鋁合金和鋁合金擠壓材料的制造方法
【專利摘要】一種鋁合金，具有下述組成：含有Si：0.03～0.6質(zhì)量%、Fe：0.1～0.7質(zhì)量%、Cu：0.05～0.20質(zhì)量%、Mn：1.0～1.5質(zhì)量%、Mg：0.01～0.1質(zhì)量%、Zn：0～0.1質(zhì)量%、Ti：0～0.1質(zhì)量%，其余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。
【專利說明】f呂合金和紹合金擠壓材料的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金、鋁合金擠壓材料的制造方法、感光鼓基體的制造方法、鋁合金擠壓材料和感光鼓基體。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)、傳真裝置等電子照相裝置的感光鼓基體，在其外表面上OPC層等感光層以其厚度均勻的方式薄薄地涂布。
[0003]該基體所使用的鋁合金管的外表面為了可以涂布厚度均勻的感光層，要求具有高的表面平滑性。
[0004]以往是通過對鋁合金管的外表面進(jìn)行切削加工得到高的表面平滑性，但在此方法中，切削刀具的調(diào)整、管理并不容易，而且需要對切削作業(yè)熟練，因此存在不適用于大量生產(chǎn)的難點(diǎn)。再者，這樣對該外表面進(jìn)行切削加工得到的管被稱為“切削管”。
[0005]因此近年，對鋁合金擠壓管進(jìn)行拉拔加工得到的拉拔管、對鋁合金管進(jìn)行減薄拉深(ironing)加工得到的減薄拉深管等無切削管逐漸被使用。
[0006]在這樣的無切削管中，其外表面的表面品質(zhì)不僅被作為最終加工的拉拔加工和減薄拉深加工的加工精度，也被擠壓管的外表面的表面品質(zhì)大大影響。因此，為了切實(shí)地使無切削管的外表面成為高平滑面，需要使擠壓管的外表面的表面品質(zhì)提高。
[0007]作為使擠壓管的外表面的表面品質(zhì)提高的技術(shù)，如日本特開平7-284840號公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)所記載的那樣，使用軸承部由Co含量低于16%的WC-Co系超硬合金形成的擠壓模具擠壓對鋁制坯材(billet)進(jìn)行擠壓加工，如日本特開2004-358555號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)所記載的那樣，對外周面的凝固殼層的厚度的最大值為13_以下的鋁制坯材進(jìn)行擠壓加工是公知的。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開平7-284840號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-358555號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]但是，上述的現(xiàn)有技術(shù)中，將擠壓管的外表面充分地形成為高平滑面是困難的。
[0012]本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)背景而完成的，其目的是提供可以形成高平滑的表面的鋁合金、采用該鋁合金的鋁合金擠壓材料的制造方法、采用該擠壓材料的感光鼓基體的制造方法、鋁合金擠壓材料和感光鼓基體。
[0013]本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，從以下的優(yōu)選實(shí)施方式可明確。
[0014]本發(fā)明提供以下的手段。
`[0015][I] 一種鋁合金，其特征在于，具有下述組成:含有S1:0.03?0.6質(zhì)量％、Fe:0.1 ?0.7 質(zhì)量 ％、Cu:0.05 ?0.20 質(zhì)量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 質(zhì)量 ％、Mg:0.01 ?0.1 質(zhì)量 ％、Zn:0?0.1質(zhì)量％、T1:0?0.1質(zhì)量％，其余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。[0016][2] 一種鋁合金擠壓材料的制造方法，其特征在于，對具有前項(xiàng)I中記載的組成的鋁合金制坯材進(jìn)行擠壓加工。
[0017][3]根據(jù)前項(xiàng)2所述的鋁合金擠壓材料的制造方法，所述擠壓材料是感光鼓基體用鋁合金擠壓管。
