JPS63293145A - 表面品質に優れたアルミニウム合金板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建材や器物などの表面品質が要求される製品
に用いられるアルミニウム合金板の製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術とその問題点〕

アルミニウムは建材や器物に広く用いられており、それ
らは一般に陽極酸化処理を行ない耐食皮膜を形成させて
使用する場合が多い、ところで建材用アルミニウム材料
に要求される特性は、■色調のむらのない陽極酸化処理
皮膜が形成できること。

■ブレーンストリークと呼ばれるすし状のマクロ組織が
形成されないこと。

■加工時の耐肌荒れ性を有すること、などである。

また器物用材料の場合、前記■〜■の特性に加え、 ■耳率が低いことなどの絞り加工に関する特性も要求さ
れている。

特に近年多様化する用途と共に■や■に示した表面品質
上の要求が厳しくなっている。■の色調むらに関してそ
の原因はＡｌ１ｈＦｅのような金属間化合物がアルミニ
ウム板中に存在すると、これが陽極酸化処理の際に、そ
のままの状態で皮膜中にとり込まれるためとされており
、解決法も考えられつつある。この解決法には均質化処
理温度を制御する方法と冷延、焼鈍条件を制御する二つ
の方法があるが冷延、焼鈍条件は、材料の強度や前記の
■〜■などの要求特性を満足させるため厳しく制限され
ており、後者の方法は実質的に不可能である。従って、
前者の均質化処理温度の制御が実際に用いられている。

これは、均質化処理温度を高温で行なうことで、鋳塊の
晶出物として存在するＡ１．ＦｅをＡｆｆｉｓＦｅへ相
変態させ色調むらをなくそうとする方法であるが、この
ようにして製造した製品は、色調むらは確かになくなる
ものの、ブレーンストリークの発生や熱延時のピックア
ップ欠陥が生じる問題があった。

ここでブレーンストリークとは熱間粗圧延時に加工組織
が残ったり粗大な再結晶粒となった場合、後の焼鈍工程
で微細な再結晶となっても方位差の少ない粒がすし状に
分布し、陽極酸化処理を行なうと圧延方向に沿ったしま
模様として現れるものをいうものである。またピックア
ップとはロールコーティングが圧延途中においてロール
からはぎとられて板表面に埋め込まれたり、板表面の一
部が局所的にロールに付着し、その部分がむしりとられ
た状態になることを云うものである。これは圧延油、圧
延温度、プラッシュロールの駆動やパススケジュールが
影響されるともされているものである。

〔発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記の■〜■にあげた問題について検討の結果
、特定のアルミニウム合金組成の鋳塊を特別な均質化処
理条件で行ない特定の温度により熱間圧延を施すことに
より上記の色調むら、ブレーンストリーク、およびピッ
クアップの発生がなく、しかも耐肌荒れ性や絞り加工性
を…なわないアルミニウム板の製造方法を開発したもの
である。

〔問題点を解決するための手段および作用］本発明はＦ
　ｅｏ、１〜０．８ｗｔ％、Ｓ　ｉＯ，０５〜０．４ｗ
ｔ％でＳ　ｉ　／　Ｆ　ｅの比が０．５以下、残部ＡＩ
！、からなるアルミニウム合金を５６０℃以上の温度で
２時間以上加熱した後、少なくとも５２０“Ｃまでは３
０°Ｃ／ｈｒ以下の冷却速度で冷却するか、または４０
０°Ｃ以上５２０℃以下に冷却後３時間以上保持する処
理を行なった後、開削可能な温度まで冷却し面削を行な
い、その後５５０℃以下の温度に加熱し熱間圧延を行な
うことを特徴とする表面品質に優れたアルミニウム合金
板の製造方法である。

本発明の対象とするアルミニウム合金成分について上記
のように限定したのは、Ｆｅは材料の強度を向上させ、
結晶粒の微細化を図るために必要であるが、Ｏ，１ｗｔ
％未満ではその効果がなく、０．８ｉｉｔ％を越えると
、成形加工性や耐食性が劣化するからである。ＳｉもＦ
ｅと同様に材料の強度を向上させ結晶粒の微細化を図る
元素であり、０．０５ｗｔ％未満ではその効果が少なく
　０．４ｗｔ％を越えると単体Ｓｉの析出が起こり、陽
極酸化処理材の色調むらが生じる。またＳｉをＳ　ｌ　
／　Ｆ　ｅ比で０．５以上添加した場合は単体Ｓｉが析
出し、これが陽極酸化処理材の色調むらを生じさせる。

