JPH0341536B2

JPH0341536B2 -

Info

Publication number: JPH0341536B2
Application number: JP63042807A
Authority: JP
Priority date: 1988-02-25
Filing date: 1988-02-25
Publication date: 1991-06-24
Also published as: JPH01219137A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はコピードラム用アルミニウム合金に係
り、より詳細には、DI加工によりコピードラム
を成形するのに適するアルミニウム合金圧延焼鈍
板に関するものである。（従来の技術）コピードラムは、乾式複写機やフアクシミリ等
のドラムとして用いられているが、近年、複写機
感光体等の進歩はめざましく、それと同時にコピ
ードラム基盤の性能として、真円度、真直度等の
寸法精度や表面品質等に対する要求も厳しくなつ
てきている。このコピードラム材としては、従来より加工性
に優れるアルミニウム合金が用いられ、押出、引
抜等によるパイプを切削加工により製造されてい
た。しかし、このような加工では生産性が低いう
えに性能にも劣ると云う欠点があつた。したがつて、最近では、生産性の良いアルミニ
ウム合金圧延板をDI加工（絞り加工＋しごき加
工）することにより、形状性や表面品質の優れた
コピードラムを製造するため、1070、1050、1100
等の純アルミニウム系が使用されている。（発明が解決しようとする課題）しかし乍ら、最近になつて、コストダウンのた
めにドラム側壁厚を更に薄肉化することが試みら
れているが、従来の1070、1050、1100等の純アル
ミニウム系では強度が低く、剛性不足を来すこ
と、更に寸法精度が出にくくなるなどの欠点があ
ることがわかつた。そこで、合金元素を添加した
3004（Al−Mn系）等のアルミニウム合金を適用
する提案がされている（例えば、特公昭62−
40411号参照）。しかし、特にドラムの底面に回転させるための
軸部（以下、「ボス」と称す）を一体加工する場
合、一部に提案されている3004合金では強度が高
く、しかも加工硬化が大きすぎるため、ボス加工
部の成形が難しいと云う問題がある。本発明は、上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたものであつて、生産性の良い圧延板
をDI加工することにより、形状性や表面品質に
優れ、更にボス部の成形可能な薄肉高強度コピー
ドラムを製造するためのアルミニウム合金圧延板
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、上述の
問題点に鑑みて鋭意研究を行い、検討を重ねた結
果、薄肉化に際しても問題の発生しないアルミニ
ウム合金板を開発したのである。すなわち、本発明は、Fe：0.2〜1.0％、Mn：
0.30〜0.7％及びMg：0.20〜0.7％を含み、かつ、
Fe＋（Mn×1.07）＋（Mg×0.27）≦1.3％の関係を
満たし、残部が実質的にAlからなるアルミニウ
ム合金であつて、圧延板表面からみた金属間化合
物の大きさが25μｍ以下で、粒子径５〜25μｍの
金属間化合物の面積占有率が0.1〜２％であり、
更に圧延板表面からみた結晶粒の平均幅が70μｍ
以下であることを特徴とするDI加工により成形
されるコピードラム用アルミニウム合金圧延焼鈍
板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。本発明における化学成分限定理由は以下のとお
りである。 FeはMnと共に（Fe・Mn）Al₆の金属間化合物
を形成し、しごき加工時のダイスへの焼付を防止
するために必要な元素であり、更にFeの添加は
45゜耳を助長し、０−90゜耳を発生し易い軟質材の
異方性を小さくする効果がある。また結晶粒の微
細化やフローマークの発生防止に効果がある。し
かし、Fe含有量が0.2％未満ではこのような効果
が少なく、また、1.0％を超えて含有すると巨大
化合物を形成し易くなるため、成形性が低下する
と同時にコピードラムの電気的特性が損なわれて
画質が低下する。よつて、Fe量は0.2〜1.0％の範
囲とする。 Mgは高強度化による薄肉軽量化には不可欠の
元素である。しかし、0.2％未満では効果が少な
く、0.7％を超えて添加すると、しごき加工、張
出し等の成形性が低下し、スコーリングが発生し
易くなる。特に加工硬化が大きくなり、ボス部の
成形が困難となる。よつて、Mg量は0.2〜0.7％
の範囲とする。 MnはMgと共に強度を付与する重要な元素で
あり、またFeと共存して、MnAl₆、（Fe・Mn）
Al₆等の金属間化合物を形成し、スコーリングを
防止する効果がある。また、MnはMgと同時に
含有されると熱処理後の再結晶において集合組織
を安定化して深絞り耳を安定にする効果がある。
しかし、Mn含有量が0.3％未満ではこのような効
果が期待できず、またMn含有量が増加すると晶
出物の量、大きさ共に増大し、0.7％を超えて含
有されるとしごき加工性、ボス部の加工性が低下
すると同時にコピードラムの電気的特性が損なわ
れる。よつて、Mnは0.3〜0.7％の範囲とする。但し、Fe、Mn及びMgの各量は、上記範囲に
