JPH04210444A - ヒートローラ用アルミニウム合金 - Google Patents

ヒートローラ用アルミニウム合金

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JPH04210444A
JPH04210444A JP41043790A JP41043790A JPH04210444A JP H04210444 A JPH04210444 A JP H04210444A JP 41043790 A JP41043790 A JP 41043790A JP 41043790 A JP41043790 A JP 41043790A JP H04210444 A JPH04210444 A JP H04210444A
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JP
Japan
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weight
alloy
aluminum alloy
case
strength
Prior art date
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Pending
Application number
JP41043790A
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English (en)
Inventor
Sunao Aiura
直 相浦
Kazuhiro Kaita
一浩 貝田
Osamu Takezoe
竹添 修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
[00013
【産業上の利用分野]本発明は複写機又はプリンタ等の
ヒートローラ用材料として好適のヒートローラ用アルミ
ニウム合金に関する。 [0002] 【従来の技術】複写機又はプリンタ等の定着部に使用さ
れるヒートローラは、アルミニウム合金製のパイプの外
周面に樹脂塗装が施されたものであり、内部に装着され
たヒータにより高温に加熱される。 [0003)従来、ヒートローラの構成材料としては、
高温強度が高いことが要求されるため、耐熱性が優れて
いるJIS  5056合金が使用されている。また、
この合金に対して耐熱性又は表面平滑性を改善した合金
として、特開昭63−11640号、特開昭63−11
642号及び特開昭63−179047号に開示された
ものがある。特開昭63−11640号に開示された合
金は、1乃至8重量%のNi、0.05乃至3重量%の
Mn及び0.05乃至0.5重量%のZrを含有すると
共に、0.05乃至3重量%Fe、0.05乃至1.5
重量%Cu及び0.05乃至1.5重量%のMgからな
る群から選択された1又は2種以上の元素を含有するア
ルミニウム合金である。また、特開昭63−11642
号に開示された合金は、4乃至13重量%のSiを含有
すると共に、0.05乃至3里量%のFe、0.05乃
至1.5重量%のCu、0.05乃至3重量%のMn、
O,OS乃至1.5重量%のMg、0.05乃至0.5
重量%のZr及び0.05乃至0.5重量%のCrから
なる群から選択されたl又は2種以上の元素を含有する
アルミニウム合金である。更に、特開昭63−1790
41号に開示された合金は、0.5乃至13重量%のS
iを含有すると共に、0.05乃至2重量%のFe、0
.05乃至7重量%のCu、0.05乃至1.5重量%
のMn、0.05乃至7重量%のMg、0.05乃至0
.5重量%のZr、0.05乃至1. 0重量%のCr
及び0.05乃至8重量%のZnからなる群から選択さ
れた元素を含有するアルミニウム合金である。 [0004]いずれの合金を使用してヒートローラを成
形した場合にも、ピー1ヘローラの内周面にはその熱吸
収効率を向上させて機器の立ち上げ時間を短縮するため
に、黒色の皮膜が焼き付
【ザらねる。この内面黒色皮膜
は、長さが250mm程度のアルミニウム管の内周面に
塗料を塗布した後、焼き付は処理することにより形成さ
れている。なお、このパイプ内面に焼き付は塗装された
皮膜は、後工程でパイプ外周面に樹l旨を塗装するとき
に高温に曝されるため、耐熱性が要求される。 [0005] 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
JIS  5056合金ではヒートローラとしての強度
、切削性及び成形性の総合特性が十分ではないという問
題点がある。 [00061また、JIS  5056合金又は前記特
開昭6111640号、特開昭63〜11642号若し
くは特開昭63〜179047号に開示された合金から
なるパイプを内面処理して黒色塗装皮膜を形成する場合
は、使用する耐熱塗料の材料コストが高いと共に、管内
周面に対する塗装作業であるため、処理が煩雑であって
処理コストが高くなるという欠点がある。更に、塗装だ
れ及び脱落等の虞れがあり、高品質の製品を製造しにく
いという問題点もある。 [0007]このため、切削性及び成形性が優れている
と共に、容易に黒化処理を行うことができるアルミニウ
ム合金の開発が望まれている。 [00081本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、熱吸収効率を高めるための黒化処理を容易
に行うことができると共に、強度、切削性及び成形性が
優れたヒートローラ用アルミニウム合金を提供すること
を目的とする。 [00091
【課題を解決するための手段]本発明に係るヒートロー
ラ用アルミニウム合金は、0. 1乃至0.4(但し、
0、 4を含まず)重量%のFe、0,15乃至0.6
重量%のCu、0.6乃至1.5重量%のMn及び3.
