JPH0328342A

JPH0328342A - 押出性及び冷間加工性が優れたアルミニウム合金

Info

Publication number: JPH0328342A
Application number: JP16113689A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takezoe; 竹添　修; Sunao Aiura; 直相浦; Kazuhiro Kaita; 一浩貝田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1991-02-06

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］本発明は管形状に成形されて使用される製品、特に複写
機用ヒートローラ等の製造に使用するのに好適な押出性
及び冷間加工性が優れたアルミニウム合金に関する。

［従来の技術コ複写機用ヒートローラの構成材料は、その使用態様から
、軽量及び非磁性であることが要求され、その製造上切
削性が優れていることが要求される。

また、ヒートローラは、使用時の温度が１８０乃至２０
０℃に迄達するため、耐熱性及び高温強度が高いことが
必要である。また、ヒートローラは管状であるため、ヒ
ートローラ用材料としては、管状に成形するために、押
出性並びに冷鍛性及び抽伸性等の冷間加工性が優れてい
ることが必要である。

従来、この複写機用ヒートローラはＪＩＳ　８０６３，
　ＧＯ６ｌ又は５０５２等のアルミニウム合金により成
形されている。また、これらの合金に対して、耐熱性又
は表面平滑性等を改善したものとして、特開昭６３−１
１８４０．　８３〜１１８４２，　Ｇ３−１７９０４１
号に開示されたものが提案されている。

［発明が解決しようとする課題コしかしながら、上述した従来のヒートローラ用アルミニ
ウム合金は以下に示す欠点を有する。先ず、ＪＩＳ　Ｓ
Ｏｌ？３合金及びＪＩＳ　８０８１合金は押出性及び冷
間成形性には優れているものの、耐熱性が劣っている。

このため、これらの合金を使用して薄肉ノヒートローラ
を製造すると、このローラーを高温下で使用する過程で
ローラが変形してしまう。

従って、上述した品種のアルミニウム合金では厚肉のロ
ーラに成形せざるを得す、ローラの薄肉化及び軽量化に
対応することができないという問題点がある。

また、ＪＩＳ　５０５２合金は比較的耐熱強度が優れて
いるものの、押出性が劣っている。このため、ポートホ
ールダイスといわれる溶着タイプのダイスによる押出加
工ができないので、多穴押出加工及び薄肉押出加工が困
難である。また、この合金は抽伸加工の際の加工硬化が
大きいため、焼鈍回数を多く設定せざるを得ない。従っ
て、この合金によりヒートローラを製造すると、製造コ
ストが高いという問題点がある。

更に、ヒートローラ等のローラは、押出加工及び抽伸加
工により成形された後、最終工程で仕上げ切削がなされ
るが、ＪＩＳ　５０５２合金、ＪＩＳ　８０８１合金及
びＪＩＳ　６０８３合金はいずれも切削性が十分ではな
いため、高品質のヒートローラ製品を得にくいという難
点もある。

更にまた、前述の公報に記載のアルミニウム合金は、Ｎ
ｉ又はＳｉを大量に含有するため、押出性が十分でない
という欠点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
押出性、冷開成形性、切削性及び耐熱強度のいずれも優
れていて、管形状に成形されて使用される部材に好適の
押出性及び冷間加工性が優れたアルミニウム合金を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段コ本発明に係る押出性及び冷間加工性が優れたアルミニウ
ム合金は、０．２乃至０．６重量％のＦ　ｅ　＋０．１
５乃至０．８重量％のＣｕ，０．８乃至１．５重量％の
Ｍ　ｎ　＊　０　．７乃至１．３重量％のＭｇ及び０．
０５乃至０．２重量％のＺｒを含有し、残部がアルミニ
ウム及び不可避的不純物からなることを特徴とする。

［作用コ本発明は、Ｎｉ又はＳｔを実質的に含まず、Ｆ　ｅ　＋
　Ｃ　ｕ　＋　Ｍ　ｎ　＊　Ｍ　ｇ及びＺｒの各成分の
含有量を適切に設定することにより、アルミニウム合金
の押出性、冷開成形性、切削性及び耐熱強度の向上を図
っている。

次に、本発明に係るアルミニウム合金の各成分の添加理
由及び組成限定理由について説明する。

ＬｔＦｅはＭｎと同様に、切削性及び強度を向上させる作用
を有する。また、Ｆｅはアルミニウム合金の抽伸性及び
冷間成形性を向上させる。Ｆｅ含有量が０．２重量％未
満の場合はこれらの効果が不十分であり、０６６重量％
を超えると粗大品出物が生じて強度及び成形性を低下さ
せる要因となる。

従って、Ｆｅの含有量は０．２乃至０．６重量％にする
。

豆』一Ｃｕはアルミニウム合金の強度を向上させる作用を有す
る。Ｃｕ含有量が０．１５重量％未溝の場合は十分な強
度向上効果が得られない。また、Ｃｕ含有量が多いほど
強度が高くなるものの、逆に押出性が低下してくる。こ
のため、Ｃｕ含有量が０．６重量％を超えると、ポート
ホールダイスによる押出加工が困難となるので、溶着タ
イブの管の押出は困難である。従って、Ｃｕの含有量は
０，Ｉ５乃至Ｏ』重量％とする。

