(57)【要約】【解決課題】減圧容器のフレーム部用の材料として適切な、疲労強度特性に優れるＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金合厚板を提供すること。【解決手段】２．０〜５．０質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金からなるアルミニウム合金厚板であり、該アルミニウム合金厚板の板厚が３００〜４００ｍｍであり、（ｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの個数のうちの最大値をＡ（個／ｃｍ２）とし、（ｉｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．１２Ｗａ〜０．３０Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの個数のうちの最大値をＢ（個／ｃｍ２）とすると、Ａが１６０個／ｃｍ２以下であり、且つ、ＢがＡの１．１５倍以上であること、を特徴とするアルミニウム合金厚板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２．０〜５．０質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金からなるアルミニウム合金厚板であり、
該アルミニウム合金厚板の板厚が３００〜４００ｍｍであり、
鋳造方向に対し垂直な断面における該アルミニウム合金厚板の板幅をＷａとし、板幅方向の中心を０位置とし、板幅方向の板端を０．５０Ｗａ位置としたときに、（ｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．３９Ｗａ、０．４０Ｗａ、０．４２Ｗａ、０．４４Ｗａ、０．４６Ｗａ及び０．４８Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数のうちの最大値をＡ（個／ｃｍ２）とし、（ｉｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．１２Ｗａ、０．１６Ｗａ、０．２１Ｗａ、０．２５Ｗａ及び０．３０Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数のうちの最大値をＢ（個／ｃｍ２）とすると、Ａが１６０個／ｃｍ２以下であり、且つ、ＢがＡの１．１５倍以上であること、
を特徴とするアルミニウム合金厚板。
【請求項２】
前記アルミニウム合金が、０．１５質量％以下のＴｉ、０．３５質量％以下のＣｒ、１．００質量％以下のＭｎ、０．４０質量％以下のＦｅ及び０．４０質量％以下のＳｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金厚板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池製造装置や液晶パネル製造装置などの大気圧と真空を繰り返す減圧容器のフレームに用いられるアルミニウム合金製の厚板に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気圧と真空を繰り返す減圧容器のフレーム部には、繰り返し応力が作用するため、高疲労強度特性が要求されている。
【０００３】
疲労強度悪化の要因として、材料内のポロシティが挙げられる。一般に、スラブを圧延すると内部のポロシティは、圧力を受けることにより、徐々に小さくなり、薄板においては問題はなくなるが、圧下率の小さい厚さ３００ｍｍ以上の厚板においては、逆に、スラブにおけるポロシティよりも大きくなることが確認されている（特許文献１等参照）。
【０００４】
そこで、従来は、減圧容器のフレーム部用の材料としては、ポロシティ量の少ない６０６１合金が用いられていた。例えば、特許文献２には、減圧容器のフレーム部用の材料として、６０６１合金を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９０３７２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１４１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、６０６１合金にて要求強度を出すためには、圧延後に熱処理工程が必要となるため、製造コストが高いことが問題となっていた。
【０００７】
それに対して、Ａｌ−Ｍｇ系合金を減圧容器のフレーム部に用いる場合、上記熱処理工程が不要となるため製造コストが下げられる。一方で、Ａｌ−Ｍｇ系合金は、６０６１合金に比べてＭｇ含有量が多いため、材料内のポロシティ数が増加し、疲労強度特性に悪影響を与える。
【０００８】
従って、本発明の目的は、減圧容器のフレーム部用の材料として適切な、疲労強度特性に優れるＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金合厚板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記本発明の課題は、以下の本発明によって解決される。
すなわち、本発明（１）は、２．０〜５．０質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金からなるアルミニウム合金厚板であり、