従ってＳｔの含有量はＳ　ｉ　／　Ｆ　ｅ比で０．５以
下とするものである０以上が本発明において対象とする
合金の必要とする成分であるが、後述のように本発明は
合金の析出状態および表面酸化皮膜を制御するところに
特徴があり、その制御を阻害しない元素は製品の要求特
性を満す限り添加してもさしつかえない０例えば、成形
性を向上させるため１．０−【％以下のＣｕや０．５ｗ
ｔ％以下のＭｎを添加したり、結晶粒微細化のために０
．０５ｗｔ％以下のＢや０．１５ｗｔ％以下のＴｉを添
加することは何らさしつかえない。

次に本発明の製造工程について説明する。

まず、アルミニウム合金鋳塊に５６０°Ｃ以上の温度で
２時間以上の熱処理を施すのであるが、５６０℃未満で
は晶出物として鋳塊中に存在するＡｌ。

ＦｅがＡｌ３Ｆｅに相変態をほとんどおこさない。

また加熱時間が２時間未満では相変態に要する時間が不
充分であり、また鋳造組織均質化の点でも２時間以上必
要である。

Ａｆｆｉ、ＦｅをＡｌａＦｅに相変化させる理由は前述
の様にＡｌｂＦｅは陽極酸化処理時に色調むらを生じる
為である。そして５６０℃以上ならば合金の融点以下な
らばよく時間は２時間以上ならば経済の許される程度ま
で適用できる。

次にこのように５６０°Ｃ以上に加熱した鋳塊を、少な
くとも５２０°Ｃまでは３０℃／ｈｒ以下の冷却速度で
冷却するが、その理由は次の通りである。５６０°Ｃ以
上に加熱された鋳塊にはＦｅやＳｉが固溶しており、こ
れをできるだけ粗大に析出させるためにこの処理を行な
うものである。すなわち５２０℃まで、冷却速度３０℃
／ｈｒ以下の非常に遅い冷却速度で冷却することにより
、冷却中に固溶元素の大部分を粗大に析出させるのであ
るが、そのためには冷却速度が３０°Ｃ／ｈｒ以下であ
る必要がある。３０”Ｃ／ｈｒを越えると冷却速度が早
いため析出不充分である。また５２０℃を越えた温度で
該処理を止めた場合も析出が不充分であるので、少なく
とも５２０℃までは３０℃／ｈｒの冷却速度で冷却する
必要がある。この様な処理を行なった場合は５２０℃で
、すでに固溶元素は充分に析出しているので５２０℃以
下の温度では冷却速度は３０℃／ｈｒ以上で冷却しても
差支えない。

また上記の処理に代る別の処理方法として、４００℃以
上５２０℃以下の温度に冷却後上記の温度に３時間以上
保持する方法がある。温度が４００°Ｃ未満で保持する
と単体Ｓｉやα−Ａｊ！ＦｅＳｉの析出が生じ、これら
は色調むらの原因となるので温度の下限を４００℃とす
るものである。また５２０°Ｃを越えた温度で保持を行
なっても析出量が不充分であるので上限を５２０℃とし
た。保持時間は３時間未満では析出量が不充分であり３
時間を下限としたものである。保持中の温度は４００〜
５２０°Ｃの範囲内であれば保持中に変動しても析出は
充分に進行する。また５２０℃までの冷却速度は、−切
関係がない、これは上記の温度で保持中に析出させるか
らである。

本発明の上記処理方法によると固溶元素量が少なく、か
つ粗大な析出物しか存在しないのでその後の熱間圧延工
程において微細で均一な再結晶組織となり、ブレーンス
トリークの発生を防止できるのである。一方従来の均質
化処理を行なったものはＡｊ！ａＦｅがＡｊ！、Ｆ　ｅ
に相変化して色調むらは防止できるが析出が不充分のた
め、再加熱の途中、或いは熱間圧延において固溶元素量
の変化が大きくなり、ブレーンストリークの発生は避け
られない。

本発明は上記の様な処理を行なった後、面削可能な温度
まで冷却し、固剤を行ない、その後５５０°Ｃ以下の温
度に加熱し熱間圧延を行なうものであるが、ここで固剤
を行なうのは、前記したピックアップが圧延中のロール
コーティングの剥離や、圧延条件の他、高温均質化処理
の際に生じる酸化皮膜が圧延中に剥離して生じるもので
あるとの知見によるもので、この酸化皮膜を固剤により
除去してその後の熱間圧延におけるピックアップの発生
を防止したものである。また熱間圧延前の加熱温度を５
５０℃以下としたのは、上記の固剤して酸化皮膜が除か
れた新たな表面の酸化を少なくするためである。

ところでこのような、固剤、再加熱を前記した本発明の
２種のいずれかの処理を行なわずに実施した場合、再加
熱の際に析出が生じ、その制御は困難でありブレーンス
トリークの発生やその他の特性のばらつきの原因となる
。

