铝合金和铝合金挤压材料的制造方法

铝合金和铝合金挤压材料的制造方法
【专利摘要】一种铝合金，具有下述组成：含有Si：0.03～0.6质量%、Fe：0.1～0.7质量%、Cu：0.05～0.20质量%、Mn：1.0～1.5质量%、Mg：0.01～0.1质量%、Zn：0～0.1质量%、Ti：0～0.1质量%，其余量包含Al和不可避免的杂质。
【专利说明】f吕合金和绍合金挤压材料的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金、铝合金挤压材料的制造方法、感光鼓基体的制造方法、铝合金挤压材料和感光鼓基体。
【背景技术】
[0002]复印机、激光打印机、传真装置等电子照相装置的感光鼓基体，在其外表面上OPC层等感光层以其厚度均匀的方式薄薄地涂布。
[0003]该基体所使用的铝合金管的外表面为了可以涂布厚度均匀的感光层，要求具有高的表面平滑性。
[0004]以往是通过对铝合金管的外表面进行切削加工得到高的表面平滑性，但在此方法中，切削刀具的调整、管理并不容易，而且需要对切削作业熟练，因此存在不适用于大量生产的难点。再者，这样对该外表面进行切削加工得到的管被称为“切削管”。
[0005]因此近年，对铝合金挤压管进行拉拔加工得到的拉拔管、对铝合金管进行减薄拉深(ironing)加工得到的减薄拉深管等无切削管逐渐被使用。
[0006]在这样的无切削管中，其外表面的表面品质不仅被作为最终加工的拉拔加工和减薄拉深加工的加工精度，也被挤压管的外表面的表面品质大大影响。因此，为了切实地使无切削管的外表面成为高平滑面，需要使挤压管的外表面的表面品质提高。
[0007]作为使挤压管的外表面的表面品质提高的技术，如日本特开平7-284840号公报(专利文献I)所记载的那样，使用轴承部由Co含量低于16%的WC-Co系超硬合金形成的挤压模具挤压对铝制坯材(billet)进行挤压加工，如日本特开2004-358555号公报(专利文献2)所记载的那样，对外周面的凝固壳层的厚度的最大值为13_以下的铝制坯材进行挤压加工是公知的。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献1:日本特开平7-284840号公报
[0010]专利文献2:日本特开2004-358555号公报

【发明内容】

[0011]但是，上述的现有技术中，将挤压管的外表面充分地形成为高平滑面是困难的。
[0012]本发明是鉴于上述技术背景而完成的，其目的是提供可以形成高平滑的表面的铝合金、采用该铝合金的铝合金挤压材料的制造方法、采用该挤压材料的感光鼓基体的制造方法、铝合金挤压材料和感光鼓基体。
[0013]本发明的其他目的和优点，从以下的优选实施方式可明确。
[0014]本发明提供以下的手段。
`[0015][I] 一种铝合金，其特征在于，具有下述组成:含有S1:0.03?0.6质量％、Fe:0.1 ?0.7 质量 ％、Cu:0.05 ?0.20 质量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 质量 ％、Mg:0.01 ?0.1 质量 ％、Zn:0?0.1质量％、T1:0?0.1质量％，其余量包含Al和不可避免的杂质。[0016][2] 一种铝合金挤压材料的制造方法，其特征在于，对具有前项I中记载的组成的铝合金制坯材进行挤压加工。
[0017][3]根据前项2所述的铝合金挤压材料的制造方法，所述挤压材料是感光鼓基体用铝合金挤压管。
[0018][4] 一种感光鼓基体的制造方法，其特征在于，对采用前项3所述的铝合金挤压材料的制造方法得到的感光鼓基体用铝合金挤压管进行拉拔加工。
[0019][5] 一种感光鼓基体的制造方法，其特征在于，对采用前项3所述的铝合金挤压材料的制造方法得到的感光鼓基体用铝合金挤压管进行减薄拉深。
[0020][6] 一种铝合金挤压材料，其特征在于，具有下述组成:含有S1:0.03?0.6质量 ％、Fe:0.1 ?0.7 质量 ％、Cu:0.05 ?0.20 质量 ％、Mn:1.0 ?1.5 质量 ％、Mg:0.01 ?0.1质量％、Zn:0?0.1质量％、T1:0?0.1质量％，其余包含Al和不可避免的杂质。
[0021][7]根据前项6所述的铝合金挤压材料，挤压材料是感光鼓基体用铝合金挤压管。