該アルミニウム合金厚板の板厚が３００〜４００ｍｍであり、
鋳造方向に対し垂直な断面における該アルミニウム合金厚板の板幅をＷａとし、板幅方向の中心を０位置とし、板幅方向の板端を０．５０Ｗａ位置としたときに、（ｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．３９Ｗａ、０．４０Ｗａ、０．４２Ｗａ、０．４４Ｗａ、０．４６Ｗａ及び０．４８Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数のうちの最大値をＡ（個／ｃｍ２）とし、（ｉｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．１２Ｗａ、０．１６Ｗａ、０．２１Ｗａ、０．２５Ｗａ及び０．３０Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数のうちの最大値をＢ（個／ｃｍ２）とすると、Ａが１６０個／ｃｍ２以下であり、且つ、ＢがＡの１．１５倍以上であること、
を特徴とするアルミニウム合金厚板を提供するものである。
【００１０】
また、本発明（２）は、前記アルミニウム合金が、０．１５質量％以下のＴｉ、０．３５質量％以下のＣｒ、１．００質量％以下のＭｎ、０．４０質量％以下のＦｅ及び０．４０質量％以下のＳｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）のアルミニウム合金厚板を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、減圧容器のフレーム部用の材料として適切な、疲労強度特性に優れるＡｌ−Ｍｇ系のアルミニウム合金合厚板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のアルミニウム合金厚板の形態例の模式図である。
【図２】図１のアルミニウム合金厚板を、鋳造方向に対し垂直な面で切った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のアルミニウム合金厚板は、２．０〜５．０質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金からなるアルミニウム合金厚板であり、
該アルミニウム合金厚板の板厚が３００〜４００ｍｍであり、
鋳造方向に対し垂直な断面における該アルミニウム合金厚板の板幅をＷａとし、板幅方向の中心を０位置とし、板幅方向の板端を０．５０Ｗａ位置としたときに、（ｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．３９Ｗａ、０．４０Ｗａ、０．４２Ｗａ、０．４４Ｗａ、０．４６Ｗａ及び０．４８Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数のうちの最大値をＡ（個／ｃｍ２）とし、（ｉｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．１２Ｗａ、０．１６Ｗａ、０．２１Ｗａ、０．２５Ｗａ及び０．３０Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数のうちの最大値をＢ（個／ｃｍ２）とすると、Ａが１６０個／ｃｍ２以下であり、且つ、ＢがＡの１．１５倍以上であること、
を特徴とするアルミニウム合金厚板である。
【００１４】
本発明のアルミニウム合金厚板について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明のアルミニウム合金厚板の形態例の模式図であり、斜視図である。図２は、図１のアルミニウム合金厚板を、鋳造方向に対し垂直な面で切った断面図である。図１中、アルミニウム合金厚板１は、所定の組成に調整されたアルミニウム合金の鋳塊を鋳造し、得られた鋳塊を、面削し、加熱し、熱間圧延し、切断して製造されたものである。
【００１５】
図１中、鋳造方向４は、アルミニウム合金厚板１の製造の原材料であるアルミニウム合金の鋳塊が鋳造されるときに引き出される方向である。また、板厚方向６は、アルミニウム合金厚板１の板の厚み方向であり、鋳造方向４に対して垂直である。また、板幅方向５は、鋳造方向４に対して垂直な断面におけるアルミニウム合金厚板１の幅の方向であり、鋳造方向４に対して垂直且つ板厚方向６に対して垂直な方向である。
【００１６】
図２中、鋳造方向に対し垂直な断面における板厚方向の中心位置の集合を、中心線８とすると、板厚方向中央部分とは、中心線８上及びその近傍の部分を指す。そして、鋳造方向に対し垂直な断面におけるアルミニウム合金厚板１の板幅、すなわち、中心線８の長さをＷａとし、また、板幅方向の中心２の位置を０位置とする。そうすると、板幅方向の板端３の位置は、板幅方向の中心２から板幅方向に０．５０Ｗａ離れた位置になるので、板幅方向の板端３の位置が、０．５Ｗａ位置となる。よって、図２中、０．３９Ｗａ位置７とは、０位置から板幅方向に０．３９Ｗａ離れた位置を指す。図示しないが、同様にして、０．４０Ｗａ位置とは、０位置から板幅方向に０．４０Ｗａ離れた位置であり、また、０．４２Ｗａ位置とは、０位置から板幅方向に０．４２Ｗａ離れた位置であり、０．４４Ｗａ位置とは、０位置から板幅方向に０．４４Ｗａ離れた位置であり、０．４６Ｗａ位置とは、０位置から板幅方向に０．４６Ｗａ離れた位置であり、０．４８Ｗａ位置とは、０位置から板幅方向に０．４８Ｗａ離れた位置である。
