３
０〜１５０　ｍｍ／ｍｉｎの範囲では樅の未組織が発生
する。

鋳造後にＡ１合金が多種の熱処理を受けたとき、最も平
衡から遠いＡ１ｍＦｅ（外部組織）よりＡｌｈＦｅ（内
部組￥ａ）の方が安定してＡ１．Ｆｅになり易いために
、内部ｍ織のみからなる鋳塊はアルマイトの色調が安定
し易いという利点がある。

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
。

〔実施例〕

第１表中に示す合金組成を有する各種合金を、半連続鋳
造によって第２表中に示す鋳造速度で鋳造した。得られ
た鋳塊はいずれも厚さ４００　ａｍ、幅１２００鳳朧、
長さ３５００１園である。

上記鋳造によって得られた各鋳塊を、頭部から５００韻
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、１５％
硫酸中で電流密度２．５Ａ／ｄｓ”、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観察した結
果は第２表に示す如くであった。

第２表 第２表に見られるように、比較合金はいずれも樅の木組
織を呈したのに対し、本発明方法の合金は、通常の鋳造
速度の範囲内では樅の未組織を発生せず、全領域が樅の
木Ｕ織の内部領域から成る鋳塊が得られた。

この発明の合金に従えば、圧延用アルミニウム合金鋳塊
の樅の未組織の発生を抑制することができ、樅の木組織
の内部領域のみからなる鋳塊を得ることができる利点を
有する。

【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
樅の未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１図のｘ−ｘ　’線における鋳塊の縦断面
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｆｅ０．０５〜１．０％、Ｓｉ０．０５〜１．０％
   、Ｍｇ１．５％以下、Ｃｕ０．５％以下、Ｔｉ０．３％
   以下、Ｃｒ０．３％以下、Ｍｎ０．３％以下、残部Ａｌ
   および不可避不純物からなる合金のＦｅとＳｉとの比率
   を６．５＋３×Ｍｇ（％）≦Ｆｅ（％）／Ｓｉ（％）と
   して、３０〜１５０ｍｍ／ｍｉｎの鋳造速度で鋳造する
   ことにより、鋳造状態で樅の木組織の内部組織からなる
   圧延用アルミニウム合金鋳塊を製造する方法。