[0018][4] 一種感光鼓基體的制造方法，其特征在于，對采用前項(xiàng)3所述的鋁合金擠壓材料的制造方法得到的感光鼓基體用鋁合金擠壓管進(jìn)行拉拔加工。
[0019][5] 一種感光鼓基體的制造方法，其特征在于，對采用前項(xiàng)3所述的鋁合金擠壓材料的制造方法得到的感光鼓基體用鋁合金擠壓管進(jìn)行減薄拉深。
[0020][6] 一種鋁合金擠壓材料，其特征在于，具有下述組成:含有S1:0.03?0.6質(zhì)量 ％、Fe:0.1 ?0.7 質(zhì)量 ％、Cu:0.05 ?0.20 質(zhì)量 ％、Mn:1.0 ?1.5 質(zhì)量 ％、Mg:0.01 ?0.1質(zhì)量％、Zn:0?0.1質(zhì)量％、T1:0?0.1質(zhì)量％，其余包含Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0021][7]根據(jù)前項(xiàng)6所述的鋁合金擠壓材料，擠壓材料是感光鼓基體用鋁合金擠壓管。
[0022][8] 一種感光鼓基體，其特征在于，具有下述組成:含有Si:0.03?0.6質(zhì)量％、Fe:0.1 ?0.7 質(zhì)量 ％、Cu:0.05 ?0.20 質(zhì)量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 質(zhì)量 ％、Mg:0.01 ?0.1 質(zhì)量 ％、Zn:0?0.1質(zhì)量％、T1:0?0.1質(zhì)量％，其余包含Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0023]本發(fā)明發(fā)揮以下效果。
[0024]前項(xiàng)[I]的發(fā)明中，通過構(gòu)成鋁合金的組成的各元素的含量被設(shè)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，例如，在對該鋁合金制坯材進(jìn)行擠壓加工時(shí)，能夠?qū)⒌玫降臄D壓材料的表面形成為高平滑面。特別是，通過該鋁合金中Mg含量被設(shè)定在0.01?0.1質(zhì)量％的范圍，能夠?qū)D壓材料的表面切實(shí)地形成為高平滑面。即，通過Mg含量為0.01質(zhì)量％以上，在擠壓模具的軸承部形成的模痕起點(diǎn)部在 擠壓加工時(shí)被Mg薄膜覆蓋。其結(jié)果，可防止在擠壓材料的表面形成模痕。另外，通過Mg含量為0.1質(zhì)量％以下，可防止擠壓加工時(shí)在鋁合金中形成粗大結(jié)晶物。因此，通過將Mg含量設(shè)定在0.01?0.1質(zhì)量％的范圍內(nèi)，可以將擠壓材料的表面切實(shí)地形成為高平滑面。
[0025]前項(xiàng)[2]的發(fā)明中，通過對具有前項(xiàng)[I]記載的組成的鋁合金制坯材進(jìn)行擠壓加工，可以將擠壓材料的表面切實(shí)地形成為高平滑面。
[0026]前項(xiàng)[3]的發(fā)明中，作為擠壓材料，可以將感光鼓基體用鋁合金擠壓管的外表面切實(shí)地形成為高平滑面。
[0027]前項(xiàng)[4]和[5]的發(fā)明中，可以得到具有高平滑的外表面的感光鼓基體。
[0028]前項(xiàng)[6]的發(fā)明中，可以提供具有高平滑的外表面的鋁合金擠壓材料。
[0029]前項(xiàng)[7]的發(fā)明中，作為擠壓材料，可以提供具有高平滑的外表面的感光鼓基體用鋁合金擠壓管。
[0030]前項(xiàng)[8]的發(fā)明中，可以提供具有高平滑的外表面的感光鼓基體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是在擠壓加工中途的狀態(tài)下表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的鋁合金擠壓材料的制造方法所用的擠壓加工裝置的概略截面圖。
[0032]圖2是在拉拔加工中途的狀態(tài)下表示用于對作為鋁合金擠壓材料的鋁合金擠壓管進(jìn)行拉拔加工的拉拔加工裝置的概略截面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0033]接著，參照附圖在以下對于本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0034]本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的鋁合金具有下述組成:含有S1:0.03?0.6質(zhì)量％、Fe:0.1 ?0.7 質(zhì)量 ％、Cu:0.05 ?0.20 質(zhì)量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 質(zhì)量 ％、Mg:0.01 ?0.1 質(zhì)量％、Zn:0?0.1質(zhì)量％、T1:0?0.1質(zhì)量％，其余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。該鋁合金具有基本上與JIS (日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))所規(guī)定的鋁合金編號A3003接近的組成，并且含有0.01?0.1質(zhì)量％的Mg作為必要含有元素。
