JPS634049A - 器物用Ａｌ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〕 本発明は絞り性、アルマイト処理後の表面品質及び耐食
性に優れ念器物用Ｍ合金板の製造方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

器物用として使用されるＭ合金板はプレスやスピニング
等の絞り加工を受けるため軟質材や半硬質材が使用され
ており、表面品質、絞り性（限界絞り率）及び耐食性が
要求されている。表面品質として問題になるのはルーパ
ーライン（リビングマークとも呼ばれる）と肌荒れの２
点であり、これらについて以下に説明する。器物用Ｍ合
金板は鋳塊を均熱処理した後、熱間圧延及び冷間圧延の
工程を経て製造されるが、熱間圧延時又は中間焼鈍時に
生じた再結晶粒が粗大だと、その後の加工でも比較的近
い方位を維持し、繊維状の組織として残存する。この組
織は絞シ加工を行なうとカップ側壁にループ状の筋とし
て現われルーパーラインと称される。ルーパーラインは
方位差が明確となるエツチング処理、アルマイト処理罠
よって更に顕著となる。又完全焼鈍材を絞り加工する際
、結晶粒度が大きいと結晶方位によって変形能が異なる
ため表面に凹凸の模様が現われ、肌荒れ（オレンジピー
ル）と称されている。

上記器物用Ｍ合金板に対する要求特性の内特にルーパー
ラインが従来から問題視されており、これを防止するた
めの材料の製造方法が特公昭５つ−２５０２８により提
案されている。

上記特許は熱間粗圧延において最終パス温度を３７０〜
４４０℃とし、少くとも９０調からの各パスの圧下率を
２０％以上にすると共に、熱間仕上圧延の終了温度を３
００℃以下にすることを特徴としたものであり、最終焼
鈍後のルーパーラインが少く、耐肌荒れ性、絞り性も良
好であるとしているが、アルマイト後のルーパーライン
及び耐食性については特に言及していない。

〔発明が解決しようとする問題点〕 最近表面品質、耐食性等に対するユーザーの要求水準が
ますます厳しくなってきており、従来の製造方法ではル
ーパーライン等の点で必ずしも満足すべき表面品質でな
く、特にアルマイト後のルーパーラインが問題視されて
いる。又従来の方法では耐食性も余り良好でなく、アル
マイト後において良好な表面品質及び耐食性に有する器
物用Ｍ合金板の開発が切望されていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は合金元素の挙動をコントロールすることによっ
て、器物用Ｍ合金板の表面品質及び耐食性を改良したも
ので、Ｆｅ　０．１−　Ｌ　０％、Ｓｉ　０．５％以下
を含有し残部Ａｌと通常の不純物からなるＭ合金鋳塊を
均熱処理した後、４５０℃以下の温度に達するまで５０
℃／ｈｒ以下の平均冷却速度で冷却するか又は５５０〜
４５０℃の温度で３０分以上保持した後直ちに、熱延中
生じる数回の再結晶の内、少なくとも最後から２回の再
結晶における平均粒径がいずれも１００μｍ以下となる
熱間粗圧延を実施し、更に熱間仕上圧延を行なう事を特
徴とする器物用Ｍ合金板の製造方法である。

〔作　用〕

器物用Ｍ合金板のアルマイト処理の際、Ａ１５Ｆｅ。

Ｓｌ系の化合物がアルマイト皮膜の形成に影響を及ぼす
が、特に単体Ｓ１が存在するとその部分の皮膜が不健全
となり、耐食性が悪化する。本発明は耐食性に悪影響を
及ぼす単体Ｓ１の析出を抑えると共に、熱延及び焼鈍時
の再結晶粒を微細化してルーパーライン全防止し、耐肌
荒れ性も良好にしたものである。

本発明の合金組成において、Ｆｅは強度を向上させると
共に固溶Ｓｉと化合物？生じ単体Ｓ１の析出を抑える効
果があるが、０．１％未満ではその効果が小さく、１％
を超えると絞り性が悪化する。Ｓｌはは通常不純物とし
て含有されるが、０．５％を超えると単体Ｓ１の析出が
多くなり耐食性が悪化する。

上記組成を有する鋳塊を均熱処理するが、これによって
組織の均−化及びＦｅ　、　Ｓｉ固溶量の減少がはから
れる。均熱の条件は５００〜６２０℃で５ｈｒ以上が望
ましい。