これに対し本発明の前記の処理を行なった場合は、固溶
元素量が少なく析出物が粗大であるため、再加熱や熱間
圧延に対して感受性が鈍いもので熱間圧延前の加熱温度
が５５０℃以下であれば圧延できる程度の温度であれば
よく、また加熱時間もいずれであっても特性は変化しな
い。

しかして本発明の前記の処理を行なった鋳塊の晶出物は
Ａｌ３Ｆｅであるため製品板の色調むらはな（、新たな
面削面を表面にしているためピックアップの発生もなく
、かつ再加熱前の固溶、析出状態をコントロールしてい
るので、ブレーンストリークの発生もな（、従来通りの
冷延、焼鈍工程によるも、その他の要求特性を満足させ
ることができるものである。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例について説明する。

実施例１ 第１表に示すＡ−Ｄの合金をＤＣ鋳造法にて厚さ４００
閣の鋳塊を作製し、それぞれを第２表に示す条件で固剤
、均質化処理を行ない厚さ６■まで熱間圧延行なった。

圧延開始温度は４３０℃であり、得られたホットコイル
を３５０°Ｃで２時間焼鈍し、３ａｓ厚さまで冷延した
。得られた冷延板に陽極酸化処理を行ない、色調むら、
ブレーンストリーク、ピックアップおよび曲げ加工によ
る肌荒れの発生の評価を行なった。その結果を第３表に
示す。

第１表 第２表 ０主）：面鰐＄カバずれも２０■×両面。

第３表 第１表〜第３表から明らかなように本発明法を用いた場
合、従来例よりも優れた特性を有している。

すなわち、比較例Ｎａ６は最初に５６０℃以上の加熱を
行なっていないため、色調むらが発生しており、階７で
は熱延前の加熱を５５０℃以上にしているためピックア
ップが発生している。魔８では、６００℃Ｘ９ｈｒに加
熱後本発明法の処理を行なっていないため、ブレーンス
トリークが発生しており、Ｎ［Ｌ９では途中の工程で固
剤を行なっていないため、ピンクアップが発生している
。　Ｈａｌｏ、１１は従来例であるが、Ｎｌｌｌ０では
ピックアップが発生し、Ｈａｌｌでは５６０’Ｃ以上に
加熱していないため、色調むらが発生している。

これに対して本発明法によるＮ［Ｌｌ−１１ｈ５は、色
調むら、ブレーンストリーク、ピックアップおよび肌荒
れなどは、いずれも発生がな（優れた特性を示すことが
判る。

実施例２ Ｓｉ／Ｆｅ比が０．５以下のＪＩＳ　１０５０相当Ｓｔ
０．０９％、ＦｅＯ，２８％、ＴｉＯ，０１％、残部Ａ
ｆｆｉの１００■厚のアルミニウム鋳塊を第４表に示す
条件で均質化処理、面削後４１０℃で熱間圧延を開始し
、３１ｍ１ｍ厚さの熱延板を得た。この熱延板を１．５
閣厚さまで冷延後ｊ６０℃×２ｈ「の焼鈍を行ないさら
に陽極酸化処理を行なった０色調むら、ブレーンストリ
ーク、肌荒れの評価結果と焼鈍板の耳率測定結果を第５
表に示す、なお耳率はブランクφ６１でカップを絞り測
定しており、Ｏ＠−９０°を＋とし、４５６を−とする
。

第４表 第５表 第４表および第５表から明らかなように漱２０〜随２４
の本発明条件を外れる比較例においては色調むら、ブレ
ーンストリーク、ピックアップのいずれかが発生するが
随１５〜１９の本発明例においては、これらの発生は全
くない。また耳率についても特性が損なわれることがな
いことが判る。

〔効果〕

以上に説明したように本発明によれば、色調むらのない
陽極酸化皮膜が得られ、またブレーンストリーク、ピッ
クアップもなく、表面品質が優れ、しかも耐肌荒れ性や
、絞り加工性をｔｉなわないアルミニウム合金板の製造
を可能としたもので、その工業的な効果は極めて大きい
ものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｆｅ０．１〜０．８ｗｔ％、Ｓｉ０．０５〜０．４ｗ
   ｔ％でＳｉ／Ｆｅの比が０．５以下、残部Ａｌからなる
   アルミニウム合金を５６０℃以上の温度で２時間以上加
   熱した後、少なくとも５２０℃までは３０℃／ｈｒ以下
   の冷却速度で冷却するか、または４００℃以上５２０℃
   以下に冷却後３時間以上保持する処理を行なった後、面
   削可能な温度まで冷却し面削を行ない、その後５５０℃
   以下の温度に加熱し熱間圧延を行なうことを特徴とする
   表面品質に優れたアルミニウム合金板の製造方法。