TW201742931A - Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金板之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本案之課題為提供具有高導電率與高強度的Al-Mg-Si系合金板之製造方法。本案之解決手段為在對Al-Mg-Si系合金鑄錠依序實施熱軋、冷軋的合金板之製造方法中，熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度定為230℃以下。
Description
本發明係關於Al-Mg-Si系合金板之製造方法，特別是關於熱傳導性、導電性及強度優異之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
在如薄型電視、個人電腦用薄型顯示器、筆記型電腦、平板電腦、汽車導航系統、攜帶式導航系統、智慧型手機或手機等的攜帶式終端等製品的框架、金屬基印刷電路板、內蓋之內藏或裝著散熱體的構件材料中，追求為了快速散熱的優異熱傳導性及強度。
JIS1100、1050、1070等純鋁合金雖熱傳導性優異但強度低。而用作高強度材料的JIS5052等Al-Mg合金(5000系合金)相較於純鋁系合金，其熱傳導性及導電性顯著較差。
相對於此，由於Al-Mg-Si系合金(6000系合金)熱傳導性及導電性良好且可謀求藉由時效硬化而強度提升，故探討使用Al-Mg-Si系合金以得到強度、熱傳導性及導電性優異之鋁合金板的方法。
例如，專利文獻1中記載著一種熱傳導性、強度及彎曲加工性優異之鋁合金板的製造方法，其特徵為將具有含有Si：0.2~1.5質量%、Mg：0.2~1.5質量%、Fe：0.3質量%以下，進而再含有Mn：0.02~0.15質量%、Cr：0.02~0.15%中之1種或2種，同時剩餘部分為Al及不可避免雜質中的Ti為規範在0.2%以下；又或其中含Cu：0.01~1質量%或稀土類元素：0.01~0.2質量%中之1種或2種之組成的鋁合金板藉由連續鑄造壓延來製作，而後冷軋，接著以500~570℃實施溶體化處理，繼續以冷軋率5~40%進行冷軋，冷軋後再進行加熱至150~未達190℃之時效處理。
專利文獻2中，揭示了一種Al-Mg-Si系合金壓延板之製造方法，其特徵為將含有Mg 0.1~0.34質量%、Si 0.2~0.8質量%、Cu 0.22~1.0質量%，剩餘部分由Al及不可避免的雜質所構成，Si/Mg含量比為1.3以上的Al-Mg-Si系合金以半連續鑄造做成厚度250mm以上的鑄錠，並用400~540℃的溫度進行預備加熱後熱軋，再以50~85%的壓下率施以冷軋後，以140~280℃的溫度來退火。
專利文獻3中，揭示了一種Al-Mg-Si系合金板製造方法，其特徵為將含有Si：0.2~0.8wt%、Mg：0.3~0.9wt%、Fe：0.35wt%以下、Cu：0.20質量%以下，且剩餘部分由Al及不可避免雜質所組成的Al-Mg-Si系合金鑄造塊均質化處理，熱軋及熱終軋後再冷軋的合金製造方法，前述熱軋的任一道次步驟中，道次前的材料溫度成為
350~450℃的同時，完成板厚要在10mm以下、並且前述冷軋壓下率為30%以上。
此外，在Al-Mg-Si系合金中，熱傳導率與導電率顯示出良好的相關性，具有優異之熱傳導性的鋁合金板具有優異的導電率，當然可用作散熱構件材料亦可用作導電構件材料。
〔專利文獻1〕日本特開2007-9262號公報
〔專利文獻2〕日本特開2012-62517號公報
〔專利文獻3〕日本特開2000-87198號公報
專利文獻1中，儘管能得到具有相對較高強度的鋁合金板，但必須在冷軋途中對鋁合金板施以由500℃以上的高溫熱處理及其後之急速冷卻而成的溶體化處理後，進一步實施冷軋後再進行時效處理之複雜的步驟，製造成本變高。
專利文獻2記載之製造方法中，在熱軋之後的步驟中雖無需進行溶體化處理，但發明例的拉伸強度最大值停留在213N/mm2(MPa)。
專利文獻3中，與專利文獻2相同不需在熱軋之後的步驟中實施溶體化處理，雖可獲得較專利文獻2高的拉伸
強度，但在專利文獻2的實施例中可得到超過300N/mm2(MPa)之拉伸強度的只限定於冷軋壓下率98%製品板厚0.1mm的實施例，在強度提升有其界限
本發明之目的係鑑於上述之技術背景，提供一種在熱軋之後的步驟中不運用溶體化處理即可具有高導電率並可改善強度的Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
上述課題係藉由以下手段來解決。
(1)對Al-Mg-Si系合金鑄錠依序實施熱軋、冷軋的合金板之製造方法，其熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為230℃以下之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(2)Al-Mg-Si系合金鑄錠之化學組成係含有Si：0.2~0.8質量%、Mg：0.3~1質量%、Fe：0.5質量%以下及Cu：0.5質量%以下，剩餘部分由Al及不可避免的雜質所構成之前項1所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(3)作為雜質之Mn、Cr、Zn、及Ti分別規範在0.1質量%以下之前項1所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(4)作為雜質之Mn、Cr、Zn、及Ti分別規範在0.1質量%以下之前項2所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(5)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度
