JPH0261025A - 成形性の優れたAl−Si系合金板材とその製造方法 - Google Patents
成形性の優れたAl−Si系合金板材とその製造方法Info
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- JPH0261025A JPH0261025A JP21203688A JP21203688A JPH0261025A JP H0261025 A JPH0261025 A JP H0261025A JP 21203688 A JP21203688 A JP 21203688A JP 21203688 A JP21203688 A JP 21203688A JP H0261025 A JPH0261025 A JP H0261025A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明はAl2−Si系合金板材に係り、電気機器、特
にワープロ、パソコン、エンジニアリング・ワーク・ス
テーション等のシャーシの如く強度と成形性の両者が要
求され、且つ記憶ディスクとの熱膨張係数との関係から
熱膨張係数が低いことが要求される用途に好適な、成形
性の優れたAl−Si系合金板材とその製造方法に関す
る。 (従来の技術及び解決しようとする課題)従来より、コ
ンピューターのハード・ディスク・ドライブ、ブロッピ
ー・ディスク・ドライブのような精密部品には、低コス
ト、低熱膨張の理由からアルミニウムダイキャスト品、
例えばJISADe12などが多用されている。 しかし、近時、製品の薄肉化による軽量化及び更なるコ
ストダウンを図るために、アルミニウム合金の板材が強
く要望されてきている。 しかし、従来のアルミニウム合金板材、例えば、成形加
工用合金(7)JIS5052やJIS5083などの
Al−Mg系合金をディスク・ドライブの蓋に用いると
、アルミニウム合金ダイカストADC1211のベース
プレートとの熱膨張係数との差から歪が発生し、読取エ
ラーを惹き起こすことがある。 また、ディスク・ドライブのヘッドアームやキャリッジ
もアルミ板から製作される場合があるが、従来のアルミ
ニウム合金では熱膨張係数が高いので、同様の問題が生
じる。 そこで、熱膨張係数が低い成形加工用アルミニウム合金
板材の開発が要請されているのが現状である。 本発明は、上記要請に応えるべくなされたものであって
、成形性に優れ且つ熱膨張係数が低く。 コンピューター等の電気機器部品用に適するアルミニウ
ム合金板材を提供し、ま、たその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。 (課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明者は、従来の成形加工
用アルミニウム合金が熱膨張係数が高いことに鑑みて、
他の成分系においてその化学成分の調整並びに製造条件
について鋭意研究を重ねた。 その結果、熱膨張係数を低下させることに有効な添加元
素としてSiがあり、Si量は適度に多いほど熱膨張係
数が低くなる。しかし、Si量が多くなるとまf製造段
階における圧延性が悪く、また製品の成形性も悪くなる
ことが判明した。 そこで、Siを比較的多く含有するアルミニウム合金に
おいて圧延性、製品の成形性が悪化する原因の究明に努
めたところ、最終製品でのSi粒子径が圧延性、成形性
に大きく影響を及ぼすことが判明し、その対策として均
質化処理条件によりSi粒子径をコントロールすること
により、可能であることを見出したものである。 すなわち、本発明に係るアルミニウム合金板材は、必須
合金成分としてSi:3〜15%を含有し、必要に応じ
て更に、Mg:Q、5〜5.0%、Cu:O62〜3.
0%、Ni:0.5〜2.0%、Mn:0.06〜1.
