JPS64456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 この発明はアルミニウム箔地の製造方法に関す
るものであり、より詳しくは極薄肉でしかもピン
ホールが少ないアルミニウム箔を得るに適した、
箔圧延性の優れたアルミニウム箔地を製造する方
法に関するものである。 従来の技術 従来のアルミニウム箔の製造方法としては、ア
ルミニウム溶湯から半連続鋳造法によつてスラブ
を鋳造し、熱間圧延および冷間圧延によつて、
0.4〜１mm程度の厚みの板材（箔地）とし、これ
に再結晶温度より高い温度で焼鈍処理（箔地焼
鈍）を施した後、箔圧延により0.05〜0.005mm程
度の箔とし、さらに300〜500℃程度の温度で焼鈍
処理（箔焼鈍）を行なう方法が一般的であつた。 ところでアルミニウム箔に対しては最近はより
薄肉のものが要求されるようになり、従来一般に
実用化されていた7μｍ厚よりも薄い5.5μｍ厚ある
いはそれ以下の極薄肉のものが望まれるようにな
つている。一般に10μｍ以下の薄肉の箔に圧延す
る場合は重ね圧延を行なうのが通常であるが、重
ね圧延の場合でも、箔厚が薄くなれば素材アルミ
ニウム中に固溶されている不純物成分であるFe
やSiによる圧延硬化の影響が強くあらわれて圧延
性が低下する。さらに、箔の厚みが10μｍ以下と
なれば箔の厚みが箔素材中に存在する介在物や金
属間化合物のサイズに近づくが、ここれらの金属
間化合物や介在物は通常脆くて硬質であるから、
応力集中点として作用し易い。これらの結果、箔
厚が薄くなるほど、指数関数的に箔に発生するピ
ンホール数が増加し、圧延中の張力によつて箔が
破断したり、またピンホール数増加により箔の耐
透湿性が著しく低下したりする問題がある。 したがつて従来の一般的な方法により5.5μｍあ
るいはそれ以下の極薄肉のアルミニウム箔を製造
しようとする場合には、ピンホール数の急激な増
加により箔圧延中の箔破断事故が多くなつて作業
性が低下し、また最終的な箔としても耐透湿性の
劣るものしか得られなかつたのが実情である。そ
こで5.5μｍ程度以下の極薄肉に箔圧延する際にお
にいてもピンホールの発生が少ない、箔圧延性の
優れたアルミニウム箔地を提供する方法の開発が
強く要求されている。 このような観点から、既に特公昭59−19186号
公報においては、鋳塊の均質化処理条件と、箔地
焼鈍条件の組合せにより素材中の固溶Siを析出さ
せ、圧延硬化元素であるSiのマトリツクス中の固
溶量を少なくすることにより圧延工程での硬化量
を少なくし、圧延性を高める方法が提案されてい
る。この提案の方法は、Al鋳塊を500〜600℃で
均質化処理し、熱間圧延後50％以上の加工率で冷
間圧延を施し、その後箔地焼鈍を280〜340℃で行
なうことを特徴としている。 発明が解決すべき問題点 上記提案の方法では、固溶Si析出のために、50
％以上の加工率で冷間加工した後の箔地を280〜
340℃の温度で焼鈍するものとしているが、本発
明者等の実験によれば、このような焼鈍ではSiの
析出効果は充分ではなく、そのため箔地の圧延性
も充分には改善されず、箔圧延時にピンホールが
依然として発生し易く、特に7μｍあるいは5.5μｍ
以下の極薄肉の箔を得る場合には前述の問題を逸
れ得ないことが判明した。 したがつてこの発明は5.5μｍあるいはそれ以下
の極薄肉のアルミニウム箔の製造にあたつても、
ピンホールの発生が少なく、また箔圧延中の箔破
断のおそれが少ないアルミニウム箔地、すなわち
箔圧延性に優れたアルミニウム箔地を製造する方
法を提供することを目的とするものである。 問題点を解決するための手段 本発明者等は上述の目的を達成するべく鋭意実
験検討を重ねた結果、先ず第１には、圧延硬化を
大きくする元素であるCu、Mg、Mnの含有量を
極小量に抑制して、これらの圧延硬化元素のマト