為200℃以下之前項1所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(6)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下之前項2所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(7)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下之前項3所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(8)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下之前項4所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(9)冷軋之壓延率為20%以上之前項5所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(10)冷軋之壓延率為20%以上之前項6所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(11)冷軋之壓延率為20%以上之前項7所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(12)冷軋之壓延率為20%以上之前項8所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(13)冷軋後實施最終退火之前項9所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(14)冷軋後實施最終退火之前項10所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(15)冷軋後實施最終退火之前項11所記載之Al-
Mg-Si系合金板之製造方法。
(16)冷軋後實施最終退火之前項12所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(17)最終退火之溫度為200℃以下之前項13所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(18)最終退火之溫度為200℃以下之前項14所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(19)最終退火之溫度為200℃以下之前項15所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(20)最終退火之溫度為200℃以下之前項16所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(21)在熱軋之複數道次之中，至少實施1次道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為470~350℃，且道次所致之Al-Mg-Si系合金板之冷卻、或道次與道次後之強制冷卻所致之平均冷卻速度為50℃/分以上的道次之前項1至前項20中之任1項所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(22)對含有Si：0.2~0.8質量%、Mg：0.3~1質量%、Fe：0.5質量%以下及Cu：0.5質量%以下，進而含有Ti：0.1質量%以下或B：0.1質量%以下之至少1種，剩餘部分由Al及不可避免的雜質所構成之Al-Mg-Si系合金鑄錠依序實施熱軋、冷軋的合金板之製造方法，其熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為230℃以下之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(23)作為雜質之Mn、Cr、及Zn分別規範在0.1質量%以下之前項22所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(24)作為雜質之Ni、V、Ga、Pb、Sn、Bi及Zr分別規範在0.05質量%以下之前項23所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(25)作為雜質之Ag規範在0.05質量%以下之前項24所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(26)作為雜質之稀土類元素之合計含量規範在0.1質量%以下之前項24所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(27)作為雜質之稀土類元素之合計含量規範在0.1質量%以下之前項25所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(28)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下之前項22所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(29)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下之前項23所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(30)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下之前項24所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(31)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫
度為200℃以下之前項25所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(32)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下之前項26所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(33)熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下之前項27所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(34)冷軋之壓延率為20%以上之前項28所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(35)冷軋之壓延率為20%以上之前項29所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(36)冷軋之壓延率為20%以上之前項30所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(37)冷軋之壓延率為20%以上之前項31所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(38)冷軋之壓延率為20%以上之前項32所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(39)冷軋之壓延率為20%以上之前項33所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(40)冷軋後實施最終退火之前項34所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(41)冷軋後實施最終退火之前項35所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(42)冷軋後實施最終退火之前項36所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(43)冷軋後實施最終退火之前項37所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(44)冷軋後實施最終退火之前項38所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(45)冷軋後實施最終退火之前項39所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(46)最終退火之溫度為200℃以下之前項40所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(47)最終退火之溫度為200℃以下之前項41所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(48)最終退火之溫度為200℃以下之前項42所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(49)最終退火之溫度為200℃以下之前項43所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(50)最終退火之溫度為200℃以下之前項44所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(51)最終退火之溫度為200℃以下之前項45所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
(52)在熱軋之複數道次之中，至少實施1次道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為470~350℃，且道次所致之Al-Mg-Si系合金板之冷卻、或道次與道次後之強制冷卻所致之平均冷卻速度為50℃/分以上的道次之前項22
至前項51中之任1項所記載之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
依據前項(1)所記載之發明，由於熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為230℃以下，故可得到熱軋所致之有效的淬火效果，可製造具有高拉伸強度之Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(2)所記載之發明，由於Al-Mg-Si系合金鑄錠之化學組成係含有Si：0.2~0.8質量%、Mg：0.3~1質量%、Fe：0.5質量%以下及Cu：0.5質量%以下，剩餘部分由Al及不可避免的雜質所構成，故可製造具有高拉伸強度之Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(3)及(4)所記載之發明，由於作為雜質之Mn、Cr、Zn、及Ti分別規範在0.1質量%以下，故可製造具有高拉伸強度之Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(5)~(8)所記載之發明，由於熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下，故可提高熱軋所致之淬火效果。
