(57)【要約】【課題】各種機械器具、家電部品、光学機器、器物、建材等の素材として、成形加工し、更には必要により塗装焼付を施して使用されるアルミニウム合金焼鈍板、特に成形部品の外観性能に優れるアルミニウム合金焼鈍板の製造方法を提供する。【解決手段】Ｍｇ１．５％以下、Ｃｕ０．０５〜１．５％、Ｚｎ０．０５〜１．５％、　Ｍｎ０．０５〜１．５％、Ｃｒ０．０３〜０．４％、Ｚｒ０．０３〜０．４％、Ｖ０．０３〜０．４％、Ｆｅ０．０３〜０．５％、Ｔｉ０．００５〜０．２％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合金を必要な板厚にした圧延板に対し、連続焼鈍ラインで張力を１．９６〜６．８６ＭＰａ、材料温度を４００℃以上５４０℃以下で３分以内の加熱処理を行なう。【選択図】　　無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ１．５％以下（ｍａｓｓ％、以下同じ）、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合金を必要な板厚にした圧延板に対し、連続焼鈍ラインで張力を１．９６〜６．８６ＭＰａ、材料温度を４００℃以上５４０℃以下で３分以内の加熱処理を行なう事を特徴とする外観性能に優れたアルミニウム合金焼鈍板の製造方法。
【請求項２】
Ｍｇ１．５％以下、Ｃｕ０．０５〜１．５％、Ｚｎ０．０５〜１．５％、　Ｍｎ０．０５〜１．５％、Ｃｒ０．０３〜０．４％、Ｚｒ０．０３〜０．４％、Ｖ０．０３〜０．４％、Ｆｅ０．０３〜０．５％、Ｔｉ０．００５〜０．２％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合金を必要な板厚にした圧延板に対し、連続焼鈍ラインで張力を１．９６〜６．８６ＭＰａ、材料温度を４００℃以上５４０℃以下で３分以内の加熱処理を行なう事を特徴とする表面性状に優れたアルミニウム合金焼鈍板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種機械器具、家電部品、光学機器、器物、建材等の素材として、成形加工し、更には必要により塗装焼付を施して使用されるアルミニウム合金焼鈍板の製造方法に関するものであり、特に成形部品の外観性能に優れるアルミニウム合金焼鈍板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の焼鈍方法はボックスタイプの焼鈍炉に数コイルを装入し加熱するバッチ焼鈍方法である。加熱は主に石油やガスを燃焼させたガスにより行われ、加熱速度は１０〜５０℃／ｈである。加熱焼鈍温度は合金により異なるが一般には２８０〜４００℃である。また材料温度の均一化を達成する為に、加熱温度での保持が２〜１０時間ほど行われる。
それに対して、コイルを巻き戻しながら炉中に通して加熱焼鈍する連続焼鈍方法が一般的になってきた。加熱方法は燃焼ガスによる方法や電磁誘導加熱による方法、これら両方法を組み合わせた方法と種々ある。加熱速度は加熱方法や板厚によりやや異なるが数℃〜数百度／ｓである。また加熱焼鈍温度は、保持時間が短いためバッチ焼鈍よりは高く４００℃以上で行われる。加熱温度での保持時間は一般的には３分以内である。生産性を上げるために保持時間をとらず、加熱焼鈍温度に上げたらすぐに冷却する場合（保持時間０ｓ）もある。
このようにバッチ焼鈍に比べ連続焼鈍では、加熱速度が速いという特徴があり、１コイル当たりの処理時間が早く、カンバン方式に対応する生産日数の短縮が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
成形用に用いられる焼鈍材（ＪＩＳではＯ材と呼称）を連続焼鈍ラインで生産する場合、合金や焼鈍条件により材料には圧延方向に直角に、ある程度の周期性を持った小波状の模様が発生する場合がある。この模様は成形加工を行っても残存し、塗装を行う事によってさらに明瞭に見えるようになる場合があり、このような模様が現れると商品価値は低下し、ユーザーから改善を求められることになる。
また、成形品の外観品質としては、この小波状の模様の他にも、成形加工時におけるリューダースマークやその他表面の種々の模様が発生しない表面外観性状が要求される。
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、板表面に小波状の模様のない外観性能に優れた成形加工用アルミニウム合金板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するべく本発明者等が実験・検討を重ねた結果、板製造プロセス中において、連続焼鈍ラインにおける操炉条件を適切に制御する事により、前述の課題を解決し得ることを見出し、この発明をなすに至った。
