JPS61119658A - アルミニウム箔地の製造方法 - Google Patents

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 この発明はアルミニウム箔地の製造方法に関するもので
あり、より詳しくは極薄肉でしかもピンホールが少ない
アルミニウム箔を得るに適した、箔圧延性の優れたアル
ミニウム箔地を製造する方法に関するものである。

従来の技術 従来のアルミニウム箔の製造方法としては、アルミニウ
ム溶湯から半連続鋳造法によってスラブを鋳造し、熱間
圧延および冷間圧延によって０．４〜１■程度の厚みの
板材（箔地）とし、これに再結晶温度より高い温度で焼
鈍処理（箔地焼鈍）を施した後、箔圧延により０６０５
〜０．００５ｍｍ程度の箔とし、さらに３００〜５００
℃程度の温度で焼鈍処理（箔焼鈍）を行なう方法が一般
的であった。

ところでアルミニウム箔に対しては最近はより薄肉のも
のが要求されるようになり、従来一般に実用化されてい
た７声厚よりも薄い５．５ＪＪＩＩ厚あるいはそれ以下
の極薄肉のものが望まれるようになっている。一般に１
０声以下の薄肉の箔に圧延する場合は重ね圧延を行なう
のが通常であるが、重ね圧延の場合でも、箔厚が薄くな
れば素材アルミニウム中に固溶されている不純物成分で
あるＦｅヤＳ１による圧延硬化の影響が強くあられれて
圧延性が低下する。ざらに、箔の厚みが１０声以下とな
れば箔の厚みが箔素材中に存在する介在物や金ｆｆ１ｌ
ｌｌ化合物のサイズに近づくが、これらの金属間化合物
や介在物は通常脆くて硬質であるから、応力集中点とし
て作用し易い。これらの結果、箔厚が薄くなるほど、指
数関数的に箔に発生するとンホール数が増加し、圧延中
の張力によって箔が破断したり、またピンホール数増加
により箔の耐透湿性が著しく低下したりする問題がある
。

したがって従来の一般的な方法により　５．５−あるい
はそれ以下の極薄肉のアルミニウム箔を製造しようとす
る場合には、ピンホール数の急激な増加により箔圧延中
の箔破断事故が多くなって作業性が低下し、また最終的
な箔としても耐透湿性の劣るものしか得られなかったの
が実情である。そこで５゜５ＪＪＩ程度以下の極薄肉に
箔圧延する際におにいてもピンホールの発生が少ない、
箔圧延性の優れたアルミニウム箔地を提供する方法の開
発が強く要求されている。

このようなＩＩ点から、既に特公昭５９−１９１８６号
公報においては、鋳塊の均質化処理条件と、箔地焼鈍条
件の組合せにより素材中の固溶ｓ１を析出させ、圧延硬
化元素であるＳｉのマトリック　　　゛ス中の固溶量を
少なくすることにより圧延工程での硬化量を少なくし、
圧延性を高める方法が提案されている。この提案の方法
は、Ａｌ鋳塊を５００〜６００℃で均質化処理し、熱間
圧延後５０％以上の加工率で冷間圧延を施し、その後箔
地焼鈍を２８０〜３４０℃で行なうことを特徴としてい
る。

発明が解決すべき問題点 上記提案の方法では、固ｍｓ＋析出のために、５０％以
上の加工率で冷間加工した後の箔地を２８０〜３４０℃
の温度で焼鈍するものとしているが、本発明者等の実験
によれば、このような焼鈍ではＳｉの析出効果は充分で
はなく、そのため箔地の圧延性も充分には改善されず、
箔圧延時にピンホールが依然として発生し易く、特に７
ｙａあるいは５．５声以下の極薄肉の箔を得る場合には
前述の問題を逸れ得ないことが判明した。

