JPS63179038A - Aluminum alloy for cylinder having excellent surface smoothness - Google Patents
Aluminum alloy for cylinder having excellent surface smoothnessInfo
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- G03G15/0928—Details concerning the magnetic brush roller structure, e.g. magnet configuration relating to the shell, e.g. structure, composition
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、乾式静電複写機の感光ドラムやマグネット
ローラー等の基体として使用されるような、表面に高度
の平滑性が要求されるアルミニウム製シリンダ用の合金
、特にしごき加工や引抜き加工によりシリンダ材となす
のに好適なシリンダ用アルミニウム合金に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to aluminum cylinders that require a high degree of surface smoothness, such as those used as substrates for photosensitive drums, magnetic rollers, etc. of dry electrostatic copying machines. The present invention relates to an aluminum alloy for cylinders, particularly an aluminum alloy suitable for forming cylinder materials by ironing or drawing.
従来の技術
従来、例えば静電複写機の感光ドラム用基体としてのア
ルミニウム・シリンダは、押出バイブの表面を精密切削
加工により平滑に仕上げることによって製作されていた
。ところがこのような従来の精密切削加工では、最近の
複写機の軽量、低価格化の要請に伴う感光ドラム自体の
薄肉、軽量化の要請に対処するには寸法精度等との関係
で限界がある。そこで、上記要請に応え得るアルミニウ
ム・シリンダの新たな製造方法として、圧延材からなる
板状の被加工素材に絞り加工を施して有底筒状のシリン
ダ用素材としたのち、これにしごき加工を施して所定直
径の製品となす一般にＤＩ法と称される製造方法や、押
出により製作した筒状のシリンダ用素材にしごき加工を
施して製品となすＥｌ法と称される製造方法、さらには
、同じく押出により製作したシリンダ用素材に引抜き加
工を施して製品となすＥＤ法と称される製造方法等が採
用されるようになってきている。2. Description of the Related Art Conventionally, aluminum cylinders used as substrates for photosensitive drums in electrostatic copying machines, for example, have been manufactured by precision cutting the surface of an extrusion vibrator to make it smooth. However, such conventional precision cutting has its limitations due to dimensional accuracy, etc. in meeting the demands for thinner and lighter photosensitive drums, which accompany recent demands for lighter weight and lower prices for copying machines. . Therefore, as a new manufacturing method for aluminum cylinders that can meet the above requirements, a plate-shaped workpiece material made of rolled material is drawn to create a bottomed cylindrical material, and then ironed. There is a manufacturing method generally referred to as the DI method in which a product with a predetermined diameter is obtained by subjecting the material to a product with a predetermined diameter, and a manufacturing method known as the El method in which a product is produced by ironing a cylindrical cylinder material produced by extrusion. Similarly, a manufacturing method called the ED method, in which a cylinder material produced by extrusion is subjected to drawing processing to produce a product, has come to be adopted.
発明が解決しようとする問題点
ところが、上記各種方法においては、シリンダ用素材に
施すしごき加工や引抜き加工工程において、シリンダ表
面にミクロクラックや焼付きが生じたりし、その結果シ
リンダ表面の平滑性を損う場合があるというような新た
な問題を派生するものであることが判明した。Problems to be Solved by the Invention However, in the various methods described above, microcracks or seizures may occur on the cylinder surface during the ironing or drawing process applied to the cylinder material, resulting in the smoothness of the cylinder surface being deteriorated. It turned out that this led to new problems such as the possibility of losses.
この発明は、かかる問題を解決するためになされたもの
であって、しごき加工や引抜き加工を施してもミクロク
ラックや焼付きを生じることがなく、高度な表面平滑性
を釘するアルミニウム・シリンダとなしうるシリンダ用
アルミニウム合金の提供を目的とするものである。This invention was made in order to solve this problem, and it is an aluminum cylinder that does not cause microcracks or seizures even after ironing or drawing, and has a high level of surface smoothness. The object of the present invention is to provide an aluminum alloy for cylinders that can be used.
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するために、発明者は種々実験と研究を
重ねた結果、シリンダ用アルミニウム合金の組成によっ
て、しごき加工、引抜き加工時のミクロクラックや焼付
きの発生状況が異なることを知見するに至り、かかる知
見のもとにさらなる掛川の結果、この発明を完成し得た
ものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the inventor conducted various experiments and research and found that microcracks and seizures occur during ironing and drawing depending on the composition of the aluminum alloy for cylinders. We came to the knowledge that the situation was different, and based on this knowledge, Kakegawa further completed this invention.
即ちこの発明は、Ｎｉ ： ０． ５〜６． ０ｗｔ％
を含有し、あるいはさらにＭｎ；０．０５〜１゜５ｗｔ
％、Ｃｒ ： ０． ０５〜１． ０ｗｔ％、Ｚｒ：０
、 ０５〜０． ５ｗｔ％、Ｔｉ：０．５ｗｔ％以下、
Ｂ：０．１ｗｔ％以下、Ｃｕ ： ０．０５〜７ｗｔ％
、Ｍｇ ： ０． ０５〜７ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５〜
ｆｌｌｗｔ％、Ｓｉ：０．０５〜１２ｗｔ％、Ｆｅ：０
゜０５〜２ｗｔ％の１種または２種以上を含有し、残部
がアルミニウム及び不可避不純物からなることを特徴と
する表面平滑性に優れたシリンダ用アルミニウム合金を
要旨とするものである。That is, in this invention, Ni: 0. 5-6. 0wt%
or further contains Mn; 0.05 to 1°5wt
%, Cr: 0. 05-1. 0wt%, Zr: 0
, 05~0. 5wt%, Ti: 0.5wt% or less,
B: 0.1 wt% or less, Cu: 0.05 to 7 wt%
, Mg: 0. 05-7wt%, Zn: 0.05-
flwt%, Si: 0.05-12wt%, Fe: 0
The object of the present invention is to provide an aluminum alloy for cylinders with excellent surface smoothness, which is characterized by containing one or more of 05 to 2 wt%, and the remainder being aluminum and unavoidable impurities.