次にｌｌ５０℃以下の温度に達するまで５０℃／ｈｒ以
下の平均冷却速度で徐冷するが、これにより固溶してい
たＦｅ、Ｓｉよりα−ＩＪ　ＦｅＳｉの比較的粗大な析
出物が生じる。このα−ＡＩＦｅＳｉの析出によって固
溶Ｓ１量が減少し、熱延、焼鈍時の単＃１析出量全減少
させることが出来る。又同時に粗大な析出物は熱延、焼
鈍時に再結晶核の発生場所として作用するためこれらの
再結晶粒が微細となる。更に固溶Ｆｅ量も減少するため
、熱延、焼鈍時の再結晶において（再結晶粒粗大化の原
因となる析出と再結晶の同時進行（いわゆる競合現象）
を防止する効果を有し、粗大再結晶粒の発生を抑制する
ことが出来る。

冷却によって達する温度が４５０℃以上の場合、或いは
冷却速度が５０℃／ｈｒよりも大きい場合は、充分な量
のα−Ａｔ！ＦｅＳｉの析出が生じず、上記の効果が期
待出来ない。但し冷却速度が５０℃／ｈｒ以上の場合で
も、３５０−４５０℃の温度で３０分以上保持すればα
−ＡＩＦｅＳｉの析出が充分生じ、上記の効果が得られ
る。温度が４５０℃以上又は時間が３０分未満の場合は
析出量が少なく、５５０℃未満では続いて行なわれる熱
間圧延が困難になる。５５０〜１ｉ５０℃での保持は、
均熱処理後常温付近迄冷却することなく直ちに実施した
方が、析出物がより粗大となって望ましいが、−度常温
迄冷却した後再加熱全行なっても差支えない。

工業的な熱間圧延においては、数回〜数千回のパスが実
施され、各パス間で、条件がそろえば静的再結晶が生じ
る。即ちパスの温度、圧下率、歪速度、合金元素等の条
件で決まる再結晶の潜伏期が、パスとパスの間の時間よ
り短かければ再結晶が生じることになる。本発明は、絞
り加工後に生じるルーパーラインに関しては、工程の最
終付近での再結晶粒度の影響が大きく、良好な表面品質
を得るためには、熱延での少なくとも最終２回の再結晶
粒径をいずれも平均１００μｍ以下にする必要があるこ
とを見出したものである。即ち最終２回の再結晶粒径が
平均１００μｍ以下であれば、それ以前に生じた再結晶
粒が粗大でもその影響を小さくすることが出来るが、最
終２回の内いずれか１方の再結晶粒径が１００μｍを超
えるとルーパーラインが生じる。

熱間圧延における最終２回の再結晶粒径をいずれも１０
０μｍ以下とする具体的な方法は、前述の均熱処理及び
その後徐冷するか又は３５０〜４５０℃に保持する工程
により、Ｆθ、Ｓｉ　を比較的粗大な析出物としてマト
リックス中に出し、固溶量全充分に減少させた後、適正
な条件で熱間圧延を実施することである。

熱間圧延における再結晶は、パス終了後−定の潜伏期を
経た後に起こる静的再結晶であり、その結晶粒は低温、
大圧下率（歪速度大、歪量犬）程微細となり、再結晶の
潜伏期は高温、大圧下率程短時間となる。そこで熱間粗
圧延機とタンデム仕上圧延機２有する熱延ラインでの適
正な熱延条件を以下に示す。

一般に純Ｍ系の熱間圧延においては、タンデム型仕上圧
延機での再結晶は生じさせないことが多く、熱延工程で
の最終２回の再結晶は熱間粗圧延で生じる。

熱間粗圧延機で純Ｍ系材料を圧延する際、−般にパスが
最終に近づくにつれて温度が降下すると共に板厚が薄く
なるため、圧下率も大きくすることが可能となる。従っ
て熱間粗圧延の最終２回での再結晶が結晶粒を最も微細
にすることが出来る。

本発明はこの熱間粗圧延の最終２回のパスの圧下率をい
ずれも３０％以上とし、かつ最終パス終了温度を３２０
℃以上とすることにより、この２回のパスでの再結晶粒
掻音いずれも平均１００μｍ以下に抑えられることを見
出したものである。即ち圧下率が３０％未満では再結晶
粒径が平均１００μｍ以上となり、又最終パス終了温度
が３２０℃未満であれば再結晶の完了が困難となる。

粗圧延終了後の仕上圧延では、単体Ｓ１の析出を完全に
防ぐためには終了温度２５０℃未満であることが望まし
いが、特許請求の範囲第１項に記載した条件を満たして
いれば２５０℃以上でも充分実用可能である。尚タンデ
ム仕上圧延機の場合、各スタンド間では時間が匝めて短
く再結晶は生じないが、最終スタンドでのパス終了温度
が２８０〜３００℃を超える場合はコイルアップ後に再
結晶が生じる。タンデム圧延機のトータルの圧下率は充
分に大きいため、再結晶粒径は通常平均１００μｍ以下
となる。従って仕上圧延終了後再結晶させると耐食性は
実用範囲内でやや悪化するが、ルーパーラインはさらに
目立たな、くなるため、用途に応じて仕上圧延後再結晶
させても差支えない。