【００１７】
本発明のアルミニウム合金厚板は、２．０〜５．０質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金により形成されている。つまり、本発明のアルミニウム合金厚板は、アルミニウム合金製である。
【００１８】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金は、２．０〜５．０質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金である。本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金のＭｇ含有量は、好ましくは２．０〜４．２質量％である。Ｍｇは、Ａｌ中に固溶して強度を向上させる働きがある。アルミニウム合金中のＭｇ含有量が、上記範囲未満だと、強度向上効果が小さく、また、上記範囲を超えると、Ａｌ−Ｍｇ合金溶湯中における水素溶解度が増大し、ポロシティが多量に生成するため疲労強度が低くなる。
【００１９】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金は、２．０〜５．０質量％のＭｇ、好ましくは２．０〜４．２質量％のＭｇに加え、０．１５質量％以下のＴｉ、０．３５質量％以下のＣｒ、１．００質量％以下のＭｎ、０．４０質量％以下のＦｅ及び０．４０質量％以下のＳｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することができる。
【００２０】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金は、０．１５質量％以下のＴｉ、好ましくは０．００５〜０．１５質量％のＴｉを含有することができる。Ｔｉは、鋳塊の結晶粒組織の微細化に寄与する元素である。
【００２１】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金は、０．３５質量％以下のＣｒ、好ましくは０．０１〜０．３５質量％のＣｒを含有することができる。Ｃｒは、Ａｌ−Ｃｒ系化合物を形成し、結晶粒を微細化する働きがある。
【００２２】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金は、１．００質量％以下のＭｎ、好ましくは０．０１〜１．００質量％のＭｎを含有することができる。ＭｎはＡｌ中に固溶すると同時に、Ａｌ−Ｍｎ系の微細な析出物として分散し、強度を向上させる働きと、結晶粒を微細化する働きがある。
【００２３】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金は、０．４０質量％以下のＦｅ、好ましくは０．１０〜０．４０質量％のＦｅを含有することができる。Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ系化合物として分散し、結晶粒を微細化する働きがある。また、Ｆｅは、Ａｌに含まれる不純物の一つであるので、工業的に製造されるアルミニウム合金には、通常、不純物として、０．１０質量％以上のＦｅが含まれる。
【００２４】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金は、０．４０質量％以下のＳｉ、好ましくは０．０５〜０．４０質量％のＳｉを含有することができる。また、Ｓｉは、Ａｌに含まれる不純物の一つであるので、工業的に製造されるアルミニウム合金には、通常、不純物として、０．０５質量％以上のＳｉが含まれる。
【００２５】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金は、他に、０．１７質量％以下のＣｕ、０．０４４質量％以下のＺｎ、０．００８質量％以下のＮｉを含有してもよい。あるいは、本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金においては、５０００系アルミニウム合金の不純物として許容される上限値以下の不純物元素の含有は許容される。
【００２６】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金としては、例えば、以下に示す形態例のアルミニウム合金（１）が挙げられる。本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金（１）は、２．０〜５．０質量％のＭｇ、好ましくは２．０〜４．２質量％のＭｇを含有し、残部不可避不純物及びＡｌからなるアルミニウム合金である。
【００２７】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金（１）は、２．０〜５．０質量％のＭｇ、好ましくは２．０〜４．２質量％のＭｇに加え、更に、０．１５質量％以下のＴｉ、好ましくは０．００５〜０．１５質量％のＴｉ、０．３５質量％以下のＣｒ、好ましくは０．０１〜０．３５質量％のＣｒ、１．００質量％以下のＭｎ、好ましくは０．０１〜１．００質量％のＭｎ、０．４０質量％以下のＦｅ、好ましくは０．１０〜０．４０質量％のＦｅ、及び０．４０質量％以下のＳｉ、好ましくは０．０５〜０．４０質量％のＳｉのうちの１種又は２種以上を含有することができる。