アルミニウム合金中の各元素の添加意義と限定理由につ
いて説明すれば、Ｎｉはしごき加工時、引抜き加工時の
ミクロクラックや焼付きを防＋ｌｌ、ひいてはシリンダ
材の表面平滑性の向上に寄与するものである。しかしそ
の含有量が０、 ５νｔ９６未満では焼付きが発生し易
くなり、逆に６．０νｔ９６を超えて過多にａｌ＝７さ
れた場合には、ミクロクラックが生じ易くなり、甚だし
くは断管に至る虞れもある。好ましいＮｉの含有範囲は
１．５〜４．５ｗｔ％である。Explaining the significance and reasons for adding each element in an aluminum alloy, Ni helps prevent microcracks and seizures during ironing and drawing, and ultimately contributes to improving the surface smoothness of the cylinder material. be. However, if the content is less than 0.5 νt96, seizure is likely to occur, and conversely, if it exceeds 6.0 νt96 and Al=7 is excessive, microcracks are likely to occur, and even lead to pipe breakage. There is also a risk. The preferred Ni content range is 1.5 to 4.5 wt%.
この発明では、上記Ｎｉの添加含有の他、さらにＭｎ
： ０． ０５〜１． ５ｗｔ９６、Ｃｒ：０゜０５〜
１、０ｗｔ％、Ｚ ｒ ： ０． ０５〜０． ５ｗｔ
％、Ｔｉ：０．５ｗｔ％以下、Ｂ：０．１ｗｔ％以下、
Ｃｕ ： ０． ０５〜７ｗｔ％、Ｍｇ：０．０５〜７
ｗｔ％、Ｚ ｎ ： ０． ０５〜８ｗｔ９６、ＳＬ：
０゜０５〜１２ｗｔ９６、Ｆｅ ： ０． ０５〜２ｗ
ｔ％の１種または２種以上の含ａが許容される。これら
は合金結晶粒の微細化、鋳造割れ防止、強度向上、しご
き性向上等による機械的諸性質の改善に寄与するもので
あるが、各元素が下限値未満では該効果に乏しく、逆に
上限値を超えて過多に含有されても該効果の格別な増大
作用がないばかりか、却ってしごき加工時等にミクロク
ラックを生じて表面平滑性を妨げる虞れがある。In this invention, in addition to the above-mentioned Ni addition, Mn
: 0. 05-1. 5wt96, Cr: 0°05~
1, 0 wt%, Zr: 0. 05~0. 5wt
%, Ti: 0.5 wt% or less, B: 0.1 wt% or less,
Cu: 0. 05-7wt%, Mg: 0.05-7
wt%, Zn: 0. 05-8wt96, SL:
0°05~12wt96, Fe: 0. 05~2w
One or more types of a content in t% is allowed. These contribute to the improvement of various mechanical properties by refining alloy grains, preventing casting cracks, improving strength, improving ironing properties, etc. However, if the content of each element is below the lower limit, this effect will be poor; Even if it is contained in an excessive amount exceeding this value, not only will the effect not be particularly increased, but there is also a risk that microcracks will occur during ironing and the like, which will impair the surface smoothness.
杵ましい含有範囲は、Ｍｎ ： ０． １〜１． ５ｗ
ｔ％、Ｃｒ ： ０． １〜１． ０ｗｔ％、Ｚｒ：０
．１〜０． ５ｗｔ９６、Ｔｉ：０．５νｔ％以下、Ｂ
：０゜１ｗｔ９６以下、Ｃｕ ： ０． １〜２． ０
ｗｔ％、Ｍｇ：０．１〜２．０ｗｔ％、Ｚｎ ： ０．
１〜３． ０ｗｔ％、Ｓ ｉ ： ０．１〜３．
０ｗｔ％、Ｆｅ：Ｑ、１〜１．５ｗｔ％である。The specific content range is Mn: 0. 1-1. 5w
t%, Cr: 0. 1-1. 0wt%, Zr: 0
．． 1~0. 5wt96, Ti: 0.5νt% or less, B
: 0°1wt96 or less, Cu: 0. 1-2. 0
wt%, Mg: 0.1 to 2.0 wt%, Zn: 0.
1-3. 0wt%, Si: 0.1-3.
0 wt%, Fe:Q, 1 to 1.5 wt%.
この発明に係る上記組成のアルミニウム合金は、ＤＩ法
による場合には、既知の鋳造法によって鋳造される合金
鋳塊を板材に圧延したのち、絞り加工を施してシリンダ
用素材に製作し、次いでこの素材にしごき加工を施すこ
とによりアルミニウム・シリンダに製作される。またＥ
ｌ法、ＥＤ法による場合は、鋳塊を温度４００〜６００
℃程度の熱間にて押出してシリンダ用素材に製作したの
ち、これにしごき加工、引抜き加工を施すことによりア
ルミニウム・シリンダに製作される。いずれの場合にも
、必要に応じて鋳塊に温度３５０〜６３０℃程度で１〜
２０時間程度の均質化処理を施しても良い。In the case of using the DI method, the aluminum alloy of the above composition according to the present invention is produced by rolling an alloy ingot cast by a known casting method into a plate material, and then drawing it into a cylinder material. An aluminum cylinder is produced by ironing the material. Also E
When using the l method or ED method, the ingot is heated to a temperature of 400 to 600
After extruding at a temperature of about 100°F (°C) to make a cylinder material, it is then ironed and drawn to make an aluminum cylinder. In either case, if necessary, the ingot is heated at a temperature of about 350 to 630℃ and
Homogenization treatment may be performed for about 20 hours.
