JPS5948860B2 - 電解エッチング性の優れた弗素樹脂コ−ト厨房器用Ａｌ基合金板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解エツチング性の優れた弗素樹脂コート厨房
器用Ａ１基合金板の製造法に関し、より詳細には、深絞
り加工時の耳率が小さいと共に優れた強度を有しており
、更にエツチング処理により弗素樹脂コート用下地とし
て適正な表面粗度が得られるＡｌ基合金板の製造法に関
するものである。

Ａｌ基合金板に弗素樹脂コートを施こした複合材は、耐
久性及び剥離性等の優れたものとして厨房器（例えば炊
飯器用内釜等）の分野で広く実用化されている。

この弗素樹脂コートに当っては、Ａ１合金下地とコーテ
イング膜の密着性を高める目的に下地エツチングを施こ
すのが通例であるが、従来のＡｌ基合金板には下地エツ
チング性の点で下記の問題があった。

（１）全体的にエツチングが荒すぎる為に弗素樹脂の密
着性が悪く、塩分等を多量に使用する調理器用としては
使用し難い、これは弗素樹脂がわずかの透湿性を有して
いることに基づく。

（２）局部的に極めて深いエツチングピットが生じ易く
、この部分では下地と弗素樹脂とが密着しない為、局部
的な腐食やふくれが生じる。

（３）圧延方向に平行な縞状のエツチング模様ができ、
弗素樹脂との密着性が低下すると共に外観も悪化する。

一方弗素樹脂コート厨房器用Ａ１基合金板の製法として
は、従来所謂ホットスラブ方式が主流を占めていたか゛
、 〔ホラ１ヘスラブ方式の１例〕 溶融→半連続鋳造→均熱処理→熱間粗圧延（シート、１
５〜３０ｍｍ厚）→冷却→冷間粗圧延（シート状、最終
物のみコイル状）→冷間仕上げ圧延（コイル状）→製品
板 熱ロスの低減及び生産性の向上を目的とする合理化の一
環として所謂ホットコイル方式が開発されるに及び、最
近は後者の方式に移行しつつある。

〔ホットコイル方式の１例〕 溶融→半連続鋳造→均熱処理→熱間粗圧延（シート状、
１５〜３０ｍｍ厚）→熱間仕上げ圧延（コイル状、３〜
６ｍｍ厚）→冷間圧延（コイル状）→製品板 ところが前記エツチング性に関しては、ホットスラブ方
式の場合、さほど問題にはならなかったが、ホットコイ
ル方式の場合は大きくクローズアップされる。

その理由は次の様に考えられる。例えば電解エツチング
（以下単にエツチングという）では、Ａ１基合金中のＡ
１７１へリツクスとＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ等の晶出物との電
位差により、マトリックスと晶出物の界面が優先的に侵
食される。

そしてマトリックス中の析出の度合いが大きい程前記電
位差が大きくなってエツチングピットが大となり、エツ
チング面の粗度が大になる。

また晶出物の数が少なすぎるとエツチングが不均一にな
ってエツチング面の粗度が大きくなりすぎ、一方晶出物
が大きくなりすぎるとそれ自体でエツチングピットが大
となりやはりエツチング面の粗度が大となる。

従って適正なエツチング面を得る為には、適正な大きさ
及び量の晶出物を均一に分布させ、かつ適正な範囲の析
出量とする必要がある。

本発明者等は前述の様な事情に着目し、ホットコイル方
式を採用した場合でも適正なエツチング性が確保でき、
その他の機械的性質や加工性等についても要求を満足し
得る様なＡｌ基合金板の製造法を確立すべく研究を進め
てきた。

その結果以下に示す如く添加合金元素の種類及び配合率
を特定すると共に熱間圧延条件を工夫してやれば上記の
目的が兄事に達成されることを知り、鼓に本発明の完成
をみた。

即ち本発明に係るエツチング性の優れた弗素樹脂コート
厨房器用Ａ１基合金板の製造法とは、少なくとも０．０
５％≦Ｍｇ≦２．５％、０．６％＜ＭｎＳ２．２％及び
０．３％≦Ｆｅ≦０．８％を含むＡ１基合金からなる鋳
塊を均熱処理した後熱間粗圧延し、次工程の熱間仕上げ
圧延に先立つ任意の段階で粗圧延板を急冷した後、３０
０℃以下の温度で熱間仕上げ圧延し、次いで冷間圧延に
よって板厚を調整した後仕上げ焼鈍するところに要旨が
存在し、もって機械的性質及び加工性が良好で、且つ弗
素樹脂コート下地用として優れたエツチング性を有する
器物用Ａ１基合金板を提供し得ることになった。

