JPH10280081A - Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金からなる高強度・高精度枠形状部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペリクルフレームなどの高精度、高強度が要
求される枠形状部材として、切削加工後の寸法精度が確
実かつ安定して高い部材を提供する。 【解決手段】 請求項１：析出硬化されたＡｌ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金からなり、かつ耐力値が２８０ＭＰａ以上で
あって、しかも組織中の各結晶粒における最長方向の寸
法ｄＬと最長方向に対し垂直な方向での最大寸法ｄＳと
の比ｄＬ／ｄＳの平均値が８以下とされている枠形状部
材。 請求項２：鋳塊に１回以上の熱間塑性加工を施し
て作製した素材に、４００〜５００℃の範囲内で溶体化
処理を施した後、２０〜８０℃の水中に焼入れし、その
後１〜５％の圧縮加工により残留応力除去を行なった
後、さらに時効析出処理を施してから切削加工を施して
枠形状とする。 請求項３：前記熱間塑性加工として、
圧縮方向を互いに４５〜９０°異なる方向とした各１回
以上の熱間鍛造を含む複数回の熱間塑性加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高精度および高
強度が要求されるアルミニウム合金製の枠形状を有する
部材、特に半導体製造において用いられるペリクルフレ
ームに最適なＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金からなる枠形状部
材およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】析出硬化されたＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
は高強度を有するところから、従来から各種の膜を保持
するための枠として用いられており、その代表例として
は、半導体製造設備の半導体回路転写装置（ステッパ
ー）においてペリクル膜を保持するためのペリクルフレ
ームがある。ペリクル膜は、半導体回路の原版であるフ
ォトマスクに対する防塵膜として用いられるものであっ
て、半導体回路転写工程の歩留りに対して大きな影響を
有する。そしてペリクル膜を保持するためのペリクルフ
レームは、中空の枠形状を有する部材であって、圧延材
もしくは押出材からなる素材にＮＣ加工機等により切削
加工を施して枠形状とし、さらに光の反射を防ぐために
黒色に染色アルマイト処理を施して使用されるのが通常
である。

【０００３】ここで、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を素材と
して用いる場合、高強度を達成するべく析出硬化させる
必要があるが、そのためには素材の製造工程中におい
て、溶体化処理−焼入れ−時効処理の一連の熱処理を行
なう必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ペリクルフレームに
は、高い寸法精度と高強度とが要求されることが知られ
ており、これらのうち特に高い寸法精度、とりわけ平坦
度が重要とされている。すなわち、ペリクルフレームの
平坦度が悪ければ、密閉性を確保することができず、ペ
リクル膜が防塵の役割を果たすことができなくなる。ま
た高強度については、使用中の歪やキズの発生を防止す
るために必要であるばかりでなく、切削加工中における
歪の発生を防止して、高い寸法精度を実現するためにも
必要である。

【０００５】ところでペリクルフレームは、前述のよう
に主に析出硬化されたＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の押出材
もしくは圧延材を素材とし、切削加工およびアルマイト
処理により製造されるが、この場合切削加工後の平坦度
などの寸法精度の点で問題が生じやすく、そのため切削
加工の後あるいは切削加工に引続いてアルマイト処理を
施した後に、作業員が手作業で形状の手直しを行なう必
要が生じることが多い。このような手作業による手直し
作業の必要性が生じることは、製造の安定性が欠けるこ
とを意味し、また製造能率の点からも好ましいとは言え
ない。

【０００６】特に素材として析出硬化されたＡｌ−Ｚｎ
−Ｍｇ系合金を用いる場合、素材の製造工程中において
は既に述べたように溶体化処理−焼入れ−時効処理の一
連の熱処理が必要となるが、焼入れの際には焼入れ歪が
生じるから、焼入後の時効処理前あるいは時効処理後に
歪矯正加工を行なうのが通常である。この歪矯正加工
は、引張等の変形を与えて歪みを除去するものである
が、このような歪矯正加工を行なって素材外形の歪みを
除去しても、その後の切削加工時に改めて部材の歪みが
生じることがあり、これは材料内部の残留応力によるも
のと考えられる。したがって切削加工後の寸法精度を向
上させるためには、残留応力による切削加工時における
歪みの発生を低減することが必要であると考えられる
が、従来はこの点については充分な検討がなされておら
ず、そのため前述のように切削加工後に高い寸法精度を
有するペリクルフレームを安定して確実に得ることが困
難であったのである。