0乃至5.5重量%のMgを含有すると共に、Siの含
有量を0. 5重量%未満に規制し、残部がアルミニウ
ム及び不可避的不純物であることを特徴とする。 [00101 【作用]本願発明者等は、熱吸収効率を高めるための黒
化処理を容易に行うことができると共に、強度、切削性
及び成形性が優れていてその製造が容易なアルミニウム
合金を開発すべく種々実験研究を行った。その結果、M
gを主成分とする酸化皮膜は黒色又は灰色であり、優れ
た熱吸収効率を有していると共に、この皮膜はMg含有
合金の高温酸化により容易に形成できることが判明した
。即ち、Mgを含有するアルミニウム合金部材は所定の
温度に加熱することにより急激に黒化現象が進行し、そ
の表面にMgを主成分とする酸化皮膜が形成される。 また、この酸化皮膜は自然酸化により形成されたもので
あるから、塗料のだれ及びむら等の不都合も発生しない
。本発明はこのような実験結果に基づいてなされたもの
であり、アルミニウム合金をベースとして、この合金に
Mg、Cu、Mn及びFeの各成分を適切な添加量で添
加することにより、加工性及び黒化性の向上を図ったも
のである。 [00111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その組成限定理由について説明する
。 Mgは上述した黒色酸化皮膜の主成分であるため、アル
ミニウム合金に添加される。即ち、アルミニウム合金に
添加されたMgが酸化することにより、アルミニウム合
金材の表面にMgを主成分とする酸化皮膜が形成される
。Mgの含有量が3.0重量%未満の場合は、前述の熱
吸収効率が優れた黒色酸化皮膜を安定して形成すること
ができず、黒色化処理時間を長くする必要がある。また
、ヒートローラとして必要な強度を得ることができない
。一方、Mgの含有量が5.5M量%を超えると、加工
性が劣化する。従って、Mgの含有量は3.0乃至5.
5重量%とする。 Fe Feは後述するMnと同様に、切削性を向上させる作用
を有する。また、Feはアルミニウム合金の絞り加工性
を向上させる作用もある。Fe含有量が0.1重量%未
満の場合はこれらの効果が不十分であり、0.4M量%
以上になると晶出物が多くなって耐食性を低下させる要
因になる。従って、Feの含有量は0. 1乃至0.4
(但し、0.4を含まず)重量%にする。 Cu Cuはアルミニウム合金の強度を向上させる作用を有し
、これによりアルミニウム合金の切削性が向上する。 また、黒色化を促進する効果もある。Cu含有量が0゜
15重量%未満の場合は十分な強度向上効果及び黒色化
促進効果が得られない。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しまう。そ
して、Cu含有量が0. 6重量%を超えると耐食性も
劣化する。従って、Cuの含有量は0.15乃至0.6
重量%とする。 Mn Mnはアルミニウム合金の強度を向上させると共に、F
Cと共にアルカリエツチング性を向上させて熱吸収性を
向上させる作用がある。Mn含有量が0. 6重量%未
満ではこの効果が不十分であり、1.5重量%を超える
と巨大晶出物が発生して、冷開成形性が劣化する。従っ
て、Mnの含有量は0.6乃至1.5重量%とする。 Zr Zrはアルミニウム合金の結晶粒を微細化することによ
って強度を向トさせる作用があるため、必要に応じて添
加される。このような強度向上効果を得るためには、Z
r含有量を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
効果は飽和し、無駄である。従って、Zrの含有量は0
.05乃至0.2重量%であることが好ましい。 Si Siは表面の黒色化を阻害するため、含有量を0.5重
量%未満に規制することが必要である。 Si アルミニウム合金にTiを添加すると、鋳塊の結晶粒を
微細化させることができ、鋳造時の割れを防止すること
ができる。このため、必要に応じて、Tiを添加しても
良い。この場合に、Tiの添加量は、0.005乃至0
.1重量%にする。 [0012] 【実施例】次に、本発明の実施例について、その特許請
求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。 [00133下記表1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200mmのビレットを
鋳造した。 [0014]そして、これらのビレットを基にして実施
例及び比較例の各アルミニウム合金の特性を下記項目に