0%、Cr:0.06〜0.3%、Zr:0.06〜0
.2%、V:0.06〜0.2%、Ti:0.01〜0
.1%、B:O,OOl 〜0.2%及びZn: 0
。 1〜2.0%のうちの1種又は2種以上を含有し。 残部がAl及び不純物からなる組成を有し、Si粒子の
平均径が4〜15μmであることを特徴とする成形性に
優れ熱膨張係数の低い電気機器部品用Al2−Si系合
金板材を要旨とするものである。 また、か\るアルミニウム合金板材の製造方法は、上記
組成を有するアルミニウム合金につき、その鋳塊をバー
ニング温度以下の450〜540℃の範囲の温度で均質
化処理を施し、続いて熱間圧延、冷間圧延により所望の
板厚とし、81粒子の平均径が4〜15μmのものを得
ることを特徴とする成形性に優れ熱膨張係数の低い電気
機器部品用Al−Si系合金板材の製造方法を要旨とす
るものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 (作用) まず、本発明における化学成分の限定理由を説明する。 Si: Siは、その含有量に比例して熱膨張係数を低下させ、
またMgとの共存によりMg、Siを生成して析出硬化
により強度を上げることに寄与する元素である。しかし
、Siが3%未満では熱膨張係数を低下させる効果は少
なく、また15%を超えれば成形性が不足する。したが
って、Si量は3〜15%の範囲内とする。 本発明では、少なくともSiを上記量で含有させること
を必須とするが、熱膨張係数、成形性の改善を目的とし
て以下の元素の1種又は2種以上を必要に応じて含有さ
せることができる。 Mg: Mgは既で述べたようにSLとの共存により強度を上げ
ることに寄与する元素であるが、0.5%未満ではその
効果が得られず、逆に多過ぎれば成形性が低下する。ま
た、Mgはその含有量に比例して熱膨張係数を上昇させ
る元素である。したがって、Mg量は0.5〜5.0%
の範囲内とする。 Cu: Cuはその含有量に比例して強度を上げるのに寄与する
元素であるが、0.2%未満ではその効果は少なく、一
方、3.0%を超えれば強度は向上するが成形性が低下
する。また、Cuは熱膨張係数を低下させることに有効
である。したがって、Cu量は0.2〜3.0%の範囲
とする。 Ni: Niは熱膨張係数を低下させることに大変有効な元素で
あるが、0.5%未満ではその効果が少なく、また多過
ぎれば成形性を低下させることになる。したがって、N
i量は0.5〜2.0%の範囲とする。 Mn、 Cr、 Zr、 V : Mn、Cr、Zr、Vは再結晶粒を微細化させ、強度を
上げることに寄与するが、含有量が多過ぎると巨大晶出
物を生成し、成形性を低下させる。 したがって、それぞれ、Mn量は0.06〜1.0%、
Cr量は0.06〜0.3%、Zr量は0.06〜0.
2%、V量は0.06〜0.2%の範囲とする。 Ti、B: Ti、Bは鋳塊の結晶粒を微細化させ、粗大なSi粒子
の晶出を抑制することにより、成形性を向上させる元素
であるが、含有量が多過ぎると巨大晶出物を生成し、成
形性を低下させる。したがって、Ti量は0.01〜0
.1%、B量は0.001〜0.05%の範囲とする。 Zn: Znは成形性の向上に付与する元素であるが、その含有
量に比例して熱膨張係数を上昇させる作用がある。した
がって、Zn量は0.1〜2.0%の範囲とする。 なお、不可避的不純物のFeは1.0%以下、またその
他の不純物のBe、Mo、Coなどは、それぞれ0.0
5%以下であれば本発明板材の特性を損なうものではな
い。 また、上記SL、Mg、Cu、Znは所望の板厚とした
後の調質において、溶体化焼入を施すことにより過飽和
に固溶し、成形加工後の塗装焼付時の析出硬化による強
度の上昇に寄与する元素でもある。 次に本発明の製造方法について説明する。 まず、前述の化学成分を有するアルミニウム合金は常法
により溶解、鋳造して鋳塊を作成する。 その際、共晶Siを微細化させるためにNa或いはSr
を添加する場合がある。 続いて、鋳塊に均質化処理を施すが、この均質化処理は
バーニング温度以下の450〜540℃の範囲の温度で
行うことが必要である。この処理は鋳造組織を均一にす
