JPH1072651A - Ａｌ−Ｍｎ系合金展伸材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性に優れるとともに、表面品質に優れた
Ａｌ−Ｍｎ系合金展伸材の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｍｎ：１．０〜１．５wt％を含有するＡ
ｌ−Ｍｎ系合金鋳塊に、５８０〜６２０℃で８時間以上
第一均熱処理を行った後、４３０〜４７０℃で４時間以
上第二均熱処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、器物、建材、容
器等として使用されるＡｌ−Ｍｎ系合金展伸材、特に複
写機等の感光ドラム用合金管として好適に用いられるＡ
ｌ−Ｍｎ系合金展伸材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】３０００系アルミニウム合金展伸材は、
Ｍｎの添加により純アルミニウム本来の加工性、耐食性
を低下させることなく、強度を増加させたものであり、
その特性を生かして、器物、建材、容器などとして用い
られ、また最近では複写機、ファクシミリ、プリンタ等
の電子写真装置の感光ドラム用合金管として用いられる
ようになってきている。

【０００３】上記アルミニウム合金展伸材は、一般に、
鋳造された鋳塊に熱間圧延や熱間押出などの熱間加工が
施されて所望の形状に製造されている。そして、熱間加
工工程の前に、鋳造時の急冷による偏析などの成分的に
不均一な部分を拡散、分散させて鋳塊の均質化を図るた
めに、鋳塊を高温で長時間加熱する均熱処理が行われて
いる。具体的には、鋳塊を４５０〜６１０℃で１６時間
程度均熱処理することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の均熱処理を経て得られる展伸材は、変形抵抗が大き
いため、加工時に大きな加工力が必要となるから、より
生産性を向上させることができず、また、熱間加工時に
は５００℃前後の高温を必要とするから、加工時に表面
欠陥が発生し、十分な表面品質が得られないという問題
を有していた。

【０００５】これに対し、前記感光ドラム用合金管にお
いては、その性質上比較的鏡面に近い表面状態であるこ
と、即ち表面品質に優れていることが望まれるととも
に、ドラムの低価格化を図る観点から生産性の向上が求
められている。

【０００６】このような状況の中で、生産性を向上させ
ようとすれば、必要となる加工力を低下させる必要があ
るが、そのためには加工温度を高温にしなければなら
ず、そうすると表面欠陥の発生による表面品質の一層の
低下が避けられなかった。一方、表面品質を向上させよ
うとすれば、加工温度を低温にしなければならないが、
そうすると加工時に大きな加工力が必要となるから、生
産性の低下が避けられなかった。このように上記従来の
均熱処理では、優れた生産性と優れた表面品質の両立は
困難であった。

【０００７】この発明は、かかる技術的背景に鑑みてな
されたものであって、生産性に優れるとともに、展伸材
の表面欠陥の発生を抑制しうるＡｌ−Ｍｎ系合金展伸材
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは鋭意研究の結果、Ａｌ−Ｍｎ系合金鋳
塊として、Ｍｎ含有量１．０〜１．５wt％のＡｌ−Ｍｎ
系合金を用い、均熱処理を特定の高温度で特定時間行っ
た後、ある特定の温度で特定時間均熱処理を行う、二段
均熱処理を行うことにより、生産性に優れるとともに、
表面品質に優れたＡｌ−Ｍｎ系合金展伸材を得ることが
できることを見出した。

【０００９】即ち、この発明に係るＡｌ−Ｍｎ系合金展
伸材の製造方法は、鋳塊を均熱処理した後、熱間加工す
ることによりＡｌ−Ｍｎ系合金展伸材を形成するＡｌ−
Ｍｎ系合金展伸材の製造方法において、前記鋳塊とし
て、Ｍｎ：１．０〜１．５wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ系
合金を用い、前記均熱処理は、５８０〜６２０℃で８時
間以上第一均熱処理を行った後、４３０〜４７０℃で４
時間以上第二均熱処理を行う二段均熱処理とすることを
特徴とするものである。

【００１０】この発明において対象とするＡｌ−Ｍｎ系
合金のＭｎ含有量は、１．０〜１．５wt％とする必要が
ある。１．０wt％未満では表面欠陥が生じやすくなり、
また１．５wt％を超えると晶出物の割れにより表面粗さ
が増大するためである。