【０００７】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、ペリクルフレームで代表されるＡｌ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金からなる枠形状部材として、切削加工後、さ
らにはアルマイト処理後の寸法精度が高くしかも高強度
を有する枠形状部材を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、枠形状部
材の素材自体の特性として残留応力が生じにくい状態に
適切に制御することにより、切削加工後の歪みの少ない
高強度Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を製造する方策を見出す
べく、種々実験・検討を重ねたところ、素材の結晶粒組
織およびそれに起因する機械的性質の異方性が残留応力
に影響を及ぼし、切削加工後の寸法精度に大きな影響を
与えることを見出した。そしてさらに研究を重ねた結
果、結晶粒形状を適切に制御することによって、切削加
工後の寸法精度が高いＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金からなる
枠形状部材を安定して得ることができることを見出し、
この発明をなすに至った。

【０００９】具体的には、請求項１の発明の枠形状部材
は、析出硬化されたＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金からなり、
かつ耐力値が２８０ＭＰａ以上であって、しかも組織中
の各結晶粒における最長方向の寸法ｄＬと最長方向に対
し垂直な方向での最大寸法ｄＳとの比ｄＬ／ｄＳの平均
値が８以下であることを特徴とするとするものである。

【００１０】ここで請求項１の発明においては、素材合
金として前述のように析出硬化されたＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ
系合金を用いる。これは、次に説明するように耐力値と
して２８０ＭＰａ以上の高強度を確保するために必要で
ある。

【００１１】請求項１の発明の枠形状部材では、耐力値
が２８０ＭＰａ以上であることが必要であるが、これ
は、耐力値が２８０ＭＰａ未満であれば切削加工時に材
料の歪みが生じやすく、また枠形状部材としての長時間
の使用によっても歪みや傷が生じやすいためである。耐
力値が２８０ＭＰａ以上であればこのような歪みや傷の
発生を有効に防止できる。

【００１２】ここで、組織中の各結晶粒における最長方
向の寸法ｄＬ、および各結晶粒における最長方向に対し
垂直な方向の最大寸法ｄＳについて、模式的に図１に示
す。請求項１の発明はこれらの比ｄＬ／ｄＳの平均値が
８以下であることが必要である。結晶粒のｄＬ／ｄＳの
比が大きいほど、結晶粒は細長く伸長された状態となる
が、特にその比ｄＬ／ｄＳの平均値が８を越える素材で
は、結晶粒が一方向に揃って大きく伸び、その方向の材
料強度が他の方向より高くなるなど、機械的特性の異方
性が大きくなり、そのため焼入れ時の変形が不均一とな
って残留応力が大きくなり、さらに焼入れ後の歪矯正時
においても変形が不均一となってかえって残留応力が生
じてしまい、そのため切削加工後の寸法精度に悪影響を
与える。ここでｄＬ／ｄＳの比の平均が８以下であれ
ば、切削加工後の寸法精度を確実かつ安定して良好とす
ることができるが、特にｄＬ／ｄＳの比の平均値が５以
下であれば、より一層確実かつ安定して高い寸法精度を
確保することができる。

【００１３】さらに請求項２、請求項３の発明において
は、前述のような耐力値条件、結晶粒条件を満たし、切
削加工後の寸法精度が高い枠形状部材を製造する方法を
規定している。

【００１４】具体的には、請求項２の発明のＡｌ−Ｚｎ
−Ｍｇ系合金からなる枠形状部材の製造方法は、請求項
１に記載の枠形状部材を製造するにあたり、Ａｌ−Ｚｎ
−Ｍｇ系合金からなる鋳塊に１回以上の熱間塑性加工を
施した後、４００〜５００℃の範囲内で溶体化処理を施
して、２０〜８０℃の水中に焼入れし、その後１〜５％
の圧縮加工により残留応力除去を行ない、さらに時効析
出処理を施してから切削加工を施して枠形状とすること
を特徴とするものである。