[0022][8] 一种感光鼓基体，其特征在于，具有下述组成:含有Si:0.03?0.6质量％、Fe:0.1 ?0.7 质量 ％、Cu:0.05 ?0.20 质量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 质量 ％、Mg:0.01 ?0.1 质量 ％、Zn:0?0.1质量％、T1:0?0.1质量％，其余包含Al和不可避免的杂质。
[0023]本发明发挥以下效果。
[0024]前项[I]的发明中，通过构成铝合金的组成的各元素的含量被设定在规定的范围内，例如，在对该铝合金制坯材进行挤压加工时，能够将得到的挤压材料的表面形成为高平滑面。特别是，通过该铝合金中Mg含量被设定在0.01?0.1质量％的范围，能够将挤压材料的表面切实地形成为高平滑面。即，通过Mg含量为0.01质量％以上，在挤压模具的轴承部形成的模痕起点部在 挤压加工时被Mg薄膜覆盖。其结果，可防止在挤压材料的表面形成模痕。另外，通过Mg含量为0.1质量％以下，可防止挤压加工时在铝合金中形成粗大结晶物。因此，通过将Mg含量设定在0.01?0.1质量％的范围内，可以将挤压材料的表面切实地形成为高平滑面。
[0025]前项[2]的发明中，通过对具有前项[I]记载的组成的铝合金制坯材进行挤压加工，可以将挤压材料的表面切实地形成为高平滑面。
[0026]前项[3]的发明中，作为挤压材料，可以将感光鼓基体用铝合金挤压管的外表面切实地形成为高平滑面。
[0027]前项[4]和[5]的发明中，可以得到具有高平滑的外表面的感光鼓基体。
[0028]前项[6]的发明中，可以提供具有高平滑的外表面的铝合金挤压材料。
[0029]前项[7]的发明中，作为挤压材料，可以提供具有高平滑的外表面的感光鼓基体用铝合金挤压管。
[0030]前项[8]的发明中，可以提供具有高平滑的外表面的感光鼓基体。
【专利附图】

【附图说明】
[0031]图1是在挤压加工中途的状态下表示本发明的一实施方式涉及的铝合金挤压材料的制造方法所用的挤压加工装置的概略截面图。
[0032]图2是在拉拔加工中途的状态下表示用于对作为铝合金挤压材料的铝合金挤压管进行拉拔加工的拉拔加工装置的概略截面图。【具体实施方式】
[0033]接着，参照附图在以下对于本发明的一实施方式进行说明。
[0034]本发明的一实施方式涉及的铝合金具有下述组成:含有S1:0.03?0.6质量％、Fe:0.1 ?0.7 质量 ％、Cu:0.05 ?0.20 质量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 质量 ％、Mg:0.01 ?0.1 质量％、Zn:0?0.1质量％、T1:0?0.1质量％，其余量包含Al和不可避免的杂质。该铝合金具有基本上与JIS (日本工业标准)所规定的铝合金编号A3003接近的组成，并且含有0.01?0.1质量％的Mg作为必要含有元素。
[0035]本实施方式中，该铝合金是特别适合作为挤压加工用材料使用的铝合金。详细地讲，通过对该铝合金制的坯材进行挤压加工，可特别合适地制造铝合金挤压材料。该挤压材料是感光鼓基体所用的截面圆形的铝合金挤压管(挤压管坯)。并且，该挤压管通过拉拔加工或减薄拉深，制造作为无切削管的拉拔管或减薄拉深管，接着，通过对拉拔管或减薄拉深管实施规定的加工，制造感光鼓基体。
[0036]如图1所示，用于对铝合金制坯材I进行挤压加工的挤压加工装置10没有特别限定，是公知的装置。即，该挤压加工装置10具备容器(container) 11、挤压模具12、挤压杆(stem) 17等。挤压模具12，例如是包含阳模13和阴模14的组合的分流组合模，具有在相互相对配置的阳模轴承部13a和阴模轴承部14a之间形成的截面圆环状的成形间隙15。阳模轴承部13a和阴模轴承部14a分别将挤压管2的内表面和外表面成形。
[0037]使用该挤压加工装置10对铝合金制坯材I进行挤压加工的方法没有特别限定，可依据公知的方法进行挤压加工。即例如，通过由挤压杆17将填装到挤压加工装置10的容器11内的加热状态的铝合金制坯材沿挤压方向E加压，使坯材I的材料通过挤压模具12的成形间隙15内。由此，得到截面圆形的铝合金挤压管2。挤压管2的外径例如是20?50mm,挤压管2的壁厚例如是1.0?2.0mm。另外，该挤压加工时适用的特别优选的挤压加工条件是坯材温度:400?550°C，挤压速度:15?60m/分钟。