【０００５】
具体的には、この発明のアルミニウム合金板の製造方法は、請求項１記載のように、Ｍｇ１．５％以下（ｍａｓｓ％、以下同じ）、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合金を必要な板厚の圧延板に対し、連続焼鈍ラインで張力を１．９６〜６．８６ＭＰａで、材料温度を４００℃以上５４０℃以下の温度で３分以内の加熱処理を行なう事を特徴とする外観性能に優れたアルミニウム合金焼鈍板の製造方法である。
また請求項２記載のように、Ｍｇ１．５％以下、Ｃｕ０．０５〜１．５％、Ｚｎ０．０５〜１．５％、　Ｍｎ０．０５〜１．５％、Ｃｒ０．０３〜０．４％、Ｚｒ０．０３〜０．４％、Ｖ０．０３〜０．４％、Ｆｅ０．０３〜０．５％、Ｔｉ０．００５〜０．２％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合金を必要な板厚の圧延板に対し、連続焼鈍ラインで張力を１．９６〜６．８６ＭＰａで、材料温度を４００℃以上５４０℃以下の温度で３分以内の加熱処理を行なう事を特徴とする表面性状に優れたアルミニウム合金焼鈍板の製造方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
先ずこの発明の合金の成分組成限定理由について説明する。
Ｍｇ：
Ｍｇ量が１．５％を越えて含有されると連続焼鈍ラインにおいて板幅方向に沿う筋状の表面欠陥は観察されない。このため本発明の対象はＭｇ量を１．５％以下とする。
【０００７】
Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｆｅ：
これらは強度向上のために必要に応じ１種または２種以上添加できる。
Ｃｕは強度向上と成形性向上の為に添加される。Ｃｕ量が０．０５％未満では上記効果が不十分である。一方Ｃｕが１．５％を越えると曲げ加工性や耐食性が低下する。このためＣｕを添加する場合は０．０５〜１．５％とした。
Ｚｎは合金の時効性の向上を通じて強度向上に寄与する元素であり、その含有量が０．０５％未満では上記の効果が不充分であり、一方１．５％を越えれば成形性が低下する。従ってＺｎを添加する場合Ｚｎ量は０．０５〜１．５％の範囲内とした。
さらにＭｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖはいずれも強度向上と結晶粒の微細化および組織の安定化に効果がある元素であり、Ｍｎは０．０５％未満では上記の効果が充分に得られない。またＣｒ，Ｚｒ，Ｖが０．０３％未満でも上記効果が十分に得られない。一方Ｍｎが１．５％、Ｃｒ、Ｚｒ，Ｖが０．４％を越えれば上記の効果が飽和するばかりでなく、巨大金属間化合物が生成されて成形性に悪影響を及ぼすおそれがあり、したがってＭｎは０．０５〜１．５％、Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖはいずれも０．０３〜０．４％の範囲内とした。
またＴｉも強度向上と鋳塊組織の微細化に有効な元素であり、その含有量が０．００５％未満では充分な効果が得られず、一方０．２％を越えればＴｉ添加の効果が飽和するばかりでなく、巨大晶出物が生じるおそれがあるから、Ｔｉは０．００５〜０．２％の範囲内とした。
そしてまたＦｅも強度向上と結晶粒微細化に有効な元素であり、その含有量が０．０３％未満では充分な効果が得られず、一方０．５％を越えれば成形性が低下するおそれがあり、したがってＦｅは０．０３〜０．５％の範囲内とした。
なおこれらのＺｎ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｆｅの範囲は、積極的な添加元素としてこれらの元素を含む場合について示したものであり、いずれもその下限値よりも少ない量を不純物として含有していることは特に支障ない。特に、０．０３％未満のＦｅは、通常のアルミ地金を用いれば不可避的に含有されるのが通常である。
【０００８】
以上の各元素のほかは、基本的にはＡｌおよび不可避的不純物とすれば良い。Ｓｉは不可避的不純物元素であり０．３％以下であれば特に影響はない
また一般に結晶粒微細化のために前述のＴｉと同時にＢを添加することもあり、この発明の場合もＴｉとともに５００ｐｐｍ以下のＢを添加することは許容される。