【００１５】また請求項３の発明のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系
合金からなる枠形状部材の製造方法は、請求項２に記載
の製造方法において、鋳塊に１回以上の前記熱間塑性加
工を施すにあたり、圧縮方向を互いに４５〜９０°異な
る方向とした各１回以上の熱間鍛造を含む複数回の熱間
塑性加工を施すことを特徴とするものである。

【００１６】ここで、鋳塊に対しては１回以上の熱間塑
性加工を与える必要があるが、これは鋳塊の組織を加工
により鍛練し、金属組織をより均一にするために必要な
工程である。そして組織中の各結晶粒の最長方向寸法ｄ
Ｌと最長方向に対し垂直な方向での最大寸法ｄＳとの比
ｄＬ／ｄＳの平均値を８以下とするためには、複数回の
熱間塑性加工を行なうことが望ましく、特に第１回目の
熱間塑性加工による結晶粒の展伸を打消す方向で第２回
目の熱間塑性加工を行ない、さらに必要に応じて同様に
方向を異ならしめながら熱間塑性加工を繰返すことが望
ましい。具体的には、請求項３において規定しているよ
うに、圧縮方向を交互に４５〜９０°異ならしめた複数
回の鍛造を行なうことが、結晶組織の異方性低減に有効
である。

【００１７】溶体化処理は４００〜５００℃の範囲内の
温度で行なう必要がある。溶体化処理温度が４００℃未
満では、析出硬化に寄与する元素の固溶、すなわち溶体
化が不充分となり、最終的に充分な高強度が得られなく
なるおそれがある。一方溶体化処理温度が５００℃を越
えれば、共晶融解などによって材料にフクレや不均質な
部分が生じるおそれがある。

【００１８】溶体化処理後の焼入れは、２０〜８０℃の
水中に投入することによって行なわれる。焼入れ温度が
２０℃未満では焼入れ時の歪みが大きくなり、一方８０
℃未満を越えれば焼入れ冷却速度低下により充分な機械
的性質が得られなくなる。なお特に焼入れ歪を低減させ
るためには、５０〜８０℃の範囲内の温度の水中に焼入
れることが望ましい。

【００１９】焼入れ後には、歪みを矯正するために１〜
５％の圧下率の圧縮加工を施して残留応力除去を行なう
必要があり、この圧下率が１％未満では充分な残留応力
除去が達成されず、一方５％を越えれば過度の加工によ
り機械的性質の変化が生じて新たな歪みの原因となるお
それがある。

【００２０】

【発明の実施の形態】この発明で素材として用いるＡｌ
−Ｚｎ−Ｍｇ系合金は、要は時効処理による析出硬化に
よって２８０ＭＰａ以上の耐力値が得られるようなもの
であれば良く、その成分組成は特に限定しないが、次の
（１）〜（４）に示す成分組成のものが望ましい。 （１） Ｚｎ２．５〜９ｗｔ％、Ｍｇ０．５〜５ｗｔ％
を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合
金。 （２） Ｚｎ２．５〜９ｗｔ％、Ｍｇ０．５〜５ｗｔ％
を含有し、さらにＣｕ０．５〜４ｗｔ％を含み、残部が
Ａｌおよび不可避的不純物よりなる合金。 （３） Ｚｎ２．５〜９ｗｔ％、Ｍｇ０．５〜５ｗｔ％
を含有し、さらにＭｎ０．０５〜１．９ｗｔ％、Ｃｒ
０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｚｒ０．０５〜０．６ｗｔ
％、Ｖ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｎｉ０．０５〜０．６
ｗｔ％、およびＣｏ０．０５〜０．６ｗｔ％のうちから
選ばれた１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよ
び不可避的不純物よりなる合金。 （４） Ｚｎ２．５〜９ｗｔ％、Ｍｇ０．５〜５ｗｔ
％、Ｃｕ０．５〜４ｗｔ％を含有し、さらにＭｎ０．０
５〜１．９ｗｔ％、Ｃｒ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｚｒ
０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｖ０．０５〜０．６ｗｔ％、
Ｎｉ０．０５〜０．６ｗｔ％、およびＣｏ０．０５〜
０．６ｗｔ％のうちから選ばれた１種または２種以上を
含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる合
金。