ると共に、特にSi粒子径をコントロールするためのも
ので、上記温度範囲で均質化処理することによって最終
製品のSi粒子径を4〜15μ亀にすることができる。 なお、加熱保持時間は特に制限されないが、2〜12時
間であるのが望ましい。 次に熱間圧延及び冷間圧延を行うが、これらの圧延条件
は特に限定する必要はない。また熱間圧延後に荒焼鈍及
び中間焼鈍を行ってもよく、冷間圧延後に調質処理を行
なうこともできる。調質処理は、例えば最終焼鈍として
330〜440℃で行い、再結晶させて0材とする場合
や、480〜550℃で溶体化した後に焼入れてT4材
とする場合などがある。 最終製品でのSi粒子径のコントロールは、前述のよう
に均質化処理条件により行うが、更にはTi、Bなどの
元素の添加によっても行うこともでき、そのSi粒子平
均径は4〜15μmとする。 しかし、4μm未満では均一に分散させることによる成
形性向上の効果は少なく、また15μmを超えると成形
性が極端に低下するので好ましくなり)。 (実施例) 次に本発明の実施例を示す。 実施■よ 第1表に示す化学成分を有するアルミニウム合金を通常
の方法により、溶解し、共晶Siの微細化のためにNa
を添加した後、鋳造して鋳塊を得た。この鋳塊を面前し
、510℃に4時間保持する均質化処理を施した後、熱
間圧延、冷間圧延を行って1.0m+11厚の板材とし
た。次いで、この板材を加熱速度40℃/hrで370
℃に2時間保持し、40℃/hrの冷却速度で冷却する
調質処理を行った。 得られた板材の機械的性質及び熱膨張係数を第2表に示
す。 第2表に示すように、本発明材Nα1〜Na 9はいず
れもダイキャスト品のJISADC12(比較材&13
)並みに熱膨張係数が低く、且つ伸びもJIS5052
(比較材Nα11)並みに大きく成形性が良いことがわ
かる。なお、Si量が少ない比較材Na 10は成形加
工性は良好であるものの、熱膨張係数が高い。 「以下余白」 (注2)熱膨張係数は20〜100℃の温度範囲の値で
ある。 去】01λ 第1表に示したNα2のアルミニウム合金を通常の方法
で溶解し、共晶Siの微細化のためにNaを添加した後
、鋳造した。得られた鋳塊を固剤し、420〜560℃
の種々の温度に4時間保持する均質化処理を施した後、
熱間圧延、冷間圧延を行って1.0m■厚の板材とし、
この板材を加熱速度40℃/hrで370℃に2時間保
持し、40℃/hrの冷却速度で冷却する調質処理を行
った。 得られた板材についてSi粒子径及び成形特性(エリク
セン値、限界絞り比)を調査し、これらと均質化温度と
の関係を調べた。その結果を第3表に示す。− 同表より、Si粒子の平均径を4〜15μmにコントロ
ールした本発明材は、比較材よりも成形性に優れている
ことが明らかである。
にワープロ、パソコン、エンジニアリング・ワーク・ス
テーション等のシャーシの如く強度と成形性の両者が要
求され、且つ記憶ディスクとの熱膨張係数との関係から
熱膨張係数が低いことが要求される用途に好適な、成形
性の優れたAl−Si系合金板材とその製造方法に関す
る。 (従来の技術及び解決しようとする課題)従来より、コ
ンピューターのハード・ディスク・ドライブ、ブロッピ
ー・ディスク・ドライブのような精密部品には、低コス
ト、低熱膨張の理由からアルミニウムダイキャスト品、
例えばJISADe12などが多用されている。 しかし、近時、製品の薄肉化による軽量化及び更なるコ
ストダウンを図るために、アルミニウム合金の板材が強
く要望されてきている。 しかし、従来のアルミニウム合金板材、例えば、成形加
工用合金(7)JIS5052やJIS5083などの
Al−Mg系合金をディスク・ドライブの蓋に用いると
、アルミニウム合金ダイカストADC1211のベース
プレートとの熱膨張係数との差から歪が発生し、読取エ
ラーを惹き起こすことがある。 また、ディスク・ドライブのヘッドアームやキャリッジ
もアルミ板から製作される場合があるが、従来のアルミ
ニウム合金では熱膨張係数が高いので、同様の問題が生
じる。 そこで、熱膨張係数が低い成形加工用アルミニウム合金
板材の開発が要請されているのが現状である。 本発明は、上記要請に応えるべくなされたものであって