【００１１】上記Ｍｎ含有量１．０〜１．５wt％のＡｌ
−Ｍｎ系合金の鋳塊においては、鋳造凝固によりＭｎが
Ａｌ中に過飽和に固溶され、Ｍｎが不均質な分布を呈し
ている。この発明のＡｌ−Ｍｎ系合金展伸材の製造方法
は、塑性加工の前に二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を粗大に析出させてＭｎ
固溶量を減少させ、変形抵抗を小さくすることを可能に
している。

【００１２】第一均熱処理においては、偏在しているＭ
ｎを均質化する。第一均熱処理における熱処理温度は、
５８０〜６２０℃とする必要がある。５８０℃未満で
は、Ｍｎの均質固溶が不十分となり、変形抵抗低下の効
果が達成されない。一方、６２０℃を超えると、共晶融
解を生じやすい。特に５９０〜６１０℃とするのが好ま
しい。

【００１３】また、第一均熱処理における熱処理時間
は、８時間以上とする必要がある。中でも８時間〜２４
時間とするのが好ましい。８時間未満では、Ｍｎの均質
固溶が不十分となり、変形抵抗低下の効果が達成されな
い。また、２４時間を超えて処理するのは、熱処理時間
の増加に見合うより以上の効果がもはや得られず、徒に
生産性を低下させてしまうので、好ましくない。

【００１４】一方、第二均熱処理においては、Ａｌに固
溶されているＭｎを粗大に析出させてＭｎ固溶量を減少
させる。第二均熱処理における熱処理温度は、４３０〜
４７０℃とする必要がある。４３０℃未満では、第一均
熱処理により十分に均質固溶したＭｎを粗大に析出させ
ることができず、変形抵抗低下の効果が達成されない。
一方、４７０℃を超えても、第一均熱処理により十分に
均質固溶したＭｎを、粗大に析出させることができな
い。特に４４０〜４６０℃とするのが好ましい。

【００１５】また、第二均熱処理における熱処理時間
は、４時間以上とする必要がある。中でも８時間〜２４
時間とするのが好ましい。４時間未満では、Ｍｎの粗大
析出が十分になされない。また、２４時間を超えて処理
するのは、熱処理時間の増加に見合うより以上の効果が
もはや得られず、徒に生産性を低下させてしまうので、
好ましくない。

【００１６】なお、この発明の二段均熱処理方法は第一
均熱処理により十分に均質固溶したＭｎを、次のある特
定の温度で熱処理を行う第二均熱処理により粗大に析出
させ得るものであり、２段階の均熱処理を連続的に行う
かどうかは特に限定されるものではない。即ち、第二均
熱処理は第一均熱処理後連続して行っても良いし、ある
いは第一均熱処理後、一旦鋳塊を常温まで冷却した後、
第二均熱処理を行っても良い。生産性を向上させる観点
からすると、前者の連続的に行う方法を採用することが
好ましい。

【００１７】上記の二段均熱処理を施したアルミニウム
合金鋳塊には、次いで熱間押出、熱間圧延等の熱間加工
を実施して押出材、圧延材等の展伸材とする。この発明
では、前記均熱処理により合金鋳塊の変形抵抗が小さく
なっているから、変形を容易にするために熱間加工時の
温度を高温にする必要はなく、３５０〜４５０℃の低温
度で熱間加工が行われる。

【００１８】この発明のＡｌ−Ｍｎ系合金展伸材の製造
方法によれば、変形抵抗低下の効果により、従来よりも
小さい加工力で熱間加工を行うことができるから、生産
性に優れたものと成し得る。更に、３５０〜４５０℃と
いう従来よりも低い加工温度で熱間加工を行うことが可
能となることに加えて、Ａｌ−Ｍｎ系合金鋳塊として、
Ｍｎ含有量１．０〜１．５wt％のＡｌ−Ｍｎ系合金を用
いるから、表面品質に優れたＡｌ−Ｍｎ系合金展伸材を
得ることができる。