【００２１】これらの（１）〜（４）の合金の成分組成
が望ましい理由は次の通りである。

【００２２】Ｚｎ：ＺｎはＭｇとともに析出硬化のため
に必要な必須元素であり、Ｚｎ量が２．５ｗｔ％未満で
は充分な析出硬化による強度上昇が図られず、切削加工
後の寸法精度も低下し、一方Ｚｎ量が９ｗｔ％を越えれ
ば鋳造性や加工性が低下するから、Ｚｎ量は２．５〜９
ｗｔ％の範囲内とすることが望ましい。

【００２３】Ｍｇ：ＭｇもＺｎとともに析出硬化のため
に必要な必須元素であり、Ｍｇ量が０．５ｗｔ％未満で
は充分な析出硬化による温度上昇が図られず、切削加工
後の寸法精度も低下し、一方Ｍｇ量が５ｗｔ％を越えれ
ば鋳造性や加工性が低下するから、Ｍｇ量は０．５〜５
ｗｔ％の範囲内とすることが望ましい。

【００２４】Ｃｕ；Ｃｕは（２），（４）の合金におい
て添加される元素であって、固溶強化により強度向上に
寄与する。Ｃｕ添加量が０．５ｗｔ％未満では強度向上
の効果が充分に得られず、一方４ｗｔ％を越えれば鋳造
性や加工性が低下するから、Ｃｕ量は０．５〜４ｗｔ％
の範囲内とすることが好ましい。

【００２５】Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｉ，Ｃｏ：これ
らの元素は、（３），（４）の合金においていずれか１
種以上が添加される。これらは、いずれも結晶粒の微細
化に寄与するが、それぞれ下限未満では結晶粒微細化の
効果が充分に得られず、一方それぞれ上限を越えれば粗
大な晶出物が生成されやすくなるから、それぞれ前述の
範囲内とすることが好ましい。

【００２６】そのほか一般のアルミニウム合金において
は、鋳塊の組織の微細化のために微量のＴｉを単独で、
あるいはＴｉをＢと組合せて添加することが多いが、こ
の発明の場合もＴｉを単独であるいはＢと組合せて添加
しても良い。但しＴｉ量、Ｂ量はいずれも０．０５ｗｔ
％未満とすることが望ましい。

【００２７】さらに通常のアルミニウム合金において
は、不純物としてＦｅ，Ｓｉが含有されるが、この発明
の場合それぞれ０．５ｗｔ％未満であれば特に支障はな
い。

【００２８】次にこの発明の枠形状部材の製造方法、す
なわち請求項２、請求項３の発明の方法の実施の形態に
ついて説明する。

【００２９】この発明の方法の実施にあたっては、先
ず、好ましくは前述のような成分組成を有する合金の鋳
塊を鋳造する。この鋳造方法は特に限定されるものでは
ないが、通常のＤＣ鋳造法（半連続鋳造法）あるいはそ
れを改良したホットトップＤＣ鋳造法を適用することが
好ましい。また鋳塊のサイズは、断面積で１２００ｃｍ
² 以下が好ましい。

【００３０】鋳塊に対しては、熱間塑性加工前に均質化
熱処理を施しても良く、この場合の熱処理条件は４２０
〜５５０℃の範囲内の温度で３〜２４時間とすることが
好ましい。なおこの均質化熱処理は、熱間塑性加工のた
めの予備加熱と兼ねて行なっても良い。さらに、均質化
熱処理の前あるいは後には、鋳塊の表面の不良層を除去
する目的、あるいは加工に適した寸法とする目的から、
面削や切断を行なっても良い。

【００３１】熱間塑性加工は前述のように１回以上行な
う必要があり、その具体的加工法としては、自由鍛造あ
るいは型鍛造を含む熱間鍛造が適当であり、またこれら
に熱間圧延や熱間押出を組合せても良い。ここで、請求
項３において規定したように、熱間鍛造の圧縮方向を交
互に４５〜９０°変えて複数回の鍛造を行なう方法とし
ては、最も簡単には、自由鍛造もしくは型鍛造にて３次
元を構成する３軸の２方向もしくは３方向の圧縮を各１
回以上行なう方法が挙げられる。

