JPH0247244A - アルミニウム基合金圧延板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＡ１基合金を圧延加工してキャンボディーやク
ロージヤーを製造する際に熱延コイル焼鈍に起因して冷
間圧延時に発生する周期的な板厚変動を防止するＡ１基
合金圧延板の製造方法に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕通常Ａ
１−Ｍｎ−Ｍｇ系の合金はＭｎ系微細析出物と固溶Ｍｇ
による再結晶阻止効果が大きいため一般に再結晶し難い
。またこれら合金に熱間圧延を施した板は熱間圧延時の
動的回復によって歪の蓄積が小さくなっている。

従ってＡ　、ｅ　−Ｍ　ｎ　−Ｍ　ｇ系合金を熱間圧延
してコイル状に巻き取ったもの（以下これを熱延コイル
という）は次工程の焼鈍時に再結晶し難いため通常比較
的高温（３５０〜４００℃）で焼鈍されることが多かっ
た。このような条件で焼鈍する場合でも従来から多く用
いられていたサイズの熱延コイルであれば、コイル内で
の温度分布が小さいのでさらに次工程の冷間圧延におい
て板厚変動という問題は発生しなかった。

ところが歩留りや生産性の向上を目的とした鋳塊の大型
化によって最近熱延コイルの径は大きいものとなってき
た。そしてこのようにサイズの大きいコイルに対しては
従来の焼鈍条件ではコイル内の温度差が大きくなってし
まい上記板厚変動が発生してしまう。例えばＪＩ３３０
０４合金（１，０〜１．５　ｗｔ％Ｍ　ｎ　−０，８〜
１．３　ｗｔ％ＭＣＪ−Ａ１）やＪＩ３３１０５合金（
０，３０〜０．８　ｗｔ％Ｍｎ−０，２０〜０．８　育
ｔ％Ｍｇ−／Ｍり等のＡ　、ｇ　−Ｍ　ｎ−Ｍｇ系合金
を熱間圧延して熱延コイルとした後、冷間圧延すること
なく、バッチタイプの雰囲気調整炉（ＣＡ炉）で焼鈍す
る工程を取り、次工程で冷間圧延を行なう場合はその冷
間圧延の時に、周期的な板厚変動が発生することがある
。これは鋳塊を大型化し、大直径のコイルになるほど発
生し易く、板厚精度等の製品品質の低下を招き、鋳塊大
型化の妨げとなっていた。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明者は上記板厚変動の発生原因を調査・研究
したところ、以下に示すメカニズムであることが判明し
た。

（１）熱間圧延時にクーラントの中の水分が熱延コイル
表面に残存する。

（２）該熱延コイルの焼鈍時に材料の表面が残存水分と
反応し、酸化膜を形成する。

（３）焼鈍時のコイル内の温度差によって、顔化膜の厚
さが変化する。

（４）Ｍ化膜厚の差によって、冷延時の摩擦係数が変化
し、板厚の変動となる。

ざらに／１−Ｍｎ−Ｍｇ系合金においては熱間圧延板は
加工度が小さく、Ｍｎ系微細析出物、固溶Ｍｇによる再
結晶遅延力が大きいので、安定して再結晶を完了させる
ために焼鈍温度を高めに設定しであることが多く、従っ
て組成中のＭｇが酸化されやすいこともあって、ＡＪ７
−Ｍｎ−Ｍｇ系熱間圧延板は焼鈍時の表面酸化が進む傾
向がある。

そしてコイルが大型化すると一般的な流気炉の中では炉
気の流れが変化し、コイル内の温度差は大きくなる傾向
がある。例えば、３８０℃で２時間焼鈍した場合、従来
の通常の条件で、重量５　ｔｏｎのコイルで゛はコイル
内の最高到達温度の差は５〜１０℃であるのに対し、重
１１０ｔｏｎのコイルでは１０〜３０℃にも達する。

そのため、従来のサイズのコイルでは問題とならなかっ
た焼鈍時の温度分布のバラツキに起因する板厚変動が大
型コイルの場合発生する頻度が極めて高くなり、生産性
、歩留りを低下させていることが明らかになった。

そしてざらに検討した結果本発明は大型の鋳塊を用いて
もＡ１基合金において冷間圧延時に熱延コイル焼鈍に起
因する周期的板厚変動の発生を防止したＡ１基合金圧延
板のＩｌ！造方決方法発したものである。