したがってこの発明は５．５ＪＪ１１あるいはそれ以下
の極薄肉のアルミニウム箔の製造にあたっても、ピンホ
ールの発生が少なく、また箔圧延中の箔破断のおそれが
少ないアルミニウム箔地、すなわち箔圧延性に優れたア
ルミニウム箔地を製造する方法を提供することを目的と
するものである。

問題点を解決するための手段 本発明者等は上述の目的を達成するべく鋭意実験検討を
重ねた結果、先ず第１には、圧延、硬化を太き（する元
素であるＣｕ　、Ｍａ　、Ｍｎの含有量を極小量に抑制
して、これらの圧延硬化元素のマトリックス中の固溶量
を少なくすること、第２には、Ｆｅについてはそのマト
リックス中の固溶量は少ないものの、積極的に析出処理
することによって固溶１”ｅ量を最小限とすること、第
３には、へ！地金中から不可避的に混入するＳｉについ
ても、Ａ１に対する＠溶量が大きいところから積極的に
Ｓｉ析出処理を行なうことによって固溶Ｓｉ量を最小限
にすること、以上の３条件を組合せることによって圧延
性の優れる箔地が得られることを見出した。そして特に
第３の条件、ずなわちＳｉの析出処理については、Ｓｌ
の析出−がその析出処理前の冷間加工率に大きく依存し
、冷間加工率が大きくなればＳｉ析出量が多くなってし
かも析出が最大となる温度も低温側へ移行すること、そ
して２０％以上の加工率の冷間加工を施してから１５０
〜３００℃の範囲内の温度に加熱することが８１の析出
に有利となることを見出した。したがって本願の第１発
明は、アルミニウム箔地の素材成分条件、特に不純物成
分量を規制するとともに、冷間圧延加工率と、Ｆｅ　、
Ｓｉの各析出処理条件を規定して、固ＩＦｅ　ｍ、固溶
Ｓ１量を最小限とし、これによって圧延硬化の少ない圧
延性の優れたアルミニウム箔地を得る方法を提供する。

また本発明者等は種々検討を重ねた結果、冷間圧延前の
素材、すなわち熱間圧延後の板材あるいは直接溶製圧延
（いわゆる連続鋳造圧延）により得られた板材中の晶出
物の最長辺長さが６１Ｊ１１以下のものが全晶物数の９
５％以上を占めるように晶出物サイズを微細とすること
によって、５．５−以下の極薄肉の箔圧延においてもピ
ンホールの発生をより少なくし得ることを見出した。し
たがって本願の第２発明は、第１発明の場合と同様に素
材成分条件特に不純物元素量を規制するとともに冷間圧
延の加工率とＦｅ　、Ｓｉの析出処理条件を規定し、併
せて冷間圧延前の板材中における晶出物サイズを規制し
たものである。

具体的には、本願の第１発明のアルミニウム箔地製造方
法は、重量比でＦｅ０．１〜１．３％、Ｔ１０．００３
〜０．１％を含有し、かつ不純物としてのＳｉを０．３
％以下、Ｃｕを０．０１％以下、Ｍｎをｏ、ｏｉ％以下
、Ｍｇを０．００８％以下にそれぞれ規制し、残部がＡ
ｌおよびその他の不可避的不純物よりなる成分組成の冷
間圧延前の板材に対して、加工率１０％以上の第１次冷
間圧延を施した後、３００〜４００℃の範囲内の温度に
加熱するＦｅ析出処理を行ない、次いで加工率２０％以
上の第２次冷間圧延を施した優、１５０〜３００℃の範
囲内の温度でＳ１析出処理を施すことを特徴とするもの
である。

また！２発明のアルミニウム箔地製造方法は、第１発明
と同様な成分組成を有ししかも最長辺長ざが６３３以下
の微小な晶出物が全品出物数の９５　　　　゛％以上を
占める冷間圧延前の板材を用い、その板材に対して第１
発明の場合と同様な条件で第１次冷間圧延−１”ｅ析出
処理−第２次冷間圧延−Ｓｉ析出処理を施すものである
。

