JPS6056416B2 - 優れた光輝性を有するトリム材用Ａｌ基合金板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、優れた光輝性を有するトリム材用アルミニウ
ム（Ａｌ）基合金板の製造方法に関するものてある。

従来より、Ｎ基合金板を自動車、電気冷蔵庫等の光輝性
の要請されるトリム材として用いるに際しては、一般に
、所定の超合金鋳塊から目的とする板材製品を製造した
後、かかる最終の板材製品を化学研磨、電解研磨、パラ
研磨等の方法によつて表面光沢を出し、ついで陽極酸化
皮膜処理を施すことによつて防食効果を付与せしめてお
り、これが通常の加工工程と考えられている。

しかしながら、かかる加工工程にあつては、研摩処理後
の陽極酸化皮膜処理によつて、その前段の研摩処理にて
付与されたＮ合金板材の光沢が低下するという重大な問
題を内在しているのてある。即ち、合金成分中のマグネ
シウム（Ｍｇ）、不純物として混入する鉄（Ｆｅ）、ケ
イ素（Ｓｉ）が熱間圧延を通じて析出し、そしてそれら
の金属間化合物か陽極酸化皮膜処理を通じて皮膜中に残
留することにより、乱反射が惹起されるからである。而
して、このような表面光沢の低下の問題は、従来からの
Ａｌ合金板材の加工工程ては回避され得ず、止む得ない
ものとされてきたが、研摩処理の効果を充分に発揮せし
め、トリム材用としてのＮ基合金板の品質、更には商品
価値を高める上において、かかる問題を解決することに
は大きな意義がある。ここにおいて、本発明者らは、か
かる事情に鑑みて、Ｎ基合金板からなるトリム材の本質
的な金属光沢を低下せしめる要因となる微細な金属間化
合物の析出を、その全製造工程を通じて効果的に抑制し
得る手段について種々検討した結果、そのような要請に
応え得る極めて有効な、ＡＩ基合金板の製造手法を見い
出し、本発明に到達したのてある。

すなわち、本発明の目的とするところは、光輝性に優れ
た自動車、冷蔵庫等のトリム材を製造するに際して、か
かる光輝性を阻害する微細な金属間化合物の析出を抑制
するのに効果のある製造手法を提供することにある。

そして、かかる目的を達成するために、本発明にあつて
は、（ａ）０．６〜１．０％のＭｇ及び０．０２〜０．
３％のＣｕ（銅）を含むＡ１合金鋳塊を製造する工程と
、（ｂ）該Ａ１合金鋳塊に対して、５００〜５４０゜Ｃ
の温度て５〜お時間の１段または多段の均質化処理を施
す工程と、（ｃ）かかる均質化処理された鋳塊の鋳肌部
分を５〜３０Ｔｒ０ｒ１切削する面削りの工程と、（ｄ
）該面削りの後、該Ａｌ合金鋳塊を、５０５〜５４５℃
の範囲内の前記均質化処理温度よりも高い温度に加熱す
る工程と、（ｅ）かかる加熱された鋳塊を、終了温度が
２７０〜３２００Ｃとなるように、熱間粗圧延する工程
と、（ｆ）引き続いて施される熱間仕上げ圧延を、その
終了温度が１９０〜２４０℃となるように、実施する工
程と、（ｇ）更にその後の冷間圧延操作を、３０％以上
の加工度にて行なう工程と、（ｈ）かかる冷間圧延によ
つて所定の最終板厚となつたものに対して、２００〜３
５０′Ｃの温度て軟化処理を施す工程とを、含む製造手
法を採用することを特徴とし、これによつて製造工程中
において、特に圧延工程で生するところの光輝性を阻害
する微細な金属間化合物の析出を効果的に抑制せしめ、
以て陽極酸化皮膜処理を施しても、Ｎ基合金板材がその
有効な光輝性を維持し得るように為し得たのである。