ついて調べた。 ■ 加工性 ビレットに絞り加工を施し、得られた成形品の加工精度
により絞り加工性を調べた。また、ビレットに切削加工
を施し、加工時の切り屑の分断状態により切削加工性を
調べた。 ■ エツチング性 部材表面をエツチングにより粗化して無光沢化すること
により、部材の熱吸収効率を向上させることができる。 このため、下記方法により実施例及び比較例の各アルミ
ニウム合金のエツチング性を調べた。 [00151つまり、先ず、前記ビレッ1へをパイプ状
に加工した。次いで、濃度が10重量%のNaOH水溶
液を50℃に加温し、この水溶液中に前記パイプを5分
間浸漬してパイプ表面をエツチングした。その後、パイ
プの表面の光沢を調べた。 ■ 熱吸収性 前記パイプに黒化処理を施した。即ち、前記パイプを5
50℃に加熱しつつ、4時間保持して高温酸化処理を行
い、パイプの表面に酸化皮膜を形成した。その後、パイ
プの内部にヒータを配置し、このヒータによりパイプを
内側から加熱して、パイプの外周面の温度が100℃に
到達するまでの時間(ウオームアツプ時間)を測定した
。 ■ 耐食性 上述の如く黒色化したパイプに対して、塩水噴霧試験(
JIS  Z  237]、)を実施した。そして、腐
食の程度により耐食性を調べた。 [0016]
【表1】 これらの特性を調べた結果を下記衣2にまとめて示す。 但し、加工性については、絞り加工により良好な精度で
所定の形状に加工できると共に、切削加工時に切り屑の
処理性が良好な場合を○、絞り加工により良好な精度で
成形することができないか、又は切削加工時の切り屑の
処理性が悪い場合を×で示した。 [0017]また、エツチング性については、エツチン
グ後のパイプ表面が無光沢である場合を○、光沢がある
場合を×で示した。 [00181更に、熱吸収性については、短時間でパイ
プの外周面が100℃に到達した場合を○、100℃に
到達するまでに長時間を要した場合を×、両者の中間の
時間の場合を△で示した。 [00191更にまた、耐食性については、JIS  
5056合金と比較して同等以上の耐食性を有している
場合を○、JIS  5056合金よりも耐食性が劣る
場合を△で示した。 [00201更にまた。これらの結果により、ヒー1へ
ローラ用部材としての適性を総合的に評価した。そして
、ピー1−ローラとして極めて適している場合を◎、ヒ
ートローラとしての適性が劣る場合を×で示した。 [00211この表2から明らかなように、本発明に係
る実施例1乃至4のアルミニウム合金は、いずれも絞り
加工及び切削加工による加工性が良好であり、NaOH
水溶液により容易に粗面化処理を行うことができた。ま
た、その表面を高温で酸化させることにより容易に黒化
処理を行うことができると共に、黒化処理を施した後の
ウオームアツプ時間が短く、耐食性も良好であり、ヒー
トローラとして極めて好適であった。 [0022]一方、本願の特許請求の範囲から外れる比
較例1乃至7のアルミニウム合金は、加工性、エツチン
グ性又は熱吸収性が満足できるものではなく、ヒートロ
ーラとしての適性がよくないものであった。 [0023]
【表2】 [0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るアルミ
ニウム合金は、所定量のMg、Fe、Cu及びMnを含
有しているから、高温でその表面を酸化させるだけで黒
化処理が完了すると共に、強度及び加工性も優れている
。このため、本発明に係るアルミニウム合金は複写機及
びプリンタ等のヒートローラ用の構成材料として極めて
有効である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】0.1乃至0.4(但し、0.4を含まず
    )重量%のFe、0.15乃至0.6重量%のCu、0
    .6乃至1.5重量%のMn及び3.0乃至5.5重量
    %のMgを含有すると共に、Siの含有量を0.5重量
    %未満に規制し、残部がアルミニウム及び不可避的不純
    物であることを特徴とするヒートローラ用アルミニウム
    合金。
  2. 【請求項2】0.05乃至0.2重量%のZrを含有す
    ることを特徴とする請求項1に記載のヒートローラ用ア
    ルミニウム合金。
  3. 【請求項3】0.005乃至0.1重量%のTiを含有
    することを特徴とする請求項1又は2に記載のヒートロ
    ーラ用アルミニウム合金。
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