JP3161141B2 - アルミニウム合金薄板の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金薄板の製造方法

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JP3161141B2 JP06477593A JP6477593A JP3161141B2 JP 3161141 B2 JP3161141 B2 JP 3161141B2 JP 06477593 A JP06477593 A JP 06477593A JP 6477593 A JP6477593 A JP 6477593A JP 3161141 B2 JP3161141 B2 JP 3161141B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金薄板の
製造方法に係り、成形性と強度に卓越し、しかも部分焼
鈍処理の温度範囲が広く作業性に優れたアルミニウム合
金薄板の製造方法を提供しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】プレートフイン型熱交換器用のフイン
や、キャップ、アルミ缶、アルミ箔容器などを得るには
従来、A1000系合金およびこれにMnを含有せしめた
半硬質薄板が使用されている。特にプレートフイン型熱
交換器用フインは上記したA1000系合金の連続鋳造
圧延材を冷間圧延のみ、あるいは再結晶化中間焼鈍処理
後最終冷間圧延を施し、しかる後部分焼鈍を施して半硬
質薄板とし製造されていた。
【0003】一方、特公昭61-21296においてはMg0.5%
を超え1.0%以下およびMnを0.05〜1.0%を含み、更
にFeとSiを特定の関係で含有し、残部がAlおよび不可避
不純物からなる薄板用アルミニウム合金が提案されてお
り、また製造された半硬質薄板に対して熱交換媒体の流
通する通液管外径に近似した孔を穿ちその周囲に張出し
部を形成し、該張出し部を外側にカール曲げする所謂フ
レア加工してプレートフインを成形することも図示説明
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来技
術においては軽量化の要求から薄板の強度を高め、その
分板厚を薄くして軽量化に即応して来たが前記した従来
の半硬質薄板における強度向上には部分焼鈍処理時の加
熱軟化曲線には安定領域がないことから加熱温度範囲が
狭く、作業性に劣ると共に品質が安定しない不利があ
る。
【0005】また上記のようにして得られた薄板は伸び
が低下し、その結果フレア加工時に割れを生じ、またエ
リクセン値が低いので張出し高さを大きく採ることがで
きず、プレートフインの軽量化に対応する半硬質薄板と
して好ましい製品を得難い欠点がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題を解消することについて検討を重
ね、連続鋳造圧延で過飽和に固溶したMnを有するアルミ
ニウム合金コイルを冷間圧延の途中で再結晶温度未満に
加熱保持して微細なAl−Mn系金属間化合物を析出させる
ことにより爾後の部分焼鈍処理において圧延組織内に生
じた再結晶初期組織の成長を抑制することができ、この
再結晶初期組織によって部分焼鈍時の加熱軟化曲線に安
定域を形成して強度を向上してもフレアに割れを生ぜし
めないようにしたものであって、以下の如くである。
【0007】(1)Mn:0.05〜1wt%またはMn:0.0
5〜1wt%およびMg:0.05〜0.5wt%を含有し、更に
Ti:0.001〜0.1wt%、B:0.0001〜0.02wt%
およびZr:0.001〜0.1wt%の何れか1種または2種
以上を含有させ、残部がAlと不純物とからなる板厚20
mm以下の厚さに連続鋳造圧延して得られたアルミニウム
合金コイルに対し冷間圧延の途中で中間焼鈍処理を再結
晶温度未満で行い、しかる後最終冷間圧延後の部分焼鈍
も再結晶温度未満で行うことを特徴とするアルミニウム
合金薄板の製造方法。
【0008】
【作用】上記したような本発明によるものは素材の成分
組成と、製板条件、特定中間焼鈍処理、最終冷間圧延お
よび部分焼鈍の如きより成り、これらは以下の如くであ
る。
【0009】Mn:0.05〜1wt%. Mnは、中間焼鈍で、Al−Mn系の微細な金属間化合物とし
て析出し、爾後の部分焼鈍において亜結晶(再結晶初期
組織)の成長を抑制して軟化の停滞する温度範囲を形成
する。0.05%未満ではそうした作用が有効に得られ
ず、一方1%超えると上記軟化停滞温度範囲での伸びが
低下して加工性が劣化する。
【0010】Mg:0.05〜0.5wt%. Mgを添加することによって強度を向上するが0.05wt%
未満ではその効果が乏しく、好ましい強度向上、薄肉化
が得られない。一方0.5wt%を超えると冷間圧延時の硬
化が大となり、板歪の制御が困難となり、板が波状とな
るようなことがあって好ましくない。
【0011】上記以外の元素として、Fe、Si、Cu、Cr、
Znなどは不純物元素であり、FeおよびSiは0.5wt%ま
で、Cu、Cr、Znは0.3wt%までは本発明の中間焼鈍処理
による部分焼鈍時の熱軟化曲線に対する安定化効果を妨
げることがなく、本発明の目的達成を阻害しない。
【0012】また結晶微細化元素は鋳造に際して割れの
発生を防止するため適宜に添加されるものであって、例
えばTi:0.001〜0.1wt%、B:0.0001〜0.02
wt%、Zr:0.001〜0.1wt%の範囲で添加し、本発明
の技術目的を有効に達成せしめる。
【0013】次に製板条件について説明すると、除滓処
理等を施して溶製したAl−MnまたはAl−Mn−Mg合金溶湯