ところで、上記合金が、しごき加工時や引抜き加工時に
おけるミクロクラックや焼付きの防止効果を有する点に
ついては、発明者の研究によれば、合金組織中の金属間
化合物の存在が関与しているものと推測される。特に、
しごき加工や引抜き加工に供されるシリンダ用素材の表
面に品出した金属間化合物の大きさが平均粒径で０，５
〜２０μｍ１好適には２．０〜１０μｍであるときに、
より一層の表面平滑性に優れたアルミニウム・シリンダ
を得ることができ、さらに加えて、面積率が０．５〜１
５％、好適には２，０〜７．５％を占めるときには、さ
らに表面゛ト滑性に優れたアルミニウム・シリンダを得
ることができるものであることが、発明者らのその後の
実験、研究により確認された。By the way, according to the inventor's research, the fact that the above alloy has the effect of preventing microcracks and seizure during ironing and drawing is related to the presence of intermetallic compounds in the alloy structure. It is assumed that especially,
The average particle size of the intermetallic compound on the surface of the cylinder material subjected to ironing and drawing is 0.5.
~20 μm, preferably 2.0 to 10 μm,
An aluminum cylinder with even better surface smoothness can be obtained, and in addition, an area ratio of 0.5 to 1
The inventors' subsequent experiments and research revealed that when the content is 5%, preferably 2.0 to 7.5%, it is possible to obtain an aluminum cylinder with even better surface smoothness. Confirmed by.
発明の効果
この発明に係るアルミニウム合金は、所定範囲量のＮｉ
を含有するものであることにより、後述の実施例の参酌
によっても明らかなように、しごき加工や引抜き加工時
において、表面のミクロクラックや焼付きの発生を防止
でき、高度な表面平滑性を有するアルミニウム・シリン
ダとなしうるちのである。従ってアルミニウム・シリン
ダの製造方法としてのＤＩ法、Ｅｌ法、ＥＤ法等の長所
を充分に発揮させることができ、品質に優れた薄肉、軽
量なアルミニウム・シリンダを低価格にて提供すること
ができる。Effects of the Invention The aluminum alloy according to the present invention contains a predetermined amount of Ni.
As is clear from the examples described later, by containing , it is possible to prevent the occurrence of microcracks and seizures on the surface during ironing and drawing, and it has a high level of surface smoothness. It is made of aluminum cylinder. Therefore, the advantages of the DI method, El method, ED method, etc. as manufacturing methods for aluminum cylinders can be fully utilized, and thin-walled, lightweight aluminum cylinders with excellent quality can be provided at low prices. .
実施例
次にこの発明の実施例を比較例との対比において説明す
る。EXAMPLES Next, examples of the present invention will be explained in comparison with comparative examples.
後記第１表に示す各種組成のアルミニウム合金について
、該合金を先ず半連続鋳造法によって直径１５２．４ｍ
のビレットに製作し、次いでこのビレットに６００℃Ｘ
１５時間の均質化処理を施したのち、押出温度５００℃
で外径６５ｍ、肉厚３．５Ｍの管材に押出してアルミニ
ウム・シリンダ用素材とした。Regarding aluminum alloys having various compositions shown in Table 1 below, the alloys were first cast to a diameter of 152.4 m by a semi-continuous casting method.
This billet is then heated to 600℃
After 15 hours of homogenization, the extrusion temperature was 500°C.
The material was then extruded into a tube material with an outer diameter of 65 m and a wall thickness of 3.5 m and used as a material for an aluminum cylinder.
そして、上記により得られた各素材につき、肉厚１．４
ａ＋（しごき加工率６０％）までしごき加工を実施して
、得られたアルミニウム・シリンダ表面におけるミクロ
クラック、焼付きの発生状況を調査した。それらの結果
を併せて第１表に示す。なおミクロクラック、焼付きと
もに、◎・・・全く認められないもの、○・・・ｆｌか
に認められるが実用上問題のないもの、×・・・広範囲
かつ多量に認められ実用上支障があるもの、として詐偽
した。For each material obtained above, the wall thickness was 1.4
Ironing was performed to a+ (ironing rate of 60%), and the occurrence of microcracks and seizure on the surface of the resulting aluminum cylinder was investigated. The results are shown in Table 1. In addition, both microcracks and seizures are: ◎... Not observed at all, ○... Appeared in fl or above but poses no practical problem, ×... Found in large quantities over a wide area and poses a practical problem. It was passed off as something.
Ｅ以下余白］
上記結果から明らかなように、合金組成が本発明範囲内
に規定された本発明範囲内（試料Ｎｏ、１〜９）は、表
面のミクロクラックや焼付きの発生が抑制されたもので
あることがわかる。Margin below E] As is clear from the above results, when the alloy composition was within the range of the present invention (sample Nos. 1 to 9), the occurrence of microcracks and seizure on the surface was suppressed. I can see that it is something.
なお、具体的開示は省略したが、本発明範囲内における
Ｎｉの含有とともにＣ「、Ｚ「、８１Ｍｇ％ Ｚｎ％
Ｓ ｉを単独であるいは各元素と併せて本発明範囲内の
含［１にて添加含有せしめた場合にも同様の結果が得ら
れた。また、実施例で示したものと同じ素材に引抜き加
工を施してシリンダとした場合にも同様の結果が得られ
た。Although specific disclosure has been omitted, in addition to the content of Ni within the scope of the present invention, C'', Z'', 81Mg% Zn%
Similar results were obtained when Si was added alone or in combination with each element in the range of the present invention. Further, similar results were obtained when the same material as shown in the example was subjected to drawing processing to form a cylinder.