依據前項(9)~(12)所記載之發明，由於熱處理後之冷軋之壓延率為20%以上，故可藉由冷軋提升Al-Mg-Si系合金板的強度。
依據前項(13)~(16)所記載之發明，由於冷軋後實施最終退火，故可藉由時效硬化更加提高Al-Mg-Si系
合金板的強度，並亦可同時提升導電率。
依據前項(17)~(20)所記載之發明，由於最終退火之溫度為200℃以下，故可製造拉伸強度及導電率顯示高值的Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(21)所記載之發明，由於在熱軋之複數道次之中，至少實施1次道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為470~350℃，且道次所致之Al-Mg-Si系合金板之冷卻、或道次與道次後之強制冷卻所致之平均冷卻速度為50℃/分以上的道次，故可提高熱軋所致之淬火效果。
依據前項(22)所記載之發明，由於在對含有Si：0.2~0.8質量%、Mg：0.3~1質量%、Fe：0.5質量%以下及Cu：0.5質量%以下，進而含有Ti：0.1質量%以下或B：0.1質量%以下之至少1種，剩餘部分由Al及不可避免的雜質所構成之Al-Mg-Si系合金鑄錠依序實施熱軋、冷軋的合金板之製造方法中，熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為230℃以下，故可得到熱軋所致之有效的淬火效果，可製造具有高拉伸強度之Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(23)所記載之發明，由於作為雜質之Mn、Cr、及Zn分別規範在0.1質量%以下，故可製造具有高拉伸強度之Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(24)所記載之發明，由於作為雜質之Ni、V、Ga、Pb、Sn、Bi及Zr分別規範在0.05質量%以下，故可製造具有高拉伸強度之Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(25)所記載之發明，由於作為雜質之Ag規範在0.05質量%以下，故可製造具有高拉伸強度之Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(26)及(27)所記載之發明，由於作為雜質之稀土類元素之合計含量規範在0.1質量%以下，故可製造具有高拉伸強度之Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(28)~(33)所記載之發明，由於熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下，故可提高熱軋所致之淬火效果。
依據前項(34)~(39)所記載之發明，由於熱處理後之冷軋之壓延率為20%以上，故可藉由冷軋提升Al-Mg-Si系合金板的強度。
依據前項(40)~(45)所記載之發明，由於冷軋後實施最終退火，故可藉由時效硬化更加提高Al-Mg-Si系合金板的強度，並亦可同時提升導電率。
依據前項(46)~(51)所記載之發明，由於最終退火之溫度為200℃以下，故可製造拉伸強度及導電率顯示高值的Al-Mg-Si系合金板。
依據前項(52)所記載之發明，由於在熱軋之複數道次之中，至少實施1次道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為470~350℃，且道次所致之Al-Mg-Si系合金板之冷卻、或道次與道次後之強制冷卻所致之平均冷卻速度為50℃/分以上的道次，故可提高熱軋所致之淬火效果。
本案發明者發現在依序施以熱軋、冷軋的Al-Mg-Si系合金板之製造方法中，藉由使熱軋完之合金板的表面溫度定成為指定溫度以下，並在熱軋結束後施以冷軋結束前熱處理，可得到具有高導電率與良好的加工性同時具有高強度之Al-Mg-Si系合金板，終至完成本案發明。
以下，詳細說明關於本案之Al-Mg-Si系合金板之製造方法。
本案之Al-Mg-Si系合金組成中，顯示各元素之添加目的及較佳含量。
Mg及Si為強度表現所必須的元素，各自的含量為Si：0.2質量%以上0.8質量%以下、Mg：0.3質量%以上1質量%以下較佳。Si含量未達0.2質量%或Mg含量未達0.3質量%時強度變低。另一方面，若Si含量超過0.8質量%、Mg含量超過1質量時，熱軋時的壓延負荷變高而生產性降低，所得之鋁合金板的成形加工性亦變差。Si含量為0.2質量%以上0.6質量%以下更佳，進而0.32質量%以上0.60質量%以下特佳。Mg含量為0.4質量%以上1.0質量%以下更佳，0.45質量%以上0.9質量%以下更佳，特別是0.45質量%以上0.55質量%以下較佳。
雖Fe及Cu為成形加工上必要之成分，但若大量含有則耐蝕性降低。本案中Fe含量及Cu含量分別規範在0.5質量%以下較佳。Fe含量規範在0.35質量%以下更佳，特別是0.1質量%以上0.25質量%以下較佳。Cu含量為0.2
質量%以下更佳，特別是0.1質量%以下較佳。