、成形性に優れ且つ熱膨張係数が低く。 コンピューター等の電気機器部品用に適するアルミニウ
ム合金板材を提供し、ま、たその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。 (課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明者は、従来の成形加工
用アルミニウム合金が熱膨張係数が高いことに鑑みて、
他の成分系においてその化学成分の調整並びに製造条件
について鋭意研究を重ねた。 その結果、熱膨張係数を低下させることに有効な添加元
素としてSiがあり、Si量は適度に多いほど熱膨張係
数が低くなる。しかし、Si量が多くなるとまf製造段
階における圧延性が悪く、また製品の成形性も悪くなる
ことが判明した。 そこで、Siを比較的多く含有するアルミニウム合金に
おいて圧延性、製品の成形性が悪化する原因の究明に努
めたところ、最終製品でのSi粒子径が圧延性、成形性
に大きく影響を及ぼすことが判明し、その対策として均
質化処理条件によりSi粒子径をコントロールすること
により、可能であることを見出したものである。 すなわち、本発明に係るアルミニウム合金板材は、必須
合金成分としてSi:3〜15%を含有し、必要に応じ
て更に、Mg:Q、5〜5.0%、Cu:O62〜3.
0%、Ni:0.5〜2.0%、Mn:0.06〜1.
0%、Cr:0.06〜0.3%、Zr:0.06〜0
.2%、V:0.06〜0.2%、Ti:0.01〜0
.1%、B:O,OOl 〜0.2%及びZn: 0
。 1〜2.0%のうちの1種又は2種以上を含有し。 残部がAl及び不純物からなる組成を有し、Si粒子の
平均径が4〜15μmであることを特徴とする成形性に
優れ熱膨張係数の低い電気機器部品用Al2−Si系合
金板材を要旨とするものである。 また、か\るアルミニウム合金板材の製造方法は、上記
組成を有するアルミニウム合金につき、その鋳塊をバー
ニング温度以下の450〜540℃の範囲の温度で均質
化処理を施し、続いて熱間圧延、冷間圧延により所望の
板厚とし、81粒子の平均径が4〜15μmのものを得
ることを特徴とする成形性に優れ熱膨張係数の低い電気
機器部品用Al−Si系合金板材の製造方法を要旨とす
るものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 (作用) まず、本発明における化学成分の限定理由を説明する。 Si: Siは、その含有量に比例して熱膨張係数を低下させ、
またMgとの共存によりMg、Siを生成して析出硬化
により強度を上げることに寄与する元素である。しかし
、Siが3%未満では熱膨張係数を低下させる効果は少
なく、また15%を超えれば成形性が不足する。したが
って、Si量は3〜15%の範囲内とする。 本発明では、少なくともSiを上記量で含有させること
を必須とするが、熱膨張係数、成形性の改善を目的とし
て以下の元素の1種又は2種以上を必要に応じて含有さ
せることができる。 Mg: Mgは既で述べたようにSLとの共存により強度を上げ
ることに寄与する元素であるが、0.5%未満ではその
効果が得られず、逆に多過ぎれば成形性が低下する。ま
た、Mgはその含有量に比例して熱膨張係数を上昇させ
る元素である。したがって、Mg量は0.5〜5.0%
の範囲内とする。 Cu: Cuはその含有量に比例して強度を上げるのに寄与する
元素であるが、0.2%未満ではその効果は少なく、一
方、3.0%を超えれば強度は向上するが成形性が低下
する。また、Cuは熱膨張係数を低下させることに有効
である。したがって、Cu量は0.2〜3.0%の範囲
とする。 Ni: Niは熱膨張係数を低下させることに大変有効な元素で
あるが、0.5%未満ではその効果が少なく、また多過
ぎれば成形性を低下させることになる。したがって、N
i量は0.5〜2.0%の範囲とする。 Mn、 Cr、 Zr、 V : Mn、Cr、Zr、Vは再結晶粒を微細化させ、強度を
上げることに寄与するが、含有量が多過ぎると巨大晶出
物を生成し、成形性を低下させる。 したがって、それぞれ、Mn量は0.06〜1.0%、
Cr量は0.06〜0.3%、Zr量は0.06〜0.