リツクス中の固溶量を少なくすること、第２に
は、Feについてはそのマトリツクス中の固溶量
は少ないものの、積極的に析出処理することによ
つて固溶Fe量を最小限とすること、第３には、
Al地金中から不可避的に混入するSiについても、
Alに対する固溶量が大きいところから積極的に
Si析出処理を行なうことによつて固溶Si量を最小
限にすること、以上の３条件を組合せることによ
つて圧延性の優れる箔地が得られることを見出し
た。そして特に第３の条件、すなわちSiの析出処
理については、Siの析出量がその析出処理前の冷
間加工率に大きく依存し、冷間加工率が大きくな
ればSi析出量が多くなつてしかも析出が最大とな
る温度も低温側へ移行すること、そして20％以上
の加工率の冷間加工を施してから150〜300℃の範
囲内の温度に加熱することがSiの析出に有利とな
ることを見出した。したがつて本願の第１発明
は、アルミニウム箔地の素材成分条件、特に不純
物成分量を規制するとともに、冷間圧延加工率
と、Fe、Siの各析出処理条件を規定して、固溶
Fe量、固溶Si量を最小限とし、これによつて圧
延硬化の少ない圧延性の優れたアルミニウム箔地
を得る方法を提供する。 また本発明者等は種々検討を重ねた結果、冷間
圧延前の素材、すなわち熱間加圧後の板材あるい
は直接溶湯圧延（いわゆる連続鋳造圧延）により
得られた板材中の晶出物の最長辺長さが6μｍ以
下のものが全晶物数の95％以上を占めるように晶
出物サイズを微細とすることによつて、5.5μｍ以
下の極薄肉の箔圧延においてもピンホールの発生
をより少なくし得ることを見出した。したがつて
本願の第２発明は、第１発明の場合と同様に素材
成分条件特に不純物元素量を規制するとともに冷
間圧延の加工率とFe、Siの析出処理条件を規定
し、併せて冷間圧延前の板材中における晶出物サ
イズを規制したものである。 具体的には、本願の第１発明のアルミニウム箔
地製造方法は、重量比でFe0.1〜1.3％、Ti0.003
〜0.1％を含有し、かつ不純物としてのSiを0.3％
以下、Cuを0.01％以下、Mnを0.01％以下、Mgを
0.008％以下にそれぞれ規制し、残部がAlおよび
その他の不可避的不純物よりなる成分組成の冷間
圧延前の板材に対して、加工率10％以上の第１次
冷間圧延を施した後、300〜400℃の範囲内の温度
に加熱するFe析出処理を行ない、次いで加工率
20％以上の第２次冷間圧延を施した後、150〜300
℃の範囲内の温度でSi析出処理を施すことを特徴
とするものである。 また第２発明のアルミニウム箔地製造方法は、
第１発明と同様な成分組成を有ししかも最長辺長
さが6μｍ以下の微小な晶出物が全晶出物数の95
％以上を占める冷間圧延前の板材を用い、その板
材に対して第１発明の場合と同様な条件で第１次
冷間圧延−Fe析出処理−第２次冷間圧延−Si析
出処理を施すものである。 なお第１発明の方法もしくは第２発明の方法で
得られた箔地は、いずれもその後に常法にしたが
つて箔圧延および箔焼鈍を行ない、例えば7μｍ
あるいは5.5μｍもしくはそれ以下の厚みの箔とす
るのが通常である。 発明の具体的説明 先ず本願各発明における素材成分の限定理由に
ついて説明する。 Fe： Feは箔の再結晶粒の微細化および強度の向上
に有効な元素であり、この発明でも必須の成分で
あるが、0.1％未満の含有量ではそれらの効果が
充分に得られず、一方1.3％を越えて含有させれ
ば耐食性が低下する。したがつてFeの含有量は
0.1〜1.3％の範囲内とした。 Ti： Tiは結晶粒を微細化して圧延性を向上させる
元素であり、この発明でも必須の元素であるが、
その含有量が0.003％未満では上記効果が得られ
ず、一方0.1％を越えて添加すれば粗大な化合物
を形成して圧延性をかえつて害することとなるか