かくの如き本発明において、Ｎ合金を構成する主要合金
成分の一つとしてのＭｇは、トリム材としての機械的性
質を満たすに必要な硬化要素であつて、そしてその所要
の性能を付与するために、０．６〜１．０％（重量基準
。以下同じ）の範囲内で添加する必要がある。なお、Ｍ
ｇの割合が０．６％未満の場合には、機械的性質が不充
分となり、また１．０％を越えるようになると、ロール
フォーミング等でトリム材を加工するときにそのフォー
ミング性を阻害する問題を生じる。また、他の主要合金
成分たるＣｕは、化学研摩、電解研摩を行なうときに光
輝性を付加せしめるのに必須の元素で゛あり、その０．
０２％未満ではその効果がなく、また０．３％を越える
と耐食性を阻害するようになるのて、Ｃｕは０．０２〜
０．３％の範囲て添加する必要がある。さらに、これら
の合金成分：Ｍｇ，ＣｕがＮに添加されて、所定のＡ１
合金溶塊が調製されるのであるが、本発明では、最終製
品に悪影響をもたらさない限りにお湯てそれらＭｇ，Ｃ
ｕ以外の合金成分の添加も許容されるものである。そし
て、このような合金成分並びに組成範囲において、ＡＩ
合金溶湯が調製された後、目的とするＡ１基合金材料（
板材）を得るために、該溶湯からの公知の通常の手法に
従つて所定の合金鋳塊（スラブ）が鋳造され、ついでそ
の得られた鋳塊には凝固組織（合金成分）を均一化せし
めるための熱処理、所謂均質化処理（ソーキング）等が
施されることとなるが、本発明では、本発明の目的を達
成する上において以下の如き工程を通るようにされるの
である。

すなわち、先す、均質化処理は、本発明に従うＮ合金鋳
塊を、１段または多段の操作によつて、鋳塊の状態て５
００〜５４０′Ｃの温度に５〜招時間保持することによ
り行なわれ、これによつて鋳造時に晶出した合金中の必
須成分の共晶化合物が溶入化されると同時に、不純物と
して混入するＦｅ，Ｓｌ等をも溶入化せしめ、以て金属
間化合物の発生を抑制する。

なお、５００′Ｃ未満または５時間未満の条件下では溶
入化の効果を充分に期待し得ず、また５４０′Ｃを越え
る温度や４８時間を越える時間の採用も、鋳塊の残留応
力発生部で粗大な二次再結晶粒組織が形成されるように
なるので、避けなければならない。そして、このような
温度、時間の条件下に保持されたＡｌ合金鋳塊は、通常
、自然冷却によつて常温附近まで冷却されることとなる
。次いで、かかる均質化処理の施されたＡｌ合金鋳塊に
は、その鋳肌部分を表面から５〜３０ｗ０ｎの厚さで切
削する面削り加工が施されるが、この面削りは光輝性が
要求されるトリム材にとつて特に必要な工程である。

そして、この面削りは、鋳塊の両面について行なわれ（
片面に対して、それぞれ、前記厚さの切削が行なわれる
）、これによつて鋳肌部分に存在する偏析層が除去せし
められるのてある。また、この面削りの後は、該Ｎ合金
鋳塊は、次の熱間圧延のために、５０５〜５４５℃の範
囲内の前記均質化処理温度よりも高い温度に加熱（予熱
）せしめられるが、この加熱温度は光輝性の点で重要な
意味をもつており、前記均質化処理後の自然冷却中に析
出した金属間化合物を再溶入化するうえにおいて、該均
質化処理温度よりも高い温度を採用する必要があるので
あつて、一般に、かかる均質化処理温度よりもやや高い
温度、好ましくは５゜Ｃ程度まての範囲内て採用される
のである。

なお、この加熱温度が５０５℃より低くなると、かかる
再溶入化の効果が乏しく、また５４５℃を越えるように
なると、高温酸化を起こす危険性が高くなるので、避け
なければならない。そして、この所定の温度に加熱され
たＡ１合金鋳塊は、熱間粗圧延せしめられることとなる
が、その際の終了温度（圧延終了後における材料温度）
が２７０〜３２０′Ｃの範囲内に存在するように制御さ
れねばならず、このような終了温度の制御によつて微細
な金属間化合物の析出が効果的に抑制されるのである。

また、この温度制御は、水または水を主成分とした冷媒
によつて圧延中の鋳塊を強制的に冷却することにより、
有効に実施され得るものてあるが、その他の適当な冷却
手段も本発明の条件を満たす限りにおいて採用可能であ
る。例えは、圧延ロールから出た被圧延材に対する冷媒
シャワーなどの手法がある。そして、かかる温度制御は
、同時にこの後に必然的に実施される熱間仕上け圧延の
終了温度制御と連動するものであつて、その何れか一つ
がその制御範囲を外れても全く意味のなくなるものであ
る。なお、かくの如き終了温度が３２０゜Ｃを越えると
、金属間化合物の析出が惹起されるようになつて、光輝
性を阻害し、また２７０′Ｃよりも低くなり過ぎると、
その後の熱間仕上げ圧延時の変形抵抗を増大するのみな
らず、被圧延物の端面に耳割れを起こし、歩留りを低下
せしめる。また、このような熱間粗圧延によつて、Ａｌ
合金鋳塊は一般に６．０〜２５ｗｒｍ程度の板厚の板状
物とされるのである。次いで、かかる熱間粗圧延に引き
続いて、熱間仕上げ圧延が施されるが、その終了温度は
、該熱間粗圧延と同様にして１９０〜２４０℃の範囲内
となるように制御されねばならない。