【００３２】さらに熱間塑性加工においては、最終的に
得るべき枠形状部材に近い形状、すなわちプリフォーム
に加工しても良く、あるいは熱間塑性加工時には平板に
近い形状に加工しておき、溶体化処理前に打ち抜き切削
加工等を施して最終的な枠形状部材に近い形状のプリフ
ォームとしても良く、さらには平板のまま溶体化処理を
施しても良い。

【００３３】熱間塑性加工の後の溶体化処理は、前述の
ように４００〜５００℃で行なえば良いが、その場合の
保持時間は１０〜１００ｍｉｎの範囲内が好ましい。溶
体化処理後の焼入れは、前述のように２０〜８０℃、好
ましくは５０〜８０℃の水中に投入して行ない、その
後、歪矯正のために１〜５％の圧下の圧縮加工によって
残留応力除去を行なう。この圧縮加工は、最終的に得る
べき枠形状部材の厚み方向に圧縮することが望ましい。

【００３４】焼入れ後には、析出硬化のために時効処理
を行なう。この時効処理としては、１００〜１４０℃の
範囲内の温度で１２〜３６時間加熱する人工時効処理を
適用することが適当であり、また任意の時間の自然時効
後に上記の人工時効処理を施しても良い。なお２８０Ｍ
Ｐａ以上の耐力値を得るためには、通常は前述のような
人工時効処理を行なうことが必要であるが、場合によっ
ては自然時効（室温時効）のみによって２８０ＭＰａ以
上の耐力値が得られる場合もあり、その場合は自然時効
のみを行なっても良い。

【００３５】析出硬化後の素材に対しては、ＮＣ切削加
工機などにより切削加工を施して最終的な枠形状とす
る。

【００３６】切削加工後には、必要に応じてアルマイト
処理を施す。すなわち、ペリクルフレームの如く光学的
に無反射であることが要求される場合は、表面を黒色化
する必要があり、そのために染色アルマイト処理、電解
着色アルマイト処理、あるいは自然発色アルマイト処理
による黒色化を行なうのが通常である。

【００３７】以上のようにして、耐力値が２８０ＭＰａ
以上でかつ組織の各結晶粒のｄＬ／ｄＳの比の平均値が
８以下であって、切削加工後の寸法精度が安定して優
れ、また切削加工後にアルマイト処理を行なう場合はそ
のアルマイト処理後の寸法精度も安定して優れた枠形状
部材を得ることができる。

【００３８】

【実施例】

実施例１〜３：表１に示される合金符号Ａ，Ｂ，Ｃの各
合金について、ＤＣ鋳造法により直径２０３ｍｍの鋳塊
を作成し、長さ１８０ｍｍに切断して元材とした。各元
材について、４５０℃×１０時間の均質化熱処理を施し
た後、第１回目の熱間自由鍛造によって直径２８７ｍ
ｍ、高さ９０ｍｍの円盤状に加工し、次いで第１回目の
自由鍛造の圧縮方向に対し直角な方向に圧縮する第２回
目の熱間自由鍛造を行ない、さらに第３回目の熱間自由
鍛造として、第１回目、第２回目の鍛造の各圧縮方向に
対し直角方向に圧縮する鍛造を行ない、これらの３方向
の圧縮を適宜繰返して、２７０ｍｍ×１６５ｍｍの断面
を有する直方体形状とした。なおこれらの鍛造は、いず
れも鍛造温度４００〜４１０℃で実施した。次いで切断
および打抜加工を施して、図２に示すような中央に側方
向にリブ２を設けた枠状をなす外形寸法１５３ｍｍ×１
２６ｍｍ×８ｍｍのプリフォーム（中間加工材）１とし
た。その後、４７０℃×２時間の条件で溶体化処理を行
ない、水温６５℃の水中に焼入れし、さらに厚み方向に
３％の加工を加える冷間圧縮によって歪み矯正を行なっ
た。次いで１２５℃×２５時間の人工時効処理（析出硬
化処理）を行なってＴ６５２テンパーとした。その後、
最終的にＮＣ切削加工を行なって図３に示すような枠形
状の部材３とした。