又，合金元素中雖不可避免地含有各種雜質元素，但由於Mn及Cr會使傳導性及導電性降低，Zn含量變多時會使合金材的耐腐蝕性降低故以少量較佳。作為雜質之Mn、Cr、及Zn之各自的含量為0.1質量%以下較佳，進而0.05質量%以下較佳。
Ti及B有防止合金在鑄造成鋼胚時發生結晶粒微細化並凝固裂開的效果。前述效果可藉由添加Ti或B之至少1種而得，添加兩者亦可。然而，由於大量含有時則結晶物會生成很多尺寸大的結晶物，製品的加工性或熱傳導性及導電率降低。Ti含量為0.1質量以下較佳，進而0.005質量%以上0.05質量%以下較佳。又，B含量為0.1質量%以下較佳，特別是0.06質量%較佳。
作為上述以外之其他雜質元素，雖可舉例Ni、V、Ga、Pb、Sn、Bi、Zr、Ag、稀土類等，但不限定於此等，此等其他雜質元素之中除了稀土類以外各個元素之含量為0.05質量%以下較佳。上述其他雜質元素之中的稀土類，雖可包含1種或複數種元素，亦可為源自以美鈰合金狀態包含的鑄造用原料者，但稀土類元素之合計含量為0.1質量%以下較佳，進而0.05質量%以下較佳。
接著，記述關於用以得到本案規定之Al-Mg-Si系合金板的處理步驟。
使用常法進行溶解成分調整，得到Al-Mg-Si系合金鑄錠。對所得之合金鑄錠藉由熱軋前加熱實施均質化處理
作為前步驟較佳。
前述均質化處理以500℃以上進行較佳。
前述熱軋前加熱雖是為了在Al-Mg-Si系合金鑄錠中使結晶物及Mg、Si固溶成為均勻的一組織而實施，但由於溫度若過高則鑄錠中有發生部分熔解的可能性，以450℃以上580℃以下進行較佳，特別是以500℃以上580℃以下進行較佳。
對Al-Mg-Si系合金鑄錠進行均質化處理後進行冷卻，可進行熱軋前加熱，亦可連續進行均質化處理與熱軋前加熱，在前述均質化處理及熱軋前加熱之較佳溫度範圍內以兼顧均質化處理與熱軋前加熱的相同溫度進行加熱亦可。
為了去除鑄造後熱軋前加熱前鑄錠之表面附近的雜質層，對鑄錠施以面削較佳。面削亦可在鑄造後均質化處理前，亦可在均質化處理後熱軋前加熱前。
對熱軋前加熱後之Al-Mg-Si系合金鑄錠施以熱軋。
熱軋係由粗熱軋與終熱軋組成，使用粗熱軋機進行由複數道次而成之粗熱軋後，使用與粗熱軋機不同的終熱軋機進行終熱軋。此外，本案中，將以粗熱軋機之最終道次作為熱軋之最終道次時，可省略終熱軋。
本案中，終熱軋使用連續設置有上下一組之工作軋輥或二組以上之工作軋輥的壓延機，從1個方向導入Al-Mg-Si系合金板並以1次道次實施。
以鋼捲實施冷軋時，可以捲取裝置捲取終熱軋後之
Al-Mg-Si系合金板做成熱軋鋼捲。省略終熱軋，將粗熱軋之最終道次作為熱軋之最終道次時，粗熱軋之後，可利用捲取裝置捲取Al-Mg-Si系合金板做成熱軋鋼捲。
粗熱軋中，依循溶體化處理Mg及Si保持在固溶之狀態後，藉由粗熱軋之道次所致之Al-Mg-Si系合金板的冷卻，或粗熱軋之道次後與道次後的強制冷卻所致之溫度降低而可得到淬火之效果。
本案中將在粗熱軋之複數道次之中，道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為350℃以上470℃以下，且道次所致之Al-Mg-Si系合金板的冷卻、或道次與道次後之強制冷卻之平均冷卻速度為50℃/分以上的道次稱為控制道次。使控制道次前之Al-Mg-Si系合金板之表面溫度成為350℃以上470℃以下，是因為未達350℃時粗熱軋中之急冷所致之淬火的效果小，較470℃高的溫度時道次完之Al-Mg-Si系合金板的急冷為困難的原因。
上述平均冷卻速度係定為將在控制道次中不進行強制冷卻時為自控制道次開始至結束為止，控制道次後進行強制冷卻時為自控制道次開始至強制冷卻結束為止之Al-Mg-Si系合金板的降低溫度(℃)除以所需時間(分)之值。
控制道次後的強制冷卻可一邊壓延Al-Mg-Si系合金板一邊對壓延後之部位依序實施，亦可壓延Al-Mg-Si系合金板全體後實施。強制冷卻的方法雖未限定，但可用水冷亦可用氣冷，亦可利用冷卻劑。
前述控制道次實施至少1次較佳，實施複數次亦可。實施複數次控制道次時，對於各個控制道次可選擇道次後是否進行強制冷卻。雖只要是道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為470~350℃且冷卻速度為50℃/分以上的話控制道次便可實施複數次，但可藉由以1次的控制道次使Al-Mg-Si系合金板的溫度降低至未達350℃而效率佳且有效地進行淬火。
本案中，粗熱軋之最終道次後未進行強制冷卻時，將熱軋之最終道次剛完成後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度定為粗熱軋完溫度，粗熱軋之最終道次後進行強制冷卻時，將強制冷卻剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度定為粗熱軋完溫度。
本案中實施終熱軋時以終熱軋的結束，未實施終熱軋時以粗熱軋之最終道次的結束作為熱軋的結束，使熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度成為230℃以下。藉由使熱軋剛結束後之合金板之溫度成為230℃以下可得到有效之淬火效果。
熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度若過高，淬火的效果不足，即使熱軋結束後冷軋結束前實施熱處理強度的提升亦不充分。熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下較佳，進一步為150℃以下較佳，特別是130℃以下較佳。
此外，粗熱軋之後進行終熱軋時，為了得到終熱軋之道次所致之淬火效果，終熱軋前之Al-Mg-Si系合金板的