ら、Ti含有量は0.003〜0.1％の範囲内した。なお
Tiと併せてＢを添加することによりTiの結晶粒
微細化効果は一層増大するから、Ｂを50ppm以下
の範囲内でTiと複合添加しても良い。Ｂが
50ppmを越えればTiB₂の粗大金属間化合物が晶
出し、圧延性を害する。 Si： SiはAl地金から不可避的に混入してくる不純
物元素である。Alに対するSiの固溶度は著しく
大きいから、不純物として混入するSiは通常はそ
の全量が固溶Siとなり、圧延硬化を引起す原因と
なる。そのためこの発明ではSi析出処理を行なう
のであるが、Si含有量が0.3％を越えれば固溶Si
を完全に析出させることが困難となり、したがつ
て固溶Siにより圧延性の低下を招くから、Si含有
量は0.3％以下とする必要がある。 Cu、Mg、Mn： これらの元素はいずれも不純物元素としてAl
マトリツクス中に固溶し、箔の圧延性を低下させ
る元素であり、しかもいずれもFe析出処理やSi
析出処理その他の途中工程での析出量は少ないか
ら、箔圧延性の優れた箔地を得るためにはそれら
の含有量を極力少なくすることが望ましく、その
観点からCu、Mnについてはそれぞれ0.01％以
下、Mgについては0.008％以下に規制することと
した。 以上のような成分のほかはAlおよびその他の
不可避的不純物とすれば良く、ここでその他の不
可避的不純物（Ｖ、Ni、Na等）は総量で0.01％
未満とすることが望ましい。 素材の成分組成は以上の通りであるが、特に第
２発明の場合には、冷間圧延前の板材の条件とし
て、最長辺長さが6μｍ以下の晶出物が全晶出物
数の95％以上を占めることを必須とする。その理
由は次の通りである。 すなわち、Al−Fe系金属間化合物を主体とす
る晶出物はAlマトリツクスと比較して延性が格
段に劣るから、箔厚と同程度またはそれ以上の最
長辺長さを有する晶出物の位置では箔圧延時にピ
ンホールが生じ易い。この発明の場合、7μｍあ
るいは5.5μｍもしくはそれよりもさらに薄い極薄
肉のアルミニウム箔を目的とするから、最長辺長
さが6μｍを越えるような大きい晶出物が全晶出
物数の５％以上を占める場合には、そのような極
薄肉の箔に圧延する際にピンホール数が指数関数
的に増加し、圧延中に箔が破断し易くなり、また
製品の箔の耐透湿性が急激に低下する。したがつ
て本願の第２発明においては冷間圧延前の板材と
して前述のように晶出物条件を定めた。 なおこのように微細な晶出物が全晶出物中に占
める割合を大きくすることは、例えばアルミニウ
ム合金溶湯を凝固させる際における凝固速度を高
める等の手段により達成でき、そのためには一例
として直接溶湯圧延法（連続鋳造圧延法）などを
好適に利用することができる。もちろん場合によ
つては通常の造塊鋳造−熱間圧延法、あるいは連
続鋳造（半連続鋳造）−熱間圧延法によつて得る
ことも可能である。 本願各発明においては、冷間圧延前の板材、す
なわち熱間加工後の板材あるいは溶湯直接圧延法
などによつて得られた板材に対し、先ず第１次冷
間圧延を施した後、Fe析出処理によつて固溶Fe
を析出させ、さらに第２次冷間圧延を施した後、
Si析出処理によつて固溶Siを析出させることが、
その後の箔圧延において固溶Fe、固溶Siによる
硬化を防止して優れた圧延性を確保するために必
要不可欠である。 前記第１次冷間圧延では、その圧延率が大きい
程、素材中の転移密度が高くなり、その後のFe
析出処理時にFeが析出し易くなる。本発明者等
の実験によれば、その効果を得るためには第１次
冷間圧延の圧延率を少なくとも10％以上とする必
要があることが判明している。 第１次冷間圧延後の析出処理は300〜400℃の温
度において行なう必要がある。処理温度が300℃
未満では固溶Feが充分に析出されず、また400℃
を越える温度ではFeの析出量が少なくなる。な
おFe析出処理における300〜400℃の温度での保
