(57)【要約】【課題】  連続鋳造圧延材において、高い耐食性を備えたものとする。【解決手段】  Ｆｅ：０．２０〜１．２０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる連続鋳造アルミニウム合金材に、３０〜７０％の圧下率で冷間圧延し、さらに、５００℃〜６４０℃で１時間以上の高温析出処理後に冷間圧延を行う。この製造方法により、Ｆｅが析出した連続鋳造アルミニウム合金材が得られ、連続鋳造材として優れた耐食性が得られる。これにより耐食性が要求される種々の高強度産業器材に対し安価に素材を提供することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ：０．２０〜１．２０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるとともに、金属組織中に板表面から観察して最大長さが２．０μｍ以上でアスペクト比が３以上の金属間化合物が３０個／１００００（μｍ）２以上分布していることを特徴とする高耐食性連続鋳造アルミニウム合金材。
【請求項２】
Ｆｅ：０．２０〜１．２０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる連続鋳造アルミニウム合金材に、３０〜７０％の圧下率で冷間圧延し、さらに、５００℃〜６４０℃で１時間以上の高温析出処理後に冷間圧延を行うことを特徴とする高耐食性連続鋳造アルミニウム合金材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィンや建材、箔、その他の高強度産業器材等に使用され、ＤＣ鋳造ではなく連続鋳造により製造される高耐食性のアルミニウム合金材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム材における連続鋳造法では、圧延材を効率よく製造でき、また、圧延材の強度を高めることができる。この性質を利用して、上記連続鋳造圧延後のアルミニウム材を冷間圧延し、この冷間圧延材を調質することなく、フィン、建材、箔、その他の高強度産業器材等に利用することが実用化されている。このような連続鋳造法によるアルミニウム材の例として特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平６−９３３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記連続鋳造により得られるアルミニウム材（以下連続鋳造材という）は、ＤＣ鋳造により得られるアルミニウム材（以下ＤＣ鋳造材という）に比較して耐食性に劣っており、腐食環境などで使用される材料には不向きであり、また、通常の使用においても耐久性に劣るという問題がある。
このため、本願発明者等は、連続鋳造材の耐食性改善の検討を行ったところ、歪を付与するためにある程度の圧下率で冷間圧延後、合金成分であるＦｅの均一な析出を目的とした析出処理の導入を行うことにより耐食性を大きく改善できることを確認し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００４】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、連続鋳造材であっても、高い耐食性を要求される用途に使用可能なアルミニウム材および該アルミニウム材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、上記課題を解決するため、本発明の高強度高耐食性連続鋳造アルミニウム合金材は、Ｆｅ：０．２０〜１．２０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるとともに、金属組織中に板表面から観察して最大長さが２．０μｍ以上でアスペクト比３以上の金属間化合物が３０個／１００００（μｍ）２以上分布していることを特徴とする。
【０００６】
また、高強度高耐食性連続鋳造アルミニウム合金材の製造方法の発明は、Ｆｅ：０．２０〜１．２０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる連続鋳造アルミニウム合金材に、３０〜７０％の圧下率で冷間圧延し、さらに、５００℃〜６４０℃で１時間以上の高温析出処理後に冷間圧延を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明のアルミニウム合金材では、Ｆｅを０．２０％以上含有することによって、最大長さが２．０μｍ以上の金属間化合物が析出し、優れた耐食性が得られる。この作用は、０．２０％未満のＦｅ含有では十分に得られない。一方、Ｆｅ含有量が１．２０％を超えると粗大な晶出物が生成され、粗大晶出物を基点とした腐食が発生しやすくなる。このためＦｅの含有量を０．２０〜１．２０％に定める。