なお第１発明の方法もしくは第２発明の方法で得られた
箔地は、いずれもその後に常法にしたがって箔圧延およ
び箔焼鈍を行ない、例えば７ＪＪＩｌあるいは５．５Ｊ
Ｊ１ｍもしくはそれ以下の厚みの箔とするのが通常であ
る。

発明の詳細な説明 先ず本願各発明における素材成分の限定理由について説
明する。

Ｆｅ： １”ｅは箔の再結晶粒の微細化および強度の向上に有効
な元素であり、この発明でも必須の成分であるが、０．
１％未満の含有量ではそれらの効果が充分に得られず、
一方１．３％を越えて含有させれば耐食性が低下する。

したがってＦｅの含有量は０．１〜１．３％の範囲内と
した。

Ｔｉ　： Ｔｉは結晶粒を微細化して圧延性を向上させる元素であ
り、この発明でも必須の元素であるが、その含有量が０
．００３％未満では上記効果が得られず、一方０．１％
を越えて添加すれば粗大な化合物を形成して圧延性をか
えって害することとなるから、Ｔｉ含有量は０．００３
〜０．１％の範囲内とした。

なおＴ：と併せてＢを添加することによりＴ１の結晶粒
微細化効果は一層増大するから、Ｂを５０９９１以下の
範囲内でＴｉと複合添加しても良い。

Ｂが５０ｐｐ−を越えればＴ１８２の粗大金属間化合物
が晶出し、圧延性を害する。

Ｓｉ　： ＳｉはＡｌ地金から不可避的に混入してくる不純物元素
である。Ａｌに対するＳｌの固溶度は著しく大きいから
、不純物として混入するＳｉは通常はその全量が固溶Ｓ
１となり、圧延硬化を引起す原因となる。そのためこの
発明ではＳ１析出処理を行なうのであるが、Ｓｉ含有量
が０．３％を越えれば固溶Ｓ１を完全に析出させること
が困難となり、したがって固溶Ｓ１により圧延性の低下
を招くから、５ｉ含有員は０．３％以下とする必要があ
る。

Ｃｕ、Ｍｇ　　、Ｍｎ： これらの元素はいずれも不純物元素としてＡ１マトリッ
クス中に固溶し、箔の圧延性を低下させる元素であり、
しかもいずれもＦｅ析出処理やＳ１析出処理その他の途
中工程での析出量は少ないから、箔圧延性の優れた箔地
を得るためにはそれらの含有量を極力少なくすることが
望ましく、その観点からＱｕ　、　Ｍｎについてはそれ
ぞれ０．０１％以下、ＭＯについては０．００８％以下
に規制することとした。

以上のような成分のほかはＡ１およびその他の不可避的
不純物とすれば良く、ここでその他の不可避的不純物（
■、Ｎｉ　、　Ｎａ等）は線層で０．０１％未満とする
ことが望ましい。

素材の成分組成は以上の通りであるが、特に第２発明の
場合には、冷間圧延前の板材の条件として、最長辺長さ
が６１Ｊ１１以下の晶出物が全品出物数の９５％以上を
占めることを必須とする。その理由は次の通りである。

すなわち、Ａ１−Ｆｅ系金属間化合物を主体とする晶出
物はＡ１マトリックスと比較して延性が格段に劣るから
、箔厚と同程度またはそれ以上の最長辺長さを有する晶
出物の位置では箔圧延時にピンホールが生じ易い。この
発明の場合、７ｙｓあるいは５．５ＪＪＩＩもしくはそ
れよりもさらに薄い極薄肉のアルミニウム箔を目的とす
るから、最長辺長さが６３Ｊｌを越えるような大きい晶
出物が金品出物数の５％以上を占める場合には、そのよ
うな極薄肉の箔に圧延する際にピンホール数が指数関数
的に増加し、圧延中に箔が破断し易くなり、また製品の
箔の耐透湿性が急激に低下する。したがって本願の第２
発明においては冷間圧延前の板材として前述のように晶
出物条件を定めた。