持時間は0.5〜24時間程度とすることが好ましい。
0.5時間未満の処理時間ではFeの析出が充分では
なく、一方24時間を越える長時間の処理を行なつ
てもそれ以上Feの析出量は増大しない。 Fe析出処理後の第２次冷間圧延においても、
圧延率を大きくする程、続くSi析出処理でのSi析
出量が増大し、かつSi析出速度が最大となる温度
が低温側へ移行することが本発明者等の実験によ
り判明している。 すなわち本発明者等は第１表に示す組成の連続
鋳造圧延された6.3mm厚の帯状板に対し種々の圧
延率で冷間圧延を施し、その後種々の温度に10時
間加熱保持してSi析出処理を行なう実験を行な
い、冷間圧延率およびSi析出処理温度と析出Si量
との関係を調べたところ、第１図に示す結果が得
られた。第１図に示すように、冷間圧延率が大き
くなるほどSi析出量が多くなり、またSiの析出が
最大となる温度が低温側へずれることが明らかで
ある。

【表】 上述のようなSi析出処理におけるSi析出量を充
分に確保するためには、その前の第２次冷間圧延
での圧延率を少なくとも20％以上とする必要があ
る。なおより充分にSiを析出させるためには、第
２次冷間圧延での圧延率を50％以上とすることが
望ましい。 第２次冷間圧延に引続いて行なうSi析出処理に
おける処理温度が150℃未満では固溶Siが充分に
析出されず、また300℃を越える温度でも第１図
から明らかなようにSi析出量が少なくなるから、
Si析出処理は150〜300℃の範囲内で行なう必要が
ある。なおこの温度範囲内のうちでも特に170〜
270℃の温度範囲内が好ましい。またSi析出処理
の処理時間は、0.5時間未満ではSi析出が充分で
なく、また24時間を越えてもそれ以上Si析出量は
増大しないから、0.5〜24時間の範囲内が好まし
い。 以上のようにして厚さ0.4〜1.0mm程度の箔地が
得られる。この箔地に対しはさらに常法にしたが
つて箔圧延を施して最終厚0.05〜0.005mmの箔と
し、その後さらに常法にしたがつて箔焼鈍を施
す。この箔焼鈍は、箔表面に付着した圧延油を除
去するため、ならびに箔を軟化させて箔使用時の
ハンドリング性および成形性を向上させるために
行なわれるものであり、300〜500℃において１〜
２時間程度の焼鈍を行なえば良い。 実施例 実施例 １ 連続鋳造圧延により得られた第２表に示す成分
組成の7.5mm厚の帯状材に対し、第１次冷間圧延
を施して5.0mm厚とし、次いで350℃×10時間のFe
析出処理を行ない、さらに2.0mm厚まで第２次冷
間圧延を行なつた後、230℃×10時間のSi析出処
理を行なつた。その後箔圧延を行なつてその箔圧
延中途における硬化の程度を調べた。比較のた
め、同じ成分組成の試料についてFe析出処理お
よび／またはSi析出処理を行なわなかつた場合に
ついても同様に上記第１次、第２次冷間圧延に対
応する圧延を行ない、その後の箔圧延での硬化の
程度を調べた。 第３表にFe、Si析出処理工程条件を示し、ま
た第２図に箔圧延における硬化の程度の調査結果
を示す。

【表】

【表】 第２図に示すように、Fe析出処理およびSi析
出処理の両者を行なつた場合（No.5）には箔圧
延における硬化の程度が最も少なく、箔圧延性に
優れていることが明らかである。 実施例 ２ 第４表の試料No.6およびNo.8に示す組成の溶
湯を脱ガス処理後、鋳造して鋳塊とし、その鋳塊
を面削して550mm厚とし、530℃×12時間の均熱処
理を施した後、5.0mm厚まで熱間圧延した。次い
で0.9mm厚まで第１次冷間圧延を行なつた後、340
℃×４時間のFe析出処理（箔地焼鈍）を行なつ
た。そしてNo.6の板については、上述のFe析出
処理後にさらに0.3mm厚まで第２次冷間圧延を施
してから、260℃×10時間のSi析出処理を施し、