熱間圧延終了後は必要に応じて冷間圧延、中間焼鈍及び
仕上焼鈍を行なう。特許請求の範囲第１項に記載した条
件を満たしていれば、通常の焼鈍条件で単体Ｓ１の析出
が少なく、かつ微細な再結晶組織が得られるが、焼鈍温
度５５０〜４５０℃で２〜１０時間焼鈍するか、或いは
連続焼鈍炉を用いて、４００−５５０℃で１２０秒以下
ノ焼１１行なうことによって単体Ｓ１の析出をより少な
くすることが可能である。

〔実施例〕

第１表に示した組成を有するＭ合金鋳塊（厚さ：　５０
０閣）を５５０℃で６ｈｒ均熱処理した後４００〜４７
０℃迄冷却してから熱間粗圧延及び熱間仕上圧延により
５〜６゜５鯨迄加工し、更に１．０閣迄冷間圧延後３６
０℃で２時間仕上焼鈍を行なった。尚−部の鋳塊は均熱
処理後ｌｌ３０〜４７０℃で所定時間保持してから熱間
圧延？開始した。

上記製造工程をまとめて第２表に、熱間粗圧延における
板厚９０−１００ｍから最終パスまでのパススケジュー
ルを第５表に示す。尚第２表においてＣ，Ｃ以外の工程
は熱間粗圧延及び仕上圧延の終了温度に関しては特公昭
５９−２５０２８の請求範囲内に含まれており、又第５
表における二、ホのパススケジュールも上記請求範囲内
に含まれているものであって、工程及びパス・スケジュ
ールの組合せ如何によっては従来例となるものである。

第２表に示した工程及び第５表に示し北パス・スケジュ
ールの内から第４表に示した組合せについて厚さ１瓢の
製品を製造し、熱間粗圧延後における再結晶粒度ならび
に製品を絞り加工した際のルーパーライン、肌荒れ及び
耐食性を評価した。

尚再結晶粒度は光学顕微鏡で１００倍の視野内について
切断法で測定し、ルーパーライン、肌荒しは目視観察に
より、又耐食性は塩水噴霧試験後の孔食状態により評価
した。

これらの評価結果を第４表に示す。

第４表から明らかなように、本発明例Ｎ１１ｌ〜１２は
いずれも熱間粗圧延における最後から２回の再結晶粒径
が１００μｍ以下であり、絞り加工後のルーパーライン
、肌荒れ、耐食性等が良好である。

−方比較例Ｎ１１１３〜１５．１８．１９は均熱処理後
の冷却又は保持条件が本発明の範囲外であって、最終前
パスの再結晶粒径が１００μｍより大きく、ルーパーラ
イン及び耐食性の点で問題がある。比較例Ｎ１１６．１
７．２２．２３は熱間粗圧延の最終パス終了温度が本発
明の範囲より低い場合であって、最後から２回のパスに
おいて再結晶を起していなく、やはりルーパーライン及
び耐食性の点で問題がある。比較例随２２．２３は均熱
処理後の冷却又は保持条件、熱間粗圧延のバススケシ−
ル等は本発明の範囲内であるが、組成が本発明の範囲外
である場合であって、ルーパーライン及び肌荒れは良好
であるが、耐食性が悪くなっている。これに対して特公
昭５９−２．５０２８に示されている方法により製造し
た従来例Ｎα２４〜３１は、熱間粗圧延における最後か
ら２回の内いずれかの再結晶粒が１００μｍより大きく
て耐食性が悪く、ルーパーラインが特にアルマイト後に
おいて顕著に現われている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、絞り性、アルマイト処理後の表面品質
及び耐食性に優れた器物用Ｍ合金板全製造することが可
能であり、工業上顕著な効果を奏するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ０．１〜１．０％、Ｓｉ０．５％以下を含有
   し残部Ａｌと通常の不純物からなるＡｌ合金鋳塊を均熱
   処理した後、４５０℃以下の温度に達するまで５０℃／
   ｈｒ以下の平均冷却速度で冷却するか又は３５０〜４５
   ０℃の温度で３０分以上保持した後直ちに、熱延中生じ
   る数回の再結晶の内、少なくとも最後から２回の再結晶
   における平均粒径がいずれも１００μｍ以下となる熱間
   粗圧延を実施し、更に熱間仕上圧延を行なう事を特徴と
   する器物用Ａｌ合金板の製造方法。
2. （２）熱間粗圧延として、少なくとも最後から２回のパ
   スにおける圧下率がいずれも３０％以上であり、かつ最
   終パス終了温度が３２０℃以上である圧延を行なう事を
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の器物用Ａｌ合金
   板の製造方法。