[0038]如图2所示，用于对该挤压管2进行拉拔加工的拉拔加工装置20没有特别限定，是公知的装置。即，该拉拔加工装置20具有拉拔模具21和牵引部23等。拉拔模具21具有对挤压管2进行缩径加工的模具孔22。牵引部23具有卡盘部23a。
[0039]使用该拉拔加工装置20对挤压管2进行拉拔加工的方法没有特别限定，可依据公知的方法在冷态或热态下进行拉拔加工。即例如，将在拉拔加工装置20的拉拔模具21的模具孔22中通过的挤压管2的前端部用牵引部23的卡盘部23a卡住，接着通过牵引部23将挤压管2沿拉拔方向D牵引，由此将挤压管2从模具孔22拉拔。由此，得到作为无切削管的拉拔管3。拉拔管3的壁厚例如为0.5?1.5mm。另外，在该拉拔加工时适用的特别优选的拉拔加工条件是拉拔速度:10?70m/分钟，挤压管2的外径的缩径率:20?50%。再者，该拉拔加工中，也可以采用在挤压管2的中空部内配置对挤压管2的内表面进行加工的拉拔插件(未图示)进行拉拔加工。
[0040]接着，将该拉拔管3切断为感光鼓基体的长度，对其端部进行倒角加工，并进行洗涤，进而进行尺寸和外观的检查，由此得到期望的感光鼓基体。
[0041]另外，通过对挤压管2进行减薄拉深来得到减薄拉深管的情况下，虽未图示，但采用公知的减薄拉深装置在通常的加工条件下对挤压管进行减薄拉深。由此，得到减薄拉深管。
[0042]接着，该减薄拉深管切断为感光鼓基体的长度，对其端部进行倒角加工，并进行洗涤，进而进行尺寸和外观的检查，由此得到期望的感光鼓基体。
[0043]再者，在图1和2中，坯材1、挤压管2和拉拔管3为了与其他的部件容易区别，用点状阴影图示。
[0044]接着，对于构成本实施方式的铝合金的组成的各元素的作用，在以下进行说明。
[0045]〈Si (硅)>
[0046]Si使铸造性良好，进而有助于强度的提高。通过Si含量为0.03质量％以上，切实地发挥这样的作用。另一方面，Si含量超过0.6质量％时，在铝合金中形成粗大结晶物，挤压管的外表面的表面粗糙度变差。因此，希望Si含量设定在0.03?0.6质量％的范围内。Si含量特别优选的范围是0.03?0.3质量％。
[0047]〈Fe (铁)>
[0048]Fe使晶粒微细化，进而有助于强度的提高。通过Fe含量为0.1质量％以上，切实地发挥这样的作用。另一方面，Fe含量超过0.7质量％时，铝合金中形成粗大结晶物，挤压管的外表面的表面粗糙度变差。因此，希望Fe含量设定在0.1?0.7质量％的范围内。Fe含量特别优选的范围是0.1?0.5质量％。
[0049]〈Cu (铜)>
[0050]Cu通过固溶强化作用有助于强度的提高。通过Cu含量为0.05质量％以上，切实地发挥这样的作用。另一方面，Cu含量超过0.20质量％时，耐蚀性降低。因此，希望Cu含量设定在0.05?0.20质量％的范围`内。Cu含量特别优选的范围是0.1?0.20质量％。
[0051]〈Mn (锰)>
[0052]Mn通过与在铝合金中含有的Fe等形成微细的金属间化合物来提高再结晶温度，进而有助于强度的提高。通过Mn含量为1.0质量％以上，切实地发挥这样的作用。另一方面，Mn含量超过1.5质量％时，有耐蚀性降低的可能。因此，希望Mn含量设定在1.0?1.5质量％的范围内。Mn含量特别优选的范围是1.0?1.3质量％。
[0053]〈Mg (镁)>
[0054]Mg在挤压加工时，在挤压模具12的轴承部13a、14a上形成Mg薄膜，用该Mg薄膜覆盖在轴承部13a、14a上形成的模痕起点部，由此有助于防止在挤压管2的外表面形成模痕。通过Mg含量为0.01质量％以上，切实地发挥这样的作用。另一方面，Mg含量超过0.1质量％时，铝合金中形成粗大结晶物，挤压管2的外表面的表面粗糙度变差。因此，希望Mg含量设定在0.01?0.1质量％的范围内。Mg含量特别优选的范围的上限是0.05质量％。
[0055]再者，在本说明书中所谓“模痕起点部”，是成为使挤压管2的表面(外表面和内表面)产生模痕的原因的部分，其在挤压模具12的轴承部13a、14a上形成，具体而言通常是由在轴承部13a、14a上产生的缺陷或在轴承部上附着的附着物构成的。
[0056]〈Zn (锌)>
[0057]Zn是根据需要含有的可选的含有元素，有助于些许的强度的提高。Zn含量超过0.1质量％时,有耐蚀性降低的可能。因此，希望Zn含量为O?0.1质量％的范围内。Zn含量特别优选的范围是O?0.05质量％。