[0035]本實(shí)施方式中，該鋁合金是特別適合作為擠壓加工用材料使用的鋁合金。詳細(xì)地講，通過對該鋁合金制的坯材進(jìn)行擠壓加工，可特別合適地制造鋁合金擠壓材料。該擠壓材料是感光鼓基體所用的截面圓形的鋁合金擠壓管(擠壓管坯)。并且，該擠壓管通過拉拔加工或減薄拉深，制造作為無切削管的拉拔管或減薄拉深管，接著，通過對拉拔管或減薄拉深管實(shí)施規(guī)定的加工，制造感光鼓基體。
[0036]如圖1所示，用于對鋁合金制坯材I進(jìn)行擠壓加工的擠壓加工裝置10沒有特別限定，是公知的裝置。即，該擠壓加工裝置10具備容器(container) 11、擠壓模具12、擠壓桿(stem) 17等。擠壓模具12，例如是包含陽模13和陰模14的組合的分流組合模，具有在相互相對配置的陽模軸承部13a和陰模軸承部14a之間形成的截面圓環(huán)狀的成形間隙15。陽模軸承部13a和陰模軸承部14a分別將擠壓管2的內(nèi)表面和外表面成形。
[0037]使用該擠壓加工裝置10對鋁合金制坯材I進(jìn)行擠壓加工的方法沒有特別限定，可依據(jù)公知的方法進(jìn)行擠壓加工。即例如，通過由擠壓桿17將填裝到擠壓加工裝置10的容器11內(nèi)的加熱狀態(tài)的鋁合金制坯材沿?cái)D壓方向E加壓，使坯材I的材料通過擠壓模具12的成形間隙15內(nèi)。由此，得到截面圓形的鋁合金擠壓管2。擠壓管2的外徑例如是20?50mm,擠壓管2的壁厚例如是1.0?2.0mm。另外，該擠壓加工時(shí)適用的特別優(yōu)選的擠壓加工條件是坯材溫度:400?550°C，擠壓速度:15?60m/分鐘。
[0038]如圖2所示，用于對該擠壓管2進(jìn)行拉拔加工的拉拔加工裝置20沒有特別限定，是公知的裝置。即，該拉拔加工裝置20具有拉拔模具21和牽引部23等。拉拔模具21具有對擠壓管2進(jìn)行縮徑加工的模具孔22。牽引部23具有卡盤部23a。
[0039]使用該拉拔加工裝置20對擠壓管2進(jìn)行拉拔加工的方法沒有特別限定，可依據(jù)公知的方法在冷態(tài)或熱態(tài)下進(jìn)行拉拔加工。即例如，將在拉拔加工裝置20的拉拔模具21的模具孔22中通過的擠壓管2的前端部用牽引部23的卡盤部23a卡住，接著通過牽引部23將擠壓管2沿拉拔方向D牽引，由此將擠壓管2從模具孔22拉拔。由此，得到作為無切削管的拉拔管3。拉拔管3的壁厚例如為0.5?1.5mm。另外，在該拉拔加工時(shí)適用的特別優(yōu)選的拉拔加工條件是拉拔速度:10?70m/分鐘，擠壓管2的外徑的縮徑率:20?50%。再者，該拉拔加工中，也可以采用在擠壓管2的中空部內(nèi)配置對擠壓管2的內(nèi)表面進(jìn)行加工的拉拔插件(未圖示)進(jìn)行拉拔加工。
[0040]接著，將該拉拔管3切斷為感光鼓基體的長度，對其端部進(jìn)行倒角加工，并進(jìn)行洗滌，進(jìn)而進(jìn)行尺寸和外觀的檢查，由此得到期望的感光鼓基體。
[0041]另外，通過對擠壓管2進(jìn)行減薄拉深來得到減薄拉深管的情況下，雖未圖示，但采用公知的減薄拉深裝置在通常的加工條件下對擠壓管進(jìn)行減薄拉深。由此，得到減薄拉深管。
[0042]接著，該減薄拉深管切斷為感光鼓基體的長度，對其端部進(jìn)行倒角加工，并進(jìn)行洗滌，進(jìn)而進(jìn)行尺寸和外觀的檢查，由此得到期望的感光鼓基體。
[0043]再者，在圖1和2中，坯材1、擠壓管2和拉拔管3為了與其他的部件容易區(qū)別，用點(diǎn)狀陰影圖示。
[0044]接著，對于構(gòu)成本實(shí)施方式的鋁合金的組成的各元素的作用，在以下進(jìn)行說明。
[0045]〈Si (硅)>
[0046]Si使鑄造性良好，進(jìn)而有助于強(qiáng)度的提高。通過Si含量為0.03質(zhì)量％以上，切實(shí)地發(fā)揮這樣的作用。另一方面，Si含量超過0.6質(zhì)量％時(shí)，在鋁合金中形成粗大結(jié)晶物，擠壓管的外表面的表面粗糙度變差。因此，希望Si含量設(shè)定在0.03?0.6質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Si含量特別優(yōu)選的范圍是0.03?0.3質(zhì)量％。