【００２８】
本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金（１）は、他に、０．１７質量％以下のＣｕ、０．０４４質量％以下のＺｎ、０．００８質量％以下のＮｉを含有してもよい。あるいは、本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金（１）においては、５０００系アルミニウム合金の不純物として許容される上限値以下の不純物元素の含有も許容される。
【００２９】
本発明のアルミニウム合金厚板の板厚は、３００〜４００ｍｍである。減圧容器のフレーム用の材料となるアルミニウム合金厚板において、圧延工程にてポロシティが潰れず疲労強度の低下が問題となる板厚は、通常、３００〜４００ｍｍである。
【００３０】
本発明のアルミニウム合金厚板では、鋳造方向に対し垂直な断面におけるアルミニウム合金厚板の板幅をＷａとし、板幅方向の中心を０位置とし、板幅方向の板端を０．５０Ｗａ位置としたときに、（ｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．３９Ｗａ、０．４０Ｗａ、０．４２Ｗａ、０．４４Ｗａ、０．４６Ｗａ及び０．４８Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数のうちの最大値をＡ（個／ｃｍ２）（以下、アルミニウム合金厚板のＡ値とも記載する。）とし、（ｉｉ）板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．１２Ｗａ、０．１６Ｗａ、０．２１Ｗａ、０．２５Ｗａ及び０．３０Ｗａの各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数のうちの最大値をＢ（個／ｃｍ２）（以下、アルミニウム合金厚板のＢ値とも記載する。）とすると、Ａ（アルミニウム合金厚板のＡ値）は、１６０個／ｃｍ２以下、好ましくは１００個／ｃｍ２以下であり、且つ、Ｂ（アルミニウム合金厚板のＢ値）は、Ａ（アルミニウム合金厚板のＡ値）の１．１５倍以上、好ましくは１．５倍以上である。本発明者らが鋭意検討したところ、アルミニウム合金厚板を用いて作製される減圧容器用のフレームの疲労強度に影響を与えるのは、円相当径が５０μｍ以上のポロシティであることがわかった。そして、本発明者らは、アルミニウム合金厚板のＡ値及びＢ値が上記範囲にあるアルミニウム合金厚板を用いて減圧容器用のフレームを作製すると、得られる減圧容器用のフレームの疲労強度が高くなることを見出した。つまり、アルミニウム合金厚板のＡ値及びＢ値が上記範囲にあることにより、減圧容器用のフレームの疲労強度が高くなる。更に、アルミニウム合金厚板のＡ値の下限値であるが、鋳塊凝固時の冷却において、正常な鋳塊が得られる冷却速度を考慮すると、アルミニウム合金厚板のＡ値は、小さければ小さい程好ましいが、製造との関係を考慮すると、例えば、５０個／ｃｍ２以上が好ましく、３０個／ｃｍ２以上がより好ましく、６個／ｃｍ２以上が特に好ましい。
【００３１】
アルミニウム合金厚板のＡ値とは、鋳造方向に対し垂直な面でアルミニウム合金厚板を切った断面について、板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．３９Ｗａ、０．４０Ｗａ、０．４２Ｗａ、０．４４Ｗａ、０．４６Ｗａ及び０．４８Ｗａの各位置を、光学顕微鏡を用いて、測定視野１０ｍｍ×１０ｍｍで観察し、各視野の円相当径５０μｍ以上のポロシティを抽出し、各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数（個／ｃｍ２）を算出し、算出された値のうちの最大値をアルミニウム合金厚板のＡ値（個／ｃｍ２）とする。また、同様に、アルミニウム合金厚板のＢとは、鋳造方向に対し垂直な面でアルミニウム合金厚板を切った断面について、板厚方向中央部分且つ板幅方向の位置が０．１２Ｗａ、０．１６Ｗａ、０．２１Ｗａ、０．２５Ｗａ及び０．３０Ｗａの各位置を、光学顕微鏡を用いて、測定視野１０ｍｍ×１０ｍｍで観察し、各視野の円相当径５０μｍ以上のポロシティを抽出し、各位置における円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数（個／ｃｍ２）を算出し、算出された値のうちの最大値をアルミニウム合金厚板のＢ値（個／ｃｍ２）とする。
【００３２】
本発明のアルミニウム合金厚板は、例えば、以下に述べる本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法により製造される。なお、以下に示す本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法は、本発明のアルミニウム合金厚板を製造するための一例にすぎず、本発明のアルミニウム合金厚板は、以下に本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法により製造されたものに制限されない。
【００３３】