即ち本発明はＭｎおよびＭｇをそれぞれ０．３ｗｔ％以
上含有するアルミニウム合金鋳塊を均熱処理後熱間圧延
を行なってコイルとした後焼鈍し、その後冷間圧延を施
す製造方法において次式で示す温度範囲で焼鈍すること
を特徴とするものでおる。

−０，４Ｔｌ−１＋５３０≦Ｔｎｕｎ≦４００　　・（
１）Ｔｍａｘ　　Ｔｎｕｎ≦２００−０．５７ｒｍｎ　
　　・・・（２）但しＴＨ：均熱処理温度（”Ｃ） Ｔ７：焼鈍の際コイルの最高温度到達 時におけるコイル内最高温度の 値（℃） Ｔｎｕｎ：焼鈍の際コイルの最高温度到達時におけるコ
イル内最低温度の 値（”Ｃ） 〔作　用〕 上記Ａ１−Ｍｎ−Ｍｇ系合金においてＭｎまたはＭｇが
０．３ｗｔ％未満の合金については表面酸化に伴なう板
厚変動は発生し難く、また工程上焼鈍の前に冷間圧延を
行なうものについては材料表面の水分が冷間圧延油で置
き換えられると共に加工度が上り、再結晶温度が下るた
め板厚変動は発生し難いので、これらの場合は板厚精度
上の品質の低下は問題にならない。

次に上記第（１）式及び第（２）式のように冷間圧延の
前に行なう焼鈍の温度範囲を限定したのは次の理由によ
るものである。

即ち先ず第（１）式においてＴｈｍｎが−０，４Ｔｈ＋
５３０未満の場合は再結晶が完了しない場合があり焼鈍
の目的が達せられないからである。また王□、。が４０
０℃を超えると酸化膜が極めて厚くなり変色等の問題も
生じる。

なお鋳塊に施す均熱処理はＭｎ系析出物の形態や分布の
密度を制御するために重要であって、その温度ＴＨが高
温はど析出物が粗大で粗な分布となり、焼鈍時の再結晶
温度が低下する。そして第（１）式ではＴＨを上げると
Ｔ□Ｉｎが低くても再結晶することを示しており、逆に
Ｔ）Ｉが低いとＴ□１ｏを上げる必要が生じてくること
を示している。

次に第（２）式で示すＴｒｍｘ　　Ｔｍ１ｎはコイル内
の温度分布であり、これが大きいと酸化膜厚の差が生じ
、冷間圧延での板厚変動の原因となる。

しかし、コイル全体の温度が低いと、酸化膜の成長が少
なく、比較的大きな温度差でも板厚変動は生じにくくな
る。そこで第（２）式の条件が必要となる。

これらの条件から次のことがわかる。即ち焼鈍時、雰囲
気温度とコイル温度の差を小さくするとＴｍａｘ　　Ｔ
ｎｎｎを小さくすることができるが、この場合、きわめ
て焼鈍時間が長くなる。そこで、ＴＩＴ、−Ｔ□１ｏが
大きくなりやすい大型コイルでは、そのコイルの大きさ
に見合った高温均熱処理をおこない、Ｔｍ１ｎを下げた
方が操業上有利となる。一方、Ｔｒｍｘ　　Ｔｍ＋ｎが
小さい小型コイルでは均熱温度および焼鈍時の雰囲気制
御も厳密にする必要はない。このように本発明条件にも
とづいて、どのようなサイズのコイルでもそれぞれ最も
操業しやすい条件を選択でき、コスト低減、生産性の向
上を図りつつ、板厚変動をおさえることができる。

〔実施例〕

第１表に示す組成のＡ１基合金鋳塊を常法により造った
復第２表に示す温度で均熱処理及び熱間圧延を行ない、
板厚２．４Ｍでコイル重量が６ｔＯｎまたは１０ｔｏｎ
の熱延コイルを製造し、その後それぞれの熱延コイルに
ついて第２表に示す条件で焼鈍を施してから冷間圧延を
行ない最終板厚０．３５ｍの薄板を得た。

これら焼鈍後の熱延コイルについて、冷間圧延１パス後
の板厚変動幅を調べ、その値を次のように分類し、それ
ぞれ次のような記号で評価して第２表に併記した。

Ｏ・・・・・・・パ±１０μｍ未満のものΔ・・・・・
・・・±１０〜±１５μｍ間のもの×・・・・・・・・
±１５μ扉を超えるものまたこれら薄板について製品と
しての性能を調べ、その結果を第２表に併記した。