以下本発明の構成及び作用効果をより詳細に説明するが
、下記は特許請求の範囲に記載した実施態様と同様本発
明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿
って他の合金元素を配合したり、灼熱条件、熱間及び冷
間圧延条件等を適当に変更して実施することも可能であ
り、それらはすべて本発明技術の範囲に含まれる。

まず添加合金元素について説明する。

Ｍｇはエツチング性の改善には殆んど寄与しないが、器
物用として要求される強度を確保する為に不可欠の元素
であり、少なくとも、０．０５％以上含有させねばなら
ない。

しかし多すぎると強度が高くなりすぎて加工性が低下し
、特に軟質材製品の場合深絞り加工時の耳率が大きくな
るから、２．５％以下に止めるべきである。

しかし強度及び加工性の両者を加味すると、より好まし
いＭｇの配合率は０．３〜１．５％である。

Ｍｎは強度向上効果を有すると共にエツチング性を改善
するのに不可欠の元素である。

即ちＭｎは主元素たるＡＩ及び後記Ｆｅと共にＡｌ−Ｍ
ｎ−Ｆｅ系晶出物を形成するもので、エツチング性と密
接な関係があり、０．６％以下では晶出物の数が不十分
になって不均一で荒いエツチング面しか得られず、強度
向上効果も有意に発揮されない。

一方１．２％を越えると晶出物が大きくなりすぎてエツ
チング面が過度に粗大となり、また局部的に深いエツチ
ングピットが発生し易くなり、更には加工性も低下する
。

しかし、０．６（但し０．６は含まない）〜１．２％の
範囲に含有率を設定すると、適正な数及び大きさの晶出
物がＡＩマトリックス中に均一に分散した状態で生成し
、弗素樹脂の密着に最適で且つ均一な粗度のエツチング
面を得ることができ、また強度及び加工性の要求も満た
される。

ＦｅはＭｎと同様ＡＩ−Ｍｎ−Ｆｅ系晶出物の生成によ
ってエツチング性を改善する為に不可欠の元素であり、
適正な数及び大きさの晶出物を生成させる為には含有率
を０．３〜０．８％の範囲に設定しなければならない。

しかして０．３％未満では晶出物の数が不十分になって
適正な粗度のエツチング面が得られず、また０、８％を
越えると晶出物が大きくなりすぎてエツチングピットが
発生し易くなると共に加工性も低下する。

本発明では上記合金元素の添加を必須とするが、この他
ＡＩに不可避的に含まれる元素が微量混入しても実質上
の障害はなく、また場合によってはＣｕ、 Ｃｒ、 Ｔ
ｉ、 １３等を所望に応じて積極的に添加することも
できる。

即ちＣｕ及びＣｒは共に強度向上効果を有しており、Ｔ
ｉ及びＢは鋳造時の内部組織を均−且つ微細にする効果
がある。

特にＴｉ及びＢの上記効果は、本発明最大の特徴である
エツチング性改善効果を一段と高めるのに有効に発揮さ
れる。

これらの効果はＴｉ ： ０．０１〜０．０８％及び／
若しくはＢ：０，００１〜０．００５％の添加で有意に
発揮され、Ｔｉ及び／若しくはＢが前記範囲未満ではこ
れらの効果が不十分であり、また前記範囲の上限付近で
その効果は飽和状態に達するからそれ以上の添加は経済
的損失を招くだけである。

本発明では上記要件に合致するＡ１基合金鋳塊を使用し
前記ホットコイル方式に準じて処理して製品板を得るが
、目的達成の為には更に下記の工程を採用しなければな
らない。

その工程とは、■鋳塊を均熱処理し熱間粗圧延した後、
次工程の熱間仕上げ圧延に先立つ任意の段階で粗圧延板
を急冷する工程と、０３００℃以下の温度で熱間仕上げ
圧延を完了する工程である。