本発明のアルミニウム合金厚板を製造する方法としては、ダイレクトチル鋳造（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｈｉｌｌ鋳造）により、本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金の組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を鋳造し、次いで、該鋳塊を面削し、加熱した後、熱間圧延し、次いで、熱間圧延物を切断して、アルミニウム合金厚板を製造するアルミニウム合金厚板の製造方法であり、
該鋳造では、溶融アルミニウム合金中の水素ガス量を０．１５ｍｌ／１００ｇＡｌ以下とし、
製造後のアルミニウム合金厚板の鋳造方向に対し垂直な断面におけるアルミニウム合金厚板の板幅をＷａとし、板幅方向の中心を０位置とし、板幅方向の板端を０．５０Ｗａ位置としたときに、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する該鋳塊の範囲の冷却速度を０．４〜０．６℃／秒とし、且つ、（ｉｖ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．１２Ｗａ〜０．３０Ｗａの範囲に相当する該鋳塊の範囲の冷却速度を０．４℃／秒未満とし、
該熱間圧延の総圧下率を３０〜６０％とするアルミニウム合金厚板の製造方法が好ましい。
【００３４】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法では、先ず、ダイレクトチル鋳造により、本発明のアルミニウム合金厚板に係るアルミニウム合金の組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を鋳造する。
【００３５】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係るダイレクトチル鋳造では、（１）２．０〜５．０質量％のＭｇ、好ましくは２．０〜４．２質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金、（２）２．０〜５．０質量％のＭｇ、好ましくは２．０〜４．２質量％のＭｇと、０．１５質量％以下のＴｉ、０．３５質量％以下のＣｒ、１．００質量％以下のＭｎ、０．４０質量％以下のＦｅ及び０．４０質量以下のＳｉのうちのいずれか１種又は２種以上と、を含有するアルミニウム合金を鋳造する。本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係るダイレクトチル鋳造で鋳造するアルミニウム合金としては、例えば、（３）２．０〜５．０質量％のＭｇ、好ましくは２．０〜４．２質量％のＭｇを含有し、残部不可避不純物及びＡｌからなるアルミニウム合金、（４）２．０〜５．０質量％のＭｇ、好ましくは２．０〜４．２質量％のＭｇと、０．１５質量％以下のＴｉ、０．３５質量％以下のＣｒ、１．００質量％以下のＭｎ、０．４０質量％以下のＦｅ及び０．４０質量以下のＳｉのうちのいずれか１種又は２種以上と、を含有し、残部不可避不純物及びＡｌからなるアルミニウム合金が挙げられる。
【００３６】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係るダイレクトキャスト鋳造では、所定の組成を有するアルミニウム合金の溶湯を調製し、脱ガス、脱介在物処理を施し、冷却する。
【００３７】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係るダイレクトキャスト鋳造では、溶融アルミニウム合金中の水素ガス量を０．１５ｍｌ／１００ｇＡｌ以下として、鋳造を行う。鋳造おいて溶融アルミニウム合金中の水素ガス量が、上記範囲にあることにより、アルミニウム合金厚板のＡ値が、１６０個／ｃｍ２以下、好ましくは１００個／ｃｍ２以下となる。一方、鋳造おいて溶融アルミニウム合金中の水素ガス量が、上記範囲を超えると、粗大なポロシティが多くなるので、減圧容器用のフレームにおける疲労寿命特性が低くなる。なお、鋳造おいて溶融アルミニウム合金中の水素ガス量を、上記範囲に制御する方法としては、塩素ガス、塩素ガスと不活性ガスの混合ガス、不活性ガスを、溶融アルミニウム合金内に吹き込む方法が挙げられる。
【００３８】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係るダイレクトキャスト鋳造では、製造後のアルミニウム合金厚板の鋳造方向に対し垂直な断面におけるアルミニウム合金厚板の板幅をＷａとし、板幅方向の中心を０位置とし、板幅方向の板端を０．５０Ｗａ位置としたときに、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度を０．４〜０．６℃／秒とし、且つ、（ｉｖ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．１２Ｗａ〜０．３０Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度を０．４℃／秒未満とする。鋳塊凝固時の冷却において、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度、及び（ｉｖ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．１２Ｗａ〜０．