(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造ビレットを管状に押出し、引抜くことによりアルミニウム合金管を形成する感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法において、
前記鋳造ビレットとして、Ｍｎ０．２〜０．８wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金からなり、５５０〜６３０℃で５時間以上均熱したのち、さらに３５０〜４５０℃で５時間以上均熱した鋳造ビレットを用いることを特徴とする感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法。
【請求項２】
鋳造スラブを板状に圧延し、管状に絞ってしごくことによりアルミニウム合金管を形成する感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法において、
前記鋳造スラブとして、Ｍｎ０．２〜０．８wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金からなり、５５０〜６３０℃で５時間以上均熱したのち、さらに３５０〜４５０℃で５時間以上均熱した鋳造スラブを用いることを特徴とする感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電子写真複写機、レーザビームプリンタ等において感光体を支持する導電性支持体として用いられる感光体基盤用アルミニウム合金管およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような感光体基盤用アルミニウム合金管には、６０６３アルミニウム合金や３００３アルミニウム合金が用いられ、その性質上比較的鏡面に近い表面状態であることが望まれる。このため、従来より、アルミニウム合金管を切削により鏡面仕上げすることが行われているが、作業工程数が多いため、コストアップの要因となっていた。
【０００３】
そこで、最近では、アルミニウム合金を管体に押出した後、この押出素管を引抜き加工したＥＤ管や、アルミニウム合金を板状に圧延した後、絞り加工およびしごき加工して管体に加工したＤＩ管が採用されるようになっている。これらのアルミニウム合金管は表面切削を行わなくても比較的良好な鏡面状態が低コストで得られる利点がある。また、これらの無切削アルミニウム合金管の材料としては、引抜あるいはしごき加工時に焼付しにくいＡｌ−Ｍｎ系の３００３アルミニウム合金が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のような無切削アルミニウム合金管の製造コストをさらに下げるための手段としては、押出、引抜、圧延およびしごきの加工速度を上げることが考えられ、実際にこれらを上げることによってコストダウンが試みられている。
しかし、従来使用されているアルミニウム合金材料は変形抵抗が大きいために、前記加工速度および加工率の上昇にも限度があり、現状よりもさらに加工速度を上げることは極めて困難に状況である。
【０００５】
この発明は、このような技術背景に鑑みて、アルミニウム合金材料の変形抵抗を小さくして加工速度を上げることにより、感光体基盤用アルミニウム合金管のコストダウンを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の感光体基盤用アルミニウム合金管は、前記目的を達成するために、Ｍｎ０．２〜０．８wt％を含有し、かつＭｎ固溶量が前記Ｍｎ含有量の４０％以下のＡｌ−Ｍｎ系合金からなり、無切削であることを特徴とするものである。
【０００７】
また、このような感光体基盤用アルミニウム合金管を製造する第１の方法は、鋳造ビレットを管状に押出し、引抜くことによりアルミニウム合金管を形成する感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法において、前記鋳造ビレットとして、Ｍｎ０．２〜０．８ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金からなり、５５０〜６３０℃で５時間以上均熱したのち、さらに３５０〜４５０℃で５時間以上均熱した鋳造ビレットを用いることを特徴とするものである。また、第２の方法は、鋳造スラブを板状に圧延し、管状に絞ってしごくことによりアルミニウム合金管を形成する感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法において、前記鋳造スラブとして、Ｍｎ０．２〜０．８ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金からなり、５５０〜６３０℃で５時間以上均熱したのち、さらに３５０〜４５０℃で５時間以上均熱した鋳造スラブを用いることを特徴とするものである。