なおこのように微細な晶出物が全品出物中に占める割合
を大きくすることは、例えばアルミニウム合金溶湯を凝
固させる際における凝固速度を高める等の手段により達
成でき、そのためには−例として直接溶湯圧延法（連続
鋳造圧延法）などを好適に利用することができる。もち
ろん場合によっては通常の造塊鋳造−熱間圧延法、ある
いは連続鋳造（半連続鋳造）−熱間圧延法によって得る
ことも可能である。

本願各発明においては、冷間圧延前の板材、すなわち熱
間加工後の板材あるいは溶ｍ直接圧延法などによって得
られた板材に対し、先ず第１次冷間圧延を施した後、Ｆ
ｅ析出処理によって固溶１”ｅを析出させ、さらに第２
次冷間圧延を施した後、Ｓｉ析出処理によって固溶Ｓｉ
を析出させることが、その後の箔圧延において固溶Ｆｅ
、固溶Ｓｉによる硬化を防止して優れた圧延性を確保す
るために必要不可欠である。

前記第１次冷間圧延では、その圧延率が大きい程、素材
中の転移密度が高くなり、その後のＦｅ析出処理時にＦ
ｅが析出し易くなる。本発明者等の実験によれば、その
効果を得るためには第１次冷間圧延の圧延率を少なくと
も１０％以上とする必要があることが判明している。

第１次冷間圧延後の析出処理は３００〜４００℃の温度
において行なう必要がある。処理温度が３００℃未満で
は固溶Ｆｅが充分に析出されず、また４００℃を越える
温度ではＦｅの析出量が少なくなる。なおＦｅ析出処理
における３００〜４００℃の温度での保持時間は０．５
〜２４時間程度とすることが好ましい、０．５時間未満
の処理ＩＩ間ではＦｅの析出が充分ではなく、一方２４
時間を越える長時間の処理を行なってもそれ以上Ｆｅの
析出量は増大しない。

１”ｅ析出処理後の第２次冷間圧延においても、圧延率
を大きくする程、続＜８ｉ析出処理でのＳｉ析出量が増
大し、かつＳｉ析出速度が最大となる温度が低温側へ移
行することが本発明者等の実験により判明している。

すなわち本発明者等は第１表に示す組成の連続鋳造圧延
された６、３醜−厚の帯状板に対し種々の圧延率で冷間
圧延を施し、その後種々の温度に１０時間加熱保持して
Ｓ１析出処理を行なう実験を行ない、冷間圧延率および
Ｓｉ析出処理温度と析出Ｓｉ量との関係を調べたところ
、第１図に示す結果が得られた。第１図に示すように、
冷間圧延率が大きくなるほどＳｉ析出量が多くなり、ま
たＳｉの析出が最大となる温度が低温側へずれることが
明らかである。

第１表　：　試料−１の化学成分（ｗｔ％）上述のよう
なＳｉ析出処理におけるＳｉ析出罐を充分に確保するた
めには、その前の第２法令間圧延での圧延率を少なくと
も２０％以上とする必要がある。なおより充分にＳｉを
析出させるためには、第２次冷間圧延での圧延率を５０
％以上とすることが望ましい。

第２法論問圧延に引続いて行なうＳｉ析出処理における
処理温度が１５０℃未満では固溶Ｓ１が充分に析出され
ず、また３００℃を越える温度でも第１図から明らかな
ようにＳｉ析出量が少なくなるから、Ｓｉ析出処理は１
５０〜３００℃の範囲内で行なう必要がある。なおこの
温Ｏｉ範囲内のうちでも特に１７０〜２７０℃の濃度範
囲内が好ましい。またＳｉ析出処理の処理時間は、０．
５時間未満ではＳ１析出が充分でなく、また２４１？ｌ
ｉ！を越えてもそれ以上Ｓ１析出量は増大しないから、
０゜５〜２４時間の範囲内が好ましい。