以上
手続補正書
１．事件の表示
昭和６２年 特許願 第１０２３４号
２、発明の名称
表面平滑性に優れたシリンダ用アルミニウム合金３、補
正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 堺市海山町６丁２２４番地
名 称 昭和アルミニウム株式会社代表者 石
井 親
４、代理人
住 所 大阪市南区鰻谷中之町７２番４５、補正命
令の日付 （自発補正）
６、？！正により増加する発明の数
７、補正の対象
明細書（補正）
１、発明の名称
表面平滑性に優れたシリンダ用アルミニウム合金
２、特許請求の範囲
（１） Ｎｉ ：０．５〜６．０ｗｔ％を含をし、残
部がアルミニウム及び不可避不純物からなることを特徴
とする表面平滑性に優れたシリンダ用アルミニウム合金
。Above procedural amendment 1. Display of the case 1985 Patent Application No. 10234 2, Name of the invention Aluminum alloy for cylinders with excellent surface smoothness 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address 6-224, Kaiyama-cho, Sakai City Name Name Showa Aluminum Co., Ltd. Representative Ishi
Chika I 4, agent address: 72-45 Unagidani Nakano-cho, Minami-ku, Osaka, date of amendment order (voluntary amendment) 6.? ! Number of inventions increasing due to positive changes 7, Description subject to amendment (amendment) 1, Name of invention Aluminum alloy for cylinders with excellent surface smoothness 2, Claims (1) Ni: 0.5 to 6.0wt An aluminum alloy for cylinders with excellent surface smoothness, characterized in that it contains % of aluminum and the remainder consists of aluminum and unavoidable impurities.
（２） Ｎｉ ： ０．５〜６．０ｗｔ％を含有し、
さらｌ、：Ｍｎ ： ０．０５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ：
Ｑ。(2) Ni: Contains 0.5 to 6.0 wt%,
Column: Mn: 0.05 to 1.5 wt%, Cr:
Q.
０５〜１．Ｏｗｔ％、Ｚｒ：０．０５〜０．５ｗｔ％、
Ｔｉ：０．５ｗｔ％以下、Ｂ：０．１ｗｔ％以下、Ｃｕ
：０．０５〜７ｗｔ％、Ｍｇ：θ。05-1. Owt%, Zr: 0.05-0.5wt%,
Ti: 0.5wt% or less, B: 0.1wt% or less, Cu
:0.05-7wt%, Mg:θ.
０５〜７ｗｔ％、Ｚｎ ： ０．０５〜８ｗｔ％、Ｓｉ
： ０． ０５〜１２ｗｔ％、Ｆｅ：０．０５〜２ｗ
ｔ％の１ ′ｐｉまたは２８以上を含有し、残部がアル
ミニウム及び不可避不純物からなることを特徴とする表
面平滑性に優れたシリンダ用アルミニウム合金。05-7wt%, Zn: 0.05-8wt%, Si
: 0. 05-12wt%, Fe: 0.05-2w
An aluminum alloy for cylinders having excellent surface smoothness, characterized in that it contains 1'pi or 28 or more of t%, and the remainder consists of aluminum and unavoidable impurities.
３、発明の詳細な説明
産業上の利用分野
この発明は、乾式静電複写機の感光ドラムやマグネット
ローラー等の基体として使用されるような、表面に高度
の平滑性が要求されるアルミニウム製シリンダ用の合金
に関する。3. Detailed Description of the Invention Industrial Field of Application This invention relates to aluminum cylinders that require a high degree of surface smoothness, such as those used as substrates for photosensitive drums, magnetic rollers, etc. of dry electrostatic copying machines. Regarding alloys for
従来の技術及びその問題点
従来、例えば静電複写機の感光ドラム基体として用いら
れるシリンダ用アルミニウム合金としては、１０００番
系、３０００番系、５０００番系等の合金が用いられて
いる。そしてかかる合金のアルミニウムーシリンダへの
製作は、該合金を押出バイブに押出したのち、この押出
バイブの表面を精密切削加工により平滑に仕上ることに
よって製作されていたが、概して表面平滑性に劣る場合
があった。BACKGROUND ART Conventionally, as aluminum alloys for cylinders used, for example, as photosensitive drum substrates of electrostatic copying machines, alloys such as No. 1000 series, No. 3000 series, and No. 5000 series have been used. The aluminum cylinder was manufactured from such an alloy by extruding the alloy into an extrusion vibrator and then finishing the surface of the extrusion vibrator smooth by precision cutting, but in general, the surface smoothness was poor. was there.
一方、最近の複写機の軽量、低価格化の要請に伴う感光
ドラム自体の薄肉、軽量化の要請に対処するため、精密
切削加工に代わるアルミニウム・シリンダの新たな製造
方法として、圧延材からなる板状の被加工素材に絞り加
工を施して有底筒状のシリンダ用素材としたのち、これ
にしごき加工を施して所定直径の製品となす一般にＤＩ
法と称される製造方法や、押出により製作した筒状のシ
リンダ用素材にしごき加工を施して製品となすＥＩ法と
称される製造方法、さらには、同じく押出により製作し
たシリンダ用素材に引抜き加工を施して製品となすＥＤ
法と称される製造方法等が採用されるようになってきて
いる。On the other hand, in order to meet the recent demand for thinner and lighter photosensitive drums in line with the demand for lighter weight and lower prices for copying machines, a new manufacturing method for aluminum cylinders, which replaces precision machining, is being developed using rolled material. In general, DI is a process in which a plate-shaped workpiece material is drawn to produce a bottomed cylindrical material, and then ironed to produce a product with a predetermined diameter.