【００１９】

【実施例】次に、この発明の具体的実施例について説明
する。

【００２０】＜実施例１〜５＞表１に示す量のＭｎを含
有するＡｌ−Ｍｎ系合金の鋳塊ビレット（直径１５０ｍ
ｍ×長さ５００ｍｍ）を表１に示す処理条件にて二段均
熱処理を行った。均熱はいずれも均熱炉内で行い、第一
均熱処理後連続して第二均熱処理を行った。その後、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
（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）によりＭｎ固溶量を測定した。
次に、各ビレットを４３０℃の熱間で直径４０ｍｍ×厚
さ１．５ｍｍの管体に押出したのち、冷間で引き抜いて
感光ドラム用合金管を製作した。押出加工は、押出速度
を可能な限り上げて行なった。

【００２１】＜比較例１〜２＞表１に示す量のＭｎを含
有するＡｌ−Ｍｎ系合金の鋳塊ビレット（直径１５０ｍ
ｍ×長さ５００ｍｍ）を用いた以外は、実施例１と同様
にして行った。

【００２２】＜比較例３〜４＞鋳塊ビレットを表１に示
す処理条件にて均熱処理した以外は、実施例１と同様に
して行った。

【００２３】＜比較例５＞鋳塊ビレットを表１に示す処
理条件にて均熱処理し、熱間押出加工を４８０℃条件に
て行った以外は、比較例４と同様にして行った。

【００２４】

【表１】

【００２５】上記のように作製された各管体に対し、下
記試験方法により変形抵抗、最大押出荷重、表面品質を
評価した。その結果を表１に示す。

【００２６】＜試験方法＞均熱処理を行った後のビレッ
トを４３０℃条件下で圧縮試験を行って応力−歪み曲線
を測定し、得られた応力−歪み曲線における８０％歪み
時の応力を変形抵抗とした。また、最大押出荷重は４３
０℃条件下で４００トン押出機により測定した。

【００２７】また、表面品質は、管体の表面欠陥の発生
状況により評価した。具体的には、顕微鏡により観察
し、表面欠陥のなかったものを合格（○）とし、表面欠
陥が少し発生していたものを準不合格（△）とし、表面
欠陥が多数発生していたものを不合格（×）とした。な
お、熱間押出加工の実施が困難なものは（−）と表記し
た。

【００２８】表１に示すように、実施例１〜５の合金管
は、Ｍｎ固溶量が少なく、同温度における変形抵抗が小
さく、従って最大押出荷重、即ち必要とされる加工力は
小さいものである。加えて、表面欠陥がなく、表面品質
にも優れたものである。

【００２９】これに対し、この発明の範囲を逸脱する比
較例１〜２の合金管は、最大押出荷重、即ち必要とされ
る加工力は小さく、生産性を向上でき得るが、表面品質
に劣っている。また、比較例３〜４では、最大押出荷
重、即ち必要とされる加工力は大きく、しかも４３０℃
の低温熱間押出加工は実施困難なものであった。更に、
比較例５においては、４８０℃の熱間での押出であり、
押出加工は実施できたが、表面欠陥が発生しており表面
品質に劣るものであった。このように比較例１〜５にお
いては、優れた生産性と優れた表面品質の両立は不可能
である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るＡｌ−Ｍ
ｎ系合金展伸材の製造方法は、５８０〜６２０℃で８時
間以上第一均熱処理を行った後、４３０〜４７０℃で４
時間以上第二均熱処理を行うものであるから、Ａｌ−Ｍ
ｎ系合金の変形抵抗を小さくすることができ、従って加
工時の加工力は小さくて済むから、加工速度を向上する
ことが可能となり、従って生産性を向上させることがで
きる。

【００３１】また、対象とするＡｌ−Ｍｎ系合金鋳塊と
して、Ｍｎ含有量１．０〜１．５wt％のＡｌ−Ｍｎ系合
金を用いること、かつ従来よりも低温での熱間加工が可
能となることから、加工時の表面欠陥の発生を抑制する
ことができ、表面品質をも向上させることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳塊を均熱処理した後、熱間加工するこ
   とによりＡｌ−Ｍｎ系合金展伸材を形成するＡｌ−Ｍｎ
   系合金展伸材の製造方法において、 前記鋳塊として、Ｍｎ：１．０〜１．５wt％を含有する
   Ａｌ−Ｍｎ系合金を用い、前記均熱処理は、５８０〜６
   ２０℃で８時間以上第一均熱処理を行った後、４３０〜
   ４７０℃で４時間以上第二均熱処理を行う二段均熱処理
   とすることを特徴とする、Ａｌ−Ｍｎ系合金展伸材の製
   造方法。