以上のようにして厚さ０．４〜１．０＊＋ｍ程度の箔地
が得られる。この箔地に対してはさらに常法にしたがっ
て箔圧延を施してｉ終厚０．ＯＳ〜０．００５ｍ５の箔
とし、その後さらに常法にしたがって箔焼鈍を施す。こ
の箔１１鈍は、箔表面に付着した圧延油を除去するため
、ならびに箔を軟化させて酒使用時のハンドリン、グ性
および成形性を向上させるために行なわれるものであり
、３００〜５００℃において１〜２時間程度の焼鈍を行
なえば良い。

実施例 ［実施例１コ 連続鋳造圧延により得られた第２表に示す成分組成の７
．５−１厚の帯状材に対し、第１次冷間圧延を施して５
．０ｍ膳厚とし、次いで３５０℃×１０時間のＦｅ析出
処理を行ない、ざらに２．Ｏｍｇ＋厚まで第２法令間圧
延を行なった後、２３０℃×１０時閏のＳｉ析出処理を
行なった。その後箔圧延を行なってその箔圧延中途にお
ける硬化の程度を調べた。比較のため、同じ成分組成の
試料についてＦｅ析出処理および／またはＳｉ析出処理
を行なわなかった場合についても同様に上記第１次、第
２次冷間圧延に対応する圧延を行ない、その後の箔圧延
での硬化の程度を調べた。

第３表にＦｅ　、　Ｓｉ析出処理工程条件を示し、また
第２図に箔圧延における硬化の程度の調査結果を示す。

第２表 ＝ターヨーヨ 第３表　析出処理工程 第２図に示すように、Ｆｅ析出処理およびＳ１析出処理
の両者を行なった場合（魔５）には箔圧延における硬化
の程度が最も少なく、箔圧延性に優れていることが明ら
かである。

［実施例２］ 第４表の試料尚６およびＮａ８に示す組成の溶湯を脱ガ
ス処理後、鋳造して鋳塊とし、その鋳塊を面倒して５５
０１１■厚とし、５３０℃×１２時間の均熱処理を施し
た後、５．０ｍｍ厚まで熱間圧延した。

次いで０．９１厚まで第１次冷間圧延を行なった後、３
４０℃×４時間のＦｅ析出処理（箔地焼鈍）を行なった
。そしてＮａ６の板については、上述のＦｅ析出処理後
にさらに０．３１１１厚まで第２法令間圧延を施してか
ら、２６０℃×１０時間のＳｉ析出処理を施し、その後
１５ＩＪ１１まで箔圧、延し、さらに１５ＪＪｌから６
３Ｊｌまで重ね圧延により箔圧延を行ない、最終的に６
６２声厚の箔とした。またＮ１８の板については、前述
のＦｅ析出処１！後に、Ｓｉ析出処理を行なうことなく
１５ＪＪｌｍまで圧延し、さらに１５ｙａから６．５−
まで箔圧延し、最終的に６．６声厚の箔とした。一方第
４表の試料ＮＡ７の組成のｉｎを連続鋳造圧延して６．
３■■厚の板材とし、これを５ｍｇ＋厚まで第１次冷間
圧延し、次いで３５０’ｃｘｉｏ時間の）Ｆｅ析出処理
を行なった後、０．６Ｉ１ｍ厚まで第２次冷間圧延を行
ない、ざらに２３０℃×１０時間のＳｉ析出処理を行な
った。そして１５ＩＪｌまで箔圧延した後、１５声から
６．５１Ｊまで重ね圧延し、最終的に６．６声厚の箔と
した。

この寅厘例における冷間圧延前の各板について、画像分
析装置により晶出物サイズを測定し、最長辺長さが６３
Ｊ以下の晶出物が全品出物数に占める割合を調べた結果
を第５表に示す。