There is a manufacturing method called the EI method, in which a cylindrical cylinder material made by extrusion is subjected to ironing to make a product, and a manufacturing method called the EI method, in which a cylinder material made by extrusion is also subjected to drawing. ED processed into a product
Manufacturing methods called ``methods'' have come to be adopted.
ところが、上記各種方法においても、シリンダ用素材に
施すしごき加工や引抜き加工工程において、シリンダ表
面にミクロクラックや焼付きが生じたりし、その結果シ
リンダ表面の平滑性を損う場合があるというような新た
な問題を派生するものであることが判明した。However, even with the above-mentioned methods, microcracks or seizures may occur on the cylinder surface during the ironing or drawing process applied to the cylinder material, which may impair the smoothness of the cylinder surface. It turned out that this led to a new problem.
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたもので
あって、切削加工による場合はもとより、しごき加工や
引抜き加工を施してもミクロクラックや焼付きを生じる
ことがなく、高度な表面平滑性を有するアルミニウム・
シリンダとなしうるシリンダ用アルミニウム合金の提供
を目的とするものである。This invention was made in view of this technical background, and has a high level of surface smoothness that does not cause microcracks or seizures even when subjected to cutting, ironing or drawing. Aluminum with
The object of the present invention is to provide an aluminum alloy for cylinders that can be used as a cylinder.
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するために、発明者は種々実験と研究を
重ねた結果、Ａρ−Ｎｉ合金によれば表面平滑性に優れ
たアルミニウム・シリンダの提供が可能であることを見
出し、かかる知見に基いてこの発明を完成し得たもので
ある。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the inventor conducted various experiments and research, and found that it is possible to provide an aluminum cylinder with excellent surface smoothness using Aρ-Ni alloy. This invention was completed based on this finding.
即ちこの発明は、Ｎｉ ： ０．５〜６、０ｗｔ％を含
有し、あるいはさらにＭｎ：０．０５〜１゜５ｗｔ％、
Ｃｒ ： ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｚｒ：０、 ０５
〜０． ５ｗｔ％、Ｔｉ：０．５ｗｔ％以下、Ｂ二０．
１ｗｔ％以下、Ｃｕ ： ０． ０５〜７ｗｔ％、Ｍｇ
： ０． ０５〜７ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５〜８ｗｔ
％、Ｓ ｉ ： ０． ０５〜１２ｗｔ９６、Ｆｅ：０
゜０５〜２ｗｔ％の１種または２種以上を含有し、残部
がアルミニウム及び不可避不純物からなることを特徴と
する表面平滑性に優れたシリンダ用アルミニウム合金を
要旨とするものである。That is, this invention contains Ni: 0.5 to 6.0 wt%, or further Mn: 0.05 to 1.5 wt%,
Cr: 0.05-1.0wt%, Zr: 0, 05
~0. 5wt%, Ti: 0.5wt% or less, B20.
1wt% or less, Cu: 0. 05-7wt%, Mg
: 0. 05-7wt%, Zn: 0.05-8wt
%, Si: 0. 05-12wt96, Fe:0
The object of the present invention is to provide an aluminum alloy for cylinders with excellent surface smoothness, which is characterized by containing one or more of 05 to 2 wt%, and the remainder being aluminum and unavoidable impurities.
アルミニウム合金中の各元素の添加意義と限定理由につ
いて説明すれば、Ｎｉはしごき加工時、引抜き加工時等
のミクロクラックや焼付きを防止し、あるいは切削加工
性を向上しひいてはシリンダ材の表面平滑性の向上に寄
与するものである。しかしその含有量が０．５ｗｔ％未
満では焼付きが発生し易くなり、逆に６．０ｗｔ％を超
えて過多に含有された場合には、ミクロクラックが生じ
易くなり、甚だしくは断管に至る虞れもある。好ましい
Ｎｉの含有範囲は１．５〜４．５ｗｔ％である。To explain the significance and reasons for adding each element in aluminum alloys, Ni prevents microcracks and seizures during ironing, drawing, etc., improves machinability, and improves the surface smoothness of cylinder materials. This contributes to improving sexual performance. However, if the content is less than 0.5 wt%, seizure is likely to occur, and conversely, if it is contained in excess of 6.0 wt%, microcracks are likely to occur, and even lead to pipe breakage. There is also a risk. The preferred Ni content range is 1.5 to 4.5 wt%.
この発明では、上記Ｎｉの添加含有の他、さらにＭｎ
： ０．０５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ：０゜０５〜１．
０ｗｔ％、Ｚ ｒ ： ０． ０５〜０． ５ｗｔ％、
Ｔｉ：０．５ｗｔ％以下、Ｂ：０．１ｗｔ％以下、Ｃｕ
： ０． ０５〜７ｗｔ％、Ｍｇ：０．０５〜７ｗｔ
％、Ｚｎ ： ０． ０５〜８ｗｔ％、Ｓｉ：０．０５
〜１２ｗｔ％、Ｆ ｅ ： ０． ０５〜２ｗｔ％の１
種または２種以上の含有が５′「容される。これらの元
素はＮｉの添加効果を損うことなく、合金の機械的性質
の改善に寄与するものである。即ち、Ｍｎ％Ｃｒ、Ｚｒ
は合金結晶粒の微細化に、Ｔｉ５Ｂは鋳造割れ防止に、
Ｃｕ ％ Ｍ ｇ ｓ Ｚ ｎは強度向上に、Ｓｉ、、
Ｆｅはしごき性向上等にそれぞれ寄与するものである。In this invention, in addition to the above-mentioned Ni addition, Mn
: 0.05~1.5wt%, Cr: 0°05~1.