をハンター法、3C法、ハザレー法などの可動鋳型方式
で連続鋳造圧延して板厚20mm以下の板を得る。これは
鋳造に際して合金溶湯を急冷凝固せしめ、Mn元素を十分
に固溶させるためのものであって、板厚が20mm以上と
なると中間焼鈍処理で充分微細なAl−Mn系化合物を得難
く、爾後の部分焼鈍処理で強度に関し温度感受性の小さ
い中間焼鈍処理材が得られない。
【0014】上記のようにして得られた板厚20mm以下
の連続鋳造圧延板は、最終の所望厚さを考慮して冷間圧
延するが、該冷間圧延の工程中に少くとも1回再結晶温
度未満の温度で中間焼鈍処理する。この中間焼鈍処理前
の冷間圧延は部分焼鈍時の加熱軟化曲線に安定領域を得
るために必要であって、この冷間圧延量は例えば前記ハ
ンター法では圧下率で30%位あればよい。
【0015】前記した再結晶温度未満における中間焼鈍
処理は上記処理前冷間圧延と相俟って連続鋳造圧延で過
飽和に固溶していたMn元素をAl−Mn系の微細化合物とし
て析出させ、爾後の部分焼鈍処理において圧延組織内に
生じた亜結晶の成長を抑制し、部分焼鈍時の加熱軟化曲
線に上述したような安定領域をつくると共に部分焼鈍材
の強度と加工性を向上させるためのものである。中間焼
鈍時に再結晶させるとフレア加工時にフレア時に肌荒れ
を起し、加工性が損われる。
【0016】一般に再結晶温度は処理材の履歴によって
一定しないが、本発明の場合は350〜400℃位であ
るから、350℃以下とするのが確実で、好ましい。ま
たこの加熱下限温度は処理材の回復温度近傍で約250
℃であり、加熱時間は1〜24時間が適当である。
【0017】上記のようにして中間焼鈍処理された板材
は所望の厚さまで冷間圧延され、その後部分焼鈍処理さ
れる。この最終冷間圧延の圧下率は部分焼鈍処理後の板
材品質を安定化するためには50%以上、好ましくは8
0%以上とするのがよい。
【0018】前記のように冷間圧延されて目的の板厚と
された硬質薄板は部分焼鈍によって製品とされるが、こ
の部分焼鈍も再結晶温度未満であって、一般的に250
〜360℃程度の温度範囲で1〜12時間、所望する半
硬質薄板の性質に即応させて実施する。このような部分
焼鈍によって伸びやエリクセン値が共に高く、しかも強
度(抗張力)において優れたものが得られ、再結晶温度
以下であることからエリクセン時の肌荒れも少いものと
なる。
【0019】
【実施例】上記したような本発明によるものの具体的な
実施例について説明すると、先ず本発明者等が用いた本
発明によるAl−Mn合金、Al−Mn−Mg合金および比較例と
してのAl−Fe−Si合金(1100合金)の組成は次の表
1に示す如くである。
【0020】
【表1】
【0021】表1に示したA、B、Cの各合金は何れも
ハンター連続鋳造圧延機を用い、厚さ6.8mmのアルミニ
ウムコイルを製造し、これらの各コイルを次の表2に示
すような製板工程に従って0.115mm厚の薄板を作成
し、抗張力、伸び、エリクセン値を測定すると共にエリ
クセン時の肌荒れを検討した結果は表3に示す如くであ
った。即ち、本発明のものは、比較例に比し抗張力、伸
び、エリクセン値のバランスの優れた特性を有すること
が明かである。また、加工性にも優れ、品質的にも安定
していることが判る。
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】添附図面には前記した表3の本発明例B
1、2と従来の製造法によるB6、即ち中間焼鈍として
530℃×2hrを実施した比較例について最終焼鈍温度
の変化に対する抗張力と伸びの変化を併せて示す。本発
明によるものは250〜350℃程度での間に抗張力に
関し変化の小さいところがあり温度感受性が鈍く、従っ
て熱処理作業が容易で品質の安定したものが得られるこ
とが判る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
部分焼鈍処理の温度範囲が広くて作業性に優れ、しかも
成形性と強度において共に卓越していてプレートフイン
型熱交換器用フインやキャップ、アルミ缶ないしアルミ
箔などとして好ましい製品を得しめることができるもの
であって、工業的にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施例B1、2と従来法による比
較例B6のものについて最終焼鈍温度の変化に対する抗
張力と伸びの変化を要約して示した図表である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C22F 1/04 C22F 1/04 C (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22F 1/00 - 1/18 C22C 21/00 - 21/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Mn:0.05〜1wt%またはMn:0.05〜
    1wt%およびMg:0.05〜0.5wt%を含有し、更にTi:
    0.001〜0.1wt%、B:0.0001〜0.02wt%およ
    びZr:0.001〜0.1wt%の何れか1種または2種以上
    を含有させ、残部がAlと不純物とからなる板厚20mm以
    下の厚さに連続鋳造圧延して得られたアルミニウム合金
    コイルに対し冷間圧延の途中で中間焼鈍処理を再結晶温
    度未満で行い、しかる後最終冷間圧延後の部分焼鈍も再
    結晶温度未満で行うことを特徴とするアルミニウム合金
    薄板の製造方法。
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