[0047]〈Fe (鐵)>
[0048]Fe使晶粒微細(xì)化，進(jìn)而有助于強(qiáng)度的提高。通過Fe含量為0.1質(zhì)量％以上，切實(shí)地發(fā)揮這樣的作用。另一方面，F(xiàn)e含量超過0.7質(zhì)量％時(shí)，鋁合金中形成粗大結(jié)晶物，擠壓管的外表面的表面粗糙度變差。因此，希望Fe含量設(shè)定在0.1?0.7質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Fe含量特別優(yōu)選的范圍是0.1?0.5質(zhì)量％。
[0049]〈Cu (銅)>
[0050]Cu通過固溶強(qiáng)化作用有助于強(qiáng)度的提高。通過Cu含量為0.05質(zhì)量％以上，切實(shí)地發(fā)揮這樣的作用。另一方面，Cu含量超過0.20質(zhì)量％時(shí)，耐蝕性降低。因此，希望Cu含量設(shè)定在0.05?0.20質(zhì)量％的范圍`內(nèi)。Cu含量特別優(yōu)選的范圍是0.1?0.20質(zhì)量％。
[0051]〈Mn (錳)>
[0052]Mn通過與在鋁合金中含有的Fe等形成微細(xì)的金屬間化合物來提高再結(jié)晶溫度，進(jìn)而有助于強(qiáng)度的提高。通過Mn含量為1.0質(zhì)量％以上，切實(shí)地發(fā)揮這樣的作用。另一方面，Mn含量超過1.5質(zhì)量％時(shí)，有耐蝕性降低的可能。因此，希望Mn含量設(shè)定在1.0?1.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Mn含量特別優(yōu)選的范圍是1.0?1.3質(zhì)量％。
[0053]〈Mg (鎂)>
[0054]Mg在擠壓加工時(shí)，在擠壓模具12的軸承部13a、14a上形成Mg薄膜，用該Mg薄膜覆蓋在軸承部13a、14a上形成的模痕起點(diǎn)部，由此有助于防止在擠壓管2的外表面形成模痕。通過Mg含量為0.01質(zhì)量％以上，切實(shí)地發(fā)揮這樣的作用。另一方面，Mg含量超過0.1質(zhì)量％時(shí)，鋁合金中形成粗大結(jié)晶物，擠壓管2的外表面的表面粗糙度變差。因此，希望Mg含量設(shè)定在0.01?0.1質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Mg含量特別優(yōu)選的范圍的上限是0.05質(zhì)量％。
[0055]再者，在本說明書中所謂“模痕起點(diǎn)部”，是成為使擠壓管2的表面(外表面和內(nèi)表面)產(chǎn)生模痕的原因的部分，其在擠壓模具12的軸承部13a、14a上形成，具體而言通常是由在軸承部13a、14a上產(chǎn)生的缺陷或在軸承部上附著的附著物構(gòu)成的。
[0056]〈Zn (鋅)>
[0057]Zn是根據(jù)需要含有的可選的含有元素，有助于些許的強(qiáng)度的提高。Zn含量超過0.1質(zhì)量％時(shí),有耐蝕性降低的可能。因此，希望Zn含量為O?0.1質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Zn含量特別優(yōu)選的范圍是O?0.05質(zhì)量％。
[0058]〈Ti (鈦)>[0059]Ti是根據(jù)需要含有的可選的含有元素，使坯材I的晶粒微細(xì)化，有助于防止在鑄造時(shí)的鑄塊裂紋。Ti含量超過0.1質(zhì)量％時(shí)，有擠壓加工性降低，并且，生成對成形性帶來惡劣影響的巨大金屬間化合物的可能。因此，希望Ti含量設(shè)定在O?0.1質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Ti含量特別優(yōu)選的范圍是0.01?0.05質(zhì)量％。
[0060]此外，本實(shí)施方式的鋁合金，作為根據(jù)需要含有的可選的含有元素含有Cr，并且希望該Cr含量設(shè)定在O?0.05質(zhì)量％的范圍內(nèi)。其理由如下。
[0061]Cr對晶粒的微細(xì)化有效果，但Cr含量超過0.05質(zhì)量％時(shí)，有生成對成形性帶來惡劣影響的巨大金屬間化合物的可能。因此，希望Cr含量為O?0.05質(zhì)量％的范圍內(nèi)。Cr含量特別優(yōu)選的范圍的上限是0.03質(zhì)量％。