0wt%, Zr: 0. 05~0. 5wt%,
Ti: 0.5wt% or less, B: 0.1wt% or less, Cu
: 0. 05-7wt%, Mg: 0.05-7wt
%, Zn: 0. 05-8wt%, Si: 0.05
~12wt%, Fe: 0. 05-2wt% 1
These elements contribute to improving the mechanical properties of the alloy without impairing the effect of adding Ni. Namely, Mn%Cr, Zr.
is used to refine alloy grains, Ti5B is used to prevent casting cracks,
Cu % M g s Z n improves strength, Si,...
Each of these contributes to improving Fe barring properties.
しかし、各元素が下限値未満では該効果に乏しく、逆に
上限値を超えて過多に含有されても該効果の格別な増大
作用がないばかりか、却ってしごき加工時等にミクロク
ラックを生じて表面平滑性を妨げる虞れがある。好まし
い含有範囲は、Ｍｎ：０゜１〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ：０
．１〜１．０ｗｔ％、Ｚｒ ： ０．１〜０．５ｗｔ％
、Ｔｉ：０．５ｗｔ％以下、Ｂ；０．１ｗｔ％以下、Ｃ
ｕ：０゜１〜２゜０ｗｔ％、Ｍｇ ： ０．１〜２．Ｏ
ｗｔ％、Ｚｎ：０゜１〜３．０ｗｔ％、Ｓ ｉ ： ０
． １〜３． ０ｗｔ％、Ｆｅ ： ０．１〜１．５
ｗｔ％である。However, if each element is less than the lower limit, the effect will be poor, and if it exceeds the upper limit and is contained excessively, the effect will not be particularly increased, and on the contrary, it will cause microcracks during ironing. There is a possibility that surface smoothness may be impaired. The preferred content range is Mn: 0°1 to 1.5 wt%, Cr: 0
．． 1-1.0wt%, Zr: 0.1-0.5wt%
, Ti: 0.5wt% or less, B; 0.1wt% or less, C
u: 0°1-2°0wt%, Mg: 0.1-2. O
wt%, Zn: 0°1-3.0wt%, Si: 0
．． 1-3. 0wt%, Fe: 0.1-1.5
It is wt%.
この発明に係る上記組成のアルミニウム合金は、ＤＩ法
による場合には、既知の鋳造法によって鋳造される合金
鋳塊を板材に圧延したのち、絞り加工を施してシリンダ
用素材に製作し、次いでこの素材にしごき加工を施すこ
とによりアルミニウム・シリンダに製作される。またＥ
ｌ法、ＥＤ法による場合は、鋳塊を温度４００〜６００
℃程度の熱間にて押出してシリンダ用素材に製作したの
ち、これにしごき加工、引抜き加工を施すことによりア
ルミニウム・シリンダに製作される。いずれの場合にも
、必要に応じて鋳塊に温度３５０〜６３０℃程度で１〜
２０時間程度の均質化処理を施しても良い。また精密切
削による場合は、常法に従って遂行される。In the case of using the DI method, the aluminum alloy of the above composition according to the present invention is produced by rolling an alloy ingot cast by a known casting method into a plate material, and then drawing it into a cylinder material. An aluminum cylinder is produced by ironing the material. Also E
When using the l method or ED method, the ingot is heated to a temperature of 400 to 600
After extruding at a temperature of about 100°F (°C) to make a cylinder material, it is then ironed and drawn to make an aluminum cylinder. In either case, if necessary, the ingot is heated at a temperature of about 350 to 630℃ and
Homogenization treatment may be performed for about 20 hours. In addition, in the case of precision cutting, it is carried out according to conventional methods.
ところで、上記合金が、しごき加工時や引抜き加工時に
おけるミクロクラックや焼付きの防止効果を有する点に
ついては、発明者の研究によれば、合金組織中の金属間
化合物の存在が関与しているものと推測される。特に、
しごき加工や引抜き加工等に供されるシリンダ用素材の
表面に晶出した金属間化合物の大きさが平均粒径で０．
５〜２０μｍ、好適には２．０〜１０μｍであるときに
、より一層の表面平滑性に優れたアルミニウム・シリン
ダを得ることができ、さらに加えて、面積率が０．５〜
１５％、好適には２．０〜７．５％を占めるときには、
さらに表面平滑性に優れたアルミニウム・シリンダを得
ることができるものであることが、発明者らの実験、研
究により確認された。By the way, according to the inventor's research, the fact that the above alloy has the effect of preventing microcracks and seizure during ironing and drawing is related to the presence of intermetallic compounds in the alloy structure. It is assumed that especially,
The average particle size of the intermetallic compounds crystallized on the surface of the cylinder material subjected to ironing, drawing, etc. is 0.
When the area ratio is 5 to 20 μm, preferably 2.0 to 10 μm, an aluminum cylinder with even better surface smoothness can be obtained.
When it accounts for 15%, preferably 2.0-7.5%,
Furthermore, it has been confirmed through experiments and research by the inventors that it is possible to obtain an aluminum cylinder with excellent surface smoothness.
一方また、本発明に係るＡＱ−Ｎｉ合金をアルミニウム
・シリンダとしての電子複写機用感光ドラム基体に用い
、その表面にセレンや有機感光体等の光導電性の感光体
層を被覆して静電複写機の感光ドラムとした場合には、
該ドラムの電気特性を極めて優れたものとなすことがで
きる。即ち、感光ドラムの電気特性として、表面電位、
暗減衰等の初期特性及びその経時特性の優劣が評価され
るが、本発明に係るＡＱ −Ｎｉ合金を基体として用い
た感光ドラムによれば、初期特性にも優れかつ経時変化
も少なく、連続コピ一時においても初期性能を良好に維
持できるものとなしうる。On the other hand, the AQ-Ni alloy according to the present invention may be used as an aluminum cylinder for a photosensitive drum base for an electronic copying machine, and the surface thereof may be coated with a photoconductive layer such as selenium or an organic photoreceptor to prevent static electricity. When used as a photosensitive drum for a copying machine,
The electrical characteristics of the drum can be made extremely excellent. That is, the electrical characteristics of the photosensitive drum include surface potential,
Initial characteristics such as dark decay and their aging characteristics are evaluated, and the photosensitive drum using the AQ-Ni alloy according to the present invention as a substrate has excellent initial characteristics and little change over time, and is suitable for continuous copying. It is possible to maintain good initial performance even for a short period of time.