３０Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度を、上記範囲とすることにより、アルミニウム合金厚板のＡ値を、１６０個／ｃｍ２以下、好ましくは１００個／ｃｍ２以下とし、且つ、アルミニウム合金厚板のＢ値を、アルミニウム合金厚板のＡ値の１．１５倍以上、好ましくは１．５倍以上とすることができる。減圧容器用のフレームにおいて疲労寿命が高いことが要求される部分に相当する部分、すなわち、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度を、０．４〜０．６℃／秒と速くし、且つ、減圧容器用のフレームにおける疲労寿命とは関係のない部分に相当する部分、すなわち、（ｉｖ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．１２Ｗａ〜０．３０Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度を、０．４℃／秒未満と遅くすることにより、鋳塊凝固時に、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲のサイズの大きなポロシティの発生を少なくし、（ｉｖ）当該ポロシティの発生を、製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３０Ｗａより中心よりに集中させることができるので、アルミニウム合金厚板のＡ値が、１６０個／ｃｍ２以下、好ましくは１００個／ｃｍ２以下と少なくなる。なお、鋳塊凝固時の冷却において、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度を、０．６℃／秒を超える速度とすることは、ダイレクトチル鋳造においては熱的挙動により困難であり、また、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度を、０．４℃／秒未満とすると、冷却速度が遅すぎるためにデンドライトアームスペース（以下、ＤＡＳと記載する。）が粗大となり、ＤＡＳに生成するポロシティも粗大となるため、アルミニウム合金厚板のＡ値が１６０個／ｃｍ２を超えてしまう。
【００３９】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係るダイレクトチル鋳造では、鋳塊凝固時の冷却において、冷却速度を調節する方法としては、例えば、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲における、鋳塊の厚み方向中央部分に相当する凝固位置にて、温度勾配を大きくすることにより、つまり、鋳塊の幅方向の位置が（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲における、鋳塊の厚み方向中央部分に、強い溶融アルミニウム合金の流動を付与し、凝固過程における温度勾配、すなわち、液相線温度位置と固相線温度位置の距離を短くすることにより、（ｉｉｉ）製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲における冷却速度を０．４〜０．６℃／秒と速くする方法が挙げられる。具体的な方法としては、前記位置に強い溶融アルミニウム合金の流れがあたるよう、鋳型内への溶湯補給ノズルを複数設置すること、鋳型内溶湯分配器を適正なサイズにすること、鋳型内に設置した溶融金属ポンプにて前記位置へ強い溶融アルミニウム合金の流れをあてることなどが挙げられる。
【００４０】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法では、ダイレクトチル鋳造により得られる鋳塊を面削した後、ミクロ偏析の解消及び圧延前の加熱を目的として、面削りした鋳塊を、５００〜５５０℃、好ましくは５１０〜５４０℃で加熱する。
【００４１】
次いで、本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法では、面削り及び加熱した鋳塊を熱間圧延する。本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係る熱間圧延では、面削り及び加熱した鋳塊を、４００〜５１０℃、好ましくは４５０〜５０５℃で、複数回のパスで、熱間圧延を行う。
【００４２】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係る熱間圧延では、総圧下率は、３０〜６０％となる。なお、熱間圧延の総圧化率（％）とは、熱間圧延の最初のパス前の板厚に対する最後のパス後の板厚減少割合であり、「（（最初のパス前の板厚ｔ１−最後のパス後の板厚ｔ２）／最初のパス前の板厚ｔ１）×１００」により算出される値である。
【００４３】
本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法に係る熱間圧延前の鋳塊の厚みは、好ましくは５００〜７５０mmである。
【００４４】
次いで、本発明のアルミニウム合金厚板の製造方法では、熱間圧延により得られる熱間圧延物を切断して、本発明のアルミニウム合金厚板を得る。
【００４５】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
【実施例】
【００４６】
（実施例１〜１７及び比較例１〜２）