これは、熱間粗圧延て温度制御した後に引き続いて行な
う仕上げ圧延についても、析出防止という同様な理由で
、冷却が行なわれるものであり、２４０゜Ｃを起える高
い終了温度ては、金属間化合物の析出が惹起される問題
を生じ、また１９０℃よりも低い温度に冷却され過ぎる
と、加工硬化のためにコイルアップ時にコイルに疵が付
き易くなる問題を生じるのである。なお、この熱間仕上
け圧延によつて、被圧延物は、一般に、２．０〜８．０
ｗ０ｒＬ程度の板厚のものとされることとなるのである
。また、この熱間仕上げ圧延によつて得られた板状物に
は、通常の方法に従つて、更に、冷間圧延が施されるの
であるが、その際の加工度（冷間圧減率）としては３０
以上、好ましくは５０〜９０％の値を採用することが、
優れた板面質とトリム材に要求される機械的性質を得る
上において必要となるのである。

そして、かかる冷間圧延が施されて、目的とする製品肉
厚まで圧延されることにより形成されたＮ合金板材、即
ちＡ１基合金板には、その終了後に、所望の性能を付与
すべく、更に最終調質（熱処理：軟化処理）が施される
こととなるが、その゛際の処理温度としては、２００〜
３５０′Ｃの範囲て選択されることとなる。

この温度が高過ぎると、光輝性を低下せしめる析出物を
生じるようになり、また低過ぎると、ロールフォーミン
グ時の加工性が低下するからである。また、かかる最終
調整の処理時間としては、一般に１巾乃至１吟の範囲て
適宜に選択されることとなる。かくして得られたＡｌ基
合金板は、その製造工程で生ずるところの光輝性を阻害
する微細な金属間化合物の析出が効果的に抑制されるも
のてあつ・て、それ故その後に陽極酸化皮膜処理が施さ
れても、該板材の本質的な金属光沢を著しく悪化せしめ
るようなことは全くなく、従つて研摩処理の効果を最大
限に発揮しつつ、自動車、冷蔵庫なとのトリム材として
有利に用いられることとなつたのである。

以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の実施例をいくつか挙げるが、本発明がそれらの実
施例の記載によつて何等の制約をも受けるものではない
ことは言うまでもないところである。

実施例 Ｍｇを０．８％、Ｃｕを０．０８％含み、残部がＡ１か
らなるＡｌ合金溶湯を用いて、幅１０８０７ｍ１厚さ５
００ｍＩｎ１長さ２０００ｗｒｍ以上のスラブを半連続
鋳造法により造塊した。

そして、この得られたスラブをそれぞれ使用して、均質
化炉て第１表に示される如き各種の条件下で均質化処理
した後、自然冷却し、室温まで冷却した後に、両面を片
側について１ｈづつの面削を行ない、更にその後加熱炉
で第１表に示す所定の圧延温度までそれぞれ加熱せしめ
た。

次いで施される熱間粗圧延にあつては、４段熱間粗圧延
機て板厚１６朋まで圧延すると同時に、強制冷却によつ
て終了温度の制御を第１表の如く行なつた。な−お、こ
の時の強制冷却媒は、水を主成分とする溶液であり、こ
れを被圧延物に流し掛けるようにすることにより冷却せ
しめた。また、この冷却媒は循環して使用された。また
、この粗圧延の終了後は、直ちに仕上げ熱間圧延機で板
厚３．４Ｔｗｔまで仕，上げ圧延し、コイル巻上げを行
なつた。この時の終了温度の第１表に示される如き制御
も、前記粗圧延と同様にして、強制冷却によつて行なつ
た。かくして熱間圧延の終了した各コイルは、その後、
冷間仕上げ圧延機て板厚０．７６ｗ！ｎまて冷間圧延さ
れた（但し、冷間加工度の低いＮＯｌ３のものは２．６
ｗｎまでとされた）。更にその後、調質を行なうために
、各コイルは連続焼鈍炉に導かれ、ＮＯ．ｌ４が１８０
℃、ＮＯ．ｌ５が３６０℃の温度で軟化処理された以外
は、全て２４０℃の温度条件下に軟化処理された。この
ように調質の終つた各々の板（Ａｌ基合金板）から引張
試験片（ＪＩＳ５号タテ板）、ロールフォーミング性試
験片、光輝性測定用試験片をそれぞれ採取した。引張試
験は耐力、引張強さ、伸びを測定して引張性質の評価を
行ない、またロールフォーミング性は実機によつて両端
を曲げ半径０（密着）て９００曲げ加工を行なつて、そ
の曲げ加工性を評価した。