おいて、特定の関係を満たす量であることが重要
であり、Fe＋（Mn×1.07）＋（Mg×0.27）≦1.3％
の関係を満たす必要がある。その理由は以下のと
おりである。すなわち、金属間化合物は晶出物と析出物とに
大きく分けられ、晶出物は鋳造における凝固時に
生成し、析出物は鋳造時に過飽和となつたものが
以後の熱処理時に固体中で生成するものであり、
析出物は通常そのサイズは1μｍ以下であり、サ
イズが小さいことから応力集中源及び電気的特性
としては特に問題とはならない。そして、晶出物
を更に分類すると、液体中で凝固直前に生成され
る初晶化合物と凝固時の共晶化合物に分けられ、
特に初晶化合物は巨大化合物に成長し易く、工業
的レベルの鋳造においては溶湯の滞留等もあり、
実際面でも成長に対する生成温度の通過時間の影
響も大きいが、上記式を満足する範囲内であれ
ば、巨大化合物の発生を防止することができ、成
形性の向上及びコピードラムとしての電気的特性
の向上が図れるのである。したがつて、Fe＋
（Mn×1.07）＋（Mg×0.27）の量は1.3％以下とす
る。なお、上記アルミニウム合金には、不純物が含
まれ得るが、不純物量は本発明の効果を損なわな
い限度で許容される。例えば、SiはSi≦0.3％の
含有は強度及び絞り性の向上に効果がある。Cu
についても、強度向上に効果があり、耐食性も害
さないCu≦0.3wt％の含有は許容される。Ti及び
Ｂの添加は鋳造組織の微細化や成形性の向上に効
果があり、Ti＜0.2％、Ｂ＜0.1％であれば、巨大
金属間化合物の生成もなく、Si、Cuと同様に許
容される。次に、本発明における金属組織の限定理由につ
いて説明する。コピードラムには外観上の寸法精度や表面の平
坦度が要求されるだけでなく、ドラム表面のミク
ロ組織が微細均一であることを要求される。すな
わち、圧延板表面からみた25μｍを超える大きさ
の金属間化合物が存在したり、その粒子径が５〜
25μｍ範囲の金属間化合物であつても面積率で２
％を超えて集中的に存在するような不均一な組織
をもつ材料では、金属間化合物の多い部分と少な
い部分とで電気的特性が異なり、これが原因して
画像に濃淡のむらが発生することがある。また面
積率で0.1％未満の場合にはしごき加工性が低下
する。したがつて、大きさ25μｍ以下の金属間化
合物が均一に分布し、粒子径５〜25μｍ以下の金
属間化合物の面積率が0.1〜２％であることが必
要である。また、DI加工による肌荒れ及びしわの発生を
抑制するためには、圧延板表面からみた結晶粒の
平均幅が70μｍ以下であることが必要がある。なお、金属組織については、化学成分のみでな
く、鋳造時冷却スピード、均熱条件、熱間圧延条
件、圧延加工率（熱延＋冷延）等の製造条件によ
つて異なるので、本発明の目的達成のために敢え
て厳密に規定する必要があるのである。更に、本発明のアルミニウム合金圧延焼純板
は、冷間圧延後に焼鈍を施した仕上げ焼鈍材であ
り、焼鈍条件は、工業的にはバツチ焼鈍（徐加熱
徐冷の焼鈍）にて40℃/hr程度の加熱冷却速度で
370〜380℃程度の加熱焼鈍が好ましい。次に本発明の実施例を示す。（実施例）第１表に示す化学組成を有するアルミニウム合
金に対し、第２表に示す条件の製造法を適用し
て、板厚2.5mmのアルミニウム合金板を製造した。
その金属組織の観察結果は第３表に示すとおりで
あつた。得られたアルミニウム合金板を直径60mm、長さ
350mmにDI加工し、コピードラムを製造して、そ
の特性について調査した。その結果を第４表に示
す。なお、画質については、DI成形し、洗浄し
た後、いわゆるOPC処理をして乾式複写機に組
み込み、複写を行つて画質の均一性を目視で評価
した。第２表に示す如く金属間化合物が細かく、均一
に分布し、結晶粒径の小さい本発明材はいずれ
も、第４表に示すように、DI成形性、ボス部成
形性も良好であり、DI成形後の形状性及び表面
品質も良好である。また、形状性が良好なこと
は、乾式複写機の帯電装置・現像装置とコピード
ラムとの間隙が感光層表面全域で一定となるた
め、表面電位や現像剤量の均一性を高め、均一な
画質を得ることを可能にするものである。このよ
うに本発明材は、現在使用されている1100材はも
とより、3004材に比較して、高強度薄肉用材とし
て製品特性上のあらゆる特性において優れている
ことがわかる。

【表】

【表】（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、形状性
及び表面品質に優れており、更にボス部の成形可
能な薄肉高強度材をコピードラム用として提供す
ることが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

１重量％で（以下、同じ）、Fe：0.2〜1.0％、
Mn：0.30〜0.7％、Mg：0.20〜0.7％を含み、か
つ、Fe＋（Mn×1.07）＋（Mg×0.27）≦1.3％の関
係を満たし、残部が実質的にAlからなるアルミ
ニウム合金であつて、圧延板表面からみた金属間
化合物の大きさが25μｍ以下で、粒子径５〜25μ
ｍの金属間化合物の面積占有率が0.1〜２％であ
り、更に圧延板表面からみた結晶粒の平均幅が
70μｍ以下であることを特徴とするDI加工により
成形されるコピードラム用アルミニウム合金圧延
焼鈍板。