【００３９】比較例１〜３：実施例１〜３と同様な合金
Ａ，Ｂ，Ｃについて、実施例１〜３と同様にして鋳塊作
製、均質化熱処理を行なった後、４００℃において熱間
押出を行なって、断面寸法１３５ｍｍ×８ｍｍの押出材
を得た。この押出材に対し、実施例１〜３と同様に切断
および打抜加工を行なって図２に示すプリフォームを作
製し、さらに実施例１〜３と同様に溶体化処理、水焼入
れ、歪み矯正、ＮＣ切削加工を施して図３に示すような
枠形状部材を得た。

【００４０】比較例４〜６：熱間押出までは比較例１〜
３と同様に行ない、得られた押出材（断面寸法１３５ｍ
ｍ×８ｍｍ）について、そのまま４７０℃×２時間の条
件で溶体化処理を施してから、水温６５℃の水中に焼入
れした。その後、押出方向に平行に３％の引張加工を加
えて歪み矯正を行ない、次いで１２５℃×２５時間の析
出硬化処理を施してＴ６５１テンパーとし、これを元材
としてＮＣ切削加工を行ない、図３に示す形状、寸法の
枠形状部材とした。

【００４１】比較例７：合金符号Ｃの合金について、実
施例１〜３と同様なプロセスで歪み矯正までを行ない、
次いで室温保持の自然時効のみでＴ４５２テンパーと
し、その後実施例１〜３と同様にＮＣ切削加工を行なっ
て図３に示す枠形状部材とした。

【００４２】以上の実施例１〜３、比較例１〜７によっ
て得られた各枠形状部材について、耐力値を調べるとと
もに、組織中における各結晶粒の最長方向寸法ｄＬと最
長方向に対し垂直な方向の最大寸法ｄＳとの比ｄＬ／ｄ
Ｓの値を調べた。また特に実施例１〜３、比較例１〜３
によって得られた枠形状部材については、図２に示すプ
リフォーム（中間加工材）１を前述のようにＴ６５２テ
ンパー状態とした後、図２中の×印で示す位置に歪ゲー
ジを貼着し、中央のリブ２を切落した時の歪みを測定す
ることにより、ＮＣ加工前の残留応力の大きさを調べ
た。

【００４３】さらに実施例１〜３、比較例１〜７の各枠
形状部材の寸法精度評価として、厚さ歪みおよび辺歪み
の平均値と最大値とを調べた。ここで、厚さ歪みについ
ては、１０個のサンプルの枠形状部材について、それぞ
れ厚さ方向のゆがみの最も大きな値を厚さ歪みとし、そ
の１０個のサンプルの厚さ歪みの平均値および最大値を
求めた。また辺歪みについては、同じく１０個のサンプ
ルの枠形状部材について、それぞれ基準点Ｐ１，Ｐ２
（図３参照）で決定される平面的な外形理想形状（直角
平行四辺形状）からのずれの最大値を調べて辺歪みと
し、その１０個のサンプルの辺歪みの平均値および最大
値を求めた。

【００４４】これらの測定結果を表２に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】表２に示すように、この発明の実施例１〜
３による枠形状部材では、いずれも耐力値が２８０ＭＰ
ａを越えており、またｄＬ／ｄＳの平均値はいずれも８
以下であった。そしてこれらの実施例１〜３の枠形状部
材は、切削加工後の厚さ歪み、辺歪みはともに小さく、
寸法精度が高いと言うことができる。

【００４８】一方比較例１〜６により得られた各枠形状
部材は、いずれも耐力値は２８０ＭＰａを越えている
が、押出方向に結晶粒が伸長されてｄＬ／ｄＳの値が８
を越えており、切削加工後の厚さ歪み、辺歪みが著しく
大きくなってしまい、切削加工後の寸法精度に劣ること
が判明した。

【００４９】なお実施例１〜３、比較例１〜３について
は残留応力も調べたが、実施例１〜３の場合の残留応力
は、比較例１〜３の場合よりも格段に小さく、したがっ
てこのことが実施例１〜３の寸法精度向上に大きく寄与
していることが明らかである。

【００５０】また比較例７は、人工時効処理の代りに自
然時効を適用したものであり、この場合はｄＬ／ｄＳの
平均値は８以下であるが、耐力値が２８０ＭＰａを大き
く下廻ってしまい、切削加工後の歪み、特に辺歪みが著
しく大きくなってしまった。