【０００８】
これらの発明にかかるアルミニウム合金管の材質として、Ｍｎ含有量が０．２〜０．８ｗｔ％のＡｌ−Ｍｎ系合金を対象とするのは、０．２ｗｔ％未満では引抜加工またはしごき加工時に工具と溶着しやすいためであり、一方０．８ｗｔ％を超えると押出または圧延での変形抵抗が大きくなるとともに、晶出物の割れにより表面粗さが増大するためである。また、Ｍｎ含有量が前記範囲内であれば、さらにＣｕおよび／またはＭｇをそれぞれ０．０５〜１ｗｔ％の範囲で含有していても良い。
【０００９】
アルミニウム合金材料においては、その材料合金に含有されるＭｎのうちＡｌに固溶される量が多くなるほど加工硬化による変形抵抗が大きくなり、高い加工速度では加工することができなくなる。Ｍｎ固溶量がＭｎ含有量の４０％以下であれば、感光体基盤用アルミニウム合金管の製造に際し、加工速度を上げることができる。特に、Ｍｎ固溶量はＭｎ含有量の３０％以下が好ましい。なお、Ｍｎ固溶量は、フェノール液で化学溶解し、フィルターで濾過し抽出後、化学分析する方法で測定できる。
【００１０】
前記感光体基盤用アルミニウム合金管の材料となるＭｎ含有量０．２〜０．８ｗｔ％のＡｌ−Ｍｎ系合金の鋳造ビレットまたは鋳造スラブでは、鋳造凝固によりＡｌ中に過飽和に固溶され、晶出物も大きく、Ｍｎが不均質な分布を呈している。この発明の２つ製造方法では、塑性加工の前に２段階で均熱処理を行い、Ｍｎの分布を均質化するとともに、Ｍｎ固溶量をＭｎ含有量の４０％以下に減少させ、変形抵抗を小さくすることにより、加工速度および加工率の上昇を可能にしている。
【００１１】
第１段階の均熱処理においては、鋳造凝固によって生じた晶出物を微細化するとともに、偏在しているＭｎを均質化する。均熱温度が５５０℃未満では均質化させるのに長時間を要してコスト的に不利であり、６３０℃を超えるとバーニングを起こしやすくなって好ましくない。したがって、第１段階の均熱処理には５５０〜６３０℃で５時間以上保持することが必要である。特に、５８０〜６２０℃で１０時間以上均熱するのが好ましい。
【００１２】
第２段階の均熱処理においては、Ａｌに固溶されているＭｎを析出させて、Ｍｎ固溶量をＭｎ含有量の４０％以下に減少させる。均熱温度が３５０℃未満ではＭｎを固溶体から析出させるのに長時間を要してコスト的に不利であり、４５０℃以上ではＭｎ固溶量を４０％以下に減少させることができない。また、Ｍｎ固溶量を所定値以下にするためには、均熱時間は最低でも５時間以上は必要である。したがって、第２段階の均熱条件は３５０〜４５０℃で５時間以上保持することが必要である。特に、３７５〜４２０℃で１０時間以上均熱するのが好ましい。
【００１３】
前記第１段階および第２段階の均熱処理後は徐冷することが好ましい。また、第２段階の均熱処理は、第１段階の均熱処理後３５０〜４５０℃まで冷却したのち、連続的に行うのがエネルギーの有効利用を図りうることから好ましい。しかし、この発明は、均熱処理後の冷却速度や２段階の均熱処理を連続的に行うかどうかを限定するものではない。
【００１４】
このように、鋳造ビレットまたは鋳造スラブを２段階で均熱処理することにより、均熱処理をしないビレットまたはスラブを使用するのに比べて、この発明の方法では、押出速度および圧延速度を１．１〜１．３倍、引抜速度およびしごき速度を１．１〜１．５倍程度に上げることができる。
【００１５】
【作用】
この発明に係る感光体基盤用アルミニウム合金管は、Ｍｎ含有量が０．２〜０．８ｗｔ％のＡｌ−Ｍｎ系合金からなり、かつＭｎ固溶量が前記Ｍｎ含有量の４０％以下に規制されているため、製造の際の変形抵抗が小さい。
【００１６】