即ち通常のホラＩ・コイル方式では、灼熱処理後の熱間
粗圧延及び熱間仕上げ圧延は順次継続して行なわれ、ま
た熱間仕上げ圧延の温度も格別制限されていない。

ところが本発明者等が実験により確認したところでは、
上記熱間圧延工程の如何によって得られる合金板のエツ
チング性や加工性は著しく変動すること、また従来法を
そのまま適用したのでは、Ａｌ基合金の成分組成を前述
の如く適正に調整しても本発明の目的が達成できないこ
と、が判明した。

ところが、前記■及び■の工程即ち熱間仕上げ圧延前の
急冷と３００℃以下の終了温度による熱間仕上げ圧延を
組合わせて実施すると、特にエツチング性の良好なＡｌ
基合金板が得られることが判った。

この理由は次の様に考えることができる。

即ち熱間粗圧延は５５０℃前後の温度で開始し、順次降
温しながら引続いて熱間仕上げ圧延に移行していくが、
析出が最も著しいのは５００〜３００℃の温度域である
。

従ってこの温度域を急冷によって可及的速やかに通過さ
せると、熱間粗圧延工程での析出が抑制される。

またその後の熱間仕上げ圧延についても３００℃以下の
終了温度となる様に調整することによって析出が抑制さ
れる。

即ちこの方法であれば、粗圧延及び仕上げ圧延を含めた
熱間圧延工程での析出が抑制されるから、基本的にはホ
ットコイル方式でありながら、析出量をホツｌ〜スラブ
方式で生成する析出量の程度に抑制できる。

尚急冷は熱間粗圧延の途中或は熱間粗圧延後の何れでも
良く、また急冷温度域は５００〜３００℃の全温度域に
ついて行なうのが最も好ましいが、析出は３５０〜４０
０℃以上の温度域で特に顕著であるから、５００〜３５
０℃或は５００〜４００℃の温度域のみ急冷することに
よっても本発明の目的は達成される。

また上記急冷効果を有効に発揮させる為には８０℃／分
以上の平均冷却速度を採用することが望まれる。

上記熱間粗圧延前に行なわれる灼熱処理条件は格別限定
されず、従来法に準じて設定すればよいが最も好ましい
のは５５０〜６２０℃で１〜２４時間である。

しかして５５０℃未満又は１時間未満では均質化効果が
不十分で加工性（特に深絞り時の耳率）が悪化し易くな
ると同時に析出が進行してエツチング性も低下する傾向
がある。

また６２０℃超では均質化の効果が大幅には期待できず
経済的に無駄であり、２４時間超では経済的に無駄であ
ると同時に析出が進行してエツチング性も低下する傾向
がある。

また熱間仕上げ圧延後の冷間圧延条件及び仕上げ焼鈍条
件も特に限定されないが、冷間圧延工程では圧下率を５
０％以上とし、仕上げ焼鈍は２８０〜３６０℃より好ま
しくは２９０〜３４０℃で行なうことが望まれる。

しかして冷間圧延工程では、結晶粒径の微細化効果によ
る加工性改善効果が期待されるが、これらの効果を有意
に発揮させる為には圧下率を５０％以上にすべきである
。

また仕上げ焼鈍は圧延板組織の最終調質を目的として行
なわれるもので、前記温度未満では調質効果が十分に発
揮されず、また温度が高すぎると析出が進行しすぎ本発
明の効果が減殺される。

本発明は概略以上の様に構成されており、Ａ１基合金の
成分組成を特定すると共に、熱間仕上げ圧延前における
熱間粗圧延板の急冷及び３００℃以下の温度による熱間
仕上げ圧延の終了という条件を付加することによって、
ホットコイル方式に指。

１摘されていたエツチング性を確実に高め得ることにな
ったもので、弗素樹脂コート用下地Ａｌ基合金の製法が
ホットコイル方式に移行しつつある現状を考えればその
実用的価値は頗る大きい。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ 第１表に示す成分組成のＡ１基合金を用い半連続鋳造法
によってスラブを製造し、面削を施こして厚さ３００ｍ
ｍとした。

得られた各スラブを６００℃で４時間灼熱処理した後、
同温度を開始温度として熱間粗圧延を行ない、５００℃
になったところで平均冷却速度２００℃／分で３００℃
まで急冷し、引き続いて終了温度２８０℃で熱間仕上げ
圧延を行なった。