表面溫度為270℃以下較佳。
又，不進行終熱軋且粗熱軋之最終道次並非控制道次時亦同樣地，粗熱軋最終道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為270℃以下較佳。
另一方面，不進行終熱軋且粗熱軋之最終道次為控制道次時，由於控制道次成為熱軋之最終道次，故以熱軋之最終道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為470~350℃，且藉由壓延或壓延與壓延後之強制冷卻而以冷卻速度為50℃/分以上之冷卻速度合金板的表面溫度成為230℃以下之方式實施控制道次。
對熱軋結束後的Al-Mg-Si系合金板實施冷軋並做成指定厚度的Al-Mg-Si系合金板。冷軋為使強度上升而以20%以上的壓延率實施較佳。冷軋所致之Al-Mg-Si系合金板的壓延率進而為30%以上較佳，特別是60%以上較佳。
藉由對Al-Mg-Si系合金應用上述製造條件，可獲得具有高導電率與高強度的Al-Mg-Si系合金板。
冷軋後之Al-Mg-Si系合金板亦可應需要實施洗淨。
為了使Al-Mg-Si系合金板之強度及/或導電率進一步提升，冷軋後實施最終退火較佳。若實施最終退火則可藉由Al-Mg-Si系合金板的時效硬化更加提高強度，亦可提升導電率。
最終退火的條件雖可依據提升強度及導電率兩者，或重視強度或導電率中之一者來選擇，但為了不使得退火溫度過高而Al-Mg-Si系合金板的強度降低，故以200℃以下
實施較佳，進一步為110℃以上至180℃以下較佳，特別是120℃以上至170℃以下較佳。
前述Al-Mg-Si系合金板的最終退火時間以可得到需要強度及導電率之方式來調節即可，例如，以1~10小時之範圍依最終退火的溫度來選擇即可。
此外，本案之Al-Mg-Si系合金板的製造可以鋼捲進行，亦可以單板進行。又，在冷軋後之任意步驟可切斷合金板並以單板進行切断後之步驟，亦可對應用途切成條。
以下顯示本發明之實施例及比較例。
此實施例為關於請求項1~21之發明的實施例。
藉由DC鑄造法得到表1所示之化學組成不同之鋁合金鋼胚。
對表1之化學組成編號1的鋁合金鋼胚施以面削。接著，對面削後的合金鋼胚在加熱爐中實施560℃ 6h的均質化處理後，在相同爐中變化溫度而實施540℃ 4h之熱軋前加熱。從加熱爐中取出熱軋前加熱後540℃之鋼胚，開始粗熱軋。粗熱軋中之合金板的厚度成為25mm後，自道次前的合金板溫度461℃起以平均冷卻速度80℃/分，實施
粗熱軋之最終道次，做成粗熱軋完溫度243℃厚度12mm的合金板。此外，粗熱軋之最終道次中，一邊壓延一邊使合金板移動，對於壓延後之合金板的部位依序自上下實施將水噴霧至合金板的水冷所致之強制冷卻。
粗熱軋之後，對合金板自終熱軋前之溫度241℃起實施終熱軋，得到厚度7.0mm之合金板。終熱軋剛完成後之合金板的溫度為131℃。藉由對終熱軋後之合金板實施壓延率91%之冷軋，施以160℃ 2h的最終退火得到製品板厚0.6mm之鋁合金板。
對表1所記載之鋁合金鋼胚施以面削後，以表2~表5所記載之條件，施以處理，得到鋁合金板。此外，與實施例1同樣地在所有實施例及比較例中均質化處理與熱軋前加熱係在相同爐中連續實施，粗熱軋最終道次後之強制冷卻，係自一邊壓延一邊使合金板移動對壓延後之合金板的部位依序自上下將水噴霧至合金板的水冷、在粗熱軋最終道次結束後進行送風冷卻的氣冷，及無強制冷卻之中選擇。又，一部分的實施例中在冷軋後實施最終退火。
實施例9中，將粗熱軋之最終道次作為熱軋之最終道次，未實施終熱軋。
藉由以下方法評估所得之合金板的拉伸強度及導電率
拉伸強度係對於JIS5號試驗片於常溫藉由常法來測定。
導電率係以將國際上採取之退火標準軟銅(體積低效率1.7241×10-2μΩm)的導電率作為100%IACS時的相對值(%IACS)來求出。
拉伸強度及導電率的評估結果表示於表2~表5。
相對於在具有本案規定之化學組成，且熱軋剛結束後之合金板的表面溫度為230℃以下的實施例中，拉伸強度及導電率為高值者，化學組成、熱軋剛結束後之合金板的表面溫度中之一者未滿足本案規定範圍之比較例，其拉伸強度或導電率之至少一者較實施例差。
此實施例為關於請求項22~52之發明的實施例。
藉由DC鑄造法得到表6所示之化學組成不同之鋁合金鋼胚。此外，包含稀土類之化學組成編號120的鑄錠於鑄造中使用包含美鈰合金的原料。
對表6之化學組成編號101之鋁合金鋼胚施以面削。接著，對面削後的合金鋼胚在加熱爐中實施570℃ 5h的均質化處理後，在相同爐中變化溫度而實施540℃ 4h之熱軋前加熱。從加熱爐中取出熱軋前加熱後540℃之鋼胚，開
始粗熱軋。粗熱軋中之合金板的厚度成為25mm後，自道次前的合金板溫度460℃起以平均冷卻速度80℃/分，實施粗熱軋之最終道次，做成粗熱軋完溫度242℃厚度12mm的合金板。此外，粗熱軋之最終道次中，一邊壓延一邊使合金板移動，對於壓延後之合金板的部位依序自上下實施將水噴霧至合金板的水冷所致之強制冷卻。
粗熱軋之後，對合金板自終熱軋前之溫度240℃起實施終熱軋，得到厚度7.0mm之合金板。終熱軋剛完成後之合金板的溫度為130℃。藉由對終熱軋後之合金板實施壓延率91%之冷軋，施以160℃ 2h的最終退火得到製品板厚0.6mm之鋁合金板。
對表6所記載之鋁合金鋼胚施以面削後，以表7~表10所記載之條件，施以處理，得到鋁合金板。此外，與實施例41同樣地在所有實施例及比較例中均質化處理與熱軋前加熱係在相同爐中連續實施，粗熱軋最終道次後之強制冷卻，係自一邊壓延一邊使合金板移動對壓延後之合金板的部位依序自上下將水噴霧至合金板的水冷、在粗熱軋最終道次結束後進行送風冷卻的氣冷，及無強制冷卻之中選擇。又，一部分的實施例中在冷軋後實施最終退火。