[0062]本實(shí)施方式的鋁合金，通過構(gòu)成其組成的各元素的含量設(shè)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，對該鋁合金制坯材I進(jìn)行擠壓加工時(shí)，能夠?qū)D壓管2的外表面形成為高平滑面。特別地，通過該鋁合金中Mg含量設(shè)定在0.01?0.1質(zhì)量％的范圍，能夠?qū)D壓管2的外表面切實(shí)地形成為高平滑面。即，通過Mg含量為0.01質(zhì)量％以上，在擠壓模具12的軸承部13a、14a形成的模痕起點(diǎn)部，在擠壓加工時(shí)被Mg薄膜覆蓋。其結(jié)果，可防止在擠壓管2的外表面上形成模痕。另外,通過Mg含量為0.1質(zhì)量％以下，可防止擠壓加工時(shí)鋁合金中形成粗大結(jié)晶物。因此，通過將Mg含量設(shè)定在0.01?0.1質(zhì)量％的范圍內(nèi)，能夠?qū)D壓管2的外表面切實(shí)地形成為高平滑面。
[0063]并且，通過對該擠壓管2進(jìn)行拉拔加工或減薄拉深，能夠?qū)⒗喂?或減薄拉深管的外表面切實(shí)地形成為高平滑面。因此，通過由該拉拔管3或減薄拉深管制造感光鼓基體，可以得到具有高平滑的外表面的感光鼓基體。
[0064]以上對于本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。
[0065]另外，本發(fā)明中，對鋁合金制坯材進(jìn)行擠壓加工得到的擠壓材料特別優(yōu)選用于感光鼓基體，但不排除用 于其他的用途。另外，擠壓材料可以是如上述實(shí)施方式表示的管(即中空材料)，也可以是實(shí)心的擠壓材料。
[0066]實(shí)施例
[0067]接著，將本發(fā)明的具體實(shí)施例在以下表示。但本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例。
[0068]
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金，其特征在于，具有下述組成:含有S1:0.03?0.6質(zhì)量％、Fe:0.1?0.7質(zhì)量 ％、Cu:0.05 ?0.20 質(zhì)量 ％、Mn:L O ?L 5 質(zhì)量 ％、Mg:0.01 ?(λ I 質(zhì)量 ％、Zn:0 ?0.1質(zhì)量％、T1:0?0.1質(zhì)量％，其余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。
2.—種鋁合金擠壓材料的制造方法，其特征在于，對具有權(quán)利要求1中記載的組成的鋁合金制坯材進(jìn)行擠壓加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金擠壓材料的制造方法，所述擠壓材料是感光鼓基體用鋁合金擠壓管。
4.一種感光鼓基體的制造方法，其特征在于，對采用權(quán)利要求3所述的鋁合金擠壓材料的制造方法得到的感光鼓基體用鋁合金擠壓管進(jìn)行拉拔加工。
5.一種感光鼓基體的制造方法，其特征在于，對采用權(quán)利要求3所述的鋁合金擠壓材料的制造方法得到的感光鼓基體用鋁合金擠壓管進(jìn)行減薄拉深。
6.一種鋁合金擠壓材料，其特征在于，具有下述組成:含有S1:0.03?0.6質(zhì)量％、Fe:0.1 ?0.7 質(zhì)量 ％、Cu:0.05 ?0.20 質(zhì)量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 質(zhì)量 ％、Mg:0.01 ?0.1 質(zhì)量 ％、Zn:0?0.1質(zhì)量％、T1:0?0.1質(zhì)量％，其余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁合金擠壓材料，擠壓材料是感光鼓基體用鋁合金擠壓管。
8.一種感光鼓基體，其特征在于，具有下述組成:含有S1:0.03?`0.6質(zhì)量％、Fe:`0.1 ?0.7 質(zhì)量 ％、Cu:0.05 ?0.20 質(zhì)量 ％、Mn: 1.0 ?1.5 質(zhì)量 ％、Mg:0.01 ?0.1 質(zhì)量 ％、Zn:0?0.1質(zhì)量％、T1:0?0`.1質(zhì)量％，其余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號】C22C21/00GK103443313SQ201280011479
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月1日
【發(fā)明者】大橋嘉公, 久幸晃二, 加藤良知, 酒寄和紀(jì), 木村亮太, 青谷繁 申請人:昭和電工株式會(huì)社