この発明にかかる感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法においては、加工材料であるＡｌ−Ｍｎ系合金鋳塊を均熱処理することによりＭｎ固溶量を減少させて、押出、引抜、圧延およびしごきの際の加工速度を従来よりも上げることができるようにしている。即ち、前記Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる鋳造ビレットまたは鋳造スラブの状態で、まず５５０〜６３０℃で５時間以上均熱することにより、晶出物は微細化されるとともに、Ｍｎ分布は均質になる。さらに３５０〜４５０℃で５時間以上均熱することにより、Ａｌに固溶されているＭｎが析出して、Ｍｎ固溶量はＭｎ含有量の４０％以下に減少する。このように２段階均熱処理がなされた鋳造ビレットまたは鋳造スラブは、変形抵抗が小さくなり、押出および引抜を経てアルミニウム合金管を製造する場合でも、また圧延、絞りおよびしごきを経てアルミニウム合金管を製造する場合でも、加工速度を上げることができる。
【００１７】
【実施例】
次に、この発明にかかる感光体基盤用アルミニウム合金管およびその製造方法の具体的実施例について説明する。
【００１８】
（押出および引抜による製造方法）
まず、後掲の表１に示すように、各Ｎｏ．ごとに同じ組成のアルミニウム合金からなる直径１５０ｍｍ×長さ５００ｍｍの鋳造ビレットについて、実施例と比較例とで異なる条件で均熱処理を行った。均熱はいずれも均熱炉内で行い、２段階で均熱処理する場合は、第１段階の均熱処理後，続いて第２段階の設定温度まで冷却してその温度に保持し、２段階の均熱処理を連続的に行った。そして、第１段階のみ、または第２段階のみの場合も含めて、全ての均熱処理を行った後は常温まで放冷し、各ビレットについてフェノール液抽出法によりＭｎ固溶量を測定した。
次に、各ビレットを４８０℃の熱間で直径４０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍの管体に押出したのち、冷間で引抜いて感光体基盤用アルミニウム合金管を製作した。このとき、押出加工および引抜加工は、押出速度、引抜速度をそれぞれ可能な限り上げて行った。そして、限界加工速度について、各Ｎｏ．の実施例と比較例とを比較した。
【００１９】
表１に、各ビレットのＭｎ含有量中の固溶量の割合および、限界加工速度について各Ｎｏ．の実施例と比較例との比較結果を示す。
【００２０】
【表１】
0003577337.tif 000002
【００２１】
（圧延、絞りおよびしごきによる製造方法）
前述の鋳造ビレットと同一組成で、幅約１０００ｍｍ×厚さ３００ｍｍ×長さ１５００ｍｍの鋳造スラブについて、表１と同様に３組の実施例と比較例とで条件の異なる均熱処理を行った。均熱処理後、各スラブのＭｎ固溶量を測定したところ、表１とほぼ同様の結果を得た。
次に、各スラブを４８０℃の熱間で厚さ５ｍｍに圧延したのち、さらに冷間で１．５ｍｍの板に圧延した。この板を絞り加工したのちしごき加工して、感光体基盤用アルミニウム合金管を製作した。このとき、圧延加工およびしごき加工は、圧延速度およびしごき速度をそれぞれ可能な限り上げて行った。そして、限界加工速度について各組の実施例と比較例とを比較しところ、実施例は圧延速度で１．１倍以上、しごき速度で１．２倍以上であった。
【００２２】
以上のように、この発明の実施例では、いずれもＭｎ固溶量が４０％以下に減少して変形抵抗が小さくなり、加工速度を１．１倍以上に上げうることをを確認しえた。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の感光体基盤用アルミニウム合金管は、Ｍｎ０．２〜０．８ｗｔ％を含有し、かつＭｎ固溶量が前記Ｍｎ含有量の４０％以下のＡｌ−Ｍｎ系合金からなるため、製造の際の変形抵抗が小さい。
【００２４】
また、前記感光体基盤用アルミニウム合金管の製造に際し、鋳造ビレットを管状に押出し、引抜くことによりアルミニウム合金管を形成する感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法において、Ｍｎ０．２〜０．８ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金からなる鋳造ビレットを、５５０〜６３０℃で５時間以上均熱したのち、さらに３５０〜４５０℃で５時間以上均熱して用いることにより、Ｍｎ固溶量を４０％以下に減少させて変形抵抗を小さくできるため、押出および引抜の加工速度を上げることができる。また、鋳造スラブを板状に圧延し、管状に絞ってしごくことによりアルミニウム合金管を形成する感光体基盤用アルミニウム合金管の製造方法においても、Ｍｎ０．２〜０．８ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金からなる鋳造スラブに同様の２段階の均熱処理を施すことにより、Ｍｎ固溶量を４０％以下減少させて変形抵抗を小さくできるため、圧延およびしごきの加工速度を上げることができる。