實施例109中，將粗熱軋之最終道次作為熱軋之最終道次，未實施終熱軋。
藉由以下方法評估所得之合金板的拉伸強度及導電率。
拉伸強度係對於JIS5號試驗片於常溫藉由常法來測定。
導電率係以將國際上採取之退火標準軟銅(體積低效率1.7241×10-2μΩm)的導電率作為100%IACS時的相對值(%IACS)來求出。
拉伸強度及導電率的評估結果表示於表7~表10。
相對於在具有本案規定之化學組成，且熱軋剛結束後之合金板的表面溫度為230℃以下的實施例中，拉伸強度及導電率為高值者，化學組成、熱軋剛結束後之合金板的表面溫度中之一者未滿足本案規定範圍之比較例，其拉伸強度或導電率之至少一者較實施例差。
本案係伴隨皆於2016年3月30日申請之日本專利申請案之特願2016-67355號及特願2016-67356號的優先權主張者，該等揭示內容直接構成本案之一部分。
應有所認知的是，在此使用的用語及表現是為了說明而使用的，而不是為了限定性地解釋而使用的，亦不排除在此公開並敘述之特徵事項的任何均等物，且亦容許本發明所請求的範圍內的各種變形。
本發明能夠以多種不同方式具體化，但本公開應認為是提供本發明原理的實施例，且在瞭解到該等實施例並不旨在將本發明限定於此處記載且/或圖示之較佳實施型態的基礎上，將多個圖示實施型態記載於此。
儘管在此記載著幾個本發明的實施型態，但是本發明並不限定於此處記載的各種較佳實施型態，並且亦包含可由該業者基於本公開內容而辨認之具有均等的要素、修正、刪除、組合(例如，跨各種實施型態之特徵的組合)、改良及/或變更的全部實施型態。請求項的限定事項應基於該請求項使用的用語作廣泛解釋，不應限定為本說明書或本申請的審查階段中記載的實施例，此類實施例應解讀為非排他性。
本發明可利用於Al-Mg-Si系合金板的製造。
Claims (52)
- 一種Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其係對Al-Mg-Si系合金鑄錠依序實施熱軋、冷軋的合金板之製造方法，其特徵為熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為230℃以下。
- 如請求項1之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中Al-Mg-Si系合金鑄錠之化學組成係含有Si：0.2~0.8質量%、Mg：0.3~1質量%、Fe：0.5質量%以下及Cu：0.5質量%以下，剩餘部分由Al及不可避免的雜質所構成。
- 如請求項1之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中作為雜質之Mn、Cr、Zn、及Ti分別規範在0.1質量%以下。
- 如請求項2之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中作為雜質之Mn、Cr、Zn、及Ti分別規範在0.1質量%以下。
- 如請求項1之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項2之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項3之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項4之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項5之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項6之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項7之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項8之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項9之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項10之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項11之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項12之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項13之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項14之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項15之Al-Mg-Si系合金板之製造方法， 其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項16之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項1至請求項20中之任1項之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中在熱軋之複數道次之中，至少實施1次道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為470~350℃，且道次所致之Al-Mg-Si系合金板之冷卻、或道次與道次後之強制冷卻所致之平均冷卻速度為50℃/分以上的道次。