発明の効果
この発明に係るアルミニウム合金は、所定範囲量のＮｉ
を含有するものであることにより、切削加工による場合
は勿論のこと、後述の実施例の参酌によっても明らかな
ように、しごき加工や引抜き加工時においても、表面の
ミクロクラックや焼付きの発生を防止でき、高度な表面
平滑性を有するアルミニウム・シリンダとなしうるちの
である。従って高度な表面平滑性の要求される感光ドラ
ム基体等に好適に使用することができる。またアルミニ
ウム・シリンダの製造方法としてＤＩ法、Ｅｌ法、ＥＤ
法等を適用する場合にはそれらの長所を充分に発揮させ
ることかでき、品質に優れた薄肉、軽量なアルミニウム
・シリンダを低価格にて提供することもできる。さらに
また、本発明に係るアルミニウム合金を特に電子複写機
の感光ドラム用基体としてのアルミニウム・シリンダに
適用した場合には、電気特性に優れひいては高画質の複
写を可能とする感光ドラムを提供できるという効果もあ
る。Effects of the Invention The aluminum alloy according to the present invention contains a predetermined amount of Ni.
By containing this material, it is possible to prevent the occurrence of microcracks and seizure on the surface not only during cutting processing, but also during ironing processing and drawing processing, as will be clear from the examples described below. It is made of aluminum cylinder and has a high degree of surface smoothness. Therefore, it can be suitably used for photosensitive drum substrates that require a high degree of surface smoothness. In addition, aluminum cylinder manufacturing methods include DI method, El method, and ED method.
When applying methods such as the above, the advantages thereof can be fully utilized, and a thin-walled, lightweight aluminum cylinder of excellent quality can be provided at a low price. Furthermore, when the aluminum alloy according to the present invention is applied particularly to an aluminum cylinder as a substrate for a photosensitive drum of an electronic copying machine, it is possible to provide a photosensitive drum that has excellent electrical properties and can make high-quality copies. It's also effective.
実施例
次にこの発明の実施例を比較例との対比において説明す
る。EXAMPLES Next, examples of the present invention will be explained in comparison with comparative examples.
後記第１表に示す各種組成のアルミニウム合金について
、該合金を先ず半連続鋳造法によって直径１５２．４ｍ
のビレットに製作し、次いでこのビレットに６００℃×
１５時間の均質化処理を施したのち、押出温度５００℃
で外径６５ＩｎＩｒ１１肉厚３．５ｍｍの管材に押出し
てアルミニウム・シリンダ用素材とした。Regarding aluminum alloys having various compositions shown in Table 1 below, the alloys were first cast to a diameter of 152.4 m by a semi-continuous casting method.
This billet is then heated to 600℃
After 15 hours of homogenization, the extrusion temperature was 500°C.
The material was extruded into a tube material with an outer diameter of 65 InIr11 and a wall thickness of 3.5 mm to obtain a material for an aluminum cylinder.
そして、上記により得られた各素材につき、肉厚１．４
調（Ｌごき加工率６０％）までしごき加工を実施して、
得られたアルミニウム・シリンダ表面におけるミクロク
ラック、焼付きの発生状況を調査した。それらの結果を
併せて第１表に示す。なおミクロクラック、焼付きとも
に、◎・・・全く認められないもの、○・・・僅かに認
められるが実用上問題のないもの、Ｘ・・・広範囲かつ
多量に認められ実用上支障があるもの、として評価した
。For each material obtained above, the wall thickness was 1.4
Ironing process is carried out to the desired level (L process rate 60%),
The occurrence of microcracks and seizure on the surface of the obtained aluminum cylinder was investigated. The results are shown in Table 1. For both microcracks and seizures, ◎... Not observed at all, ○... Slightly observed but not a practical problem, X... Found widely and in large quantities, causing a practical problem. It was evaluated as .
上記結果から明らかなように、合金組成が本発明範囲内
に規定された本発明範囲内（試料Ｎｏ、１〜９）は、表
面のミクロクラックや焼付きの発生が抑制されたもので
あることがわかる。As is clear from the above results, when the alloy composition is within the range of the present invention defined within the range of the present invention (sample Nos. 1 to 9), the occurrence of microcracks and seizure on the surface is suppressed. I understand.
なお、具体的開示は省略したが、本発明範囲内における
Ｎｉの含有とともにＣｒ ＳＺ ｒ ｓ Ｂ ｓＭｇ、
Ｚｎ、Ｓｉを単独であるいは各元素と併せて本発明範囲
内の含有量にて添加含有せしめた場合にも同様の結果が
得られた。また、実施例で示したものと同じ素材に引抜
き加工を施してシリンダとした場合にも同様の結果が得
られた。Although specific disclosure has been omitted, in addition to the inclusion of Ni within the scope of the present invention, Cr SZ r s B sMg,
Similar results were obtained when Zn and Si were added alone or in combination with each element in a content within the range of the present invention. Further, similar results were obtained when the same material as shown in the example was subjected to drawing processing to form a cylinder.