2%、V量は0.06〜0.2%の範囲とする。 Ti、B: Ti、Bは鋳塊の結晶粒を微細化させ、粗大なSi粒子
の晶出を抑制することにより、成形性を向上させる元素
であるが、含有量が多過ぎると巨大晶出物を生成し、成
形性を低下させる。したがって、Ti量は0.01〜0
.1%、B量は0.001〜0.05%の範囲とする。 Zn: Znは成形性の向上に付与する元素であるが、その含有
量に比例して熱膨張係数を上昇させる作用がある。した
がって、Zn量は0.1〜2.0%の範囲とする。 なお、不可避的不純物のFeは1.0%以下、またその
他の不純物のBe、Mo、Coなどは、それぞれ0.0
5%以下であれば本発明板材の特性を損なうものではな
い。 また、上記SL、Mg、Cu、Znは所望の板厚とした
後の調質において、溶体化焼入を施すことにより過飽和
に固溶し、成形加工後の塗装焼付時の析出硬化による強
度の上昇に寄与する元素でもある。 次に本発明の製造方法について説明する。 まず、前述の化学成分を有するアルミニウム合金は常法
により溶解、鋳造して鋳塊を作成する。 その際、共晶Siを微細化させるためにNa或いはSr
を添加する場合がある。 続いて、鋳塊に均質化処理を施すが、この均質化処理は
バーニング温度以下の450〜540℃の範囲の温度で
行うことが必要である。この処理は鋳造組織を均一にす
ると共に、特にSi粒子径をコントロールするためのも
ので、上記温度範囲で均質化処理することによって最終
製品のSi粒子径を4〜15μ亀にすることができる。 なお、加熱保持時間は特に制限されないが、2〜12時
間であるのが望ましい。 次に熱間圧延及び冷間圧延を行うが、これらの圧延条件
は特に限定する必要はない。また熱間圧延後に荒焼鈍及
び中間焼鈍を行ってもよく、冷間圧延後に調質処理を行
なうこともできる。調質処理は、例えば最終焼鈍として
330〜440℃で行い、再結晶させて0材とする場合
や、480〜550℃で溶体化した後に焼入れてT4材
とする場合などがある。 最終製品でのSi粒子径のコントロールは、前述のよう
に均質化処理条件により行うが、更にはTi、Bなどの
元素の添加によっても行うこともでき、そのSi粒子平
均径は4〜15μmとする。 しかし、4μm未満では均一に分散させることによる成
形性向上の効果は少なく、また15μmを超えると成形
性が極端に低下するので好ましくなり)。 (実施例) 次に本発明の実施例を示す。 実施■よ 第1表に示す化学成分を有するアルミニウム合金を通常
の方法により、溶解し、共晶Siの微細化のためにNa
を添加した後、鋳造して鋳塊を得た。この鋳塊を面前し
、510℃に4時間保持する均質化処理を施した後、熱
間圧延、冷間圧延を行って1.0m+11厚の板材とし
た。次いで、この板材を加熱速度40℃/hrで370
℃に2時間保持し、40℃/hrの冷却速度で冷却する
調質処理を行った。 得られた板材の機械的性質及び熱膨張係数を第2表に示
す。 第2表に示すように、本発明材Nα1〜Na 9はいず
れもダイキャスト品のJISADC12(比較材&13
)並みに熱膨張係数が低く、且つ伸びもJIS5052
(比較材Nα11)並みに大きく成形性が良いことがわ
かる。なお、Si量が少ない比較材Na 10は成形加
工性は良好であるものの、熱膨張係数が高い。 「以下余白」 (注2)熱膨張係数は20〜100℃の温度範囲の値で
ある。 去】01λ 第1表に示したNα2のアルミニウム合金を通常の方法
で溶解し、共晶Siの微細化のためにNaを添加した後
、鋳造した。得られた鋳塊を固剤し、420〜560℃
の種々の温度に4時間保持する均質化処理を施した後、
熱間圧延、冷間圧延を行って1.0m■厚の板材とし、
この板材を加熱速度40℃/hrで370℃に2時間保
持し、40℃/hrの冷却速度で冷却する調質処理を行
った。 得られた板材についてSi粒子径及び成形特性(エリク
セン値、限界絞り比)を調査し、これらと均質化温度と
の関係を調べた。その結果を第3表に示す。− 同表より、Si粒子の平均径を4〜15μmにコントロ