ＭＪ一Ｍｎはアルミニウム合金の強度及び冷開成形性の向上に
寄与する。Ｍｎ含有量が０』重量％未溝の場合は、これ
らの効果が不十分であり、ＪＩＳ　５０５２合金と同等
の強度は得られないと共に、冷開成形時に焼きつきが発
生しやすくなる。また、Ｍｎ含有量が１．５重量％を超
えると巨大晶出物が発生する可能性があると共に、強度
及び冷間成形性の向上効果が飽和する。従って、Ｍｎの
含有量は０．６乃至１．５重量％とする。

ＭＪＬＭｇは強度を維持する上で最も重要な元素である。Ｍｇ
含有量が０．７重量％未清の場合は、ＪＩＳ５０５２合
金と同等以上の強度を維持することができない。そして
、Ｍｇ含有量が多いほど強度が向上するものの、Ｍｇ含
有量が１．３重量％を超えるとポートホールダイスによ
る押出加工は困難となる。

従って、Ｍｇの含有量は０．７乃至１６３重量％にする
。

ヱゴーＺｒは本発明に係るアルミニウム合金の重要な添加元素
であり、結晶粒を微細化することによって強度を向上さ
せる作用を有する。このような強度向上効果を得るため
には、ｚｒ含有量は０．０５重量％以上にすることが必
要である。一方、Ｚｒを０．２重量％を超えて含有して
も、その効果は飽和する。従って、Ｚｒの含有量は０．
０５乃至０．２重量％にする。

また、上記成分の外に、鋳塊の結晶粒微細化のために，
　０．００５乃至０．１重量％のＴｉを含有させてもよ
い。

［実施例］次に、本発明の実施例について説明する。

先ず、下記第１表に示す組成の各アルミニウム合金を通
常の方法で溶製し、外径が２００　ｍ嘗のビレットを鋳
造した。

なお、実施例１乃至４は本発明にて規定した組成範囲に
入るもの、比較例１乃至７はこの組成範囲から外れるも
のである。特に、比較例５はＪＩＳ６０６３合金、比較
例６はＪＩＳ　６０８１合金、比較例７はＪＩＳ　５０
５２合金である。得られたビレット鋳塊に所定の条件で
均質化処理を施し、４００　ｍｍの長さに切断した。次
に、このビレットをポートホールダイスを使用し、押出
温度が５００℃の条件で熱間押出加工し、外径が３５．
．，肉厚が３１亀の２本の管を製造した。更に、この押
出管に抽伸加工を施すことにより、外径が３４．．１肉
厚が２ｗｉｔの最終素管を製造した。

このようにして得られた実施例１乃至４及び比較例１乃
至７に係る素管の製造工程において、その押出性及び抽
伸性を評価した。また、製造後の各素管を切削し、その
切り屑の分断状態により切削性の良否も比較評価した。

第１表これらの結果を下記第２表にまとめて示す。なお、耐力
とは、素管を４００℃に１時間加熱した後の引張り耐力
であり、高温下での変形に対する抗力を示している。押
出性とは、ポートホールダイスによる押出加工工程にお
いて、押出加工速度が１０ｍ／分の高速でも押出が可能
であった場合を○、１　ｍ／分の低速でしか押出しでき
なかった場合をΔ、押出不可能な場合を×で示した。抽
伸性は、抽伸加工工程における焼き付きの程度で評価し
、焼き付きがない場合を０、僅かに焼き付きがある場合
をΔ、焼き付きが大きい場合を×で示した。また、切削
性は、素管の切り屑が細かく分断する場合を０１若干繋
がる場合をΔ、連続する場合を×で示した。

第２表この第２表から明らかなように、比較例１，２，３，５
及び６は耐力が低く耐熱強度が劣っていると共に、押出
性、抽伸性及び切削性も不十分な場合が多い。また、比
較例４及び７は押出性、抽伸性及び切削性に難点がある
。

一方、本発明の実施例工乃至４に係るアルミニウム合金
は、従来の耐熱強度が優れているＪＩＳ　５０５２合金
（比較例７）と同等か、又はそれ以上の耐力を示してい
る。また、実施例１乃至４のアルミニウム合金は、従来
の押出性及び抽伸性が優れているといわれるＪＩＳ　Ｇ
Ｏ［ｉ３合金（比較例５）及びＪＩＳ　６０ｆｔ１合金
（比較例８）と同等以上の押出性及び抽仲性を示してい
る。更にまた、各実施例合金は切削性が比較例合金に比
して極めて優れている。

従って、本実施例に係るアルミニウム合金は生産性及び
耐熱特性の双方が極めて優れている。

なお、本発明のアルミニウム合金を使用してヒートロー
ラ等の管を製造する方法としては、上述の実施例のよろ
に、押出加工後抽伸加工する場合に限らず、例えば鋳造
棒を冷間鍛造することにより管形状に成形することもで
きる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、耐熱強度が優れて
いると共に、押出性、抽伸性及び切削性も優れており、
生産性と、強度及び耐熱特性等の特性との双方が優れた
アルミニウム合金が得られる。従って、このアルミニウ
ム合金を複写機用ヒートローラ等のように、管形状に成
形されて使用される製品の材料として使用すれば、耐熱
強度が高く薄肉化が容易な製品を簡素な工程で容易に製
造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）０．２乃至０．６重量％のＦｅ、０．１５乃至０
．６重量％のＣｕ、０．６乃至１．５重量％のＭｎ、０
．７乃至１．３重量％のＭｇ及び０．０５乃至０．２重
量％のＺｒを含有し、残部がアルミニウム及び不可避的
不純物からなることを特徴とする押出性及び冷間加工性
が優れたアルミニウム合金。