本発明のアルミニウム合金材では、金属間化合物の最大長さを制御することが重要であり最大長さ２．０μｍ以上でアスペクト比が３以上の金属間化合物が３０個／１００００（μｍ）２以上の場合に優れた耐食性を得ることができる。３０個／１００００（μｍ）２未満の場合には一部に過飽和に固溶しているＦｅが存在しているため、耐食性を得ることができない。        
また、アスペクト比が３未満の上記金属間化合物は、Ｆｅを含有する連続鋳造アルミニウム合金材であれば高温析出処理を行わなくても数多く存在しており、耐食性を向上させる点で大きな影響を及ぼさない。
【０００８】
本発明のアルミニウム合金材の製造方法では、上記組成を有するアルミニウム合金材料を用いる。該アルミニウム合金材料は、連続鋳造圧延によって製造される。連続鋳造圧延は、鋳造から熱間圧延に至る工程を独立して行う必要がなく、これら工程を連続して行うことを可能にするものである。上記連続鋳造圧延は、双ロール法、ベルト法等の公知の方法により行うことができ、本発明としては連続鋳造圧延の方法が特定の方法に限定されるものではない。ただし、連続鋳造圧延に際し、７０℃／秒以上の冷却速度で製造された連続鋳造圧延材が望ましい。
【０００９】
冷間圧延
上記により得られる連続鋳造圧延材は冷間圧延に供される。
（１）冷間圧延前半（圧下率３０〜７０％）
冷間圧延においては、その中途で後述する高温析出処理を行うものとし、高温析出処理に至るまでの冷間圧延では、合計の圧下率を３０〜７０％に規制している。
すなわち、連続鋳造後から高温析出処理に至るまでには必ず所定の圧下率での冷間圧延による圧下が必要である。圧下率が３０％未満であると、析出に必要な歪が得られず、その後の高温析出処理時に効率良く金属間化合物を析出させることが難しく、このため、十分な耐食性向上効果が得られない。したがって圧下率としては３０％以上が必要である。一方、７０％を越える圧下率で圧下を行うと高温析出処理時に、既に加えられている歪が大きすぎるため析出が過剰に行われ、粗大な析出物を基点とした腐食が発生しやすくなる。したがって高温析出処理前の冷間圧延圧下率を３０〜７０％に限定する。さらに、実操業のことを考えると３０％未満の圧下率では高温析出処理時間を２４ｈｒ超行わないと十分な耐食性が得られないため、好ましくは４０％以上の圧下率で冷間圧延を行う。また、上記上限を定めた理由と同様の理由により上限として６０％が適当である。
【００１０】
（２）高温析出処理（５００℃〜６４０℃）
連続鋳造圧延後、３０〜７０％の圧下率で冷間圧延したあとに、５００℃〜６４０℃で１時間以上の高温析出処理を行うことにより、析出物が均一に析出し、最終冷間圧延後に従来に得られなかった高い耐食性を得ることができる。高温析出処理は連続鋳造圧延材では従来得られなかった高い耐食性を得るには不可欠である。
その理由を以下に説明する。冷却速度の速い連続鋳造法では冷却速度の遅いＤＣ鋳造法に比較してＦｅが過飽和に固溶している。このような状態では冷間圧延を行っても最終的には十分な耐食性が得られない。しかし、ある程度の圧下率で冷間圧延したあとに、高温でＦｅの析出処理を行うとＦｅが均一に析出し、従来にない高い耐食性を得ることができることとなる。
【００１１】
上記の高温析出処理の温度としては５００℃以上の温度が必要であり、５００℃未満ではＦｅの析出が十分になされない。なお、Ｆｅを短時間で均一に析出させるためには、より高い温度が好ましいが、６４０℃を越えると局部的なブリスターが発生し、製品として外観を損ねるため、高温析出処理温度としては５００〜６４０℃が適当である。また、６４０℃超の熱処理では熱処理炉が短期間で傷んでしまう。これらの理由で高温析出処理の下限温度は、５５０℃が好ましく、上限温度は６３０℃が好ましい。また、熱処理時間は、保持時間として少なくとも１時間は加熱を行わないと十分な耐食性を得ることができないので、１時間以上が望ましい。また、熱処理の保持時間は長時間行えばより確実にＦｅの析出を促進させることができるが、２４時間を越える保持を行っても生産性の観点から不利である。したがって、高温析出処理の熱処理時間としては１〜２４時間が適当であり、さらに好ましくは２〜１０時間が適当である。
【００１２】
（３）冷間圧延後半