[0058]〈Ti (钛)>[0059]Ti是根据需要含有的可选的含有元素，使坯材I的晶粒微细化，有助于防止在铸造时的铸块裂纹。Ti含量超过0.1质量％时，有挤压加工性降低，并且，生成对成形性带来恶劣影响的巨大金属间化合物的可能。因此，希望Ti含量设定在O?0.1质量％的范围内。Ti含量特别优选的范围是0.01?0.05质量％。
[0060]此外，本实施方式的铝合金，作为根据需要含有的可选的含有元素含有Cr，并且希望该Cr含量设定在O?0.05质量％的范围内。其理由如下。
[0061]Cr对晶粒的微细化有效果，但Cr含量超过0.05质量％时，有生成对成形性带来恶劣影响的巨大金属间化合物的可能。因此，希望Cr含量为O?0.05质量％的范围内。Cr含量特别优选的范围的上限是0.03质量％。
[0062]本实施方式的铝合金，通过构成其组成的各元素的含量设定在规定的范围内，对该铝合金制坯材I进行挤压加工时，能够将挤压管2的外表面形成为高平滑面。特别地，通过该铝合金中Mg含量设定在0.01?0.1质量％的范围，能够将挤压管2的外表面切实地形成为高平滑面。即，通过Mg含量为0.01质量％以上，在挤压模具12的轴承部13a、14a形成的模痕起点部，在挤压加工时被Mg薄膜覆盖。其结果，可防止在挤压管2的外表面上形成模痕。另外,通过Mg含量为0.1质量％以下，可防止挤压加工时铝合金中形成粗大结晶物。因此，通过将Mg含量设定在0.01?0.1质量％的范围内，能够将挤压管2的外表面切实地形成为高平滑面。
[0063]并且，通过对该挤压管2进行拉拔加工或减薄拉深，能够将拉拔管3或减薄拉深管的外表面切实地形成为高平滑面。因此，通过由该拉拔管3或减薄拉深管制造感光鼓基体，可以得到具有高平滑的外表面的感光鼓基体。
[0064]以上对于本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内可以进行各种变更。
[0065]另外，本发明中，对铝合金制坯材进行挤压加工得到的挤压材料特别优选用于感光鼓基体，但不排除用 于其他的用途。另外，挤压材料可以是如上述实施方式表示的管(即中空材料)，也可以是实心的挤压材料。
[0066]实施例
[0067]接着，将本发明的具体实施例在以下表示。但本发明不限定于这些实施例。
[0068]
【权利要求】
1.一种铝合金，其特征在于，具有下述组成:含有S1:0.03?0.6质量％、Fe:0.1?0.7质量 ％、Cu:0.05 ?0.20 质量 ％、Mn:L O ?L 5 质量 ％、Mg:0.01 ?(λ I 质量 ％、Zn:0 ?0.1质量％、T1:0?0.1质量％，其余量包含Al和不可避免的杂质。
2.—种铝合金挤压材料的制造方法，其特征在于，对具有权利要求1中记载的组成的铝合金制坯材进行挤压加工。
3.根据权利要求2所述的铝合金挤压材料的制造方法，所述挤压材料是感光鼓基体用铝合金挤压管。
4.一种感光鼓基体的制造方法，其特征在于，对采用权利要求3所述的铝合金挤压材料的制造方法得到的感光鼓基体用铝合金挤压管进行拉拔加工。
5.一种感光鼓基体的制造方法，其特征在于，对采用权利要求3所述的铝合金挤压材料的制造方法得到的感光鼓基体用铝合金挤压管进行减薄拉深。
6.一种铝合金挤压材料，其特征在于，具有下述组成:含有S1:0.03?0.6质量％、Fe:0.1 ?0.7 质量 ％、Cu:0.05 ?0.20 质量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 质量 ％、Mg:0.01 ?0.1 质量 ％、Zn:0?0.1质量％、T1:0?0.1质量％，其余量包含Al和不可避免的杂质。
7.根据权利要求6所述的铝合金挤压材料，挤压材料是感光鼓基体用铝合金挤压管。
8.一种感光鼓基体，其特征在于，具有下述组成:含有S1:0.03?`0.6质量％、Fe:`0.1 ?0.7 质量 ％、Cu:0.05 ?0.20 质量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 质量 ％、Mg:0.01 ?0.1 质量 ％、Zn:0?0.1质量％、T1:0?0`.1质量％，其余量包含Al和不可避免的杂质。
【文档编号】C22C21/00GK103443313SQ201280011479
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2011年7月1日
【发明者】大桥嘉公, 久幸晃二, 加藤良知, 酒寄和纪, 木村亮太, 青谷繁 申请人:昭和电工株式会社