また、本発明に係るアルミニウム合金を電子複写機の感
光ドラム基体として用いた場合の、感光ドラムの電気特
性の優秀性を確認するために、以下の試験を行った。Further, in order to confirm the superiority of the electrical characteristics of a photosensitive drum when the aluminum alloy according to the present invention is used as a photosensitive drum base of an electronic copying machine, the following test was conducted.
まず、前記第１表に示すＮｏ１〜１１の合金組成と同じ
組成のアルミニウム合金を、常法により外径６５ｍｍ、
内径５８ｍｔｒｔの押出素管に押出すとともに、該押出
素管を長さ３００ｍｔａに切断したのち、しごき加工を
施して、感光ドラム基体を製作した。Ｎｏ１〜９の合金
組成からなる基体の表面粗さはいずれもＲｍａｘ Ｏ，
４〜０．６μｍの範囲であった。First, aluminum alloys having the same compositions as alloy compositions Nos. 1 to 11 shown in Table 1 above were prepared using a conventional method, with an outer diameter of 65 mm,
The material was extruded into an extruded raw tube having an inner diameter of 58 mtrt, and the extruded raw tube was cut into a length of 300 mta, followed by ironing to produce a photosensitive drum base. The surface roughness of the substrate made of alloy compositions No. 1 to 9 is Rmax O,
It was in the range of 4 to 0.6 μm.
次いで、上記により得た各感光ドラム基体の表面に、絶
縁層としてのアルマイト層（厚さ５μｍ）あるいはポリ
エチレンフィルム層（厚さ１μｍ）を被覆形成したのち
、さらにその上に感光層としてポリビニールカルバシー
ブ／トリニトロフルオレイン（ＰＶＫ／ＴＮＦ）を浸漬
法による塗布により厚さ１５μｍに被覆形成し、もって
感光ドラムとした。Next, an alumite layer (thickness: 5 μm) or a polyethylene film layer (thickness: 1 μm) is formed as an insulating layer on the surface of each photosensitive drum substrate obtained as described above, and then a polyvinyl carbide layer is further formed as a photosensitive layer thereon. A coating of sieve/trinitrofluorein (PVK/TNF) was applied by dipping to a thickness of 15 μm to form a photosensitive drum.
そして得られた各感光ドラムにつき、表面電位及び暗減
衰の経時変化を調べた。ここで表面電位は、＋５．７ｋ
Ｖで２０秒間帯電を行ったときの電位で評価し、暗減衰
は表面電位とその後２０秒間暗中に放置したときの電位
との比をもって評価した。そしてこれらの結果を、◎・
・・経時変化の極めて少ないもの、○・・・経時変化の
少ないもの、△・・・経時変化の激しいもの、×・・・
経時変化の極めて激しいもの、として第２表に示す。For each of the obtained photosensitive drums, changes over time in surface potential and dark decay were examined. Here the surface potential is +5.7k
The potential was evaluated by charging with V for 20 seconds, and the dark decay was evaluated by the ratio of the surface potential to the potential after being left in the dark for 20 seconds. And these results, ◎・
・・Things with very little change over time, ○・・Things with little change over time, △・・Things with severe change over time, ×・・・
Table 2 shows those with extremely severe changes over time.
上記結果かられかるように、この発明に係るアルミニウ
ム合金を用いて製作したアルミニウム・シリンダを電子
複写機の感光ドラム基体に適用した場合には、極めて優
れた電気特性を有する感光ドラムを提供することができ
るものであることを確認しえた。As can be seen from the above results, when an aluminum cylinder manufactured using the aluminum alloy according to the present invention is applied to a photosensitive drum base of an electronic copying machine, a photosensitive drum having extremely excellent electrical properties can be provided. I was able to confirm that it is possible.
以上that's all
Claims (2)
ルミニウム及び不可避不純物からなることを特徴とする
表面平滑性に優れたシリンダ用アルミニウム合金。(1) An aluminum alloy for cylinders with excellent surface smoothness, which contains Ni: 0.5 to 6.0 wt%, and the remainder consists of aluminum and unavoidable impurities.
ｎ：０．０５〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ：０．０５〜１．０
ｗｔ％、Ｚｒ：０．０５〜０．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．５
ｗｔ％以下、Ｂ：０．１ｗｔ％以下、Ｃｕ：０．０５〜
７ｗｔ％、Ｍｇ：０．０５〜７ｗｔ％、Ｚｎ：０．０５
〜８ｗｔ％、Ｓｉ：０．０５〜１２ｗｔ％、Ｆｅ：０．
０５〜２ｗｔ％の１種または２種以上を含有し、残部が
アルミニウム及び不可避不純物からなることを特徴とす
る表面平滑性に優れたシリンダ用アルミニウム合金。(2) Contains Ni: 0.5 to 6.0 wt%, and further contains M
n: 0.05 to 1.5 wt%, Cr: 0.05 to 1.0
wt%, Zr: 0.05-0.5 wt%, Ti: 0.5
wt% or less, B: 0.1 wt% or less, Cu: 0.05~
7wt%, Mg: 0.05-7wt%, Zn: 0.05
~8 wt%, Si: 0.05~12 wt%, Fe: 0.
1. An aluminum alloy for cylinders having excellent surface smoothness, characterized in that it contains one or more of 0.05 to 2 wt%, and the remainder consists of aluminum and unavoidable impurities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023487A JPS63179038A (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | Aluminum alloy for cylinder having excellent surface smoothness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023487A JPS63179038A (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | Aluminum alloy for cylinder having excellent surface smoothness |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63179038A true JPS63179038A (en) | 1988-07-23 |
Family
ID=11744606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1023487A Pending JPS63179038A (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | Aluminum alloy for cylinder having excellent surface smoothness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63179038A (en) |
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