ＢｅはＭｇ含有合金に一般的に使用される元素であり溶湯の酸化を防止する効果がある。必要であれば０．１ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下含有できる。
【０００９】
次にこの発明の方法における製造プロセスについて説明する。
連続焼鈍ラインまでの工程すなわち所要の製品板厚の圧延板とするまでの工程は、従来の一般的な工程と同様であれば良い。
すなわち、鋳造はＤＣ鋳造法等によっても良いし、連続鋳造で２〜１０ｍｍの板厚へストリップ鋳造しても良いし、１０〜１００ｍｍ厚さへブロック式連続鋳造を行っても良い。
その後常法により必要に応じ均質化処理を施し、熱間圧延および冷間圧延を行なって所要の板厚とすれば良く、また熱間圧延と冷間圧延との間、あるいは冷間圧延の中途において必要に応じて中間焼鈍を行なっても良い。
【００１０】
上述のようにして所要の製品板厚とした後、連続焼鈍ラインを用いて最終焼鈍を行う。
焼鈍加熱温度は４００〜５４０℃とする。４００℃未満では完全に再結晶がしない場合がある。一方、５４０℃を越えて焼鈍すると幅方向に沿う表面筋模様が発生する。
保持時間は３分以内とする。再結晶を完全に終了させれば良いのであり、できるだけ短時間が好ましい。３分を越えて行ってもエネルギー的に無駄であり、また結晶粒が成長しやすくなり、肌荒れ等の表面欠陥が生じやすくなるので３分以内とする。再結晶が完全に終了する条件であれば、加熱温度によっては保持無しで加熱温度に到達したらすぐに冷却させてもよい。
板の炉内張力は１．９６〜６．８６ＭＰａとする。Ｍｇが１．５％以下の素材では高温強度が低く、連続焼鈍ラインでの加熱により局部的に軟化し、張力及びラインスピード等の影響で周期的に局部的な伸びが発生し、板幅方向に沿う小波状の筋模様が発生する。しかし、４００〜５４０℃で３分以内の加熱という焼鈍条件のもとで張力を１．９６〜６．８６ＭＰａの範囲とすることで、この周期的な局部伸びの発生を抑制することができる。１．９６ＭＰａ未満ではライン走行中に板が垂れ下がり擦り傷が発生したり蛇行が発生する。６．８６ＭＰａを越えて張力を掛けると伸びて破断したり、破断しなくても板厚が薄くなったり、幅が短かくなるという不具合が現れ易い。
また板の通板速度は炉内温度と板の加熱温度、保持時間により異なってくるが、通常１０ｍ／ｍｉｎ〜２００ｍ／ｍｉｎであれば特に筋模様への影響はない。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例により本発明法が有効なことを詳細に示す。
表１に示す本発明成分組成範囲内の合金記号Ａ１〜Ａ１０の合金について、それぞれ常法に従って鋳造、熱間圧延、続いて冷間圧延を行なって厚さ１ｍｍの圧延板とした。次いで各圧延板に対し、連続焼鈍ライン条件を変更し加熱焼鈍して、冷却してからコイル表面の幅方向の筋模様観察及び再結晶の程度を調査した。表２に加熱焼鈍の為の連続焼鈍ライン条件を示す。
筋模様観察としては焼鈍板を平らな台に置いて、砥石で軽く表面研削し幅方向に沿う小波状の周期的な筋模様があるか調査を行い、無しを○、有りを×として評価した。再結晶程度は断面の結晶粒観察を行い、完全に再結晶が終了していれば○、未再結晶部分が残留していれば×として評価を行った。また、疵などのその他の表面欠陥の有無についても目視観察した。その結果を表３に示す。
【００１２】
【表１】
2004043939.tif 000002
【００１３】
【表２】
2004043939.tif 000003
【００１４】
【表３】
2004043939.tif 000004
【００１５】
表３に示すように、合金Ａ１、Ａ２で本発明の焼鈍条件Ｂ１〜Ｂ３の発明例（Ｎｏ１〜３、Ｎｏ７〜９）ではいずれも完全に再結晶した焼鈍であり、小波状の模様の発生もなく良好な表面性状であった。
しかし、本発明の製造条件から外れたＢ４〜Ｂ６で作成したＮｏ４〜６、Ｎｏ１０〜１２では完全に再結晶していなかったり、表面に筋模様が現れたり、擦り疵がついたりと表面性状が良くない結果となった。
本発明の成分範囲内の合金Ａ３〜Ａ１０を本発明焼鈍条件で行った場合（Ｎｏ１３〜２０）も完全に再結晶した焼鈍材であり、表面性状も良好であった。
【００１６】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明例によれば、Ｍｇ１．５％以下のアルミニウム合金板においても連続焼鈍による小波状の周期的な模様の発生のない外観性能に優れたアルミニウム合金焼鈍板を製造することができる。