なお第２表のそれぞれの製造方法のうちＴＨ−６００℃
のときに第（１）式及び第（２）式で表わされる本発明
法の焼鈍条件の範囲を第１図に斜線で示した。第１図に
よれば本発明法Ａ及びＢは本発明法の条件範囲内にあり
、比較法Ｆ及びＧは範囲外でおることがわかる。

また同様にＴ　＝　５５０℃のときに第（１）式及び第
（２）式で表わされる本発明法の焼鈍条件の範囲を第２
図に斜線で示した。第２図によれば本発明法Ｃ，Ｄ及び
Ｅは本発明法の範囲内にあり、比較法Ｈは範囲外である
ことがわかる。

第１表 第２表に示す各製造方法とそのときの板厚変動及び製品
性能の結果について以下に述べる。

先ず本発明法Ａは大型コイルを６００℃で均熱し、焼鈍
時の雰囲気と該コイルの温度差を小さくして板厚変動を
抑えたものであり、焼鈍時間が若干長いが板厚変動幅は
小さく、最終製品は良好な強度及び耳率を有することが
わかる。

次に本発明法Ｂは大型コイルを６００℃で均熱し、この
高温均熱（ＴＨ−６００℃）を利用して焼鈍時のＴｍＩ
ｏを低く設定し、焼鈍所要時間も短くしたものでおり、
コイル内温度差は大きいが板厚変動及び製品性能は良好
である。

また本発明法Ｃは大型コイルを５５０℃で均熱し、この
温度（ＴＨ＝５５０℃）に対応したできるだけ低いＴ　
ｍ、ｏ＠段設定、焼鈍所要時間は若干長くなったもので
あるが、板厚変動、製品性能共に優れている。

また本発明法りは比較的小型のコイルを５５０℃で均熱
したものであり比較的小型コイルでおるため焼鈍時のコ
イル内温度差が小さいので板厚変動と製・品性能は優れ
ている。

ざらに本発明法Ｅも比較的小型のコイルを５５０℃で均
熱し、焼鈍時に比較的小型でおることの特性を生かして
雰囲気温度を上げたものであり、焼鈍所要時間を大きく
短縮でき、板厚変動を良好に保ち、製品性能も優れたも
のである。

一方比較法Ｆは大型コイルを６００　℃で均熱したもの
であるが、大型コイルでおるため焼鈍時コイル内の温度
差が大きくなり、板厚変動が生じた。

また比較法Ｇは大型コイルを６００℃で均熱し、焼鈍時
雰囲気とコイルとの温度差を小さくしたが焼鈍温度その
ものの設定が高いため板厚変動が大きくなった。

ざらに比較法Ｈは大型コイルを５５０℃で均熱したもの
であるが、焼鈍時にＴｍ＋ｎが均熱温度（ＴＨ＝５５０
℃）に対して低すぎたため再結晶が完了せずに強度が過
大となり、耳率が大きくなって性能不良となった。

〔発明の効果〕

このように本発明によればＡ１基合金の圧延板を板厚変
動等の品質不良を発生させずに、コイルサイズに応じた
製造条件で製造でき、優れた生産性やコスト低減を実現
できる等工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はＴＨ＝８００℃のときの本発明法による焼鈍条
件の範囲を斜線で示した線図、第２図はＴｌ−１＝５５
０℃のときの本発明法による焼鈍条件の範囲を斜線で示
した線図である。 Ｔｍａｘ　−Ｔｍｉｎ （０Ｃ） Ｔｍａｘ　−Ｔｍｉｎ （０Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＭｎおよびＭｇをそれぞれ０．３ｗｔ％以上含有
   するアルミニウム合金鋳塊を均熱処理後熱間圧延を行な
   ってコイルとした後焼鈍し、その後冷間圧延を施す製造
   方法において次式で示す温度範囲で焼鈍することを特徴
   とするアルミニウム基合金圧延板の製造方法。 −０．４Ｔ＿Ｈ＋５３０≦Ｔ＿ｍ＿ｉ＿ｎ≦４００ Ｔ＿ｍ＿ａ＿ｘ−Ｔ＿ｍ＿ｉ＿ｎ≦２００−０．５Ｔ＿
   ｍ＿ｉ＿ｎ 但し Ｔ＿Ｈ：均熱処理温度（℃） Ｔ＿ｍ＿ａ＿ｘ：焼鈍の際コイルの最高温度到達時にお
   けるコイル内最高温度の値（℃）Ｔ＿ｍ＿ｉ＿ｎ：焼鈍
   の際コイルの最高温度到達時におけるコイル内最低温度
   の値（℃）