表１に示す組成の溶湯及び水素ガス量を用いて、半連続鋳造にて、長さ４０００ｍｍ×幅２０００ｍｍ×厚さ６５０ｍｍの鋳塊を作製し、鋳込み開始側及び終了側の不健全分を切断除去し、鋳肌近傍の不健全組織を面削り後に、５１０℃で加熱し、次いで、総圧下率４４％で熱間圧延を行い、長さ３２００ｍｍ×幅２６００ｍｍ×厚さ３４０ｍｍのアルミニウム合金厚板を製造した。このとき、鋳塊凝固時の冷却速度が、製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度が０．５２℃／秒と、製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．１２Ｗａ〜０．３０Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度が０．０２℃／秒となるように調節した。なお、冷却速度については、撮像写真より、ＤＡＳ間隔を調査し、冷却速度に換算することで算出した。
次いで、得られたアルミニウム合金厚板のＡ値及びＢ値を求めた。また、得られたアルミニウム合金厚板について、引張試験、延性試験、疲労寿命試験を行った。
【００４７】
＜アルミニウム合金厚板のＡ値及びＢ値の算出方法＞
得られたアルミニウム合金厚板を、鋳造方向に対して垂直な方向で３０ｍｍ程度の厚みにスライスし、次いで、得られた切断物を、鋳造方向及び厚み方向に並行な面で切断し、切断面を研磨し、光学顕微鏡を用いて、板厚方向中央部分を、倍率５０倍で、１０ｍｍ×１０ｍｍの連続視野にて撮像した。光学顕微鏡で撮像後、板幅方向の位置が０．３９Ｗａ、０．４０Ｗａ、０．４２Ｗａ、０．４４Ｗａ、０．４６Ｗａ及び０．４８Ｗａの各位置の画像から、画像解析ソフトを用いて、各位置の円相当径５０μｍ以上のポロシティを抽出し、円相当径５０μｍ以上のポロシティの単位面積当たりの個数（個／ｃｍ２）を算出し、それらのうちの最大値を、Ａ（個／ｃｍ２）とした。また、板幅方向の位置が０．１２Ｗａ、０．１６Ｗａ、０．２１Ｗａ、０．２５Ｗａ及び０．３０Ｗａの各位置の画像から、画像解析ソフトを用いて、各位置の円相当径５０μｍ以上のポロシティを抽出し、単位面積当たりの個数（個／ｃｍ２）を算出し、それらのうちの最大値を、Ｂ（個／ｃｍ２）とした。
【００４８】
＜引張試験、延性試験、疲労寿命試験＞
得られたアルミニウム合金厚板の板厚方向中央部且つ板幅方向の位置がＡ値の規定位置となる部分から試験片を採取して、引張試験、延性試験、疲労寿命試験を行った。引張強度が２００ＭＰａ以上、延性（伸び）が２０％以上、疲労強度が９ｋｓｉ×５Ｍｃｙｃｌｅ以上の場合を合格「○」とした。その結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2018145469.tif 000002
【００５０】
以上の結果より、実施例１〜１７は、Ａ値及びＢ値が規定値を満たしており、強度、伸び、疲労強度ともに、優れた材料であった。
一方、比較例１は、Ｍｇが２．０質量％未満であったため、強度が低かった。
また、比較例２は、Ｍｇが５．０質量％を超えていたため、Ａｌ−Ｍｇ合金溶湯中における水素溶解度が増大し、Ａ値とＢ値が大きくなり、疲労強度が低くなった。
【００５１】
（実施例１８〜２１、比較例３〜４）
表２に示す組成の溶湯及び水素ガス量を用いて、半連続鋳造にて、長さ４０００ｍｍ×幅１８００ｍｍ×任意の厚さの鋳塊を作製し、鋳込み開始側及び終了側の不健全分を切断除去し、鋳肌近傍の不健全組織を面削り後に、５１０℃で加熱し、次いで、表２に示す総圧下率で熱間圧延を行い、長さ３２００ｍｍ×幅１８００ｍｍ×任意の厚さのアルミニウム合金厚板を製造した。このとき、鋳塊凝固時の冷却速度が、製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．３９Ｗａ〜０．４８Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度が表２示す速度と、製造後のアルミニウム合金厚板の板幅方向の位置で０．１２Ｗａ〜０．３０Ｗａの範囲に相当する鋳塊の範囲の冷却速度が表２に示す速度となるように調節した。また、鋳塊厚みと熱間圧延後の厚みで、表２に示す総圧下率となるように調節した。なお、冷却速度については、撮像写真より、ＤＡＳ間隔を調査し、冷却速度に換算することで算出した。
次いで、得られたアルミニウム合金厚板のＡ値及びＢ値を求めた。また、得られたアルミニウム合金厚板について、引張試験、延性試験、疲労寿命試験を行った。その結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
2018145469.tif 000003
【００５３】
以上の結果より、実施例１８〜２１は、Ａ値及びＢ値が規定値を満たしており、強度、伸び、疲労強度ともに、優れた材料であった。
一方、比較例３は、溶融金属ポンプを用いて凝固界面へあたる溶湯量を調整することをしない従来の鋳造方法で行った。Ａ値の対象となる鋳塊の相当位置における冷却速度が遅いため、Ａ値が大きく、疲労寿命が低かった。
また、比較例４は、Ａ値の対象となる鋳塊の相当位置における冷却速度を更に速めるために、溶融金属ポンプを調整したところ、鋳造中でズンプ内の流動変化によって鋳塊鋳肌部において鋳肌が溶融し、鋳造ができなかった。
【図１】
2018145469.tif 000004
【図２】
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