更に、光輝性測定は、１０ｈＸ１０『の各試験片をリン
酸７８％、硫酸１５．５％、硝酸６％、硝酸銅０．５％
の溶液中で１０５℃×９０秒の間化学研摩した後、硫酸
アルマイト皮膜を片面について１０ミクロンつけ、その
時の反射率を測定することによつて行ない、それぞれの
光輝性の評価を行なつた。これらの各試験において得ら
れた結果を、第２表に示す。第１表及び第２表の結果よ
り明らかなように、ＮＯ．ｌは、均質化処理を４８０゜
Ｃ×４ｈｒて行なつたものであるが、均質化不充分のた
めに、熱間粗圧延、仕上げ圧延の工程で強制冷却を行な
つても、優れた光輝性は得られていない。

また、ＮＯ，２は、均質化処理は充分てあるが、熱間圧
延のための加熱温度が均質化処理温度よりも低いため、
均質化処理後の冷却過程て析出した金属間化合物が再溶
入化せず、それ故矢張り化学研摩、アルマイト処理後に
おいて、満足すべく光輝性が得られていないのである。
更に、ＮＯ．３、ＮＯ．４についても同様な理由により
同様な傾向を示しており、史にまたＮＯ．５も同様な理
由であるが、加熱温度が高いために光輝性はそれ程大き
くは低下していない。また、ＮＯ．６は、加熱温度が低
い上に、熱間粗圧延終了温度が３３０′Ｃと高いため、
金属間化合物の析出を助長して、光輝性は極めて悪化し
ている。更に、ＮＯ．７は、均質化処理条件、加熱条件
は充分であるが、熱間粗圧延、熱間仕上げ圧延ともその
終了温度が高いために、熱間圧延中に析出した金属間化
合物が光輝性を著しく阻害して６２％という低い反射率
しか得られていない。一方、ＮＯ．ｌ２は、加熱温度が
高過ぎるために粗大な二次再結晶粒組織が生じて、製品
にバンド状の筋模様を作り、アルマイト処理後の品質を
低下させるものであつた。

また、ＮＯｌ３は、均質化処理から熱間仕上け圧延まて
は目的に合つた条件てあるが、冷間加工度が低いために
機械的性質が低くなつている。しかし、その光輝性は低
下していない。さらに、ＮＯｌ４は、均質化処理から冷
間圧延まで目的に合つた条件であるが、調質温度が低い
ために、機械的性質が高く、加工性が悪い。但し、この
場合も、光輝性は殆んど低下していない。更にまた、Ｎ
Ｏｌ５は、ＮＯ．ｌ４と殆んど同じ条件てあるが、調質
温度が高いために、この段階で金属間化合物の析出が生
じて光輝性が低下すると同時に、機械的性質を低下して
いるのてある。これに対して、ＮＯ．８〜１１の本発明
に従う条件を採用したものは、何れも優れた光輝性を具
備しており、かつ機械的性質もトリム材として優れたも
のであつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ０．６〜１．０％のＭｇ及び０．０２〜０．３％の
   Ｃｕを含むＡｌ合金鋳塊を製造する工程と、該Ａｌ合金
   鋳塊に対して、５００〜５４０℃の温度で５〜４８時間
   の１段または多段の均質化処理を施す工程と、かかる均
   質化処理された鋳塊の鋳肌部分を５〜３０ｍｍ切削する
   面削りの工程と、該面削りの後、該Ａｌ合金鋳塊を、５
   ０５〜５４５℃の範囲内の前記均質化処理温度よりも高
   い温度に加熱する工程と、かかる加熱された鋳塊を、終
   了温度が２７０〜３２０℃となるように、熱間粗圧延す
   る工程と、引き続いて施される熱間仕上げ圧延を、その
   終了温度が１９０〜２４０℃となるように、実施する工
   程と、更にその後の冷間圧延操作を、３０％以上の加工
   度にて行なう工程と、かかる冷間圧延によつて所定の最
   終板厚となつたものに対して、２００〜３５０℃の温度
   で軟化処理を施す工程とを、含むことを特徴とする優れ
   た光輝性を有するトリム材用Ａｌ基合金板の製造方法。