その後15μｍまで箔圧延し、さらに15μｍから6μ
ｍまで重ね圧延により箔圧延を行ない、最終的に
6.2μｍ厚の箔とした。またNo.8の板については、
前述のFe析出処理後に、Si析出処理を行なうこ
となく15μｍまで圧延し、さらに15μｍから6.5μｍ
まで箔圧延し、最終的に6.6μｍ厚の箔とした。一
方第４表の試料No.7の組成の溶湯を連続鋳造圧
延して、6.3mm厚の板材とし、これを５mm厚まで
第１次冷間圧延し、次いで350℃×10時間のFe析
出処理を行なつた後、0.6mm厚まで第２次冷間圧
延を行ない、さらに230℃×10時間のSi析出処理
を行なつた。そして15μｍまで箔圧延した後、
15μｍから6.5μｍまで重ね圧延し、最終的に6.6μ
ｍ厚の箔とした。 この実施例におけける冷間圧延前の各板につい
て、画像分析装置により晶出物サイズを測定し、
最長辺長さが6μｍ以下の晶出物が全晶出物数に
占める割合を調べた結果を第５表に示す。

【表】

【表】 試料No.8の箔は素材中のCu、Mn含有量が高
く、また冷間圧延前の板材中において6μｍを越
える晶出物が多く、しかもSi析出処理を行なわな
かつたものであり、この場合には第５表に示すよ
うにピンホール数が100〜500個／m²と多いことが
判明した。一方試料No.6、No.7の本発明例では
いずれもピンホール数が80個／m²未満と少ないこ
とが判る。 発明の効果 以上の説明では明らかなように第１発明の方法
によれば、圧延硬化元素であるCu、Mn、Mgの
素材中含有量の規制と、Fe析出処理およびSi析
出処理の適切な条件（各析出処理前の冷間圧延加
工率条件および析出処理温度条件）下での実施と
によつて、箔圧延における硬化の程度の少ない箔
圧延性の優れた箔地を得ることができ、その結果
7μｍ、5.5μｍあるいはそれ以下の極薄肉の箔を製
造するにあたつても、箔圧延時においてピンホー
ルの発生が少なく、そのため圧延張力によつて破
断するおそれが少ないとともに、耐透湿性の優れ
た箔を得ることができる。 また特に第２発明の製造方法においては、第１
発明の条件に併せて、冷間圧延前の板材中の晶出
物サイズ条件を規制したため、粗大晶出物に起因
する箔圧延中におけるピンホールの発生をも少な
くすることができ、その結果ピンホールの発生を
より一層少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はSi析出処理前の冷間圧延率とSi析出処
理温度が、Si析出処理によるSi析出量に及ぼす影
響を示すグラフ、第２図は実施例１における各試
料No.2〜５の箔圧延時における箔の硬化の程度
をあらわすための図で、箔圧延時の中途における
箔厚と引張強さとの関係を各試料No.2〜５につ
いて示すグラフである。

【特許請求の範囲】

１ Cr0.1〜0.5wt％、P0.02wt％以下、O₂50ppm
以下を含み、残部Cuと不可避的不純物からなる
銅合金を、850〜1050℃で10〜1000秒間加熱した
後、300℃以下まで200秒以内に冷却し、しかる後
300〜700℃で30秒〜24時間加熱処理することによ
り、析出物の大きさを実質5μ以下とすることを
特徴とする電子機器リード用銅合金の製造法。 ２ Cr0.1〜0.5wt％、P0.02wt％以下、O₂50ppm
以下を含み、更にSn、Zn、Si、Zr、Mn、Ti、
Mg、Co、Fe、Ni、Ag、Al、Ｂ、Te、ミツシ
ユメタル（MM）の何れか１種又は２種以上を合
計0.003〜0.5wt％を含み、残部Cuと不可避的不純
物からなる銅合金を850〜1050℃で10〜1000秒間
加熱した後、300℃以下まで200秒以内に冷却し、
しかる後300〜700℃で30秒〜24時間加熱処理する
ことにより、析出物の大きさを実質5μ以下とす
ることを特徴とする電子機器リード用銅合金の製
造法。