第５表 試料隠８の箔は素材中のＣｕ　、Ｍｎ含有量が高く、ま
た冷間圧延前の板材中において６−を越える晶出物が多
く、しかもＳｉ析出処理を行なわなかったものであり、
この場合には第５表に示すようにピンホール数が１００
〜５０００／ｒｎ”と多いことが判明した。一方試料Ｎ
ａｐ、Ｎａ７の本発明例ではいずれもピンホール数が８
０個／ｌｎ’未満と少ないことが判る。

発明の効果 以上の説明で明らかなように第１発明の方法によれば、
圧延硬化元素であるＣＬＩ　、　Ｍｎ　、　ＭＩＪの素
材中含有圏の規制と、Ｆｅ析出処理およびＳｉ析出処理
の適切な条件（各析出処理前の冷間圧延ｍｌ工率条件お
よび析出処理温度条件）下での実施とによって、箔圧延
における硬化の程度の少ない】圧延性の優れた箔地を得
ることができ、その結果７　ｙａ、　　５．５ｙａある
いはそれ以下の極薄肉の箔を１造するにあたっても、箔
圧延時においてピンホールの発生が少なく、そのため圧
延張力によって破断するおそれが少ないとともに、耐透
湿性の優れた箔を得ることができる。

また特に第２発明の製造方法においては、第１発明の条
件に併せて、冷間圧延前の板材中の晶出物サイズ条件を
規制したため、粗大晶出物に起因する箔圧延中における
ピンホールの発生をも少なくすることができ、その結果
ピンホールの発生をより一層少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＳｉ析出処理前の冷間圧延率とＳｉ析出処理温
度が、Ｓｉ析出処理によるＳ１析出鐘に及ぼす影響を示
すグラフ、第２図は実施Ｖ１４１における各試料凧２〜
５の箔圧延時における箔の硬化の程度をあられすための
図で、箔圧延時の中途における箔厚と引張強さとの関係
を各試料岡２〜５について示すグラフである。 出願人　　スカイアルミニウム株式会社代理人　　弁理
士　葭　１）武　久 （ほか１名） 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量比でＦｅ０．１〜１．３％、Ｔ：０．００３
   〜０．１％を含有し、かつ不純物としてのＳｉを０．３
   ％以下、Ｃｕを０．０１％以下、Ｍｎを０．０１％以下
   、Ｍｇを０．００８％以下にそれぞれ規制し、残部がＡ
   ｌおよびその他の不可避的不純物よりなる成分組成の冷
   間圧延前の板材に対して、加工率１０％以上の第１次冷
   間圧延を施した後、３００〜４００℃の範囲内の温度に
   加熱するＦｅ析出処理を行ない、次いで加工率２０％以
   上の第２次冷間圧延を施した後、１５０〜３００℃の範
   囲内の温度でＳｉ析出処理を行なうことを特徴とするア
   ルミニウム箔地の製造方法。
2. （２）重量比でＦｅ０．１〜１．３％、Ｔｉ０．００３
   〜０．１％を含有し、かつ不純物としてのＳｉを０．３
   ％以下、Ｃｕを０．０１％以下、Ｍｎを０．０１％以下
   、Ｍｇを０．００８％以下にそれぞれ規制し、残部がＡ
   ｌおよびその他の不可避的不純物よりなり、しかも最長
   辺長さが６μｍ以下の晶出物が全晶物数の９５％以上を
   占める冷間圧延前の板材を用い、その板材に対して加工
   率１０％以上の第１次冷間圧延を施した後、３００〜４
   ００℃の範囲内の温度に加熱するＦｅ析出処理を行ない
   、次いで加工率２０％以上の第２次冷間圧延を施した後
   、１５０〜３００℃の範囲内の温度でＳｉ析出処理を行
   なうことを特徴とするアルミニウム箔地の製造方法。