【００５１】実施例４〜６：これらの実施例４〜６は、
実施例１〜３によって得られた各枠形状部材について、
その後さらにアルマイト処理を施したものである。具体
的には、実施例４は、実施例１（合金符号Ａ）による切
削加工後の枠形状部材について硫酸アルマイト処理後、
有機染料により黒色に染色し、酢酸ニッケル系封孔剤に
よる封孔処理を行なったもので、アルマイト皮膜の膜厚
は１５μｍである。また実施例５は、実施例２（合金符
号Ｂ）による切削加工後の枠形状部材について、硫酸ア
ルマイトによる自然発色アルマイト処理によって黒色化
させ、さらに酢酸ニッケル系封孔剤により封孔処理を行
なったもので、アルマイト皮膜の膜厚は２０μｍであ
る。さらに実施例６は、実施例３（合金符号Ｃ）による
切削加工後の枠形状部材について、硫酸アルマイト処理
後、有機染料により黒色に染色し、酢酸ニッケル系封孔
剤による封孔処理を施したもので、アルマイト皮膜の膜
厚は１５μｍである。

【００５２】これらの実施例４〜６によりアルマイト処
理された枠形状部材について、実施例１〜３と同様に耐
力値、ｄＬ／ｄＳの値、厚さ歪み、辺歪みを調べた結果
を表３に示す。

【００５３】

【表３】

【００５４】表３に示すように、実施例４〜６ではアル
マイト処理後の厚さ歪み、辺歪みが小さく、アルマイト
処理後の寸法精度に優れていることが明らかである。

【００５５】

【発明の効果】請求項１の枠形状部材は、高強度を有す
るばかりでなく、耐力値および結晶粒の形状、特に各結
晶粒の最長方向寸法ｄＬと最長方向に対し垂直な方向の
最大寸法ｄＳとの比ｄＬ／ｄＳを適切に制御することに
よって、切削加工後の寸法精度が確実かつ安定して優れ
たものとなり、そのため高精度、高強度が要求される枠
形状部材の部品、特にペリクルフレーム、そのほか各種
の光学機器や電子機器に最適である。また請求項２、請
求項３の製造方法によれば、上述のように切削加工後の
寸法精度に優れかつ高強度を有する枠形状部材を、確実
かつ安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明において素材の結晶粒の寸法の定義を
示すための模式図である。

【図２】この発明の実施例において中間加工材（プリフ
ォーム）の形状、寸法を示す平面図である。

【図３】この発明の実施例において最終的に得られた枠
形状部材の形状、寸法を示す平面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８４ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８４Ｃ ６９１ ６９１Ｃ ６９１Ｂ (72)発明者 関口 常久 東京都港区芝大門一丁目13番９号 昭和電 工株式会社内 (72)発明者 小浜 憲人 東京都港区芝大門一丁目13番９号 昭和電 工株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 析出硬化されたＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
   からなり、かつ耐力値が２８０ＭＰａ以上であって、し
   かも組織中の各結晶粒における最長方向の寸法ｄＬと最
   長方向に対し垂直な方向での最大寸法ｄＳとの比ｄＬ／
   ｄＳの平均値が８以下であることを特徴とする、Ａｌ−
   Ｚｎ−Ｍｇ系合金からなる高強度・高精度枠形状部材。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の枠形状部材を製造する
   にあたり、 Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金からなる鋳塊に１回以上の熱間
   塑性加工を施した後、４００〜５００℃の範囲内で溶体
   化処理を施して、２０〜８０℃の水中に焼入れし、その
   後１〜５％の圧縮加工により残留応力除去を行ない、さ
   らに時効析出処理を施してから切削加工を施して枠形状
   とすることを特徴とする、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金から
   なる枠形状部材の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の製造方法において、 鋳塊に１回以上の前記熱間塑性加工を施すにあたり、圧
   縮方向を互いに４５〜９０°異なる方向とした各１回以
   上の熱間鍛造を含む複数回の熱間塑性加工を施すことを
   特徴とする、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金からなる枠形状部
   材の製造方法。