ールした本発明材は、比較材よりも成形性に優れている
ことが明らかである。
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明によれば、必須成分として
所定量のSiを含有するAl−Si系合金について均質
化処理によってSi粒子径をコントロールするので、成
形性に優れると共に熱膨張係数の低いアルミニウム合金
板材を得ることができる。したがって、コンピューター
等の電気機器部品の軽量化及びコストダウンに寄与する
ところが大きい。 特許出願人 株式会社神戸裏鋼所 代理人弁理士 中 村 尚
所定量のSiを含有するAl−Si系合金について均質
化処理によってSi粒子径をコントロールするので、成
形性に優れると共に熱膨張係数の低いアルミニウム合金
板材を得ることができる。したがって、コンピューター
等の電気機器部品の軽量化及びコストダウンに寄与する
ところが大きい。 特許出願人 株式会社神戸裏鋼所 代理人弁理士 中 村 尚
Claims (3)
- (1) 重量%で(以下、同じ)、必須合金成分として
Si:3〜15%を含有し、残部がAl及び不純物から
なる組成を有し、Si粒子の平均径が4〜15μmであ
ることを特徴とする成形性に優れ熱膨張係数の低い電気
機器部品用Al−Si系合金板材。 - (2) 前記Al−Si系合金は、更にMg:0.5〜
5.0%、Cu:0.2〜3.0%、Ni:0.5〜2
.0%、Mn:0.06〜1.0%、Cr:0.06〜
0.3%、Zr:0.06〜0.2%、V:0.06〜
0.2%、Ti:0.01〜0.1%、B:0.001
〜0.2%及びZn:0.1〜2.0%のうちの1種又
は2種以上を含有する組成を有する請求項1に記載のA
l−Si系合金板材。 - (3) 請求項1又は2に記載の組成を有するアルミニ
ウム合金につき、その鋳塊をバーニング温度以下の45
0〜540℃の範囲の温度で均質化処理を施し、続いて
熱間圧延、冷間圧延により所望の板厚とし、Si粒子の
平均径が4〜15μmのものを得ることを特徴とする成
形性に優れ熱膨張係数の低い電気機器部品用Al−Si
系合金板材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21203688A JPH0261025A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 成形性の優れたAl−Si系合金板材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21203688A JPH0261025A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 成形性の優れたAl−Si系合金板材とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261025A true JPH0261025A (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=16615807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21203688A Pending JPH0261025A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 成形性の優れたAl−Si系合金板材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0261025A (ja) |
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-
1988
- 1988-08-26 JP JP21203688A patent/JPH0261025A/ja active Pending
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