- 一種Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其係對含有Si：0.2~0.8質量%、Mg：0.3~1質量%、Fe：0.5質量%以下及Cu：0.5質量%以下，進而含有Ti：0.1質量%以下或B：0.1質量%以下之至少1種，剩餘部分由Al及不可避免的雜質所構成之Al-Mg-Si系合金鑄錠依序實施熱軋、冷軋的合金板之製造方法，其特徵為熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為230℃以下。
- 如請求項22之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中作為雜質之Mn、Cr、及Zn分別規範在0.1質量%以下。
- 如請求項23之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中作為雜質之Ni、V、Ga、Pb、Sn、Bi及Zr分別規範在0.05質量%以下。
- 如請求項24之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中作為雜質之Ag規範在0.05質量%以下。
- 如請求項24之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中作為雜質之稀土類元素之合計含量規範在0.1質量%以下。
- 如請求項25之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中作為雜質之稀土類元素之合計含量規範在0.1質量%以下。
- 如請求項22之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項23之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項24之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項25之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項26之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項27之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中熱軋剛結束後之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為200℃以下。
- 如請求項28之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項29之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項30之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項31之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項32之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項33之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋之壓延率為20%以上。
- 如請求項34之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項35之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項36之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項37之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項38之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項39之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中冷軋後實施最終退火。
- 如請求項40之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項41之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項42之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項43之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項44之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項45之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中最終退火之溫度為200℃以下。
- 如請求項22至請求項51中之任1項之Al-Mg-Si系合金板之製造方法，其中在熱軋之複數道次之中，至少實施1次道次前之Al-Mg-Si系合金板的表面溫度為470~350℃，且道次所致之Al-Mg-Si系合金板之冷卻、或道次與道次後之強制冷卻所致之平均冷卻速度為50℃/分以上的道次。
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