上記高温析出処理を行った後は、さらに冷間圧延を行って所望の最終厚さにする。この冷間圧延後半での圧下率は、本発明としては特に限定されない。
【００１３】
上記冷間圧延後、特段の調質を行うことなく製品化される。この結果、得られるアルミニウム合金材は、上記したような高い耐食性を有するものとなり、高強度産業器材等に使用することができる。本発明材の適用は、特定の用途に限定されるものではないが、例えば、ブスバー、電線、日用品、銘板、照明器具、反射板、装飾品、化学工業タンク類、フィン、溶接線、導電材、はく地、印刷版、建材などに使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の高強度高耐食性連続鋳造アルミニウム合金材によれば、Ｆｅ：０．２０〜１．２０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるとともに、Ｆｅが析出しているので、高い耐食性が得られる。
【００１５】
また、本発明の高耐食性連続鋳造アルミニウム合金材の製造方法によれば、Ｆｅ：０．２０〜１．２０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる連続鋳造アルミニウム合金材に、３０〜７０％の圧下率で冷間圧延し、さらに、５００℃〜６４０℃で１時間以上の高温析出処理後に冷間圧延を行うので、連続鋳造材としてＦｅが確実に析出分散して高い耐食性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態を添付図に基づいて説明する。
Ｆｅ：０．２０〜１．２０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金材料を用意し、適宜の方法により溶解し、連続鋳造圧延に供する。連続鋳造圧延の際しては、双ロール法などの適宜の方法によって鋳造、圧延の一連の工程を連続して行う。該工程においては、好適には７０℃／秒以上の冷却速度で連続鋳造圧延する。
得られた連続鋳造圧延材は、ライン上にて、または他施設において冷間圧延に供する。冷間圧延では、高温析出処理を挟むものとし、高温析出処理に至るまでに、合計で３０〜７０％の圧下率で冷間圧延を行い、基地中に固溶しているＦｅが、Ｆｅの析出物として析出できるように歪みを与える。この際のパス数は特に限定されない。
【００１７】
上記析出処理前の冷間圧延の後に、高温析出処理を行う。
高温析出処理では、５００〜６４０℃（好適には５５０℃〜６３０℃）で１〜２４時間（好適には２〜１０時間）の加熱を行い、主として連続鋳造圧延によって基地中に固溶しているＦｅが、Ｆｅの析出物として析出する。
その後は、さらに冷間圧延を行って最終板厚とする。この冷間圧延での圧下率は特に限定されない。
【実施例１】
【００１８】
次に、本発明の実施例を説明する。
表１に示すＦｅ量を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金材を双ロール法の連続鋳造圧延によって製造した。各連続鋳造圧延材の板厚は７．２ｍｍとした。
上記連続鋳造圧延材を、表１に示す圧下率で析出処理前の冷間圧延を行い、次いで、表１に示す温度、時間で高温析出処理を行い、その後、０．１ｍｍの最終板厚まで冷間圧延して供試材を作製した。なお、比較のため、上記析出前の冷間圧延率調整、高温析出処理の一方または両方を行うことなく最終板厚とした供試材も作製した。
金属間化合物の分布は板表面を走査型電子顕微鏡の反射電子像を用いて板表面から観察を行い、金属間化合物の最大長さ、アスペクト比（最大長さ／最小幅）および一定面積における存在数を測定した。
上記各供試材について、引張強度の測定と耐食性の評価試験とを行い、その結果を表１に示した。
【００１９】
なお、耐食性の評価試験では、ＪＩＳ  Ｚ２３７１に記載されている方法でＳＳＴ２４０ｈｒを実施後、リン酸クロム酸混合液を用いて腐食生成物の除去を行い、ＳＳＴ実施前と腐食生成物除去後で重量を測定し、重量減が１．０ｇ／ｍ２以上のものを×、１．０ｇ／ｍ２未満のものを○とした。
【００２０】
上記引張強度および耐食性の評価結果を表１に示した。
表１より明らかなように本発明例は、高い耐食性を備えている。一方、本発明範囲外の製造方法を採用した比較例は、耐食性に劣っていた。
【００２１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を説明する工程図である。
【図１】
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