次いで圧下率６７％で冷間圧延して１．５ｍｍ厚に調整
した後３００℃で仕上げ焼鈍してＡｌ基合金板を得た。

得られた各合金板の機械的性能及びエツチングを測定し
第２表の結果を得た。

但し夫々の測定法は下記の通りとした。

〔エツチング性〕

各合金板を３±０．２％のＮＨ４Ｃｌ水溶液（温度：４
０±０．５℃）中で６．６Ａ／ｄｍ２で電解エツチング
したときの表面形態を観察し、弗素樹脂との密着性の良
否を判定した。

判定：○・・・良好、△・・・やや良好、×・・・不良
形態：第１図Ａ、 Ｂ及びＣ 〔耳率〕 各合金板で６６ｍｍφのブランクを作製し、３３ｍｍφ
のポンチで深絞り加工したときの耳率を次式から算出し
た。

−ｈ 耳率（％）−Ｘ１００ （、ｎ−ｈ）／２ Ｈ：加工品の底からみた山の平均高さ ｈ：加工品の底からみた谷の平均高さ 〔限界絞り率〕 各合金板を用いて作製したブランクを３３ｍｍφのポン
チを用いしわ押力Ｏｋｇで深絞り加工したときの、次式
から算出される値。

ブランク径−ポンチ径 限界絞り率（％） −ｘ ｉｏ。

ポンチ径 第１，２表からも明らかな様に、現在量も汎用されてい
る１１００合金はエツチング性が極めて悪いのに対し、
本発明の要件を充足する符号１〜８の合金板は機械的性
質及びエツチング性の何れにおいても極めて優秀である
。

実施例 ２ 第３表に示す成分組成のＡ１基合金を用い半連続′鋳造
法によってスラブを製造し、面側を施して厚さ４６０ｍ
ｍとした。

得られた各スラブを５８０℃で８時間灼熱処理した後、
第４表に示す条件で熱間粗圧延、急冷、熱間仕上げ圧延
を行ない、次いで圧下率６７％で冷間圧延して１．４５
ｍｍ厚に調整した後３００℃で仕上げ焼鈍してＡ１合金
板を得た。

得られた各合金板の導電率の測定及びエツチング性の観
察を行ない第５表の結果を得た。

但し導電率はシグマテスターを用いて測定した。

第３〜５表からも明らかな様に、たとえ合金成分が適正
であっても、熱間仕上げ圧延前の急冷及び終了温度３０
０℃以下での熱間仕上げ圧延終了の双方の条件が満たさ
れない限り十分なエツチング性は得られず（符１８−ａ
〜ｌ８−Ｃ）、これらの条件を満足するＡ１基合金板（
符号１８−ｄ、１８−ｅ）は優れたエツチング性を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも０．０５％≦Ｍｇ≦２．５％、０．６％
   〈ＭｎＳ２．２％及び０．３％≦Ｆｅ≦０．８％を含む
   Ａ１基合金からなる鋳塊を均熱処理した後熱間粗圧延し
   、次工程の熱間仕上げ圧延に先立つ任意の段階で粗圧延
   板を急冷した後、３００℃以下の終了温度で熱間仕上げ
   圧延し、次いで冷間圧延によって板厚を調整した後仕上
   げ焼鈍することを特徴とする電解エツチング性の優れた
   弗素樹脂コート厨房器用Ａ１基合金板の製造法。 ２、特許請求の範囲第１項において、灼熱処理条件が５
   ５０〜６２０℃、１〜２４時間である製造法。 ３ 特許請求の範囲第１又は２項において、熱間粗圧延
   終了後５００℃から３００℃の間を急冷する製造法。 ４ 特許請求の範囲第１〜３項のいずれかにおいて、急
   冷を８０℃／分以上の平均冷却速度で行なう製造法。 ５ 特許請求の範囲第１〜４項のいずれかにおいて、仕
   上げ焼鈍を２８０〜３６０℃で１〜２０時間行なう製造
   法。 ６ 特許請求の範囲第１〜５項のいずれかにおいて、０
   ．０１≦Ｔｉ≦０．０８％及び／若しくは０．００１％
   ≦Ｂ≦０．００５％を含有するＡｔ基合金を使用する製
   造法。 ７ 特許請求の範囲第１〜６項のいずれかにおいて、冷
   間圧延時に圧下率が５０％以上である製造法。